Отопление частного дома электричеством — выбираем самый экономный

Плюсы электрического отопления

Электрические приборы в качестве источника тепла многие выбирают даже при наличии газовой магистрали, поскольку такое отопление обладает определенными положительными сторонами:

  • легко монтируется;
  • не шумит;
  • простое в использовании;
  • не требует устройства дымоходов для удаления продуктов сгорания.

Подключение электричества намного дешевле и проще. Сегодня стоимость газификации дома составляет примерно 300 тыс.руб., что в условиях незаконченного строительства может явиться определяющим фактором. А многие садоводческие товарищества, где теперь разрешено законно проживать, не газифицируются даже в отдаленной перспективе.

При устройстве электрического отопления нужно быть готовым к тому, что коммунальные платежи будут немаленькими, поскольку электричество — это производная от других видов топлива (нефти, газа, угля или ядерных материалов). Некоторые неудобства могут вызвать колебания напряжения в сети или частые отключения тока. Поэтому при подключении электрических обогревателей или котлов рекомендуется сразу установить стабилизатор и генератор.

Некоторые котлы работают от трехфазного напряжения 380 В, для которого требуется получить разрешение. Должны быть приняты максимальные меры от поражения током, устроено качественное работающее заземление.

Виды электрических систем отопления

Для обогрева жилого дома могут использоваться:

  • тепловентиляторы;
  • конвекторы;
  • масляные радиаторы;
  • инфракрасные излучатели;
  • теплые полы (из греющих кабелей или пленок);
  • каменные обогреватели;
  • электрокотлы с водяным контуром.

Оборудование для отопления дома электричеством различается по конструкции, способу преобразования энергии и, конечно, цене.

Тепловентиляторы

Недорогие и простые в применении устройства быстро согревают помещение. Работают от напряжения 220 В, то есть от обычной розетки. Внутри корпуса находится греющий элемент из металла или керамики и вентилятор. Благодаря нагнетанию тепла все части комнаты прогреваются равномерно. Недостатки — шумность, пересушивание воздуха, от которых у чувствительных людей могут возникать головные боли.

Тепловентиляторы используются для обогрева помещений площадью до 20 м². Они незаменимы при кратковременном пребывании в доме или как дополнительный источник тепла при неэффективной работе других видов отопления. Регулировка температуры производится вручную, поэтому этот способ не самый экономичный и комфортный.

Конвекторы

Удобные, безопасные и надежные обогреватели могут использоваться для отопления частного дома электричеством без ограничения. Тепло передается конвекцией, что сближает их с привычными водяными радиаторами.

Конвекторы устанавливаются на пол или крепятся к стене на кронштейны. Внутри металлического корпуса расположен нагревательный элемент. Холодные воздушные массы поступают снизу, продвигаются вверх и выходят через решетку уже теплыми.

Для регулирования нагрева предусмотрен термостат. Наиболее экономичны конвекторы с инверторными блоками управления, снабженными высокочувствительными датчиками. Они реагируют на изменения температуры, поддерживая комфортные условия. Более дорогие приборы могут работать в программируемом режиме и запускаться по команде в нужное время.

Мощность конвектора подбирается исходя из площади помещения — 1 кВт рассчитан на 10-12 м². Большинство обогревателей имеют мощность до 2 кВт, поэтому для больших комнат одного отопителя будет мало.

Конвекторы работают беззвучно. Их можно оставлять в холодном помещении без риска промерзания. Если в доме проживают дети, при покупке нужно обращать внимание, предусмотрены ли в конструкции меры защиты.

Масляные радиаторы

Отопительный прибор представляет собой стальной корпус с нагревательным элементом и контейнером с минеральным маслом. При включении в сеть начинается разогрев жидкости, которая передает тепло поверхности радиатора. Температура воздуха повышается за счет конвекции и излучения.

Каждый радиатор вырабатывает определенную мощность и рассчитан на обогрев одной комнаты. Его можно передвигать в любое место с помощью колесиков. Управление производится посредством механического термостата.

Масляные устройства безопасны. Греющие элементы расположены внутри, а при опрокидывании срабатывает защита. К тому же поверхность достаточно гладкая, без выемок, отверстий и решеток, поэтому за приборами легко ухаживать.

