Электрическое отопление частного дома

Виды элетроотопитальных систем и их особенности

Любая электрическая система отопления частного дома может быть построена по двум принципам:

• Прямое. Нагрев каждого помещения осуществляется устройствами, которые питаются непосредственно от сети.
• Непрямое. При таком принципе используется теплоноситель, который нагревает радиаторы, установленные в помещениях.

Существует достаточно большое количество мнений, какое для частного дома электрическое отопление является оптимальным вариантом. Большинство приверженцев непрямого способа обогрева дома как основной довод приводят длительный процесс остывания в системе, что дает достаточные преимущество во время остановки котла. Другие же, сторонники прямого нагрева, говорят о меньших затратах во время приобретения и установке оборудования.

Рассмотрим разнообразные системы электроотопления по порядку увеличения стоимости вложений:

• тепловентиляторы и конвекторы;
• обогрев при помощи инфракрасного излучения;
• электронагреватели плинтусные;
• теплые полы кабельного и пленочного типа;
• стандартная водная система, оборудованная электрическим котлом и радиаторами.

Монтаж настенных электрических конвекторов осуществляется в тех районах, где по обыкновению устанавливаются радиаторы водяного отопления – у холодных стен и под окнами. Тепловентиляторы обычно имеют принудительное нагнетание воздуха и мобильную конструкцию. Их можно располагать в наиболее удобных местах. Данный вид электроотопления является наиболее дешевым, но вместе с тем и менее эффективным.

Отопительная система на основе оборудования инфракрасного излучения более эффективна. Эти приборы, крепящиеся к потолку, нагревают все поверхности, от которых впоследствии нагревается воздух. Достаточно эффективными показали себя плинтусные конвективные обогреватели, которые располагаются по периметру комнаты. Но на подобную конструкцию потребуются дополнительные расходы из-за того что ее нужно будет установить вместо плинтусов.

Большой популярностью пользуется такой проверенный метод электроотопления как теплый пол. Этот метод в своей основе использует нагревательную пленку, электрические кабельные маты либо греющий кабель, которые способны отопить достаточно большое помещение. Сама конструкция стоит достаточно недорого, но установка под стяжку либо покрытие может нанести серьезный удар по вашему бюджету. Такой метод обогрева, является самым экономичным, более того он дарит приятное тепло и создает ощущение комфорта.

Все вышеописанные способы имеют существенный минус, их работа возможно только при наличии электроэнергии. Если повысится стоимость электроэнергии, появится возможность провести в дом природный газ или по каким-либо причинам понадобится поменять энергоноситель, предыдущее оборудование может оказаться бесполезным.

Для предотвращения подобного недоразумения, рекомендуется для обогрева установить электрокотел и стандартную водную систему с радиаторами. Если появится желания сменить энергоноситель, деньги понадобится тратить лишь на новый источник тепла.

В небольшой квартире идеальным вариантом будут кабельные теплые полы, их степень комфорта выше всяких похвал. Более дешевые методы тоже имеют право на существование. Но при более сильных холодах их возможностей может не хватать и в помещениях будет более прохладно.

В большой квартире оптимальным вариантом будет установка радиаторного автономного электрического отопления либо теплые водяные полы.

Лучший вариант выбрать было бы намного сложней, если бы не цена энергоносителя. Но владельцы квартир сталкиваются также с проблемой ограниченного лимита потребления (около 3-5 кВт).

Об этом рекомендуется подумать заранее, как только планируется организация электроотопления квартиры. Нужно внимательно изучить договор о поставке электроэнергии, где указывается данный лимит, в этом договоре также может оговариваться и то, что обогрев жилья с помощью электричества запрещен.

Электроотопление организовать в частном доме несколько проще, нежели в квартире. Лимит потребляемой мощности гораздо выше, есть возможность проверить проводку и при необходимости привести ее в порядок, начиная с линии электропередач. Из списка выше, владельцу коттеджа, наиболее удачным вариантом будет водяная система отопления с электрическим котлом.

