Виды электрического отопления
Отопление при помощи электричества можно сделать несколькими способами. В первую очередь вам стоит определиться с типом системы, которую вы хотите реализовать. Будет это традиционное водяное отопление, воздушное или теплый пол. Все три системы могут применяться как единственный способ обогрева, так и комбинированный — любые две или даже все три. Чтобы определиться нужно представлять достоинства и недостатки каждой их них.
Электроотопление не обязательно должно быть однотипным
Водяное отопление с электрическим котлом
Начнем с достоинств. Самая стабильная система, которая за счет инерционности продолжает поддерживать температуру некоторое время после того, как котел перестал работать. Во время работы минимально сушит воздух, работает практически бесшумно. Высокая ремонтопригодность. Если не прятать трубы отопления в стены, они всегда доступны для ремонта и замены.
Водяное отопление с электрокотлом ничем не отличается
Недостатки таковы. Сложная система из труб и радиаторов требует больших затрат времени и денег на стадии монтажа. За счет инерционности невозможно быстро менять температуру — быстро нагреть помещение не получится. При останове системы в зимнее время она может разрушится — если вода замерзнет в трубах, их разорвет. Для серьезного ремонта необходим полный останов и слив теплоносителя.
Воздушное отопление на электрических обогревателях
Отопление этого типа быстро монтируется. Все что надо — купить обогреватели, повесить и включить в сеть. Воздух начинает нагреваться сразу после включения. При заморозке системы, она остается работоспособной — замерзать нечему. Элементы отопления между собой не связаны. Выход из строя одного никак не сказывается на работоспособности других. Его можно спокойно ремонтировать.
Повесить обогреватели — вот и все что нужно
Недостатки воздушного отопления такие. Первый — при отключении обогревателей температура быстро снижается. Чтобы обеспечить постоянную работу необходима система резервного электропитания. Второй — из-за непосредственного контакта с нагревательными элементами воздух пересыхает, необходимы меры/приборы для увлажнения воздуха. Третий — многие воздушные обогреватели имеют встроенные вентиляторы, что повышает эффективность, но они издают шум.
Теплый пол на электрических элементах
Электрический теплый пол — самая молодая система отопления. Из всех описанных выше она дает наиболее комфортные условия — самая высокая температура получается на уровне ног, а в районе головы — она средняя. Также эта система инертна — пока нагреется/остынет массив пола проходит значительный промежуток времени. По этой причине после выключения температура держится еще некоторое время. Сложность монтажа зависит от типа электрического теплого пола. Есть системы, которые требуют стяжки (электрические греющие кабели и маты), есть те, которые монтируются на ровное жесткое основание без мокрых работ (пленочный теплый пол) и могут использоваться для подогрева ламината, линолеума и т.д.
Теплый пол есть разных видов. Это комфортный способ отопления частного дома электричеством
Электрическое отопление частного дома при помощи теплого пола имеет и недостатки. Первый — средняя или низкая ремонтопригодность. Прямого доступа к системе отопления нет. Приходится разбирать/разбивать пол. Второй — затраты времени и сил на устройство электрического подогрева теплого пола низкими не назовешь. Системы, требующие стяжки монтируются около месяца (пока «зреет» стяжка пользоваться нельзя), теплый пол для «сухого» монтажа можно собрать за день, но стоимость обогревательных элементов довольно высокая.
Какой вид отопления электричеством лучший
Как видите, сказать какой вид электроотопления в доме лучший, не получится. Идеального нет. Исходить надо из условий эксплуатации:
- Для домов с постоянным проживанием чаще используется водяное отопление. Но следить за системой необходимо ежедневно.
Для дач временного посещения более удачный вариант — воздушное отопление. Его можно включать в нескольких комнатах и заморозка таким обогревателям нестрашна.
- Теплый пол используется, в основном, как дополнительный источник тепла. Для повышения комфортности в отопительный сезон, для улучшения микроклимата в межсезонье. Может он быть и основной системой отопления, но используется в этом качестве редко (во всяком случае, пока).
