Какой ток лучше для печи с электроотоплением. Виды электрического отопления. Электрические котлы для водяного отопления
Электрических приборов отопления для обеспечения комфортной температуры в доме, создано великое множество. Однако, учитывая, что стоимость электроэнергии недешевая, то относительно экономичное отопление частного дома электричеством, достижимо лишь при условии грамотного проектирования всей системы и правильного выборе оптимального оборудования. Об этом подробнее.
Преимущества электрического оборудования для отопления дома
Как правило, отсутствие копоти и продуктов, выделяемых при сгорании твёрдого топлива – считается основным преимуществом электрообогревателей любого вида. Кроме того, они удобны в применении, имеют независимую систему приёма тока, не занимают слишком много места, бесшумны. К сожалению, в число достоинств не входит экономическая составляющая – электроэнергия дорога. Но оптимизировать её использование можно.
Приборов генерирования и преобразования электрической энергии в тепловую много: тёплые полы, солнечные генераторы, электрические водяные котлы, инфракрасные излучатели. Наиболее эффективным и экономичным в соотношении – цена-качество, признан котёл для отопления частного дома электричеством. Обычно он снабжён блоком управления, достоинства которого в следующем:
- Самостоятельный выбор мощности при заданных параметрах без участия владельца.
- Регулировка температуры при повышающихся значениях.
- Вывод данных о состоянии температуры на выходе и входе.
- Самостоятельное управление подачей воды с помощью встроенного насоса.
Всё дополнительное оборудование имеет цель снизить потребляемое количество электроэнергии, тем самым экономя в итоге денежные затраты. Поэтому целесообразно приобретать котел с множественными функциями.
Эксплуатация электрокотла понятна даже обывателю, а вот устройство, монтаж системы должен происходить под надзором специалиста. Ниже описаны приблизительные расчёты использования электроэнергии от разного вида обогревателей.
Сколько стоит пользование электрокотлом
Животрепещущий вопрос. Правильный выбор модели электрокотла для экономного потребления энергии, зависит от расчёта теплопотерь самого дома.
Учитываются все факторы: материал строительства, толщина стен, утепление, количество оконных проёмов и дверей – через них утечка калорий происходит регулярно и в больших объёмах. Далее:
Конечно, преимущества электрического теплоснабжения дома существенны. К тому же иногда это единственный альтернативный источник, если недоступны иные виды ресурсов. Но стоимость, как всегда – проблематична. Выбирать владельцу.
Тёплый пол – реальна ли экономия
Если задать этот вопрос физику, то он ответит так: одинаковый объём помещения должен отапливаться равными затратами тепла от разных источников. То есть экономии нет. Однако, в случае с тёплыми полами, уменьшение затрат всё-таки возможно, если правильно распределить всю систему. Она имеет следующие преимущества:
- Идеальное распределение тепла. Как известно из законов физики, снизу нагретый воздух поступает вверх и замещается холодным. То есть времени на обогрев всего помещения тратиться значительно меньше в отличие от настенных или потолочных систем.
- Полное использование площади нагрева, а, значит, минимум теплопотерь. Полы являются наиболее холодной частью дома, поэтому при использовании тёплого пола, эта проблема купируется.
- Медленное восхождение тёплых потоков к потолку. Оптимальная температура держится на высоте человеческого роста постоянно.
- Комфортное восприятие с физиологической точки зрения.
Что касается экономии, то она достигает до 30% в жилых помещениях и более 50% в остальных. Комфортная температура воздуха внутри составляет от 21 до 24⁰С.
Регулируя это значение можно добиться уменьшения потребления довольно существенно, если учесть, что снижение температуры даже на 1⁰ способствует экономии на 5%. Сколько стоит отопление частного дома электричеством посредством тёплого пола, можно определить так:
- Мощность системы на 10 м² составит 1,5 кВт.
- Умножив этот показатель на сутки работы, получим 360 кВт.
- Теперь полученное значение умножаем на местный тариф, например, на 2,5 рубля. Получаем 900 рублей.
- Площадь жилого дома, однако, значительно больше 10 м², поэтому если взять среднее значение – от 50 м², то 900*5= 4500 рублей.
Если сравнить с описанным расчётом потребляемой мощности электрокотлом, то выгода значительна.
Солнечные батареи – 100% экономия
Действительно, иметь источники бесплатной энергии для обеспечения теплом и горячей водой весь дом – весьма заманчивая перспектива. Придётся потратиться лишь один раз на покупку дорогого оборудования и хорошего специалиста, который толково и правильно установит всю систему. Преимущества солнечных батарей налицо:
- Полная экология. В атмосферу не выделяется никаких газов, копоти или продуктов распада. Кроме того, шума от преобразования солнечной энергии в электрическую нет.
- Бесплатное генерирование электричества для собственных нужд, горячего водоснабжения и отопления в том числе. При большом количестве элементов, дом способен полностью восполнять нужды, иметь много домашней техники и неограниченное освещение.
- Долговечность и надёжность элементов. Производители уверяют покупателей в немаленьком сроке бесперебойной эксплуатации – до 50 лет.
Однако полностью отказываться от альтернативных источников тепла нельзя, потому что такие элементы хороши только в регионах с не менее 20 солнечными днями в месяце. Немногие районы могут этим похвастаться. Ещё к минусам системы можно отнести следующие особенности:
- Установка солнечных батарей происходит только на южной стороне кровли, которая, в свою очередь, должна иметь площадь не менее 40 м².
- Требуется определённый угол ската – не менее 45⁰ и отсутствие высоких деревьев, иначе создание тени воспрепятствует преобразованию энергии.
- Установка тяжела и дорога. Стропильная система должна иметь достаточно выдержки, чтобы быть безопасной и не допустить обрушения крыши или системы сбора солнечной энергии.
