Нужно ли ставить стабилизатор напряжения для электрокотла?

Давайте обсудим этот вопрос с разных сторон и сделаем выводы. Кому некогда следить за ходом мыслей, может сразу перейти в конец статьи, к итогам.

Нужно ли вообще стабилизировать?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала посмотрим, какие компоненты входят в состав электрокотла и боятся ли они «неправильного» напряжения?

1. Плата управления

Точнее, не сама плата, а входящий в ее состав блок питания.

Блок управления электрокотлаСтарые платы имеют трансформаторные блоки питания (можно отличить по наличию тяжеленького транса с металлическим сердечником), новые же — все как один импульсные (их выдают маленькие легкие трансформаторики с ферритовым сердечником).

И те и другие платы управления обязаны отлично себя чувствовать в стандартном диапазоне фазных напряжений (220В±10% или 230В±10%). Иначе котел просто не пройдет сертификацию.

Как правило, производитель, при выборе элементной базы, дополнительно закладывает в схему солидный запас надежности, поэтому реальный рабочий диапазон всегда оказывается гораздо шире, чем указано в инструкции.

А что указано в инструкции? Вот, например, фрагмент руководства по эксплуатации к котлам Vaillant eloBLOCK:

Диапазон питающих напряжений электрокотла Vaillant eloBLOCK

Здесь производитель явно немного перестраховывается. Ниже станет понятно почему.

В инструкции к котлу Эван Warmos RX уже отбросили ложную скромность и написали как есть:

Диапазон рабочих напряжений электрического котла Эван Warmos RX

160…260 Вольт — солидный разброс, не так ли? Вообще говоря, это даже перекрывает рабочий диапазон некоторых моделей стабилизаторов.

На самом деле, я неоднократно держал в руках платы управления от котлов, на которых указан диапазон рабочих напряжений — от 100 до 280 В. А уж 140-160 вольт для них вообще комфортное значение.

Итак, вывод №1: для нормальной работы платы управления электрического котла, стабилизатор не требуется.

Идем дальше.

2. Нагревательные элементы (электроды, ТЭНы)

С нагревателями электродного типа все просто — им вообще без разницы какое в розетке напряжение. Если напряжение больше номинального, мощность котла будет выше. И, соответственно, наоборот.

А вот с классическими трубчатыми нагревателями (ТЭНами) дело обстоит чуточку интереснее.

Пониженное напряжение ТЭНам никак не угрожает, это очевидно. От повышенного напряжения они, конечно, сгорят через какое-то время, но для этого напряжение должно подняться существенно выше нормы. Как показывает практика, такое случается крайне редко. Обычная накипь для ТЭНов страшнее, чем любое «неправильное» напряжение.

Зависимость мощности электрокотла от напряжения питанияОсновная проблема заключается в том, что мощность нагревательных элементов находится в квадратичной зависимости от напряжения, что описывается известной формулой:

P = U2 / R [Вт], где
U - напряжение на нагревателе, В
R - сопротивление нагревателя, Ом

График зависимости мощности от напряжение для одного из электрических котлов приведен на рисунке и представляет собой классическую параболу, точнее ее положительную ветвь.

Видно, что снижение напряжения всего на 10% (до 200В) приводит к потери котлом 1/5 своей мощности. А понижение напряжения в сети на 20% (до 175В) снижает максимальную мощность котла на целую треть!

Таким образом, чтобы не допустить снижения мощности электрического котла, было бы очень неплохо задействовать стабилизатор напряжения. Но не будем торопиться с выводами и посмотрим на эту ситуацию с точки зрения финансовых затрат.

Давайте предположим, что мы произвели расчеты и выяснили, что для обогрева помещения нам необходим котел мощностью 6 кВт. Каким образом можно выжать из котла такую мощность в условиях пониженного напряжения?

Способ первый: стабилизатор

Учитывая то, что в нашем коттеджном поселке частенько наблюдается пониженное напряжение (типовое значение ~170 В), мы принимаем решение подключить электрокотел через стабилизатор. Это позволит получить необходимые нам 6 кВт тепловой мощности даже при таком низком напряжении.

Так как максимальная выдаваемая стабилизатором мощность тоже зависит от напряжения питания (см. график зависимости), то для нашей цели необходим стабилизатор мощностью от 8 кВт.

Из всех существующих типов стабилизаторов наиболее дешевыми являются релейные (см. таблицу стоимости киловатта мощности), поэтому остановим свой выбор на этих моделях:

  • Wester STB-10000, напольный, 140-260 В, 8 кВт, 9000 руб.;
  • RUCELF СтАР-12000, напольный, 140-260 В, 8.5 кВт, 11000 руб.;
  • RUCELF SRWII-12000-L, настенный, 110-270 В, 10 кВт, 14000 руб.

Сравнение стоимости стабилизаторов для электрокотла

Любой из этих стабилизаторов отлично подойдет для нашего электрокотла, все они достаточно надежны, не слишком дорогие и, вообще, хорошо себя зарекомендовали.

Способ второй: более мощный котел

С другой стороны, мы ведь можем компенсировать потерю мощности котла из-за низкого напряжения питания и другим способом — просто выбрать более мощный котел изначально.

