Elektrické elektrodové kotle pro vytápění soukromého domu – typy, zařízení a princip činnosti

Elektrodové kotle patří z hlediska konstrukce mezi nejjednodušší elektrická topná zařízení, protože neobsahují topné články.

V zařízeních tohoto typu je vodičem, který generuje teplo při průtoku elektrického proudu, samotná chladicí kapalina cirkulující topným systémem.

Fyzikálním základem provozu elektrodových topných kotlů je proces elektrolytické ionizace solného roztoku, což je v podstatě nedestilovaná voda.

Z tohoto důvodu se kotlové instalace tohoto typu někdy nazývají iontové. To znamená, že voda získává potřebnou elektrickou vodivost pouze díky přítomnosti iontů cizích chemických sloučenin v ní.

Výrobci kotlových zařízení pro vytápění elektrodového typu formulují v provozních pokynech požadavky, které musí splňovat použité chladivo.

Standardním doporučením je použít destilovanou vodu jako základ a následně v ní rozpustit přesně definované množství kuchyňské soli.

• na jedné straně není vždy možné přesně odhadnout objem chladicí kapaliny v topném systému;
• na druhou stranu se jeho množství může měnit v důsledku odpařování nebo netěsností.

Současně je elektrická vodivost, a tedy i spotřeba energie, určena přesně koncentrací solí v chladicí kapalině.

Je třeba dodat, že chemické složení elektrolytu, kterým je v tomto případě nosič tepla, se mění v důsledku galvanických procesů. Elektrický výkon iontového kotle se tedy může spontánně měnit, což nelze hodnotit jako pozitivní vlastnost.

NÁVRH ELEKTRODOVÉHO KOTLE

Iontové topné kotle pro domácnost jsou kompaktnější ve srovnání s jinými typy elektrických ohřívačů vody (topné těleso nebo indukční) kvůli absenci topných těles nebo vinutí.

Typická konstrukce takového kotle je válcovité těleso (které může být součástí trubky), uvnitř kterého jsou umístěny elektrody kolíkového tvaru. Elektrody jsou vyrobeny z ocelových tyčí, nejčastěji s kulatým průřezem.

Elektrické kotle pro domácnost mohou mít jednofázové i třífázové napájení. Jednofázové modely používají jednu elektrodu umístěnou podél osy válcového tělesa. Roli druhé elektrody, ke které je připojen neutrální vodič, hraje samotné těleso.

V třífázovém provedení jsou elektrody umístěny ve vrcholech rovnostranného trojúhelníku a jsou orientovány rovnoběžně s osou skříně. Aktivní částí kotle je prostor mezi elektrodami. V těchto mezerách, vyplněných chladicí kapalinou, protéká pracovní proud a uvolňuje se tepelná energie.

• konstrukce aktivní části – délka elektrod a vzdálenost mezi nimi;
• chemické složení chladicí kapaliny.

Elektroda nebo blok elektrod je vyroben jako odnímatelná konstrukce. Elektrody jsou instalovány na krytu, který je přišroubován k koncové části tělesa kotle. Pro zajištění dodávky elektrické energie se používají průchozí izolátory nebo je kryt vyroben výhradně z elektricky izolačního materiálu.

Přístup k elektrodám kotle je nezbytný pro jejich preventivní čištění a výměnu v případě opotřebení. K destrukci povrchu elektrod v důsledku elektrochemické koroze dochází mnohem intenzivněji než v případě topných systémů s topnými tělesy.

VLASTNOSTI POUŽITÍ ELEKTRODOVÝCH KOTLŮ

Hlavním rozlišovacím znakem iontových kotlů je přítomnost přímého galvanického spojení vodivého nosiče tepla s napájecí sítí. Tato okolnost způsobila vznik zvláštních požadavků na provoz zařízení této třídy.

• spojení tělesa kotle s neutrálním vodičem musí být provedeno svařováním nebo šroubováním;
• Před zapnutím kotle je nutné znovu uzemnit nulový vodič.

V případě instalace kotlů s izolovaným tělesem musí být kotel izolován od země a od potrubí topného systému.

Pro zajištění izolace od potrubí se k nim připojuje pomocí izolačních vložek, jejichž vodotěsnost musí být alespoň 200 Ohmů. Samotný kotel je umístěn uvnitř ochranného krytu.