Инфракрасные обогреватели

Воздух в помещении, где работают ИК-излучатели, согревается не напрямую, а от других поверхностей. Излучение инфракрасного спектра, исходящее от обогревателей, сначала нагревает окружающие предметы, а уже затем тепло передается воздуху.

В электрических ИК-обогревателях используются трубчатые ТЭНы или спирали в кварцевых трубках. Внутри корпус рефлектора покрыт теплоотражающим материалом, чтобы придать излучению определенное направление. Для защиты от соприкосновения с нагревательным элементом на приборе крепится сетка или прозрачная перегородка.

Инфракрасные обогреватели могут быть потолочными, настенными или напольными. Производятся они также в виде пленок ПЛЭН, которые представляют собой гибкий лист с нанесенным на поверхность декоративным рисунком или без него. Внутри расположены тонкие полоски карбона — синтетического углепластика, способный нагреваться при прохождении тока до 55°С. Тепло передается алюминиевой фольге, обладающей высокой теплопроводностью и отражающими качествами. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в тепловую, а затем в лучистую.

Пленочные нагреватели очень легкие и тонкие. Их можно повесить даже на дверь. После отключения тепло еще долго сохраняется в комнате. Многие отмечают, что оно более комфортное и обволакивающее, чем от конвекторов или радиаторов.

Электрические теплые полы

Система отопления «теплый пол» признана наиболее экономичным способом обогрева помещений. При ее использовании удается снизить потребление энергии на 20% по сравнению с конвективными обогревателями.

Расположение греющего слоя в полу позволяет поддерживать комфортную температуру в нижней части комнаты, где человек обитает практически все время. Тепло распределяется равномерно, поэтому нет холодных зон. Благодаря тому, что нагреватели интегрированы в стяжку или спрятано под напольным покрытием, пространство остается максимально свободным.

Электрические теплые полы можно смонтировать:

  • из греющих кабелей;
  • нагревательных матов;
  • инфракрасной пленки.

Кабели укладываются спиралью или змейкой поверх утеплителя. Сверху устраивается бетонная стяжка, защищающая проводник от повреждений и играющая роль теплового аккумулятора. После высыхания основы можно укладывать плитку — лучший отделочный материал для теплого пола. Она теплостойкая и хорошо проводит тепло. Но это не единственное напольное покрытие. Есть специальные виды ламината и линолеума, которые не боятся температуры.

Термоматы — готовые модули для устройства теплого пола. Их можно резать, сохраняя проводник целым. Укладываются они не в стяжку, а в плиточный клей. Достаточно слоя в несколько мм, что экономит материалы и не уменьшает высоту комнаты.

Пленочные полы можно монтировать только в сухих помещениях, поскольку ПЛЭН чувствителен к влаге. Есть еще одно ограничение — нельзя устанавливать на пол крупногабаритные предметы. Передача тепла осуществляется излучением, а расположенные вплотную мебель или оборудование будут подвергаться местному перегреву.

Пленочный пол не укладываются под плитку. Поскольку его поверхность гладкая, сцепление между материалами будет непрочным. Рекомендуется использовать ламинат, линолеум или ковролин, которые не требуют приклеивания к основанию и не препятствуют излучению.

Температура электрических полов задается термостатом. Возможно применение программируемых регуляторов, позволяющих сократить потребление электроэнергии в разы.

Каменные обогреватели

Пока еще новинка в России, но в скором времени могут очень сильно потеснить стандартные металлические радиаторы и конвекторы. Нагревательный элемент в каменных обогревателях окружен прочной оболочкой из кварцито-песчаника, известняка или мрамора, обладающими высокой теплоотдачей и теплоемкостью.

Излучаемое тепло по исследованиям ученых чрезвычайно благоприятно для здоровья. Длина волны излучения соответствует длине волны, исходящей от тела человека. Воздух ионизируется за счет отдачи кварцевой составляющей.

Мощности 500 Ватт хватает для обогрева помещения площадью 10-30 м². Плюсом является современный дизайн в эко-стиле. Учитывая, что потребление электроэнергии очень экономично, а гарантийный срок службы составляет 20 лет и более, можно сказать, что за каменными обогревателями будущее.

Способ 5 — индукционный котел

Индукционный котел — это трансформатор с двумя видами обмотки. Возникающие вихревые токи следуют за короткозамкнутый виток, являющийся корпусом котла. Вторичная обмотка при этом получает энергию, которая преобразуется в тепло, нагревающее теплоноситель.

