Cazan electric cu două circuite: structură, analiza avantajelor și dezavantajelor + ce să luați în considerare la alegere

Dacă nu este posibil să introduceți gazul în casă, problema încălzirii autonome și a încălzirii apei trebuie rezolvată cu ajutorul surselor alternative de energie. Puteți instala generatoare solare, încălzi cu lemne sau peleți. Cu toate acestea, cea mai bună soluție poate fi un cazan electric cu două circuite.

În articolul prezentat de noi este descris în detaliu principiul de funcționare și varietățile echipamentelor care transformă energia electrică în energie termică. Sunt enumerate orientările pe care viitorii proprietari ai agregatului ar trebui să le ia în considerare înainte de achiziționarea acestuia. Sunt oferite recomandări pentru o exploatare economică.

Principiul de funcționare a dispozitivului

Construcția cazanului cu două circuite prevede amplasarea în același aparat a două elemente de încălzire pentru încălzirea apei și a agentului termic. Sistemul funcționează datorită conversiei curentului electric în energie termică.

Caracteristici constructive ale cazanului cu două circuite

Pentru încălzirea încăperii, la cazan se conectează un circuit de încălzire de tip închis, prin care circulă agentul termic. A doua conductă este destinată alimentării cu apă caldă, care este încălzită într-un rezervor de stocare încorporat sau prin principiul de curgere.

În sezonul cald, încălzirea poate fi oprită și cazanul poate fi folosit doar ca boiler.

Cele două circuite ale cazanului electric pot funcționa atât independent unul de celălalt, cât și simultan, încălzind casa și apa

Aparatul este compus din următoarele elemente principale:

• corp cu izolație termică, armături de intrare și ieșire;
• schimbător de căldură prin care circulă agentul termic;
• sistem de control și unitate de automatizare care permite setarea parametrilor de temperatură și oprirea/pornirea aparatului;
• dispozitiv de încălzire;
• vas de expansiune pentru eliberarea presiunii;
• supapă de siguranță;
• aerisitor (automat sau manual) pentru eliminarea pungilor de aer;
• pompe de circulație pentru sistemul de apă caldă menajeră și încălzire;
• grup de siguranță cu senzori de temperatură și relee.

Principiul de funcționare al cazanului electric constă în schimbul de căldură: pompa de circulație pompează apă în interiorul rezervorului, care este încălzită până la o anumită temperatură de elementul termic și este evacuată fie în circuitul de încălzire, fie în sistemul de apă caldă menajeră.

Practic, aparatul electric cu două circuite, la fel ca omologul său pe gaz, poate îndeplini atât funcția de centrală termică de casă, cât și de încălzitor instantaneu de apă.

Avantajele și dezavantajele echipamentelor electrice

Încălzirea electrică se numără printre metodele ecologice de încălzire, deoarece nu poluează aerul cu fum și funingine, precum o centrală pe combustibil solid, nici cu monoxid de carbon și alte substanțe reziduale nocive, cum o fac echipamentele pe gaz.

În plus, particularitatea funcționării încălzirii electrice practic exclude situațiile de forță majoră în caz de scurgere a apei – dacă agentul termic lipsește din sistem, echipamentul se oprește automat.

Centrala electrică are un randament excelent de 95-99%, dar chiar și o asemenea cedare termică ridicată nu compensează consumul mare de electricitate, de aceea, în comparație cu o centrală pe gaz, aparatul electric pierde.

De asemenea, printre avantajele generale ale echipamentelor electrice se numără:

• Montaj simplu – nu este nevoie de instalarea unui coș de fum, a unui sistem de ventilație forțată, de conectarea conductei de gaz și de obținerea unei mulțimi de autorizații, ca în cazul instalării unei centrale pe gaz.
• Siguranță – probabilitatea unei scurgeri sau a fierberii centralei electrice este foarte mică; în plus, construcția aparatului nu prevede utilizarea flăcării deschise, a materialelor inflamabile și a gazelor explozive.
• Dimensiuni compacte – un aspect important pentru încăperile mici. În plus, aparatul poate fi instalat nu numai în locurile special prevăzute prin proiect (cum ar fi echipamentele pe gaz), ci în orice loc convenabil unde există posibilitatea de conectare la rețeaua electrică și la sistemul de încălzire.
• Funcționare silențioasă – centrala electrică funcționează fără vibrații, emisii și alte zgomote de care suferă aparatele pe combustibil solid și pe gaz.
• Cost accesibil atât al aparatului în sine, cât și al montajului și întreținerii acestuia.

