Электрическое отопление в частном доме: обзор лучших видов электрических отопительных систем
Выбор системы отопления – ключевой вопрос, от решения которого зависит комфорт проживания и сохранность финансовых средств владельца. Рассматривая различные варианты, стоит обратить внимание на электрическое отопление в частном доме, оценить его плюсы и минусы, чтобы сравнить с другими предложениями.
Современные системы, питающиеся электроэнергией, очень разнообразны. Далеко не все из них потребляют чрезмерно большое количество электричества. Подробно рассмотрим каждую из них.
Почему выбирают электрическое отопление?
Принято считать, что отопление дома системами, работающими от электричества слишком затратно. Поэтому их преимущества как-то не принимаются во внимание.
Электрические системы отопления принадлежит к числу самых экологически чистых. Они не дают никаких выбросов в атмосферу
Это в корне неправильно, ведь электрические системы имеют множество значимых достоинств, выгодно отличающих их от отопления других типов:
- Безопасность. Оборудование не работает с открытым пламенем и взрывоопасными веществами, как другие отопительные приборы. Качественно проложенная проводка – надежная защита от возможного возгорания.
- Простота в управлении и обслуживании. Автоматические системы регулируют работу оборудования, что требует минимального вмешательства человека. Элементы, требующие регулярной замены или чистки, отсутствуют.
- Полная экологическая безопасность. При работе система не выделяет токсичных веществ, поэтому ее можно монтировать в любых помещениях.
- Отсутствие необходимости в хранении запаса топлива. Поэтому не требуется специальное помещение для складирования горючих материалов.
- Компактность. Большая часть оборудования отличается небольшими размерами. Разнообразный дизайн устройств позволяет легко подобрать модель для любого по стилистике интерьера.
- Невысокая стоимость. По сравнению отопительными приборами других типов, цена такого самого оборудования значительно ниже.
Из значимых недостатков электрических систем помимо достаточно высокой стоимости электроэнергии справедливости ради нужно отметить полную энергозависимость оборудования.
Это означает, что при прекращении подачи электроэнергии все приборы прекратят свою работу, что будет особенно заметно в местностях с частыми отключениями. Кроме того, для бесперебойной работы оборудования понадобится мощная электросеть, что есть далеко не везде.
Для обустройства водяного отопления с электрическим котлом выбирают только закрытую систему с оснащенным мембраной расширительным баком, с помощью которого регулируется давление в системе
Водяное отопление с электрическим котлом
Представляет собой стандартную систему с жидким теплоносителем, циркулирующим по отопительному контуру. Ее главное отличие заключается в том, что нагрев теплоносителя производится только за счет использования электрического котла.
В силу этого такая система будет иметь некоторые особенности. Прежде всего, она может быть только закрытого типа и должна быть оснащена мембранным расширительным баком.
Иначе не удастся избежать неравномерности прогрева помещений, потерь скорости и мощности теплообмена, что приведет к перерасходу электроэнергии и, соответственно, неоправданным расходам. По этим же причинам не рекомендуется устанавливать систему с естественной циркуляцией.
Галерея изображений
Электрический вариант отопления требует минимум вложений в организацию и монтаж. Для устройства электрического отопления необязательно сооружать котельную, не нужно место для складирования топлива
Электрокотлы выпускают в одно- и двухконтурных вариантах. Если для обслуживания дома недостаточно двухконтурного котла, то для ГВС и отопления устанавливают отдельные одноконтурные агрегаты
Одноконтурные электрические котлы обслуживают только линию отопления. Для нагрева воды в этом случае используется газовый или электрический проточный водонагреватель
Электрические котлы привлекают самой простой и оперативной установкой. Для их монтажа требуется только получить разрешение на подключение к электролинии с необходимой мощностью
Электрические котлы в загородном доме
Электрооборудование для отопления и ГВС
Электрокотел с газовым водонагревателем
Простой монтаж и подключение
Оптимальный вариант – принудительная циркуляция теплоносителя, что даст возможность максимально экономить электроэнергию. Для работы с такой отопительной системой можно использовать три типа электрических котлов. Разберем достоинства и недостатки каждого из них.