Индукционные котлы быстро нагревают дом, могут работать при низком напряжении и не содержат деталей, выходящих из строя. КПД такого котла почти 100% и не зависит от срока эксплуатации. 

индукционный котел
На фото индукционный котел ЭПО Эван на 9.5 кВт, Россия

Самое экономичное электрическое отопление

На самом деле существует способ значительно сэкономить на электрическом отоплении дома. И потребление будет до 5 раз ниже, чем у простого варианта отопления. Способ этот в тоже время самый дорогой и подойдет далеко не всем. Лучший он или не лучший уже решать вам. Но про него определенно стоит рассказать.

Представьте себе, как много дает нам ресурсов земля и какое количество тепла мы можем взять себе в пользование из ее недр. Все, что имеет плюсовую температуру, то может отдать нам тепло.

А теперь представьте такое устройство, которое может преобразовать энергию земли в тепловую энергию. Звучит весьма футуристично, но такое устройство уже давно существует и называется тепловым насосом.

тепловой насос

тепловой насос

Тепловой насос может брать полезное тепло с воздуха, с грунта, с воды и преобразовывать его в тепловую энергию для отопления дома. Работает такое устройство от электричества и потребляя 1 Квт электроэнергии может выдавать 5-6 Квт тепловой энергии.

Заменяет тепловой насос по сути котел и выполняет его основную функцию. И главный его минус, как вы наверняка догадались, является его цена.

За счет стоимости насоса, окупаемость достаточно долгая и в определенных условиях насос может себя даже и не окупить, а просто выйти из строя раньше времени. Но уже в ближайшее время данный агрегат будет весьма востребован. Ведь электроэнергия дорожает, а тепловые насосы ставятся все дешевле с каждым годом.

Преимущества тепловых насосов:

  • Резкое снижение трат на электроэнергию. Это чуть ли не самый ключевой фактор выбора теплового насоса
  • Современное экологичное оборудование
  • Ноу хау, которому позавидует ваш сосед

Недостатки у насоса так же есть:

  • Высокая цена оборудования
  • Долгая окупаемость в виду того, что электроэнергия на просторах стран СНГ все еще не такая дорогая
  • Сложное оборудование, ремонт которого может влететь в копеечку

Если радиатор не греет.

Если из радиатора идёт вода, а радиатор всё равно не греет – в чём причина? При неаккуратном монтаже внутрь труб может попасть мусор и скапливаться в тонких местах, например, в вентилях. Придётся прочищать. Закрываем оба вентиля на холодном радиаторе. Отпускаем накидные гайки на вентилях. Сливаем осторожно воду из радиатора.

Если давление в системе рабочее, то можно резко открыть вентиль на подающей трубе, при этом струёй воды мусор должно вынести. Ставим радиатор на место, открываем оба вентиля, снова травим воздух через кран Маевского… ну, полагаю, всё уже достаточно понятно. После таких манипуляций должно появиться два положительных результата:

Электрокотлы: принцип работы и разновидности

Для постоянного отопления жилого дома чаще всего используется котел с жидкостным контуром. Классическая модель состоит из теплообменника с нагревающими элементами, группы безопасности, расширительного бака, насоса, автоматики, блока управления. Нагретый теплоноситель нагнетается в систему отопления и отдает энергию радиаторам, затем возвращается обратно.

Циркуляция происходит постоянно. При отключении отопления теплоноситель остается в трубах. Если оборудование используется для горячего водоснабжения, предусматривается бойлер косвенного нагрева.

КПД электрических котлов очень высокое — до 95-99%. Это означает, что практически вся энергия преобразуется в тепловую и потерь почти нет. Нагрев теплоносителя (воды или антифриза) осуществляется ТЭНами, электродами или индукционными катушками.

ТЭНовые котлы

Недорогие, но менее продуктивные, чем остальные. Теплоноситель греется ТЭНом, который для безопасности тщательно изолирован и помещен в герметичный корпус. Это повышает потери энергии, снижает мощность. К тому же на нагревательных элементах из-за некачественного теплоносителя откладываются нерастворимые соли, что приводит к выводу ТЭНа из строя. Чтобы его поменять, нужно отключать отопление и сливать воду или антифриз.