Это достаточно легко объяснить: нужно обеспечить использование различных энергоносителей, а не только электроэнергии. Исходя из этого, потребуется подобрать котел, смонтировать его и собрать одно- или двухтрубную систему.

Газовое отопление

Отопительные газовые котлы используют в качестве топлива магистральный газ, пропан в баллонах и пропан-бутановую сжиженную смесь из специальных емкостей – газгольдеров.

Экономически выгодно установить газовый котельный агрегат, если дом уже подключен к магистрали или ее труба проходит в относительной близости от участка. При газификации «с нуля» потребуются солидные финансовые средства:

• на получение разрешительной документации;
• на подготовку и согласование проекта;
• на оплату подведения газовой магистрали;
• на оплату подключения дома к газовой сети.

Если поселок, в котором построен (или запланировано строительство) частный дом, не газифицирован, также необходимо будет вложиться (совместно с другими домовладельцами) в создание и поддержку работоспособности газораспределительного пункта.

Пользование газовым котлом в доме, не подключенном к магистрали, заметно повышает ежемесячные расходы на отопление. Это связано с затратами, которые необходимы для организации доставки газового топлива.

Если для отопления используется пропан, баллоны потребуется доставлять регулярно, поскольку их объем составляет 40 литров, либо организовать хранение топлива в отдельно стоящем строении. Хранение баллонов с пропаном несет потенциальную опасность, поскольку всегда сохраняется риск утечки и взрыва от случайной искры.

Более безопасный вариант – установка под землей специальной емкости для хранения сжиженной смеси пропана и бутана. Можно установить отдельный газгольдер для собственного дома или объединиться с соседями для организации вместительного хранилища для совместного пользования – это позволит сэкономить на земляных и монтажных работах.

Заправка газгольдера топливом выполняется один-два раза в год (в зависимости от интенсивности использования топлива), что значительно удобнее в сравнении с вариантом с газовыми баллонами. Кроме того, подземное расположение емкости, оборудованной устройствами безопасности, исключает риск утечки и взрыва газа.

Если для обогрева частного дома, не подключенного к газовой магистрали, выбран газ, проводится детальный расчет, какой вариант газификации (центральный или автономный) выгоднее. Нельзя забывать и о разнице цен на магистральный и сжиженный газ, а также о разнице их теплотворной способности – сжиженный газ по этому показателю заметно опережает магистральный.

Чтобы узнать, сколько будет стоить теплоснабжение дома в отопительный сезон, необходимо учитывать параметры котла, потребность дома в тепле и уровень теплопотерь. Ошибки, допущенные на этапе теплового расчета дома, неправильный подбор и монтаж оборудования, недостаточное утепление строительных конструкций обернутся повышенными расходами на отопление.

Чем лучше обогревать

Что конкретно выбрать для отопления своего дома? Вариантов много и каждый имеет свои достоинства и недостатки. Можно оснастить помещения конвекторами, инфракрасными или масляными обогревателями. В новостройке хорошо сделать систему теплого пола на основе кабельной или пленочной системы или совместить несколько вариантов.

Здесь уже разбиралось несколько вариантов выбора отопительных систем. Например, в статье «Инфракрасный обогреватель или конвектор что лучше» разбирались преимущества и недостатки этих приборов. А статья «Противостояние: настоящий камин VS электрокамин VS инфракрасный обогреватель» поможет вам разобраться с особенностями электрокаминов и инфракрасных систем отопления.

