Какое автономное электрическое отопление лучше сделать – различия, преимущества и недостатки

Автономное отопление жилищ имеет все преимущества перед централизованным, так как позволяет самостоятельно регулировать уровень нагрева, не завися от официально принятых дат включения и отключения. В тех случаях, когда магистральный газопровод рядом отсутствует, хорошей альтернативой является автономное электрическое отопление.

Разновидности

Индивидуальное электрическое отопление в квартире бывает:

1. Прямым. Электроэнергия сразу нагревает воздух.
2. Водяным. Электроэнергия сначала нагревает теплоноситель, доставляемый по трубам в батареи отопления.

Прямой обогрев

В системах с прямым электрическим отоплением отсутствует теплоноситель. Здесь происходит преобразование электрической энергии в тепловую, что и способствует нагреванию помещения.

Электрического отопления прямого типа делится на следующие типы:

• Конвекторное. Использует принцип естественного воздухообмена, приводящего к опусканию холодного воздуха вниз. Нагретые воздушные массы двигаются вверх. Для работы этих приборов характерна бесшумность и постоянство нагревания охлажденного воздуха, благодаря чему поддерживается комфортная температура. Конвекторы не нуждаются в постоянном присутствии человека, отличаясь безопасностью функционирования. Обеспечение автоматического режима работы достигается за счет терморегуляторов, которые поддерживают заданную температуру. Конвекторы дают возможность организовать единую автономную систему, управляемую централизовано.

• Инфракрасное. Спецификой системы есть то, что нагревается не воздух, а предметы и люди, находящиеся в отапливаемом помещении. Эффективность работы инфракрасных радиаторов не страдает от сквозняков и открытых окон. Их использованием не приводит к иссушению воздуха и сжиганию содержащегося в нем кислорода. Автономное электрическое отопление квартиры в многоквартирном доме этого типа лучше всего реализуется за счет теплых полов и потолочных радиаторов. Таким образом можно добиться организации экономичного зонального обогрева, когда каждый из участков жилища будет иметь наиболее комфортную температуру.

• Масляные электрические радиаторы. Нагревают воздух посредством металлического корпуса. Каждое такое устройство комплектуется внутренним ТЭНом, разогревающим минеральное масло. Наибольшей эффективностью славятся комбинированные модели, где кроме масляного обогревателя имеется также тепловентилятор. Внутри квартир подобные приборы используются в основном в качестве дополнительного обогрева или в то время, когда центральное отопление еще не включили. Создавать автономную систему с помощью масляных радиаторов дорого и неудобно.

Электрическое отопление водяного типа

В основе работы водяного автономного электроотопления лежит тот же принцип, что и в системах с газовыми, дизельными и твердотопливными котлами. Отличие касаются только использования для нагревания теплоносителя электрической энергии. Преимущество над прямым отоплением заключается в наличии тепловой инерции, позволяющей системе после прекращения подачи электричества еще какое-то время обогревать окружающее пространство, поддерживая в доме комфортную температуру.

Может показаться, что устройство электрического отопления квартиры – слишком дорогое удовольствие. Однако за разрешение на установку газового котла также приходится выложить немалые деньги. Электричество читается наиболее безопасным тепловым агентом, т.к. его использование исключает вероятность отравления, взрыва и других несчастных случаев. Чтобы установить электрический котел, не нужны специальные разрешения и создание дорогостоящих проектов.

Водяное автономное отопление в частном доме электричеством может состоять из одного или двух контуров. Во втором случае наряду с обогревом жилища получают горячую воду для бытовых нужд. Более экономным вариантом является организация двух одноконтурных систем: особенно это касается теплого времени года, когда затрачивается только 25% мощности котла.

Монтаж водяного отопления

Прежде чем монтировать электрическое отопление в многоквартирном доме, необходимо разработать схему обвязки подключения. Под обвязкой в этом случае понимается коммутация котла с другими узлами. Составляя схему, производят замеры площади и высоты помещений. После этого окончательно определяются с типом системы (одноконтурным или двухконтурным), рассчитывают мощность оборудования и место его нахождения.

Схема индивидуального электрического отопления состоит из следующих элементов:

• Электрического котла.
• Расширительной емкости.
• Труб и отопительных батарей.
• Циркуляционной помпы.
• Запорной арматуры.
• Термодатчиков.
• Фильтров.

Преимущество электрических котлов над газовыми заключается также в возможности монтажа в любом месте квартиры. Если используется самотечная система, то нагревающий прибор рекомендуется устанавливать в самой низкой точке контура. Агрегат должен находится подальше от водопровода: таким образом исключается короткое замыкание при протечках водопровода.

Питание нагревателя организовывают посредством автономной электролинии. Расчет мощности котла предусматривает учет площади помещения, уровня теплоизоляции жилища, числа батарей, а также климатической зоны, в которой расположен дом. Квартиры площадью до 60 м 2 можно оснащать приборами мощностью 6-7 кВт. Местом установки радиаторов отопления традиционно выступают участки под подоконниками, при условии полного перекрывания ими ширины оконного проема. Можно применить две батареи, если одна не в состоянии перекрыть указанное расстояние.

Выбор автономного котла

Перед тем, как сделать электроотопление в квартире, необходимо выбрать подходящий котел. Для современных агрегатов характерен высокий уровень производительности, простота установки и удобная эксплуатация. Они в состоянии обеспечить обогрев больших площадей, включающих в себя несколько отдельных комнат. Классифицируются эти приборы по способу нагрева теплоносителя.

Тэновые

В тэновых котлах используется такой же принцип работы, как и в обычном кипятильнике для воды. В качестве нагревателя здесь выступает ТЭН – трубчатый электронагреватель. Тэновый электрокотел в состоянии нагревать любые виды теплоносителя, в том числе незамерзающие жидкости. Он является отличным вариантом в тех случаях, когда обустраивается основное электрическое отопление. Стоимость приборов этого типа отличается доступностью. Сами же котлы обладают компактными размерами и внешней привлекательностью.

Для регулировки мощности нагрева предусмотрена возможность включения и отключения отдельных нагревательных элементов. Если один ТЭН сломается, устройство не прекратит свою работу благодаря оставшимся элементам. Основным недостатком котла с ТЭНом считается нужда в постоянных чистках нагревателей от накипи, которая появляется во время работы. Из-за накипи происходит снижение КПД оборудования, что провоцирует повышение потребления электричества.

Индукционные

Для нагревания воды индукционными приборами используется метод электромагнитной индукции. Он основан на повышении температуры специальных материалов, которые изготовляются из магнитных химических соединений. Внешний вид индукционного водонагревателя напоминает трансформатор, защищенный со всех сторон металлическим корпусом. Главным элементом прибора является индукционная катушка: ее устанавливают в отдельном герметическом отсеке.

Сильными сторонами индукционного котла является очень быстрое нагревание его сердечника, что способствует значительной продолжительности его службы. Работа прибора практически не сопровождается образованием накипи, а внутрь системы отопления можно заливать любой теплоноситель, включая антифриз. К недостаткам относят дороговизну этого оборудования, значительные габариты и возможность эксплуатации исключительно в закрытых отопительных системах.

Электродные

Работа электродных электрических котлов отопления построена на нагревании воды, когда через нее двигается электрический ток между двумя электродами. Электродные нагреватели удобны своей компактностью, небольшой стоимостью, отсутствием накипи в процессе работы, безопасностью и возможностью простой регулировки мощности.

Для электродных агрегатов характерен высокий КПД – 95-98%, что способствует максимально экономичному потреблению электроэнергии. Имеются и существенные недостатки. К примеру, в качестве теплоносителя в системах с электродными котлами запрещается применять незамерзающие жидкости и обычную воду. Чтобы обеспечить работоспособность системы, в нее нужно заливать специальную воду, в которой растворена соль в определенном количестве. Чтобы работа происходила без сбоев, а теплоноситель не закипел, вода должна циркулировать по системе с определенной скоростью.

Чтобы подключить электрический котел, диплом с высшим образованием не потребуется, но определенные знания не помешают. Если строго выполнить все предписания и соблюдать технику безопасности, готовая схема отопления обеспечит эффективный обогрев жилища.

Электрическое отопление частного дома

Централизованные сети теплоснабжения в большинстве своем предназначены для отопления многоэтажных построек и практически всегда обходят стороной частный сектор. Поэтому владельцы частных домов и дач вынуждены сооружать автономные комплексы обогрева, реализующие свою работу на основе различных энергоносителей.

Наиболее популярным видом топлива является природный газ – он считается самым экономным вариантом, несмотря на довольно крупные первичные затраты на согласование и монтаж оборудования. Вторым по рентабельности считается твердое топливо, наиболее же затратными по величине расходов считаются электрическое отопление и обогрев с помощью жидкотопливных котлов. Тем не менее, электрическая конфигурация отопления частного дома пользуется довольно большой популярностью в силу целого ряда достоинств. В материале этой публикации мы расскажем о всех возможных способах электрического обогрева, их эффективности, оценим достоинства и недостатки оборудования, приведем укрупненный расчет платежей за отопление электричеством.

Виды электрического отопления

Основным критерием разделения на виды электрического отопления является тип нагревательного оборудования, по этому признаку можно выделить следующие конфигурации автономного обогрева частного дома:

1. Водяные системы на основе электрических котлов;
2. Отопление отдельными нагревательными приборами;
3. Электрические теплые полы.

Водяное отопление с электрическим котлом

Системы водяного отопления частных домов сооружаются по закрытой схеме и реализуют свою работу на принципе принудительной циркуляции теплоносителя. Сооружение комплекса с естественной циркуляцией нецелесообразно – из-за низкой скорости теплоносителя в системе потребление топлива не отличается рациональностью – это станет причиной увеличения платежей за электроэнергию.

Базовыми элементами систем электрического автономного водяного отопления являются котлы следующих типов:

ТЭНовые модели являются наиболее распространенной версией оборудования – это обусловлено простотой конструкции и надежностью в работе. Нагревательным элементом котла служит трубчатый электрический нагреватель – конструкция его состоит из проводника, изолированного в диэлектрике с высокой теплопроводностью – оба элемента помещены в наружный металлический или керамический кожух. ТЭН (или группа ТЭНов) размещаются в баке с патрубками, через который циркулирует теплоноситель. Регулирование мощности оборудования происходит по ступеням или плавно.

ТЭНовые устройства имеют довольно высокий КПД, но уступают по этому показателю своим собратьям (электродным и индукционным агрегатам). Снижение КПД обусловлено необходимостью преодоления термического сопротивления диэлектрика и оболочки ТЭНа.

Электродные котлы реализуют свою работу за счет использования свойств токопроводимости воды – в качестве теплоносителя могут работать только с ней, причем вода должна иметь определенные параметры по химсоставу и проводимости. При пропускании тока от электрода к корпусу вода за счет сопротивления вода нагревается и при циркуляции передает тепло отопительным приборам.

Электродные электрические котлы обладают высоким КПД (до 98%), расход электроэнергии в среднем на 15 – 20% ниже, чем у ТЭНовых аналогов. Но вместе с этим оборудование электродного типа обладает и недостатками:

1. Котлы работают только с водой определенных параметров;
2. Мощность агрегата нестабильна и в значительной мере зависит от проводимости воды;
3. Практически отсутствует качественное регулирование производительности;
4. Быстрый износ рабочих элементов – электрода и корпуса;
5. Необходимость сооружения качественного заземляющего контура.

Индукционные электрические котлы реализуют свою работу на принципе использования свойств электромагнитной индукции. Базовыми элементами конструкции изделия являются первичная и вторичная обмотки. Вторичной обмоткой (замкнутой) является трубчатый элемент – по нему циркулирует теплоноситель, по наружной первичной обмотке пропускается ток и возникает электромагнитное поле, под действием которого нагревается трубчатый элемент и передает тепло воде (теплоносителю).

