Отопительные системы электрические


ОБЗОР СИСТЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОТОПЛЕНИЯ

ВОДЯНОЕ - ЧАСТНОГО ДОМА - ДАЧИ - КВАРТИРЫ

Электрическое отопление может работать как основной источник обогрева или как дополнительный, резервный. К основным видам этих систем отопления дома относятся:

  • электрические обогреватели;
  • водяное отопление с электрическим котлом;
  • тёплые полы.

Все электрообогреватели разделяются по принципу действия на четыре вида:

Тепловентиляторы.

Это устройства, состоящие из спирали накаливания и вентилятора. Спираль нагревается, а вентилятор создаёт воздушный поток, распространяя тепло по дому. Быстро нагревают локальную зону в доме. При эксплуатации создаётся сильный шум, сгорает кислород, попадающая на спираль пыль вызывает неприятный запах.

Масляные обогреватели.

Внутри радиатора расположено несколько ТЭНов, нагревающих минеральное масло. Устройство способно нагреться до температуры от 1100С до 1500С. Преимущество: можно быстро обогреть дом, а в выключенном состоянии устройство ещё долго не остывает. Недостаток: риск получить ожог.

Конвекторы.

Действие системы конвектора основано на циркуляции воздуха. Он попадает во внутреннюю часть корпуса, нагревается от ТЭНа, и через решётку наверху конвектора выходит наружу, распространяясь в помещении сверху вниз. Температура нагревания конвектора не превышает 600С. Работа устройства бесшумна, но отопление дома протекает медленно.

Инфракрасные обогреватели.

Эта система производит отопление путём излучения инфракрасных электромагнитных волн. В итоге нагреваются все окружающие его предметы, от которых тепло идёт в дом. Инфракрасный обогреватель позволяет сэкономить энергию, потому что площадь, отдающая тепло, существенно больше площади устройства. Недостаток в стоимости, а именно – около 100 у. е. за одну панель.

ВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Принцип работы такой системы состоит в том, что : вода циркулирует по замкнутому контуру в помещении — от котла до отопительных устройств и обратно. При использовании электронной системы возможна регулировка температуры. Этот вид отопления эффективнее обычных нагревательных приборов.

Воду нагревает бойлер или котёл. Чтобы организовать автономную электрическую отопительную систему, используются установки с ТЭНами, индукционные и электродные установки.

Котлы с ТЭНами популярнее остальных устройств. Их работа основана на следующем: вода поступает в бак, в котором расположен ТЭН. Он греется и даёт тепло воде. С помощью насоса теплоноситель распространяется по системе к радиаторам. Преимущество ТЭНовых устройств в том, что электрические элементы в них не контактируют с водой.

Индукционные котлы.

В котле расположены два контура – теплообменный и магнитный. Нагрев теплоносителя идёт за счёт магнитного поля, создаваемого в катушке. А из теплообменного контура нагретый теплоноситель поступает в систему.

Электродные установки.

Это небольшие ёмкости с электродами внутри. После заполнения бака водой на электроды подаётся ток, за счёт чего происходит нагрев. Преимущество отопления с использованием в качестве теплоносителя воды в том, что источник тепла устанавливается в одном месте. Но это не мешает ему обогревать и отдельные комнаты, и всё жилище целиком.

Электрические тёплые полы.

С тёплыми полами можно создать равномерное отопление пола во всём помещении. Но они редко выступают в роли полноценного отопительного оборудования.

Разновидности тёплых полов:

  • греющие кабели – монтируются под стяжку;
  • обогревательные маты на сетчатой основе – укладываются под плитку;
  • стрежневые маты из двух проводников с перемычками.

Достоинства последних заключаются в том, что при поломке одного элемента вся система продолжает работать.

В начало

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА

Для отопления частных домов используют достаточно ограниченное число устройств, которые способны обеспечить жилые площади необходимым количеством тепла. В основном применяют такие системы отопления, как различные котлы или конвекторы. Котлы устанавливаются с целью создания основных систем отопления. А конвекторы используются больше для локального обогрева.

Электрический котёл.

Привычная система отопления, часто используемая для обогревания не только частных домов, но и квартир. В ней практически нет отличий от газового оборудования. Главная особенность состоит лишь в источнике энергии, который используется, и в устройстве самого котла. Включает в себя батареи, трубопроводы, теплоноситель, передающий тепло от котла.

Эта система лучше подходит для больших площадей. Экономичной ее назвать нельзя. Самый маленький котёл потребляет от 12 кВт энергии в час.

При оснащении оборудования контроллерами, которые следят за тем, чтобы в комнатах поддерживалась определённая температура, можно сэкономить некоторый процент электроэнергии. Но даже в этом случае применение электрического котла останется невыгодным.

Электрический конвектор.

Эта электрическая система отопления работает на основе ТЭНа. Конвектор потребляет от 0.5 до 2 кВт в час. Для экономии энергии в конвекторе предусмотрена электронная регулировка, время от времени отключающая конвектор. Она позволяет вдвое снизить энергозатраты.

Монтаж конвекторной системы прост и доступен для обычного человека. Вместо труб в помещении прокладывается мощная электрическая проводка. К жилищу требуется провести отдельную линию электричества от главного рубильника.