Расчёт мощности тепловой пушки, нагревателя воздуха

Для определения необходимой мощности тепловой пушки или нагревателя воздуха нужно рассчитать минимальную нагревательную мощность для обогрева данного помещения по следующей формуле:

V х ΔT x k = ккал/ч , где:

• V — объем обогреваемого помещения (длина, ширина, высота), м3;
• ΔT — разница между температурой воздуха вне помещения и требуемой температурой воздуха внутри помещения, °C;
• k — коэффициент рассеивания (теплоизоляции здания): k = 3,0-4,0 — без теплоизоляции (упрощённая деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа); k = 2,0-2,9 — небольшая теплоизоляция (упрощённая конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощённая конструкция окон); k = 1,0-1,9 — средняя теплоизоляция (стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей); k = 0,6-0,9 — высокая теплоизоляция (улучшенная конструкция здания, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое число окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала).

Виды электрического отопления

Отопление при помощи электричества можно сделать несколькими способами. В первую очередь вам стоит определиться с типом системы, которую вы хотите реализовать. Будет это традиционное водяное отопление, воздушное или теплый пол. Все три системы могут применяться как единственный способ обогрева, так и комбинированный — любые две или даже все три. Чтобы определиться нужно представлять достоинства и недостатки каждой их них.

Электроотопление не обязательно должно быть однотипным

Водяное отопление с электрическим котлом

Начнем с достоинств. Самая стабильная система, которая за счет инерционности продолжает поддерживать температуру некоторое время после того, как котел перестал работать. Во время работы минимально сушит воздух, работает практически бесшумно. Высокая ремонтопригодность. Если не прятать трубы отопления в стены, они всегда доступны для ремонта и замены.

Водяное отопление с электрокотлом ничем не отличается

Недостатки таковы. Сложная система из труб и радиаторов требует больших затрат времени и денег на стадии монтажа. За счет инерционности невозможно быстро менять температуру — быстро нагреть помещение не получится. При останове системы в зимнее время она может разрушится — если вода замерзнет в трубах, их разорвет. Для серьезного ремонта необходим полный останов и слив теплоносителя.

Воздушное отопление на электрических обогревателях

Отопление этого типа быстро монтируется. Все что надо — купить обогреватели, повесить и включить в сеть. Воздух начинает нагреваться сразу после включения. При заморозке системы, она остается работоспособной — замерзать нечему. Элементы отопления между собой не связаны. Выход из строя одного никак не сказывается на работоспособности других. Его можно спокойно ремонтировать.

Повесить обогреватели — вот и все что нужно

Недостатки воздушного отопления такие. Первый — при отключении обогревателей температура быстро снижается. Чтобы обеспечить постоянную работу необходима система резервного электропитания. Второй — из-за непосредственного контакта с нагревательными элементами воздух пересыхает, необходимы меры/приборы для увлажнения воздуха. Третий — многие воздушные обогреватели имеют встроенные вентиляторы, что повышает эффективность, но они издают шум.

Теплый пол на электрических элементах

Электрический теплый пол — самая молодая система отопления. Из всех описанных выше она дает наиболее комфортные условия — самая высокая температура получается на уровне ног, а в районе головы — она средняя. Также эта система инертна — пока нагреется/остынет массив пола проходит значительный промежуток времени. По этой причине после выключения температура держится еще некоторое время. Сложность монтажа зависит от типа электрического теплого пола. Есть системы, которые требуют стяжки (электрические греющие кабели и маты), есть те, которые монтируются на ровное жесткое основание без мокрых работ (пленочный теплый пол) и могут использоваться для подогрева ламината, линолеума и т.д.

Теплый пол есть разных видов. Это комфортный способ отопления частного дома электричеством

Электрическое отопление частного дома при помощи теплого пола имеет и недостатки. Первый — средняя или низкая ремонтопригодность. Прямого доступа к системе отопления нет. Приходится разбирать/разбивать пол. Второй — затраты времени и сил на устройство электрического подогрева теплого пола низкими не назовешь. Системы, требующие стяжки монтируются около месяца (пока «зреет» стяжка пользоваться нельзя), теплый пол для «сухого» монтажа можно собрать за день, но стоимость обогревательных элементов довольно высокая.

