Электрическое отопление в частном вашем доме: анализ лучших вариантов отопительных систем на электричестве

Когда речь заходит о выборе отопительного оборудования, это решение становится критически важным, так как оно напрямую влияет на уровень комфорта и финансовую стабильность собственника. Особенно стоит рассмотреть электрические системы отопления для частных домов, обдумав их преимущества и недостатки и сопоставив с другими доступными решениями.

Современные электрические отопительные системы представлены в широком ассортименте. Малоизвестно, что не каждая из них потребляет значительное количество энергии. Давайте углубимся в анализ каждой из них.

Почему стоит остановить выбор на электрическом отоплении?

Существует стереотип, что отопление электрическими системами является экономически невыгодным, из-за чего многие упускают их достоинства.

На самом деле электрические отопительные системы являются одними из самых экологически чистых, поскольку не выпускают вредных выбросов в окружающую среду.

Не совсем правильно исходить из мнения, что у электрических решений только недостатки, ведь они имеют множество заметных преимуществ, выделяющихся на фоне других систем отопления:

• Безопасность. Эти устройства не используют открытое пламя и взрывоопасные вещества, как некоторые другие теплоисточники. Хорошо выполненная электропроводка обеспечивает надежную защиту от возможных возгораний.
• Легкость в эксплуатации и обслуживании. Автоматические системы минимизируют необходимость вмешательства человека, то есть требуют минимального внимания. Здесь нет элементов, которые нужно регулярно заменять или чистить.
• Абсолютная экологическая безопасность. В процессе работы система не выделяет токсичных веществ, что позволяет устанавливать ее в любых помещениях.
• Нет необходимости в складировании топлива. Значит, не требуется специальное помещение для хранения топлива, что упрощает организацию.
• Компактность. Большинство установок имеют небольшие размеры, а широкий выбор дизайна устройств позволяет подобрать подходящую модель для любого интерьера.
• Доступная стоимость. В сравнении с другими отопительными системами, цена на электрические устройства значительно ниже.

Среди главных недостатков электрических систем, помимо достаточно высокой стоимости электроэнергии, стоит упомянуть полную зависимость от электричества.

Это говорит о том, что в случае отключения электроэнергии все приборы перестанут функционировать, что особенно проблематично для районов с частыми отключениями. Дополнительно, для надёжной работы потребуется мощная электрическая сеть, что может быть недоступно в некоторых местах.

Чтобы организовать водяное отопление с электрическим котлом, используют лишь закрытую систему, оборудованную расширительным баком с мембраной, который служит для регулирования давления в отопительном контуре.

Водяное отопление с использованием электрического котла

Эта система представляет собой стандартное решение с жидким теплоносителем, который циркулирует по контуров отопления. Главное отличие заключается в том, что нагрев теплоносителя производится исключительно с помощью электрического котла.

Из-за этого такая система имеет свои специфические черты. Прежде всего, она должна быть закрытого типа и обязательно оснащаться мембранным расширительным баком.

В противном случае это может привести к неравномерному прогреву помещений, потере скорости и мощности теплоотдачи, что приведет к неразумному расходу электроэнергии и, как следствие, лишним расходам. Поэтому рекомендуется избегать установки систем с естественной циркуляцией.

Электрический вариант системы отопления требует минимальных затрат на установку и организацию. Для его реализации не нужно создавать котельную и не требуется место для хранения топлива.

Электрокотлы бывают одно- и двухконтурными. Если двухконтурного котла не хватает для обогрева дома, в таком случае устанавливают отдельные одноконтурные модели для горячего водоснабжения и отопления.

Одноконтурные электрические котлы служат только для линии отопления. Для нагрева воды в этом случае можно использовать газовый или электрический проточный водонагреватель.

Электрические котлы привлекательны благодаря простоте использования и быстроте установки. Для их монтажа требуется всего лишь разрешение на подключение к электросети с необходимой мощностью.

Котлы с ТЭНами

Каждый из таких котлов оснащен ТЭНами, которые представляют собой нагревательные элементы, работающие по принципу резистивного нагрева проводника, через который протекает электрический ток.

Так как они функционируют в жидкости, устанавливается дополнительная защита в виде водонепроницаемого корпуса и надежной изоляции. В связи с этим мощность ТЭНов немного снижается.

Как правило, КПД этих нагревателей не превышает 80%. Чтобы отопительные котлы обогревали теплоноситель до необходимой температуры, нужно либо увеличить число ТЭНов, либо использовать нагреватели с большей мощностью.

Потерь энергии, как правило, нельзя избежать, что негативно сказывается на эффективности работы подобных устройств. Обычно производители устанавливают 3-4 ТЭНа в один котел, а режимы работы варьируются: могут включаться все нагревательные элементы одновременно, либо работать только один или группа из них.

Мощность электрических натяжных котлов колеблется от 3 до 50 кВт. Самые мощные модели предназначены для подключения к трехфазной электросети, в то время как менее мощные могут работать с однофазными системами.