Эксплуатация электрической конвекторной системы менее затратная, нежели системы с центральным котлом. А в эксплуатации конвектора расход энергии не на много ниже, чем с котельным отоплением.

В начало

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ ДАЧИ

Поскольку к даче обычно проведено только электричество, то и система отопления дачи газовыми системами весьма проблематична. Но, планируя использовать систему электроотопления на даче, следует учитывать лимит потребляемой энергии, который почти всегда находится в пределах 5 кВт. Для отопления дачи чаще других используют несколько способов.

Первый способ – это система отопления дачи электрическим котлом. Преимущества этого метода следующие:

  • отсутствует процесс горения;
  • невысокая стоимость по сравнению с дизельным «собратом»;
  • возможность подбора любой мощности;
  • отсутствие необходимости создавать запасы топлива;
  • пожаробезопасность (при соблюдении норм и правил подключения).

Среди недостатков отмечается ненадёжность, если линии электропередач на даче старые и изношенные.

Второй путь, это когда применяются электрические конвекторы для системы отопления дачи. Такие устройства, как конвекторы, привлекают своей компактностью, мобильностью, простотой монтажа, эффективностью при невысокой стоимости. Конвектор обогревает дачу за короткий срок, уровень температуры можно регулировать.

Конвекторные системы пожаробезопасны, не шумят. Выбирая конвекторный обогреватель для дачи, необходимую мощность определяют из расчёта 100Вт на 1 м2 площади дачи.

Третий популярный способ – это настенные экономичные электрические батареи отопления для дачи. Принцип их действия прост. Воздух нагревается вблизи устройства, а затем путём конвекции или с помощью вентилятора распространяется по всей площади дачи.

Та особенность, что устройство монтируется на стене, не исключает его падения. Для этого случая предусмотрена защитная система, которая тут же отключает прибор при падении, что оберегает дом от пожара на даче.

Этот способ удобен для дачи потому, что обогрев происходит в течение нескольких минут. Шума от их работы нет, поэтому использование в ночное время не доставит неудобств.

В начало

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ КВАРТИРЫ

Отапливать квартиру с помощью электричества – значит быть независимым от центрального парового отопления, которое иногда подводит. Электроотопление квартиры по затратам считается одним из самых дешёвых, если речь идёт о закупке и установке оборудования. Но тарифы на электроэнергию многих заставляют отказаться от этого варианта.

Вторая загвоздка заключается в недостаточной мощности электропроводки. Справедливости ради нужно заметить, что для новых квартир это ограничение не столь критично.

Такой вид отопления, пусть и недешёвый, зато надёжный и экологически чистый. Обслуживание самое примитивное, регулировка и автоматизация проста и удобна, нет вредоносных выбросов. Автономное электрическое отопление квартиры, конечно использовать накладно, но как дополнительный способ обогрева электроэнергия вне конкуренции.

Популярные виды электрообогрева квартир

Тёплые полы.

Электрические тёплые полы в качестве дополнения к основному источнику тепла в квартире чаще всего устанавливают в прихожей дома, на кухне и в ванной. Реже – на балконах, в банях. Монтаж тёплых полов в квартире делится на несколько видов. Во-первых, это укладка в толще стяжки, во-вторых, укладка поверх стяжки под плитку, и, в-третьих, непосредственно под напольное покрытие.

Электрические радиаторы.

Эти устройства схожи по конструкции с масляными системами. Внутри также находится ТЭН, масло, стальные внешние рёбра. Отличие в том, что электрорадиаторы можно вешать в квартире на стены. Это позволяет быстро прогревать дом. Ещё одно преимущество в том, что кислород в квартире не сжигается.

Мощность радиаторов существенно разнится. Но модели с мощностью от 1 до 2.5 кВт считаются универсальными и подходят для любых квартир. При этом можно существенно сэкономить средства. Достаточно установить многотарифный электросчётчик и эксплуатировать радиатор по ночам.

Инфракрасные обогреватели.

Эти электроприборы используются и как главный и как вторичный источник тепла в квартире, в зависимости от мощности. Расчёт мощности проводится из соображения, что на 1м2 нужно 100 Вт. Инфракрасные обогреватели по типу крепления разделяются на стационарные и мобильные.

По источнику излучения – на керамические, трубчатые и карбоновые, считающиеся энергосберегающими. Заявленная производителем экономия до 40-60%, что впрочем, многим представляется сомнительным.

К преимуществам электроотопления относятся высокий КПД, малые габариты, долговечность, простота монтажа обогревателей, возможность настенной и напольной установки, отсутствие необходимости оформлять дополнительные разрешения на использование. К недостаткам - высокая стоимость электроэнергии, необходимость доработки существующей электропроводки.

В начало

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

eltechbook.ru

Современные системы отопления

Все современные системы отопления частных домов и других жилых зданий можно условно разделить на 2 группы. К первой относятся традиционные способы обогрева, где используется единый источник тепла — котел, работающий на одном или нескольких энергоносителях. При этом тепловая энергия раздается по помещениям посредством теплоносителя – воды или воздуха. Здесь инновационные решения направлены на усовершенствование отопительного оборудования путем повышения его теплоотдачи, а также на внедрение современных средств автоматизации.