Сказанное выше основано на выборе большинства. Это не значит, что нельзя в доме с постоянным проживанием делать воздушное электрическое отопление частного дома. Можно, и делают. Просто надо четко представлять достоинства и недостатки.
Конвекторное отопление
Что такое конвектор? Внешне хорошо смахивает на обычный радиатор, но при этом работает совершенно по другому.
Если радиатор по большей своей части работает на излучение, то есть нагревается и излучает тепло, то конвектор пропускает через себя потоки холодного воздуха, нагревает до нужной температуры, и «выдувает» теплый. Слово конвектор происходит от слова конвекция (смешивание). Благодаря своему принципу работу, конвектор может быстро прогревать помещение и так же быстро менять в нем температуру.
Электрических конвекторов существует великое множество. По сути 90% производится в Китае и упаковываются под разными элитными марками. Дешевые конвекторы обычно «славятся» тем, что сушат воздух за счет упрощенной конструкции нагревательного элемента. Конвекторы дорогие уже идут с более грамотно продуманным нагревательным элементом. Там этой проблемы нет.
Установка конвекторов чрезвычайно простая. Ставите его под окно. Устанавливаете либо на стену, либо на пол. Подводите электричество и запускаете в работу.
Многие приборы идут со своим термостатом. Поэтому вы без проблем можете отрегулировать температуру прибора.
Конвекторы бывают:
- Напольными – когда устанавливаются на пол. Бывают на ножках, на колесах, с напольными креплениями
- Настенные – крепятся соответственно на стену
- Плинтусные – заменяют плинтус и монтируют по периметру стен
Водяной обогрев: котлы ТЭНового типа
Электрическое водяное отопление считается более эффективным, чем использование лишь простых нагревательных электроприборов. Данная система отопления использует в роли теплоносителя обычную воду. Чтобы вода нагревалась до необходимой температуры, система оснащена таким устройством как бойлер или электрический котел. Бойлеры бытового типа, которые используются для нагрева воды, не подойдут в качестве главного устройства водяной электрической отопительной системы. Бойлер, который необходим для эффективной работы отопительной системы, должен обладать куда более высокими показателями мощности. Для организации автономной электрической отопительной системы могут быть использованы самые разнообразные установки, такие как:
- ТЭНовые установки;
- Индукционные установки;
- Электродные установки.
Самыми популярными являются ТЭНовые котлы, которые можно видеть на фото. Принцип работы таких котлов состоит в следующем: теплоноситель поступает во внутренний бак таких котлов. В баке размещен ТЭН, который начнет нагреваться, и его температура будет передаваться теплоносителю. Благодаря насосу циркуляционного типа теплоноситель будет поступать в отопительный контур и затем распространяться по конечным элементам потребления, то есть, к отопительным радиаторам.
Электрический котел
Необходимо помнить о том, что самым уязвимым местом у котла является как раз ТЭН. Необходимо выбирать такой котел, в котором ТЭН является заменимым компонентом. Тэн через несколько лет может выйти из строя, так как он покроется накипью, и тогда его потребуется заменить. Большинство котлов оснащено автоматикой, которая позволяет включить определенный рабочий режим. Это позволяет существенно сэкономить на электричестве, так как котел будет нагревать воду, только тогда в этом есть необходимость.
Еще одним преимуществом, которое дарит электро водяное отопление, считается тот факт, что электрические компоненты совсем не контактируют с водой. В случае аварии автоматика полностью отключит ТЭН.
Особенности двухтрубной разводки контура
Двухтрубная система представлена несколькими разновидностями. У них отличается схема подключения батарей отопления в частном доме, и вектор движения теплоносителя.
В небольших частных домах применяются такие типы двухтрубных систем отопления:
Краткие характеристики двухтрубных систем
Тупиковая система — вся трубопроводная сеть представляет собой два плеча (ветви) по одному производится подача, а по другому плечу возврат теплоносителя. Движение воды происходит во встречных направлениях.