În ceea ce privește dezavantajele, unul dintre cele mai semnificative este costul energiei consumate. Dacă este vorba despre încălzirea electrică și ACM pentru o vilă mare, sumele vor fi considerabile.

Prin urmare, nu ar fi de prisos să faceți, înainte de achiziție, măcar un calcul aproximativ al consumului, analizând informațiile despre suprafață, consumul de apă și puterea aparatului. Și apoi să decideți dacă merită efortul acestor cheltuieli.

Instalarea unor controlere speciale, dispozitive de acumulare și contoare diferențiate, care funcționează în regim 'zi-noapte', va ajuta la reducerea semnificativă a costurilor.

Alte dezavantaje:

• Dependența de alimentarea cu energie – într-o zonă cu întreruperi frecvente de curent, instalarea unui astfel de aparat de încălzire își pierde sensul. Cu toate acestea, dacă întreruperile sunt ocazionale și nu constituie o normă de viață, achiziționarea unui generator care stochează energie va rezolva problema.
• Fluctuațiile tensiunii de rețea afectează grav automatizarea sensibilă a cazanului, de aceea, înainte de instalarea echipamentului, este bine să achiziționați stabilizatoare de tensiune bune.
• Depunerea de sedimente. Deoarece pentru apa caldă menajeră (ACM) se utilizează apă curentă, elementele de încălzire se acoperă treptat cu calcar, care trebuie îndepărtat din echipament. Soluția poate fi instalarea de filtre la intrarea apei reci și întreținerea periodică.

În plus, înainte de a instala un cazan electric, merită să aflați dacă rețeaua casei dumneavoastră este dimensionată pentru o asemenea sarcină. De exemplu, pentru o suprafață de 200 de metri pătrați, vor fi necesari cel puțin 16-20 kW.

Și aceasta doar pentru încălzire, fără a lua în calcul alte aparate electrice. Iar dacă în noile ansambluri rezidențiale o astfel de putere este prevăzută prin conectarea la o rețea trifazată, pentru un teren de vacanță se alocă de obicei nu mai mult de 10 kW.

Tipuri de cazane electrice

Cazanele electrice moderne sunt echipate cu încălzitoare cu diferite principii de funcționare. Dar pentru a fi utilizate atât pentru încălzire, cât și pentru alimentarea cu apă caldă menajeră, numai aparatele cu construcție cu elemente de încălzire (TEN-uri) pot fi folosite simultan.

Conectarea cazanului electric la sistemul de încălzire și la apa caldă menajeră prevede, de cele mai multe ori, instalarea unui boiler cu schimbător de căldură sau a unui rezervor pentru acumularea apei calde.

Alte tipuri de echipamente pot fi utilizate pentru apa caldă menajeră numai dacă la circuitul de încălzire este conectat un boiler cu încălzire indirectă.

Aparate electrice cu elemente de încălzire

În cele mai răspândite modele de cazane electrice sunt incorporate elemente de încălzire – TEN-uri, care sunt fabricate din ceramică sau metal, având forma unor tije, spirale sau a unei bare tubulare curbate în arc, în interiorul căreia se află un fir cu o rezistență specifică. Acestea acționează ca „intermediari”, încălzindu-se la trecerea curentului electric și transmițând căldura apei.

Schema de construcție a cazanului electric cu două circuite. Numărul elementelor depinde de puterea aparatului și de volumul său interior, dar TEN-urile suplimentare nu numai că măresc viteza de încălzire, ci și costurile de energie electrică și de întreținere.

Principalul dezavantaj al aparatului este formarea rapidă a calcarului pe TEN-uri, ceea ce îi afectează funcționarea. De exemplu, la o grosime a depunerii de calcar de doar 0,5 mm, randamentul aparatului scade cu 10% față de valoarea nominală, iar la 2 mm – cu 35-40%!

Ca urmare, dispozitivul încălzește apa mai lent, astfel consumul de energie electrică crește. Prin urmare, cazanul are nevoie de curățări regulate și de înlocuirea periodică a elementelor de încălzire defecte.

Pentru a prelungi durata de viață a elementului de încălzire, se recomandă utilizarea unui sistem de filtre de curățare sau adăugarea de substanțe speciale de dedurizare în agentul termic, iar în circuitul de încălzire să se toarne apă distilată.

În plus, centralele cu element de încălzire necesită întreținere periodică, deoarece este vorba despre utilizarea sigură a echipamentului. Elementul de încălzire se uzează treptat și se poate arde.