Ко второй группе следует отнести все системы, использующие новые технологии отопления с энергосберегающим оборудованием. В них не предусматривается сжигания углеводородов, из энергоносителей в обогреве дома участвует только электроэнергия. Это различные гелиосистемы, солнечные коллекторы и новейшие разновидности электрического отопления. Несмотря на всю привлекательность этих систем, большинство домовладельцев предпочитает устройство обогрева частных домов традиционными способами, а почему – рассказано в нашей статье.

Эволюция традиционных систем и котлов

В советские времена, когда никто не озабочивался стоимостью энергоносителей, отопительное оборудование и системы были достаточно примитивны, хотя делались весьма надежно и прослужили немало лет. Сейчас приоритеты изменились, стали актуальными современные энергосберегающие технологии, позволяющие экономить постоянно дорожающие энергоносители.

Благодаря этому традиционные системы стали совершеннее за счет внедрения таких решений:

  • повышение КПД всех котельных установок, исключая электрические, поскольку их эффективность и без того очень высока (98—99%);
  • использование новых материалов и технологий для изготовления радиаторов отопления;
  • внедрения современных средств автоматики, управляющей работой систем в зависимости от погодных условий и времени суток, в том числе и дистанционно;
  • применение низкотемпературных отопительных сетей – водяных теплых полов с автоматическим регулированием нагрева;
  • реализация отбора тепла от выбрасываемого вытяжного воздуха при воздушном отоплении зданий (рекуперация).

Ярким примером энергосберегающего газового оборудования являются конденсационные котлы, где установлены самые современные теплообменники. Дело в том, что при сгорании метана образуется вода, которая тут же испаряется в пламени горелки и таким образом отнимает часть выделяемого тепла. Теплообменник конденсационного котла устроен так, чтобы заставлять пары конденсироваться и отдавать эту энергию обратно. За счет такого инновационного решения КПД теплогенератора достигает 96%.

Претерпели изменения и горелочные устройства, теперь они умеют самостоятельно дозировать количество топлива и воздуха, а также автоматически менять интенсивность горения. Это касается и твердотопливных котлов, сжигающих древесные гранулы – пеллеты. Благодаря чистоте данного вида твердого топлива, полной автоматизации процесса и развитой поверхности теплообмена современный пеллетный котел может работать с эффективностью до 85%.

Повышение КПД обычных дровяных котлов для обогрева частных домов может быть достигнуто только за счет отбора тепла у дымовых газов, средний показатель этих агрегатов составляет 70—75%.

Современные отопительные приборы изготавливаются из лучших теплопроводящих материалов – алюминиевого сплава и стали, хотя и у чугунных батарей в стиле ретро еще остается множество поклонников. Настоящая новинка в сфере отопления – водяные плинтусные конвекторы, выполненные из медных пластин и очень эффективно передающие тепло в помещения частного дома.

О теплых полах и воздушном отоплении

Широко применяющиеся напольные системы отопления нельзя назвать такими уж новыми. Но они проявили себя на практике как весьма экономичные и вот почему:

  • теплоноситель в контурах теплого пола греется не более, чем до 45 °С;
  • нагрев комнаты происходит всей поверхностью пола;
  • система хорошо поддается управлению современными средствами автоматизации;
  • нагретая стяжка долго сохраняет тепло после отключения нагрева.

Примечание. Помимо того, что теплый пол эффективно использует тепло, он обеспечивает его подачу в нижнюю зону помещения, что очень комфортно для находящихся там людей.

Современные решения в части воздушного обогрева зданий заключаются в том, чтобы не терять тепло, затраченное на нагрев вентиляционного воздуха. Отбор тепла у вытяжного воздуха осуществляется специальными теплообменниками – рекуператорами. Это действительно инновации в отоплении, поскольку они в состоянии вернуть до 80% затраченной энергии и передать ее приточному воздуху, существенно экономя энергоносители.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один — стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3—5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5—10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, — на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Выводы

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, — это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.

cotlix.com

Электрические системы отопления: котел – не единственный вариант

На современном рынке представлены самые разные электрические отопительные системы для дома, начиная от привычных нам котлов для водного обогрева и заканчивая инфракрасными потолочными и настенными приборами.

В нашей статье мы попробуем разобраться в особенностях наиболее распространенных систем, а также проанализируем их плюсы и минусы.

Существует много вариантов альтернативного обогрева

Электрокотлы для обогрева домов

Конструктивные особенности и принцип работы

Самый простой способ использования электричества для отопления помещения – это нагрев воды в электрических котлах отопления 220В. Эти агрегаты используются практически повсеместно, и очень часто их устанавливают в качестве замены отработавших свой срок твердотопливных печей или газовых обогревателей.

Схема устройства

По конструкции основных элементов электрокотлы разделяют на три обширных категории:

  • ТЭНовые  — котлы, в которых за нагрев теплоносителя в большом внутреннем баке отвечает трубчатый электронагреватель. В современных устройствах этого типа устанавливаются батареи из ТЭНов мощностью от 0,5 до 3 кВт, так что суммарная мощность установки может достигать 20 кВт. Работает котел в автоматическом режиме, так как при достижении нужной температуры нагрев просто прекращается.
  • Электродные котлы  — более сложные, и потому более дорогие. В электродном котле вода нагревается за счет прохождения через нее электрического тока. При этом важным фактором, определяющим эффективность работы такого нагревателя, будет качество воды, ведь она должна обладать определенным электрическим сопротивлением.