Попутная двухтрубная система — обратное плечо служит продолжением подающего плеча (ветви), т. е система закольцована. Такая схема подключения отопления в частном доме пользуется заслуженной популярностью.
Коллекторная — самая затратная схема разводки отопления частного дома из-за необходимости прокладки труб к каждой батарее, а их прокладка делается скрытой.
Открытая «самотечная» двухтрубная система
Рассмотрим введенное отопление в частном доме своими руками схема выбрана двухтрубная открытая и установлен открытый бак в верхней точке контура. От высоты подъема бака зависит напор, определяющий скорость движения жидкости в «самотечной» системе. Главное преимущество двухтрубной системы — вода поступает к радиаторам с одинаковой температурой, а четкое разделение трубопроводов на подающий и «обратку» облегчает автоматизацию управления.
Для успешной работы «самотечной» системы во время монтажа обеспечивается уклон 3-5 мм/м. За счет гравитации может работать система отопления любого типа, если будут созданы необходимые условия — уклон магистралей подачи теллоносителя для естественной циркуляции. Нужно учитывать — «самотечная» система способна работать только с отрытым расширительным баком.
Закрытая двухтрубная система
Монтируется паровое отопление в частном доме схема выбрана закрытой, и ее вид зависит от этажности здания. Если дом одноэтажный, то прокладываются две ветви трубопровода — подающий и «обратка», а уже к ним параллельно подключаются приборы отопления.
А чтобы смонтировать отопление двухэтажного частного дома своими руками схемы проводки должны содержать нужное количество ветвей подачи жидкости. Одна ветвь коллектора должна запитать батареи верхнего этажа, второе плечо запитывает батареи нижнего этажа. Отдавшая свое тепло вода по «обратке» возвращается в котел. Закрытая система должна иметь циркуляционный насос для создания напора.
Теплый пол — экономичное отопление частного дома
Электрический котел, конвекторы не единственные варианты оборудовать частный дом эффективной отопительной системой, работающей от электросети. Теплый пол, который сегодня стало модным монтировать в загородных домах и в квартирах может стать удачной альтернативой любому другому варианту отопления. С точки зрения физики, заметного эффекта теплый пол в обогреве жилых помещений не дает, однако, в сравнении с работой других электрических нагревательных устройств благодаря теплому полу можно добиться снижения энергозатрат на отопление.
Необходимый эффект достигается за счет рационального распределения тепла. Полы, как известно, являются наиболее прохладной частью в любом помещении. Благодаря теплым полам самая холодная часть помещения автоматически перепрофилируется из охладителя в источник тепловой энергии. Нагретый снизу по всей площади помещения воздух равномерными потоками поднимается вверх. Для жилых помещений теплые полы дают экономию в 30-40%, для обогрева остальных помещений экономия может составить 50% и более.
С помощью регуляторов температуры достигаются оптимальные параметры нагрева. Самостоятельно определившись с температурным режимом внутри помещения реально добиться существенной экономии энергопотребления.
Преимущества теплого пола таковы:
- эффективный способ быстрого прогрева помещений;
- приемлемые экономические показатели;
- сохраняется комфортный микроклимат внутри помещения (кислород не сжигается);
- простота и надежность в эксплуатации.
На фоне преимуществ, которыми обладает теплый пол, единственный недостаток этого варианта электрического отопления выглядит несущественным. Проблема заключается в сложности монтажа подобной системы отопления, связанного с необходимостью реорганизации напольного покрытия.
Предварительный расчет стоимости расходов на отопление в данном случае следующий:
Ориентировочная мощность стандартных моделей, используемых в быту, составляет 1,5 кВт на 10 м2. Считаем среднесуточное потребление и получаем цифру в 360 кВт. Для помещений других размеров расчеты делаются по тому же принципу, мощность меняется пропорционально площади.