Если все условия соблюдены, то отопление частного дома своими руками электричеством от солнечных батарей – выгодно во всех требуемых качествах для комфортного проживания.
Ошибки при самостоятельном монтаже
Экономия на монтаже электрического котла отопления посредством самостоятельной работы – неуместна. Многие агрегаты имеют сложную схему сборки, а, так как речь идёт о силе электричества, то имеет смысл отдать работу на откуп специалистам. Так можно избежать всех распространённых ошибок:
Домашние умельцы не любят переплачивать. Нередко такая экономия выходит ощутимым разорением – скупой платит дважды.
Мнения об электрическом отоплении
Естественно, до приобретения любой системы, будущий владелец изыскивает возможность узнать о ней, так сказать, из первых рук. Однако, отопление в частном доме электричеством, отзывы получает разные, и ориентироваться на мнение обывателей не слишком правильно – не понимая принципов работы, не заботясь о проведении действий по дополнительному утеплению, с целью сэкономить собственные средства и снизить теплопотери, собственники не получают желаемого и спешат пожаловаться на систему. Чтобы выяснить истину, необходимо обращаться к профессионалам.
Реально обеспечить дешевую и эффективную систему отопления. Электроконвектор построен по принципу естественной циркуляции воздуха. От обогревателя тёплый воздух перемещается вверх, стимулируя, таким образом, движение воздуха внутри помещения, и обеспечивая равномерность его прогрева. Однако эффективен конвектор только в тёплом климате, когда температура не падает ниже 10-15 градусов.
Плюсы
- Отсутствие принудительного выдувания воздуха. Даже в самом чистом доме есть твёрдые частицы, которые лежат на поверхностях. При искусственном выдувании тёплого воздуха из обогревателя эта пылища становится частью воздуха, которым мы дышим. Естественная циркуляция воздуха не столь активна, поэтому и пыль в воздух при этом не поднимается.
- Небольшие размеры при достаточной мощности. Нагревательные элементы конвекторов разогреваются быстро, преобразуя электричество в тепло с КПД до 80%. Кроме того, есть система работы на разных режимах, а также термостаты, позволяющие работать не постоянно, а только при снижении температуры воздуха.
- Мобильность, позволяющая передвигать конвектор по комнате, в места с максимальным холодопритоком.
- Возможность создания системы отопления исключительно с помощью конвекторов или использования их как составной части более сложной системы обогрева.
- Электро-нагревательный элемент не греется более 100 градусов, а корпус - 60 градусов. Имеют повышенный уровень защиты от влаги, что позволяет использовать конвектор на кухне и в санузлах.
Минусы
- Минусами электрических конвекторов является установка обогревателей в каждой комнате доме.
- Кроме того, если включить их одновременно, то есть вероятность превысить пределы допустимой мощности.
Однако минусы можно обратить в плюсы, установив реле поочередного включения обогревателей. Реле позволит создать в доме стабильную температуру, уменьшить расходы на электроэнергию и остаться в пределах допустимой мощности. Есть еще один аргумент в пользу системы из конвекторов - они не выйдут из строя все сразу. Замена одного-двух приборов без потери тепла не составит труда.
На фото электроконвектор фирмы Nobo, Норвегия
Способ 2 - трубчатые электронагреватели
Передают тепло от трубчатого электро-нагревателя к теплоносителю на жидкой основе. Обычно в качестве теплоносителя используют воду и масло, иногда - антифриз. Принцип устройства нагревателей такой же, как у электрических чайников, поэтому их ещё называют калориферами и масляными радиаторами. Фактически это кипятильник, помещённый в сосуд с водой. КПД таких устройств достаточно высокий, а потери тепла на обогрев минимальны.
Плюсы
- К несомненным плюсам трубчатых нагревателей относится их безопасность, надёжность эксплуатации и универсальность применения.
- Могут быть использованы как в газообразных, так и в жидких средах.
- Не взрывоопасны, и не боятся вибраций и ударов.
- Трубчатые нагреватели выпускаются в разнообразных дизайнерских решениях, что позволяет, экономично отапливать частный дом электричеством не нарушая эстетики интерьера.
Минусы
Нагревательные ТЭНы имеют высокую стоимость из-за дорогих металлов, которые используют при производстве. Поскольку на трубках образуется накипь, необходимо .
Трубчатый радиатор- это тонкостенная металлическая трубка со спиралью внутри, поэтому, если вам не нужны особо высокие температуры, то нужно брать нагреватель с трубками из углеродистой стали. Если прибор должен выдавать стабильно высокую температуру или работать в агрессивной среде, то нужно брать устройство из нержавеющей стали.
На фото трубчатый электронагреватель, сделанный своими руками
Способ 3 - теплый пол
Как единственный источник отопления, выбрирают чтобы освободить полезную площадь, т.е. устроить отопления без использования радиаторов. Кроме того равномерное распределение тепла в помещении способствует уменьшению пыли в воздухе. Рекомендую покупать электрополы в виде нагревательных матов - это позволит значительно упростить монтаж.
Способ 4 - электрический котел с ТЭНом
Популярность определяется их безопасностью, невысокой стоимостью и надежностью. Большинство потребителей останавливаются именно на ТЭНовых котлах - они намного дешевле электродных и индукционных котлов, и их легко обслуживать.
Однако из-за использования термоэлектрического нагревателя (ТЭН), назвать такое отопление самым экономным нельзя. Кроме того, перед покупкой рекомендую уточнить режим работы местных электросетей – возможно, сети не справятся с нужной вам нагрузкой и покупка окажется напрасной.
На фото электрический котел KOSPEL, Польша
Способ 5 - индукционный котел
Это трансформатор с двумя видами обмотки. Возникающие вихревые токи следуют за короткозамкнутый виток, являющийся корпусом котла. Вторичная обмотка при этом получает энергию, которая преобразуется в тепло, нагревающее теплоноситель.