Elektrodový kotel je zařízení, které není mezi laiky příliš známé. Tato okolnost vedla ke vzniku mnoha bajek, které si vymýšlejí prodejci zařízení, aby produkt výhodně prodali.

Hlavním trikem, který se často používá pro reklamní účely, je porovnání účinnosti elektrických kotlů různých typů.

Například na internetu najdete informaci, že účinnost elektrodového kotle je o 40 % vyšší než účinnost topného tělesa. To je velmi hrubá lež, určená pro zcela nepřipravené lidi.

Pravda je taková. Účinnost elektrických kotlů jakéhokoli typu je velmi vysoká – její hodnota se blíží 100 %. Nad tuto značku, jak se říká, nelze přeskočit (výjimkou jsou tepelná čerpadla, ale to je jiné téma).

• design je extrémně jednoduchý, v nich se prostě nic nerozbije;
• Při absenci chladicí kapaliny elektrodový kotel neselže, jako topný kotel, ale jednoduše nefunguje.

Nevýhody již byly zmíněny výše, shrnující je, můžeme si všimnout vysokého stupně závislosti technických vlastností elektrodového zařízení pro vytápění domů na chemickém složení chladicí kapaliny a nutnosti přijmout další bezpečnostní opatření během jeho provozu.

VÝBĚR KOTLE PRO VYTÁPĚNÍ SOUKROMÉHO DOMU

Elektrické vytápění domu, včetně vytápění založeného na elektrodových zařízeních, se často používá jako doplňkový systém sloužící k vytápění místnosti nebo k podpoře hlavního vytápění.

Vysoké tarify za elektřinu omezují používání elektřiny jako hlavního zdroje tepla. V některých případech však jednoduše neexistuje žádná alternativa k elektrickému vytápění domu.

• jmenovitý výkon;
• funkční schopnosti;
• kvalita vybavení;
• cena.

Výpočet výkonu potřebného pro vytápění místností domu určité oblasti se provádí stejným způsobem jako při výběru jakéhokoli jiného topného zařízení. Velmi zhruba, pro dům se standardní výškou stropu, můžete použít poměr 1 kW na 10 m 2 plochy domu.

Nemělo by se zapomínat, že elektrodové kotlové zařízení spotřebovává svůj jmenovitý výkon při určité koncentraci soli ve vodě.

Zvýšený obsah soli může vést k přetížení elektrického vedení v domě, zatímco snížený obsah soli může vést k nedostatečnému vytápění domu.

Pokud je nutné ohřívat nejen chladivo topného systému, ale také vodu pro ohřev teplé vody v domě, měli byste věnovat pozornost dvouokruhovým kotlům.

Při posuzování kvality je lepší dát přednost továrním výrobkům a při výběru mezi výrobci věnovat pozornost poskytované záruce a dostupnosti servisních středisek. Instalaci elektrické části topného systému byste měli svěřit odborníkům.

* * *
© 2014–2025 Všechna práva vyhrazena.
Materiály stránek mají informační charakter, mohou vyjadřovat názor autora a nesmějí být používány jako směrnice a normativní dokumenty.

Elektrické kotle pro vytápění v soukromých domech jsou běžným jevem. Každý majitel venkovského domu, venkovského domu nebo městského domu se zabývá především jedinou otázkou – kolik elektřiny spotřebuje elektrický kotel za měsíc. Jinými slovy, kolik budete muset zaplatit za světlo, nebudou náklady příliš vysoké?

Možnost pořízení elektrokotle

Nejprve se musíte rozhodnout o proveditelnosti použití takového elektrického zařízení pro vytápění vašeho domova. V některých případech je elektrický kotel opravdu dobrou alternativou k zařízení na plyn nebo pevná paliva:

• kdy je připojení hlavního plynu tak drahé, že se v dalších desetiletích nevyplatí;
• když je dům dobře izolovaný a ke kompenzaci tepelných ztrát není potřeba mnoho energie a jiné možnosti vytápění nejsou vhodné;
• když potřebujete nejen vytápět svůj domov, ale také zajistit dodávku teplé vody;
• když se dům nachází ve venkovské oblasti, kde je elektřina mnohem levnější než ve městech;
• když je potřeba urgentní výměna za porouchaný plynový kotel nebo kotel na tuhá paliva za přijatelnou cenu jako dočasné opatření.

