Варианты отопления деревянного дома электричеством

Во многих странах основные приборы отопления рассчитаны на потребление электричества. В России также наблюдается тенденция повышения доли устанавливаемых электроприборов в данной области. Кроме наиболее известного водяного электрического обогревателя используются различные системы, в основе которых заложены высокотехнологичные материалы и процессы.

Особенности электроотопления

Разумеется, этот вариант далеко не самый эффективный, ведь электричество, как источник энергии, намного дороже большинства органических видов топлива. Не в этом его преимущество, а в том, что сейчас — это самый распространенный вид источника энергии. Есть и другие плюсы, но о них позже. Неудивительно, поэтому многие используют электрическое отопление для дома.

Производители предоставляют широкий ассортимент отопительных устройств электрического типа, также можно сделать своими руками самодельный электрокотел.

Особенности электроотопления

Самодельный электрический котел отопления

Как прогреть помещение с помощью электричества?

Обогрев электричеством имеет ряд преимуществ по сравнению с газом.

Рассмотрим, каким же образом можно прогреть помещение посредством наиболее распространенных электрических ресурсов.

Наиболее популярными электрическими обогревателями на сегодняшний день считаются:

  1. тепловентиляторы;
  2. камины;
  3. конвекторы;
  4. система «теплый пол»;
  5. инфракрасное отопление и т.д.

Как видим, электрические системы отопления дома весьма разнообразны в своем ассортименте, что позволяет каждому выбрать для себя наиболее приемлемый вариант.

Благодаря ценовой гибкости подобной системы отопления, абсолютно каждый может позволить себе подобное удовольствие.

Что такое электродный котел

Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 0С происходит в течение нескольких минут.

Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.

Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.

Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н2О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.

Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.

Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.

Специфика отопления деревянного дома электричеством

Чтобы провести электропроводку в деревянном доме, как и отопление в деревянном доме электричеством нужно соблюдать требования по пожаробезопасности. Электрическое отопление в доме располагает рядом преимуществ – это простота монтажа, отсутствие загрязнения атмосферы.

Отопление деревянного дома батареями

Специфика отопления деревянного дома электричеством

Весь монтаж электрического отопления можно сделать своими силами. Если отопление в деревянном доме делать на датчиках и электронных терморегуляторах, тогда электрическое отопление можно полностью автоматизировать. Ремонт электрического отопления проводится редко, и в основном это зависит от бренда производителя.

При отоплении электричеством не нужны помещения для хранения дров, угля. Монтаж радиаторов и укладка труб проводится при установке электрического котла, в других случаях установка труб и радиаторов не нужна. Небольшие размеры элементов электрического отопления являются его веским положительным аргументом.

Возможное отключение электричества и остановка отопления, вызывает необходимость иметь резервный дорогостоящий дизельный генератор, что является большим недостатком электрического отопления дома. Отопление электричеством не очень дешевый вид обогрева.

Отопление деревянного дома электроконвекторами

Специфика отопления деревянного дома электричеством

Чтобы снизить энергопотребление необходимо ставить двухтарифный счетчик и электронные терморегуляторы с датчиками температуры. Различные виды электрических обогревателей считаются пожароопасными, и при их монтаже нужно выполнять противопожарные требования.

Электрическое отопление в своем доме – основные преимущества и недостатки

Под понятием электрическое отопление следует понимать достаточно широкий спектр технических средств и возможностей. Электроэнергия является уникальным видом искусственно получаемой энергии, которую можно с успехом использовать в бытовых целях. Электрическое отопление может быть двух типов:

  • с промежуточным теплоносителем;
  • с прямой теплоотдачей.

В первом случае речь идет о системе, в основе которой лежит электрический котел, разогревающий теплоноситель и распространяющий его по системе трубопроводов. Во втором случае, мы говорим о самостоятельных нагревательных элементах и приборах, работающих от электрической сети. Для обогрева дома, как и любого другого помещения активно используются конвекторы, тепловые электровентиляторы, спиральные и инфракрасные обогреватели. Подобный способ отопления намного проще с технической точки зрения. Единственный минус – это значительный перерасход электроэнергии, которую придется оплачивать. Отдельного разговора заслуживает теплый пол, технология, благодаря которой можно по-настоящему добиться комфорта в обогреве жилых помещений.

Читайте также:  Виды труборезов и способы резки стальных труб

Если рассматривать соотношение возможностей и преимуществ, получаемых от использования электрического отопления с другими видами отопления, то электричество будет выглядеть предпочтительнее. Главное преимущество электрических систем отопления – высокий КПД. К другим положительным моментам следует отнести:

Электрическое отопление в своем доме – основные преимущества и недостатки
  • долговечность работающих систем;
  • простота в обслуживании и эксплуатации;
  • достаточно приемлемые расходы на покупку оборудования, установку и подключение.
  • бесшумная работа и высокий уровень безопасности современных электронагревательных установок;
  • отсутствие разрешительных документов на установку электрических систем отопления.

Экономический эффект достигается за счет установки на электрообогревательных приборах терморегуляторов, благодаря которым происходит автоматическое включение, выключение электропитания.

Перечисленные плюсы нивелируются одним минусом. Для установки в доме достаточно мощных обогревательных электроприборов, электрического котла потребуется дополнительное оснащение жилого дома электрораспределительными приборами и устройствами.

Важно! Проводка в доме должна быть способна выдерживать значительные нагрузки, особенно в холодное время года. В дополнение ко всему, электрический распределительный щит нужно оборудовать многотарифным счетчиком, который позволяет интенсивно использовать ночной дешевый тариф. Основная задача при установке электрических систем отопления заключается в оптимизации работы всего комплекса.

Базовое устройство и принцип действия электродного котла

Некоторым читателям будет намного проще понять устройство и принцип работы электродного котла, если они вспомнят незамысловатый способ быстрого кипячения воды с помощью нехитрого приспособления. В студенческих общежитиях, где за соблюдением запретов иметь электрические нагреватели строго следили коменданты, такое устройство было спрятано, наверное, в каждой комнате. Это кабель, на одном конце  которого установлена вилка для подключения к сети. А на другом – два бритвенных лезвия, закрепленных тем или иным способом, но обязательно так, чтобы между ними оставался небольшой просвет. Вместо лезвий, применялись и другие металлические пластинки: в армейских казармах, например, в дело часто шли подковки для сапог. Суть от этого не менялась.

«Студенческий кипятильник» – это самая доходчивая демонстрация принципа действия электродного котла

После опускания такой «сборки» в воду и подключения к сети 220 вольт происходил очень быстрый нагрев воды. Ждать приходилось недолго – закипание стакана занимало меньше минуты. Этот же принцип используется и в электродных, или, как их еще часто называют, ионных котлах.

Предупреждение: подобные эксперименты – весьма опасны, и повторять их не следует. Велика вероятность получения электрической травмы или возникновения пожароопасной ситуации от короткого замыкания. В наше время – предостаточно миниатюрных кипятильников заводского производства.

В чем же здесь дело, за счет чего осуществляется столь быстрый нагрев? Чтобы понять принцип, необходимо вспомнить некоторые физические законы.

Даже обычная вода (если, конечно, не брать во внимание дистиллированную) обладает электролитическими качествами – растворенные в ней вещества приобретают ионную структуру, то есть совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц. Если опустить в такую среду два электрода постоянного тока, то начнётся направленное движение ионов: отрицательно заряженных (анионов) – к положительному проводнику (катоду), и положительных (катионов) – к аноду. Этот процесс называется электролизом.

Базовое устройство и принцип действия электродного котла

Но в нашем случае используется переменное напряжение с частотой 50 Гц. Это означает, что полярность погруженных в воду электродов меняется со скоростью 50 раз в течение секунды. Естественно, движение ионов в таких условиях не направленное, а превращается в колебательное, со сменой направления с такой же частотой. Так как подобные колебания происходят в достаточно плотной водяной среде, оказывающей существенное сопротивление движению, энергия перемещения превращается в тепловую. В пространстве между электродами происходит очень быстрый нагрев, который и приводит к закипанию воды.

Точно так же работает и электродный котел, только выработанная тепловая энергия уже передается потоком теплоносителя по точкам теплообмена – радиаторам. Во всех остальных типах электрических котлов в качестве «передаточного звена» выступают те или иные металлические детали.  Это может быть трубчатый корпус ТЭНа, лабиринт внутренних каналов или сам корпус – в приборах индукционного типа. В лбом случае,  теплоноситель прогревается только за счет прямой теплопередачи. А вот в электродной схеме такого «посредника» нет в принципе – нагревается сама жидкая среда, находящаяся в данный момент между погруженными в нее проводниками.

Говорят, и это похоже на правду, что подобная технология была перенесена в быт человека из военной промышленности – именно так обеспечивается нагрев воды для отопления отсеков подводных лодок и надводных кораблей. В пользу этого говорит сочетание необходимых качеств – компактности, быстродействия, эффективности, пожаробезопасности.

Читайте также:  Какой купить лазерный принтер для дома в 2020 году

Небольшое отступление, чтобы не возвращаться к проблемам терминологии. Электродные котлы иногда называют ионными – почему, наверное, понятно. Однако, иногда производители делают упор на именно такой формулировке, пытаясь провести некую границу между этими двумя понятиями. Мотивируют они тем, что в их приборах реализовано высокоточное управление на уровне «количества и качества ионов», участвующих в процессе нагрева. Это можно воспринимать в качестве рекламного хода или относится к этому всерьёз – в любом случае, такое управление возлагается на какой-либо блок электроники и требует применения точно выверенного состава электролита-теплоносителя. Но принцип действия самой схемы нагрева – от этого ничуть не меняется. Так что не будет большой ошибкой использовать любую из этих двух формулировок.

А вот название «катодный» или «анодный» котел – совершенно не корректное, так как в режиме постоянного напряжения подобная схема попросту неработоспособна.

Экономическая эффективность

Электроотопление частного дома характеризуется большой потребляемой мощностью, поэтому предварительный расчет должен учитывать ограничение на потребление электроэнергии. Если для обогрева дома малой площади или дачного домика требуется немного электроэнергии, то частный дом большой площади из нескольких этажей может потребовать подвода трех фаз питающей сети, что не всегда возможно.

Зачем устанавливать греющий кабель внутри трубы

Наиболее экономное электроотопление получается при использовании многотарифной системы расчета за потребленную электроэнергию. Таким образом, основной нагрев можно использовать во время действия сниженного тарифа, а в иное время использовать либо другие источники тепла, либо теплоаккумуляторы. Последние представляют собой водяные баки большого объема в водяной системе обогрева. Во время сниженного тарифа вода нагревается не только в собственно системе отопления, но и в аккумуляторе, который в дальнейшем отдает тепло в систему.

Важно! Расчет объема бака должен производиться специалистами как можно точнее. Его снижение приведет к тому, что его емкости не будет хватать для поддержания необходимой температуры в помещении, а превышение приведет к увеличению времени нагрева и потребления мощности.

Использование той или иной системы электроотопления во многом зависит от местных условий. Сразу можно сделать утверждение, что отопительные электроприборы на основе конвекционного или инфракрасного обогрева наиболее эффективны для быстрого нагрева небольших помещений. Это наилучший вариант для обогрева дачного дома.

Теплый пол обычно не используется самостоятельно, но отлично дополняет другие, особенно водяные, отопительные системы.

Обратите внимание! Любое самое экономичное отопление будет иметь низкий КПД в случае неудовлетворительной теплоизоляции строения.

Важно! Электрические отопительные приборы требуют строгого соблюдения техники безопасности при монтаже и обслуживании. Электроотопление частного дома своими руками возможно лишь при наличии опыта работы с электрическим оборудованием.

Варианты отопления электричеством

Реализовать электрическое отопление частного дома можно с применением различных устройств, например, теплых полов, керамических, инфракрасных обогревателей или электрокотла, подключенного к водяной или воздушной сети.