Индукционные котлы быстро нагревают дом, могут работать при низком напряжении и не содержат деталей, выходящих из строя. КПД такого котла почти 100% и не зависит от срока эксплуатации.
На фото индукционный котел ЭПО Эван на 9.5 кВт, Россия
Способ 6 - электродный котел
Внутри находятся электроды, которые и выполняют функцию нагревательного элемента. При прохождении тока через жидкость выделяется тепло. Это означает, что в электродных котлах нет собственно нагревательного элемента, на котором могла бы образовываться накипь. Отсутствие накипи существенно облегчит эксплуатацию.
Электродные котлы обладают большой надёжностью и работают гораздо дольше, чем трубчатые нагреватели. Кроме того, они имеют небольшие размеры, что очень удобно для небольшого жилого дома. К недостаткам относят высокие требования к жидкости, используемой в качестве теплоносителя. Вода должна подвергаться специальной обработке. Зачастую антифриз вообще должен быть эксклюзивным - от разработчика устройства.
На фото электродный котел Галан, Россия
Способ 7 - инфракрасные обогреватели (самые экономные)
Инфракрасные обогреватели считают самыми экономичными из всех видов электрообогревателей. Им не нужны нагревательные тэны и трубы с водой. Инфракрасные обогреватели нагревают предметы, а не помещение. Затем от нагретых предметов нагревается и воздух. Если электрокотел можно сравнить с чайником, то инфракрасный - с микроволновкой.
Особо популярны инфракрасные панели. Их устанавливают на потолке или на стенах жилых и производственных помещениях. Поскольку площадь обогрева увеличена, в комнате становится тепло быстрее обычного. Использовать такую панель можно как самостоятельный источник обогрева или как дополнение к существующей системе. Хорошо сочетается инфракрасный обогреватель с электродными котлами. Например, инфракрасный обогреватель можно включать только весной и осенью, когда включать основное отопление ещё рано, или когда за окном внезапно похолодало.
На фото инфракрасная панель GROHE, Германия
Выводы
- Принято считать, что отопление дома электричеством удовольствие не из дешёвых. Это, безусловно, так, если иметь в виду только оплату по тарифам. Однако к цене отопления нужно прибавить стоимость оборудования, а также расходы на его обслуживание и ремонт.
- Если сопоставить счета за электроэнергию, дрова, уголь, трубы, котлы и прочее оборудование, то можно прийти к выводу, что отопление частного электричеством обходится дешевле , печей и прочих альтернативных отоплению газом систем.
- Кроме денег есть еще один аргумент в пользу электрообогрева - это экономия времени: включил, ушёл и забыл. Минус только во внезапном отключении электричества.
Ниже смотрите видео о том, как удалось сделать дешевое отопление электричеством большого частного дома.
Существует много видов отопления. Один из них - отопление при помощи электричества. При этом за основную энергию, преобразуемую в тепло, берется электрическая. Причем преобразование осуществляется несколькими способами. Остановимся на них подробнее.
Существует пять основных видов отопления, базирующихся на использовании электрической энергии. Шестой вид - выработка и использование для своих нужд собственной электроэнергии разными методами - тема для отдельного разговора, поэтому его в этой статье рассматривать не будем.
Основные виды электрического отопления
- Электрические котлы с контуром отопления.
- Обогревающие электрические конвекторы.
- Система электрического теплого пола.
- Тепловентиляторы, электрические тепловые пушки (завесы) и масляные радиаторы (обогреватели).
Скажем сразу, почти все электрические системы отопления считаются дорогими в своей эксплуатации. Обусловлено это ценой электрической энергии. Возможно ли отапливаться электричеством наряду с другими видами топлива и не переплачивать? Ниже попробуем это выяснить, рассмотрев особенности каждого вида электро-отопления.
Принцип работы, плюсы и минусы каждого вида
Электрические котлы работают по принципу нагрева жидкости в присоединенном к ним внешнем контуре отопления.
Они бывают двух типов:
- котлы с установленными нагревателями - ТЭНами;
- электродные котлы.
Все знают обычные ТЭНы. Такие нагреватели устанавливают в корпус электрокотла , где они нагревают проточную воду. Вода нагреваясь, еще сильнее циркулирует в системе. Почти всегда устанавливаются циркуляционные насосы - для лучшего давления и циркуляции воды. Обычно в одном котле производители монтируют 3−4 ТЭНа. В зависимости от режима, они включаются по одному, группами или все вместе. Диапазон мощностей большинства выпускаемых котлов - от 3 до 50 кВт. Существуют модели, работающие от однофазной (220 в) и трехфазной (380 В) сети. К 3х- фазной сети подключают, как правило, более мощные котлы.
Электродный котел отличается тем, что электрический ток проходит с одного электрода на другой прямо через жидкость, которая в результате нагревается. Обычно в качестве жидкости используется не вода, а специальная незамерзающая жидкость или антифриз определенной марки. Из отечественных производителей широкое распространение получили электродные котлы марки Галан . Мощности котлов такого типа - от 5 до 25 кВт.
Достоинства всех электрических котлов следующие:
- малые габаритные размеры;
- простота установки и управления (кнопочные выключатели или электронный блок);
- точное и быстрое регулирование температуры;
- возможность подключения выносных датчиков комнатной температуры;
- бесшумная работа;
- относительно небольшая стоимость котлов;
- экологически безвредные (в результате чего не нужен дымоход);
- высокий КПД.
