Огляд систем індивідуального електричного опалення

Огляд електричних систем опалення

Давайте не будемо розглядати газове опалення: на сьогоднішній день далеко не всім по кишені підвести до ділянки магістраль, та й ціна на газ для України з кожним роком підвищується і буде підвищуватися. Дешевого газу вже не буде. Котли на твердому або рідкому паливі теж мають деякі незручності: їх доводиться періодично топити. Зупинимося на електриці.

Переваги електричного опалення: 1. Система опалення займає небагато простору.
2. Капітальні витрати на установку набагато нижче аналогічних, пов'язаних з підключенням котлів: на одних батареях ви заощадите ціле стан.
3. Електрикою легко маніпулювати, що істотно заощаджує витрати на електроенергію.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

На якому етапі будівництва ефективно встановлювати систему електричного опалення?

Створювати таку систему опалення необхідно на етапі проектування. Саме в цьому випадку можна оптимально і з найменшими витратами вирішити завдання енергозбереження та монтажу обладнання. Наприклад, можна закласти в проект таке технічне рішення: броньований нагрівальний кабель укладається безпосередньо в бетонні перекриття при будівництві будинку, а система управління і конвектори монтуються при обробці приміщення. Такий броньований кабель дозволяє створювати системи з теплонакопичуачем в підлозі.

Як раціонально використовувати електроопалення в приватному будинку?

Різноманітність обладнання для прямого стаціонарного електричного опалення дозволяє зробити оптимальний вибір для кожного конкретного приміщення залежно від його функціонального призначення. Так, для передпокою, коридорів і сходових маршів краще використовувати електроконвектори – це найбільш дешеве і просто монтується обладнання. У ванній, туалеті, сауні і кухні можна розмістити вологозахисні конвектори або «теплі підлоги» (а можна і те, і інше одночасно). Для спалень і дитячих кімнат цілком підійдуть стельові інфрачервоні довгохвильові обігрівачі, які одночасно зігріють і підлогу, і килими на ньому, і постіль. А ось у вітальнях і їдальнях краще поєднувати конвектори та інфрачервоні панелі. Це дозволяє створювати зони підвищеного теплового комфорту. Коли в будинку є «зимовий сад» або щось аналогічне, то в таких приміщеннях краще всього встановити інфрачервоні обігрівачі, які створюють природний для рослин мікроклімат і економлять електроенергію. Якщо в будинку або квартирі виявляються промерзання, намокання або зволоження стін, то на допомогу прийдуть всі ті ж інфрачервоні обігрівачі, які передають тепло предметам ефективніше інших видів обігрівачів. Вони годяться і для прогрівання скляних поверхонь (вітрини, вітражі і т. д. ), щоб захистити їх від льоду і снігу.

Які переваги прямого електричного опалення?

Всі види опалення забруднюють навколишнє середовище, крім електричного. Витяжна вентиляція і насоси призводять до додаткових шумів і вібрації. Витік отруйних антифризів небезпечна для здоров'я людей, а також може завдати серйозної шкоди будівлі. Крім того, ймовірність виникнення пожежі та інших аварійних ситуацій при рідкому та газоподібному паливі значно вище, ніж при електричному опаленні. Сучасні електричні системи опалення не спалюють кисень і пил, не пересушують повітря. Випромінюють інфрачервоні обігрівачі і «тепла підлога» не створюють конвекційних потоків повітря і пилу.

ТИПИ ОБІГРІВАЧІВ

Які характеристики масляних радіаторів?

Масляні радіатори сьогодні є одними з найбільш популярних побутових обігрівачів. Принцип дії цих установок порівняно простий: всередині корпусу, виготовленого із сталі або алюмінієвого сплаву, знаходиться мінеральне масло, яке нагрівається з допомогою Тена. Багато вироби зарубіжних виробників оснащені терморегуляторами, термостатами, таймерами і вентилятором, прискорює теплообмін. Потужність масляних обігрівачів становить 1-2,5 кВт. Температура нагрівального елемента і корпуса іноді збігається (понад 100°С), що не зовсім приємно для споживача – можна обпектися.

Як працюють теплові завіси?

Теплові завіси призначені для відсікання холодного або гарячого повітря, основного або додаткового обігріву приміщень, а також для захисту від проникнення в приміщення вуличної пилу, газів, комах і т. п. Завіса являє собою систему подачі обігрівається або холодного повітря, яка встановлюється зверху або збоку від дверного отвору. Повітряний потік, що виходить із завіси, створює перешкоду для проникнення зовнішнього повітря з відкритих дверей і одночасно утримує в приміщенні тепла. Завіси комплектуються термостатом для підтримки в приміщенні заданої температури. В сучасних завісах, як правило, передбачено регулювання потужності нагрівальних елементів і витрати повітря (швидкості повітряного потоку) за допомогою вбудованого або виносного пульта управління. З одного пульта можуть одночасно управлятися декілька завіс.

Для чого призначений тепловентилятор?

Тепловентилятор застосовується для основного або додаткового обігріву приміщень, місцевого обігріву на відкритих майданчиках, а також для сушіння вологих стін, деревини і т. п. Він являє собою обігрівальний прилад, що складається з вентилятора і нагрівача (Тена). Тепловентилятор великої потужності (понад 5 кВт) називають тепловою гарматою. Таке обладнання дає тепловий ефект за рахунок підвищення температури всієї маси повітря в приміщенні. Внаслідок цього прогріте повітря скупчується під стельовими перекриттями як більш легкий. При висоті стель вище 4 м різниця температур між підлогою та стелею може досягати більше 10°С.

Що краще – електричний «тепла підлога» або конвекторне електроопалення?

По відчуттю комфорту конвектор поступається системам теплим підлогу і інфрачервоних систем опалення. Згідно законам фізики, тепле повітря легше холодного, тому, нагріваючись, він піднімається вгору, а, значить під стелею буде тепліше, ніж внизу. Але відомо, що якщо ногам тепло, то навіть дуже прохолодна температура сприймається людиною як комфортна. Цій обставині в повній мірі відповідає «тепла підлога». Однак у електричного теплого статі є один недолік - струм, проходячи по нагрівального кабелю (розташованому в бетонній підлозі) утворює магнітне поле, яке контактує з поверхнею ніг людини, що може негативно впливати на здоров'я. Тому стверджувати говорити що краще — питання спірне. У кожної системи є свої плюси і мінуси.

Які види електричного опалення найбільш безпечні?

В даний час популярно так зване пряме стаціонарне електричне опалення. Воно задовольняє екологічним, медичним і пожежним вимогам. Обладнання при такому опаленні підключається до мережі через систему термостатів і програмуючих пристроїв, що дозволяють регулювати режими опалення в широкому діапазоні температур. До цього виду опалення відносяться настінні електроконвектори, стельові інфрачервоні довгохвильові обігрівачі, а також кабельні та плівкові системи для обігріву підлоги і стелі.

ЕЛЕКТРОКОНВЕКТОРИ
Яка конструкція електроконвекторів?

Електричні конвектори являють собою захисний декоративний металевий корпус з отворами знизу для надходження холодного повітря і зверху – для виходу нагрітого. У нижній частині корпусу вмонтований нагрівальний елемент (ТЕН). Він складається з струмопровідного компонента, поміщеного в кераміку і герметично запаяного в сталеву трубку з радіатором. Усередині корпусу конвектора встановлюється датчик безпеки, що забезпечує відключення живлення при перегріві нагрівального елемента в аварійних ситуаціях. В робочому режимі температура Тена в залежності від моделі та фірми-виробника коливається в межах 100°С. Така конструкція і режим експлуатації практично не змінюють вологості приміщення, не пересушують повітря, не спалюють кисень і пил, що осів на нагрівальний елемент. Вимкнення живлення не призводить до порушення функціональних можливостей обладнання, і після подачі напруги електроконвектор відразу починає працювати.

Як встановлюється електроконвектор? На будь-яку поверхню внутрішньої обробки приміщення чотирма гвинтами кріпиться спеціальна рама. На раму надівається сам конвектор. Захисний декоративний корпус безпечний, його зовнішня температура становить 45-65°С. Сучасні конвектори захищені від бризок і можуть експлуатуватися у вологих приміщеннях.
Які недоліки електроконвекторів?
Дані опалювачі мають спільні недоліки, властиві всім конвекційних систем: конвекційні потоки повітря, які циркулюють по приміщенню, тягнучи за собою пил, створюють нерівномірний нагрів приміщення, особливо по висоті, що дуже істотно для малоповерхових будівель з неопалюваній підвальній зоною. Тим не менш, це дуже надійне обладнання: при гарантійному терміні 2 роки термін служби таких приладів становить понад 15-20 років. При виборі електроконвекторів необхідно звернути особливу увагу на якість виготовлення нагрівального елемента, використання нержавіючої сталі і сплавів алюмінію.

