Электрическое отопление в частном доме: обзор лучших видов электрических отопительных систем

Электрическое отопление частного дома. Рассмотрим электрические системы отопления дома, разберем их основные достоинства и недостатки.

Преимущества и недостатки

У электрического отопления есть множество достоинств, благодаря которым можно прогреть коттедж до оптимального уровня. К основным преимуществами стоит отнести:

• Экологическую чистоту. Можно не опасаться, что в процессе работы электрические обогреватели начнут выделять вредные выбросы или вырабатывать угарный газ;
• Доступность. Это дешёвое решение, позволяющие с минимальными вложениями организовать работу системы отопления на даче или в жилом помещении;
• Возможность монтажа системы отопления без предварительной разработки проектной документации. Это также существенно снижает итоговую стоимость монтажных работ;
• Отсутствие шума в процессе работы. Это значительно расширяется перечень мест, в которых может быть установлено оборудование;

• Надежность. Качественные современные модели практически не создают проблем в процессе эксплуатации. Они демонстрируют заданные показатели на протяжении всего периода эксплуатации;
• Простота выполнения монтажных работ. Это одна из немногих отопительных систем, подходящая для частного дома, которую можно установить своими руками. При этом к квалификации и опыту мастера не предъявляются никаких требований;
• Мобильность. Многие устройства допускают перенос с места на место;
• Возможность создания комфортных условий в каждой комнате отдельно;
• Высокий КПД.

Несмотря на очевидные достоинства отопления частного дома электричеством, существуют и очевидные недостатки, которые следует учитывать, рассматривая альтернативные варианты. К таковым относят:

• Повышенные требования к системе электроснабжения. Подача электроэнергии должна осуществляться непрерывно. Особенно в холодное время года. При обрыве проводов или выполнении ремонтных работ на линии жилье может оказаться без отопления. При значительном скачке напряжения оборудование может выйти из строя;
• Увеличение оплаты на коммунальные расходы. Электро отопление значительно увеличивает размер счета на оплату за электричество;
• Высокое энергопотребление. Прежде чем приобрести подходящее оборудование, следует убедиться, что проводка справиться с возросшей нагрузкой. В некоторых случаях для обеспечения работоспособности приборов потребуется подключение к трехфазной сети.

Почему выбирают электрическое отопление?

Принято считать, что отопление дома системами, работающими от электричества слишком затратно. Поэтому их преимущества как-то не принимаются во внимание.

Электрические системы отопления принадлежит к числу самых экологически чистых. Они не дают никаких выбросов в атмосферу

Это в корне неправильно, ведь электрические системы имеют множество значимых достоинств, выгодно отличающих их от отопления других типов:

• Безопасность. Оборудование не работает с открытым пламенем и взрывоопасными веществами, как другие отопительные приборы. Качественно проложенная проводка – надежная защита от возможного возгорания.
• Простота в управлении и обслуживании. Автоматические системы регулируют работу оборудования, что требует минимального вмешательства человека. Элементы, требующие регулярной замены или чистки, отсутствуют.
• Полная экологическая безопасность. При работе система не выделяет токсичных веществ, поэтому ее можно монтировать в любых помещениях.
• Отсутствие необходимости в хранении запаса топлива. Поэтому не требуется специальное помещение для складирования горючих материалов.
• Компактность. Большая часть оборудования отличается небольшими размерами. Разнообразный дизайн устройств позволяет легко подобрать модель для любого по стилистике интерьера.
• Невысокая стоимость. По сравнению с отопительными приборами других типов, цена такого самого оборудования значительно ниже.

Из значимых недостатков электрических систем помимо достаточно высокой стоимости электроэнергии справедливости ради нужно отметить полную энергозависимость оборудования.

Это означает, что при прекращении подачи электроэнергии все приборы прекратят свою работу, что будет особенно заметно в местностях с частыми отключениями. Кроме того, для бесперебойной работы оборудования понадобится мощная электросеть, что есть далеко не везде.

Для обустройства водяного отопления с электрическим котлом выбирают только закрытую систему с оснащенным мембраной расширительным баком, с помощью которого регулируется давление в системе

Водяное отопление с электрическим котлом

Представляет собой стандартную систему с жидким теплоносителем, циркулирующим по отопительному контуру. Ее главное отличие заключается в том, что нагрев теплоносителя производится только за счет использования электрического котла.

