Электрические системы отопления: характеристики, преимущества, разновидности

Системы электрического отопления являются неплохой альтернативой традиционным и газовым системам, особенно там, где привычные источники энергии недоступны. Строительный рынок предлагает различные варианты организации обогрева с помощью электричества, и мы хотим рассмотреть особенности, которыми отличаются электрические отопительные системы для дома.

Электрическая отопительная система на основе котла.

Электричество как источник энергии

На фото показан котел с ТЭН.

Электрическая энергия является одним из наиболее прогрессивных видов энергии. Человеку известны способы преобразования электричества в механическую, световую, электромагнитную и, самое главное, в тепловую энергию. Именно эта возможность взята за основу работы электрических систем обогрева.

Преобразование электроэнергии в тепло происходит в ТЭН.

Если рассматривать электричество с экономической точки зрения, то придется признать, что это не самый выгодный вариант источника тепла для дома: несмотря на «мирный атом» и технический прогресс, электрическая энергия остается одним из наиболее дорогих видов энергии, производимых человеком.

Цена киловатт-часа от энергокомпании превышает 4 рубля, тогда как стоимость того же количества в газовом эквиваленте – 0.82 рубля, в пропан-бутановом – 2.57 рубля.

Очевидно, что наиболее дешевым источником тепла является магистральный газ, далее идут дрова, потом уголь и т.д. Однако далеко не все загородные участки газифицированы, а вот электропроводка есть практически везде. Также не всегда есть возможность приобрести поблизости недорогие дрова или уголь, а ездить за ними специально неудобно и дорого.

Стоимость различных энергоносителей.

Добиться того, чтобы на ваш участок протянули газовую магистраль, практически невозможно, а тянуть ее самостоятельно слишком дорого даже для нескольких семей. Более того, далеко не все используют дачу в качестве постоянного жилья, а оплатить немногочисленные визиты для отдыха осенними выходными – не так уж и накладно.

Дровяные печи и котлы требуют своевременного ухода, они производят много золы и мусора, требуется чистка трубы дымохода и каналов от сажи и нагара. Более того, дрова необходимо где-то запасать и хранить, причем место это должно быть сухим и закрытым от непогоды. Не стоит забывать и о повышенной пожарной опасности твердотопливных агрегатов.

Даже частная котельная требует помещения и обслуживания.

Преимущества электрической энергии:

• Удобство использования. Полностью отсутствуют отходы, грязь или мусор. Нет необходимости самостоятельно доставлять топливо на участок, хранить его, загружать в топку и т.д.;
• Экологичность. Электричество – самый чистый вид энергии, полностью отсутствуют вредные и вообще какие-либо выбросы, отходы, загрязнения;
• Возможность точной дозировки и учета потребленной мощности. В отличие от дров или магистрального газа, вы можете учитывать каждый киловатт-час потребленной энергии независимо от качества ее носителя, которым является любое топливо;
• Возможность плавной регулировки мощности работы агрегатов. Автоматическая регулировка мощности в реальном времени позволяет экономить немалые средства.

Электроприборы не занимают много места и не требуют постоянного ухода.

Важно!
К недостаткам можно отнести только высокую стоимость.
В некоторых районах возможны проблемы с режимом подачи или работой сетей, но эти проблемы встречаются все реже, более того, они решаемы.

Наконец, есть еще одна особенность электричества. Тепло можно передавать двумя способами – молекулярным взаимодействием (теплопередача, конвекция) или путем излучения электромагнитных волн в инфракрасном диапазоне. Обычные способы обогрева предполагают теплопередачу посредством теплоносителя, а в случае электрических систем возможно также излучение волн.

Тепло можно передавать посредством излучения.

Важно!
Выбирать электричество как источник энергии для отопления дома следует в том случае, если удобство для вас важнее экономии или если других альтернатив просто нет.

Водяное отопление

Котлы с трубчатыми нагревателями

Электрическая система отопления с ТЭН российского производства.

Наиболее простой и распространенный способ получения тепла – это использование трубчатых электронагревателей (ТЭН). Здесь реализован принцип выделения тепла проводником с сопротивлением при прохождении тока через его сечение.

Система электрического отопления с ТЭН.

Схема устройства котла достаточно проста: нагревательный бак наполняется водой, ТЭН начинает выделять тепло. Нагретая вода поступает в систему за счет работы насоса или естественной циркуляции.

Когда температура обратной воды становится выше установленного значения, автоматика отключает нагреватели или переводит их в более экономный режим работы.

Устройство котла с ТЭН.