К недостаткам можно отнести следующее:
- довольно большие счета за электроэнергию в отопительный сезон (стоимость электричества дает о себе знать);
- у тэновых котлов со временем (через несколько лет) нагревательный элемент - ТЭН покрывается отложениями , накипью, и, рано или поздно, выходит из строя;
- также тэновые котлы при отсутствии воды (или малом ее количестве) в контуре выходят из строя - сгорают ТЭНы;
- большинство котлов требуют хорошей проводки , рассчитанной по мощности котла с запасом на другие нужды;
- в результате неправильных расчетов или экономии часто электрические котлы не справляются с нагрузкой - не могут в полной мере обеспечить дом теплом, не говоря про воду для хозяйственных нужд;
- котлы нагревают дом не сразу, а с некоторой (небольшой) задержкой;
- работа всех электрических котлов напрямую зависят от напряжения и мощности электрической сети, а электродные котлы, вдобавок, меняют свою мощность в зависимости от состава и температуры жидкости в системе отопления.
Используют ТЭН в качестве рабочего элемента. Только здесь он установлен не в воде, а заключен в керамический изолятор и красивый безопасный корпус из алюминия или стали. Другими словами, нагрев идет от теплого корпуса прибора и воздуха внутри него. Нагретый воздух начинает подниматься вверх, уступая место более холодному, начинается циркуляция и нагрев воздуха в помещении.
- напольные;
- настенные - плоские прямоугольники разных размеров;
- могут быть встроенными или внешними;
- внутри всегда вмонтирован термостат (или электронный блок управления), который поддерживает нужную температуру.
Такие приборы можно установить в любом месте. Они довольно быстро прогревают комнаты, конечно, если точно рассчитано их количество и мощность. Практически не требуют управления: термостат поддержит выбранный режим. Современные модели не сушат воздух, их корпус надежно изолирован от ТЭНа, благодаря чему детали корпуса не нагреваются более 60 градусов и прибор может применяться во влажных помещениях.
К минусам относится малая мощность одного конвектора - для обогрева здания их понадобится большое количество. Проводка должна выдерживать суммарную мощность всех конвекторов (обычно мощность одного прибора от 1 до 3 кВт).
Стали популярны совсем недавно. Принцип их заключается в преобразовании электроэнергии в инфракрасные лучи (кварцевым излучателем), которые, в свою очередь нагревают любые предметы, находящиеся только на их пути.
Конструктивно могут выполняться:
- в виде плоских настенных или напольных прямоугольников
- в виде различных устройств на ножках
Мощность обогревателей разных моделей колеблется от 0,25 до 3−4 кВт. Обычно имеется ступенчатый регулятор мощности.
Такие нагреватели могут быстро нагреть воздух в определенной зоне. Это их плюс и минус. Для полноценного обогрева помещения их понадобится довольно много. Для нормального нагрева помещения существуют системы инфракрасных теплых полов или стен. Конечно, они экономичнее других видов электрического отопления, но общие затраты всех обогревателей все равно довольно высокие.
Экономичность инфракрасных обогревателей обусловлена тем, что их можно направить только на нужные участки обогрева. При этом в одном помещении возможно сделать зоны с разным температурным режимом. Кроме того, если человек будет находиться в зоне действия лучей обогревателя, он сам будет немного нагреваться (хотя воздух будет не так нагрет), и будет субъективно чувствовать себя комфортней. Такие приборы экономичней электрических котлов на 20−35%.
Представляет собой тонкие проводники тока, вмонтированные в пол.
Конструктивно выполняется:
- кабель, укладываемый на нужных участках пола (волнами, зигзагами, полосами)
- в виде пленки с нанесенным проводником (по типу печатных плат радиоаппаратуры).
Проводник всегда делается из определенных материалов, для тока представляет большое сопротивление. Поэтому нагревается во время прохождения тока. В результате нагревается и сам пол, отдавая затем тепло воздуху в помещении.
При выборе системы отопления для собственного дома хозяева , безусловно, в первую очередь рассматривают возможность установки газового котла, так как такой вид обогрева является на сегодняшний день наиболее экономичным. Но вот проблема – газоснабжающие магистрали протянулись еще далеко не до всех населенных пунктов, или же случается, что проводка газа в дом является неподъемной по финансовым возможностям и в связи с массой подготовительных и согласовательных процедур. Отопление же на твердом или жидком топливе бывает не всегда удобно – оно требует особого умения обращаться с печами или котлами, соблюдения повышенных требований пожарной безопасности, сооружения по всем правилам дымоходной системы чтобы исключить отравление продуктами сгорания. И, кроме того, в некоторых регионах нашей страны, небогатых лесами, снабжение дровами или углем может представлять определенную проблему.
В этом случае наиболее актуальным становится электрическое отопление частного дома. Наверняка , у многих сразу же возникают ассоциации с масляными электрическими радиаторами или рефлекторами, не отличающимися ни особой эффективностью, ни экономичностью. Конечно, при таком подходе, при нынешних ценах на электроэнергию отопление будет стоить огромных денег. Однако, не все так однозначно. Способов применить электричество для обогрева жилья немало, и некоторые из них вполне могут конкурировать с газовыми системами.
В публикации будут рассмотрены существующие возможности организации электрического отопления частного дома. Читайте, делайте выводы, чтобы можно было принять решение в пользу того или иного варианта.
Электрический обогрев «по старинке»
Буквально несколько слов о тех электрических которые известны всем , наверное, с детства:
- Обогревательные рефлекторы, обычно с одной или несколькими спиралями, размещенными в стеклянных кварцевых прозрачных трубках. Такие приборы создают направленный поток тепловой энергии, но способны лишь к обогреву или совсем маленьких помещений, или очень ограниченного участка комнаты. При этом экономичными их назвать никак не получается – обычно в них не предусмотрено никаких автоматических регулировок, кроме изменения заданного уровня нагрева спирали.
Тепловентилятор — в качестве отопления даже не рассматривается
- – прогоняют поток воздуха через теплообменник (чаще всего в этом качестве выступает открытая нихромовая спираль). Подогретый поток воздуха может поднять комфортность только на определенном участке и на очень непродолжительное время. То, что может быть очень хорошо для небольшого офиса, в условиях жилого загородного дома эффекта не даст. Помимо этого, длительная работа такого прибора довольно сильно пережигает, сушит воздух в закрытом помещении. Некоторые современные модели работают по принципу подмеса воздуха извне, но все равно, рассматривать подобные устройства в качестве отопления жилья нельзя.