Dacă acest lucru se întâmplă cu o desigilare a carcasei – este încă pe jumătate de rău. În acest caz, nichelina încălzită se va sfărâma pur și simplu la contactul cu apa și nu prezintă pericol pentru om. Dar dacă elementul desprins rămâne în carcasa intactă și continuă să funcționeze, întreaga carcasă metalică, datorită conductorului de apă, va fi sub tensiune.

Echipamente de încălzire prin inducție

Funcționarea centralei cu inducție se bazează pe inducția magnetică, care permite convertirea electricității în energie termică. În interiorul carcasei se află un circuit primar cu o bobină inductivă, care, la aplicarea tensiunii, creează un câmp magnetic variabil.

Ca rezultat, apar așa-numiții curenți Foucault (sau turbionari), care încălzesc metalul, iar acesta transmite căldura sa agentului termic în circulație.

Centralele cu element de încălzire, testate de timp, pot fi instalate fără teamă chiar și într-o cameră de locuit, iar pentru aparatele cu inducție este mai bine să se prevadă o încăpere separată – în ciuda declarațiilor publicitare ale producătorilor, medicina nu a confirmat inocuitatea câmpurilor electromagnetice pentru om.

Avantajele centralelor cu inducție față de aparatele cu element de încălzire:

• Cel mai înalt nivel de randament – 98-99%.
• Suprafață mare de încălzire și, în consecință, transmitere mai rapidă a căldurii.
• Pe elementul de încălzire nu se formează depuneri de calcar.
• Sunt complet autonome și nu necesită întreținere periodică.
• Pe lângă apă, ca agent termic se pot utiliza produse petroliere și ulei.

Principalul dezavantaj al acestor aparate este prețul ridicat și necesitatea conectării unui boiler cu încălzire indirectă sau a unui rezervor de acumulare pentru asigurarea casei cu apă caldă. Prin urmare, în ciuda unei serii de avantaje ale echipamentelor cu inducție, palma de conducere a cererii consumatorilor este deținută ferm de centralele cu două circuite cu element de încălzire.

Cazane cu încălzitoare cu electrozi

Funcționarea centralei cu electrozi se bazează pe valorile ridicate ale conductibilității termice a apei. În interiorul carcasei sunt amplasați electrozi negativi și pozitivi, care generează curent electric, iar între ei circulă agentul termic.

Încălzirea are loc datorită energiei care se eliberează la scindarea moleculelor în ioni încărcați și mișcarea acestora către electrodul de polaritate corespunzătoare. Datorită acestui fapt, încălzirea apei în camera centralei are loc aproape instantaneu.

Condiția obligatorie pentru cazanul cu electrozi – o împământare bună, deoarece aparatele fac parte din dispozitivele potențial periculoase, iar carcasa poate transmite o sarcină puternică de curent.

Avantajele cazanelor cu electrozi în comparație cu aparatele cu rezistență (TEN):

• Încălzesc apa de 10 ori mai repede.
• Consumă cu 20-30 % mai puțină energie electrică.
• Au dimensiuni compacte chiar și la productivitate ridicată (de cele mai multe ori modelele sunt prezentate în execuție murală).
• Nu se defectează la fluctuații de tensiune.

Dar din cauza deficiențelor semnificative, cazanele cu electrozi nu au primit încă o răspândire largă. În principal, ele sunt utilizate pentru încălzire, dar se poate organiza un al doilea circuit pentru ACM (apă caldă menajeră) cu condiția echipării suplimentare a sistemului cu un boiler de încălzire indirectă.

Aceste aparate sunt foarte pretențioase în privința compoziției lichidului care este agent termic. Apa obișnuită de la rețea este exclusă, se recomandă utilizarea unui lichid special cu un conținut echilibrat de săruri. În plus, electrozii se dizolvă treptat în timpul funcționării și necesită înlocuire.

Cazanele cu electrozi sunt foarte compacte, dar nu se disting prin putere ridicată, de aceea pentru încălzirea suprafețelor mari sunt prevăzute module cu mai multe aparate conectate în serie.

Pentru o utilizare sigură, cazanul cu electrozi se recomandă să fie echipat cu un set suplimentar de automatizare, care se comercializează separat și adesea costă mai mult decât dispozitivul în sine. În primul rând, aceasta este o pompă de circulație și un regulator electronic de temperatură care controlează temperatura de încălzire.

Este necesar și un controler de curent, care reglează intensitatea curentului, cu posibilitatea de a opri echipamentul pentru a evita fierberea apei.

La ce să acordați atenție la cumpărare?

Când ați înțeles ce tip de aparat doriți să cumpărați, este momentul să vă gândiți la dimensiunile și parametrii tehnici ai acestuia.

Cel mai adesea, cazanele electrice se instalează în bucătărie, dar se poate amenaja și o mini-cameră de cazane, care va permite ascunderea comunicațiilor puțin atractive și a echipamentelor suplimentare (rezervor de acumulare, boiler de încălzire indirectă etc.).

Alegerea aparatului în funcție de modul de montare

Indiferent de tipul construcției, toate cazanele cu dublu circuit pot fi împărțite în două grupuri mari – montate pe perete și pe podea. Dimensiunile și alegerea modelului depind direct de suprafața pe care trebuie să o încălziți, precum și de cantitatea de spațiu disponibil pentru aparat.

Cazanul mural se deosebește de cel pe podea prin dimensiunile reduse – la nevoie, poate fi ascuns într-un dulap suspendat sau dulap, dar chiar și aparatul nemascat nu pare voluminos și se armonizează perfect cu alte electrocasnice.

Aparatele de perete sunt destinate încălzirii unor suprafețe relativ mici – până la 100 m², de aceea cel mai des se instalează în apartamente sau în căsuțe de vacanță mici. Ele se montează pe suporturi speciale pe orice suprafață verticală care poate suporta această sarcină.

Cazanele de podea sunt dispozitive destul de voluminoase, dar pot asigura o casă cu o suprafață de până la 200 m² cu căldură și alimentare continuă cu apă, iar rezervoarele de acumulare pot fi fie încorporate în dispozitivul propriu-zis (ceea ce îi mărește semnificativ dimensiunile), fie montate separat.

Dacă suprafața vilei depășește 200 m², se poate echipa o cameră de cazane cu mai multe cazane electrice sau se pot utiliza surse suplimentare de încălzire – echipamente cu combustibil solid sau panouri solare.

Calculul puterii necesare

Cea mai simplă metodă este de a împărți suprafața încălzită la 10. Se consideră că la încălzirea a 10 m² se vor consuma 1 kW, dar cifra obținută va fi destul de aproximativă, deoarece un astfel de calcul are sens doar pentru încăperi cu înălțimea de cel mult 3 metri.

În plus, consumurile de căldură depind în mare măsură de prezența izolației, de calitatea ferestrelor și de dimensiunile acestora, de particularitățile climatice ale zonei și de materialele utilizate în construcția casei.

Dacă în casă sunt tavane înalte, trebuie mai întâi să se determine volumul încăperii (suprafața înmulțită cu înălțimea). Apoi să se calculeze puterea necesară pe baza a 35 W per 1 m³.

La achiziționare, luați în considerare modele a căror putere depășește cu 15-20% indicatorii dvs. calculați – este mai bine să setați cazanul la un regim mai slab decât să înghețați într-o iarnă rece cu echipamentul funcționând la limită.

La rezultatul obținut este necesar să se adauge o „rezervă”:

• 10% – la o suprafață mare de geamuri (ferestre panoramice, verandă etc.).
• 15% – în lipsa izolației casei.
• 10-15% – pentru zone cu ierni reci.
• 20% – pentru sarcina suplimentară la funcționarea ACM (apă caldă menajeră) în regim de încălzire instantanee.

La calcularea puterii necesare pentru cazanele cu rezervor încorporat, trebuie să vă ghidați după datele indicate de producător în documentația tehnică.

De parametrii tehnici ai cazanului depinde și modul său de alimentare. Aparatele de până la 10 kW pot fi conectate la o rețea obișnuită de 220 V, iar cazanele mai puternice – la o rețea trifazată (de altfel, pentru aceasta poate fi necesară o autorizație din partea rețelelor electrice locale, dacă în casă nu este trasată o linie de 380 V).

Alte nuanțe importante

În funcție de principiul de încălzire a apei, cazanele electrice cu dublu circuit pot fi împărțite în cele cu încălzire instantanee și cele cu acumulare. Primele reprezintă o opțiune bună pentru o casă mică și o familie, putând deservi cu ușurință 1-2 puncte de consum de apă, pe lângă încălzire. Dar, în ciuda compactității și confortului în exploatare, aparatul „2 în 1” are un dezavantaj semnificativ – o sarcină mare asupra rețelei electrice.

În schimb, aparatul cu acumulare ocupă mult mai mult spațiu din cauza rezervorului suplimentar în care se păstrează rezerva de apă caldă. Avantajul acestui tip de echipament este că poate furniza apă în cantități mari și permite economisirea a până la 10% din electricitate, deoarece nu consumă energie pentru încălzirea continuă, ci doar menține temperatura acesteia.

