Способы электрического обогрева дома и отопление от сети своими руками: Обзор

Какие обогреватели не подходят для системы отопления

Иногда приходится читать несправедливую критику в адрес некоторых типов отопительных приборов. Их критикуют не за реальные недостатки, а за вымышленные. Хотя в конце критики выводы делают полностью правильные – эти приборы можно использовать только как вспомогательные обогреватели, а построить экономичную систему отопления с их помощью нельзя.

Масляный радиатор

Считается неэкономичным – критики утверждают, что его не стоит использовать в качестве обогревательного прибора из-за высокого расхода электроэнергии и низкой отдачи. Но именно у этого типа устройства один из самых высоких КПД – около 98%. То есть, практически всю электрическую энергию он преобразовывает в тепло (закон сохранения энергии еще никто не отменял), а те незначительные потери в 2% приходятся на сопротивление внутренних стенок радиатора теплоносителю. Да, он инерционный – долго разогревается, но и долго остывает.

Но это свойство всех батарей, в том числе и водяного отопления, у которых основной способ передачи тепла – это естественная конвекция, а она протекает медленно.

Главный недостаток – «грубая» регулировка мощности и применение механических термостатов. А такое неточное управление температурными режимами делает масляный радиатор неэффективным при попытке оптимизировать расходы на отопление электричеством в частном доме. И еще, у него довольно высокая температура корпуса при работе на полную мощность, что опасно, если в доме есть маленькие дети.

Есть модели масляных радиаторов, которые можно вешать на стену

Тепловентилятор

Про тепловентилятор часто пишут, что он сжигает кислород. Но «сжигание кислорода» не что иное, как процесс окисления (горения), а максимум, что может сгореть при довольно невысокой температуре спирали – это органическая пыль в воздухе. Поэтому говорить о сжигании кислорода (все-таки не дрова горят) некорректно, так как этот незначительный объем должен восполняться в результате обязательной вентиляции помещения.

КПД такого прибора немного ниже, чем у масляного радиатора (часть электроэнергии уходит на работу вентилятора), но не очень сильно отличается, если учитывать что мощность двигателя самого вентилятора небольшая (около 50 Вт из общих 1 или 2 кВт). Достоинство – очень быстрый прогрев помещения. Недостатки – постоянный уровень шума (пусть и незначительный) и перенос пыли по всему помещению. А главный недостаток у этих бытовых приборов – ручная регулировка мощности и призрачная возможность создания на основе тепловентиляторов автоматизированной системы отопления.

Тепловентилятор самый компактный отопительный прибор, и он отлично подходит для обогрева небольшой зоны

Поэтому еще раз необходимо подчеркнуть, что основная причина из-за которой какие-то виды электрических обогревателей не подходят для отопления дома – это не КПД (он почти у всех выше 95%), а невозможность автоматизации управления системой. Именно этот фактор не позволяет оптимизировать работу системы отопления, а без этого сделать обогрев дома электричеством дешево – невозможно.

Виды автономного электрического отопления

Электрическое отопление жилых помещений можно разделить на два основных вида: прямой обогрев при помощи электроэнергии и водяное отопление, при котором теплоноситель нагревается посредством электричества, а затем доставляется по системе в радиаторы.

Прямой обогрев посредством электроэнергии

Под прямым обогревом подразумевается электроотопление без использования теплоносителя. В этом случае электроэнергия преобразуется в тепловую, за счет которой и нагревается помещение. Существует несколько видов электрического отопления прямого типа:

  • Конвекторное отопление основано на принципе естественного воздухообмена, согласно которому холодный воздух опускается вниз, а теплые воздушные массы поднимаются вверх. Бесшумно работающие приборы в постоянном режиме нагревают охлажденный воздух, создавая тем самым комфортную температуру. Конвекторы могут работать без участия человека, они безопасны и не требуют контроля. Автоматическую работу обеспечивают терморегуляторы, поддерживающие в помещении заданную температуру. С помощью конвекторов можно создать единую автономную систему, дополнив ее централизованным управлением.
  • Инфракрасное электрическое отопление в квартире нагревает не воздух, а предметы и людей, находящихся в помещении. На работу инфракрасных радиаторов не влияют сквозняки и открытые окна, они не сушат воздух и не сжигают содержащийся в нем кислород. Для автономного отопления идеально подходят теплые полы и потолочные радиаторы, с помощью которых можно получить экономичный зональный обогрев, обеспечив в каждой зоне помещения наиболее комфортную температуру.
  • Нагрев воздуха при помощи масляных электрических радиаторов происходит за счет горячего корпуса металлического прибора. Внутри каждого радиатора этого типа присутствует ТЭН, который разогревает минеральное масло, находящееся в батарее. Наиболее эффективно работают комбинированные модели, сочетающие в себе масляные обогреватели и тепловентиляторы. В квартирах этот тип отопления используют преимущественно для дополнительного обогрева и в те периоды, когда центральное отопление еще не работает. Для создания автономной системы это не самый удобный и достаточно дорогой способ.

Водяное электрическое отопление

Принцип работы водяного электрического отопления ничем не отличается от газового, дизельного и твердотопливного, только в качестве энергии, нагревающей теплоноситель, используется электричество. В сравнении с прямым отоплением здесь есть огромное преимущество – в случае отключения электроэнергии теплоноситель еще какое-то время будет отдавать тепло, поддерживая в квартире созданную температуру.

На первый взгляд отопление квартиры электричеством кажется дорогим удовольствием, но получение разрешения на установку газового котла и его монтаж может оказаться еще дороже. Электричество – самый безопасный тепловой агент, исключающий отравления, взрывы и прочие несчастные случаи. Его использование не требует специальных разрешений и составления дорогостоящих проектов.

Водяное отопление может быть одноконтурным или двухконтурным, второй вариант помимо обогрева жилища обеспечивает дом горячей водой для бытовых нужд. Также можно сделать две одноконтурных системы, чтобы экономнее расходовать электроэнергию для подогрева воды в летнее время года. При таком варианте котел затрачивает лишь четверть своей мощности.

Варианты отопительных систем

Итак, рассмотрим существующее оборудование, которое позволит сделать электрическое отопление в доме экономичным и дешевым.

Использование котла

Установка электрического котла, который будет нагревать воду в системе домашнего отопления, прогревая помещение, является первым, наименее эффективным вариантом. Конечно, в интернете Вы можете увидеть кучу информации, в которой говориться об экономичных котлах, позволяющих сократить расход до 80%, но все это бред. Единственный вариант сокращения затрат – установка терморегуляторов и различной автоматики, которая будет включаться только при падении температуры в комнате, а также в определенное время суток. Все остальные разговоры о новых конструкциях изделий либо пониженной мощности это только рекламный ход. Если Вы купите котел маленькой мощности – на подогрев воды для отопления дома ему потребуется больше времени, поэтому то на то и выйдет.

Использование ИК-панелей

Установка инфракрасных обогревателей более разумное решение и, скорее всего, наиболее выгодное. Дело в том, что данные изделия нагревают не воздух в помещении, а определенные объекты (пол, стены, шкаф), от которых в дальнейшем и происходит передача тепла. Если в предыдущем варианте горячий воздух будет подниматься к потолку и сразу же остывать, то в данном случае тепло направлено к полу, что более разумно (люди по потолку не ходят).

Данная схема показывает эффективность экономичной системы отопления частного дома:

Вы все видите сами, поэтому доказывать больше нечего. Следует только отметить, что ИК-устройства могут работать эффективнее, если добавить к ним терморегуляторы. Одного регулятора вполне достаточно на управление тремя обогревателями в системе экономичного отопления частного дома. О том, как подключить терморегулятор к инфракрасному обогревателю, мы рассказывали в отдельной статье.

Использование конвекторов

Многие производители убеждают, что электрический конвектор эффективно прогревает помещение и в то же время затрачивает небольшое количество электроэнергии. Вопрос конечно спорный, ведь, по сути, принцип работы изделий похож на вариант с радиаторами (воздух поднимается вверх). Преимущество конвекторов в том, что их установка и подключение не представляют ничего сложного. К тому же, нагрев ТЭНа составляет около одной минуты, что, несомненно, быстрее, чем в случае с водяными радиаторами.