В силу этого такая система будет иметь некоторые особенности. Прежде всего, она может быть только закрытого типа и должна быть оснащена мембранным расширительным баком.

Иначе не удастся избежать неравномерности прогрева помещений, потерь скорости и мощности теплообмена, что приведет к перерасходу электроэнергии и, соответственно, неоправданным расходам. По этим же причинам не рекомендуется устанавливать систему с естественной циркуляцией.

Электрический вариант отопления требует минимум вложений в организацию и монтаж. Для устройства электрического отопления необязательно сооружать котельную, не нужно место для складирования топлива. Электрокотлы выпускают в одно- и двухконтурных вариантах. Если для обслуживания дома недостаточно двухконтурного котла, то для ГВС и отопления устанавливают отдельные одноконтурные агрегаты. Одноконтурные электрические котлы обслуживают только линию отопления. Для нагрева воды в этом случае используется газовый или электрический проточный водонагреватель. Электрические котлы привлекают самой простой и оперативной установкой. Для их монтажа требуется только получить разрешение на подключение к электролинии с необходимой мощностью. Электрические котлы в загородном доме. Электрооборудование для отопления и ГВСЭлектрокотел с газовым водонагревателем. Простой монтаж и подключение.

Оптимальный вариант – принудительная циркуляция теплоносителя, что даст возможность максимально экономить электроэнергию. Для работы с такой отопительной системой можно использовать три типа электрических котлов. Разберем достоинства и недостатки каждого из них.

Котлы с нагревателями типа ТЭН

В каждом из таких устройств устанавливаются ТЭНы. Это нагревательные элементы, работающие по принципу резистивного нагрева проводника, через который проходит электрический ток.

В силу того, что им приходится работать в жидкости, на устройства дополнительно устанавливается защита в виде водонепроницаемого корпуса и надежной изоляции. Поэтому мощность ТЭНов несколько снижается.

В результате КПД каждого такого нагревателя составляет не больше 80. Поэтому чтобы котлы такого типа осуществляли нагрев теплоносителя до нужной температуры, требуется либо увеличить число ТЭНов, либо поставить нагреватели большей мощности.

В любом случае потери энергии неизбежны, что отрицательно сказывается на экономичности приборов такого типа. Чаще всего в один котел производители устанавливают 3-4 ТЭНа. Предусматриваются разные режимы работы прибора. В зависимости от этого в работу могут включаться все нагревательные элементы, только один из них или группы элементов.

Мощность электрических котлов ТЭНового типа варьируется в пределах от 3 и до 50 кВт. Самые мощные модели предназначены для подключения к трехфазной сети, менее мощные могут работать от однофазной.

Компоновка ТЭНов в приборе может быть разной, что сказывается на их внешнем виде. Они могут быть изготовлены в форме цилиндров со «спрятанными» внутри нагревательными элементами и вынесенным в отдельный корпус управляющим блоком или иметь привычную прямоугольную форму с выведенными на корпус органами управления.

Стоимость котлов такого типа очень невелика, что обусловлено их неэкономичностью.

В процессе эксплуатации поверхность ТЭНа покрывается накипью и отложениями солей, поэтому его приходится регулярно менять.

У ТЭНовых устройств есть и еще недостатки. Прежде всего, это небольшой срок «жизни» нагревательного элемента. В процессе эксплуатации устройства он покрывается отложениями солей и выходит из строя.

Поэтому регулярная смена ТЭНов такому прибору необходима. Еще один «минус» заключается в том, что при запуске оборудования с небольшим количеством теплоносителя или при его отсутствии нагреватели выходят из строя.

Котлы с электродным принципом действия

Принцип работы устройства в корне отличается от ТЭНовых моделей. Для получения тепла используются частотные колебания в переменной сети, которые, в свою очередь, вызывают колебания ионов, находящихся в электролите, что приводит к его быстрому разогрев.

Собственно котел представляет собой корпус с двумя электродами, погруженными в теплоноситель, роль которого играет токопроводящая жидкость или электролит. Чаще всего в этих целях используется антифриз той или иной марки.