Чим відрізняються «високі» електроконвектори від «плінтусних»?

Електроконвектори можна розділити за розмірами на дві основні групи: високі (висота 40-45 см) і вузькі, плінтусні (висота 15-20 см). Перша група має більш високотемпературний ТЕН. За рахунок істотного підігріву і висоти конвектор створює тягу, як у звичайній пічної труби, що значно збільшує теплообмін. Плінтусні конвектори зручні для установки під низькі вікна, вітражі. Температура їх нагрівального елемента трохи нижче, проте, із-за того, що його розміри протяженнее, ефективність цих конвекторів з обігріву приміщення не гірше, ніж високі. Перевагою плінтусних конвекторів слід вважати менші конвекційні потоки і більш рівномірний прогрів приміщення. Слід зазначити, що плінтусні конвектори краще прогрівають нижню частину приміщення, ніж звичайні. Їх недолік – не завжди вдається знайти достатньо місця для установки. Прилади цього типу випускаються потужністю 0,5-3,0 кВт.

Чи потрібна в заміському будинку пічка з електроконвекторами? Піч в наших умовах є найбільш економічним опалювальним устаткуванням, але вона володіє декількома недоліками: значні коливання температур в опалювальному приміщенні іноді складають 7-10°С за добу; добре обігрівається, як правило, одне приміщення, де стоїть піч (в інших приміщеннях (в спальні, в туалеті, в передпокої і т. д. ) помітно прохолодніше); при тривалому відсутності мешканців будинок може охолонути до негативних температур. Для прогріву остиглого приміщення піч повинна топитися близько 12 годин. Багаторазовий процес охолодження і нагрівання призводить до помітного зниження міцності, а з часом і руйнування несучих конструкцій будівлі. Можливі небажані явища: намокання стін, підвищення вологості, поява цвілі. Для опалення решті площі раціонально використовувати стаціонарні електронагрівальні прилади. Встановлення електроконвекторів приміщення, де є піч, дозволить стабілізувати температуру. Крім того, відсутність у людини буде підтримуватися плюсова температура.

Можуть електричні конвектори служити резервним опаленням у разі електротехнічних аварій? У котеджах з традиційним опаленням (газовими та рідкопаливними котлами) існує значна ймовірність спрацювання захисної автоматики в результаті тимчасового відключення електроживлення, низького тиску газу, поломки насоса або вентилятора і т. п. Це призводить до відключення всієї опалювальної системи. Якщо немає можливості швидко усунути несправність, то стаціонарні електроконвектори забезпечать вам резервний обігрів в критичних приміщеннях включення до основної системи опалення. Як правило, це туалет, ванна кімната, кухня – тобто ті приміщення, де є водяні затвори, замерзання яких може призвести до надзвичайних ситуацій. У таких випадках конвектори, встановлені на мінімальний режим, відключені при роботі основного опалення. Їх потужність може бути знижена в 2-2,5 рази проти розрахункової. Додаткова вартість такого резервування порівняно з основною системою опалення складе 3-5%, а експлуатаційні витрати взагалі відсутні. Застосовувати конвектори як додаткове джерело тепла можна також для опалення віддалених приміщень, куди труби вести нераціонально і невиправдано, а також ванних і душових кімнат для швидкого тимчасового підняття температури.

Може конвектор перегрітися? Завдяки захисному пристрою температура на поверхні конвектора ніколи не піднімається вище 85°С, що виключає ймовірність отримання травми. Прилад захищений від перегріву: якщо ви випадково накрили його ковдрою, нагрівальний елемент відключається.

У чому відмінності електронних і електромеханічних термостатів для конвекторів? Термостати електронні відрізняються від електромеханічних безшумністю роботи, надійністю і високою точністю (+0,1°С), але вони дорожче електромеханічних. Точність електромеханічних термостатів становить +0,5-1°С. Слід зауважити, що при однаковому заданому рівні підтримуваної температури електронні термостати дають економію 3-4% електроенергії в порівнянні з електромеханічними.

Який принцип роботи термостатів? Як правило, регульований діапазон температур визначається від 5-7 до 28-30°с. Якщо термостат вбудований в конвектор, то регулятор настройки отградуирован у відносних одиницях, і в кожному приміщенні потрібно індивідуальна калібрування, щоб визначити реальне відповідність між температурою в цій точці і положенням регулятора. Якщо виносний термостат, то регулятор розмічений в градусах і вимірює температуру тієї точки простору, де він встановлений.

