Электроотопление: виды и принципы действия

Электроотопление: виды и выбор, какой более экономичный вариант? Для обогрева различных зданий и помещений необходимы разнообразные системы отопления, которые могут использовать разные источники энергии, такие как камины, электроприборы или газовые системы.

Электрическое отопление дома или квартиры применяется не так часто, как газовые системы или другие варианты. Это в первую очередь связано со стоимостью электричества, как энергоресурса. Электрический отопитель чаще всего дороже в эксплуатации, чем газовый, но его установка во многих случаях дешевле. Поговорим о том, какие бывают системы электроотопления для дома, чем они отличаются от других видов обогрева, каковы их плюсы и минусы.

Электрическое отопление в ряду обогревательных систем

Электро-отопители наибольшей популярностью стали пользоваться в последние годы. Это связано с тенденцией к выравниванию цен на энергоносители. Если раньше электричество стоило намного дороже, чем тот же газ, то сейчас его цена приближается к этому ископаемому энергоресурсу.

Раньше обогрев электроприборами использовался в основном в тех в регионах, где не было централизованного газоснабжения. В каком случае электрические системы отопления были единственным максимально удобным и доступным вариантом обогрева своего жилья. Но эта система требовала больших затрат на свою эксплуатацию. Даже в сравнении с оборудование на твердом топливе, электросистемы в большинстве случаев дороже. Но они удобнее и не требуют затрат времени на организацию функционирования отопления дровами или углем.

Для понимания места систем электрического отопления в общей массе оборудования для обогрева рассмотрим вообще какие виды используется. В общем, по виду теплоносителя обогревательные системы бывают:

• газовые;
• электрические;
• на твердом и жидком топливе;
• гелиосистемы (на энергии солнца)
• тепловые насосы.

В современных условиях самыми экономичными являются газовые, так как природный газ — доступный и достаточно недорогой источник тепла. Электричество практически во всех случаях дороже, а затраты на твердое и жидкое топливо зависит от их доступности и региона. По поводу тепловых насосов: сейчас оборудование для него достаточно дорогое, но оно одно из самых экономичных среди рассматриваемых. Хотя эти системы выделены в отдельную группу, для своей работы они используют электрику, так что их можно спокойно отнести к автономному электроотоплению.

Типы систем электрического отопления

Для того чтобы оптимально и качественно использовать электричество, как энергоресурс для отопления, разработано и применяется большое количество оборудования разных типов. Электроотопление в квартире и доме проводится с использованием систем 2 больших подгрупп:

• системы прямой переработки электричества в тепловую энергию;
• тепловые насосы, которые электричество используют для того, чтобы перекачивать тепло с улицы или грунта.

К оборудованию первой подгруппы относят такие электро-отопители для дома:

• электрические конвекторы и масляные радиаторы;
• электрические котлы;
• инфракрасные обогреватели;
• электрический теплый пол.

Рассмотрим каждый из видов оборудования подробнее.

Электрические конвекторы и масляные радиаторы

Электрические конвекторы относятся к одним из самых простых и доступных систем, которые обеспечивают электрический обогрев дома. Они представляют из себя агрегаты в которых с помощью нагревательного электрического элемента воздух в помещении нагревается до нужной температуры.

Конвектор работает принцип конвекции который относится к одному из видов теплообмена, наравне с излучением и теплопередачей. Конвекция обозначает то, что тепло перемещается с массами воздуха.

Современные конвекторы состоят из нескольких элементов:

• Металлический корпус с отверстиями для забора воздуха в нижней части и выброса горячего воздуха в верхней.
• Электрический нагревательный элемент (ТЭН).
• Системы контроля и регуляции.

Конвекторы могут монтироваться как на пол, с использованием ножек и колесиков, так и на стену. Оптимальное место для их размещения — под окном, для того чтобы поток горячего воздуха перекрывал потери тепла через остекление.

Масляные радиаторы в основном используется как дополнительные источники тепла. Они изготовляются на ножках или на колесиках и состоят из корпуса, заполненного маслом. В отличие от конвектора, при включении в электросеть в масляный нагреватель тепло излучать начинает через некоторое время. Сначала нагревается объём масла, но благодаря большой теплоемкости масла после отключения оно еще некоторое время отдает тепло.

Масляные радиаторы часть тепла передают конвекцией, а часть излучением. В эксплуатации они хуже чем в конвекторы и менее неудобны. Для основной системы отопления их практически не применяют.

Электрокотлы

Электрические котлы — один из удобных и современных видов электрического обогрева дома. Они рассчитаны для монтажа в сеть трубопроводов. Электрический котел выполняет ту же функцию, что газовый и твердотопливный. Монтируется в ту же сеть с радиаторами или водяным теплым полом. Мощность электрического котла существенно больше, чем конвектора, так как он нагревает теплоноситель для всего здания.

Монтаж электрического котла требует выделения большей мощности и устройства более мощной проводки. По цене электрокотел обычно дешевле, чем газовый, но общая система вместе с монтажом и наладкой выходит практически одинаковой по цене. Часто электрический котел используется в паре с газовым, как аварийный источник тепла.

Отопление от электрического котла часто используется для замены газовых или других систем. В таком случае сеть трубопроводов остается та же, заменяется лишь котел.

Инфракрасные панели и обогреватели

Отопление дома электричеством с помощью инфракрасных обогревателей не так популярно, но все же используется довольно часто. Как видно из названия, такие обогреватели большую часть тепла передают в виде излучения. Это может быть инфракрасные лучи разного спектра. По своей конструкции они могут быть выполняться в разных вариантах. Это могут быть панели для монтажа на стену, по форме похожие на конвектор, или инфракрасные излучатели с специальными лампами.

По удобству инфракрасные системы уступают конвекторам в том смысле, что они больше нагревают предметы. Инфракрасные лучи практически не нагревают воздух в помещении. Большая часть тепла передается находящимся в помещении предметам и людям. Это удобно для экономии, но для людей не всегда комфортно. Особенно это касается инфракрасных излучателей с лампой.

Электрический теплый пол

Электрический теплый пол — один из самых современных и комфортных видов отопления. По своей функциональности он ничем не отличается от водяного теплого пола. Отопление электричеством в частном доме с использованием системы теплого пола становится все популярнее с каждым годом. Почему так происходит и чем теплый пол выгоднее и удобнее других электрических отопителей?

Для того чтобы понять удобство и функциональность теплого пола, можно рассмотреть диаграмму температур при работе системы электрического обогрева дома. Например, при использовании конвектора и других точечных нагревателей, температура воздуха повышается к потолку. Это связано с тем, что нагретый воздух легче холодного и поднимается в верхнюю точку помещения.

Чем это неудобно? В первую очередь это приводит к перерасходу энергоресурсов на обогрев. Для того чтобы в зоне жизнедеятельности человека (в районе метра-полтора от пола) создать комфортную температуру, используется столько электроэнергии, что в верхней точке помещения воздух будет перегрет.

При отоплении квартиры или дома электричеством с использованием теплого пола график температур полностью противоположным. Самая высокая температура будет у поверхности пола. Она допускается в районе 27 градусов. Далее температура будет понижаться и в районе 1,5 м от пола она будет составлять 22-23 градуса. Под потолком около 18. Достигается комфортная температура при использовании меньшего количества электроэнергии. Такое отопление электричеством позволяет экономить энергоресурсы.

Виды электрических теплых полов

Электрическая система отопления с использованием теплого пола бывает разных типов. Первую очередь разделение идет по нагревательному элементу. Электрический теплый пол бывает таких видов:

• Кабельный. В качестве нагревательного элемента используется отрезки кабеля с определенным сопротивлением.
• В виде мата — это разновидность кабельной системы, которая состоит отрезков соединенных со специальной подложкой, выполняющую функцию несущего элемента.
• Инфракрасная пленка — один из самых новых подвидов теплого пола. В качестве нагревательного элемента используется углеродная пленка.
• Углеродные стержни.