Чтобы понять, во что нам это обойдется, сравним стоимость нескольких наиболее популярных котлов мощностью 6 и 9 кВт соответственно:

Мощность: 6 кВт Мощность: 9 кВт* Доплата
Котел Цена Котел Цена
ZOTA 6 Econom 8500 руб ZOTA 9 Econom 9600 руб 1100 руб
Protherm Скат 6 КR 13 29100 руб Protherm Скат 9 КR 13 30400 руб 1300 руб
ЭВАН С1 6 10400 руб ЭВАН С1 9 220 14800 руб 4400 руб

*Электрические котлы мощностью 9 кВт, как правило, имеют возможность подключения к однофазной сети 220/230В. Необходимо только убедиться, что существующая электропроводка рассчитана на такие токи.

Вот и получается, что самый дешевый (а значит и самый ненадежный) стабилизатор обойдется минимум в 9000 рублей, а чтобы купить котел вполовину мощнее, нужно доплатить максимум 4500 рублей.

Вывод №2: самый дешевый способ получить необходимую тепловую мощность при пониженном напряжении в сети — это заранее приобрести более мощный котел. Стабилизатор выйдет дороже.

3. Циркуляционные насосы

Насос — самое слабое звено любого электрокотла.

Все дело в двигателе, входящим в состав насоса. Асинхронные двигатели очень плохо переносят понижение напряжения. Сначала они просто греются, потом и вовсе останавливаются из-за недостатка крутящего момента.

Циркуляционный насос для электрокотлаНевозможно заранее определить при каком напряжении встанет насос конкретного котла. Практика показывает, что это происходит в интервале 160-170 Вольт.

Таким образом, циркуляционный насос — единственный узел электрического котла, который накладывает серьезные ограничения на напряжение питания.

Это объясняет, почему в инструкции к котлу Vaillant eloBLOCK был указан нижний порог напряжения в 160 В, хотя плата управления способна нормально функционировать при значительно более низком напряжении.

Недостатки использования стабилизатора

Что будет, если подключить котел через стабилизатор? Тут есть несколько нюансов.

Во-первых, это дорого. Зачастую стоимость стабилизатора сопоставима со стоимостью котла. К тому же, любое дополнительное устройство в системе приводит к снижению надежности всей системы.

Во-вторых, любой стабилизатор повышает напряжение на выходе за счет увеличения потребляемого тока на входе. Закон сохранения энергии работает четко.

Другими словами, при 220 вольтах наш 6-киловаттный электрокотел потребляет от сети около 27 А. Если напряжение снизится, например, до 170 вольт, то потребляемый от сети ток возрастет до 35 А (без учета КПД самого стабилизатора).

Это нужно учитывать. Перед подключением стабилизатора необходимо проверить пороги срабатывания автоматов защиты, а также соответствие электропроводки требованиям ПУЭ в условиях возросшего тока.

Третий нюанс вытекает из второго. Известно, что просадка напряжения бытовой сети происходит по двум причинам: превышение предельной мощности трансформаторной подстанции (насыщение трансформатора с последующим выходом его из строя) или, чаще, большое падение напряжения на линии электропередачи (низкое качество соединений, недостаточное сечение провода).

Величина падения напряжения на ЛЭП рассчитывается по закону Ома:

U = IR [В], где
I - ток в линии, А
R - общее сопротивление ЛЭП, Ом

При попытке стабилизатора «вытянуть» напряжение до требуемого уровня, ток в сети повышается, что, в свою очередь, приводит к дополнительной просадке напряжения. Процесс коррекции повторяется до тех пор, пока стабилизатор не уходит в защиту из-за слишком низкого входного напряжения.

На самом деле, описанная выше ситуация маловероятна. Такое возможно только если вы являетесь единственным потребителем на всей линии электропередачи. Но то, что стабилизаторы создают дополнительную нагрузку на сеть — чистая правда.

Подводим итоги

Выводы получаются неоднозначными:

  1. Стабилизатор для электрокотла отопления — дорогое удовольствие.
  2. Если напряжение в сети никогда не опускается ниже 170 В, то в стабилизаторе нет смысла. Достаточно просто взять котел с 30%-ым запасом по мощности, чтобы даже при низком напряжении он производил необходимую тепловую мощность.
  3. Если котел уже установлен и непременно нужно, чтобы он работал при сильно пониженном напряжении (ниже 170 Вольт), то придется ставить стабилизатор.

    Если вы ниндзя электротехники, можете попробовать подключить через стабилизатор один только циркуляционный насос. Все остальные узлы электрического котла будут работают даже при 140 вольтах. Стабилизатор при этом можно взять самый маломощный и дешевый. Но не забывайте про снижение мощности ТЭНов.

  4. Насос — самая уязвимая часть котла. Если котел работает по принципу естественной циркуляции теплоносителя (не содержит насоса), то и стабилизатор ему не нужен.

Ну и самое главное: как бы ни был подключен электрокотел, с использованием стабилизатора или без, это не спасает от полного отключения электричества. Поэтому всегда нужно иметь резерв в виде печки, «буржуйки» или энергонезависимого газового котла, который работает без электричества.

Понравилась статья?
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
  • Сергей

    Спасибо, за столь интересную статью ! Подскажите пожалуйста, я так понимаю вы в этой теме разбираетесь хорошо, по электро котлу Protherm Скат 21квт, возможно ли его подключить только насос через стабилизатор, перепады напряжения бывают переодически до 150-160, но не часто, вопрос выдерживает ли в этом котле плата управления ?

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *