Особенности систем электрического отопления

Плюс электрификация

Отапливаемый загородный дом

Принято считать, что обогрев дома при помощи электричества представляет собой один из наиболее затратных способов. На самом деле это не совсем так и причин обходить вниманием подобный способ отопления нет.

 

Варианты систем электрического отопления для дома и дачи

 

Некоторое время назад единственно возможным вариантом обустройства системы обогрева жилых или других помещений с помощью электрической энергии являлся электрокотёл.

Необходимо учесть, что стандартная схема обогрева дома, вне зависимости от исходного способа получения тепла, всегда строилась на базе традиционных и общих для отопительной системы любого типа элементов. С водой в качестве теплоносителя.

Отсюда типовая трубная разводка, расширительный бак, радиаторы плюс циркуляционный насос в более современных решениях - всё, как обычно. Поэтому вне зависимости от принципа работы отопительного котла, значительная часть расходов на обустройство системы отопления дома была неизбежна и более-менее однотипна.

Кстати, такой подход позволял без особых проблем дублировать систему отопления, повышая её надёжность и запас прочности. Ведь если схема теплоснабжения дома позволяет выполнять параллельное подключение газового, твердотопливного и электрического котла, не всё ли равно, каким именно образом нагревается вода?

При этом источником дополнительного тепла зачастую как раз становился электрический котёл. Он не требовал особых дополнительных затрат (разумеется, кроме своей стоимости), отдельного дымохода, запасов топлива и подключался к работе в наиболее морозный период. При потеплении электрокотёл отключали за ненадобностью - просто и эффективно.

В дело вступала чистая арифметика. Как правило, полноценное «традиционное» электрическое отопление обходится собственнику недвижимости не только дороже газа, но зачастую и дороже использования других типов топлива. Преимущество заключается разве что в удобстве управления мощностью нагрева. Поэтому, если рядом с участком проходит газовая магистраль, логичнее всего выбрать установку газового отопительного оборудования.

Однако если газовую трубу необходимо ещё откуда-то «тянуть», безапелляционно заявлять, что электрический способ отопления не стоит рассмотрения, будет неправильно. Тем более, если по-настоящему реальной альтернативой электричеству становится твердотопливный или жидкотопливный котёл. Что означает получение всех сопутствующих особенностей их работы: необходимость постоянного и неусыпного контроля (наличие топлива и безопасность), плюс неизменные грязь и копоть.

Различные способы автоматизации котлов некоторым образом облегчают жизнь, но ни в коем случае не заменяют присутствие человека для наблюдения за состоянием системы и контролем запасов топлива. Это постоянный и ежедневный труд. В добавок ко всему экономичным можно назвать только отопление дровами или углём для тех, кто готов топить каждый день вручную, а в морозы и не по одному разу в сутки.

Таким образом, заявлять, что электрический теплогенератор вчистую проигрывает, например, котлу на солярке или твердотопливному котлу длительного горения, будет не совсем верно. Очевидно, что необходимо учитывать все преимущества и сложности долгосрочной эксплуатации оборудования различных типов.

Для начала цена. Действительно, установка электрического котла обойдётся в несколько раз дешевле сопоставимого по мощности жидкотопливного агрегата, а тем более, современного твердотопливного (пеллетного) котла.

Разница в эксплуатационных расходах, по идее, складывается не в пользу постоянно дорожающей электроэнергии. И изначально более высокие затраты должны оправдываться меньшей стоимостью сжигаемого топлива.

Однако здесь необходимо учитывать не только сам котёл и горелку, но и меры по доставке, хранению и подаче топлива, затраты на монтаж системы дымоходов и весь комплекс работ по регулярной проверке, чистке, сервисному обслуживанию.

В техническом отношении электрокотёл - достаточно простое устройство. Его основными элементами являются теплообменник, состоящий из бака с электрическими нагревательными элементами (ТЭНы) и блок управления. Всё это максимально упрощает обслуживание и ремонт. Пожалуй, единственно серьёзным недостатком электрического способа отопления является прямая зависимость от стабильной работы внешних электросетей.

И в то же время доступность, безопасность, экологичность, отсутствие необходимости установки дымовой трубы, минимальное необходимое обслуживание - вот плюсы электрического способа отопления дома.

 

Электрический котёл в миниатюре

Популярной в последние годы альтернативой электрическому котлу стал отопительный агрегат проточного типа. Это надёжное, экономичное и малогабаритное оборудование универсально в том плане, что его монтируют прямо по месту.