Котлы с нагревателями типа ТЭН
В каждом из таких устройств устанавливаются ТЭНы. Это нагревательные элементы, работающие по принципу резистивного нагрева проводника, через который проходит электрический ток.
В силу того, что им приходится работать в жидкости, на устройства дополнительно устанавливается защита в виде водонепроницаемого корпуса и надежной изоляции. Поэтому мощность ТЭНов несколько снижается.
На рисунке представлена конструкция электрического котла с ТЭНовым нагревателем
В результате КПД каждого такого нагревателя составляет не больше 80. Поэтому чтобы котлы такого типа осуществляли нагрев теплоносителя до нужной температуры, требуется либо увеличить число ТЭНов, либо поставить нагреватели большей мощности.
В любом случае потери энергии неизбежны, что отрицательно сказывается на экономичности приборов такого типа. Чаще всего в один котел производители устанавливают 3-4 ТЭНа. Предусматриваются разные режимы работы прибора. В зависимости от этого в работу могут включаться все нагревательные элементы, только один из них или группы элементов.
Мощность электрических котлов ТЭНового типа варьируется в пределах от 3 и до 50 кВт. Самые мощные модели предназначены для подключения к трехфазной сети, менее мощные могут работать от однофазной.
Компоновка ТЭНов в приборе может быть разной, что сказывается на их внешнем виде. Они могут быть изготовлены в форме цилиндров со «спрятанными» внутри нагревательными элементами и вынесенным в отдельный корпус управляющим блоком или иметь привычную прямоугольную форму с выведенными на корпус органами управления.
Стоимость котлов такого типа очень невелика, что обусловлено их неэкономичностью.
В процессе эксплуатации поверхность ТЭНа покрывается накипью и отложениями солей, поэтому его приходится регулярно менять
У ТЭНовых устройств есть и еще недостатки. Прежде всего, это небольшой срок «жизни» нагревательного элемента. В процессе эксплуатации устройства он покрывается отложениями солей и выходит из строя.
Поэтому регулярная смена ТЭНов такому прибору необходима. Еще один «минус» заключается в том, что при запуске оборудования с небольшим количеством теплоносителя или при его отсутствии нагреватели выходят из строя.
Котлы с электродным принципом действия
Принцип работы устройства в корне отличается от ТЭНовых моделей. Для получения тепла используются частотные колебания в переменной сети, которые, в свою очередь, вызывают колебания ионов, находящихся в электролите, что приводит к его быстрому разогрев.
Собственно котел представляет собой корпус с двумя электродами, погруженными в теплоноситель, роль которого играет токопроводящая жидкость или электролит. Чаще всего в этих целях используется антифриз той или иной марки.
Электродные устройства выгодно отличаются компактностью и небольшим весом, при этом мощность нагрева у них высока. Такие котлы можно устанавливать группами, запуская в работу по мере необходимости один или несколько приборов сразу. Еще одно достоинство электродного оборудования заключается в его практически полной нечувствительности к перепадам напряжения в сети.
Электродные котлы очень компактны, что выгодно отличает их от аналогов ТЭНового типа
Безопасный для них диапазон перепадов – 15-20%, что достаточно много. Однако для устройств очень важна стабильность частоты переменного тока. Электродные котлы полностью пожаробезопасны, поскольку перегреться такое устройство не может, а при отсутствии теплоносителя оно просто не включится.
Нагревается прибор очень быстро. По экономичности он на 20% превосходит ТЭНовый аналог, то есть его КПД составляет порядка 98%. При этом его производительность можно увеличить.
Достигается это за счет обвязки устройства металлическими трубами. Таким образом зона ионизации теплоносителя значительно расширяется, что и дает эффект увеличения производительности. Стоимость электродных котлов невысока. Поэтому когда такое оборудование только появилось, его считали едва ли не идеальным отопительным прибором.