Среди остальных преимуществ электроконвекторов выделяют:

  • низкая стоимость (от 2 до 10 тыс. рублей);
  • пожаробезопасность (что особо актуально при монтаже отопления в деревянном доме);
  • можно постепенно наращивать отопительную систему (не хватит одного конвектора для комнаты, купите еще один и без проблем подключите к сети);
  • привлекательный внешний вид;
  • беспроблемная работа при скачках напряжения (в частном секторе также актуально);
  • компактные размеры.

Отдельно хотелось бы вам порекомендовать изучить такой вариант отопления, как электрический теплый пол. Отзыв о данной системе обогрева вы можете узнать, просмотрев видео:

Мы проанализировали отзывы покупателей, воспользовавшихся данным вариантом, и увидели, что большая часть людей довольны покупкой. Главное – дополнительно установить регулятор температуры, чтобы сделать экономичное электрическое отопление в доме своими руками.

Электродные устройства

Более хорошей альтернативой водонагревательным ТЭНам, предполагающей использование электроэнергии для отопления, можно назвать котлы электродного типа.  Такое устройство представляет собой емкость небольшого объема, внутри которой находятся электроды. Когда котел заполнится водой, на эти электроды начнет подаваться ток, а это, в свою очередь, повлечет за собой нагревание воды.

Котлы электродного типа

Чтобы электродный котел работал как можно более эффективно, потребуется подвергнуть теплоноситель специальной подготовке. Электродный котел потребляет больше электроэнергии, чем котел ТЭНового типа. Однако он является более надежным и не так часто выходит из строя.

Организация работы

Для установки теплового насоса необходимо сделать контур. Если ваш дом стоит на скалистой почве, то в ней делают одну или несколько скважин. Их общая длина рассчитывается, исходя из того что на каждый метр углубления в земле приходится порядка 50 Вт энергии. Если вы планируете установить тепловой насос мощностью 10 кВт, то вам понадобятся скважины общей глубиной около 200 м.

Если возле вашего дома есть участок порядка 600 м². то вы можете сделать земляной контур. Для того чтобы сделать отопление без газа и дров, необходимо установить специальные трубопроводы на глубине промерзания почвы. Для получения 10 кВт нужно, чтобы контур был длиной около 500 м.

Наиболее предпочтительным вариантом является использование ближайшего водоема. Он должен быть проточным и достаточно большим по размерам. В нем необходимо установить водяной контур, общей длиной 333 м. Этой длины достаточно для производства 10 кВт.

Реже всего используют воздушные контуры. Это обусловлено тем, что минимальная температура, при которой такой насос сможет функционировать, составляет -20 °С.

Принцип его действия такой же, как и любой холодильной машины. Он потребляет электроэнергию и преобразовывает ее в тепловую энергию. Насос отбирает тепло у охлаждаемых продуктов, а конденсатор передает его в помещение. То есть тепло берется из недр земли.

Электричество достойная замена газу ввиду его отсутствия

Экономное, эффективное отопление частного дома, дачи без газа в большей степени должно быть ориентировано на сохранении привычных бытовых условий. Уровень комфорта определяет выбор альтернативного способа отопления, к тому же сегодня технологии дают широкие возможности для маневра. Добиться экономии газа в холодное время года позволит наличие электричества. Недаром многие владельцы дачных домов и загородных коттеджей, ввиду отсутствия технических возможностей подключения к газовой магистрали, отдают предпочтение электрическим системам отопления.

В сравнении с другими устройствами обогрева, электронагревательные приборы имеют практически 100% КПД. Котел, работающий на электричестве прост в обслуживании, недорогой. Отпадает в данном случае необходимость оборудования вытяжки и дымохода.

Электроэнергия на сегодняшний день остается самой доступной альтернативой газовому отоплению, если брать во внимание эффективность и удобство обслуживания

Помимо установки в доме электрического котла для водяной системы отопления, активно используются для обогрева жилых строений небольшой площади конвекторы, тепловые пушки и инфракрасные излучатели. Модным явлением сегодня становится оборудование теплых полов в частном доме. Технология достаточно новая, однако, уже успевшая доказать свою эффективность. Разнообразие предлагаемых источников тепла дают вам возможность сделать выбор, чем лучше отапливать дом.

