Электрическое отопление частного дома

Электрическое отопление отдельными нагревательными приборами

Электрическое отопление отдельными нагревательными приборами также пользуется большой популярностью наравне с водяной конфигурацией комплекса. Одним из главных достоинств отопления приборами является отсутствие коммуникаций, трубопроводов и иных элементов системы, простота монтажа, обслуживания и эксплуатации оборудования.

Для отопления применяются следующие типы электрических приборов:

1. Рефлекторы;
2. Тепловентиляторы и тепловые пушки;
3. Масляные радиаторы;
4. Конвекторы.

Рефлекторы и тепловентиляторы обладают довольно простым устройством, ограничены по мощности и применяются обычно для дополнительного обогрева помещений. Рефлекторы имеют в своей основе нагревательную спираль, заключенную в керамическую или стеклянную трубку, тепловентиляторы снабжены нагревательным элементом и вентилятором.

Изделия обоих типов не отличаются экономичностью, несколько осушают воздух при работе. Тепловентиляторы обладают высокой скоростью нагрева воздуха в помещении, но работают с определенным уровнем шума, увеличивают циркуляцию пыли в пространстве.

Наибольшей популярностью среди электрических отопительных устройств пользуются конвекторы и масляные радиаторы. Они обладают очень высоким КПД, производятся в стационарном и мобильном (передвижном) исполнении.

Масляные радиаторы обладают относительно типовым устройством, чаще всего оборудуются механическими термостатами – это снижает точность управления и понижает возможности экономии электроэнергии

Оборудование имеет довольно горячую поверхность – при неосторожном обращении можно получить термический ожог

Электрические конвекторы в основе своей конструкции имеют ТЭН, оснащенный пластинчатым оребрением, увеличивающим площадь теплоотдачи. Оборудование выпускается в настенном, напольном и встраиваемом (внутрипольном) исполнении. Изделия обычно оборудованы точными электронными термостатами – это позволяет значительно снизить энергопотребление. Дополнительными возможностями энергосбережения обладают конвекторы с многофункциональными системами управления – с их помощью программируются режимы работы с низким потреблением электроэнергии. Для повышения тепловой мощности некоторые модели электрических конвекторов оборудуются встроенными вентиляторами с регулируемой скоростью вращения электродвигателя.

Еще один тип электрических отопительных приборов, приобретающий все большую популярность – инфракрасные электрические обогреватели. Изделия отличаются высочайшим КПД, так как не имеется крупных потерь – принцип работы оборудования реализован на прямом преобразовании электрической энергии в лучевую инфракрасного диапазона.

Достоинства и недостатки

К положительным качествам электрических котлов следует отнести:

• полная бесшумность во время работы;
• отсутствуют запахи, опасность воспламенения топлива и прочие угрозы;
• котлы поддаются ремонту, а затраты на него намного меньше, чем на восстановление агрегатов другого типа;
• размеры котлов малы и позволяют размещать их в любой удобной точке отопительного контура;
• нет необходимости в отведении отдельного помещения;
• не нужен дымоход, узлы прохода сквозь стены или перекрытия.

Недостатками электрокотлов принято считать:

• мощность агрегата более 5 кВт требует использования подключения на 380 В, что получить непросто;
• полная зависимость от электросетей;
• для подключения нужна отдельная линия с качественной проводкой и автоматами защитного отключения;
• КПД электрокотлов сравнительно низок;
• тарифы на электроэнергию высоки и различаются в зависимости от региона.

КПД электрокотлов низок, но индукционные модели являются исключением — у них коэффициент достигает 98 %.

Классификация обогревателей

Обогреватели этого принципа действия подразделяют по источнику тепла, типу используемого нагревательного элемента, по форме и месту установки.

Они могут работать на:

Жидком топливе.

Газе.

Электрической энергии.

Последние самые распространенные в частных жилых домах, а первые — в производственных помещениях.

Электрические нагреватели имеют и свою внутреннюю классификацию, по виду элемента нагрева делятся на:

ТЭНовые.

Керамические.

Карбоновые.