Сегодня существует большой выбор вариантов добиться необходимого комфорта внутри жилого дома, используя электрическое отопление.
Каждый из нас вправе выбирать, какой вариант отопления ему больше всего подходит. Электрический котел, теплый пол или электронагревательные приборы – варианты, которые решают определенные задачи. Вы можете решить проблему глобально, создав капитальную систему отопления или решать вопросы локально. Добиться экономии можно в любом случае, если рационально оборудовать свой дом обогревательными элементами, снизить теплопотери в помещении и оптимизировать работу всей энергосистемы в доме.
ЭКОНОМИЯ В РУБЛЯХ
Предположим, для отопления дома площадью 100 м 2 вам требуется 10 кВт мощности. Можно считать, что сгорание 1 м3 газа даст искомые 10 кВт, следовательно, каждый час мы будем сжигать 1 м 3 газа, а за полгода отопительного сезона «в трубу» вылетит примерно 4320 м 3 газа стоимостью около 26 тыс. руб. (из расчёта 6 руб. за 1 м 3 ). Если мы сможем сберечь 15-20 % топлива, то в данном случае экономия составит 4-5 тыс. руб. за сезон.
Другой вариант экономии газа (или иного вида топлива) — оборудовать котёл погодозависимой автоматикой, которая способна менять режим нагрева (и расход топлива) в зависимости от уличной температуры. В комплект оборудования входят датчики уличной и комнатной температуры, блок управления (контроллер), сервоприводы трёхходовых клапанов насосно-смесительного узла.
Автоматику можно ставить на действующий котёл, однако учтите, что не все модели поддерживают установку датчиков. Скажем, устаревшую технику вряд ли удастся автоматизировать. Однако практически все современные приборы известных производителей — Ariston, Bosch, Buderus, Viessmann — поддерживают работу с автоматикой.
Так, механические термостаты включения/выключения дают определённую экономию и комфорт, но они никогда не сравнятся с электронными датчиками, с помощью которых котёл анализирует динамику изменения температуры и легко подстраивается даже под «нестандартные» ситуации (например, когда в доме вечеринка или проветриваются все комнаты). Цена большинства электронных устройств составляет около 5-10 % от стоимости самого котла, при этом они позволяют значительно, на 15-20 %, снизить потребление газа.
Установка котельной автоматики — это наиболее простой способ оптимизации расходов на отопление. Довольно большая часть энергии тратится на включение-выключение котла и на избыточную температуру в помещении. Обычно пользователь примерно раз в месяц подходит к котлу и настраивает его в соответствии с погодными условиями. При этом котёл только эти сутки работает оптимально, потом энергия используется неэффективно. А благодаря автоматике, датчикам комнатной и уличной температуры отопление может всё время оптимально функционировать. Программаторы или дистанционное управление позволяют уменьшать температуру в периоды отсутствия хозяев, что также снижает потребление топлива. СЕРГЕЙ БУГАЕВ
Простые датчики пользователь может установить самостоятельно. Более сложные— электронные—должен настраивать специалист, но работа не займёт и 10 мин.
Ночной тариф и теплоаккумулирующие емкости
Практически во всех регионах страны применяется раздельная система расчета стоимости электричества. При этом в ночное время стоимость одного киловатта существенно ниже, чем днем.
Такое предложение появилось не зря, ведь основная нагрузка на электростанции и распределительные сети днем гораздо выше, чем ночью, а управиться с такими перепадами достаточно сложно. Чтобы избежать этого, частному сектору предлагается режим оплаты, в котором использовать электричество ночью и экономить его днем выгоднее. Реализуется это установкой специального счетчика, запрограммированного считать стоимость электричества строго по установленному расписанию. Остается лишь определить, как обеспечить комфортный обогрев дома, чтобы котел работал в основном только ночью.