В том случае, если теплый пол для вас является основным источником обогрева жилых помещений, мощность оборудования должна составлять 150-180 Вт на один м 2 жилой площади. Теплые полы должны иметь площадь не менее 70-80% от общей площади самого здания. В противном случае ожидаемый отопительный эффект будет мизерным.

При отоплении частного дома другими способами, можно добиться еще более высоких экономических показателей. Без газа экономный и бесперебойный источник тепловой энергии на своем участке можно получить, используя тепловой насос. Принцип работы оборудования построен на разнице температур, в глубине грунта и на поверхности. С помощью теплового насоса, который правда стоит немалые деньги, можно обеспечить себя практически вечным источником тепла в загородном доме. Эффективность данной системы подтверждается нехитрыми расчетами. Показателем успешной работы теплового насоса является коэффициент преобразования теплоты (СОР).

К примеру. При потреблении тепловым насосом 1 кВт электроэнергии, необходимой для обеспечения работы всей системы (Ртн), коэффициент преобразования теплоты (СОР) составляет 3.0, а значит:

Ртн х СОР = 3 кВт Рп энергии на выходе. Экономия и эффективность данного метода отопления более чем очевидна.

Однозначного ответа на вопрос, выгоднее отапливать частный дом газом или другими видами топлива, не существует. В каждом отдельном случае играет роль наличие самых разных факторов, среди которых не последнее место занимают экономические и технические возможности потребителя.

Взамен газа при отоплении можно использовать практически любое топливо. Другое дело, насколько вы сможете полноценно отопить собственный дом в холодное время, создать для себя комфортные условия проживания. Столкнувшись с подобной ситуацией — выбор за вами. Как сэкономить, сделать свои расходы на отопление оптимальными зависит от вас, от вашего отношения к самому факту экономии энергоносителей и технических возможностей.

  • Проект и расчет камина из кирпича своими руками
  • Как проложить и утеплить трубы отопления в земле?
  • Для чего нужен плинтус для труб отопления?
  • Выбираем ребристрые регистры, радиаторы и трубы отопления
  • Как спрятать трубу отопления?

Отопление солнцем

Преобразовать солнечную энергию в тепловую можно только в случае, если над крышей вашего дома солнце светить часто и подолгу. К сожалению 80% территорий России к этому отношения не имеют. Впрочем, даже в теплом климате полагаться только на солнечное отопление нельзя, обязательно нужен резервный источник.

Принцип работы

На месте «под солнцем» устанавливают поглощающие свет батареи, которые перерабатывают солнечную энергию сразу в тепловую, а затем передают теплоносителю. Есть два вида солнечных коллекторов — вакуумные и плоские. Вакуумные считаются наиболее эффективными и экономичными. Использование энергии солнца — это достижение науки.

Инструкция по сборке самодельного индукционного котла

Стоит отметить, что нередко инструкция, как сделать электрокотел индукционного типа, настолько сложна и содержит такие трудоемкие чертежи, что самостоятельная сборка оборудования выглядит довольно сомнительной. Однако мы нашли нестандартное решение.

Перед тем как самому сделать электрокотел для отопления, нужно будет приобрести индукционную печь мощностью 2,4 кВт и 3 метра профилированных труб Ø25×50 мм со стенками, толщиной в 2,5 мм.

Если рассмотреть, как будет работать эта конструкция, то сначала собираем плоскую емкость из профиля — по ней будет двигаться жидкость. А затем к трубе фиксируем индукционную печку и подключаем ее к сети. Все вместе будет выглядеть примерно как кастрюлька на печке.

Нарезку трубы нужно выполнить максимально точно. Понадобится несколько кусков по 400 мм, тщательно зачищенных от заусенцев на торцах.

Поскольку жидкость внутри такого котла будет двигаться змейкой, то желательно взять четное количество кусков трубы, чтобы входное и выходное отверстие располагались с одной стороны — так их удобнее подключать к отопительному контуру.

Далее нужно прорезать стыковочные отверстия, расположив их строго напротив друг другу. Для удобства можно сначала высверлить по краям 2 дырки сверлом Ø10 мм, и с помощью болгарки прорезать между ними щель.

Поскольку профильные трубы не идеально ровные, их нужно сначала состыковать тупыми краями с острыми и пронумеровать, чтобы потом не перепутать.