Масляный радиатор — хорош лишь для дополнительного локального обогрева
- – это тяжеловесные обогреватели, имеющие выраженную ребристую форму, похожую на классические чугунные батареи. Они могут быть передвижными (многие даже имеют колесный ход д ля облегчения их перемещения по комнате), или устанавливаться стационарно.
Такие радиаторы способны разогреваться до весьма высоких температур и отдавать энергию в виде прямого теплового излучения и созданием конвекционных потоков. Ребристая их форма значительно увеличивает площадь активного теплообмена.
Масляные радиаторы обычно имеют ступенчатую или плавную регулировку температуры нагрева теплоносителя, обладают хорошей тепловой инертностью – даже после выключения способны довольно длительное оставаться теплыми . Однако, экономичность у них невысока, и подобные приборы обычно используют в качестве дополнительного отопления, в помощь основному, когда в этом возникает необходимость. Строить всю систему обогрева, опираясь на масляные радиаторы будет попросту невыгодно.
Цены на популярные модели электрообогревателей
Электрообогреватели
Водяная система отопления с электрическим котлом
Про организацию очень подробно рассказано в соответствующей публикации нашего портала.
Главная же особенность подобной системы в рассматриваемых в настоящей статье условиях – жидкий теплоноситель получает нагрев только от электрического котла. Это обуславливает несколько характерных для нее параметров:
- Подобная система должна рассчитываться исключительно на принудительную циркуляцию. Причина проста – устройство контура под естественную циркуляцию приведет к существенным потерям мощности, скорости теплообмена, неравномерности прогрева помещений, а в итоге – все это обязательно скажется на ненужном расходе дорогостоящей электроэнергии. Потребление же насоса ни в какое сравнение с этими потерями не идет .
- По той же причине – во избежание абсолютно ненужных потерь, системы с электрическими котлами никогда не делаются по открытому типу, то есть обязательно устанавливается расширительный мембранный бак с соответствующей группой безопасности.
Теперь – подробнее о разновидностях отопительных электрических котлов.
Котлы с ТЭН-нагревателями
В этих установках используется обычный принцип резистивного нагрева металлического проводника при прохождении электрического тока (прямая аналогия с электроплитками, утюгами, лампочками накаливания и т.д .) однако, учитывая то, что нагревательные элементы контактируют с жидким теплоносителем, их одевают в надежную изоляцию и влагонепроницаемый корпус. Все это, безусловно сказывается на довольно больших потерях энергии, недостаточно высоком КПД подобных приборов (обычно – в районе 80%). Чтобы обеспечить должный нагрев постоянно циркулирующего теплоносителя приходится или резко повышать мощность ТЭНа , или увеличивать их количество, что снижает общую экономичность системы отопления.
Компоновка котлов бывает разной – от привычных прямоугольных форм с органами управления на передней панели до цилиндров с расположенными внутри «пучками» ТЭНов и с вынесенным в отдельную коробку блоком управления.
Конструкторы постоянно совершенствуют свои изделия, оснащая их автоматикой, поддерживающей требуемый уровень нагрева, ступенчато включающей нагревательные элементы по мере необходимости, отключающей питание при достижении необходимой температуры. Но все же подобные котлы относятся к самым неэкономичным, и их установка в качестве основного теплогенератора не будет оправдана даже невысокой ценой таких приборов.
Котлы электродного принципа действия
Из всех электрических котлов именно эти, наверное, самые неоднозначные. В свое время их преподносили, как практически безальтернативный вариант с точки зрения производительности и экономичности. Однако, вскоре последовал и поток к ритических замечаний по их работе.
Принцип работы у них совсем иной. Теплоноситель – не простая вода, а доведенная до состояния электролита – токопроводящей жидкости. Частотные колебания переменной сети (50 Hz) вызывают соответствующие колебания ионов электролита, что дает быстрый его разогрев.
Достоинства подобных котлов в следующем:
- Они невелики по размерам и не отличаются большой массой, при достаточно высокой мощности нагрева.
Это позволяет, например, комбинировать их использование, устанавливая своеобразные «батареи» из нескольких небольших котлов, которые можно включать в систему по мере необходимости.
- Подобные котлы совершенно нечувствительны к скачкам сетевого напряжения в достаточно больших пределах (± 15 ÷ 20 % ). Для их работы большее значение имеет стабильность частоты переменного тока.
- Они обладают быстрым нагревом и хорошей экономичностью (по заверениям производителя – на 20 % экономичнее ТЭН-котлов), при этом стоимость их невысока. Заявленный КПД такого устройства – до 98%.
- Если котел обвязывается металлическими трубами, то это расширяет зону ионизации теплоносителя и дает ощутимую прибавку к производительности системы.
- С точки зрения пожарнойбезопасности – такой котел в принципе не может перегреться, если вдруг в трубах не будет теплоносителя – он попросту не включится.
Однако, в адрес таких котлов можно услышать и немало критики:
- Предъявляются особые требования к чистоте и определенному химическому составу электролита-теплоносителя. СВ случае несоблюдения подобных требований все преимущества котла попросту теряются.
- – одна из характерных чер т т акого оборудования. Интенсивность нагрева очень зависима и от химического состава, и от температуры электролита, так как при ее изменении в любую сторону меняются и показатели электропроводимости.
- Подобная система очень тяжело поддается регулировке и автоматизации процесса отопления.
- Требуются регулярные прочистки всей системы отопления, так как она будет иметь склонность к солевым зарастаниям полостей труб.