Какой вид отопления электричеством лучший

Как видите, сказать какой вид электроотопления в доме лучший, не получится. Идеального нет. Исходить надо из условий эксплуатации:

• Для домов с постоянным проживанием чаще используется водяное отопление. Но следить за системой необходимо ежедневно.

• Для дач временного посещения более удачный вариант — воздушное отопление. Его можно включать в нескольких комнатах и заморозка таким обогревателям нестрашна.

• Теплый пол используется, в основном, как дополнительный источник тепла. Для повышения комфортности в отопительный сезон, для улучшения микроклимата в межсезонье. Может он быть и основной системой отопления, но используется в этом качестве редко (во всяком случае, пока).

Сказанное выше основано на выборе большинства. Это не значит, что нельзя в доме с постоянным проживанием делать воздушное электрическое отопление частного дома. Можно, и делают. Просто надо четко представлять достоинства и недостатки.

№3. Отопление загородного дома электрическим котлом

Главная часть электрического котла – теплообменник, бак с нагревательными элементами. Они подогревают теплоноситель (вода, антифриз, масло), который циркулирует по системе, состоящей из труб и радиаторов отопления – все, как в случае с газовым или жидкотопливным котлом. Кроме того, в систему часто входят расширительный бак, циркуляционный насос и предохранительный клапан.  Индукционные и электродные котлы работают несколько иначе.

Преимущества данного способа отопления очевидны: отсутствие дыма и необходимости обустраивать дымоход, бесшумность работы, безопасность, высокий КПД (до 99%), простота эксплуатации и регулирования температуры. По причине высокой стоимости электроэнергии такие котлы монтируются, в основном, тогда, когда загородный дом используется не для постоянного проживания. Кроме того, не стоит забывать и про необходимость наличия хорошей электропроводки.

В системе отопления могут использовать электрические котлы таких видов:

• ТЭНовые котлы – самые простые и популярные устройства. Принцип их работы можно сравнить с обычным электрическим чайником. Нагревательные элементы, которых в котле обычно 3-4, греют теплоноситель (воду) в проточном режиме. В зависимости от необходимой температуры ТЭНы включаются вместе, по одному или группами. Нагретая вода циркулирует по системе, а для лучшего ее давления и циркуляции обычно используют циркуляционные насосы. Мощность таких котлов – от 3 до 50 кВт, есть модели, работающие от одно- и трехфазной сети. Преимущества ТЭНовых котлов: компактность, небольшая цена, простота монтажа. Существенный недостаток – образование накипи на нагревательных элементах, что приводит к увеличению потребления энергии и постепенному выходу из строя;
• электродные котлы работают без нагревательных элементов. Основная их часть – электроды. При прохождении тока с одного электрода на другой через жидкость последняя нагревается под воздействием собственного сопротивления. В качестве жидкости используют антифризы. Мощность электродных котлов 5-25 кВт. Такие устройства лишены основного недостатка ТЭНовых котлов – образования накипи, они компактны, безопасны в случае утечки воды и недорогие. Но они требуют обязательного проведения водоподготовки, вода должна циркулировать строго с определенной скоростью, а электроды постепенно изнашиваются, поэтому требуют периодической замены;
• индукционные котлы также не имеют нагревательных элементов, а подогрев электроносителя (вода, масло, антифриз) осуществляется за счет электромагнитной индукции. Это наиболее экономичные в эксплуатации котлы, в них почти не образуется накипь, долговечность на высоте, но затраты на покупку будут немалыми, да и габариты таких котлов приличные.

Кроме того, все котлы делятся на однофазные (потребляют 220 В напряжения) и трехфазные (380 В): первые подойдут для маленьких по площади домов и дач, которые посещаются время от времени, вторые – для больших дач. Также котлы делят на настенные и напольные, на одноконтурные и двухконтурные (эти позволяют организовать еще и горячее водоснабжение дачи).

Что же касается производителя котла, то для обеспечения надежности и долговечности вовсе необязательно отдавать предпочтение импортной технике – отечественная продукция лучше приспособлена к нашим условиям эксплуатации.  Кстати, умельцы используют в системе отопления вместе электрического котла обычный бойлер. Это обойдется даже дешевле, но и проблем будет несколько больше.