Электродные

Относятся к обогревателям ионного типа и не содержат в конструкции нагревательных элементов. Электрический ток, протекая от анода к катоду, разогревает теплоноситель благодаря высокому электрическому сопротивлению жидкости. Эффективность нагрева определяется свойствами теплоносителя.

Производители заявляют, что ионные котлы тратят на 50% энергии меньше, чем традиционные теплогенераторы с трубчатыми нагревателями. Их можно использовать как основное или резервное оборудование, подключать каскадным или последовательным способом.

Мощность при работе плавно увеличивается по мере роста температуры теплоносителя. Котлы комплектуются механической или электронной автоматикой. Дополнительно экономить электроэнергию помогают модули GSM и комнатные термостаты.

Индукционные

Разогрев теплоносителя может вызвать не только проходящий электрический ток, но и электромагнитное поле. Чтобы поднять температуру, применяется катушка с проводником, подключенная к сети переменного тока.

Благодаря отсутствию нагревательных элементов даже в неподготовленном теплоносителе не образуется накипь. КПД котла может достигать 99%, а срок службы — 30 лет. Катушка полностью изолирована, поэтому индукционные котлы абсолютно безопасны.

Как сделать отопление более дешевым

Даже самое современное и экономичное оборудование будет зря потреблять энергию, если дом не утеплен. Теплоизоляция требуется не только стенам, но и фундаменту, цоколю, крыше, проемам. Толщина утеплителя должна рассчитываться с учетом климатической зоны и всех слоев, слагающих ограждающие конструкции. Входные двери с терморазрывом, двухкамерные стеклопакеты, утепленные полы по грунту — все это позволит сэкономить львиную долю электроэнергии и не топить улицу за свой счет.

Если решать проблему в комплексе, можно добиться очень хороших результатов. Для этого нужно:

  • Иметь выделенную на дом мощность не менее 15 кВт. Если она недостаточна, сэкономить электроэнергию не удастся. Оборудование будет часто включаться и выключаться, что приведет к перерасходу тока.
  • Спроектировать и смонтировать экономичную низкотемпературную систему отопления. Необходимо рассчитать мощность радиаторов, установить термостатические головки, датчики температуры.
  • Использовать теплоаккумулятор. В ночное время он будет накапливать тепловую энергию, а днем компенсировать ее недостаток.

В домах, которые невозможно газифицировать, тариф на электроэнергию значительно ниже. Государство оказывает социальную поддержку, чтобы жители могли использовать дешевое отопление электричеством и удовлетворять свои бытовые нужды без большого ущерба семейному бюджету.

Практически во всех регионах работает программа тарификации. Это означает, что с 7 утра до 23 вечера действуют высокие расценки, а ночью они ниже в 2-4 раза. Чтобы пользоваться тарификацией, необходимо установить двухтарифный счетчик. Поскольку однотарифный не разграничивает потребление энергии по времени, а выдает только общий расход, то вы не сможете воспользоваться экономичным электричеством.

Система отопления загородного дома электричеством с применением теплоаккумулятора

Тепловой аккумулятор — буферная емкость, которая может значительно сократить траты на обогрев дома. Изготавливается она из нержавеющей или углеродистой стали, вокруг оборачивается теплоизоляцией для уменьшения теплопотерь.

Вода согревается с помощью ТЭНов до температуры 90-95° дешевым ночным электричеством. Днем срабатывает реле времени и отключает подачу энергии на ТЭНы. Обогрев помещений происходит за счет горячего теплоносителя из бака. Система отопления порционно отбирает воду из теплоаккумулятора в том количестве, которое требуется в конкретный момент.

В качестве резервного источника тепла можно использовать электрокотел. Если в баке-аккумуляторе температура теплоносителя становится недостаточной для восполнения теплопотерь, производится запуск котла от команды термостата встроенному сервоприводу. Тогда вода перенаправляется не через бак, а через котел.

При неполадках с ТЭНами резервный обогреватель возьмет всю нагрузку на себя. Это повышает надежность системы отопления.

Если в доме используется радиаторное отопление и система «теплый пол», в обвязку котла включаются 2 коллектора для каждого вида отопления. Тогда каждый смесительный узел можно отрегулировать и установить оптимальный режим. В радиаторной сети температура теплоносителя должна быть не менее 70°С, тогда как для теплых полов достаточно 40-50°С. Поэтому котел будет расходовать ту мощность, которая необходима для нагрева каждой ветки.