У карбоновых нагревательным элементом является углеродное волокно, помещенное в стеклянных трубках (вакуумных). Керамические, в свою очередь, по месту вероятной установки подразделяют на настенные, настольные и напольные. Наиболее распространенный вариант — ТЭНовые конструкции, с корпусом из нержавеющей стали.

Традиционно инфракрасные обогреватели по особенностям конструкции подразделяют на три вида:

Пленочные.

Трубчатые.

Панельные.

Панельный может крепиться на потолке или стене, функционирует подобно обычному радиатору отопления. Но поток тепла от него направленный, он не может иметь кругового охвата действия.

Трубчатый монтируется на цилиндрической поверхности, основа его — мощный преобразователь, он может излучать тепло в диапазоне 360 градусов, а может, будучи вписанным в настенный или потолочный плафон, работать с углом излучения в 180 градусов.

Панельный инфракрасный обогреватель

Пленочный ИК обогреватель (плэн) создан на базе сверхтонкого преобразователя и монтируется на гибкой пленке. Имеет один минус: невысокую мощность, зато идеален для обогрева небольшой конкретной зоны.

Чем электрический нагревательный котел лучше газового?

Несмотря на то что газ относится к более дешевым источникам энергии, нежели электричество, установка газового оборудования предпочтительна далеко не всегда. Основными препятствиями к монтажу котла такого типа являются:

• Сложности с получением разрешения, согласованием и подготовкой к установке. В помещении должна быть правильно организована система вентиляции и отвода продуктов сгорания.
• Дороговизна оборудования и трудоемкость монтажа. А если речь идет о частном доме, куда не подведен газ, то расходы возрастают в разы.
• Потенциальная опасность самого топлива и продуктов его сгорания.

Плюсы электрических нагревательных установок

Электрокотлы имеют достаточно много преимуществ, среди которых:

Высокая надежность с точки зрения пожаробезопасности (конечно, при условии наличия качественной проводки и предохранителей).
Низкие расходы на установку, простота монтажа.
Широкий ценовой диапазон, выбор функций. В целом электрические модели дешевле газовых. Можно выбрать простейший котел, состоящий из набора тэнов и примитивной системы управления, который обойдется совсем дешево

При отсутствии финансовых ограничений стоит обратить внимание на автоматизированные устройства. Они умеют поддерживать заданную температуру с минимальными затратами энергии и имеют несколько режимов программирования, GSM-контроллер, позволяющий регулировать работу прибора на расстоянии, и другие полезные опции.
Компактность и эстетичный вид

Во многих современных моделях все необходимые элементы – циркуляционный насос, расширительный бак, воздухоотводчик, системы защиты – скрыты внутри корпуса. При желании электрокотел можно установить в любом помещении квартиры. Наиболее распространены настенные разновидности.

• Простота использования. Для управления прибором понадобится только нажать на несколько кнопок. Электрокотлы не нуждаются в контроле и участии в их работе.
• Бесшумность. Хозяева могут слышать только тихий гул индукционного устройства или гудение блоков автоматики.
• Отсутствие необходимости согласования с соответствующими организациями при мощности устройства, не превышающей 9 киловатт.
• Высокий КПД.

Прямой обогрев

В системах с прямым электрическим отоплением отсутствует теплоноситель. Здесь происходит преобразование электрической энергии в тепловую, что и способствует нагреванию помещения.

Электрического отопления прямого типа делится на следующие типы:

Конвекторное. Использует принцип естественного воздухообмена, приводящего к опусканию холодного воздуха вниз. Нагретые воздушные массы двигаются вверх. Для работы этих приборов характерна бесшумность и постоянство нагревания охлажденного воздуха, благодаря чему поддерживается комфортная температура. Конвекторы не нуждаются в постоянном присутствии человека, отличаясь безопасностью функционирования. Обеспечение автоматического режима работы достигается за счет терморегуляторов, которые поддерживают заданную температуру. Конвекторы дают возможность организовать единую автономную систему, управляемую централизовано.