Отопление водяное

Водяное отопление электрическое остается самым популярным, сеть представляет собой стандартную магистраль трубопроводов, дополненных радиаторами, теплоноситель – вода, которая прогревается от электрического котла.

Особенности сетей:

Варианты отопления электричеством
  1. Схема в обязательном порядке оснащается циркуляционным насосом для более интенсивной транспортировки теплоносителя. Если вода перемещается медленно, это снижает процесс теплоотдачи, прогрев осуществляется неравномерно и все приводит к увеличению расходов на энергоноситель. Насосное оборудование в этом случае обойдется значительно дешевле по цене и обслуживанию, чем перерасход электричества на прогрев жидкости.
  2. Допускаются только герметичные расширительные баки. Открытый бачок не только испаряет воду, но и отдает тепло «на улицу», чего при дорогом энергоносителе допускать нельзя.

Совет! Оптимальный вариант для формирования водяной сети – покупка одноконтурного электрокотла со встроенным насосом и герметичным расширительным баком. Настенная модель обойдется недорого, а при мощности до 10 кВт справится с отоплением значительных площадей.

Электрокотлы с ТЭНами

Принцип работы моделей напоминает принцип работы утюга – есть нагреватель, который передает тепло окружающей субстанции. В качестве теплоносителя выступает вода, потому нагреватели дополняются влагостойким корпусом – это снижает КПД котлов до 80%. Для увеличения работоспособности, модели оснащаются несколькими ТЭНами или одним, но мощным нагревателем.

С экономической точки зрения ТЭНовые котлы не самый лучший вариант, но греют они быстро, благодаря чему могут применяться как вспомогательный источник нагрева. Производители выпускают разнообразный ассортимент устройств, дополняют их панелями управления, выносными нагревателями.

На заметку! Цена оборудования высокая, мощность зависит от количества ТЭНов и их производительности.

Индукционные электрокотлы

Рекомендуем к прочтению:Отопление газовыми баллонами частного дома и расход сжиженного пропана

Преимущество оборудования – отсутствие контакта обмотки катушки с водой. Катушка первичной обмотки заключена в герметичный корпус, поэтому длительность эксплуатации устройств максимальная. Вторичная обмотка представляет собой спиральные трубки, внутри которых циркулирует теплоноситель. КПД котлов самый высокий и доходит до 100%.

Варианты отопления электричеством

Внешне устройство выглядит как металлический цилиндр, оснащенный резьбовыми патрубками для присоединения к сети отопления дома. Модели дополняются блоком управления, благодаря которому легко настраиваются на разные режимы работы.

Читайте также:  11 лучших снегоуборщиков – рейтинг 2021 года

Достоинства нагревателей:

  • отсутствие контакта с теплоносителем уберегает внутренние туннели от образования накипи и снижения КПД;
  • простота устройства гарантирует исправность оборудования на всем сроке эксплуатации – тут попросту нечему ломаться;
  • прогрев осуществляется очень быстро;
  • индукционные обогреватели считаются самыми безопасными.

Важно! Потребление энергии сокращено на 40%, поэтому индукционные котлы являются оптимальными для применения в качестве основного источника нагрева.

Недостатков немного – малые вибрации при работе, повышенная стоимость. Массивные модели устанавливаются только на пол, высокая цена окупается снижением расходов на обслуживание.

Котлы электродные

Теплоносителем в оборудовании выступает жидкость, доведенная до состояния электролита. Нагрев теплоносителя происходит при возникновении колебаний частоты в сети переменного тока. Магнитуда колебаний составляет до 50 Герц, благодаря чему субстанция прогревается быстро.