Кипятильник из лезвий – прототип электродного котла

  • Индукционные  — работают по тому же принципу, что и варочные панели, в последнее время широко используемые в наших кухнях. В основу их работ положен принцип магнитной индукции: при воздействии электрического тока на магнитную катушку с сердечником движение частиц ускоряется, и электрическая энергия переходит в тепловую.

Котлы всех трех разновидностей отапливают помещение по единому принципу: вначале нагреву подвергается посредник-теплоноситель, а затем он по трубам движется к радиаторам, установленным  в доме. Такая система отопления является достаточно неэффективной, ведь значительная часть электроэнергии, используемой для подогрева воды, теряется, не доходя до точки назначения.

Циркуляционный насос

Совет! Чтобы обеспечить максимально быстрое перемещение теплоносителя по системе, а значит – снизить потери тепла, специалисты рекомендуют на каждый конур отопления установить циркуляционный насос. Несмотря на то, что для питания насоса тоже требуется электроэнергия, выгода от его использования очевидна.

Недостатки традиционных решений

Так, может, не искать альтернативные системы электрического отопления, а ограничиться использованием традиционных котлов – ведь они и прогревают дом довольно быстро, и цена их не очень высока?

Отопительный котел с теплоаккумулятором

Увы, у такой системы есть ряд недостатков:

  • Во-первых, в любом случае приходится делать трубную разводку для доставки теплоносителя в обогреваемые комнаты. А это не только портит внешний вид комнат, но и приводит к потерям тепла. Пока вода дойдет до дальней комнаты, она успеет несколько остыть, так что греем мы не всегда те комнаты, которые нужно.
  • Во-вторых, использование настенных радиаторов приводит к неравномерному распределению тепла – горячий воздух поднимается вверх по стенам, а пол долгое время остается холодным.
  • Ну, и самое главное – для работы такой установки необходима очень качественная электропроводка, а во многих случаях котел можно установить только в трехфазную сеть (с напряжением в 380V).

Как видите, такая электрическая система отопления несовершенна, и если есть возможность, то почему бы не рассмотреть другие варианты?

Конвекторные системы

Использование электроконвекторов для обогрева

Многие из нас уже имеют опыт использования электрических конвекторов, поскольку этот тип устройств активно применяется для дополнительного обогрева в холодное время года. И если у вас на работе экономят на прогреве батарей, то, скорее всего, в каждом втором кабинете (несмотря на строжайший запрет, конечно же!) под столом будет установлено такое устройство.

Фото установленного конвектора

Точно такие же приборы использует конвекторная электрическая отопительная система:

  • Конвектор – это устройство, в котором в роли нагревательного элемента выступает ТЭН, преобразующий электричество в тепловую энергию. Кроме ТЭНов в конвекторах также могут применяться спирали.
  • Тепло от нагревательного элемента передается на корпус обогревателя, а от него поднимается вверх. В нижнюю часть системы поступает прохладный воздух, обеспечивая тем самым непрерывную циркуляцию и равномерное распределение тепла.
  • Корпуса большинства моделей производятся из металла или металлокерамики, что обеспечивает максимально эффективную теплоотдачу.

Напольный обогреватель

Обратите внимание! Использовать конвекторы со снятыми корпусами не следует, поскольку это является нарушением правил пожарной безопасности.

  • Степень нагрева контролируется температурным датчиком: вы можете задать комфортную температуру, и по достижении ее конвектор просто отключится, экономя электроэнергию.
  • По конструкции различают напольные конвекторы, которые монтируются в специальные углубления в области плинтуса, и настенные. Кроме того, для обогрева можно использовать передвижные устройства, устанавливая их там, где тепло нужнее всего.

Рассчитать необходимую мощность такой системы отопления очень просто: для поддержания комфортной температуры в доме даже в самое холодное время года достаточно 1 кВт на 10 квадратных метров отапливаемой площади.

Достоинства системы

Если сравнивать с системой водяного отопления на базе электрического котла, то электроконвекторы обладают такими достоинствами:

  • Размер устройств весьма компактен, а корпуса большинства моделей имеют привлекательный современный дизайн.
  • Для подключения обогревателей не требуется прокладка отдельного многожильного кабеля, поскольку вполне достаточно обычной проводки. Естественно, трубная разводка в этом случае тоже не нужна.
  • Приборы легко устанавливаются, подключаются и демонтируются. Если вы захотите, то в теплое время года можете вообще убирать все обогреватели из помещения.

Инфракрасные обогреватели

Как это работает

ИК-обогреватель

В качестве альтернативы конверторным устройствам многие специалисты предлагают использовать инфракрасные обогреватели. В чем же заключаются особенности приборов этого типа:

  • Основу ИК-обогревателя составляет пленочный или трубчатый элемент, который под воздействием электрического тока генерирует активное излучение в инфракрасном диапазоне.
  • При этом энергия, исходящая от устройства, передается не воздуху, как в случае с радиаторами и конвекторами, а непосредственно объектам, которые находятся в помещении.
  • Такой способ обогрева минимизирует теплопотери, ведь вначале нагревается само помещение, и только потом стены и пол отдают тепло воздуху.
  • Эффективность этих устройств находится в пределах 95-98%, так что ИК-отопление можно считать одним из наиболее экономичных.