Каждый вид теплого пола выгодно отличается от электроотопления для частного дома или квартиры других типов.

Теловые насосы

Отдельно стоит поговорить о тепловых насосах. Хотя эта система не является исключительно электрической, для ее функционирования необходим этот энергоресурс. Все рассмотренные выше системы электрического отопления для жилых домов и квартир преобразовывают электричество напрямую в тепло, поэтому их эффективность приблизительно равна. Большинство электроотопителей практически 100% электроэнергии преобразует в тепло. Разница между разными видами несущественна. Но тепловые насосы кардинально отличаются в лучшую сторону от других систем электрического обогрева. Это связано с тем, что они не преобразует электроэнергию, а с ее использованием доставляют в обогреваемое помещение тепло из атмосферы или грунта.

Они работают по принципу кондиционера, то есть в основном состоят из компрессора, который работает на фреоне. С его использованием тепло из наружного воздуха или грунта перекачивается в теплоноситель, который затем доставляет его в обслуживаемые помещения.

Эффективность теплового насоса в несколько раз выше обычных электрических нагревателей. В зависимости от температуры на каждый киловатт электроэнергии может создаваться до 5 и более киловатт тепла.

Расчет электрического отопления

Отдельно стоит поговорить и о расчете. В общем, расчет систем электрического обогрева практически ничем не отличается от подбора мощности газового или любых других систем. В первую очередь необходимо посчитать теплопотери дома или квартиры. А систему подобрать таким образом, чтобы она их полностью компенсировала потери тепла. Но такой расчет достаточно трудоемкий и требует здания многих факторов: расположения дома, наружных температур, теплотехнических характеристик стен, окон и других конструкций. Несмотря на все свою сложность этот метод дает наибольшую точность при подборе систем электрического отопления.

Но существуют и упрощенные методы. Например, самый простой из них состоит в том, что на каждые 10 м2 площади помещения подбирается электроприбор мощностью 1 кВт. то есть на комната 25 м квадратных необходим конвектор 2,5 кВт. Такой метод достаточно ненадежный, но он помогает быстро и без проблем подобрать нужную мощность в большинстве случаев.

Как работает приточная вентиляция в доме?

Приточная вентиляция — это система вентиляции, предназначенная для постоянного подачи свежего воздуха внутрь помещения. Ее целью является поддержание оптимального уровня воздушной среды в доме, обеспечение здоровья жильцов и предотвращение скопления загрязненного воздуха.

Принцип работы приточной вентиляции следующий:

1. Подача свежего воздуха: В системе приточной вентиляции установлены специальные вентиляционные устройства (приточные вентиляторы или вентиляционные установки), которые всасывают свежий наружный воздух снаружи здания.

2. Фильтрация воздуха: Перед поступлением воздуха в помещение через приточную систему, воздух проходит через фильтры, которые задерживают пыль, мелкие частицы, аллергены и другие загрязнения. Это помогает поддерживать качество воздуха внутри помещения.

3. Распределение воздуха: Приточная система равномерно распределяет свежий воздух по всему дому через вентиляционные каналы. Воздух поступает в жилые комнаты, коридоры и другие помещения, создавая комфортные условия для проживания.

4. Давление и отток воздуха: Приточная вентиляция также способствует созданию положительного давления в помещении по отношению к наружной среде. Это помогает предотвратить проникновение загрязненного воздуха и запахов извне в дом.

5. Утилизация вытяжного воздуха: Чтобы обеспечить баланс между притоком и оттоком воздуха, часто используется система «теплового обмена». Вытяжной воздух, который покидает помещение, передает свою теплоту входящему свежему воздуху, что позволяет снизить потребление энергии на обогрев и охлаждение.

Приточная вентиляция особенно важна в современных, хорошо утепленных домах, где воздухозамена через неплотные окна и двери может быть ограниченной. Она помогает поддерживать оптимальную влажность и качество воздуха внутри помещения, что положительно влияет на здоровье и комфорт жильцов.