Плюсы применения электродных моделей:

  1. Небольшие размеры и облегченный вес. При сооружении сети из нескольких приборов, пользователь получает максимальный и быстрый прогрев помещений. Запуск оборудования осуществляется в одновременном или последовательном порядке, причем при выходе одного прибора из строя, на работу всей сети это не повлияет.
  2. Стойкость к скачкам напряжения. Основное условие для бесперебойной работы – стабильная частота переменного тока, все остальное не имеет значения.
  3. Сравнительно невысокая стоимость и увеличенная экономичность. Оборудование намного дешевле, чем котлы с ТЭНами.
  4. КПД до 98%. При обустройстве обвязки металлическими трубами, КПД повышается до 100%.
Варианты отопления электричеством

Важно! Теплоноситель исполняет роль спускового механизма – если электролита в приборе нет, сеть не включится в работу. Это уберегает оборудование от возгорания.

Недостатки тоже есть:

  • требовательность к качеству и химическому составу теплоносителя;
  • нестабильная мощность;
  • минимальная возможность автоматизации и регулировки интенсивности прогрева;
  • регулярность профилактики – раз в год чистить теплообменник, раз в 5 месяцев убирать отложения солей из внутренних туннелей трубопроводов.

Важно! Без заземляющего контура оборудование к эксплуатации запрещено.

Как сэкономить на электрическом отоплении?

Все представленные в этой статье системы работают на электроэнергии. Максимальный показатель КПД у длинноволновых инфракрасных обогревателей и конвекторов. Чем больше здание, тем выше расход энергии. При больших размерах помещений эффективным будет использование электрического водяного отопления.

Для экономии финансов на оплате за потребляемую энергию в доме нужно установить тарификационный счетчик и проводить максимальный обогрев помещений в период низкого тарифа.

В доме желательно установить новые окна и двери, утеплить потолки, стены, полы, веранду и балконы.

Качественная изоляция дома позволит системе работать в экономном режиме.

При водяном отоплении параллельное подключение твердотопливного (газового) и электрического котла дает свои существенные преимущества.

Приложив немного усилий, вы уже в ближайшее время обеспечите свою семью надежной системой отопления, сделанной самостоятельно.

Подключение к электросети

Схемы запитки одинаковы для всех электрокотлов, разница лишь в числе фаз. Аппараты мощностью до 12 кВт подключаются к однофазной сети 220 В, более 12 кВт – к трехфазной (380 В). Что понадобится для монтажа:

Подключение к электросети
  • силовой кабель с медными жилами;
  • дифференциальный автомат защиты либо связка УЗО + обычный автоматический выключатель;
  • заземляющий контур.

В качестве силовой линии применяется кабель марки ВВГ любой разновидности, количество жил зависит от числа фаз – 3 или 5. Сечение токоведущей части подбирайте по мощности теплогенератора, обычно этот параметр указывается в инструкции по эксплуатации изделия. Чтобы упростить задачу, приведем данные для разных котлов в виде таблицы.

Подключение к электросети

Номинал дифференциального автомата тоже зависит от потребляемой мощности отопителя, ток срабатывания – 30 мА. Например, для защиты силовой линии агрегата 3 кВт (220 вольт) понадобится устройство, рассчитанное на 16 А, под мощность 16 кВт (380 В) нужен дифавтомат на 32 А. Точные номиналы указаны в паспорте изделия.

Чтобы самостоятельно подключить электрическую мини-котельную настенного исполнения, необходимо снять лицевую панель, провести внутрь силовой кабель и соединить жилы соответствующих цветов с контактами клеммника. Как правило, нулевой провод обозначается синим, заземление – желто-зеленым цветом. Таким же образом подключается ящик управления индукционного и электродного котла.

Подключение к электросети

Электрические соединения между шкафом управления и нагревательным блоком электродного либо индукционного котла производятся по индивидуальной схеме, представленной в инструкции. В качестве примера приведем схему подключения популярного электрокотла «Галан».

Схема автоматики при однофазной сети 220 В

Подключение к электросети

Температуру теплоносителя здесь контролируют накладные датчики, установленные на металлические участки подающего и обратного трубопровода. Приборы включены последовательно с контактами термореле, управляющего магнитным пускателем. При достижении верхнего порога температуры цепь разрывается и пускатель отключает нагрев.

Схема соединений при подключении котла к трехфазной сети 380 В