Используется инфракрасное отопление достаточно широко. Чаще всего применяются потолочные и настенные нагревательные панели, а также – ИК-пленки. Пленка может быть смонтирована как под напольным покрытием, так и на потолке, обеспечив тем самым комплексное поддержание комфортного микроклимата.

Распределение температур

В чем заключается выгода от ИК-отопления

Растущая популярность, которую приобретают домовые системы отопления с использованием инфракрасных панелей, объясняется рядом преимуществ:

  • Во-первых, как мы отмечали ранее, ИК-обогрев эффективен с точки зрения расхода электричества. Высокий Кпд позволяет активно использовать отопительные приборы, не переживая за колоссальные счета от энергосбыта.
  • Во-вторых, применение этих устройств полностью безопасно, а кроме того, они не ухудшают микроклимат в помещении. В воздухе не уменьшается количество кислорода, и влажность его остается на оптимальном уровне.
  • Существенным плюсом ИК-панелей является их достаточно простой монтаж своими руками. Пленочные инфракрасные отопительные системы устанавливаются несколько сложнее, чем панельные, но  и для них на нашем сайте есть видео инструкция.

Монтаж потолочного ИК-обогрева

Альтернативные источники энергии

Гео- и гидротермальное отопление

Наряду с привычными нам технологиями сегодня все чаще используются альтернативные отопительные электрические системы для дома. И одним из примеров такого использования является геотермальное отопление.

Принцип работы геотермальной системы

  • Геотермальное отопление предусматривает применение теплового насоса  — особого устройства, которое осуществляет забор тепла из внешней среды и передает его в помещение.
  • Главное преимущество использование тепловых насосов заключается в их эффективности: на каждый потребленный киловатт энергии насос может вырабатывать до 5 кВт тепла.
  • При этом работает насос без всяких выбросов, а обслуживание требует раз в несколько лет.

Тепловой насос

  • Геотермальные тепловые насосы используют энергию земной коры: размещенные в скважинах, трубопроводы этих насосов передают до 100Вт с каждого погонного метра.
  • Несколько меньшей эффективностью отличаются гидротермальные установки, которые черпают тепло из незамерзающих водоемов. Эффективность проложенного по дну трубопровода составляет 39Вт/погонный метр.

Использование солнечной энергии

Говоря об электрических системах отопления с использование нетрадиционных источников тепла, нельзя не упомянуть о солнечной энергии. На сегодняшний день существует возможность реализовать как 100% солнечный обогрев, так и гибридную систему.

  • При отоплении, полностью построенном на использовании энергии солнца, основным источником тепла являются водонагревательные коллекторы или же солнечные панельные аккумуляторы.
  • В теплое время года излишки энергии могут утилизироваться. Их можно тратить на обогрев  теплиц, наружное освещение, подогрев воды в открытом бассейне и т.д.

Обратите внимание! 100% солнечную систему можно реализовать только в южных регионах. В средней полосе России предпочтительным является использование гибридных вариантов.

  • В гибридной системе часть тепла поступает от солнечных панелей, а часть – от геотермальных тепловых насосов.
  • При этом геотермальный контур выступает в качестве теплового аккумулятора, который накапливает энергию и отдает ее по мере необходимости.

Конечно, стоимость реализации такой системы высока, но очевидной выгодой от ее монтажа может стать ваша полная независимость от энергоносителей. При этом дополнительным плюсом будет наличие электроэнергии, которая используется не только на обогрев, но и на другие бытовые нужды (читайте также статью «Электрический котел отопления Галант – ваш автономный источник теплоты»).

Схема гибридной системы

Альтернатив традиционным способам обогрева существует много, и потому, планируя реконструкцию дома или квартиры, внимательно изучите все доступные на рынке варианты. Кто знает – может, в вашем случае наилучшим решением будет экзотическая для наших широт система электрического отопления, которая позволит вам обогревать дом, не расходуя электричество из сети!

otoplenie-gid.ru

Электрическое отопление загородного дома: виды, достоинства и недостатки, экономичность

В условиях отсутствия газоснабжения отапливать загородный дом можно либо используя твердое или сжиженное топливо, либо электричество. Учитывая тот факт, что обслуживание систем отопления на твердом или сжиженном топливе очень трудоёмко, то большинство владельцев частных домов отдают предпочтение электрическому отоплению дома.

Говоря об электрическом отоплении часто подразумевают электрокотел и его разновидности. Однако совсем забывают о том, что отопление, источником топлива для которого служит электроэнергия, это и кабельные системы отопления, и инфракрасные приборы отопления, и система воздушного отопления, и тепловые насосы, а также стационарные электрические конвекторы. При этом все описанные системы могут работать как индивидуально, так и совместно, выполняя общую задачу отопления дома.

Электрические котлы отопления

Электрические котлы отопления — это аналоги газовых котлов за тем лишь исключением, что нагревательный элемент котла использует не газ, а электричество. Электрические котлы применяют преимущественно в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя (закрытой системе отопления), таким образом затраты на отопление будут меньше. Электрические котлы универсальны, они могут применяться в системе водяного отопления с радиаторами или теплым полом, и их комбинацией.

Если существует надежда, что в ближайшее время подключат газ, то также следует отдать предпочтение электрическому отоплению этого типа, так как электрокотел можно использовать как резервный или дополнительный источник тепла. Кроме того, в межсезонье удобнее будет пользоваться электрическим котлом, так как он позволяет регулировать температуру теплоносителя в более широком диапазоне нежели газовый котел отопления.

Рис.1. Электрический котел может быть основным или вспомогательным. Электрический котел малой мощности удобно использовать в межсезонье и как дополнительный при сильных холодах.

Электрические котлы отопления можно разделить на три вида: котлы с ТЭН - нагревателем, котлы электродного типа и индукционные котлы. Все эти типы очень просты в установке, и снабжены автоматикой, с помощью которой можно точно настроить температуру теплоносителя. Для монтажа котла достаточно подключить его к системе отопления и к электросети. Электрические котлы, в зависимости от номинальной мощности, могут питаться как от однофазной, так и трехфазной сети.

Котлы с ТЭН – нагревателем для нагревания теплоносителя используют традиционный ТЭН. В зависимости от мощности котла может быть установлено несколько ТЭНов. Из всего семейства электрических котлов отопления — это самый неэкономичный вид котлов, КПД часто не превышает 80%. Другой недостаток котлов с ТЭН нагревателем является низкий срок службы ТЭНов и высокая стоимость их замены.

Рис.2. Электрический ТЭН-котел прост по конструкции. Он состоит из бака, в котором установлен тэн и терморегуляционного модуля, который управляет работой котла.

Котлы электродного типа используют иной принцип нагрева теплоносителя. За счет колебаний частоты переменного тока происходит возбуждение молекул теплоносителя, что приводит к повышению их кинетической энергии и как следствие быстрому нагреву теплоносителя. Согласно документации изготовителей электрокотлов этого типа экономия электроэнергии составляет до 20% по сравнению с котлами использующих ТЭН – нагреватель, а КПД котлов близка к 98%.

Рис.3. Система отопления на основе электродного котла. Электродный котел имеет малые габаритные размеры, поэтому узел подготовки теплоносителя можно смонтировать практически в любом месте.

Несмотря на множество достоинств электродных котлов, таких как малый вес и размер, простота монтажа, высокая эффективность, долгий срок службы и простота очистки электрода, электродные котлы очень чувствительны к электропроводности теплоносителя. В свою очередь электропроводность теплоносителя зависит от его химического состава, поэтому при отклонении химического состава теплоносителя от идеального производительность котла падает. Кроме того, для котлов этого типа в качестве теплоносителя можно использовать только воду или специальный антифриз, предназначенный для котлов именно этого типа.

Принцип работы котлов индукционного типа заключен в преобразовании тока высокой частоты в тепловую энергию. Таким образом, индуктор, расположенный внутри котла отопления, нагревает все ферромагнитные элементы котла, которые отдают полученное тепло теплоносителю.

Рис.4. Система водяного отопления на основе электрического котла индукционного типа. Котлы индукционного типа обладают КПД близкому к 100%.

Главным достоинством электрических котлов индукционного типа является КПД, который близок к 100%. Используемый принцип разогрева теплоносителя очень эффективен, что позволяет получить экономию электроэнергии от индукционного котла 35 – 40 % по сравнению с ТЭН-котлом, а по стоимости эксплуатации близко к газовым котлам. Котлы индукционного типа не требует регулярного обслуживания. К недостаткам данного типа котлов можно отнести высокую стоимость и большой вес, который осложняет монтаж котла на стену.

Отопление дома электрическими кабельными и инфракрасными системами

Кабельные и инфракрасные электрические системы отопления не менее эффективны систем водяного отопления с электрическим котлом. Кабельные и инфракрасные системы отопления состоят из двух основных элементов это нагревательный элемент и терморегулятор. Основным отличием таких систем отопления в том, что они могут устанавливаться и регулироваться индивидуально в каждом помещении, при этом без необходимости установки каких-либо дополнительных устройств.

Например, поддерживать высокую температуру воздуха можно только в жилых помещениях, а в подсобных помещениях или гостевых комнатах поддерживать низкую температуру. Таким образом получается большая экономия на энергопотреблении. В тоже время для построения аналогичной схемы традиционного водяного отопления потребуются значительные затраты на материалы и монтаж лучевой схемы системы отопления.

Рис.5. Распределение температуры воздуха по высоте помещения при использовании радиатора (слева) и теплого пола (справа).

Кабельные и инфракрасные электрические системы отопления используются для создания теплых полов. Кабельная от инфракрасной системы отличается видом нагревательного элемента, способом монтажа и эффективностью работы при различных напольных покрытиях.

Кабельный теплый пол в качестве нагревательного элемента использует специальный токопроводящий кабель, который укладывается на пол. Поверх кабельной системы делают стяжку, на стяжку укладывают напольное покрытие. Наибольшая эффективность работы такой системы достигается если в качестве напольного покрытия применяется керамическая плитка. Другие виды напольных покрытий имеют меньшую теплопроводность, что снижает эффективность работы кабельного теплого пола.

Рис.6. Система кабельного теплого пола лучше всего сочетается с керамической плиткой, т.к. плитка является прекрасным переносчиком тепла.

Инфракрасный теплый пол в качестве нагревательного элемента использует пленку, излучающую в ИК-диапазоне спектра (тепловом). Пленка настилается на основание пола непосредственно под напольное покрытие. ИК-излучение нагревает поверхность пола, а также мебель, стены и потолок помещения. Пленочный теплый пол прекрасно работает с такими напольными покрытиями, как ламинат, линолеум, ковролин, т.е. в том случае, где кабельная система отопления не обладает высокой эффективностью.

Рис.7. Пленочный теплый пол прекрасно подойдет если планируется в качестве напольного покрытия использовать ламинат, линолеум или ковролин.

Рассматриваемая электрическая система отопления имеет высокий КПД, легко управляется, проста в монтаже, и не уступает электрокотлам по энегоэффективности, однако она имеет очень низкую эффективность если расположена под мебелью. Эта проблема решается исключительно с помощью пленочной системы. Пленочный нагревательный элемент устанавливается не под напольное покрытие, а монтируется на потолок, при этом не один из видов подвесного потолка не снижает ее эффективность. Установленная система пленочного электрического отопления на потолок нагревает и пол, и мебель, и стены, таким образом в помещении тепло распределяется равномерно и создает благоприятный микроклимат.

Рис.8. Установленный на потолке пленочный ИК нагревательный элемент можно равномерно обогреть все помещение. При этом любые виды отделки потолка не будут препятствовать эффективной работе системы отопления.

К инфракрасным системам электрического отопления помимо пленочных нагревательных элементов относятся также инфракрасные обогреватели. Они также излучают в ИК – диапазоне спектра. Инфракрасные обогреватели могут быть напольные, настенные и потолочные. Их можно использовать как основную систему отопления или как дополнительную.

Отопление стационарными электрическими конвекторами

Другим вариантом электрического отопления дома, который имеет невысокую стоимость это отопление электрическими конвекторами. Электрический конвектор по сравнению с другими электрическими обогревательными приборами имеет больший КПД и эффективность, поэтому именно этот тип обогревателей используется в качестве системы стационарного отопления.

Рис.9. Электрический конвектор простой, экономичный и высокоэффективный обогревательный прибор. Электрический конвектор безопасен и не расходует кислород в помещении.

В отличие от масляных обогревателей и приборов схожего принципа действия конвектор не использует теплоноситель. В связи с чем конвектор не потечет со временем и не перегреется. Другим достоинством конвектора, обусловленное его конструкцией, это маленькие габаритные размеры и вес. В свою очередь это сильно упрощает монтаж и положительно сказывается на интерьере.

Электрический конвектор имеет преимущества и перед тепловентиляторами. Нагревательный элемент конвектора не нагревается до высокой температуры, а, следовательно, не влияет на содержание кислорода в помещении и пожаробезопасен.

Конвекторы могут выпускаться двух видов напольные (настенные) и встроенные. Напольные (настенные) могут быть установлены на стену, а при установке колес, которые идут в комплекте, быть передвижными. Большим достоинством этого вида конвекторов в том, что они выпускаются различных форм и размеров, поэтому их легко подобрать под любой дизайн помещения.

Рис.10. Встроенный электрический конвертер.

Встроенные конвекторы могут быть встроены непосредственно в пол. Конечно они более дорогостоящие, чем традиционные, зато их можно установить перед французским окном или стеклянной дверью, при этом они не будут создавать помех.

Все типы конвекторов имеют встроенный термостат и регулятор. Благодаря чему электрический конвектор очень просто настроить на требуемую температуру. Гибкость настройки мощности конвектора позволяет его использовать как основной, вспомогательный прибор отопления, и для поддержания минимальной температуры в нежилом помещении.

Отопление на основе теплового насоса

Если в ближайшем будущем газоснабжения загородного участка не предвидится либо стоимость подключения газа значительная, то с точки зрения стоимости эксплуатации и простоте обслуживания целесообразно для отопления дома использовать тепловой насос.

Тепловой насос — это устройство, которое работает по принципу действия кондиционера, только не охлаждает помещение, а нагревает. Тепловой насос отбирает тепло с низкой энергией, которое находится за пределами дома и за счет компрессора преобразует ее в тепловую энергию, которая дальше передается в систему отопления.

Рис.11. Теловой насос отбирает тепло из окружающей среды с низкой потенциальной энергией и преобразует его в высокопотенциальную и передает ее системе отопления дома.

Основной характеристикой теплового насоса является коэффициент трансформации(преобразовании) СОР. Коэффициент трансформации — это отношение вырабатываемой тепловой энергии и потребленной электрической. Различные модели тепловых насосов имеют коэффициент трансформации 2 – 5. Например, если коэффициент трансформации равен 5, то для того чтобы получить тепловой мощности 10 кВт необходимо затратить всего 2кВт электроэнергии, при том, что 10кВт тепловой энергии вполне достаточно для отопления дома площадью 100 кв.м. Таким образом тепловые насосы это одни из самых экономичных систем электрического отопления при эксплуатации.

По поводу экономичности тепловых насосов в системе отопления необходимо отметить один важный факт. Коэффициент трансформации напрямую зависит от разницы температуры теплоносителя в системе охлаждения и температуры среды из которой черпается тепло. При этом чем разница меньше, тем коэффициент трансформации выше, а, следовательно, экономичность системы электрического отопления выше. По этой причине в качестве системы отопления дома целесообразно устраивать водяные теплые полы, т.к. температура теплоносителя в этом случае будет не больше 35 градусов. В тоже время среда из которой черпается тепло должна иметь температуру как можно больше.

Тепловой насос может извлекать энергию из воздуха грунта и воды. Воздушные тепловые насосы наименее эффективны особенно при температурах воздуха ниже -10 градусов, поэтому этот тип рекомендован для теплого климата. Вода и грунт на глубине ниже точки промерзания имеют температуру порядка +4 градусов, что позволяет достичь высоких коэффициентов преобразования. Однако речка или пруд, куда можно поместить контур для сбора тепла не всегда рядом, поэтому наибольшее распространение получили тепловые насосы, извлекающие тепло из грунта.

Рис.12. Низко потенциальное тепло из грунта может добываться двумя способами. Если площадь участка более 10 соток, то внешний контур с хладагентом укладывают горизонтально на участке и заглубляют его ниже глубины промерзания грунта. Если площадь участка мала, то контур устанавливают в специально пробуренных скважинах.

Таким образом система электрического отопления на основе теплового насоса работает следующим образом. В грунт укладывают внешний контур теплового насоса и заполняют специальным солевым раствором. Этот раствор циркулирует по проложенным трубам и нагревается. Нагретый грунтом раствор контактирует с теплообменником и отдает тепло фреону. Под действием компрессора фреон сжимается, тем самым сильно нагреваясь, после чего поступает во второй теплообменник, где отдает тепло теплоносителю системы отопления. Система отопления в свою очередь распространяет теплоноситель по дому обогревая его.

Некоторые модели тепловых насосов могут работать как по прямому циклу, так и по обратному, аналогично сплит системам кондиционирования воздуха. Такие тепловые насосы можно использовать как для отопления, так и в качестве системы кондиционирования дома. В этом случае применяется не стандартная система водяного отопления, а система воздушного отопления.

Воздушное отопление дома

Воздушное отопление это один из вариантов электрического отопления загородного дома. Достоинство воздушного отопления в том, что передача тепла осуществляется сразу воздуху в помещении минуя посредников, таких как отопительные приборы и теплоноситель, что уменьшает потери тепла и повышает КПД системы. Другое достоинство воздушной системы отопления заключено в многофункциональности. Система отопления этого типа может работать и как отопление, и как система кондиционирования и выполнять функции вентиляции.

Рис.13. Схема устройства воздушного отопления дома. Она совмещает в себе отопление, кондиционирование и вентиляцию.

Система воздушного отопления может быть построена практически на базе любого источника тепла. Если в качестве топлива для системы отопления используется электричество, то наиболее простой вариант устройства воздушной системы отопление можно сделать на базе теплового насоса. В этом случае тепловой насос необходим типа воздух - воздух или грунт - воздух. Для умеренного климата наиболее целесообразно использовать тепловой насос грунт – воздух.

В этом типе теплового насоса вместо теплообменника, через который циркулирует теплоноситель системы охлаждения установлен теплообменник, через который будет циркулировать воздух из помещения. К этому теплообменнику подсоединяется система воздуховодов, которая будет транспортировать нагретый воздух в различные помещения дома. Одновременно устанавливается система вентиляции, которая осуществляет частичный отбор воздуха из помещения и подмес свежего воздуха в систему воздушного отопления. В целях экономии тепла в смесительный узел устанавливают рекуператор, который отбирает тепло из удаляемого воздуха и отдает его свежему.

Рис.14. Теплообменник теплового насоса без подключенных распределительных воздуховодов.

Недостатком системы воздушного отопления бесспорно является очень протяженная сеть воздуховодов, имеющих значительные габаритные размеры и высокая трудоемкость монтажа. Однако система воздушного отопления способна создать мягкий и комфортный климат, а также предохранить дом от пыли и поддерживать оптимальную влажность в помещениях.

Как сэкономить на электрическом отоплении

Практически во всех публикациях встречается, что электрическое отопление неэкономично и в использовании очень дорого. Действительно если сравнить электрическое отопление с газовым, то даже несмотря на то, что у газовых котлов КПД значительно ниже, чем у систем электрического отопления, то последнее в эксплуатации обходится дороже. Однако есть одно обстоятельство о котором нечасто говорят, но которое способно сделать электрическое отопление по стоимости обслуживания равным или даже дешевле газового – это теплопотери дома.

Рис.15. Самый простой способ сэкономить на электрическом отоплении это хорошо утеплить дом.

Если немного углубиться в теорию, то каждый дом имеет теплопотери. В свою очередь основной задачей системы отопления дома является компенсация этих потерь. Другими словами, сколько дом потерял тепла столько же должна его создать система отопления. Поэтому чем меньше теплопотери дома, тем меньше расходы на отопление.

Из сказанного можно сделать один и очень простой вывод. Любая система отопления будет дорогой в обслуживании если дом плохо утеплен. Поэтому при расчете затрат на отопление электричеством необходимо начинать с утепления дома, а только после этого переходить к выбору системы отопления исходя из ее эффективности, стоимости оборудования и сложности монтажа системы.

mhremont.ru


Смотрите также

X