Индукционное оборудование имеет самый высокий КПД среди электрокотлов – значение его близко к 99%. Экономия электроэнергии по сравнению с электродными и ТЭНовыми агрегатами может достигать 30 – 40%. Весомыми достоинствами оборудования также являются следующие критерии:

1. Универсальность по типу теплоносителя;
2. Возможность точного регулирования мощности;
3. Отсутствие отложений за счет микровибрации;
4. Безопасность, высокая скорость нагрева.

Вместе с этим оборудование имеет очень высокую стоимость, обладает значительной массой – это несколько осложняет его монтаж.

Основными преимуществами организации автономного водяного котла на базе электрического котла являются:

1. Нет необходимости строительства системы дымоудаления;
2. Не требуется отдельное помещение для размещения котлов;
3. При эксплуатации оборудования не образуются отходы;
4. Доступная стоимость котлов;
5. Не требуется наличия хранилища для топлива;
6. Имеется возможность снижения платежей за электроэнергию за счет интеграции в схему теплоаккумулятора (при двухставочном или трехставочном тарифе).

Главный недостаток любой конфигурации электрического отопления – высокая стоимость энергоносителя. Кроме того, зачастую не имеется возможности предоставления лимита свободной мощности (электроснабжающей организацией) и требуется сооружение качественной проводки определенных параметров.

Электрическое отопление отдельными нагревательными приборами

Электрическое отопление отдельными нагревательными приборами также пользуется большой популярностью наравне с водяной конфигурацией комплекса. Одним из главных достоинств отопления приборами является отсутствие коммуникаций, трубопроводов и иных элементов системы, простота монтажа, обслуживания и эксплуатации оборудования.

Для отопления применяются следующие типы электрических приборов:

1. Рефлекторы;
2. Тепловентиляторы и тепловые пушки;
3. Масляные радиаторы;
4. Конвекторы.

Рефлекторы и тепловентиляторы обладают довольно простым устройством, ограничены по мощности и применяются обычно для дополнительного обогрева помещений. Рефлекторы имеют в своей основе нагревательную спираль, заключенную в керамическую или стеклянную трубку, тепловентиляторы снабжены нагревательным элементом и вентилятором.

Изделия обоих типов не отличаются экономичностью, несколько осушают воздух при работе. Тепловентиляторы обладают высокой скоростью нагрева воздуха в помещении, но работают с определенным уровнем шума, увеличивают циркуляцию пыли в пространстве.

Наибольшей популярностью среди электрических отопительных устройств пользуются конвекторы и масляные радиаторы. Они обладают очень высоким КПД, производятся в стационарном и мобильном (передвижном) исполнении.

Масляные радиаторы обладают относительно типовым устройством, чаще всего оборудуются механическими термостатами – это снижает точность управления и понижает возможности экономии электроэнергии. Оборудование имеет довольно горячую поверхность – при неосторожном обращении можно получить термический ожог.

Электрические конвекторы в основе своей конструкции имеют ТЭН, оснащенный пластинчатым оребрением, увеличивающим площадь теплоотдачи. Оборудование выпускается в настенном, напольном и встраиваемом (внутрипольном) исполнении. Изделия обычно оборудованы точными электронными термостатами – это позволяет значительно снизить энергопотребление. Дополнительными возможностями энергосбережения обладают конвекторы с многофункциональными системами управления – с их помощью программируются режимы работы с низким потреблением электроэнергии. Для повышения тепловой мощности некоторые модели электрических конвекторов оборудуются встроенными вентиляторами с регулируемой скоростью вращения электродвигателя.

Еще один тип электрических отопительных приборов, приобретающий все большую популярность – инфракрасные электрические обогреватели. Изделия отличаются высочайшим КПД, так как не имеется крупных потерь – принцип работы оборудования реализован на прямом преобразовании электрической энергии в лучевую инфракрасного диапазона.

