Электрическое отопление обзор видов систем
Выполнил ст. группы ТГВ-16
Бурнашев Иван
Содержание: - Содержание:
- Почему выбирают электрическое отопление?
- Водяное отопление с электрическим котлом
- Отопительные котлы индукционного типа
- Оборудование для инфракрасного обогрева
- Обогревающие электрические конвекторы
- Электрические системы «теплый пол»
- Выбор системы отопления – ключевой вопрос, от решения которого зависит комфорт проживания и сохранность финансовых средств владельца. Рассматривая различные варианты, стоит обратить внимание на электрическое отопление в частном доме. Современные системы, работающие от электричества, очень разнообразны и далеко не все из них потребляют чрезмерно большое количество энергии. Подробно рассмотрим каждую из них.
- Принято считать, что отопление дома системами, работающими от электричества слишком затратно. Поэтому их преимущества как-то не принимаются во внимание. Электрические системы отопления принадлежит к числу самых экологически чистых. Они не дают никаких выбросов в атмосферу Это в корне неправильно, ведь электрические системы имеют множество значимых достоинств, выгодно отличающих их от отопления других типов:
- Безопасность. Оборудование не работает с открытым пламенем и взрывоопасными веществами, как другие отопительные приборы. Качественно проложенная проводка – надежная защита от возможного возгорания. Простота в управлении и обслуживании. Автоматические системы регулируют работу оборудования, что требует минимального вмешательства человека. Элементы, требующие регулярной замены или чистки, отсутствуют. Полная экологическая безопасность. При работе система не выделяет токсичных веществ, поэтому ее можно монтировать в любых помещениях. Отсутствие необходимости в хранении запаса топлива. Поэтому не требуется специальное помещение для складирования горючих материалов. Компактность. Большая часть оборудования отличается небольшими размерами. Разнообразный дизайн устройств позволяет легко подобрать модель для любого по стилистике интерьера. Невысокая стоимость. По сравнению отопительными приборами других типов, цена такого оборудования значительно ниже.
- Из значимых недостатков электрических систем помимо достаточно высокой стоимости электроэнергии справедливости ради нужно отметить полную энергозависимость оборудования. Это означает, что при прекращении подачи электроэнергии все приборы прекратят свою работу, что будет особенно заметно в местностях с частыми отключениями. Кроме того, для бесперебойной работы оборудования понадобится мощная электросеть, что есть далеко не везде.
Для обустройства водяного отопления с электрическим котлом выбирают только закрытую систему с оснащенным мембраной расширительным баком, с помощью которого регулируется давление в системе
Водяное отопление с электрическим котлом - Представляет собой стандартную систему с жидким теплоносителем, циркулирующим по отопительному контуру. Ее главное отличие заключается в том, что нагрев теплоносителя производится только за счет использования электрического котла. В силу этого такая система будет иметь некоторые особенности. Прежде всего, она может быть только закрытого типа и должна быть оснащена мембранным расширительным баком. Иначе не удастся избежать неравномерности прогрева помещений, потерь скорости и мощности теплообмена, что приведет к перерасходу электроэнергии и, соответственно, неоправданным расходам. В силу этих же причин не рекомендуется устанавливать систему с естественной циркуляцией. Оптимальный вариант – принудительная циркуляция теплоносителя, что даст возможность максимально экономить электроэнергию. Для работы с такой отопительной системой можно использовать три типа электрических котлов. Разберем достоинства и недостатки каждого из них.
Электрический вариант отопления требует минимум вложений в организацию и монтаж. Для устройства электрического отопления необязательно сооружать котельную, не нужно место для складирования топлива
- Это наиболее совершенные представители электрических отопительных систем. В основе этих устройств лежит принцип электромагнитной индукции. Все происходит следующим образом. По первичной обмотке, расположенной в сердцевине прибора, пропускают электрический ток. Он индуцирует напряжение во вторичной обмотке, расположенной ближе к корпусу устройства. Она представляет собой лабиринтную систему труб, по которой проходит теплоноситель.
На рисунке схематически представлен индукционный котел и принцип его действия
- При замыкании вторичного контура возникает резистивный нагрев проводника, и, соответственно, теплоносителя. Потерь энергии при этом нет никаких, поэтому КПД такой системы равен почти 100%. Нагрев жидкости происходит очень быстро и равномерно. Индукционные котлы очень экономичны. Этот показатель увеличивается еще больше за счет самоиндукции системы, которая связана с дополнительной реактивной мощностью. Ее вырабатывают токи, проходящие по вторичному замкнутому контуру. При этом значения возникающей дополнительной мощности достаточно велики. Несколько иначе действует разновидность индуктивного котла – вихревой индукционный нагреватель или ВИН. На его первичную обмотку поступает напряжение, которое предварительно преобразуется в высокочастотное. Таким образом напряженность электромагнитного поля резко возрастает. Что дает такой же стремительное увеличение силы тока, который генерируется этим полем. Особенность котла ВИН в том, что у него отсутствует вторичная обмотка. Вместо нее используются все металлические поверхности оборудования. Их специально изготавливают из материалов с выраженными ферромагнитными свойствами. Появление вихревых токов приводит к перемагничиванию, что вызывает сильный и практически мгновенный нагрев ферромагнитных сплавов.
Еще одно достоинство – длительный срок эксплуатации индукционных котлов. Без преувеличения он может исчисляться десятками лет. Это объясняется тем, что уязвимых узлов у оборудования с просто нет. Контакт электрической части прибора с теплоносителем полностью отсутствует. Проблемы могут возникнуть только со сварными швами, которые обычно служат очень долго. Главное преимущество оборудования этого типа заключается в экономичности. Практика показывает, что оно позволяет экономить до 40% электроэнергии по сравнению со своими ТЭНовыми и электродными аналогами. Из недостатков стоит отметить небольшой вибрационный шум, который издают котлы в ходе работы. Массивность, что требует внимания при монтаже, особенно, если устройство закрепляется на стену. Еще один минус – достаточно высокая стоимость индукционных приборов. - Еще одно достоинство – длительный срок эксплуатации индукционных котлов. Без преувеличения он может исчисляться десятками лет. Это объясняется тем, что уязвимых узлов у оборудования с просто нет. Контакт электрической части прибора с теплоносителем полностью отсутствует. Проблемы могут возникнуть только со сварными швами, которые обычно служат очень долго. Главное преимущество оборудования этого типа заключается в экономичности. Практика показывает, что оно позволяет экономить до 40% электроэнергии по сравнению со своими ТЭНовыми и электродными аналогами. Из недостатков стоит отметить небольшой вибрационный шум, который издают котлы в ходе работы. Массивность, что требует внимания при монтаже, особенно, если устройство закрепляется на стену. Еще один минус – достаточно высокая стоимость индукционных приборов.
Индукционные котлы компактны, но при этом имеют значительный вес
Использование индукционных котлов дает экономию электроэнергии порядка 40% по сравнению с применением электрических котлов других типов
Оборудование для инфракрасного обогрева - Для отопления своего загородного дома электричеством можно использовать современные системы инфракрасного обогрева. Для их работы применяется принцип волновой передачи энергии на некоторое расстояние. Все происходит следующим образом. Излучатель преобразует электрическую энергию в волну инфракрасного диапазона и передает ее. Волны двигаются до того момента, пока не попадают на любую непрозрачную поверхность.
Распределение температур при использовании инфракрасного отопления намного более комфортно для человека, чем при использовании традиционных способов обогрева
Здесь они преобразовываются в тепловую энергию, нагревая тело, которое встретилось на их пути. Разогретый таким образом предмет, будь это крупная мебель, пол или стена, начинает отдавать тепло в атмосферу, нагревая тем самым воздух в помещении. Таким образом происходит максимально равномерный нагрев помещения, причем температуры распределяются наиболее комфортным для человека образом. При этом потерь энергии практически нет, что обуславливает высокий КПД инфракрасных нагревателей. Они выпускаются в различных вариантах. Особенно популярна специальная пленка с запаянными внутрь нее карбоновыми излучателями. Она используется для обустройства системы теплых полов, может применяться на потолке и на стенах. Пленка закрывается любым отделочным материалом, что не влияет на ее свойства. Толщина инфракрасной пленки невелика, она незаметна под любым покрытием. Система влагоустойчива, ей не страшны динамические нагрузки. Подлежит демонтажу и последующему использованию. В продаже можно найти инфракрасные обогреватели в виде пластин различного размера. Они так же предназначены для закрепления на стенах или потолке. Правда, в этом случае речь идет, скорее, о дополнительном отоплении, нежели об основном. Галерея изображений - Здесь они преобразовываются в тепловую энергию, нагревая тело, которое встретилось на их пути. Разогретый таким образом предмет, будь это крупная мебель, пол или стена, начинает отдавать тепло в атмосферу, нагревая тем самым воздух в помещении. Таким образом происходит максимально равномерный нагрев помещения, причем температуры распределяются наиболее комфортным для человека образом. При этом потерь энергии практически нет, что обуславливает высокий КПД инфракрасных нагревателей. Они выпускаются в различных вариантах. Особенно популярна специальная пленка с запаянными внутрь нее карбоновыми излучателями. Она используется для обустройства системы теплых полов, может применяться на потолке и на стенах. Пленка закрывается любым отделочным материалом, что не влияет на ее свойства. Толщина инфракрасной пленки невелика, она незаметна под любым покрытием. Система влагоустойчива, ей не страшны динамические нагрузки. Подлежит демонтажу и последующему использованию. В продаже можно найти инфракрасные обогреватели в виде пластин различного размера. Они так же предназначены для закрепления на стенах или потолке. Правда, в этом случае речь идет, скорее, о дополнительном отоплении, нежели об основном. Галерея изображений
- По экономичности инфракрасное оборудование превосходит все известные электрические системы обогрева. Это объясняется тем, что ему удается очень быстро нагреть помещение, после чего автоматический блок управления периодически включает/выключает устройство, поддерживая нужный температурный режим. К недостаткам инфракрасных систем можно отнести строгую направленность нагрева. Устройство греет только участок, расположенный перед ним. Поэтому, к примеру, инфракрасную пленку, укладывают по всему периметру пола или потолка. Еще один минус – достаточно высокая стоимость такого оборудования, особенно, если нужно приобрести материал для обустройства теплого пола или систему ПЛЭН для потолка. Впрочем, надо признать, что такие вложения средств достаточно быстро окупаются.