Расположение ТЭНов в устройстве может отличаться, что влияет на его внешний вид. Они могут быть выполнены в форме цилиндров с «скрытыми» внутри нагревателями и отдельным корпусом для управляющего блока или же иметь привычную прямоугольную форму с выведенными на корпус элементами управления.

Стоимость таких котлов сравнительно невысока, что обуславливает их экономическую неэффективность.

Во время работы поверхность ТЭНа подвержена отложению накипи и солей, поэтому необходима регулярная замена этих элементов.

У ТЭНовых устройств есть и другие недостатки. Прежде всего, это короткий срок службы нагревательных элементов. В процессе эксплуатации они покрываются отложениями и могут выйти из строя.

Поэтому замена ТЭНов становится обязательной для таких приборов. Вдобавок к этому, при запуске оборудования с недостаточным объемом теплоносителя или без него нагреватели могут быть повреждены.

Котлы с электродным принципом работы

Принцип работы этих котлов кардинально отличается от ТЭНовых моделей. Для получения тепла здесь используются электрические колебания в переменной сети, которые приводят к колебаниям ионов в электролите, что обеспечивает его стремительный нагрев.

Котел состоит из корпуса, в который встроены два электрода, погруженные в теплоноситель, которым является токопроводящая жидкость или электролит, чаще всего антифриз определенного типа.

Компактность и низкий вес являются отличительными чертами электродных устройств, при этом их нагревательные способности высоки. Такие котлы можно устанавливать в группе, позволяя использовать один или несколько из них по мере необходимости. Ещё одно их преимущество — высокая устойчивость к изменению напряжения в сети.

Допускается разброс в диапазоне 15-20%, что является достаточно большим значением. Однако стабильность частоты переменного тока для этих устройств имеет первостепенное значение. Электродные котлы полностью безопасны в плане пожарной безопасности, так как не могут перегреться, а при отсутствии теплоносителя просто не включатся.

Прибор нагревается за короткий срок. С точки зрения экономичности он на 20% эффективнее ТЭНовых аналогов, так как его КПД достигает около 98%. Также можно увеличить производительность устройства.

Это достигается путем обвязывания котла металлическими трубами. За счет этого зона ионизации теплоносителя значительно увеличивается, что способствует росту производительности. Стоимость электродных котлов также достаточно низка, поэтому, когда они только появились на рынке, считались идеальными отопительными приборами.

Однако в процессе эксплуатации были выявлены и их недостатки. Прежде всего, это нестабильная мощность устройства.

Она зависит от химического состава токопроводящей жидкости и ее температуры, поскольку даже небольшие отклонения влияют на электропроводимость раствора и, как следствие, на изменение интенсивности нагрева. Кроме того, электродные системы сложно поддаются автоматическим настройкам и регулировкам.

Для таких котлов критически важно поддерживать чистоту теплоносителя. Несоблюдение пропорций раствора или его загрязнение могут свести на нет все преимущества системы. Поэтому рекомендуется проводить коррекцию химического состава электролита не реже одного раза в год.

С аналогичной периодичностью необходимо будет проводить очистку теплообменника и всей системы отопления от образующихся солевых осадков, которые будут накопляться достаточно быстро. Обязательным условием для подключения электрической отопительной системы электродного типа является наличие заземляющей линии.

Несмотря на экономическую эффективность таких отопительных устройств по сравнению с ТЭНовыми, они не слишком популярны. Наличие множества недостатков делает их использование для отопления частного дома не вполне удобным.

Индукционные отопительные котлы

Это самые современные представители электрических систем отопления. Основным принципом работы этих аппаратов является электромагнитная индукция. Процесс выглядит следующим образом: электрический ток проходит через первичную обмотку, расположенную внутри устройства.

В результате этого возникает напряжение во вторичной обмотке, расположенной ближе к внешнему корпусу. Эта обмотка представляет собой сложную систему труб, по которой циркулирует теплоноситель.

На схематичном изображении показан индукционный котел и принцип его работы.

Когда вторичный контур замыкается, происходит резистивный нагрев проводника и, соответственно, теплоносителя. При этом не происходит потерь энергии, поэтому КПД такой системы приближается к 100%.

Нагрев жидкости осуществляется крайне быстро и равномерно. Индукционные котлы демонстрируют высокую экономичность, которая усиливается благодаря самоиндукции и дополнительной реактивной мощности, создаваемой токами во вторичном замкнутом контуре.

Эта дополнительная мощность может быть довольно значительной. Имеет место другой тип индукционного котла — вихревой индукционный нагреватель (ВИН).

На первичную обмотку поступает напряжение, которое предварительно преобразуется в высокочастотное. Это значительно усиливает электромагнитное поле.

Как это влияет на силу тока, создаваемого данным полем? Особенность котла ВИН заключается в отсутствии вторичной обмотки; вместо неё используются металлические поверхности агрегата.

