Организация системы электрообогрева вашего дома

Электрические системы отопления в частном доме имеют множество преимуществ перед другими видами. Главные плюсы этого типа — точная регулировка и контроль функционирования компонентов, возможность дистанционной настройки и управления режимами обогрева. Даже средства измерения и отображения информации у них точнее, чем у оборудования на других видах теплоносителей.

Кроме этого, электрообогрев имеет следующие достоинства:

• при работе не выделяются вредные для здоровья человека вещества, что позволяет применять системы в любых помещениях;
• безопасность в работе: отсутствуют взрывоопасное топливо и открытый огонь;
• не требуется отдельного помещения для хранения топлива;
• небольшие размеры оборудования, разнообразный дизайн, возможность гармонично вписать элементы системы в любой интерьер;
• невысокую стоимость;
• система отопления всегда готова к применению, что важно для домов сезонного проживания;
• не требуется специально оборудованного помещения под котельную при установке газового котла.

Единственный важный недостаток электрического обогрева — высокая стоимость электроэнергии. Однако и в этом случае есть возможности снизить затраты на отопление дома. Рассмотрим некоторые экономичные способы электрообогрева.

Как организовать недорогую и эффективную систему обогрева дома электричеством

Электроотопление можно реализовать тремя методами: нагреванием воздуха или жидкого теплоносителя, а также в рамках системы «теплый пол». Указанные способы могут применяться в виде автономных систем и их комбинаций в зависимости от климата местности и размеров дома. Наиболее часто востребованы следующие варианты:

• непосредственный нагрев воздуха в помещении электроконвекторами или инфракрасными нагревателями;
• водяное отопление на базе электрических, индукционных и электродных котлов. Нагрев теплоносителя, который передает тепло воздуху с помощью радиаторов;
• теплый пол. Происходит нагрев покрытия пола электричеством или жидким теплоносителем. А оно, в свою очередь, отдает тепло воздуху.

Все системы позволяют просто и точно в удаленном формате регулировать мощность, отключать и включать отдельные сегменты отопления дома. Применение программируемых электронных и инверторных регуляторов с Wi-Fi позволяет обеспечить работу устройств обогрева в режиме поддержания температуры в помещениях с точностью до 1 °С, переключать их по заданному временному графику либо задавать минимальное значение параметров на период отсутствия владельца. Возможно планирование функционирование системы на несколько дней, что экономит электрическую энергию.

При выборе оптимального варианта подогрева необходимо провести расчет стоимости затрат на закупку оборудования и его монтаж. Чрезмерно высокие расходы, даже для самой эффективной системы, могут не окупиться в течение срока ее полезного использования. Например, оценки показывают, что затраты на закупку устройств непосредственного нагрева воздуха в два раза меньше стоимости оборудования водяного отопления.

Чтобы смонтировать электрические конвекторы, достаточно закрепить кронштейны в местах установки и повесить на них подогреватели. Главное условие — необходимо подключить приборы к отдельной розетке. При этом силовой кабель должен быть рассчитан на требуемую нагрузку.

Монтаж водяной системы более трудоемок. Он включает не только работы по установке котла и наладке его компонентов, но и прокладку водяных контуров по дому с их подключением к отопительным радиаторам.

Специальными исследованиями МЭИ было показано, что потребление энергии электрическими конвекторами ниже, чем в системах водяного отопления, на 40 %. Объяснение этого факта довольно простое: первый вариант быстрее реагирует на корректировку температуры. Для этого ему достаточно 10 с. Водяная же система в силу своей инерционности среагирует только через десятки минут. Есть и другая причина: точность регулировки температуры у конвекторов выше.

Анализ показывает, что организовать недорогую и эффективную систему электрообогрева дома возможно на основе комбинации теплого пола и электрических конвекторов. Наиболее экономичной разновидностью таких устройств на сегодняшний день считаются модели инфракрасно-конвективных обогревателей. Теплоотдача в них осуществляется как конвекцией, так и ИК-излучением.