На следующем этапе стыки между трубами нужно проварить. Укладываем конструкцию на ровную поверхность, стягиваем струбциной и свариваем. Сначала делаем точечную сварку, чтобы конструкцию не повело, а затем выполняем капитальные швы.

Теперь нужно закрыть торцевую часть нашей емкости. Используем для этого стальную полосу, вырезанную из профилированных труб. Сварку выполняем аналогичным методом — сначала точечно, а затем капитально.

С противоположной стороны также привариваем полосу, не забывая об установке входного и обратного патрубков на крайних трубах. Чтобы обеспечить максимальную площадь контакта емкости с печкой, все швы нужно тщательно зачистить.

Чтобы наш котел можно было повесить на стенку, на его задней части нужно приварить 2 уголка, в которые будет помещена индукционная печка, а также петли для навешивания.

Последний этап работы — покраска. Можно использовать термостойкую краску. На этом сборочные работы завершены. Можно вешать котел и подключать его к отоплению и электросети.

При покупке индукционной печи обратите внимание, чтобы она была рассчитана на беспрерывную работу. В противном случае потребуется перезапуск системы через каждые 2 часа

Каждая из перечисленных моделей является полностью функциональной и надежной. Выбор в пользу какой-либо из них каждый сделает самостоятельно. Главное, внимательно отнестись к работе и в случае затруднений проконсультироваться со знающими людьми.

Водяное отопление с электрическим котлом

Чуть ли не самый частый вариант использования отопления дома электричеством – это водяное отопление в купе с электрокотлом. Из значительных плюсов такого подхода можно отметить факт того, что вы не привязаны только к электроэнергии. При желании вы можете смонтировать резервный котел и так же в полной мере пользоваться водяным отоплением.

Разброс цен на электрокотлы достаточно большой. Поэтому всегда можно подобрать тот вариант, который будет комфортнее для вас.

Основные преимущества такого подхода:

  • Возможность подключения альтернативного источника тепла
  • Высокое КПД электрокотлов
  • Безопасная невзрывоопасная система отопления
  • Не портят атмосферу. Экологичны
  • Возможность использования дополнительного оборудования
  • Моментальное изменение и регулировка температуры
  • Бесшумная работа

К недостаткам можно отнести:

  • Недолгий срок службы ТЭНа у большинства котлов. Особенно бюджетных
  • Образование налета, снижающего срок службы ТЭНа
  • Высокие счета за отопление
  • Требуются большие мощности по электричеству
  • Зависимы от напряжения в сети. Если оно упало, то и производительность котла падает
  • В больших домах требуется наличие трехфазной проводки

Электрические котлы так же бывают не только тэновыми, но индукционными и электродными. Отличаются по своей сути только принципом работы, а по расходу электроэнергии абсолютно сопоставимы

Индукционные котлы

Каждый технарь знает тот факт, что все, что попадает в магнитное поле имеет свойство нагреваться. Индукционный котел – это большая катушка, по которой проходит ток, а вода внутри катушки, проходя через нее, нагревается.

Бивалентные гибридные системы отопления на базе тепловых насосов

Гибридная система отопления (бивалентная) состоит из основного источника тепла, пикового догревателя и буферного накопителя. Данная система позволяет максимально эффективно использовать тепловой насос при минимальных капиталовложениях. 

Функционирование бивалентной системы

Как известно, отопительное оборудование подбирается согласно теплопотерь помещения при минимальной температуре наружного воздуха (для Киева -22 °С). Это значит что подобранный котел должен обогреть Ваше помещение в диапазоне температур: от -22 до +8 °С. Если же проанализировать Климатологию, то окажется что количество дней в отопительном сезоне когда температура опускается ниже -15 °С составляет меньше 5%. Поэтому, нецелесообразно проводить подбор теплового насоса на максимально низкую температуру наружного воздуха, намного выгоднее приобрести тепловой насос меньшей производительности и недорогой дублирующий источник тепла (пиковый догреватель — дешевле всего электрокотел) который будет включаться в работу исключительно при температуре ниже точки бивалентности (как правило -15 °С). Плюсом данной системы является также резервирование системы отопления.

Основные Плюсы:

  • Резервирование системы отопления
  • Возможность приобретения теплового насоса меньшей теплопроизводительности

Основные Минусы:

Нет

5. Какой мощности нужен тепловой насос?