Инфракрасное. Спецификой системы есть то, что нагревается не воздух, а предметы и люди, находящиеся в отапливаемом помещении. Эффективность работы инфракрасных радиаторов не страдает от сквозняков и открытых окон. Их использованием не приводит к иссушению воздуха и сжиганию содержащегося в нем кислорода. Автономное электрическое отопление квартиры в многоквартирном доме этого типа лучше всего реализуется за счет теплых полов и потолочных радиаторов. Таким образом можно добиться организации экономичного зонального обогрева, когда каждый из участков жилища будет иметь наиболее комфортную температуру.

Масляные электрические радиаторы. Нагревают воздух посредством металлического корпуса. Каждое такое устройство комплектуется внутренним ТЭНом, разогревающим минеральное масло. Наибольшей эффективностью славятся комбинированные модели, где кроме масляного обогревателя имеется также тепловентилятор. Внутри квартир подобные приборы используются в основном в качестве дополнительного обогрева или в то время, когда центральное отопление еще не включили. Создавать автономную систему с помощью масляных радиаторов дорого и неудобно.

Электрические конвекторы

С помощью электроконвектора обеспечивается эффективный обогрев, который поддерживает в помещении оптимальный уровень влажности, но при этом кислород не сжигается. Наличие широкого диапазона мощностей и превосходных технических характеристик позволяет использовать эти приборы для теплоснабжения даже большого загородного дома.

Работа конвектора основана на преобразовании электрического вида энергии в тепло при помощи тэна. Принцип конвекции основан на том, что холодный воздух проникает в прибор через прорези, расположенные в нижней части корпуса, нагревается, выходит в верхней части посредством отверстий.

Мощность

Мощность котла – важнейшая его характеристика, а значит, нужно правильно ее подобрать. Иногда ее привязывают к метражу и рассчитывают, ориентируясь на значение 1 кВт на 10 м2. Такая формула годится только для весьма приблизительной прикидки.

На самом деле ориентироваться надо на теплопотери. Если к примеру, они составляют 8 кВт, то нужен котел такой же мощности. В расчетах учитываются:

• площадь и высота помещения;
• степень утепления стен, пола, потолка;
• число внешних стен и их расположение по сторонам света;
• количество, габариты и тип окон;
• схема подключения батарей;
• регион проживания и другие параметры.

Воздушное с электрическими обогревателями

В качестве рабочего элемента здесь тоже используются ТЭНы. Но здесь их устанавливают не в воде, а в керамическом изоляторе, помещенном в стальной или алюминиевый корпус.

Обогрев происходит от теплого корпуса и воздушных масс, находящихся внутри. Подогретый воздух поднимается к потолку, перемещая холодный вниз. Начинается процесс циркуляции и нагрева воздушных потоков. По особенностям конструкции электрические конвекторы бывают:

• напольными;
• настенными – представлены плоскими прямоугольниками разных размеров;
• встроенными или внешними;
• с вмонтированным внутри термостатом, чтобы поддерживался необходимый температурный режим.

Инфракрасные обогреватели

Есть несколько видов обогревателей, использующих в качестве передачи тепловой энергии излучение (радиацию). Этот способ передачи считается наиболее эффективным для обогрева помещения – вначале нагреваются предметы, стоящие на пути инфракрасного излучения, а затем от них, за счет вторичной конвекции, греется воздух.

Видео описание

Наглядно про инфракрасные обогреватели на видео:

Есть три принципиально разных по устройству типа инфракрасных обогревателей:

• рефлекторы, у которых спираль накаливания заключена в колбе из кварцевого стекла;

• панельные – в керамической монолитной плите «запаян» ТЭН;

• пленочные – с карбоновым напылением на полимерной пленке.

Отопление дома электричеством первого типа тип относится к обогревателям, работающим в коротковолновом диапазоне ИК излучения. 

Недостатки – самый низкий КПД (за счет видимой части излучения), отсутствие точной регулировки температуры и высокая температура корпуса.

Инфракрасная панель настолько безопасна, что ее можно вешать на деревянные стеныИсточник centr-tepla.in.ua

Пленочные обогреватели самые эффективные. Обычно их используют в составе теплого пола, но в принципе их можно монтировать в стены или на потолке. Но именно монтаж в составе напольного покрытия более всего соответствует правильному и равномерному отоплению помещения. Управление работой происходит в автоматическом режиме с помощью пары «датчик температуры-термостат».

Если на полу недостаточно места, то пленочный обогреватель можно монтировать на любой свободной плоскостиИсточник otdelka-expert.ru

Конвекторы

Внешним видом конвекторы очень похожи на панельные керамические обогреватели, но внутри металлического корпуса находится «открытый» ТЭН, заключенный внутри пластинчатого радиатора. Принципиальное отличие в способе обогрева – холодный воздух заходит в корпус через нижний ряд отверстий, соприкасаясь с радиатором, нагревается и выходит через верхний ряд отверстий.

Стильная панель конвектора отлично смотрится в современном интерьереИсточник teplo-vsem.ru

Как и у панельных керамических обогревателей, есть два вида термостатов – механические и электронные. И именно электронное управление работой обеспечивает точность регулировки и возможность работать в нескольких режимах:

• индивидуальный, с ручным управлением, применяют для обогрева отдельного помещения;
• групповой, работа нескольких приборов под управлением одного (общего) термостата, что обеспечивает равномерный обогрев большой площади или одинаковый режим отопления нескольких комнат;
• интеллектуальный, управление с помощью дистанционного пульта, подключение к GSM модулю и управление с помощью стандартных команд с удаленного терминала (мобильная связь, интернет), подключение к роутеру и управление через локальную сеть и/или интернет.

Видео описание

Что лучше выбрать: электрокотел или электроконвектор – наглядно на видео:

Компания NOBO, ведущий европейский производитель конвекторов, производит две совместимых между собой системы «умного» управления работой электрических приборов. В том числе «теплыми полами» (через термостат) и любыми другими бытовыми приборами, которые подключены к сети (через щиток, «разрыв» в цепи или включение/отключение розеток). Для этого они выпускают специальные термостаты, приемники-розетки и релейные приемники скрытого монтажа.

Одна из двух схем управления мультизональной электрической системойИсточник stroydoma74.ru

В качестве итога – как оптимизировать электроотопление

Кроме грамотного подбора нагревательного оборудования, эффективная и оптимальная (с точки зрения затрат) система отопления электричеством возможна лишь при комплексном утеплении дома – начиная от цоколя и заканчивая крышей. В противном случае, затраты на обогрев продуваемого дома будут значительно выше, даже несмотря на высокий КПД самого обогревателя, и отопление дома электричеством дешево вряд ли получится.

Водяное отопление частного дома своими руками, схемы и особенности монтажа

Перед монтажом отопления следует самостоятельно выполнить расчеты, разобраться во всех тонкостях устройства. И уже после этого закупать материалы под выбранную систему и приступать к монтажу.

Принцип организации отопления загородного дома

Организация система однотрубного отопления частного дома своими руками

Для одноэтажного дома трубная разводка выполняется от котла по всей площади дома, подключение батарей производится последовательно. Соответственно, отдаленные помещения будут обогреваться меньше.

Систему однотрубного отопления можно провести самостоятельно, схема и порядок монтажа сложности не вызовет.

Принцип устройства однотрубной системы с принудительной подачей

Схема двухтрубной системы отопление в частном доме своими руками

Данная система позволяет устанавливать две трубы для подачи холодного и горячего теплоносителя с возможностью регулировки температуры на каждом приборе.В батарею входит и выходит своя труба. Второе название схемы – параллельная.

Монтаж такой системы требует большего вложения средств на приобретение арматуры и трубопровода. Однако и эффективность ее выше. Все батареи обогреваются с одинаковой температурой.

Двухтрубную схему целесообразно устанавливать в 2-х и более этажных домах. Основной ее плюс – возможность ремонта отдельного устройства без ущерба для всех остальных. Есть возможность регулировки температуры каждой батареи, что существенно снижает затраты на отопление.Можно выполнить монтаж отопления загородного дома своими руками, схема особых сложностей не вызовет.

Схема двухтрубной системы отопление

Схема водяного отопления двухэтажного дома

Для отопления двухэтажного дома важно правильно рассчитать мощность системы с учетом площадей всех помещений и подобрать производительность котла и насоса. Их параметров должно хватить для отопления всего дома. При этом важными характеристиками являются потери давления и расход жидкости

Схема отопления 2-х этажного дома с верхней подачей теплоносителя

Коллекторная схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

Это самая сложная из всех систем. Подогретый теплоноситель направляется на коллекторы, которые затем распределяют его к батареям. Есть возможность регулирования температуры не только на каждом контуре, но и на каждом радиаторе. Для этого нужно установить необходимое количество терморегулирующих элементов и запорной арматуры. Основной недостаток системы – стоимость. Помимо увеличенного метража труб, нужно еще приобретать и устанавливать коллекторы.

Принцип устройства следующий. В обратную трубу около котла нужно врезать центробежное насосное устройство, которое будет непрерывно подавать теплоноситель с помощью крыльчатки. Такое устройство помогает установить давление, с помощью которого все батареи будут нагреты равномерно.

Подключение коллектора с насосом

Минусы и сложности эксплуатации электрокотлов

Преимущества котлов, работающих на электричестве, выглядят привлекательно. Но есть у них и недостатки, причем весьма существенные.

Высокая стоимость электроэнергии.

• Требования к типу радиаторов. В системе с электрическим подогревом неэкономично использовать чугунные и стальные батареи. Желательно выбрать биметаллические или, в крайнем случае, алюминиевые отопительные приборы.
• Полная зависимость от электропитания.
• Требовательность к качеству и составу теплоносителя.
• При установке оборудования, которое потребляет более 9 кВт, вместо стандартной сети 220 В потребуется трехфазная сеть на 380 В. Если в квартире ее нет, на обустройство нужно получать специальное разрешение, что не всегда возможно сделать в старых домах.

Достоинства электрического отопления

Перечень достоинств электрического отопительного оборудования достаточно обширен и включает в себя следующие качества:

1. Безопасность. Обогрев загородного дома электричеством характеризуется полным отсутствием открытого пламени. Грамотный монтаж проводки и соблюдение правил пожарной безопасности при использовании электрического оборудования позволят создать пожаробезопасную систему.
2. Отсутствие топлива. В качестве энергоресурса используется электричество, которое не нужно закупать заранее или где-то хранить, в отличие от твердого и жидкого топлива, для хранения которого требуется оборудовать отдельное помещение.
3. Экологическая безопасность. При электрическом отоплении отсутствуют какие-либо выбросы вредных веществ в атмосферу, поэтому окружающая среда и человеческое здоровье совершенно не подвергаются негативному воздействию. К тому же, нет никакой необходимости в обустройстве отдельного помещения для отопительного оборудования – его вполне можно устанавливать в любой комнате.
4. Визуальные характеристики. На рынке электрические отопительные устройства представлены в широком ассортименте, поэтому подобрать конструкцию желаемой расцветки и вида, идеально вписывающуюся в дизайн помещения, не составит труда.
5. Простота эксплуатации. Рассматриваемые устройства очень просты в использовании и не требуют постоянного обслуживания, вроде замены расходных элементов или очистки.
6. Простота монтажа. Электрические устройства имеют довольно простую конструкцию, поэтому монтаж электрического отопления в частном доме можно без проблем провести самостоятельно. Перед тем, как сделать электрическое отопление частного дома своими руками, в большинстве случаев будет достаточно прочитать приложенную к конкретному устройству инструкцию.
7. Стоимость. Конечно, электрическое оборудование для обогрева дома нельзя назвать самым дешевым, но по сравнению с традиционным газовым оборудованием оно обходится на порядок дешевле.
8. Небольшой вес и габариты. Все электрические отопительные приборы для дома отличаются скромными размерами и небольшим весом – при необходимости их вполне может перенести один человек.

Недостатки есть, но их гораздо меньше:

1. Высокая стоимость электричества.
2. Требовательность к мощности электросети, способной выдерживать существенные нагрузки.
3. Перебои с поставками электроэнергии в отдельных регионах.

Заключение

Электрическое отопление частного дома – это простая и эффективная конструкция, обеспечивающая равномерное распределение тепла по всему зданию. Если свойственные таким системам недостатки при ближайшем рассмотрении кажутся незначительными, то можно рассчитывать на полноценную реализацию всех положительных качеств, которых на порядок больше. 

Индукционные котлы

В индукционных котлах  расположены сразу два контура: один теплообменный, а другой магнитный. В контуре магнитного типа находится катушка, которая создает магнитное поле, и за счет этого происходит нагрев теплоносителя. Принцип функционирования такого контура очень похож на принцип работы варочной плиты индукционного типа. Теплообменный контур необходим для того чтобы в нем происходило температурное перераспределение. После этого теплоноситель нагреется и начнет поступать в отопительную систему дома.

Индукционный котел

Среди недостатков таких устройств можно выделить их высокую цену, а также довольно сложную плавную регулировку терморежимов.

Что влияет на потребление электричества

Все котлы превращают используемую энергию в тепло в соотношении 1:1. Со 100-процентным КПД мизерными потерями в проводах и соединениях пренебрегают. Исключение составляют тепловые насосы, но они пока применяются редко.

Таким образом, есть лишь 2 способа снизить потребление электричества:

1. Сократить теплопотери. Для этого жилище оклеивают минеральной ватой или пенопластом, заделывают щели.
2. Оптимизировать работу котла с целью исключить перерасход энергоресурса.

Вторая задача тоже решается 2 путями:

1. Использованием погодозависимой автоматики. Такая система своевременно предупреждает котел о начавшемся потеплении, и тот успевает снизить мощность, не перегревая помещение.
2. Программированием. Модель с такой функцией, согласно настройкам пользователя, уменьшает теплопроизводительность, когда жильцы на работе или спят. В остальное время прибор выходит на нормальный режим.

Можно, не снижая потребления, уменьшить финансовые затраты. Переходят на дифференцированный учет расхода электроэнергии с большой скидкой ночью (1,68 руб. вместо 3,89). Систему отопления оснащают накопителем тепла — большой емкостью, в которой котел за льготное время нагоняет температуру рабочей среды до +98˚С. Днем кипяток из нее понемногу подается через смесительный узел в контур по мере необходимости, обогреватель в это время не работает.

В таком случае за сезон придется заплатить 17388 × 1,68 = 29 212 руб. Но есть нюанс: номинальная мощность котла должна вдвое превосходить расчетную, ведь ночью он работает и на обогрев, и на «зарядку» теплоаккумулятора. Для приведенного примера потребуется агрегат на 20 кВт.

Какие электрические котлы чаще всего используют для обогрева частного дома

Есть 4 разновидности:

• ТЭНовые;
• электродные;
• индукционные;
• тепловые насосы.

Первые наиболее распространены. Их преимущества:

• доступная стоимость;
• низкие требования к теплоносителю: его необходимо лишь один раз обессолить перед первым применением;
• простой и недорогой ремонт;
• плавный пуск (предотвращает скачки напряжения в сети).

Электродные котлы стоят дешевле ТЭНовых и устроены проще. Но теплоноситель пользователю приходится готовить по рецепту. При этом его химический состав постоянно меняется, так что каждые 1,5 месяца требуется заливать в контур новую жидкость. Это усложняет эксплуатацию.

Оба последних вида имеют общий недостаток: их конструкция не предусматривает плавного пуска, поэтому при включении в сети возникают скачки напряжения.

Если позволяют средства, целесообразно приобрести котел, работающий по принципу теплового насоса. Использовать его выгодно. На каждый киловатт потребляемого электричества прибор выдает до 5 кВт тепла. Но денег система потребуют немалых: помимо приобретения дорогого устройства придется оплатить строительство обширного наружного теплообменника (длинный контур из труб в земле).