V některých případech se elektrokotle instalují jako záložní kotle – používají se při dočasném přerušení dodávky plynu nebo při přerušení dodávky pelet či jiného paliva.

Spotřeba elektřiny za jednotku času

Spotřeba energie kotle závisí na jeho výkonu – například zařízení o výkonu 10 kW spotřebuje 10 kilowattů světla za hodinu a zařízení o výkonu 12 kW 12 kilowattů. V průměru mají elektrické kotle pro domácnost výkon od 8-9 do 30 kilowattů, výkonnější zařízení je již určeno pro průmyslové použití.

Spotřeba energie elektrokotle přitom není vždy stejná, nemusí nutně pracovat na plný výkon po celou topnou sezónu. Abyste mohli upravit provozní parametry kotle, vyberte si model s postupnou regulací výkonu.

Chcete-li správně vypočítat, kolik elektřiny elektrický kotel spotřebuje za den, musíte znát nejen výkon, ale také další ukazatele, které ovlivní provozní dobu zařízení:

• kvalita izolace stěn a tepelná izolace materiálu stěn, energetická účinnost dvojitých oken a dveří v domě – to vše určuje celkové tepelné ztráty budovy;
• klimatické podmínky – bezesporu velmi ovlivňují náklady, protože vytopit dům na +5°C není vůbec totéž jako zajistit obyvatelům komfortní teplotu -35°C.

Hrubé výpočty jsou v průměru velmi snadné: vynásobte hodinovou spotřebu 24, poté 30 a počtem měsíců topné sezóny a tarifem ve vašem regionu – získáte maximální náklady na vytápění za rok.

Vezměme si například elektrokotel o výkonu 12 kW. Za den nepřetržitého provozu na špičkový výkon spotřebuje 12*24=288 kW elektřiny. Při průměrné ceně 4 rublů za kilowatt obdržíte náklady 1152 rublů za den.

Za měsíc takový kotel (opět za předpokladu, že pracuje nepřetržitě a na maximální výkon) spotřebuje 1152*30=34560 rublů elektřiny. Vynásobením počtem měsíců topné sezóny (6-7) lze přibližně vypočítat maximální možné náklady.

Váš kotel samozřejmě nebude fungovat nepřetržitě – k vytápění běžně zatepleného domu stačí 8 až 12 hodin provozu zařízení denně. To znamená, že výdaje lze bezpečně vydělit 2 nebo dokonce 3. A je nepravděpodobné, že topnou sezónu zahájíte přímo 1. října a skončíte až 30. dubna, proto bude počet dní, kdy bude kotel v provozu, méně.

Jak vypočítat spotřebu energie za hodinu, den, měsíc?

Chcete-li správně vypočítat, kolik elektřiny elektrický kotel spotřebuje za den, musíte přesně vědět, kolik hodin bude v provozu a výkon zařízení. Pro usnadnění jsme poskytli výpočty pro kotle různého výkonu, od 3 kW do 12 kW, určené pro různé vytápěné prostory. Vzali jsme dnes průměrný tarif pro Rusko, který je 3,7 rublů za kW.

Jak vidíte, kolik kilowattů za hodinu spotřebuje elektrický kotel, je přímo úměrné jeho výkonu. Jak vypočítat požadovaný výkon zařízení? Je určena na základě plochy vytápěných místností. Předpokládá se, že pro dobře izolovanou budovu stačí 50 W energie na metr čtvereční. K vytápění domu o velikosti 100 metrů čtverečních tedy potřebujete kotel o výkonu 5 kW, pro dům o velikosti 150 metrů čtverečních – 7,5 kW. Výpočty se provádějí pro místnosti se stropy do 2,7 metru, pokud jsou vyšší, použije se korekční faktor 1,2. Pro severní regiony se výsledná hodnota násobí dalšími 2, v jižních regionech platí klimatický koeficient 0,7. Nezapomeňte na rezervu výkonu – u dvouokruhového kotle by měla být 25-30%, u jednookruhového kotle – 15-20%.

Jak snížit spotřebu elektřiny

Tarify za elektřinu pravidelně rostou, takže každý majitel domu, který je vytápěn elektřinou, přijímá určitá opatření ke snížení nákladů. Co lze udělat pro snížení spotřeby energie kotle?