Правильный выбор типа подогревателя — только один из факторов. Чтобы недорого отапливать дом электричеством, также необходимо:

• хорошо утеплить ограждающие конструкции. А при строительстве дома в качестве фундамента — выбирать утепленную шведскую плиту: она имеет большую тепловую инерцию, высокое сопротивление теплопередаче в грунт и встроенный теплый пол;
• использовать дешевый тариф (ночной) и максимальную разрешенную электрическую мощность в 15 кВт;
• смонтировать теплый пол, который не требует высокой температуры нагревания и экономичен в эксплуатации.

Если выбран водяной вариант системы отопления, рекомендуется применить тепловой аккумулятор. Это особая утепленная емкость. Ее роль состоит в накоплении ночью тепловой энергии, которая оплачивается по дешевому тарифу. Днем она расходуется на отопление дома. Объем зависит от размеров здания и его теплопотерь в дневное время. При площади строения в 100–150 м² обычно используют тепловой аккумулятор объемом 1,5–2 м³.

Рассмотрим компоненты электрической системы обогрева более подробно.

Электроконвекторы

Работа этих обогревателей основана на принципе передачи тепла от нагревательного элемента к воздуху естественной конвекцией. Холодный газ имеет более высокую плотность и вытесняет легкий теплый, который поднимается вверх и создает циркуляцию в помещении. Скорость движения воздушных масс и прогрев регулируются количеством тепла, которое выделяется нагревательным устройством.

Конструктивно типовой электроконвектор состоит из корпуса, в котором размещен нагревательный элемент, например в виде ТЭН. В верхней и нижней частях имеются отверстия для прохода воздуха. В более современных моделях, например в электроконвекторах серии СТН, корпус выполнен в П-образной форме из металлического листа. При установке на стене он образует воздушный канал. Одной из его стенок является нагревательный элемент. Воздух, проходя по каналу, разогревается. Нагревательный элемент изготовлен из аморфного материала, который получен методом быстрого охлаждения расплава металлов (скорость снижения температуры — около миллиона градусов в секунду). По структуре вещества это замороженная жидкость. Применение этого инновационного материала придает отопительным приборам уникальные свойства: высокую теплоотдачу (конвекцией и инфракрасным излучением), быстрый прогрев (малую массу при толщине нагревательной пластины 2,5 мм), низкую температуру поверхности нагрева при высокой тепловой мощности (безопасность применения, аппарат не сжигает кислород), прочность, отсутствие электромагнитного излучения.

Потребляемая мощность электрического конвектора СТН составляет 50 Вт/м². Это позволяет создать дешевую и эффективную систему отопления. Для удобства использования обогреватели выпускаются в различных исполнениях по месту расположения:

• настенные;
• плинтусные;
• напольные.

Приборы монтируются легко и быстро. Кронштейны присоединяются к стене, на них устанавливаются приборы и подключаются к электросети. Места крепления — под окнами дома, аналогично радиаторам. Конвекторы обладают эстетичным дизайном, выпускаются в широкой цветовой гамме, что позволяет им отлично вписаться в интерьер.

Дополнительное снижение затрат на отопление достигается применением терморегуляторов, которые позволяют поддерживать заданную температуру воздуха, в том числе по программе и в удаленном доступе.

Плюсы электроконвекторов для обогрева дома:

• небольшие размеры при высокой тепловой мощности;
• возможность создания автономного электрообогрева частного дома или использование их в качестве составной части сложной системы отопления;
• безопасность применения: низкая температура поверхностей (40 °С), защита от перегрева и влажности;
• быстрый разогрев и высокий КПД;
• возможность оперативной замены прибора без нарушения работы системы отопления;
• естественная циркуляция, которая исключает высокие скорости воздуха при вентиляции и образование потоков пыли в помещении;
• возможность точного поддержания и регулирования температуры, причем параметры могут задаваться программно (на неделю) или меняться дистанционно.

К минусам электроконвекторов можно отнести вероятность их отключения из-за перегрузки сети при одновременном включении. Однако этот недостаток можно обратить в плюс, если применить реле, которое будет поочередно включать обогреватели в каждой комнате. Такой вариант позволит обеспечить заданную температуру в помещениях дома, используя выделенную электрическую мощность, и сэкономить энергию.