Нужные значения температуры можно задать с помощью сервоприводов. Дополнительно сэкономить тепло, не жертвуя комфортом, помогут термостатические головки, установленные на радиаторах.

Есть еще один способ снизить энергопотребление, но он не предполагает создания комфортных условий. Котел работает на повышенной мощности всю ночь, а днем либо отключается совсем, либо устанавливается на минимальный нагрев. Утром в доме будет жарко, а к вечеру уже значительно холоднее. Экономия будет достигнута, но ее цена не для всех приемлема.

Используемое оборудование

Организовать электроотопление частного дома можно с использованием различного оборудования. Каждый вариант имеет свои отличительные особенности, заслуживающие пристального внимания.

Электроконвекторы

Данный вариант способен заинтересовать тех, кто ищет экономичное решение. Конвертер с подходящими техническими характеристиками позволяет организовать эффективный прогрев внутреннего пространства с минимальными финансовыми вложениями. Его принцип работы основан на использовании естественной циркуляции воздуха. Воздушная масса, нагретая внутри устройства, поднимается к потолку. Благодаря этому воздух внутри помещения начинает более активно перемещаться, обеспечивая прогрев каждого микрообъема.

Электроконвектор

К преимуществам использования электроконвертеров стоит отнести:

  • Использование естественной циркуляции, благодаря которой удается избежать перемещения твердых частиц пыли, неизбежно присутствующих на поверхности. Благодаря этому удается избежать негативного влияния на здоровье людей;
  • Компактность. Электроконвертеры не занимают много места, вырабатывая достаточную мощность;
  • Быстрый нагрев нагревательных элементов;
  • Достаточно высокий КПД, достигающий 80 %;
  • Возможность изменения режима работы;
  • Регулирования степени нагрева воздуха в помещении в заданном диапазоне;
  • Мобильность. Электроконвертер всегда можно перенести на другое место или в помещение;
  • Возможность использования в качестве основной и дополнительной системы. В последнем случае оборудование используется совместно с устройствами другого типа и вида;
  • Ограничение по степени нагрева корпуса. В большинстве устройств он не нагревается выше 60 °С. Температура нагревательного элемента не превышает 100 °С.

Электроконвектор 2

К недостаткам данного способа отопления частного дома стоит отнести необходимость установки оборудования в каждой комнате. При одновременном включении всех приборов существенно повышается потребляемая мощность. Это не только увеличит расходы на электроэнергию, но и может стать причиной превышения нагрузки на электросеть, в результате чего она выйдет из строя.

Трубчатые электронагреватели

Отопление дома электричеством может быть реализовано с использованием трубчатых электронагревателей. Вырабатываемое ими тепло передается жидкому теплоносителю, циркулирующему по кругу, а затем в окружающее пространство. Их принцип работы напоминает работу электрочайника. Именно поэтому трубчатые электронагреватели иногда называют масляными радиаторами.

Трубчатые электронагреватели

К преимуществам их использования в частном доме для организации отопления электричеством относят:

  • Высокий КПД;
  • Безопасность в процессе эксплуатации;
  • Надежная конструкция;
  • Универсальность использования;
  • Стойкость к негативному внешнему воздействию;
  • Большой ассортимент. Всегда можно выбрать модель с подходящим дизайном в зависимости от места установки.

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость нагревательных элементов.

Теплый пол

Нередко используется как дополнительное электроотопление в квартире и в доме. Позволяют полностью избавиться от радиаторов. Обеспечивают равномерное распределение тепла всему пространству. Позволяют поддерживать степень прогрева воздуха в заданном диапазоне без котла.

Теплый пол

При правильно выполненных расчетах нередко используется как основной источник тепла. С его помощью можно организовать отопление от электричества в частном доме любой площади, находящейся в любом регионе.