Воздушное с электрическими обогревателями

В качестве рабочего элемента здесь тоже используются ТЭНы. Но здесь их устанавливают не в воде, а в керамическом изоляторе, помещенном в стальной или алюминиевый корпус.

Обогрев происходит от теплого корпуса и воздушных масс, находящихся внутри. Подогретый воздух поднимается к потолку, перемещая холодный вниз. Начинается процесс циркуляции и нагрева воздушных потоков. По особенностям конструкции электрические конвекторы бывают:

• напольными;
• настенными – представлены плоскими прямоугольниками разных размеров;
• встроенными или внешними;
• с вмонтированным внутри термостатом, чтобы поддерживался необходимый температурный режим.

Мощность

Мощность котла – важнейшая его характеристика, а значит, нужно правильно ее подобрать. Иногда ее привязывают к метражу и рассчитывают, ориентируясь на значение 1 кВт на 10 м2. Такая формула годится только для весьма приблизительной прикидки.

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Оформление гостиной обоями: дизайн интерьера

На самом деле ориентироваться надо на теплопотери. Если к примеру, они составляют 8 кВт, то нужен котел такой же мощности. В расчетах учитываются:

• площадь и высота помещения;
• степень утепления стен, пола, потолка;
• число внешних стен и их расположение по сторонам света;
• количество, габариты и тип окон;
• схема подключения батарей;
• регион проживания и другие параметры.

Электроэнергия и отопление

Электрический отопительный прибор

Электроэнергия является одним из лучших достижений технического прогресса. Ее передача по электрическим сетям происходит на любые расстояния и с минимальными потерями, а использование ее по месту потребления экологически безвредно.

Современные электроотопительные системы и приборы просты, экономичны, безопасны в эксплуатации, а также характеризуются компактностью и совместимостью с автоматическими системами управления микроклиматом в помещениях.

Необходимым и достаточным условием обустройства и применения отопления с использованием электрической энергии является наличие источника этого вида энергии и надежные, выдерживающие нагрузку соответствующих приборов, сети электропитания.

Монтирование новых и реконструкция уже существующих электрических сетей в индивидуальных домах требует гораздо меньших затрат, чем проведение новых или ремонт и реконструкция имеющихся в эксплуатации систем водяного отопления, подключенных к котельным, где сжигают твердое или жидкое топливо. Сравнение водяного и электрического отопления показывает, что себестоимость установки «с нуля» водяного, как минимум, втрое дороже. Эксплуатационные расходы, затраты на топливо, не высокий КПД традиционного жидкостного отопления делают электрическое отопление дома еще более предпочтительным.

Планирование и проектирование

Перед выбором системы отопления, построенной на принципах использования электрического тока, следует выяснить суммарную необходимую мощность потребления для будущей системы. Эта мощность определяется из следующих факторов:

• Площадь дома.
• Сезонность отопления дома.

Исходя из требуемой для отопления мощности необходимо убедиться, что трансформаторная подстанция, от которой производится электропитание дома, обладает достаточной мощностью. Если мощность подстанции меньше необходимой, то придется произвести необходимые мероприятия по смене станции подключения или увеличению мощности имеющейся подстанции. В случае невозможности реализации этих мероприятий, для получения  требуемой мощности, во избежание аварийных ситуаций, от отопления электричеством придется отказаться вовсе, либо использовать его как вспомогательное или основное отопление при основном или дополнительном, соответственно, отоплении другого вида.

Плоский обогреватель

Выбор приборов отопления различен в зависимости от того, используется дом для проживания круглый год или как дача на период с весны по осень. Но самым  важным для дома является теплоизоляция, т.к. любая совершенная, мощная система не согреет, если теплоизоляция в плачевном состоянии. Кроме того, значительные тепловые потери приведут к большим расходам на электроэнергию.