Datorită carcasei izolatoare, pierderile de căldură ale apei din rezervor nu vor depăși 0,5 grade pe oră. În fișa tehnică a dispozitivului destinat conectării la sistemul de apă caldă menajeră, trebuie specificată capacitatea sa de debit – temperatura minimă și maximă, volumul de apă și timpul necesar pentru încălzirea acesteia.

Cazanele electrice moderne permit gestionarea dispozitivului și controlul temperaturii de încălzire din încăpere cu ajutorul smartphone-urilor sau al sistemului „casă inteligentă”

Suplimentar, cazanul poate fi dotat cu:

• Un bloc de automatizare pentru comandă de la distanță de pe telecomandă sau prin rețea.
• Protecție împotriva înghețului, care permite menținerea unei temperaturi minime în sistem, lucru relevant pentru casele de vacanță și cele de la țară, unde nu există locatari permanenți.
• Senzori care monitorizează schimbările meteorologice, pornesc dispozitivul la scăderea temperaturilor și îl opresc în orele însorite.
• Echipament care reduce temperatura apei pentru conectarea la sistemul „pardoseală încălzită”.
• Senzori cu posibilitatea programării microclimatului în întreaga încăpere sau în camere separate, la discreția dumneavoastră.

Desigur, „bonusurile” oferite de producător cresc costul aparatului, dar cu ajutorul lor, exploatarea cazanului este mult mai confortabilă.

Metode de economisire la exploatare

Pentru a reduce costurile cu energia electrică atunci când utilizați cazanul electric ca aparat de încălzire și încălzitor de apă, trebuie să diminuați pierderile totale de căldură ale casei.

În primul rând, merită să înlocuiți ramele vechi din lemn cu ferestre moderne cu 2-3 camere de aer și să vă ocupați de izolarea pereților (de preferință pe exterior) cu polistiren, vată minerală sau alte materiale cu conductivitate termică scăzută

Alte variante de economisire:

1. Conectarea suplimentară sau dispozitive separate care funcționează pe bază de energie alternativă (panouri solare, generatoare eoliene, cămin cu lemne) vor reduce semnificativ consumul de electricitate.
2. Un contor cu tarif multiplu vă va permite să plătiți mai puțin pentru încălzirea pe timp de noapte, iar în perioada „orelor de vârf” de dimineață și seară, aparatul poate fi deconectat (cea mai scumpă electricitate este cea consumată între 8:00 – 11:00 și 20:00 – 22:00). Și dacă completați sistemul cu un acumulator termic extern, puteți stoca energia „ieftină” nocturnă pentru a o utiliza ziua.
3. Recuperatorul din sistemul de ventilație va ajuta la păstrarea aerului încălzit în interiorul casei.
4. Programatorul săptămânal va colecta date despre funcționarea sistemului pentru perioada de timp specificată, pentru a selecta cel mai confortabil și economic mod de exploatare, cu un consum minim de energie.
5. Termoregulatoarele de cameră vor monitoriza modificările microclimatului casei și vor transmite datele către senzorul încorporat în cazan, care va opri/porni încălzirea, protejând împotriva supraîncălzirii aerului și a pierderilor inutile de căldură.

Cu o organizare corectă a funcționării cazanului electric, se poate reduce consumul de energie electrică și cheltuielile aferente cu până la 40%.

Cu opțiunile de încălzire eficientă din punct de vedere energetic a proprietății suburbane vă va familiariza articolul următor, care analizează detaliat această problemă foarte interesantă.

Concluzii și material video util pe această temă

Vă recomandăm să consultați o selecție de recenzii și sfaturi practice privind utilizarea cazanelor electrice de diferite construcții pentru încălzirea și alimentarea cu apă caldă a casei.

Nuanțe ale încălzirii electrice – cazane și alte aparate electrice de încălzire, calculul puterii echipamentului și al costurilor pentru sezonul de încălzire:

Deși cazanele electrice cu dublu circuit par foarte confortabile de utilizat, înainte de a merge la cumpărături, calculați cheltuielile pentru electricitate pe perioada rece a anului sau adresați-vă specialiștilor în termotehnică.

Poate că vi se va recomanda un sistem mai economic cu un cazan cu un singur circuit și un boiler de încălzire indirectă, sau se va proiecta o încălzire combinată, unde „lăcomia” aparatului electric va fi compensată de surse suplimentare de energie.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Spuneți-ne care a fost argumentul decisiv pentru dumneavoastră în alegerea modelului de cazan cu dublu circuit. Împărtășiți informații utile care vor fi de folos vizitatorilor site-ului, adresați întrebări.