• zateplit dům. Ano, není to levné, zvláště pokud je budova velká, ale z dlouhodobého hlediska získáte značné úspory. Kvalitní dvou- nebo tříkomorová okna s dvojitým zasklením, zádveří před vchodovými dveřmi, tepelná izolace střechy – všude tam, kde je možné odříznout nebo minimalizovat tepelné ztráty, je to nutné;
• přejít na dvoutarifní měřidlo. V noci je ve většině regionů elektřina levnější, úspory mohou dosáhnout 30-40%, takže by bylo rozumné používat kotel v noci na vytápění domu a přes den, když jsou všichni v práci, můžete snížit výkon;
• nainstalovat termostaty. Budou udržovat nastavenou teplotu vzduchu bez vaší účasti; většina moderních elektrických kotlů je kompatibilní s takovými zařízeními. Termostaty měří teplotu vzduchu a vysílají signál do ovladače kotle, když je čas snížit nebo zvýšit výkon;
• používejte ekvitermní senzory. Měří venkovní teplotu a automaticky regulují provoz elektrokotle, zvyšují nebo snižují výkon v závislosti na ochlazování nebo oteplování venkovního prostoru;
• nainstalovat oběhové čerpadlo. Uvede chladicí kapalinu do pohybu, což zvýší teplotu zpátečky, což znamená, že kotel bude potřebovat méně energie, než se vrátí na požadovanou teplotu.

Alternativní typy vytápění

Jako alternativu k vytápění na bázi elektrokotle můžete zvážit jiná topidla, například kamenné radiátory od Heat Stone. Ve srovnání s kotlovými zařízeními mají mnoho výhod:

• úspornější spotřeba energie. Je důležité si uvědomit, že účinnost elektrického (a jakéhokoli jiného) kotle je mnohem nižší než u kamenných radiátorů – část tepla se ztrácí, zatímco chladivo se pohybuje potrubím do radiátorů, které je následně odvádí. V důsledku toho klesá účinnost kotle na 70-80%, zatímco u kamenných radiátorů se blíží 100%;
• snadná instalace. Radiátory jsou namontovány na stěnách a připojeny k zásuvkám – tím je proces instalace dokončen. Není třeba přidělovat prostor pro kotel, instalovat potrubí, instalovat uzavírací ventily a dělat mnohem více;
• snadnost ovládání. Moderní kotle jsou „nacpané“ elektronikou – na jedné straně to umožňuje minimální zásahy do jejich provozu, na druhé straně to vede k poruchám v důsledku malých přepětí, které nelze opravit bez specialisty. Kamenné radiátory tuto nevýhodu nemají;

• nehrozí žádné úniky. Potrubí, bez ohledu na to, jak kvalitní je, stejně jako radiátory s chladicí kapalinou uvnitř dříve nebo později uniknou – a je dobré, když je únik detekován okamžitě, a ne když voda již zničila podlahovou krytinu;
• není potřeba složitá a nákladná údržba. Před každým začátkem topné sezóny se doporučuje zkontrolovat provozuschopnost kotle – systém se krátce zapne, aby se zjistily případné netěsnosti, poruchy a předem je odstranili. U radiátorů, jejichž těleso je kompozitní monolit, taková potřeba není;
• autonomie každého topného tělesa. Každý radiátor pracuje samostatně – selhání jednoho (velmi nepravděpodobné) nepovede k tomu, že celý dům zůstane bez vytápění. U kotlů je situace jiná – porucha čerpadla, vážný únik povede k odstavení celého topného systému a při silných mrazech to hrozí prasknutím potrubí.

Mezi další výhody kamenných radiátorů stojí za zmínku jejich pečlivý přístup ke kvalitě vzduchu, naprostá požární bezpečnost – topné těleso je zcela skryto v monolitickém pouzdře, nízké topné teploty skříně (až +85°C).

Elektrický kotel – ziskový nebo ne?

Ano, v mnoha případech (uvedli jsme je na začátku textu) může být elektrokotel skutečně optimálním řešením. Ale jako hlavní a konstantní topný systém nelze takový systém považovat za ekonomický, protože kromě nákladů přímo na vytápění je nutné počítat také s náklady na pravidelnou údržbu a opravy jeho jednotlivých prvků.

Cenově dostupnou alternativou elektrokotle z hlediska ceny a snadné instalace jsou kamenné radiátory – jsou ekonomické, odolné, nevyžadují údržbu ani složité nastavování.