С точки зрения безопасности для потребителей отопление электричеством является лучшим среди других видов

Но планируя его следует принимать во внимание состояние и мощность электропроводки дома, а в случае большой отапливаемой площади и, как  следствие, большой совокупной потребляемой мощности приборов отопления может потребоваться трехфазная электросеть

Достоинства

В общем случае отопление дома электричеством имеет ряд достоинств, среди которых:

• Высокое КПД.
• Удобство, простота эксплуатации системы.
• Эффективное управление, регулирование отдачи тепла.
• Сравнительно не большие габариты приборов отопления, которые неприхотливы или не нуждаются в уходе.
• Электрический обогрев высоко гигиеничен и экологически чист в эксплуатации.
• Бесшумность отопительной системы.
• Комбинированное теплообеспечение, с применением электрических приборов обогрева, универсально и позволяет сократить расходы.

Методы определения мощности

Величину этих потерь можно рассчитать с помощью различных методов, самые простые из которых:

1. Позволяет определить величину потерь тепла дома, зная только площадь.
2. Позволяет установить тепловую мощность экономичного электрокотла с высоким КПД, используя объем.

Все электрические котлы отличаются тем, что способны превратить 100% электрической энергии в почти 100% тепловой. Не имеет значения, нагревает он воду ТЭНами, электродами или катушками индуктивности. Благодаря этой особенности после определения потерь тепла дома, не нужно корректировать эту цифру, учитывая КПД котла отопления.

Для сравнения можно взять твердотопливный котел, имеющий КПД 90%. Если 1 кг дров выделяет 3 кВт/ч, это означает, что в теплосеть попадет только 3х0,9 = 2,7 кВт/ч. В случае с электрическими устройствами 3 кВт/ч электроэнергии будут преобразованы в 3 кВт/ч тепловой энергии.

Расчет тепловой мощности обогрева помещения

Для правильного выбора нагревателя, предлагаем вам ознакомиться с правилами расчета тепловой мощности, необходимой для вашего конкретного случая применения:

V x ∆T x K = ккал/ч

V — Объем обогреваемого помещения (длина х ширина х высота), м 3

∆Т — Разница между ˚t воздуха вне помещения и необходимой ˚t внутри помещения, ˚С

К — Коэффициент тепловых потерь (зависит от типа конструкции и изоляции помещения):

Без теплоизоляции ( К=3,0-4,0 ) — Деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа.

Простая теплоизоляция ( К=2,0-2,9 ) — Здание с одинарной кирпичной кладкой, упрощенная конструкция окон и крыши.

Средняя теплоизоляция ( К=1,0-1,9 ) — Стандартная конструкция. Двойная кирпичная кладка, крыша со стандартной кровлей, небольшое кол-во окон.

Высокая теплоизоляция ( К=0,6-0,9 ) — Кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое кол-во окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала.

Пример:

Объем помещения: 5 х 16 х 2,5 = 200

∆Т: Температура наружного воздуха -20 °С. Требуемая температура внутри помещения +25 °С. Разница между тем­пературами внутри и снаружи +45 °С.

К: Рассмотрим вариант со средней теплоизоляцией (1-1,9). Выберите то значение, которое на ваш взгляд, наиболее соответствует вашему помещению. Чем хуже теплоизоляция, тем больший коэффициент нужно выбирать. Например 1,7.

Расчет: 200 х 45 х 1,7 = 15 300 ккалч

1 кВт = 860 ккалч, соответственно 15 300860 = 17,8 кВт.

Газовые и дизельные калориферы прямого нагрева, можно использовать только в хорошо проветриваемых помещениях, или на открытых пространствах. Дизельные калориферы непрямого нагрева, можно использовать в закрытых помещениях, при условии отвода сгораемых газов за пределы помещения.

Таблица Мощности для помещений:

Расчет мощности можно сделать с помощью данной схемы (ВЫ можете скачать и распечать схему ниже)