Электроотопление

Назначение систем отопления состоит в поддержании комфортной температуры в жилищах или иных помещениях. Особенно важно это для местностей с широкими колебаниями температуры в различные сезоны и время суток. При наличии центрального отопления роль собственника состоит в своевременной оплате за потребленное тепло, что входит в коммунальные расходы. Но владельцы собственного жилья вынуждены в большинстве случаев самостоятельно решать вопросы отопления.

Централизованное теплоснабжение

Существует множество систем отопления для дома, которые отличаются как источниками тепла (уголь, газ, электроэнергия и т.д.), так и способами передачи его в окружающий воздух. Одним из самых дешёвых вариантов обогрева является отопление дома электричеством, используя разного типа электрообогреватели прямого и косвенного нагрева.

Разновидности систем электроотопления

Электроотопление дома занимает, наряду с газовым, одно из ведущих мест по распространенности. Это связано с простотой реализации, доступностью и сравнительно невысокой стоимостью.

По способу передачи тепла можно выделить такие системы электрических отопителей:

• Водяные;
• Воздушные (конвекторы);
• Инфракрасные;
• Теплый пол.

Каждый перечисленный тип электрических отопительных приборов и систем имеет свои особенности, которые определяют целесообразность применения.

Водяное отопление

Водяное отопление занимает одно из ведущих мест по распространенности. Суть состоит в нагреве воды до необходимой температуры источником тепла. Далее вода циркулирует по трубам отопления и отдает тепло окружающему воздуху. Тепло передается непосредственно трубами (тогда они должны быть металлическими большого диаметра) или посредством радиаторов различных конструкций.

Водяное отопление

Самая главная особенность – такой тип распространен в большинстве квартир с централизованным отоплением. Во многих домах угольные печи снабжены котлами, подключенными к трубам отопления. Газовая система обогрева также использует воду в качестве теплоносителя. Таким образом, переход на электрическое отопление с водным теплоносителем сводится к минимальным затратам по времени и трудоемкости и дешево в финансовом плане.

Кроме этого водяное отопление обладает большой инерционностью, то есть при отсутствии подогрева воды она отдает тепло продолжительное время. Все зависит от разности температуры теплоносителя и окружающего воздуха и от объема воды: чем он больше, тем дольше сохраняется тепло.

Основные недостатки:

• Одна из самая высоких трудоемкостей – при монтаже новой системы;
• Инерционность, уже упомянутая, как достоинство, в определенных моментах играет отрицательную роль. Температуру в помещении невозможно поднять быстро. Чем больше в системе воды, тем медленнее растет ее температура;
• Необходимость регулярного развоздушивания системы, поскольку попадание воздуха в трубы и радиаторы приводит к прекращению циркуляции теплоносителя в системе отопления;
• В случае отсутствия нагрева в холодное время года возможно замерзание воды в системе, а поскольку лед имеет больший объем, чем вода в жидком состоянии, то это может привести к разрушению отдельных элементов отопления;
• Снижение уровня воды приведет к моментальному перегреву и перегоранию нагревательного элемента.

Водяное электроотопление различается способами нагрева теплоносителя. Используются совершенно разные принципы, по которым воде передается тепло. Вот три основных разновидности.

ТЭН – теплоэлектронагреватель

Электрообогрев при помощи ТЭНов – один из самых распространенных способов нагрева воды. Работает по принципу электрического чайника. Электрическая спираль из термостойкого высокоомного провода помещена в металлическую трубку, а та, в свою очередь, передает тепло воде. Система нагрева с ТЭНами отличается простотой, низкой стоимостью.

ТЭНы для электроотопления

Недостатком является неудовлетворительная работа с водой, в которой присутствуют соли жесткости. Соли в холодной воде находятся в растворенном состоянии. При нагреве они выпадают в осадок, а на участках с высокой температурой, то есть на элементах ТЭНа, откладываются в виде накипи. Накипь является плохим проводником тепла, что, во-первых, снижает КПД нагревателя, во-вторых, вызывает локальный перегрев некоторых участков ТЭНа, что приводит к его перегреву и последующему перегоранию. Выходом может послужить применение в системе обогрева очищенной воды. Идеальный вариант – дистиллированная вода.

Индукционный  электрообогрев

Вода нагревается, проходя внутри мощной индукционной катушки. Магнитное поле, создаваемое витками катушки, нагревает проводники, помещенные внутри витков. Поскольку вода является проводником электрического тока, то она также подвержена нагреву.

Индукционный электрообогрев

Достоинства индукционной системы обогрева:

• Высокий КПД, поскольку происходит нагрев всей толщи воды внутри нагревательного элемента;
• Минимальная инерционность. Теплоноситель начинает нагреваться в момент подачи напряжения;
• Нечувствительность к жесткости воды. Даже если внутри нагревательного элемента выпадет осадок накипи, КПД его снизится только за счет снижения эффективного проходного сечения, но на нагрев накипь влиять не будет, поскольку не участвует в теплопередаче;
• Самая высокая безопасность ввиду отсутствия прямого контакта воды с нагревательными элементами, в которых протекает электрический ток;
• Компактность нагревательной системы;
• Отсутствие жидкости не приведет к катастрофическим последствиям.

Недостатки индукционного нагрева:

• Высокая стоимость из-за сложности схемы управляющего оборудования;
• Сильное электромагнитное излучение. Как бы ни утверждали производители, что электромагнитное поле полностью сосредоточено внутри катушки, но любой человек с минимальным электротехническим образованием знает, что данное утверждение справедливо только для идеальных катушек индуктивности. В реальности нагревательный элемент системы индукционного нагрева имеет большое поле рассеивания. Оно может влиять непосредственно на организм человека и на работу чувствительного оборудования и противопоказано к применению, если у кого-либо из жильцов имеется кардиостимулятор;
• Прямой нагрев.

Иначе такой тип называется электродным отоплением. Суть его сводится к нагреву теплоносителя при прохождении через него электрического тока. На электроды, помещенные в воду, подается переменное напряжение электрического тока. Ток, проходя через воду, нагревает ее. Это самая простая реализация системы электрообогрева с водяным теплоносителем. К тому же снижение уровня или полное отсутствие теплоносителя не вызовет никаких отрицательных последствий, поскольку просто произойдет прекращение прохождения тока, и система будет выключена.

Электродный котел

Воздушное отопление

Данная система характеризуется тем, что тепло от нагревательного элемента передается непосредственно в воздух. Для улучшение отвода тепла от нагревателя он снабжается оребренной поверхностью и дополняется устройствами принудительной вентиляции для улучшения циркуляции воздуха и подачи его в нужном направлении. Устройства воздушного отопления, конвекторы, могут иметь самые разные варианты конструктивного исполнения и могут устанавливаться на пол, монтироваться на стены, потолки.

Большинство конвекторов снабжены терморегулятором, который контролирует температуру выходного воздушного потока.

Электроконвектор

Система имеет низкую инерционность. Помещение нагревается очень быстро.  К сожалению, большинство пользователей систем воздушного обогрева жалуются, что они сильно сушат воздух. На самом деле количество влаги в воздухе остается неизменным, но при увеличении температуры воздуха снижается его относительная влажность (чем выше температура, тем больше должно быть влаги для поддержания одинакового значения влажности). При использовании инерционных систем обогрева за время прогревания воздуха он обновляется за счет притока извне, через любые самые малые щели и зазоры, поэтому влажность снижается несильно. Но конвертер нагревает воздух очень быстро и, как результат, его влажность резко возрастает. Самый простой выход – использование систем увлажнения воздуха.

Инфракрасное отопление

Это самый простой способ поддержания нужной температуры в помещении. Характеризуется тем, что нагрев происходит за счет инфракрасного излучения нагревательного элемента. Интересная особенность – самим нагревателем воздух не греется. Это происходит только за счет передачи тепла от уже нагретых предметов в зоне нагревателя. Подобным образом тепло распространяется от костра, возле которого тепло, даже если воздух имеет отрицательную температуру. Отличие заключается в том, что помещения имеют ограниченный объем, и если теплопотери ниже, чем количество теплоты от нагревателя, то воздух, в конечном итоге нагреется за то или иное время.

Инфракрасный обогреватель

Теплый пол

В данном случае происходит нагрев элементов пола. Здесь работают два момента:

1. Тепло возле ног дает большее ощущение комфорта;
2. Нагрев пола приводит к появлению конвективных потоков, что позволяет прогреть весь объем помещения.

Теплый пол

Обогрев дома на основе теплого пола имеет одну из самых высоких эффективностей среди прочих. Уровень безопасности достаточно высок, поскольку элементы подогрева находятся в изоляционной среде. Но можно отметить и такие недостатки:

• Сложность и длительность монтажа. Срок может составить до месяца, поскольку требуется проведение бетонных работ на полу. Существуют системы пленочного теплого пола, который монтируется под финишное покрытие пола, но они имеют более высокую стоимость;
• Проведение бетонных работ ограничивает распространение классических систем теплого пола в квартирах многоэтажных домов;
• Невозможность ремонта неисправностей без демонтажа напольного покрытия. Как следствие – ремонт неисправной системы отопления теплого пола по стоимости и трудоемкости может превысить затраты на монтаж.

Экономическая эффективность

Электроотопление частного дома характеризуется большой потребляемой мощностью, поэтому предварительный расчет должен учитывать ограничение на потребление электроэнергии. Если для обогрева дома малой площади или дачного домика требуется немного электроэнергии, то частный дом большой площади из нескольких этажей может потребовать подвода трех фаз питающей сети, что не всегда возможно.

Наиболее экономное электроотопление получается при использовании многотарифной системы расчета за потребленную электроэнергию. Таким образом, основной нагрев можно использовать во время действия сниженного тарифа, а в иное время использовать либо другие источники тепла, либо теплоаккумуляторы. Последние представляют собой водяные баки большого объема в водяной системе обогрева. Во время сниженного тарифа вода нагревается не только в собственно системе отопления, но и в аккумуляторе, который в дальнейшем отдает тепло в систему.

Использование той или иной системы электроотопления во многом зависит от местных условий. Сразу можно сделать утверждение, что отопительные электроприборы на основе конвекционного или инфракрасного обогрева наиболее эффективны для быстрого нагрева небольших помещений. Это наилучший вариант для обогрева дачного дома.

Теплый пол обычно не используется самостоятельно, но отлично дополняет другие, особенно водяные, отопительные системы.

Видео