Отопление загородного дома электричеством – это общедоступное, но очень затратное решение проблемы обогрева жилища. Впрочем, относительно дешевые способы обогрева, все же, существуют. Поэтому в данной статье мы рассмотрим как типичные, так и альтернативные технологии отопления электричеством.
Электрическое отопление в частном доме: типовые варианты
Стандартные электрические нагреватели работают с типовыми теплоносителями – водой или маслом.
Ну а сам принцип такой работы реализуется следующим образом:
- Электрическая энергия разогревает тугоплавкий нагревательный элемент.
- Разогретый элемент повышает температуру теплоносителя.
- Подогретый теплоноситель циркулирует по системе за счет естественной или принудительной конвекции. И отдает свою энергию отапливаемому пространству.
Причем естественную конвекцию обеспечивает разница плотности горячей и холодной среды, а принудительный кругооборот теплоносителя возможен лишь в случае использования особых насосов или вентиляторов.
На основе этой конструкционной схемы работают следующие отопительные приборы:
- Масляные радиаторы, нагревательный элемент которых передает энергию теплоносителю (маслу), циркулирующему по внутреннему пространству корпуса естественным образом. Далее нагретое масло транслирует тепло на корпус, который разогревает воздух в помещении. Полноценное отопление дачного дома электричеством на базе такого нагревателя, разумеется, не выстроишь, но небольшую комнату в квартире обогреть можно
- Электрические котлы, нагревательный элемент которых передает энергию к множеству радиаторов, соединенных с отопительным прибором особым трубопроводом. Теплоноситель (обычно это вода, реже – масло) циркулирует по трубам, транслируя энергию от нагревательного элемента на корпус радиатора, который отапливает окружающее пространство. Причем циркуляцию в системе обеспечивает особый насос.
Словом, все вышеупомянутые нагревательные приборы работают по косвенной схеме отопления, когда энергия транслируется не в пространство, а в теплоноситель, отдающий тепло в отапливаемое пространство.
Экономное отопление электричеством: альтернативные варианты
Все альтернативные решения предполагают непосредственный нагрев отапливаемого пространства, за счет трансляции энергии непосредственно в отапливаемую среду.
То есть, предполагается следующая схема работы:
- Электрическая энергия разогревает нагревательный элемент.
- Нагреватель передает энергию воздуху или окружающим предметам.
Причем циркуляция необходима лишь в случае разогрева воздуха. И как в вышеописанном случае она бывает естественной (тепловая конвекция) и принудительной (с помощью вентилятора).
Альтернативные схемы электрического отопления реализуют следующие отопительные приборы:
- Электрических конвекторы, нагревательный элемент которых разогревает сам воздух. То есть, в роли теплоносителя выступает сама отапливаемая среда, в результате чего повышается КПД всей системы отопления.
- Инфракрасные обогреватели, трансформирующие электрическую энергию тепловое излучение, с помощью которого греют не воздух, а окружающие предметы, стены и даже тело человека.
То есть, в данном случае происходит прямая передача энергии, что исключает потери энергии на этапе разогрева теплоносителя.
Оптимальные системы отопления частного дома электричеством
Все вышеописанные варианты конструкций отопительных приборов эксплуатируют либо прямую, либо косвенную схему нагрева.
Причем сравнивая «прямые» и «косвенные» виды электрического отопления можно сделать следующие выводы:
- По экономичности решения, безусловно, выигрывает альтернативная схема прямого нагрева. Она характеризуется минимальными тепловыми потерями, ведь энергия от нагревательного элемента транслируется в отапливаемое пространство без посредника-теплоносителя.
- По доступности решения, разумеется, выигрывает традиционная схема косвенно нагрева. Масляный радиатор можно купить и поставить в комнате уже сегодня. А электрический котел интегрируют в типовую систему водяного отопления, монтируя прямо над газовым или твердотопливным оборудованием.
- По эффективности решения сомнительны практически все варианты «нагревателей». Масляный радиатор – греет только небольшие помещения. Электрический котел – имеет очень низкий КПД. Инфракрасные обогреватели – стоят дорого и монтируются под напольное покрытие или за настенные панели. В итоге, самое эффективное отопление электричеством частного дома можно реализовать только на базе конвектора. Он дешев, его легко смонтировать и у него относительно высокое КПД (по этому показателю конвектор проигрывает только инфракрасному обогревателю).
Поэтому далее по тексту мы рассмотрим, как обустроить автономное отопление частного дома электричеством с помощью тепловых конвекторов, разогревающих сам воздух. Эта информация пригодится всем домовладельцам, подыскивающим достойную замену газовому или твердотопливному котлу.
Электрическое отопление дома конвектором: расчет и обустройство
Типовой конвектор состоит из следующих деталей и узлов:
- Алюминиевого или стального корпуса, в верхней части которого обустроены вытяжные прорези (для выхода нагретого воздуха), а в нижней части – приточный патрубок (для подсоса холодного воздуха).
- Нагревательного элемента – вольфрамовой спирали, вмонтированной в керамическую трубу. Нагреватель установлен во внутренней части корпуса. Он разогревается до 600 градусов Цельсия, повышая температуру воздуха в корпусе конвектора.
- Циркуляционного блока – вентилятора, монтируемого в приточном патрубке (в нижней части корпуса). Этот узел усиливает естественную (тепловую) конвекцию, ускоряя процесс прогрева помещения. Причем вентилятор можно использовать лишь на первичном этапе, переходя, по мере нагрева помещения, на естественную конвекцию.
- Блока управления – этот элемент отслеживает температуру в отапливаемой зоне и управляет работой нагревательного элемента. Причем управление может быть как механическим (на основе таймера, включающего и выключающего нагревательные элементы), так и электронным (на основе датчика температуры, сигналы которого считывает микросхема).
Подобная конструкционная схема предполагает следующий порядок монтажа конвектора:
- Под окном (или в любом другом месте) на опорную поверхность (стену) монтируют кронштейн, фиксируя его саморезами или дюбелями. Причем конверторное электрическое отопление в деревянном доме предполагает особые меры защиты несущей поверхности – между стеной и кронштейном, в данном случае, монтируют теплоизоляционную прокладку, защищающую древесину от контакта с разогретыми деталями.
- Далее к точке крепления подводят отдельный трехжильный кабель, сечением жилы от 2,5 мм2. Причем кабель подключают к отдельному устройству защитного отключения (УЗО), к свободным контактам которого подключают сам конвертер.
- Датчики температуры размещают на некотором удалении и от самого конвертера, и от окна.
Количество и мощность конвекторов определяется по следующей схеме:
- Вначале вычисляем объем отапливаемого помещения. Для этого нужно умножить площадь на высоту потолка. То есть, при площади 32 м2 и высоте потолка 2,5 м объем отапливаемого помещения составит 80 м3.
- Далее переводим объем в ватты – единицу мощности. Для этого нужно умножить кубатуру помещения на 30-50 ватт – коэффициент мощности, значение которого зависит от степени утепления дома. И если оперировать средними показателями, то для обогрева 80 м3 нужно израсходовать 3,2 кВт электроэнергии.
- Зная энергоемкость процесса обогрева можно вычислить и мощность, и количество конвекторов. Например, для обогрева 80 м3 пространства, необходимы 2-3 конвектора мощностью 1,5 кВт/час. Или 3-4 нагревателя мощностью 1 кВт.
Причем указанные выше расчеты можно выполнить и для общей площади всего дома (или квартиры) и для каждой комнаты по отдельности.