Инфракрасные обогреватели

Для обогрева помещений с высокими потолками мощности электроконвекторов может оказаться недостаточно. Чтобы решить проблему, дополнительно устанавливают инфракрасные нагреватели. В отличие от конвекторов, ИК-приборы нагревают окружающие их предметы, которые затем отдают тепло воздуху. Они позволяют организовать локальный обогрев, что удобно при использовании и экономит электроэнергию.

При выборе обогревателей обращают внимание на тип нагревательного элемента. Карбоновые, вольфрамовые, галогеновые и трубчатые электронагреватели имеют открытую рабочую поверхность. По этой причине их не рекомендуется использовать в детской комнате. Более безопасны ИК-обогреватели в виде панелей из керамики или микатермические модели.

По способу размещения инфракрасные устройства бывают:

• потолочными. Их хорошо использовать в высоких помещениях. Имеют небольшие размеры;
• настенными. Часто выполняются в виде картин, которые вешают на стене в местах, требующих точечного обогрева (в комнате без окон, напротив входной двери) или для отопления помещений в межсезонье;
• напольными. Позволяют мобильно изменять области электрообогрева, перемещая их по дому.

Для равномерного распределения тепла применяют несколько обогревателей разных типов, которые располагают с возможностью перекрытия их тепловых зон.

Если ИК-обогреватель будет использоваться в качестве основного источника тепла, то при расчете количества приборов и их мощности применяется соотношение 100 Вт/м². Для дополнительного обогрева достаточно 50 Вт/м².

Системы теплого пола

Главным достоинством такого вида отопления является равномерное распределение тепла по площади. В частном доме теплый пол часто используется для дополнительного обогрева и в помещениях с холодными материалами покрытия (например, в ванной комнате). Для электрического отопления всего здания такая система не подойдет из-за недостаточной тепловой мощности. Но с работой в межсезонье она вполне справится.

Существует два вида систем напольного обогрева:

• электрические маты. Отличаются простотой монтажа, так как нагревательный электрокабель уже закреплен на сетке. Устанавливаются в плиточный клей;
• инфракрасные пленки. Имеют малую толщину (около 5 мм), что позволяет просто и быстро монтировать их под любое напольное покрытие (ламинат, пробку).

При использовании котла в качестве основного вида отопления применяют водяной теплый пол. Его устройство требует предварительного проекта, элементов крепления, теплоизоляции, оборудования. В отличие от электрических вариантов, это более затратный и трудоемкий вариант.

Электрические, индукционные и электродные котлы

Планируя использование котла в качестве основного источника обогрева, необходимо выбирать модель с термостатом. Эта опция обеспечит экономичность работы системы. Чтобы определить необходимую мощность, нужно разделить площадь дома (м²) на десять. Оптимально, если к зданию подведено напряжение 380 В, так как значение 220 В допускает подключение мощности до 7 кВт.

По принципу действия различают следующие разновидности котлов:

• электрические. Их нагревательным элементом является ТЭН, способный выдавать мощность от 3 до 50 кВт/ч. Самый бюджетный и простой в эксплуатации вариант. Большое значение для нормальной работы электрокотлов имеет качество воды в контуре системы отопления. Соли жесткости образуют накипь на нагревательных элементах. Это снижает их КПД, повышает расход электроэнергии и приводит к выходу из строя. То есть систему необходимо оснастить фильтрами;

• электродные. В отличие от электрических моделей, быстрее нагревают теплоноситель и затрачивают меньше электроэнергии. Требуют обеспечения постоянной циркуляции воды, чтобы исключить перегрев и выход оборудования из строя. Электроды требуют периодической замены из-за постепенного разрушения и падения КПД;
• индукционные. В отличие от предыдущих вариантов, относится к устройствам прямого нагрева: электроды и нагревательные элементы здесь отсутствуют. Имеет более высокий КПД, который не изменяется. К недостаткам относятся высокая цена, сложный монтаж и большие размеры.

Главный недостаток электрического отопления — невозможность работы при отключении электроснабжения. Поэтому, помимо электрообогрева, частный дом должен иметь приборы, работающие на других видах энергии, — например, твердотопливный котел или кирпичную печь.