- Не реже раза в год требуется прочистка теплообменника самого котла и обязательная коррекция химического состава теплоносителя.
- Установка и работа такого оборудования невозможна, если электрическая сеть дома не оборудована надежным заземляющим контуром.
Котлы индуктивного принципа действия
Эти котлы нередко считаются самыми совершенными из всех электрических. Принцип их действия разительно отличается от тех, которые описывались выше. Чтобы понять его, можно вспомнить школьный курс физики, а конкретно – работу электротрансформатора.
Если не вдаваться в подробности, то вкратце это выглядит так. Если по одному проводнику (первичной обмотке) проходит переменный электрический ток, то в другом, расположенным в образовавшемся электромагнитном поле (вторичной обмотке), индуцируется напряжение. При замыкании контура вторичной обмотки по ней также начинает протекать переменный ток, который вызывает резистивный нагрев проводника.
- Именно этот принцип п рименяется в индукционных котлах типа SАV .
В корпусе герметично размещена катушка первичной обмотки, которая нигде не контактирует с жидкостью. А вот в роли вторичной замкнутой обмотки выступает внутренняя лабиринтная система труб, по которым прокачивается теплоноситель. Нагрев происходит очень быстро и равномерно, потерь энергии нет, поэтому КПД таких котлов приближается к 100%.
Экономичность котла повышает еще и физический принцип самоиндукции – проходящие по замкнутому вторичному контуру токи вырабатывают так называемую реактивную дополнительную мощность, причем ее значения очень весомы.
Обычно котлы такого типа – это массивные металлические цилиндры различного диаметра и высоты. Так, самый маленький котел в этой « линейке – SАV -2,5, имеет диаметр 120 мм, высоту – 450, и при этом весит 23 кг. Мощности его (2,5 кВт) будет достаточно для отопления помещения площадью до 30 м².
Монтаж такого прибора не представляет никакой сложности, так как имеются резьбовые патрубки для его врезки в систему, блок управления для подключения к электросети.
- Несколько иначе устроены и работают индукционные толы ВИH (вихревые индукционные нагреватели).
Сетевое напряжение питания проходит предварительное преобразование в высокочастотное, что дает стремительный рост напряженности электромагнитного поля и, соответственно, силы генерируемых им токов. Но вот вторичной обмотки в данной схеме нет – ее роль выполняют все металлические поверхности котла, которые изготавливаются из сплавов, имеющих выраженные ферроммагнитные свойства. Наведенные поверхностные вихревые токи Фуко вызывают эффект перемагничивания , который всегда сопровождается практически мгновенным и очень сильным нагревом ферромагнитных материалов. Получается, что в теплообмене участвует практически все массивные детали прибора, что обуславливает высочайшую его эффективность (КПД – 99%).
Котлы ВИH довольно тяжелые : самый маленький из них, мощностью 3 кВт, весит 30 кг при сравнительно небольших размерах — диаметре цилиндра 122 мм и высоте 620 мм. Такой «малыш» справится с отоплением 40 м². При желании можно приобрести более мощный аппарат (линейка продукции достаточно широка) либо установить «батарею» из нескольких ВИН-котлов, что даст дополнительные преимущества при эксплуатации системы отопления.
«Батарея» из шести котлов ВИН
Подводя итог по котлам индукционного принципа действия – вкратце об их основных преимуществах:
- В таких нагревателях не происходит образования накипи или солевых отложений – работа сопровождается высокочастотными микровибрациями, не позволяющими осадкам оседать на стенках. КПД пр ибора по ходу даже очень длительной эксплуатации не снижается.
- В качестве теплоносителя может применяться любая жидкость – никаких особых требований к ее химическому составу нет.
- В конструкции котлов практически отсутствуют уязвимые узлы – нет никакого контакта теплоносителя с электрической частью. В них попросту нечему ломаться и их срок службы ограничивается только состоянием сварных швов, а это составляет десятки лет.
- Разогрев происходит очень быстро, а электронные блоки управления позволяют без труда проводить точные настройки системы отопления. Вместе с тем , индукционные котлы – самые «благополучные» с точки зрения пожарной и электробезопасности.
- И расчеты , и результаты практического применения показывают экономию электроэнергии с использованием таких котлов до 35 ÷ 40%, если сравнивать с котами аналогичной мощности, работающих по иному принципу ( или ТЭН).
Из недостатков можно отметить следующее:
- Некоторые хозяева жалуются на легкий вибрационный шум при их работе.
- Котлы очень тяжелые , требуют особого внимания при монтаже на стены.
- Оборудование достаточно дорогое – даже самые маломощные индукционные котлы стоят порядка 30 тысяч рублей. Впрочем, это должно быстро окупиться экономичностью расходования электроэнергии.
Чтобы закончить тему с водяной системой охлаждения от электрического котла – еще одно важное замечание. Какой бы агрегат не стоял , говорить о рентабельности можно будет лишь в том случае, если в доме сделана хорошая термоизоляция и установлены современные радиаторы отопления с собственными термостатами. Старые чугунные батареи в этой ситуации просто разорят хозяина.
Видео: как правильно подобрать электрический котел отопления
Цены на модельный ряд отопительных котлов
Отопительные котлы
Электрические конвекторы
Организация водяной системы отопления – это всегда масштабные работы по прокладке трубопроводов , врезке батарей, установке циркуляционных насосов, специальных устройств безопасности и многого другого. А можно ли обойтись без всего этого, если планируется отапливать дом с использованием электроэнергии? Да, подобных проблем поможет избежать монтаж электрических конвекторов.
Внешне эти приборы чаще всего напоминают привычные радиаторы отопления – устанавливаются вертикально на стены или под оконными проемами . Внутри расположены закрытые ТЭНы , которые не вызывают эффекта «пересыхания» воздуха. Компоновка прибора рассчитана таким образом, что холодный воздух проникает в него снизу через решетчатое дно, получает нагрев от ТЭНов и, выходя через верхнюю решетку , создает устойчивый конвекционный восходящий поток.