Однако в процессе эксплуатации выявились и недостатки. Прежде всего это не стабильная мощность устройства.
Она очень сильно зависит от химического состава токопроводящей жидкости и ее температуры, поскольку даже при небольших отклонениях изменяется электропроводимость раствора, что приводит к изменениям интенсивности нагрева. Кроме того, электродная система очень плохо поддается автоматическому управлению и регулировкам.
Электродные котлы можно устанавливать группами, что дает значительное удобство их эксплуатации
Для котлов такого типа крайне важен состав чистота теплоносителя. В случае несоблюдения пропорций раствора или его загрязнения все преимущества такой системы пропадают. Поэтому не реже, чем один раз в год требуется проводить коррекцию химического состава электролита.
С такой же периодичностью нужно будет чистить теплообменник и всю отопительную систему от солевых отложений, которые будут накапливаться достаточно быстро. Обязательным условием для подключения электрической системы отопления дома электродного типа является наличие заземляющего контура.
Таким образом несмотря на то, что такие отопительные приборы более экономичны, чем их ТЭНовые аналоги, особой востребованностью они не пользуются. Достаточно большое количество недостатков делают их использование для отопления частного дома не совсем удобным.
Отопительные котлы индукционного типа
Это наиболее совершенные представители электрических отопительных систем. В основе этих устройств лежит принцип электромагнитной индукции. Все происходит следующим образом. По первичной обмотке, расположенной в сердцевине прибора, пропускают электрический ток.
Он индуцирует напряжение во вторичной обмотке, расположенной ближе к корпусу устройства. Она представляет собой лабиринтную систему труб, по которой проходит теплоноситель.
На рисунке схематически представлен индукционный котел и принцип его действия
При замыкании вторичного контура возникает резистивный нагрев проводника, и, соответственно, теплоносителя. Потерь энергии при этом нет никаких, поэтому КПД такой системы равен почти 100%.
Нагрев жидкости происходит очень быстро и равномерно. Индукционные котлы очень экономичны. Этот показатель увеличивается еще больше за счет самоиндукции системы, которая связана с дополнительной реактивной мощностью.
Ее вырабатывают токи, проходящие по вторичному замкнутому контуру. При этом значения возникающей дополнительной мощности достаточно велики. Несколько иначе действует разновидность индуктивного котла – вихревой индукционный нагреватель или ВИН.
На его первичную обмотку поступает напряжение, которое предварительно преобразуется в высокочастотное. Таким образом напряженность электромагнитного поля резко возрастает.
Что дает такой же стремительное увеличение силы тока, который генерируется этим полем? Особенность котла ВИН в том, что у него отсутствует вторичная обмотка. Вместо нее используются все металлические поверхности оборудования.
Их специально изготавливают из материалов с выраженными ферромагнитными свойствами. Появление вихревых токов приводит к перемагничиванию, что вызывает сильный и практически мгновенный нагрев ферромагнитных сплавов.
Индукционные котлы компактны, но при этом имеют значительный вес
Следовательно, в процессе теплообмена участвуют практически все массивные элементы корпуса, что дает возможность получить очень высокий КПД, приближающийся к 100%. Индукционные котлы обеих разновидностей отличаются значительным весом и относительно небольшими размерами. Их можно устанавливать по одному или группами, последнее дает значительные преимущества при организации отопления здания.
Котел индукционного типа для обустройства дачи или небольшого частного дома можно сделать своими руками. Руководство по сборке индукционного котла, приведенное в рекомендуемой нами статье, поможет выбрать оптимальный вариант и грамотно соорудить агрегат.
К преимуществам индукционных котлов можно отнести быстрый, почти мгновенный разогрев. Оборудование легко поддается регулировкам, поэтому на него монтируются автоматические блоки управления, обеспечивающие точные настройки. В плане электрической и пожарной безопасности эти устройства наиболее благополучны, если сравнивать их с аналогами других типов.