Электрокотел

Чаще всего для обогрева загородной недвижимости выбирается водяное отопление. Для нагрева теплоносителя, циркулирующего по трубам, используется котел с различными характеристиками и принципом работы. Возможно установка устройства:

  • с ТЭНом. Обходятся дешевле устройств другого типа. Безопасны и надежны в использовании. Имеют доступную стоимость. Не создают проблем в процессе обслуживания. Однако такой выбор нельзя назвать самым экономным. Расходы на электроэнергию существенно выше, что следует обязательно учитывать при выборе электрокотлов данного типа;
  • индукционного типа. Для нагрева теплоносителя используется тепло, отдаваемое током, индуцируемым во вторичной обмотке. Подобный устройства позволяют быстро прогреть окружающее пространство. Они сохраняют работоспособность при низком значении напряжения. Имеют высокий КПД, достигает 100 %; Электрокотел
  • электродного типа. В качестве источника энергии выступают электроды, обеспечивающие прохождение тока через жидкий теплоноситель. Это предотвращает появление накипи на нагревательном элементе. Это существенно увеличивает срок службы оборудования и повышает его надежность в процессе эксплуатации. Такое оборудование нередко является наилучшим вариантом при выборе электрического отопления для дачи. Устройство имеет компактные размеры и позволяет рационально распорядиться свободной площадью.

Инфракрасные обогреватели

Нередко выбирается для дачного домика. Из всех видов используемого оборудования позволяет организовать обогрев помещения в ограниченные сроки. Устройства вырабатывают тепло, которое затем нагревает находящиеся внутри помещения предметы. От нагретых изделий тепло передается в окружающее пространство. В результате воздух постепенно прогревается до комфортной температуры.

Инфракрасные обогреватели

Может реализовываться по-разному. Особой популярностью пользуются инфракрасные панели, допускающие монтаж в любом пространственном положении. Подходят не только для жилых зданий, но и для производственных помещений.

Возможен монтаж инфракрасного теплого пола, который может быть выполнен в любое время, а не только во время строительства дома или выполнения ремонта. Такой вариант можно реализовать своими силами, даже не имея особого опыта выполнения строительных работ.

Инфракрасные обогреватели являются самым экономным способом организации отопления дома с помощью электричества. Может выступать в качестве основного источника тепла, но чаще всего используется для дополнительного обогрева.

Инфракрасные обогреватели 2

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.

Галерея изображенийФото из Электрический вариант отопления требует минимум вложений в организацию и монтаж. Для устройства электрического отопления необязательно сооружать котельную, не нужно место для складирования топливаЭлектрокотлы выпускают в одно- и двухконтурных вариантах. Если для обслуживания дома недостаточно двухконтурного котла, то для ГВС и отопления устанавливают отдельные одноконтурные агрегатыОдноконтурные электрические котлы обслуживают только линию отопления. Для нагрева воды в этом случае используется газовый или электрический проточный водонагревательЭлектрические котлы привлекают самой простой и оперативной установкой. Для их монтажа требуется только получить разрешение на подключение к электролинии с необходимой мощностьюЭлектрические котлы в загородном домеЭлектрооборудование для отопления и ГВСЭлектрокотел с газовым водонагревателемПростой 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.

Электрическая система отопления частного дома
Электрическая система отопления частного дома
На рисунке представлена конструкция электрического котла с ТЭНовым нагревателем

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.

Электрическое отопление в частном доме
Электрическое отопление в частном доме
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.

Электрические системы отопления частного дома
Электрические системы отопления частного дома
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 пожаробезопасны, 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.

Электрические системы отопления частного дома
Электрические системы отопления частного дома
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.

Электрическое отопление частного дома
Электрическое отопление частного дома
На рисунке схематически представлен индукционный котел и принцип его действия

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.

Электрическое отопление частного дома
Электрическое отопление частного дома
Индукционные котлы компактны, но при этом имеют значительный вес

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.

Электрическое отопление частного дома
Электрическое отопление частного дома
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.

Источники

  • https://vdomishke.ru/otoplenie-doma-elektrichestvom/
  • https://otlad.ru/otoplenie/kak-deshevo-no-effektivno-otopit-chastnyij-dom-elektrichestvom/
  • https://eurosantehnik.ru/elektricheskoe-otoplenie-chastnogo-doma.html
  • https://ProStroymaterialy.com/elektrootoplenie-chastnogo-doma-svoimi-rukami-8212-nyuansy-i-instrukcii/
  • https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/obogrev/elektricheskoe-otoplenie.html
  • https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/elektricheskoe-otoplenie-v-chastnom-dome.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строй портал электрика и не только