В таких приборах и устройствах используется принцип волновой передачи энергии на расстояние – можно провести упрошенную аналогию с солнечным светом. Специально подобранные материалы излучателей позволяют преобразовать электрическую энергию в лучевую, в длинноволновом инфракрасном диапазоне, невидимом для зрения человека. Сами по себе излучатели нагреваются незначительно, а инфракрасные волны не встречают сопротивления воздуха, но, попадая на непрозрачную поверхность, преобразуются в тепловую энергию. Таким образом, происходит нагрев не воздуха в помещении, а всех поверхностей и объектов, находящихся на пути распространения лучей. А вот эти поверхности уже, в свою очередь, ведут теплообмен с окружающим воздухом. Происходит равномерный нагрев, который после включения питания начинается очень быстро. При этом обеспечивается оптимальное распределение температур, в отличие от конвективных систем.
Значимых потерь энергии не происходит, что дает высокий КПД таких систем и их высокую экономичность.
Подобные нагреватели могут исполняться в подвесном потолочном варианте, очень напоминающим обычные светильники дневного света. Их размещают над местами , где требуется самый интенсивный обогрев. Могут быть они и переносными, позволяющими направлять поток энергии в нужное время в нужном направлении.
Но самыми удобными на сегодняшний день являются, наверное, ПЛЭH – пленочные лучистые электронагреватели. Они выпускаются в виде прочных пленочных полос различной ширины и длины. Между слоями прозрачного термостойкого пластика размещены сами излучатели (обычно это специальная карбоновая паста или биметаллические фольговые пластинки), соединенные токопроводящими медными шинами.
Толщина пленки очень невелика – не более 0,4 мм. Она очень просто монтируется в нужном месте – на потолках, стенах, скатах крыши мансарды и т.п ., и может , при желании хозяев, быть закрыта отделочными материалами, которые не снизит существенно эффективности работы системы обогрева помещения.
Пленка нагревается до температуры не выше 45 ÷ 50 ºС, и не может вызвать ожогов или привести к пожароопасной ситуации. Она отлично подходит для систем теплого пола без использования стяжки – ее можно разместить под ламинатом, линолеумом, паркетом. Иногда, упрощая себе задачу, некоторые хозяева попросту застилают подобные пленки ковровым покрытием – так, например, можно очень быстро оборудовать особо теплый участок для детских игр.
ПЛЭН не боится динамических нагрузок, попадания влаги. Такие обогреватели несложно демонтировать и перенести в другое место – главное, не повредить . Энергозатраты на подобное электрическое отопление считаются самыми низкими из всех существующих видов. Особо удобна такая система для домов, куда хозяева приезжают периодически, например, на выходные – стоит только включить питание, и сразу начинается интенсивный обогрев нужных помещений или участков. Кроме того, многие медицинские специалисты заверяют в особой полезности таких обогревателей, так как они в нужной для здоровья человека мере ионизируют воздух и даже устраняют неприятные запахи.
Видео: достоинства системы ПЛЭН-обогрева
Итак, были рассмотрены основные возможности по организации электрического отопления частного дома.Достоинств у такого типа обогрева немало – абсолютная экологичность, простота и точность в управлении, отсутствие необходимости в создании запасов топлива. Тем не менее , ждать слишком высокого эффекта экономичности не приходится – электричество стоит недешево . Именно поэтому требования к утеплению всех элементов здания в этом случае должны быть повышенными.
Стоимость подвода магистрального газа и связанных с этим согласований толкает многих владельцев загородной недвижимости на организацию частного дома. Электричество является прекрасной альтернативой газу, более безопасной и не требующей специальных разрешений. Единственным недостатком в данном способе обогрева являются расходы на оплату счетов за использованные киловатты. В этой публикации попробуем разобраться, имеет ли смысл отопление загородного дома электричеством.
Возможные способы электрического обогрева частного дома
Существует два принципа, на которых построены все (СО):
- Прямое. Нагрев каждого помещения осуществляется устройствами, запитанными непосредственно от электросети.
- Непрямое. В данном принципе заложено , который нагревает радиаторы, установленные в обогреваемых помещениях.
Существует масса мнений, какое электрическое отопление в частном доме лучше. Основным доводом приверженцев непрямого способа обогрева жилища является достаточно длительный процесс остывания теплоносителя в системе, что дает преимущества при остановке котла. Все, кто использует прямой нагрев утверждают, что значительно выигрывают на приобретении и установке оборудования.
Как обогреть жилище электричеством
Рассмотрим наиболее популярные варианты
- Водяное отопление с электрическим котлом.
- Обогрев при помощи электроконвекторов.
Первый вариант предполагает создание отопительного контура, в котором используются трубы для транспортировки теплоносителя, радиаторы для передачи помещению тепловой энергии, а также необходимые для работы системы приборы и механизмы (расширительный бак, циркуляционный насос, запорная и регулирующая арматура, приборы безопасности и контроля).
СО вашего дома, согласно архитектуре постройки, конструктивным особенностям и прочим факторам.
Второй вариант предполагает установку в каждом помещении необходимого количества электроконвекторов. Выгоды налицо: не нужно создавать отопительные контуры, заниматься проектированием и сложным монтажом оборудования. Все работы можно выполнить самостоятельно, не переплачивая дорогостоящим специалистам.
Рассмотрим конструктивные особенности и принцип действия каждого варианта обогрева, что даст возможность сделать вывод, можно ли использовать электричество для обогрева частных и загородных домов.
Электрокотлы: конструктивные особенности, преимущества и недостатки
Существует три принципа нагрева теплоносителя, которые используются в современных водогрейных отопительных котлах:
- ТЭНами.
- Электродами.
- На основе магнитной индукции.