Если температура падает ниже определенной отметки, автоматика вновь включает режим активного нагрева воды. Таким образом, при хорошей теплоизоляции стен основное тепло тратится на первоначальный прогрев помещения, а затем система сама поддерживает температуру, включая подогрев по мере необходимости. В результате удается неплохо экономить.

Основные детали электронагревателя.

Важно!
Котлы с трубчатыми нагревателями являются наиболее дешевым и простым классом электрооборудования для отопления.
При этом их КПД не отличается высокими значениями.

Электродные котлы

Электродный котел для подогрева теплоносителя.

В электродных котлах также реализован принцип нагрева проводника током, только теперь проводником является сам теплоноситель. Емкость оборудована специальными электродами, между которыми циркулирует вода.

Так как вода является проводником тока с сопротивлением 1300 Ом/см (при t = 18 градусов), то при протекании тока через нее хаотическое колебательное движение ионов вызывает рост температуры.

Устройство агрегата чрезвычайно простое, здесь так или иначе реализован принцип простого самодельного кипятильника из бритвенных лезвий:

Примитивный электродный нагреватель.

Главная особенность и отличие – это непосредственный нагрев теплоносителя без участия нагревателей и прочих средств преобразования. За счет этого эффективность системы возрастает, и ее КПД составляет от 95 до 98 %, что является абсолютным рекордом.

Котлы компании «ГАЛАН».

Преимущества и особенности электродного устройства:

• Небольшие габариты;
• Простая конструкция, в которой попросту нечему ломаться;
• Высокий показатель КПД – до 98 %;
• Электродные котлы экономичнее тэновых на 20 – 30 %;
• Проблема «сухого хода» отсутствует полностью, так как при утечке теплоносителя цепь между электродами размыкается, и аппарат не работает;
• Рабочая температура устройства не должна превышать 75 градусов, иначе мощность резко возрастает, соответственно, растет нагрузка на сеть;
• Изделия обладают минимальной инерцией и способны очень быстро разогреть систему;
• Перепады напряжения не страшны;
• Устройства требовательны к качеству теплоносителя и заземлению.

Мощность таких установок может колебаться в пределах от 2 до 50 кВт и выше, чего вполне достаточно для отопления частного дома или средних размеров коттеджа. Еще одна особенность – это резкий нагрев воды в замкнутой ионной камере небольших размеров, что приводит к нагнетанию давления до 2 атмосфер. В небольших системах это может заменить циркуляционный насос системы отопления.

Устройства компактны и не требуют много места.

Важно!
Явление электролиза (разложения воды на кислород и водород при протекании тока) в электродных системах отсутствует, так как переменный ток не вызывает разложения воды.

Лучевое отопление

Инфракрасные отопительные электрические системы для дома передают тепло излучением.

Основой ИК-нагревателя является пленочный или трубчатый элемент, который излучает волны в инфракрасном диапазоне при прохождении через него тока. В такой системе теплоноситель отсутствует, и энергия передается непосредственно.

ИК-панели можно монтировать на любую поверхность, хоть на потолок.

Такой способ передачи тепла имеет ряд преимуществ:

• Минимальные потери тепла обусловили высокий КПД – до 97 %;
• Обогрев лучами не воздействует на влажность воздуха и количество кислорода в нем;
• Система полностью безопасна;
• Эффект от работы излучателя ощущается мгновенно, так как волны распространяются со скоростью света, и для переноса тепла не нужен воздух или иной носитель;
• В первую очередь нагреваются поверхности стен, пола, мебели и прочих предметов, что также повышает эффективность;
• Прогрев помещения происходит максимально равномерно, чего не скажешь о радиаторном обогреве;
• Отсутствует конвекция и перенос пыли.

Максимально комфортное распределение тепла – преимущество лучевого отопления.

Важно!
Считается, что 1 кВт мощности ИК-излучателя хватает на обогрев 10 м2 помещения.
При этом сами обогреватели бывают достаточно мощными – порядка 4 – 5 кВт.
Однако инфракрасный обогрев считается дополнительной мерой, применяемой чаще всего локально и эпизодически.

Инструкция по монтажу и подключению устройств максимально проста: достаточно повесить панель на стену или потолок и подключить ее в сеть 220 В. Это делает возможным быстрый и успешный монтаж приборов своими руками без опыта строительных работ.

Установка прибора напоминает подключение обычного светильника.

Важно!
Монтаж пленочных излучателей несколько сложнее, однако также не вызывает особенных проблем у начинающих монтажников.
У нас вы сможете найти необходимые материалы по установке таких устройств.

Вывод

Системы отопления на основе электрической энергии являются наиболее удобным способом обогрева. При этом с точки зрения стоимости этот способ относится к наиболее дорогим, что делает его не самым популярным видом отопления. Видео дополняет статью наглядным материалом по теме.