Эти поверхности изготавливаются из материалов, обладающих выраженными ферромагнитными свойствами. Появление вихревых токов приводит к перемагничиванию и вызывает быстрое и мощное нагревание ферромагнитных сплавов.

Индукционные котлы имеют небольшой размер, но при этом довольно тяжелые.

Эти элементы корпуса активно участвуют в процессе теплообмена, что позволяет достигать очень высокого КПД, почти равного 100%. Оба варианта индукционных котлов отличаются большой массой и небольшими габаритами, их можно устанавливать как по отдельности, так и группами, что создает преимущества для организации отопления зданий.

Можно изготовить индукционный котел своими руками для обогрева дачи или маленького частного дома. В руководстве по сборке индукционного котла, представленном в нашей рекомендованной статье, можно найти оптимальные решения и советы по созданию устройства.

К достоинствам индукционных котлов относятся быстрое и практически мгновенное нагревание. Устройства легко настраиваются, что позволяет устанавливать автоматизированные системы управления для точных параметров. По сравнению с аналогами других типов, они демонстрируют наилучшие показатели электрической и пожарной безопасности.

Высокий КПД индукционных приборов не снижается даже после длительного времени эксплуатации. Это связано с тем, что внутри устройства не оседают соли или накипь, так как они выводятся с помощью высокочастотных микровибраций, которые возникают в процессе работы. Соответственно, нет особых требований к химическому составу теплоносителя, так как котлы к этому невосприимчивы.

Использование индукционных котлов позволяет сократить расходы на электроэнергию на 40% по сравнению с электрическими котлами других типов.

Еще одной важной характеристикой является их длительный срок службы, который может составлять десятилетия. Это объясняется отсутствием уязвимых компонентов в конструкции, так как контакт электрических частей котла с теплоносителем полностью исключён.

Проблемы могут возникнуть лишь с сварными соединениями, которые обычно служат долго. Главное преимущество такого оборудования — его экономичность.

На практике показывают, что индукционные котлы позволяют экономить до 40% электроэнергии по сравнению с ТЭНовыми и электродными аналогами. Однако отмечается небольшой уровень вибрационного шума, создаваемого котлами во время работы.

Также стоит учесть, что их вес требует внимательного подхода при установке, особенно если устройство крепится к стене. Еще одним недостатком является достаточно высокая цена индукционных приборов.

Оборудование для инфракрасного обогрева

Для отопления загородного дома электричеством можно использовать современные инфракрасные обогревательные системы, которые основываются на принципе волновой передачи энергии на определенные расстояния.

Принцип работы таков: излучатель преобразует электрическую энергию в инфракрасные волны и передает их. Они движутся до тех пор, пока не столкнутся с любой непрозрачной поверхностью.

Температурное распределение при инфракрасном обогреве более комфортно для человека, чем при использовании традиционных методов отопления.

На таком объекте волны превращаются в тепловую энергию, нагревая предметы, находящиеся на их пути. Разогретый так предмет, будь то крупные предметы мебели, пол или стена, начинает излучать тепло в атмосферу, таким образом поднимая температуру воздуха в помещении.

Таким образом, происходит максимально равномерный разогрев пространства, и температура распределяется наиболее комфортным для человека способом. При этом практически отсутствуют потери энергии, что обуславливает высокий КПД инфракрасных обогревателей.

Эти устройства доступны в различных вариантах. Особенно популярны специальные инфракрасные пленки с карбоновыми излучателями, запаянными внутрь. Они используются для создания теплых полов, могут размещаться на стенах и потолке. Пленка может быть закрыта любым отделочным материалом, что особым образом не влияет на её свойства.

Толщина инфракрасной пленки мала, и она практически незаметна под любым покрытием. Система обладает влагостойкостью и устойчива к динамическим нагрузкам, может быть демонтирована и повторно использована.

На рынке также доступны инфракрасные обогреватели в форме плит различного размера, которые можно монтировать на стены или потолки. Однако, как правило, их использование предполагает дополнительное отопление, а не основное.

Инфракрасные пленочные системы — отличный выбор для организации электрического отопления загородного дома.

Для установки инфракрасной системы обогрева потребуется набор простых инструментов для электромонтажных работ, скотч и непосредственно инфракрасная пленка.

Полимерная основа инфракрасной пленки режется обычными ножницами. Процесс резки следует производить по прямой линии и исключительно по прозрачной полосе.

На поверхность инфракрасного теплого пола можно укладывать любое покрытие с соответствующей теплопроводностью: ламинат, плитку, линолеум или ковролин.

Параллельно уложенные полосы соединяются последовательно и подключаются к источнику питания.

Инфракрасные пленочные системы могут быть установлены на любой строительной конструкции, чаще всего на пол, реже на потолок.

Пленочный обогрев применяется для обогрева мансардных помещений. В деревянных домах это самый безопасный электрический вариант.

С помощью инфракрасных пленок можно эффективно обогревать остекленные лоджии и даже открытые террасы, поскольку инфракрасные лучи нагревают предметы, а не сам воздух.