Электродные устройства выгодно отличаются компактностью и небольшим весом, при этом мощность нагрева у них высока. Такие котлы можно устанавливать группами, запуская в работу по мере необходимости один или несколько приборов сразу. Еще одно достоинство электродного оборудования заключается в его практически полной нечувствительности к перепадам напряжения в сети.

Электродные котлы очень компактны, что выгодно отличает их от аналогов ТЭНового типа

Безопасный для них диапазон перепадов – 15-20%, что достаточно много. Однако для устройств очень важна стабильность частоты переменного тока. Электродные котлы полностью пожаробезопасные, поскольку перегреться такое устройство не может, а при отсутствии теплоносителя оно просто не включится.

Нагревается прибор очень быстро. По экономичности он на 20% превосходит ТЭНовый аналог, то есть его КПД составляет порядка 98%. При этом его производительность можно увеличить.

Достигается это за счет обвязки устройства металлическими трубами. Таким образом зона ионизации теплоносителя значительно расширяется, что и дает эффект увеличения производительности. Стоимость электродных котлов невысока. Поэтому когда такое оборудование только появилось, его считали едва ли не идеальным отопительным прибором.

Однако в процессе эксплуатации выявились и недостатки. Прежде всего это не стабильная мощность устройства.

Она очень сильно зависит от химического состава токопроводящей жидкости и ее температуры, поскольку даже при небольших отклонениях изменяется электропроводимость раствора, что приводит к изменениям интенсивности нагрева. Кроме того, электродная система очень плохо поддается автоматическому управлению и регулировкам.

Электродные котлы можно устанавливать группами, что дает значительное удобство их эксплуатации.

Для котлов такого типа крайне важен состав чистота теплоносителя. В случае несоблюдения пропорций раствора или его загрязнения все преимущества такой системы пропадают. Поэтому не реже, чем один раз в год требуется проводить коррекцию химического состава электролита.

С такой же периодичностью нужно будет чистить теплообменник и всю отопительную систему от солевых отложений, которые будут накапливаться достаточно быстро. Обязательным условием для подключения электрической системы отопления дома электродного типа является наличие заземляющего контура.

Таким образом несмотря на то, что такие отопительные приборы более экономичны, чем их ТЭНовые аналоги, особой востребованностью они не пользуются. Достаточно большое количество недостатков делают их использование для отопления частного дома не совсем удобным.

Отопительные котлы индукционного типа

Это наиболее совершенные представители электрических отопительных систем. В основе этих устройств лежит принцип электромагнитной индукции. Все происходит следующим образом. По первичной обмотке, расположенной в сердцевине прибора, пропускают электрический ток.

Он индуцирует напряжение во вторичной обмотке, расположенной ближе к корпусу устройства. Она представляет собой лабиринтную систему труб, по которой проходит теплоноситель.

При замыкании вторичного контура возникает резистивный нагрев проводника, и, соответственно, теплоносителя. Потерь энергии при этом нет никаких, поэтому КПД такой системы равен почти 100%.

Нагрев жидкости происходит очень быстро и равномерно. Индукционные котлы очень экономичны. Этот показатель увеличивается еще больше за счет самоиндукции системы, которая связана с дополнительной реактивной мощностью.

Ее вырабатывают токи, проходящие по вторичному замкнутому контуру. При этом значения возникающей дополнительной мощности достаточно велики. Несколько иначе действует разновидность индуктивного котла – вихревой индукционный нагреватель или ВИН.

На его первичную обмотку поступает напряжение, которое предварительно преобразуется в высокочастотное. Таким образом напряженность электромагнитного поля резко возрастает.

Что дает такой же стремительное увеличение силы тока, который генерируется этим полем? Особенность котла ВИН в том, что у него отсутствует вторичная обмотка. Вместо нее используются все металлические поверхности оборудования.

Их специально изготавливают из материалов с выраженными ферромагнитными свойствами. Появление вихревых токов приводит к перемагничиванию, что вызывает сильный и практически мгновенный нагрев ферромагнитных сплавов.