Инфракрасное излучение служит для нагрева поверхности всех предметов и строительных конструкций – те, в свою очередь, передают тепло воздуху отапливаемого помещения. Более подробно об инфракрасных электрических обогревателях вы можете прочитать в отдельной статье нашего сайта.

Отопление электрическими теплыми полами

Электрические полы – особая разновидность отопительного оборудования. Принцип их работы заключается в нагреве строительной конструкции пола, внутрь которого помещен нагревательный элемент – кабель или пленочный массив. Любая система напольного отопления на электрической основе управляется с помощью термостата, соединенного с температурным датчиком, измеряющим температуру пола.

Электрополы уступают по уровню КПД другим электрическим устройствам отопления – во время их работы часть мощности теряется на преодоление термического сопротивления конструкции пола. Кроме того, электрические системы напольного отопления имеют ограничения по температуре – ведь поверхность пола должна иметь комфортное значение температуры – поэтому чаще всего электрические полы используются в качестве дополнительного источника тепла и реализуют создание локальных зон повышенного комфорта.

По своей конструкции системы электрических полов делятся на следующие группы:

1. Кабельные – одножильные и двухжильные;
2. Термические маты – выполнены на основе кабелей малого сечения, закрепленных на специальной рулонной основе;
3. Пленочные инфракрасные комплексы;
4. Стержневые углеродные (карбоновые) системы.

Более подробно об устройстве, монтаже и эксплуатации электрических теплых полов вы можете прочитать в специальной статье нашего портала.

Платежи за электрическое отопление

Для любой проектируемой системы электрического отопления можно укрупненно оценить средние ежемесячные платежи за электроэнергию. Расчет этот носит общий характер и может корректироваться в зависимости от величины тарифа для региона, вида тарифа, категории плательщика, размера отапливаемой площади и удельного количества тепла на отопление.

Общая формула расчета будет иметь следующий вид:

А = S х Т/M х В х С х Р,

где А – размер ежемесячной платы, руб.;

S – величина отапливаемой площади, м 2 ;

Т – средняя удельная мощность, затрачиваемая на обогрев 1 м 2 помещения – обычно находится в диапазоне от 80 до 120 Вт, сильно зависит от качества тепловой изоляции отапливаемых помещений, для расчета принимаем среднее значение 100 Вт (0.1 кВт);

М – КПД электрического нагревательного устройства, имеет значение в среднем от 90 до 99 % — примем минимальное значение 0,9;

С – количество часов в сутках, 24 часа;

Р – период отопления 30 дней (месяц);

В – тариф на электроэнергию, зависит от региона и категории плательщика, типа тарифа – одноставочного, двухставочного или трехставочного, принимаем для расчета среднее значение в 3,55 руб. за кВт;

Для удобства произведем расчет ежемесячного платежа для частного дома площадью 90 м 2 с котлом мощностью 9 кВт – это значение является максимальным для однофазных котлов, подключение более мощного котлоагрегата (трехфазного) требует прокладки новой линии питания соответствующих параметров.

Таким образом, результат имеет следующее значение:

А = 90 х 0,1/0,9 х 3,55 х 24 х 30 = 25560 руб.

Средние затраты в отопительном сезоне в этом случае будут равны примерно 167 тыс. рублей. В случае использования отдельных приборов расчет производится с индивидуальным учетом эффективности каждого устройства (КПД).

Величина платежей однозначно имеет одно из крупнейших значений среди всех энергоносителей. Поэтому для максимальной экономии следует уделить особое внимание ряду мероприятий, позволяющих снизить расход электроэнергии, основными из них считаются следующие:

1. Сооружение высокоэффективной тепловой изоляции отапливаемых помещений;
2. Применение оборудования с точной и оперативной регулировкой мощности, функциями задания режимов работы;
3. Подключение двухставочного или трехставочного тарифа – это мероприятие особенно актуально для водяных систем с электрическим котлом и теплоаккумулятором – в ночное время на сниженном тарифе происходит накопление теплоты, днем она расходуется – за счет этого снижается общее потребление электричества.