Однако перейти на ночной тариф еще пол дела. Нужно сделать так, чтобы тепло вырабатывалось котлом только ночью, когда это стоит меньше, а тепло поступало в дом круглые сутки, по крайней мере, и днем, когда это необходимо.
Решением становится теплоаккумулирующая емкость. Объемный резервуар с утеплением стенок, подключаемый к котлу отопления. Именно в нем будет накапливаться тепло в течение ночи. А днем отдаваться в систему отопления без задействования котла.
Конструктивно бак, может быть, простой емкостью с теплоносителем, включенной в систему отопления, в этом случае объем теплоносителя резко возрастает, как и тепловая инертность отопления. В другом варианте это утепленная по принципу термоса емкость наполненная водой, внутри которой располагается змеевик теплообменника. Объем теплоносителя в системе увеличивается не существенно, зато повышается тепловая инертность самого аккумулирующего бака.
Вода обладает высокой теплоемкостью – 4,1-4,2 кДж*кг/К, каждый литр воды, нагреваясь на один градус тепла, поглощает тепло эквивалентное 1,163 Вт*ч. Выбор подходящего объема емкости определяется с учетом следующих факторов:
- Время нагрева до максимально допустимой температуры должно составить от 2 до 4-х часов при максимальной мощности работы котла.
- Эффективный перепад температуры теплоносителя в баке за время дневного использования не должен превышать 30°С при восполнении теплопотерь здания в течение дня.
Первый пункт можно взять за основу, тогда выбрать минимальный объем резервуара не составит проблемы, учитывая, что мощность котла выбрана именно исходя из реальных теплопотерь по зданию. Например, для котла мощностью 12 кВт в течении t= 4 часа, будет затрачено Qз = 48 кВт*ч, которые должна аккумулировать вода в баке.
Зная теплоемкость воды в эквиваленте λ = 1,163 Вт*ч*кг/K, и учитывая эффективный перепад температуры ΔT= 30°С, не сложно рассчитать объем: V= Qз/ (λ* ΔT)=48000/(1,163*30)= 1375 литра. Данное значение определяет минимальный объем бака.
Максимальный объем бака определяется по второму пункту. Допустим теплопотери в здании – 9 кВт. В течение дня, когда действует больший тариф на электроэнергию, котел желательно не включать вовсе, значит аккумулированного тепла должно хватить на покрытие теплопотерь в течении 12 часов, нужно 108 кВт/ч. По известной формуле объем бака выходит равным 3095 литров. Однако для его нагрева потребуется гораздо больше времени работы котла.
Объем следует подбирать между полученными значениями притом ближе к первому значению, чтобы котел в ночное время не работал слишком долго без перерывов, что может сказаться на его долговечности. При использовании готовых аккумулирующих баков ориентироваться лучше на данные, предоставленные производителем, таблица с указанием времени нагрева всего объема бака при заданной мощности котла.
Схема включения аккумулирующего бака предельно проста. Он подключается к котлу параллельно всей системе отопления, как показано на рисунке.
Первый насос, установленный между котлом и баком, работает одновременно с котлом. Включать их должен контроллер по расписанию или вручную так, чтобы основная работа приходилась на время сниженного ночного тарифа.
Второй насос перекачивает теплоноситель непосредственно к контурам отопления, радиаторам. Он включается по сигналу термостата, определяя оптимальный режим обогрева помещений.
В сухом остатке нужна не сложная доработка:
- Установить бак требуемого объема и дополнительный насос, а также таймер для включения котла в ночное время.
- Перейти на тарификацию электроэнергии с учетом низкой стоимости за кВт*ч ночью.
- В обязательном порядке установить расширительный бак с учетом увеличенного объема теплоносителя в системе.
Количество затраченной энергии не уменьшится, зато счета за электроэнергию будут куда скромнее.