Следовательно, в процессе теплообмена участвуют практически все массивные элементы корпуса, что дает возможность получить очень высокий КПД, приближающийся к 100%. Индукционные котлы обеих разновидностей отличаются значительным весом и относительно небольшими размерами. Их можно устанавливать по одному или группами, последнее дает значительные преимущества при организации отопления здания.

Котел индукционного типа для обустройства дачи или небольшого частного дома можно сделать своими руками. Руководство по сборке индукционного котла, приведенное в рекомендуемой нами статье, поможет выбрать оптимальный вариант и грамотно соорудить агрегат.

К преимуществам индукционных котлов можно отнести быстрый, почти мгновенный разогрев. Оборудование легко поддается регулировкам, поэтому на него монтируются автоматические блоки управления, обеспечивающие точные настройки. В плане электрической и пожарной безопасности эти устройства наиболее благополучны, если сравнивать их с аналогами других типов.

Высокий КПД индукционных приборов не уменьшается даже после длительной эксплуатации. Связано это с тем, что внутри устройства не накапливаются солевые отложения или накипь. Они удаляются высокочастотными микровибрациями, которые сопровождают работу оборудования. По этой же причине особых требований к химическому составу теплоносителя нет. Котлы к ней нечувствительны.

Использование индукционных котлов дает экономию электроэнергии порядка 40% по сравнению с применением электрических котлов других типов.

Еще одно достоинство – длительный срок эксплуатации индукционных котлов. Без преувеличения он может исчисляться десятками лет. Это объясняется тем, что уязвимых узлов у оборудования  с просто нет. Контакт электрической части прибора с теплоносителем полностью отсутствует.

Проблемы могут возникнуть только со сварными швами, которые обычно служат очень долго. Главное преимущество оборудования этого типа заключается в экономичности.

Практика показывает, что оно позволяет экономить до 40% электроэнергии по сравнению со своими ТЭНовыми и электродными аналогами. Из недостатков стоит отметить небольшой вибрационный шум, который издают котлы в ходе работы.

Массивность, что требует внимания при монтаже, особенно, если устройство закрепляется на стену. Еще один минус – достаточно высокая стоимость индукционных приборов.

Какой вид выбрать

Чтобы организовать обогрев своего жилья, следует учесть свои финансовые возможности, общую квадратуру и площадь отдельных помещений. Рекомендуется выбирать:

• Водяную систему, если жилая площадь превышает 100 квадратов. Это оптимальный вариант для загородного дома;
• Воздушную систему, чтобы организовать электрическое отопление в квартире. Это наиболее удобный и экономичный вариант для многоквартирных домов;
• Систему теплый пол, если надо создать комфортные условия в помещении на 10–15 квадратов.

В некоторых случаях используются несколько систем одновременно. Одна позволяет организовать основной обогрев, вторая используется в качестве дополнительного источника тепла. Чтобы затраты на последующую эксплуатацию системы отопления были минимальными, и электричество обходилось дешево, следует:

• Тщательно рассчитывать мощность устанавливаемого оборудования. Она должна полностью компенсировать теплопотери самого устройства;
• Отдавать предпочтение котлам, имеющим встроенные циркуляционный насос. Если такового не имеется, стоит дополнительно приобрести необходимое устройство, а затем установить его в обратку перед обогревателем;
• Отказаться от использования труб, поперечные размеры которых превышают 32 мм;
• Выбрать чугунные радиаторы. Такие батареи дольше нагреваются и также медленно остывают;
• Обеспечить качественное утепление стен, потолка и пола в жилом доме.

Особенности выполнения монтажных работ

Чтобы сделать электрическое отопление, надо определиться с видом устанавливаемого оборудования. От этого напрямую зависит порядок действий. Определившись с типом системы обогрева, стоит узнать, как сделать все своими руками, что для этого потребуется, и как избежать типовых ошибок.

Монтаж инфракрасного теплого пола

Для организации обогрева надо приобрести:

• инфракрасную пленку. Предпочтительно использование продукции ведущих производителей, которая полностью отвечает нормативным требованиям. Такие изделия отличаются высокими эксплуатационными характеристиками и способны прослужить достаточно долго;
• материалы для устройства тепло- и гидроизоляционного слоя;
• терморегулятор, с помощью которого можно будет контролировать степень нагрева декоративного покрытия.