Такой мини электрокотёл врезается в систему отопления, подключается к сети и работает, по своей сути, по принципу проточного водонагревателя. Установка позволяет обеспечить теплом любую постройку и даже отдельное помещение (дача, теплица, склад, гараж) с замкнутой системой водяного отопления (как с принудительной циркуляцией, так и без неё). За счёт особенностей используемых современных технологий нагревательный элемент не выйдет из строя, даже если питание подано, а вода в системе отопления отсутствует.

Агрегат без особых проблем монтируется в любую замкнутую систему водяного отопления с любыми трубами, радиаторами или регистрами через стандартные сантехнические муфты и переходники. Функционирует система без насоса за счёт большой разницы температур на входе и выходе (до 95°C) и обеспечивает подъём теплоносителя (в зависимости от модификации) на высоту от 3 до 24 метров, что позволяет отапливать сразу несколько этажей.

При использовании циркуляционного насоса энергопотребление существенно снижается. С его помощью можно обеспечить теплом хоть небольшой вагончик (дачу, теплицу, гараж), так и достаточно просторный дом, складской ангар или производственный цех. Главное, чтобы хватило выделенной мощности подводящей линии.

Рабочее напряжение как 220В, так и 380В. Один кВт мощности рассчитан на обогрев 20 м2 площади помещения при высоте потолка до 3 м. При включении в систему двух и более одинаковых по мощности агрегатов по модульному принципу, отапливаемая площадь соответственно увеличивается в это количество раз, что позволяет обогреть помещение любой площади.

Установка позволяет легко производить модернизации старой системы отопления, для чего она подключается параллельно к уже существующему котлу любого типа. Что немаловажно, такой мини-агрегат можно установить хоть в каждой комнате. Например, оптимальная температура на складе может быть +14°С, а в офисе +20°С. Тогда нет смысла одинаково отапливать оба помещения. Проще смонтировать две независимые системы.

 

Тепловой насос

Тепловой агрегат этого типа определённо можно назвать одной из разновидностей электрического способа отопления. Дело в том, что принцип действия теплового насоса можно охарактеризовать как «холодильник наоборот». Кстати, по подобной же схеме (забирая тепло снаружи и отдавая его внутрь помещения) в режиме обогрева могут работать некоторые наиболее современные и «продвинутые» модели бытовых кондиционеров.

Суть эффективности теплового насосав том, что на сбор и перенос тепла тратится в разы меньше энергии, чем на прямой нагрев теплоносителя ТЕНом. Процесс обеспечивает работа маломощных циркуляционных насосов и компрессора аналогично тому, как это происходит в холодильнике или кондиционере. В итоге при энергозатратах в 1 кВт получаем 4-5 кВт тепла.

В той же Западной Европе тепловые насосы серийно выпускаются и успешно применяются последние лет 30. И там они, по сути, уже превратились в достаточно обыденный бытовой электроагрегат. Чему способствует достаточно простая и предельно надёжная технология получения тепла.

В нашей стране по причине большей доступности и сравнительной дешевизны традиционных видов топлива тепловые насосы не используются широко.

Источником тепловой энергии для теплового насоса могут быть как недра земли, так и открытые водоёмы или даже воздух. Для того, чтобы система смогла работать, достаточно лишь чтобы температура среды просто была выше +1°С, дальше уже дело техники.

Схематически установку можно представит в виде системы трёх замкнутых контуров. В первом, внешнем, циркулирует незамерзающая жидкость, собирающая тепло из низкотемпературной окружающей среды. Через теплообменник собранная энергия передается хладагенту с очень низкой температурой кипения, который испаряясь, отбирает тепло из первого контура и попадает в компрессор.

Под действием высокого давления температура хладагента значительно возрастает и через еще один теплообменник тепловая энергия передаётся в систему отопления здания, нагревая циркулирующую там воду до +55+60°С.

Современные тепловые насосы достаточно компактны - размером не больше обычного холодильника и работают практически бесшумно. Для обогрева здания насос выдаёт ровно столько тепла, сколько необходимо для компенсации его теплопотерь. Избыточное тепло аккумулируется в баке-аккумуляторе, поэтому дом ещё и всегда обеспечен горячей водой. Поскольку в силу технических особенностей температура нагрева не превышает 60°C, то наибольшая эффективность агрегата достигается при использовании в качестве основы для обогрева дома водяных тёплых полов. Таким образом, тёплый пол и тепловой насос просто созданы друг для друга.