Обогревающие электрические конвекторы - Работа этих приборов похожа на функционирование отопительных радиаторов. Они также разогреваются и передают тепло окружающему их воздуху. Отличие заключается в том, что в конвекторах отсутствует теплоноситель. Поэтому системы подводящих/отводящих труб не нужны. Вместо этого внутри прибора располагаются ТЭНы, которые и нагревают его поверхность. Для забора холодного воздуха предназначена нижняя часть устройства.
Для организации обогрева частного дома электрическими конвекторами не нужно проектировать и монтировать сложную систему трубопроводов и каналов. С их использованием отпадает необходимость в устройстве котельной
- Он проникает внутрь конвектора через специальную сетку. Нагреваясь от ТЭНа, воздух поднимается выше и выходит наружу через верхнюю решетку. В процессе работы отопительного прибора создается устойчивый восходящий поток теплого воздуха, достаточно быстро обогревающий помещение. Для регулирования температуры нагрева оборудование оснащается термостатом, может быть установлен автоматический блок управления. Производители выпускают широкий модельный ряд устройств различной мощности и дизайна. Для помещений с повышенной влажностью можно приобрести устройства со специальной защитой. Конвекторы предельно просты в эксплуатации и безопасны. Нагревательный элемент устройства находится внутри его корпуса, внешняя же панель нагревается очень мало, поэтому обжечься об нее невозможно.
На рисунке схематично представлен принцип действия электрического конвектора: холодные воздушные массы затягиваются прибором снизу и после обработки выводятся наружу вверху
- Отопительные приборы бесшумны, поэтому не создают никаких неудобств. Выпускаются различные вариации конвекторов, среди которых есть мобильные переносные модели. Существуют устройства, предназначенные для монтажа в пол. Их устанавливают под окнами, перед дверями и в других подобных местах, где приборы создают эффективную тепловую завесу, препятствующую попаданию холода в помещение.
- К отрицательным характеристикам конвекторов относят их небольшую мощность. Поэтому для обогрева здания потребуется достаточно большое их количество, что является серьезной нагрузкой на проводку. Кроме того, экономичность таких приборов невысока. Они потребляют довольно большое количество электроэнергии.
Электрические системы «теплый пол» - Их принцип работы заключается в использовании резистивных проводников, которые нагреваются при прохождении через них электрического тока. Устройство представляет собой греющий кабель, который может быть двух или одножильным, что определяет способ его укладки. Существуют разновидности, оснащенные полупроводниковой матрицей. Это так называемые саморегулирующиеся кабели, способные контролировать нагрев.
- Для обустройства теплого пола может быть взят греющий кабель, который укладывается непосредственно в стяжку. Другого варианта монтажа для него не существует. В этом случае цементная стяжка становится своеобразным аккумулятором тепла. Более удобный для укладки вариант – электрические маты. Они представляют собой такой же греющий кабель, который закреплен на сетку из стеклопластика. Достоинством матов считается возможность укладки не только в стяжку. В некоторых случаях, например, под керамическую плитку, такую систему можно уложить прямо в клей, слой которого нужно будет немного увеличить. Основным недостатком обоих вариантов кабельного пола можно считать то, что при повреждении одного из участков системы часть конструкции, расположенная за ним, выходит из строя.
При монтаже греющий кабель укладывается так, чтобы его участки не соприкасались
- Этого недостатка лишены стержневые нагревательные маты, которые представляют собой пары проводников, соединенных параллельно расположенными стержнями. Система функционирует по принципу саморегуляции степени нагрева. Теплые полы любого типа оснащаются термостатом, который контролирует разогрев устройства до определенной температуры, после чего оборудование отключается.
- Периодическое автоматическое включение системы производится только для того, чтобы поддержать заданную температуру. Такой режим работы позволяет экономить электроэнергию, однако такое отопление все-таки достаточно энергозатратное. Поэтому его чаще используют как дополнительную систему обогрева и для обустройства в комнатах особо комфортных теплых зон. Это могут быть, к примеру, участки для детских игр или пол в ванной комнате.
|
Скачать 3.06 Mb.