После того, как будет приобретено все необходимое, приступают к выполнению монтажных работ. Монтажные работы выполняются в следующей последовательности:

• Очищается и тщательно подготавливается основание. С пола удаляются все имеющие загрязнения. Основа выравнивается. Не должно быть никаких значительных выступов.
• Устанавливается терморегулятор. Место выбирается таким образом, чтобы при необходимости обеспечить свободный доступ для изменения параметров обогрева;
• На подготовленное основание застилается теплоизоляция. Для предотвращения смещения слоя в процессе монтажа, теплоизоляцию с помощью строительного скотча;
• Производится укладка инфракрасной пленки. При выполнении работ следует руководствоваться инструкцией, идущей в комплекте к инфракрасной пленке. Укладка производится только на открытые участки. Под мебелью пленки быть не должно, так в этом случае ее работа будет неэффективной;
• Для исключения смещения отдельные элементы соединяются между собой, а затем линия среза тщательно изолируется битумным скотчем;

• Смонтированные элементы соединяются с проводами;
• Подключается терморегулятор;
• Выполняется контроль смонтированной системы;
• Укладывается слой гидроизоляционного материала;
• Монтируется декоративное покрытие.

При выполнении монтажных работ следует соблюдать требования безопасности, что исключить случайное травмирование электрическим током.

Монтаж трубчатого электронагревателя

Перед началом монтажных работ следует определиться с местом установки. Для масляного обогревателя чаще всего выбирается место непосредственно под окном, где размещаются традиционные радиаторы, либо сбоку от дверного проема. После того, как место будет выбрано:

• Наносят разметку. Отмечаются места под крепежные отверстия. Для этого к основанию прикладывается отопительный прибор и отмечаются точки в месте расположения специальных элементов, предназначенных для фиксации на крепеже. От качества выполнения данного этапа во многом зависит конечный результат;
• По сделанной отметке формируются посадочные отверстия;
• В просверленные отверстия закручивается крепеж. Чаще всего крепежные элементы поставляются совместно с отопительным прибором и имеет форму крюка. Если такового в комплекте поставки не оказалось, всегда можно приобрести все необходимое для выполнения работ в ближайшем хозмагазине;
• Прибор навешивается на подготовленные крепежные элементы. Проверяется его работоспособность. Регулируется режим работы. Если в состав устройства не входит специальный датчик, позволяющий отрегулировать ее режим работы, подключают внешнее устройство. С его помощью можно задать изменение температуры в строго заданном диапазоне.

Рекомендации

Самостоятельная замена элементов отопления зачастую связана с рядом допускаемых ошибок. Как их избежать и обеспечить высокую теплоотдачу системы, указано в следующих рекомендациях:

• прочное крепление батарей – залог длительной эксплуатации, потому точек фиксации не должно быть меньше трех;
• обеспечение правильного горизонтального уровня исключит образование «воздушных пробок»;
• независимо от расположения окон в угловых квартирах, все стены, граничащие с улицей, должны оборудоваться радиаторами;
• создание отражающего экрана со стороны стены в плоскости обогревательного элемента будет увеличивать полезную тепловую отдачу;
• при схеме однотрубной разводки между трубами устанавливают байпас, в виде перемычки между входом и выходом теплоносителя, что позволит без отключения всей системы произвести замену или ремонт;
• для расчета количества обогревателей, учитывая при этом, что формулы включают значительное количество коэффициентов, лучше использовать калькуляторы строительных сайтов или обратиться к специалистам;
• чтобы избежать конфликтов с управляющей компанией при замене элементов централизованного отопления в квартире, действия должны пройти согласование в установленном коллективным договором порядке.

Даже при полностью правильной установке элементов отопления владельцы могут сами нарушать режим обогрева. Плотные шторы или гардина, декоративные экраны, широкие подоконники и цветы на них снижают эффективность работы до 20 %.

---

Источники:

• https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/obogrev/elektricheskoe-otoplenie.html
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/elektricheskoe-otoplenie-v-chastnom-dome.html
• https://ProNormy.ru/stroitelstvo/dom/rasstoyanie-ot-pola-do-radiatora