Высокий КПД индукционных приборов не уменьшается даже после длительной эксплуатации. Связано это с тем, что внутри устройства не накапливаются солевые отложения или накипь. Они удаляются высокочастотными микровибрациями, которые сопровождают работу оборудования. По этой же причине особых требований к химическому составу теплоносителя нет. Котлы к ней нечувствительны.
Использование индукционных котлов дает экономию электроэнергии порядка 40% по сравнению с применением электрических котлов других типов
Еще одно достоинство – длительный срок эксплуатации индукционных котлов. Без преувеличения он может исчисляться десятками лет. Это объясняется тем, что уязвимых узлов у оборудования с просто нет. Контакт электрической части прибора с теплоносителем полностью отсутствует.
Проблемы могут возникнуть только со сварными швами, которые обычно служат очень долго. Главное преимущество оборудования этого типа заключается в экономичности.
Практика показывает, что оно позволяет экономить до 40% электроэнергии по сравнению со своими ТЭНовыми и электродными аналогами. Из недостатков стоит отметить небольшой вибрационный шум, который издают котлы в ходе работы.
Массивность, что требует внимания при монтаже, особенно, если устройство закрепляется на стену. Еще один минус – достаточно высокая стоимость индукционных приборов.
Оборудование для инфракрасного обогрева
Для отопления своего загородного дома электричеством можно использовать современные системы инфракрасного обогрева. Для их работы применяется принцип волновой передачи энергии на некоторое расстояние.
Все происходит следующим образом. Излучатель преобразует электрическую энергию в волну инфракрасного диапазона и передает ее. Волны двигаются до того момента, пока не попадают на любую непрозрачную поверхность.
Распределение температур при использовании инфракрасного отопления намного более комфортно для человека, чем при использовании традиционных способов обогрева
Здесь они преобразовываются в тепловую энергию, нагревая тело, которое встретилось на их пути. Разогретый таким образом предмет, будь это крупная мебель, пол или стена, начинает отдавать тепло в атмосферу, нагревая тем самым воздух в помещении.
Таким образом происходит максимально равномерный нагрев помещения, причем температуры распределяются наиболее комфортным для человека образом. При этом потерь энергии практически нет, что обуславливает высокий КПД инфракрасных нагревателей.
Они выпускаются в различных вариантах. Особенно популярна специальная инфракрасная пленка с запаянными внутрь нее карбоновыми излучателями. Она используется для обустройства системы теплых полов, может применяться на потолке и на стенах. Пленка закрывается любым отделочным материалом, что не влияет на ее свойства.
Толщина инфракрасной пленки невелика, она незаметна под любым покрытием. Система влагоустойчива, ей не страшны динамические нагрузки. Подлежит демонтажу и последующему использованию.
В продаже можно найти инфракрасные обогреватели, есть как обычные, так и выполненные в виде пластин различного размера. Они так же предназначены для закрепления на стенах или потолке. Правда, в этом случае речь идет, скорее, о дополнительном отоплении, нежели об основном.
Галерея изображений
Инфракрасные пленочные системы — отличный вариант для организации электрического отопления загородного дома
Все, что нужно для устройства обогревающей инфракрасной системы, это незамысловатый набор инструментов для электромонтажа, скотч и непосредственно ИК пленка
Полимерную основу ИК пленки раскраивают обычными ножницами. При раскрое следует соблюдать условие: пленка разрезается только по прямой линии и только по прозрачной полосе
Поверх инфракрасного греющего пола укладывается любое покрытие с подходящей теплопроводностью: ламинат, керамическая плитка, линолеум, ковролин
Параллельно настеленные на пол полосы соединяются по последовательной схеме и подключаются к источнику питания
Инфракрасные пленочные системы укладываются на любой тип строительных конструкций. Чаще на пол, несколько реже на потолок
Пленочный тип отопления применяется в обустройстве пространства мансарды. В деревянных домах это наиболее безопасный электрический вариант
С применением инфракрасных пленок можно организовать отопление остекленных лоджий и даже открытых террас, т.к. ИК лучи нагревают предметы, а не воздух
Источник https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/elektricheskoe-otoplenie-v-chastnom-dome.html
Источник