Первый тип котлов самый распространенный. Теплоноситель из системы поступает во внутреннюю емкость котлоагрегата, где и нагревается трубчатыми ТЭНами, после чего поступает в СО.
Данный тип оборудования безопасен, функционален, имеет встроенную автоматику для контроля за температурой теплоносителя и воздуха в помещении.
В электродных котлах для нагрева теплоносителя используется совершенно другой принцип. Нагревательный элемент в них состоит из пары электродов, на которые подается высокое напряжение.
Электрический ток, проходя от одного электрода к другому, нагревает теплоноситель, после чего он поступает в СО.
Важно! В котельных установкой этого типа не происходит процесса электролиза, (что исключает появления накипи) так как используется переменное напряжение с частотой не менее 50 Гц. В зависимости от интенсивности использования, электроды со временем становятся тоньше и их способность к нагреванию утрачивается. Замена электродов является стандартной процедурой в электродных котлоагрегатах.
Конструктивно, индукционные выглядят более привлекательно, хотя и намного сложнее. В данном типе установок нет (привычных всем) нагревательных элементов.
Теплоноситель проходит по теплообменнику, являющемуся частью магнитного контура, в котором вырабатывается мощное магнитное поле. Именно оно и нагревает теплообменник и теплоноситель, который циркулирует по СО.
Электрическое отопление загородного дома, посредством непрямой передачи тепла имеет свои преимущества перед газовым и воздушным обогревом в следующем: электрические водогрейные котлы достаточно надежны, имеют высокий КПД и не требуют обустройства дымоходом.
В качестве недостатков такого обогрева дома можно отметить, что применение электрокотлов требует хорошей проводки, стабильного напряжения в сети.
Создание водяной СО с электрокотлом требует существенных первоначальных затрат, в особенности если привлекать стороннюю организацию для разработки проекта, монтажа, настройки и балансировки системы. Следует быть готовым к дополнительным расходам на , которая включает в себя регулярную промывку радиаторов, проверку работы клапанов и пр.
Электроконвекторы: конструкция и принцип действия
Конструкция конвекторов проста и благодаря этому эффективна: в нижнюю часть металлического (стального, алюминиевого) корпуса помещены сухие ТЭНы, работой которых управляет регулируемый термостат. Воздух нагревается, поднимается и выходит через решетку в верхней части корпуса. «Освободившееся» место в корпусе устройства занимает более холодные воздушные массы., которые нагреваясь, выходят, через решетку в помещение. Происходит циркуляция воздуха, которая обеспечивает равномерный прогрев отапливаемого помещения.
Сегодня, на российском рынке климатической техники представлена широчайшая линейка конвекторов , которые различаются мощностью (от 1 до 5 кВт), дизайном и методом установки (напольные, настенные, универсальные).
Требует минимальных первоначальных затрат на приобретение оборудования и проверку проводки квалифицированным электриком. Сложность заключается в подборе необходимой мощности и числа конвекторов. Для этого потребуются расчеты, которые проводят специализированные организации на основе данных о теплопотерях каждого помещения. Впрочем, можно руководствоваться и приблизительными данными: для обогрева 10 м 2 частного дома требуется 1 кВт мощности. Для помещения в 10 м 2 нужно один маленький конвектор на 1 – 2 кВт, который можно приобрести в специализированных магазинах менее, чем за 100 у.е. Например, в одном из крупнейших федеральных интернет-магазинов РУСКЛИМАТЕ огромный выбор конвекторов от 2241руб , а при заказе через сайт еще и скидка 3%. А в климатической компании mircli.ru цены на конвекторы стартуют от 2260руб .
Отопление электричеством: выгоды, затраты, выводы
Для того, чтобы ответить на вопрос, можно ли отапливать частный дом электричеством, следует произвести некоторые расчеты.
Исходные данные: кирпичный дом с базовым утеплением чердака и пола, площадью 150 м 2 . Московская область. Исходим из данных, что для обогрева 10 м 2 требуется 1 кВт тепловой мощности. Для обогрева такой недвижимости требуется 15 кВт электроэнергии в час. На практике, в течение отопительного сезона бывает примерно половина таких дней, когда такой мощности не требуется. Принимаем среднее значение – 7,5 кВт/ч на отопление исходного загородного дома.
Итак: 7,5 кВт/ч умножаем на 24 часа и на 30 дней. Получаем 5400 кВт. Так как средняя продолжительность отопительного сезона в центральном регионе страны равна 5 месяцем, полученное значение умножаем на 5 и на стоимость 1 кВт/ч в Москве (5,03); 5400 х 5 х 5,03 = 135810 руб. Данная цифра показывает стоимость оплаты электроэнергии за пользование электрической СО один сезон. Сюда стоит добавить стоимость оборудования: для конвекторного обогрева это будет 300-400 у.е. Для водяной системы данная сумма увеличится до 8 – 10 тыс. у.е на создание проекта СО, покупку оборудования и стоимость монтажных и пусконаладочных работ.
Для примера, газовая СО потянет за собой следующие затраты:
- Закупка необходимого оборудования, проект, монтажные и пусконаладочные работы составят 10 -13 тыс.у.е.
- При КПД котельной установки 90% средний расход газа на исходный загородный дом будет составлять в сезон 3,5 – 4 тыс. м 3 . В Москве, стоимость 1 м 3 газа варьируется в пределах 6 руб.Итого за сезон будет потрачено 24 тыс. руб.
- Стоимость подключения к газовой магистрали – более полумиллиона рублей.
Даже не вдаваясь в подробности видна разница в эксплуатационных затратах, на основании чего можно сделать вывод: газовое отопление дешевле, если не считать грандиозных первоначальных вложений.
Совет: если нет возможности, средств или желания использовать газ в качестве энергоносителя, то самый экономный способ отопления дома электричеством – это применение электроконвекторов.