Чи існують нові розробки терморегуляторів? Терморегулятор – «мозок» системи прямого електроопалення, і від того, наскільки він «розумний», багато в чому залежить її комфортність та економічність. Програмовані терморегулятори можуть змінювати тепловий режим приміщення протягом доби за програмою, встановленою користувачем. Останнє слово в техніці регулювання температури, терморегулятор на базі мікропроцесора – повною мірою можна назвати думаючим. Він сам вивчає швидкість нагріву і охолодження приміщення, в якому встановлений, і оптимально адаптує систему опалення до заданою користувачем програмою зміни температури, забезпечуючи тим самим максимальну економію енергії. Вибір того чи іншого терморегулятора залежить від конкретної задачі і може бути зроблений за допомогою фахівців фірми, які займаються монтажем системи опалення.

ІНФРАЧЕРВОНІ ОБІГРІВАЧІ
Яке опалення економічніше: конвекторне або інфрачервоне?

Для житлових приміщень інфрачервоне опалення на 20-25% економічніше конвекційного – за рахунок істотного зниження витрат на опалення стельової частини і зниження комфортної температури. Деяку економію електроенергії може дати локальний або зональний обігрів. Наприклад, робочий стіл і його навколишнє зона може мати більш комфортний температурний режим, ніж все інше приміщення. Встановлені інфрачервоні обігрівачі забезпечать тепловий режим без протягів і вентиляторів. Особливо ефективне таке опалення для приміщень з високими стелями (склади, ангари, спортзали, басейни). Економія досягає 50-80% за рахунок того, що немає необхідності прогрівати до 80% об'єму, а конвекція теплого повітря дуже незначна.

Який принцип роботи інфрачервоних обігрівачів? Інфрачервоні обігрівачі – теплові прилади, передавальні вироблене ними тепло оточуючим предметів за допомогою інфрачервоного випромінювання. Діапазон довжин хвиль такого випромінювання близький до сонячного та не небезпечний для здоров'я людини. Подібні прилади нагрівають в першу чергу предмети, а не повітря. На відміну від конвективних систем опалення, лише близько 10% всієї енергії випромінювача передається конвекцією, а решта 90% – випромінюванням. Тому поєднання інфрачервоних обігрівачів і сучасних систем управління електрообігрівом дозволяє заощадити до 30% споживаної електроенергії.

Як встановлюються інфрачервоні обігрівачі? Інфрачервоні обігрівачі, як правило, кріпляться на стелю, хоча можливо і настінне кріплення. Це обладнання призначене для основного або локального обігріву приміщень і відкритих майданчиків, а також для застосування в процесах сушіння.

Чи Не шкідливі інфрачервоні обігрівачі для здоров'я? Тепловий спектр частот інфрачервоних обігрівачів, які використовуються для опалення, нешкідливий для людини. Це підтвердили випробування як незалежних дослідників, так і фірм-виробників. Сертифікати відповідності, видані російськими службами, і відповідні європейські сертифікати підтверджують безпеку цих приладів. Фірми-виробники виробляють обладнання в основному стельового кріплення практично для будь-якого класу приміщень: житлових, виробничих, сільськогосподарських, а також вологих і навіть вибухонебезпечних. Ряд фірм виробляють підлогові і настінні обігрівачі випромінюють. Деякі фірми пропонують ІЧ-обладнання, де в якості енергоносія використовується газ. Є і інші, більш екзотичні варіанти застосування теплових променів.

У чому секрет теплового випромінювання інфрачервоних обігрівачів?**
Теплове випромінювання являє собою електромагнітну енергію. Інтенсивність теплового потоку та його характеристики залежать безпосередньо від температури і поверхні випромінюючих об'єктів. Чим вище температура, тим коротше довжина хвилі і вище інтенсивність випромінювання. Температура випромінюючої поверхні інфрачервоних обігрівачів від 100 до 950°С у залежності від області застосування. Інфрачервоний спектр довжини хвиль знаходиться в інтервалі 1•10-6 мкм– 1•10–3мкм, причому короткохвильова складова ІЧ-випромінювання формується при температурах вище 750°С. Ультрафіолетове випромінювання, видиме світло та радіохвилі в цю область не потрапляють. Для житлових будинків з висотою стелі 2,5-3,5 м допустима температура випромінюючої поверхні 100-120°С. Це найбільш м'яке і безпечне випромінювання, яке є більш безпечним, ніж багаття або камін. Для відкритих майданчиків, балконів з висотою більше 3,5 м можуть бути використані температури випромінюючої поверхні до 950°С.

Які особливості експлуатації інфрачервоного електроопалення? Порівняно з конвекційним опаленням, де нагрівається повітря і від нього нагріваються предмети, при довгохвильовому інфрачервоному опаленні в першу чергу нагріваються предмети, а потім від предметів тепло передається повітрю. Дослідження показали, що при конвекційному опаленні температурний градієнт по висоті складає 1,7-2,5°С/м, причому, тепле повітря природним чином виявляється вгорі, а холодний внизу. Це особливо істотно для дачного і коттеджного будівництва, а також перше і підвальних поверхів міських багатоповерхових будівель. При цьому різниця температур між підлогою та стелею досягає 6-7°С. При інфрачервоному опаленні температура в поверхні підлоги вище, ніж у стелі, а температурний градієнт становить приблизно 0,3°С/м. В цих умовах комфортна температура на висоті 1,5 м може бути знижена на 2-3°С без шкоди для здоров'я людини, так як температура підлоги буде становити 18-19°С.

Які види інфрачервоних обігрівачів пропонуються споживачам? ІЧ-обігрівачі стельового кріплення по конструктивному виконанню і функціонального застосування можна розділити на: низькотемпературні (застосовуються в житлових і офісних приміщеннях, так як забезпечують температуру 100-120°С); високотемпературні (для приміщень із стелею вище 3,5 метрів, оскільки дають вище 200°С).
Яка конструкція інфрачервоного обігрівача?

Энергонесущим елементом є розподілений нагрівач, який вмонтований в металевий короб. Випромінююча поверхня обробляється спеціальними матеріалами, які забезпечують максимальне поглинання тепла і гарантують найбільшу емісію променистої теплової енергії. У найбільш досконалих приладів коефіцієнт теплової емісії досягає 0,9. Зовнішня поверхня робиться горбистою, що збільшує випромінюючу поверхню в 2-3 рази.

Як влаштовані високотемпературні довгохвильові інфрачервоні обігрівачі? Високотемпературні довгохвильові обігрівачі складаються з прямокутного металевого корпусу, в якому закріплений один або кілька нагрівальних елементів, що передають тепло анодованому алюмінієвому профілю. Саме цей профіль являє собою випромінюючу поверхню. Для підвищення емісійних характеристик деякі виробники покривають його спеціальною керамікою, яка дозволяє знизити температуру тепловиділяючої поверхні і підвищити коефіцієнт емісії теплового потоку. Між корпусом і нагрівальним модулем розміщується високоякісний, пожаростойкий теплоізолятор.

Потрібен обігрів за допомогою «теплої підлоги», коли підлога опалюється за рахунок теплових променів інфрачервоного випромінювача? Как правило, при монтаже «теплого пола» закладывается мощность 100 – 120 Вт/м2. При ИК – отоплении, с учетом стен, на поверхность пола выделяется 40-50 Вт/м2. Поэтому достичь существенного потепления пола нельзя. Однако это компенсируется некоторой экономией затрат на монтажные работы и эксплуатацию, так как нагревается только поверхность пола, ковра и т. п. Сам пол до перекрытий будет представлять собой слой теплоизоляции. В детских комнатах и спальнях, желательно, чтобы постель, предметы, игрушки были теплее, чем окружающий воздух. В цьому також проявляється деякий якісне перевага променистого тепла.

Які недоліки у інфрачервоного опалення? Недоліків немає. Однак є одне «але». Фахівці вважають, що основне призначення інфрачервоних обігрівачів – опалення приміщень великого об'єму з високими стелями і поганою теплоізоляцією. Це, як правило, заводські корпуси, склади, автобази, криті спортивні і концертні зали, виставкові павільйони, закриті ринки і ангари. Для таких споруд економія електроенергії, з урахуванням локального характеру опалення, може досягати 80%. Але слід зауважити, що бетонні підлоги без утеплення істотно знижують ефективність такого опалення. Однак якщо врахувати, що капітальні витрати на устаткування незначні, монтаж нескладний, а профілактичні та ремонтно-експлуатаційні роботи практично відсутні, стає очевидно перевага інфрачервоного опалення.