Процедурные вопросы
Здесь можно рассказать не только о чужом, но и о своем личном опыте: осенью минувшего года мы тоже решили перевести с отопления дровами и торфобрикетом на электричество по тарифу «три копейки» родительский дом в пригородной деревне, в котором сейчас проживает пожилая свекровь. Первым делом обратились в РЭС, в абонентский отдел, в котором располагается и ведомственная служба «одно окно». Нашим терпеливым и компетентным консультантом на пути к реализации замысла стала специалист РЭС Галина Викторовна Зинович. Первым делом она предложила заполнить опросный лист, который нужен был для того, чтобы технические службы РЭС выехали на место, посмотрели, есть ли возможность для перевода жилья на электроотопление, и рассчитали мощность электроэнергии, какую могут предоставить в нашем конкретном случае на эти цели. Через какое-то время Галина Викторовна перезвонила, чтобы сказать: на электроотопление и нагрев воды в сельском доме нам могут выделить 5 кВт. Немного, но решили не упускать шанс и подогнать свои желания под то, что разрешили.
Далее началось документальное оформление процедуры. Сразу оговорюсь: чтобы это сделать, нужно, чтобы все изначальные документы на дом и участок были в полном порядке. В результате нам без проблем было выдано разрешение райисполкома на реконструкцию домовладения с целью электроотопления и горячего водоснабжения и получены технические условия проведения этих работ.
Имея техусловия на руках, мы заказали проекты – один на внешнее подключение (от опоры ЛЭП с ящиком со счетчиками и до дома), второй – на электрооборудование внутри дома. Все это мы решили делать в РЭСе, хотя есть и другие организации с правом выполнять эту процедуру. Здесь нужно было конкретно указать свои пожелания относительно того, как будет выглядеть система электроотопления внутри дома. Поскольку раньше с этим никогда не сталкивались и с трудом представляли, как отобразить свою мечту в виде кварцевых электробатарей, водонагревателя и прочих удобств на бумаге, специалист РЭС Г.В. Зинович терпеливо все объясняла, советовала, подсказывала, как делали другие. В результате в трех комнатах и на кухне сельского дома жилой площадью почти 50 квадратных метров получилось поставить по одной кварцевой батарее, а в самой большой их было запланировано две. И осталось 1,5 кВт электроэнергии для водонагревателя.
А далее предстояло выбрать и купить кварцевые батареи и найти подрядчика на монтаж внутреннего отопления дома. Поставщика батарей посредством сети интернет нашли в Барановичах: одна батарея мощностью 0,5 кВт с регулятором тепла на тот момент у них стоила 160 рублей плюс 40 рублей за доставку. Все привезли в течение нескольких дней после оформления заказа, который обошелся нам ровно в 1000 рублей.
Договор на установку ящика со счетчиками мы заключили с Дрогичинским РЭС, но для прокладки кабеля и подвода электроотопления к дому нужно было прокопать траншею. Это было сделано своими силами, на чем получилось сэкономить. А за счетчик и комплектующие впоследствии была выставлена сумма немногим более 1000 рублей.
Внутренний монтаж электроотопления заказали у местного предпринимателя В.Н. Лайтера, где, как нам пообещали, были все необходимые комплектующие к уже приобретенным батареям. Буквально через пару дней специалисты приехали на место, и, как рассказывала свекровь, «эти молодые хлопчики» все сделали очень старательно, работали допоздна, но справились за один день. Представители этой фирмы также провели проверку электрофизических параметров проводки. Счет за предоставленные комплектующие и выполненную работу также равнялся сумме в пределах 1000 рублей.
В завершение этого приехали специалисты энергонадзора, проверили, все ли выполнено по проектам. Потом мы съездили в РЭС заключить договоры и открыть лицевой счет. После этого электросети по наряду подключили дом к ЛЭП. Вся эпопея с подключением к электросети длилась немногим более двух месяцев. Поскольку на рытье траншеи мы решили сэкономить и копать ее вручную, то в нашем случае главным тормозящим фактором стала морозная зима, что мешало быстрому продвижению данного вида работы.