Если у Вас новый дом из газоблока утепленный 100-120-150 мм минваты или пенопласта (стены и фундамент на глубину промерзания), хорошие двохкамерные энергосберегающие стеклопакеты, утепленная крыша (150-200мм), утепленный пол по грунту (минимум 100 мм.), тогда теплопотери Вашего дома составляют 50 Вт/м2 (при -22 °С):

  • Дом 100 м2 — 5 кВт
  • Дом 150 м2 -7,5 кВт
  • Дом 200 м2 — 10 кВт
  • Дом 250 м2 — 12,5 кВт
  • Дом 300 м2 — 15 кВт
  • Дом 350 м2 — 17,5 кВт
  • Дом 400 м2 — 20 кВт
  • Дом 450 м2 — 22,5 кВт
  • Дом 500 м2 — 25 кВт
  • Здание 1000 м2 — 50 кВт

В принципе такие телопотери свободно может покрыть тепловой насос воздух-вода серии Zubadan:

  • Дом 100 м2 — 5 кВт — PUHZ-SW50VHA
  • Дом 150 м2 -7,5 кВт — PUHZ-SHW80VHA
  • Дом 200 м2 — 10 кВт — PUHZ-SHW112VHA/PUHZ-SHW112YHA
  • Дом 250 м2 — 12,5 кВт — PUHZ-SHW140YHA
  • Дом 300 м2 — 15 кВт — PUHZ-SHW140YHA + резерв 3 кВт
  • Дом 350 м2 — 17,5 кВт — PUHZ-SHW230YKA
  • Дом 400 м2 — 20 кВт — PUHZ-SHW230YKA
  • Дом 450 м2 — 22,5 кВт — PUHZ-SHW230YKA + резерв 3 кВт
  • Дом 500 м2 — 25 кВт — PUHZ-SHW230YKA + резерв 5 кВт
  • Здание 1000 м2 — 50 кВт — Каскад из 2-х тепловых насосов PUHZ-SHW230YKA + резерв 4 кВт

При выборе мощности теплового насоса следует также учесть мощность необходимую для подогрева вентиляции, бассейна, горячей воды и т.п. Поэтому перед приобретением — посоветуйтесь с экспертом и выполните расчет теплопотерь.

Отопление электрическим котлом

Это классическая схема системы автономного отопления. Есть два варианта нагрева теплоносителя – косвенный и прямой.

Электрические котлы косвенного нагрева бывают двух типов: ТЭНовые и индукционные.

Устройство и принцип работы ТЭНовых котлов довольно просты – есть нагревательная спираль, заключенная в герметичную металлическую оболочку с диэлектрическим теплопроводным наполнителем, тепло от спирали через наполнитель передается на поверхность оболочки ТЭНа, с которой контактирует теплоноситель системы отопления.

Так выглядит «начинка» ТЭНового котла на 9 кВт, который несмотря на компактные размеры способен обогреть дом площадью 100м2

Индукционные котлы появились для бытовых систем отопления относительно недавно. Их принцип действия заключается в свойстве металлов нагреваться под воздействием переменного магнитного поля. Сам нагревательный элемент представляет собой индуктивную катушку с сердечником из ферромагнитного сплава, через «вторичную обмотку» которой проходит теплоноситель.

Схема работы индукционного нагревателя

Особенность электрических котлов прямого нагрева в том, что вода выступает не только теплоносителем, но и является частью электрической схемы – через нее проходит переменный ток между электродами. Откуда и название котлов – электродные.

Каждый тип котла имеет свои недостатки. У ТЭНовых образуется накипь, которая ведет к снижению полезной мощности и ресурса котла. Индукционные – довольно дороги, громоздки и имеют «ступенчатую» регулировку мощности. Электродные имеют жесткие ограничения по качеству и составу воды, которая должна иметь определенное удельное электрическое сопротивление переменному току.

Каскад из четырех электродных котлов для обогрева большого дома

Ну а главный недостаток отопления загородного дома электрическим котлом – наличие самого теплоносителя и «громоздкая» система циркуляции из труб и батарей. Обустройство такой системы требует затрат, а КПД по сравнению с электрическими обогревателями прямого действия может быть меньше, если применяют циркуляционные насосы.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий