Страница 4 из 7
10.61. Какой объем V W = 3 гВт*ч? Начальная температура воды t 0 = 10° С.
10.62. Какую мощность Р потребляет нагреватель электрического чайника, если объем V = \л воды закипает через время? = 5 мин? Каково сопротивление R нагревателя, если напряжение в сети U = 120 В? Начальная температура воды t 0 = 13,5°С.
10.63. На плитке мощностью Р = 0,5 кВт стоит чайник, в который налит объем V = 1 л воды при t 0 = 16° С. Вода в чайнике закипела через время? = 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты Q потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение и т.д.?
10.64. Нагреватель электрической кастрюли имеет две одинаковые секции с сопротивлением R = 20 Ом каждая. Через какое время? закипит объем V = 2,2 л воды, если: а) включена одна секция; б) обе секции включены последовательно; в) обе секции включены параллельно? Начальная температура воды t 0 = 16° С, напряжение в сети U = 110 В, к.п.д. нагревателя n = 85% .
10.65. Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипит через время? 1 = 15 мин, при включении другой - через время? 2 = 30 мин. Через какое время г закипит вода в чайнике, если включить обе секции: а) последовательно; б) параллельно?
10.66. Нагреватель электрического чайника сопротивлением R 1 включен в цепь, как показано на рисунке. Э.д.с. батареи e = 120 В, сопротивление R 2 =10 Ом. Амперметр показывает ток J = 2 А. Через какое время закипит объем V = 0,5 л воды? Начальная температура воды t 0 = 4°С. К.п.д. n = 76% нагревателя.
10.67. Калориметр имеет спираль сопротивлением R 1 , которая включена в цепь, как показано на рисунке. Э.д.с. батареи e = 110 В, к.п.д. спирали n = 80%. В калориметр налита масса т = 500 г керосина. Амперметр показывает ток I = 2 А, вольтметр показывает напряжение U = 10,8 В. Каково сопротивление R 1 спирали? Найти удельную теплоемкость с керосина, если за время? = 5 мин пропускания тока керосин нагрелся на dt = 5° С. Каково сопротивление R 2 ? Сопротивление вольтметра считать бесконечно большим.
10.68. Объем V = 4,5 л воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 0,5 кВт-ч. Начальная температура воды t 0 = 23° С. Найти к.п.д. n нагревателя.
10.69. Для отопления комнаты пользуются электрической печью, включенной в сеть напряжением U = 120 В. Комната теряет в единицу времени количество теплоты Q ? = 87,08 МДж/сут. Требуется поддерживать температуру комнаты постоянной. Найти: а) сопротивление R печи; б) длину l нихромовой проволоки диаметром d = 1 мм, необходимой для обмотки такой печи; в) мощность Р печи.
10.70. Температура водяного термостата объемом V = 1 л поддерживается постоянной при помощи нагревателя мощностью Р = 26 Вт. На нагревание воды тратится 80% этой мощности. На сколько понизится температура воды в термостате за время? = 10 мин, если нагреватель выключить?
10.71. Сколько надо заплатить за пользование электрической энергией в месяц (30 дней), если ежедневно в течение времени? = 6ч горят две 120-вольтовых лампочки, потребляющие ток I = 0,5 А? Кроме того, ежедневно кипятится объем V = 3 л воды. Начальная температура воды 1 0 = 10° С. Стоимость 1кВт-ч энергии принять равной 4 коп. К.п.д. нагревателя i] = 80%.
10.72. Электрический чайник, содержащий объем V = 600 см 3 воды при t 0 = 9° С, забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника R = 16 0м. Через какое время т после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети U = 120 В, к.п.д. нагревателя n = 60%.
10.73. В ртутном диффузионном насосе в единицу времени испаряется масса т ? = 100 г/мин ртути. Каково должно быть сопротивление R нагревателя насоса, если он включается в сеть напряжением U = 127 В? Удельная теплота парообразования ртути q = 296 кДж/кг.
10.74. В цепь, состоящую из медного провода площадью поперечного сечения S 1 = 3 мм 2 , включен свинцовый предохранитель площадью поперечного сечения S 2 = 1 мм 2 . На какое повышение температуры dt 1 медного провода при коротком замыкании цепи рассчитан предохранитель? Считать, что при коротком замыкании вследствие кратковременности процесса все выделившееся тепло идет на нагревание цепи. Начальная температура предохранителя t 0 = 17° С.
10.75. Найти количество теплоты Q ? , выделившееся в единицу времени в единице объема медного провода при плотности тока j = 300 кА/м 2 .
10.76. Найти токи I 1 в отдельных ветвях мостика Уитстона при условии, что через гальванометр идет ток I г = 0. Э.д.с. эле-
мента e = 2 В, сопротивления R 1 = 30 Ом, R 2 = 45 Ом и R 3 = 200 Ом.
10.77. Э.д.с. элементов е 1 = 2,1 В и е 2 = 1,9 В, сопротивления R 1 =45 Ом, R = 10 Ом и R 3 = 10 Ом. Найти токи I, во всех участках цепи.
10.78. Какая разность потенциалов U получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их э.д.с. e 1 = 1,4 В и e 2 = 1,2 В и внутреннее сопротивление r 1 = 0,6 Ом и
r 2 = 0,4 Ом?
10.79. Два элемента с одинаковыми э.д.с. e 1 = e 2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r 1 = 1 Ом и r 2 = 2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R. Через элемент с э.д.с. e 1 течет ток I 1 = 1 А. Найти сопротивление R и ток I 2 , текущий через элемент с э.д.с. е 2 . Какой ток I течет через сопротивление R ?
10.80. Решить предыдущую задачу, если e 1 = e 2 =4 В, r 1 = r 2 = 0,5 Ом н I 1 =2 А.
Современный рынок отопительного оборудования настолько разнообразен, что выбрать оптимальный вариант неспециалистам крайне сложно. Только приборов, работающих на электроэнергии, неимоверное количество. И как разобраться простому обывателю с электрическим отоплением, когда производители за сложными техническими характеристиками невольно скрывают ответы на простые вопросы!
Что такое лучшее электрическое отопление дома ? Будет ли удобно, экономично; насколько хорошо станет прогреваться дом или квартира? Какая отопительная система подходит в конкретных условиях? Будет ли она безопасной? Для ответа на эти вопросы и представления советов по выбору лучшего типа отопления давайте кратко разберем существующие виды отопления с использованием электричества.
Основные виды электрического отопления для дома:
.
электрические котлы;
.
обогревающие электрические конвекторы;
.
инфракрасные обогреватели (панели);
.
система электрического теплого пола;
.
система электрического теплого потолка (греющий потолок).
Электрические котлы
Наверное, это сегодня наиболее распространенный вариант электрического отопления дома. Разработано и представлено на рынке достаточное количество конструкций и моделей. К достоинствам котлов относится высокий КПД, что достигается минимальными потерями при преобразовании электрической энергии в тепловую. Идеальный вариант? Не совсем.
Последующие этапы, которые включены в систему, использующую котлы, существенно понижают ее КПД. Вначале тепловая энергия должна быть передана теплоносителю от нагревательных элементов, затем теплоноситель в свою очередь нагревает трубы, радиаторы или батареи. Тепло от поверхности труб и батарей передается воздуху, который за счет конвекции передает энергию ограждающим конструкциям помещения. И на каждом этапе энергия теряется, что существенно снижает КПД системы с использованием котла.
Явный недостаток применения электрического котла состоит в невозможности регулировать температуру в отдельных помещениях дома. Кроме того, любая система с теплоносителем требует особого внимания к ее состоянию, чтобы не допустить случайной утечки или размораживания системы отопления. И, разумеется, минусом является не очень эстетичный вид труб и батарей, а также необходимость где-то разместить сам котел, постоянная циркуляция масс воздуха, которые переносят пыль. Ясно, что это не совсем идеальный вариант электрического отопления.
Обогревающие электрические конвекторы
Здесь отсутствуют «передаточные» потери тепловой энергии, так как нет теплоносителя, труб и батарей, что является несомненным плюсом конвекторных систем обогрева. Но главный принцип конвекционной передачи тепла сохраняется, что означает относительно низкий КПД системы. Что такое конвекторный обогреватель? Это прибор, работающий по принципу естественной конвекции, когда холодный воздух из нижней части помещения поступает в блок, нагревается специальным элементом - и выпускается в помещение.
Да, такое устройство способно работать достаточно долго, поэтому на принципах естественной конвекции основана работа настенных и напольных приборов данного типа. Также может использоваться принудительная конвекция, когда устройства оснащаются вентиляторами, ускоряющими циркуляцию воздуха в направлении нагревательного элемента. Конвекторные обогреватели второго типа используются в электрическом отоплении в виде встраиваемых или подпольных приборов. Для высококачественного обогрева дома они подходят не в полной мере.
Инфракрасные обогреватели (панели и пр.)
В борьбе за место в списке видов лучшего электрического отопления дома такие приборы уступают большинству конкурентов. Чаще всего инфракрасные обогреватели используются в качестве вспомогательного средства отопления, когда основная система не справляется или отключена.
К несомненным достоинствам относится отсутствие теплоносителя. Но при использовании настенных устройств возникает конвекция воздуха, отчего существенно снижается КПД. А напольные приборы способны хорошо нагревать только зону, на которую непосредственно направлены.
Система электрического пленочного теплого пола
Еще А. В. Суворов рекомендовал своим солдатам: «Держи голову в холоде, живот в голоде, а ноги в тепле» . Это изречение, ставшее поговоркой, часто цитируют обладатели теплых полов. Однако на самом деле к системе отопления дома в целом данная фраза отношения не имеет. Теплый пол на основе инфракрасной пленки великолепно проявил себя как дополнительный обогрев ванной или туалета, но используется только при наличии основной системы.
Но ведь такое электрическое отопление можно сделать и основным? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе, оценим практичность такого вида обогрева в качестве основного.
Теоретически сложного ничего нет. Инфракрасная пленка укладывается под ламинат, стяжку, плитку или другие покрытия. Она, как и другие низкотемпературные нагреватели, имеет большую излучающую площадь. Проходя через нагревательные элементы, ток преобразуется в тепло, количество которого регулируется тепловыми датчиками.
Обычно температура нагрева ограничивается 29°С. Этого достаточно, чтобы прогреть покрытие и получить на его поверхности комфортные 23-27 °С. Мы можем свободно ходить босиком, ощущая приятное тепло.
Что произойдет, если потребуется теплый пол сделать основным источником тепла в доме? Теперь необходимо обеспечить, чтобы электрическое отопление нагревало не только наши пятки, но и окружающий воздух, ограждающие конструкции и предметы в помещении. Это можно организовать, но последствия будут довольно интересными.
В сильные морозы придется отключить ограничивающий температурный датчик, так как +29 °С под покрытием будет явно недостаточно для качественного прогрева помещения. Пленка станет работать на 100 % мощности, на которую способна. Это означает, что под ламинатом, покрытием или плиткой пространство нагреется до +45 °С, а на поверхности будет градусов на 10 меньше. Разумеется, немедленно заработает конвектация, уменьшая КПД вашего «подпольного» электрического отопления, но не это самое интересное.
Вам неизбежно придется по дому передвигаться бегом, так как пол будет банально обжигать пятки. Вы просто получите в отдельно взятом доме эффект раскаленного солнцем песка. Именно поэтому применяются температурные датчики, которые ограничивают температуру нагрева теплых полов. В итоге получаем следующее:
.
теплый пол совмещает достоинства и недостатки инфракрасной и конвективной систем;
.
использование теплых полов в качестве основного типа отопления не рекомендуется, так как в морозы при включенном температурном датчике мощности для качественного прогрева дома может не хватить;
.
при отключении температурного датчика в доме создаются некомфортные условия, пол будет нагреваться чрезмерно.
Получить эффект теплого пола можно при использовании любых систем отопления и даже без укладывания пленки под пол. Главное - качественное утепление ограждающих конструкций , в том числе и пола. Сверх того, что рекомендовано СНиП в вашем регионе, не потребуется. А холодный пол свидетельствует об отсутствии строительного утепления или его низком качестве. Даже установив теплые полы, вы до 50 % энергии будете просто выбрасывать на прогрев улицы. А это ведь ваши деньги, подумайте об этом!
Все достоинства и недостатки, аргументы за и против отлично описаны в статье «Греющий потолок или теплый пол? Разрушаем мифы ».
Система электрического греющего потолка
Любые инфракрасные пленочные материалы позволяют изготовить в доме греющий потолок. Рекомендуемые характеристики для пленок: мощность в пределах 150-180 Вт/кв.м, максимальный нагрев 50 °С.
Мы рассмотрим систему обогрева «греющий потолок» на основе греющей пленки ТМ и до конца выясним, кто из претендентов достоин звания «Лучшее электрическое отопление дома ».
Греющая пленка ТМ является низкотемпературным электронагревателем южнокорейского производства. Ее основные технические характеристики можно найти . Отопительная система монтируется на потолке из расчета 70-75 % от общей отапливаемой площади и может быть закрыта практически любым потолочным дизайном.
Во всех помещениях, где используется система греющего потолка и необходимо регулировать температуру, устанавливается терморегулятор. К примеру, Orbis Clima ML (16А) .
С его помощью задается и поддерживается оптимальная температура в каждом отдельном помещении (см. рисунок ниже).
Согласитесь, что если вы используете электрический котел, то выполнить задачу по поддержанию разной температуры в каждой отдельной комнате дома проблематично.
Принципы работы низкотемпературных пленочных электронагревателей описаны . Главная особенность инфракрасного отопления системы «греющий потолок» в том, что воздух нагревается в последнюю очередь, после стен, пола и прочих предметов. Вначале тепловая энергия передается им, а уже от них происходит нагрев воздуха. Как следствие, конвекция в доме практически сведена к нулю, а мы уже знаем, что именно она существенно понижает КПД ранее рассмотренных систем.
Еще одно преимущество - «греющий потолок», по сравнению с электрическими котлами и конвекторами, потребляет в 2-2,5 раза меньше электроэнергии за счет высокой степени автоматизации, лучшей динамичности и большего КПД.
Дополнительный плюс потолочной системы отопления на основе греющей пленки ТМ - это отсутствие в ней теплоносителя (жидкости). А значит, вы будете застрахованы от случайной течи и размораживания системы. Основные плюсы и минусы греющей пленки можно найти .
В отличие от систем теплого пола, на пленочные электронагреватели не устанавливается ограничивающий температурный датчик. Поэтому в рабочем положении пленки работают на 100 % своей мощности, нагреваясь при этом до 45-50 °С, не доставляя владельцам никакого дискомфорта. И если ваш дом имеет хорошее утепление ограждающих конструкций, то можете быть спокойны: система отопления «греющий потолок» справится с любыми морозами за окном.
Подтверждением тому являются многочисленные отзывы благодарных клиентов. Все, кто установил греющую пленку ТМ, довольны и убедились на практике, что это лучшее электрическое отопление дома .
Если у вас проблемы с газоснабжением и электроэнергия является единственной альтернативой создания системы отопления, то идеальное решение есть! Это использование потолочного отопления на основе греющей пленки ТМ - комфортно, экономно, безопасно и очень эффективно!
Если вы живете в регионе, где зимой температура опускается ниже нуля, вопрос отопления в частных домах становится крайне важным. При создании системы обогрева помещений в частном доме применяют одну из следующих схем отопления, (далее будет рассмотрены устройство, стоимость, достоинства и недостатки каждой из них).
Наиболее распространенные виды системы обогрева дома
Наиболее древнее средство отопления, известное с незапамятных времен, это русская печь, минусом которой является то, что пол всегда остается холодным, так как теплый воздух поднимается вверх. Камины, также пришедшие к нам из старины, во многом изменились, но в основном играют роль вспомогательную при обогреве дома. Наиболее популярными считаются системы водяного отопления, основанной на циркуляции в трубах нагретой от котла воды. Существуют котлы с нагревом от разных видов топлива. Более редким, но не менее эффективным является воздушное отопление. Электрическое отопление в домах является сравнительно новым видом обогрева, при этом нагрев помещения может осуществляться без теплоносителя, и электрическая энергия преобразуется в тепловую .
Водяное отопление
Эта система считается наиболее надежной и простой: котел нагревает воду, которая затем поступает по трубам к комнатным батареям, оттуда, отдавая тепло в комнату через батареи, возвращается снова в котел.
Схема водяного отопления частного дома
Циркуляция воды поддерживается циркуляционным насосом. Система водяного отопления - это замкнутая цепочка, состоящая из котла-генератора тепла, трубопровода, батарей. По ней постоянно циркулирует вода или антифриз. Топливом для разогрева котла может служить каменный уголь, дрова, природный газ, керосин и пр.; централизованное электроснабжение или альтернативная электроэнергия: солнечные и ветряные преобразователи, мини-гидростанции и т.п.
Кроме котла, труб и батарей в водяную отопительную систему входят устройства для регулировки системы: расширительный бачок, куда отводятся излишки воды или антифриза, возникающие при нагревании; терморегуляторы, циркуляционный насос, манометр, запорный, автоматический воздухоотводчик, предохранительные клапаны.
Таблица 1: Подбор мощности котла в зависимости от обогреваемой площади дома
Для площади от 30-х до 1000 кв. метров можно также использовать электрические котлы мощностью соответственно от 3-105 кВт. Ограничение на применение электрокотлов могут быть следующие причины: не всегда достаточно мощностей электроэнергии, подведенной к дому, высокая стоимость электроэнергии с учетом затрат 1 кВт энергии на 10 кв.м. с высотой потолков до 3 м, возможные перебои с электроснабжением.
Схема системы водяного отопления частного двухэтажного дома
В системе водяного отопления применяются трубы из разных материалов:
1. Стальные, стальные оцинкованные, нержавеющие
;
При монтаже их сваривают.
Стальные трубы имеют существенный недостаток: низкая коррозионностойкость. Оцинкованные и нержавеющие трубы этого недостатка не имеют, в их монтаже желательно использовать резьбовые соединения. При сборке трубопровода из металлических труб нужен навык и квалификация. В настоящее время при новом строительстве коттеджей такие трубы используют меньше.
2. Медные
;
Медные трубы надежны, выносят очень высокие температуры и высокое давление. Соединяются методом высокотемпературной пайки серебросодержащим припоем. Их можно спрятать в стены дома с последующей заделкой. Работа с такими трубами требует высокой квалификации. Медные трубы самые дорогие из всех, и применяются в основном, в эксклюзивном строительстве.
3. Полимерные
(металлопластиковые, полиэтиленовые, полипропиленовые армированные алюминием).
Полимерные трубы удобны для монтажа и не требуют особых профессиональных качеств сборщика. Металлопластиковые трубы (алюминий с двух сторон покрыт пластиком), прочны, стойки к коррозии, не дают откладываться осадку на внутренней поверхности. Металлопластиковые трубы монтируют с помощью прессовых или резьбовых соединений без применения сварки, что снижает себестоимость монтажных работ. Однако, и у них есть недостаток: большой коэффициент теплового расширения. Если в трубе долгое время шла только горячая вода, а затем пошла холодная, то они могут дать течь. Поэтому временное прекращение работы котла в зимний период и размораживание систем отопления приводит к необратимому повреждению. Другая причина возможной течи: если согнуть ее под острым углом, то алюминиевый слой может просто сломаться.
Выбор материала для труб стоит согласовывать с проектировщиками, учитывая возможность альтернативного или «аварийного» отопления дома, а также ваши материальные возможности. Эксперты отмечают, что практически единственный способ получить абсолютно надежную систему, это применить медный трубопровод, который прослужит не одно поколение.
Система водяного отопления
Система водяного отопления может быть одноконтурной и двухконтурной. Одноконтурная система предназначена только для отопления помещения. Двухконтурная система создается и для отопления и для нагрева воды для бытовых нужд. Часто применяются две одноконтурные системы, одна из которых отвечает за отопление, другая - для нагрева воды, тогда в теплое время года можно использовать только одну систему с учетом, что на подогрев воды для бытовых нужд затрачивается 25% мощности котла.
Существует три варианта разводки труб внутри помещений: однотрубная и двухтрубная, коллекторная. Двухтрубные системы отопления считаются оптимальными для индивидуальных домов.
2.jpg)
Однотрубная разводка водяного отопления частного дома
Нагретая вода от котла переходит последовательно от одной батареи к другой. Последняя батарея в этой цепи будет холоднее первой. Эту систему чаще применяют в многоквартирных домах.
Примечание: Управлять системой с однотрубной разводкой трудно: без специальных приемов нельзя перекрыть доступ теплоносителя в один из радиаторов, так как при этом перекроется доступ и во все остальные.
Температуру в помещениях легче регулировать, если применена двухтрубная разводка . При этом типе разводки к каждому отопительному прибору подведены две трубы: с горячей и холодной водой. Такие трубы могут быть разведены звездообразно.
Схема двухтрубной разводки отопления частного дома
К батарее подходит труба с горячей водой и уходит с холодной. Температура каждой батареи одинакова.
Схема двухконторной системы "шлейф"
В этом случае батареи, расположенные ближе к производителю тепла, являются более теплыми.
Есть также лучевая или коллекторная разводка , когда от коллектора к каждому отопительному прибору подводятся две трубы - прямая и обратная.
Примечание: Коллектор в водяной отопительной системе - это устройство, которое собирает теплоноситель - воду.
Схема коллекторного отопления при отоплении частного дома
Коллекторные системы универсальны, позволяют делать системы отопления со скрытой проводкой труб. Монтаж может осуществляться людьми без специальных навыков. Подобная схема разводки дает возможность регулировать систему и установку специальных электромоторов, поддерживающих заданную температуру в комнатах. Преимуществом является легкая регулировка температуры в каждой комнате, относительная легкость монтажа, возможность замены поврежденного участка трубы без разрушения конструкции пола. На каждом этаже в специальном шкафу располагаются коллекторы, из которых к радиаторам отопления идут трубы, независимо подключенные к каждому радиатору. В шкафу располагается вся запорная арматура. Необходимость установки шкафов и большие затраты труб относится к недостаткам коллекторной системы.
Примечание: Стоимость труб будет зависеть от выбранной схемы разводки (двухтрубная или однотрубная). У однотрубной схемы - более низкая себестоимость.
Расчет стоимости отопительной водяной системы
Схема расчета отопительной водяной системы
Считается, что для обогрева помещения с площадью 10 м. кв. нужно 1 кВт отопительной мощности.
Есть также поправочные коэффициенты:
От 2-х окон, выходящих на север - 1,3;
От 2-х окон, выходящих на юг и восток - 1,2;
1 окно, выходящее на север или запад - 1,1.
Пример: Площадь 10 х10 кв.м, два этажа. 4 комнаты с 2 окнами каждая.
Исходя из метража, нужен одноконтурный котел мощностью 25 кВт (допустим, он работает на газе) или двухконтурный котел 28 кВт для подогрева бытовой воды. В среднем такой котел может обойтись приблизительно 800 $. Можно также выбрать электрический котел, который тоже может обойтись для дома такой площади порядка 800-850 $.
Оборудование:
- батареи (выберем стальные: 8 батарей на первом этаже, по две под каждое окно, размер 500х800, мощность 1645 Вт; и 4 батареи на втором этаже, по одной под окном, размер 600х1000, мощность 2353 Вт);
- полипропиленовые трубы около 200 м;
- кронштейны;
- уголки;
- краны и другие элементы;
- монтаж системы;
- проект системы;
- согласования составят около 11000$.
Если нужен подвод газа для газового котла, необходим проект с согласованиями, который будет стоить около 400 $. Затем необходимо провести газопровод, что может обойтись порядка 1500 $. При выборе электрического котла снижаются расходы за счет того, что не требуется дополнительная проводка (в отличии от газовых котлов), соответственно, не нужен дымоход и котельная.
Примечание: системы водяного отопления имеют недостаток такой, как трудоемкий и дорогой монтаж, необходимость профилактических работ. Если в системе применены антифризы, то нужно помнить, что все антифризы могут привести к течи в системе, через пять лет требуется смена антифриза, так как они стареют, и температура их замерзания повышается.
Воздушное отопление
Схема воздушного отопления в частном доме
Системы воздушного отопления бывают гравитационные и системы принудительной вентиляции. При гравитационной системе отопления воздух двигается за счет естественной циркуляции из-за разности температур. При разных температурах возникает разная плотность воздуха, благодаря чему и возникает естественное движение воздуха в системе.
Теплый воздух по воздуховодам выходит под потолком и, занимая значительный объем, вытесняет более холодный (например, около окон и дверей) вниз и в сторону воздухозаборника, тем самым, создавая циркуляцию воздуха в отапливаемом помещении. Минус гравитационной (естественной) циркуляции) в том, что из-за поступления холодного воздуха от открытых окон, дверей, сквозняков, нарушается циркуляция воздуха и возникает перегрев в верхней части помещения и охлаждения рабочей его части. Плюсом является независимость от электричества.
В системе принудительной вентиляции используется вентилятор с электроприводом для повышения давления воздуха и распределения его по воздуховодам и помещениям. Носителем тепла является воздух, который нагревается теплогенератором, основными элементами которого являются горелка и теплообменник. Подающийся вентилятором воздух обдувает нагретый теплообменник, куда выходят продукты сгорания, нагревается до 45-60 градусов, затем подается по системе воздуховодов в комнаты. По обратным воздуховодам или через решетки охлажденный воздух вновь возвращается в теплогенератор. Скорость перемещения воздуха в системах с принудительной циркуляцией значительно выше. Но возникает проблема шума в воздуховодах и распределительных решетках.
Система воздушного отопления позволяет обойтись без котлов, радиаторов, труб и других элементов, которые используются в водяном отоплении. Теплогенераторы могут работать на разных видах топлива от горелки.
Принцип работы и устройство системы:
Обогрев помещений происходит за счет подачи туда нагретого воздуха. Система работает в полном автоматическом режиме. Основной элемент системы — теплогенератор. Теплогенераторы могут быть и стационарными, и мобильными.
Конструкция теплогенератора для устройства воздушной отопительной системы
В камере сгорания теплогенератора сгорает жидкое топливо (дизельное, керосин) или газ, подаваемый из горелки (горелки газовые и дизельные имеют стандартные размеры и подключение, поэтому являются взаимозаменяемыми). При дизельной горелке нужны дополнительно бак, фильтры, топливопроводы для жидкого топлива. Бытовые газовые теплогенераторы могут работать как на природном магистральном газе, так и на баллонном сжиженном пропан-бутане.
Примечание: отопление жилого дома площадью 100 кв. метров в течение месяца при температуре + 24 градуса С потребуется приблизительно 6 пятидесятикилограммовых баллонов сжиженного пропана. Альтернатива баллонам: пропановые резервуары (размеры 2500-5000 литров) - газгольдеры, закопанные в землю, для них не требуется специальный обогрев).
Внизу камеры сгорания расположен вентилятор, сюда поступает воздух из помещения, который направляется в теплообменник (теплогенераторы могут также осуществлять небольшой подмес уличного воздуха). Далее, нагретый воздух по воздуховодам направляется в помещение, а продукты сгорания уходят в дымоход. Нагретый (обычно до 45-60 градусов) и нагнетаемый непосредственно или по воздуховодам воздух, двигаясь, создает равномерный прогрев по всему объему помещения. По обратным воздуховодам или через решеткам на полу воздух возвращается обратно в теплогенератор. Отвод выхлопных газов осуществляется через дымоход. Чтобы обогреть дом, достаточно расхода воздуха от 1000 до 3800 м3/час при давлении 150 Па.
При большой площади помещения длинные воздуховоды могут вести к потере тепла, поэтому иногда можно устанавливать вместо одного теплогенератора с подключенными к нему воздуховодами, несколько теплогенераторов без воздуховодов. Максимальная длина основного воздуховода должна быть не более 30 м, ответвлений - не более 15м.
Воздуховоды различаются:
1. По форме:
круглые
и прямоугольные
;
Круглые воздуховоды обычно имеют круглое сечение внутренним диаметром 100-200 мм, они прочные, создают небольшое аэродинамическое сопротивление. Крепятся при помощи хомута
нужного диаметра и шпильки.
Прямоугольные воздуховоды в виде коробов размерами от 100х150 мм до 3200х4000 мм. имеют преимущества, когда необходимо большая площадь поперечного сечения, или монтаж ведется в сложных условиях, они лучше вписываются в интерьер комнат, экономят пространство, поэтому их чаще используют в частных домах. Крепятся с помощью специального профиля и шпильки.
И круглые и прямоугольные воздуховоды крепят к потолку при помощи забивных анкеров.
2. По жесткости: жесткие
и гибкие
;
Жесткие изготавливаются из оцинкованной или нержавеющей стали (сечение и круглое, и прямоугольное). Применяются в помещениях любой планировки и сложности. Гибкие и полугибкие воздуховоды только круглого сечения делают из термопластичного материала с применением спирального стального каркаса.
Они удобны при монтаже, однако, увеличивается аэродинамическое сопротивление
3. По материалу: металлические
и неметаллические
;
Металлические:
- Из черной стали (1,0-2,0 мм) с грунтовкой производят дымоходы;
- Из меди устраивают воздуховоды во влажных помещениях: кухни, санузлы, ванные, бассейны. Это наиболее дорогой материал;
- Из алюминиевых сплавов: способны выдерживать высокие температуры, не поддаются коррозии. Чаще устанавливают на кухнях;
- Из стали оцинкованной или нержавеющей: производятся толщиной 0,5-1,0 мм. У таких воздуховодов невысокая цена, они обладают антикоррозийными свойствами, долговечностью и повышенной огнестойкостью. (Воздуховоды из оцинкованной стали применяются чаще всего).
Неметаллические:
- Пластиковые воздуховоды имеют низкую стоимость, изготавливаются из полиэтилена, винипласт и пр. Они легки по весу, легко монтируются, не подвержены коррозии, обладают антистатичными свойствами. Однако у них низкая огнестойкость. Крепятся с помощью металлических или пластиковых монтажных скоб.
- Текстильные воздуховоды для транспортировки воздуха выполняются из воздухонепроницаемой ткани - полиамида, а для подачи воздуха применяются проницаемые ткани из полиэфира (они являются также и фильтром для воздуха). Для обеспечения огнестойкости, используется стекловолокно. Они экономичны, удобны в транспортировке, легко крепятся и монтируются. Однако текстильные воздуховоды обеспечивают только приток воздуха.
Воздуховоды, проходящие через неотапливаемые помещения или примыкающие к наружной стене, нужно теплоизолировать. Если планируется воздуховод спрятать между перекрытиями, то нужно поместить его в металлический каркас и изолировать. Для того чтобы обеззаразить воздух и освежить его, в систему можно встроить фильтры, увлажнители и освежители. На выходящие в помещения окончания воздуховодов крепятся воздухораспределители и воздухозаборные устройства.
Расчет стоимости устройства воздушного отопления
Схема расчета отопительной воздушной системы
Пример: двухэтажный частный дом с утепленным чердаком и подвалом общей площадью 300 кв. метров. Оборудование и воздуховоды обойдутся приблизительно в 8,000 $; расходные материалы составят 550 $. (трубы и разводка воздуховодов обойдется в 10-15$ за п/м). Монтажные и пусконаладочные работы -2300$. Проектно-сметные работы - 700$.
В целом воздушное отопление без автоматики может обойтись приблизительно в 11,000 $. Некоторые фирмы предлагают стоимость установки воздушного отопления 26-36 у.е. за 1 кв. метр «под ключ». Сравнивая эти расчеты с расчетами водяного отопления, видно, что стоимость проводки воздушного отопления, рассчитанное по минимуму, будет ниже, чем при создании водяного отопления. Благодаря автоматике воздухонагреватель может включаться 3-4 раза в сутки на 10-15 минут для поддержания температуры. Потребление топлива в отопительный период может быть ниже на 30-40% относительно водяного отопления.
К недостаткам воздушного отопления можно отнести то, что сложно проводить ее модификацию, требуется грамотный расчет воздуховодов и топологии сети, трудоемкая разводка воздуховодов, и установку нужно производить при новом строительстве. Необходимо кондиционировать и увлажнять воздух в помещении.
Электрическое отопление
Среди различных вариантов электрического отопления частных домов: электроконвекторы, потолочные инфракрасные длинноволновые обогреватели, кабельные и пленочные системы для подогрева пола и потолка.
Рассмотрим применение электроконвекторов. Они популярны в малоэтажном загородном строительстве, особенно в тех регионах, где нет газовых магистралей.
Принцип работы электроконвекторов
Работа электроконвектора основывается на явлении конвекции (циркуляции) воздуха, вследствие чего в воздух отдается свыше 80% тепла. Высокая влагозащищенность и надежность конвекторов позволяет устанавливать их в ванных и детских комнатах, так как температура на их поверхности не превышает +60 С. Существуют модели электроконвекторов, которые не осушают воздух в комнате и не сжигают кислород. Работа электроконвекторов основана на нагреве поступающего в прибор холодного воздуха из комнаты. Нагрев производится нагревательным элементом из токопроводящего компонента. После нагревания воздух увеличивается в объёме и поднимается вверх через жалюзи выходной решетки. Дополнительно воздух нагревается за счет излучения тепла с поверхности электроконвектора.
Схема работы электроконвертора
Уровень комфорта обеспечивается электронной системой поддержания нужной температуры. Есть модели со встроенным термостатом, и с выносным термостатом. Термостат экономит электроэнергию. Датчик температуры воздуха фиксируют температуру в комнате с небольшим промежутком времени и подает сигнал термостату, который в включает или выключает нагревательный элемент. Наличие термостата позволяет настроить режим работы один раз, и отключать прибор от сети только на время длительного отсутствия. На встроенный термостат влияет температура корпуса конвектора, поэтому его данные бывают неточны. Регулятор выносного термостата учитывает температуру той точки пространства, в которой установлен. Выносной термостат крепится к стене на высоте 1-1,5 м от пола, в стороне от сквозняков.
Электроконвекторы можно разделить по размерам на две основные группы: высокие - высотой до 45 см и плинтусные - высотой до 20 см. Высокие электроконвекторы конвекторы либо ставят на пол, либо крепят при помощи специальной рамы на стену. Плинтусные конвекторы удобны для установки под низкие окна, витражи. Их мощность 0,5-3,0 кВт (с шагом 250 Вт). Размеры в длину в зависимости от мощности могут быть до 2,5 м при толщине около 80 мм. Для наибольшего эффекта электроконвектор рекомендуется устанавливать на высоте до 1 м, или под оконными проемами. Для обеспечения нормальной циркуляции воздушного потока нельзя заслонять электроконвектор предметами на расстоянии до 0,1 м.
По эксплуатационным затратам этот вид отопления проигрывает только газу, но он более надежен и безопасен. В блоках управления предусмотрена защита от перегрева. Нет необходимости заземления. Приборы нечувствительны к перепадам напряжения. Напряжение в сети, достаточное для работы прибора -220 В.
Расчет количества электроконвекторов
Схема колличества электроконверторов в частном доме
Количество и мощность конвекторов определяются исходя из объема помещения, которое будет обогреваться.
За основу расчетов может быть принята необходимая мощность для обогрева 1 м3 помещения: 20 Вт/м3 - для помещений с хорошей теплоизоляцией (по энергосберегающим стандартам скандинавских стран); 30 Вт/м3 - дома с утеплением стен и перекрытий, стеклопакетами на окнах; 40 Вт/м3. - слабо изолированные дома; 50 Вт/м3 - плохо изолированные здания.
Пример: Потребность для основного нагрева дома площадью в 100 м2 и высотой 3 м (объем 300 м3) слабо изолированного дома, то есть с потребностью 40 Вт/м3 составляет 12 000 Вт. Таким образом, можно разместить на этой площади четыре конвектора мощностью 2,5 кВт и один - мощностью 2,0 кВт. В зависимости от фирмы и наличия дополнительных функций цена конвектора может быть от 100 до 200-250 $. Таким образом, стоимость электроконвекторов для данного случая (семь штук) может составить 1250 $.
К достоинствам электроконвекторов можно добавить и то, что при общих невысоких затратах на оборудование, нет затрат на обслуживание и профилактику.
Примечание: Недостаток электроконвекторов в том, что они прогревают помещение неравномерно по высоте: теплый воздух скапливается под потолком, а у пола температура воздуха остается низко, что свойственно и водяному отоплению, проблемным может стать и зависимость от электричества при его отключении; кроме того, циркулирующие потоки увлекают за собой пыль. Однако сейчас некоторые фирмы предлагают модели электроконвекторов, которые способствуют уменьшению собирания пыли около приборов. Если помещение велико, для ускорения прогрева нужно установить вентилятор.
Как выбрать вид отопления для частного дома
Исходя из опыта различных строек, можно с уверенностью сказать, что самый правильный выбор системы отопления для конкретного дома зависит от того, какой вид энергии наиболее доступен, удаленности жилища от населенных пунктов, материальных возможностей хозяина. В любой из систем отопления есть плюсы и минусы, поэтому прежде, чем принять решение, посоветуйтесь с проектировщиками.
Конечно, если есть подводка газа к дому или даже к району, то лучше всего выбрать водяной нагрев при газовом теплогенераторе (котле). Газ на настоящее время - наиболее дешевый вид энергии. Однако зимой бывают падения давления газа до 100-120 мм вод. ст., при норме для котлов 180 мм вод. ст., что может привести к отключению отопительной системы.
Для отопления можно воспользоваться электроконвекторами. В случае если возможен подвод электричества достаточных мощностей (если у вас установлено оборудование мощностью выше 10 кВт, необходимо подключение трехфазного провода и согласования с органами энергосбыта), то можно воспользоваться другими видами электрообогрева. Однако тогда вы будете полностью зависеть от подачи электроэнергии.
Обладателям домов, удаленных от цивилизации, придется задуматься о создании независимой системы отопления.
Например: устройства в доме печей, каминов на твердом топливе. Главная опасность при неправильном устройстве печей: возможность попадания углекислого газа в помещение, поэтому нужны хорошие печники. Как альтернативу печей можно поставить котел на твердом топливе: дровах и угле для водяного отопления. При устройстве датчиков такие котлы смогут поддерживать нужную температуру без участия электричества. Или же использовать котлы на жидком топливе, правда, с учетом, что выбросы от сжигания дизтоплива вредны здоровью, а также, что 1 кВт энергии обойдется в 4-5 раз дороже, чем при применении твердого топлива.
Для того, чтобы быть уверенными, что в вашем доме будет всегда тепло, возможно, стоить позаботиться о том, чтобы можно было воспользоваться разными источниками энергии. К примеру, иметь камин на твердом топливе или приобрести котел, работающий на разных видах топлива, который производится европейскими производителями, однако, его цена превысит суммарную цену одиночных котлов, работающих на разном топливе.
Важнейшей характеристикой текущих затрат является стоимость топлива и расход его в единицу времени.
В настоящее время цены на топливо составляют примерно:
1 л солярки — 0,4 $. Стоимость 1кВт.ч энергии— 0,04 $.
1 м3 природного газа для частника — 0,04 $. Стоимость 1 кВт.ч энергии — 0,005 $.
1 л пропан-бутановой смеси — 0,2 $. Стоимость 1 кВт.ч энергии — 0,018 $.
1 кВт.ч электрической энергии для частника — 0,03 $.
1 кг угля в среднем 0,2 $. Стоимость получения 1 кВт.час энергии (0,04 $).
Внимание! В данной статье все цены представлены на период 2009 года.
Давно уже прошли те времена, когда единственным способом обогрева частного дома была дровяная печь. Современные технологии и материалы позволяют выбирать способ отопления из множества существующих, но специалисты в один голос утверждают, что в будущем именно электрическое отопление частного дома будет в приоритете. Всем известно, что запасы полезных ископаемых далеко не бесконечны и наступит время, когда от газа придется полностью отказаться и перейти на более чистый энергоноситель – электричество.
Электрические отопительные системы имеют массу неоспоримых преимуществ, а зачастую это может быть просто единственный доступный способ обогрева.
Очень важно продумать проект электрического отопления еще на этапе постройки дома, так как в дальнейшем установка оборудования в уже готовое помещение может привести к необходимости переделки, и, как следствие, к дополнительным затратам. Точный тепловой расчет нужно делать с учетом норм СНиП. Несоблюдение этих требований приведет к повышенным расходам на электроэнергию.
Плюсы и минусы обогрева дома электричеством
Электроотопление частного дома обладает следующими преимуществами:
Простота и легкость установки
Для самостоятельного монтажа не потребуются дорогостоящий инструмент и специальные знания. Все оборудование имеет небольшие габариты, монтируется быстро и с минимальными затратами.
Все приборы легко транспортируются и переносятся в разные помещения. Отдельная котельная и дымоход также не потребуются.
Безопасность
Электрические системы не образуют угарных газов, продукты сгорания полностью отсутствуют. Вредные выбросы не выделяются даже при поломке или разборке системы.
Невысокие первоначальные затраты
Отсутствует необходимость подготовки проектной документации с приглашением специальных служб. Никакие разрешительные документы не нужны.
Надежность и бесшумность
Электрическое отопление не нуждается в регулярном сервисном обслуживании с привлечением специалистов. Все установки работают абсолютно бесшумно, так как в системе отсутствуют вентилятор и циркуляционный насос.
Простота эксплуатации
В системе нет элементов, которые могли бы быстро выйти из строя. Нет необходимости постоянно следить за датчиками и уровнем топлива.
Блок управления системой.
Высокий уровень КПД
Позволяет быстро обогреть частный дом даже в самые сильные морозы. Электрическое отопление всегда оборудуется специальной системой, дающей возможность регулировать температуру в каждой отдельной комнате, что позволяет значительно сэкономить финансовые затраты в отопительный сезон.
Минусы работы
Главным недостатком электрического отопления считается большой расход электроэнергии. В некоторых районах цена на энергоносители достаточно высокая, поэтому такой способ может быть просто невыгодным.
Вторым недостатком считается энергозависимость. Если электричество по какой -либо причине будет отключено, обогрев помещения станет невозможен.
Использование генератора.
Решили отапливать дом электричеством? Необходимо учесть состояние и мощность электропроводки. Для большого частного дома может понадобиться трехфазная электросеть. Потребуется точно узнать, какая мощность выделяется на дом и какую часть из выделенной мощности можно отдать на отопление.
Варианты электрического обогрева частного дома
В настоящее время на строительном рынке представлено множество нагревательных приборов, работающих от электричества. Электрическое отопление может работать как напрямую, так и при помощи циркулирующего теплоносителя - антифриза, масла или воды.
Масляные радиаторы
Этот вид обогрева известен очень давно, и до сих пор он сохраняет свою популярность. Это мобильные агрегаты, часто на колесиках, работают напрямую от электрической розетки. КПД у таких приборов равен 100%, так как электрическая энергия переходит в тепловую напрямую, без каких-либо передающих устройств.
С помощью масляного радиатора можно обогреть небольшую комнату, но для целого дома такой способ конечно не пойдет.
Это довольно популярный и эффективный способ отопления, способный поддерживать оптимальный баланс влажности в помещении, не сжигая при этом кислород. Превосходные технические характеристики и широкий диапазон мощностей позволяет использовать электроконвекторы для обогрева как маленькой комнаты, так и большого частного дома.
Основой конвектора выступает тэн - преобразователь электрической энергии в тепловую. Принцип работы основывается на конвекции воздуха. Холодный воздух заходит через прорези в нижней части корпуса нагревательного прибора, внутри устройства воздух нагревается от тэна и выходит через прорези в верхней части корпуса.
Сам нагревательный электроконвектор заключен в металлический кожух, который имеет эстетичный внешний вид и легко вписывается в любой интерьер. Конвектор может быть напольным, но чаще всего выбор делается в пользу настенного устройства. Работать конвектор может как отдельно, так и в системе, под контролем одного регулятора температуры.
Кондиционеры, работающие в режиме обогрева, тоже можно отнести к электрическим нагревательным приборам. Специалисты считают, что именно такое отопление – самое экономичное, так как затраты на электричество вполне покрываются выделяемым теплом. К тому же расходы можно уменьшить за счет регулировки.
Но у такого вида отопления есть много недостатков и самый главный из них - техническая сложность обслуживания. К тому же кондиционеры имеют первоначальную высокую стоимость, а в случае поломки вызов специалиста принесет дополнительные финансовые расходы.
Инфракрасное отопление
Инфракрасное (пленочное) отопление можно назвать инновационным, но уверенно набирающим популярность способом отопления частного дома. Такое отопление – довольно экономичное в процессе использования, но дорогостоящее в плане стоимости оборудования и монтажа.
Принцип действия инфракрасного отопления заключается в следующем: тепло, исходящее от нагревательного элемента, с помощью обогревателя равномерно излучается на поверхности близлежащих предметов, а те, в свою очередь, отдают тепло воздуху.
Инфракрасные обогреватели потребляют мало энергии и позволяют избежать нерационального распределения температуры, так как можно выполнять как зональный, так и точечный обогрев. После выключения оборудования предметы еще долго сохраняют и отдают тепло. Монтаж и демонтаж оборудования очень прост и легко выполняется самостоятельно.
Расположение обогревателей ограничивается только фантазией. Они могут располагаться на полу, за вешалкой, на потолке, но только не на уровне головы человека.
Следует помнить, что ИК-излучатели нагревают твердые предметы.
Система «теплый пол»
Такая система может служить как основным видом отопления, так и дополнительным. Принцип работы системы заключается в том, что тепло от подогреваемого пола равномерно распространяется до потолка. Нагревательные секции состоят из одножильного или двужильного кабеля, укрытого сверху напольным покрытием. Терморегулятор может быть встроенным, накладным или программируемым.
К плюсам такого способа можно отнести долгий срок службы - до 80 лет, а также простоту в обслуживании и экологичность.
Но теплый пол неустойчив к механическим повреждениям, и ремонт такой системы сопровождается демонтажем напольного покрытия, что ведет к дополнительным финансовым затратам. Для того чтобы определить место повреждения кабеля, потребуется специальная аппаратура.
При наличии базовых знаний и навыков систему «теплый дом» вполне можно сделать своими руками.
Инфракрасный теплый пол
Обогрев дома электричеством при помощи инфракрасного теплого пола можно оценить как экономичное и достаточно эффективное, но малораспространенное средство.
Инфракрасный теплый пол не боится перепадов электроэнергии и не выходит из строя даже при частичном повреждении. Устраивать оборудование можно под любое напольное покрытие, кроме паркета.
Инфракрасные лучи способны нагревать исключительно твердые предметы, поэтому, прогревая пол, сам элемент не нагревается. Напольное покрытие отдает свое тепло воздуху, который, посредством конвекции, распространяется по всему помещению.
Имея элементарные навыки работы с электричеством, смонтировать и подключить такой пол своими руками не составит никакого труда.
Отопление электрическим котлом
Отопление электричеством частного дома чаще всего осуществляется при помощи электрического котла, в котором нагревается жидкий теплоноситель. Стоят электрические котлы относительно дешево, монтаж своими руками не представляет никаких трудностей.
Электрические котлы по способу нагрева делятся на три типа:
- тэновые;
- электродные;
- индукционные.
Тэновый электрический котел можно отнести к традиционным, в них жидкость нагревается всем привычным тэном. Тэн нагревается от электричества, отдает свое тепло теплоносителю, который, в свою очередь, по системе трубопроводов разносит его по установленным в комнатах радиаторам.
Элементы системы.
Котел прост в монтаже, снабжен терморегулятором, способным поддерживать заданную температуру. Потребляемую мощность можно регулировать при помощи отключения определенного количества тэнов.
К минусам тэнового котла можно отнести накапливаемую накипь на нагревательном элементе, что может быстро вывести котел из строя, особенно, если вода жесткая. Поэтому иногда придется использовать различные средства против извести.
Электродный котел
Электродный электрический котел вместо тэна снабжен электродом, который воздействует на свободные ионы в воде, в результате чего появляется тепло. Такая конструкция уникальна по своей безопасности, так как совершенно невосприимчива к утечке теплоносителя. При отсутствии воды прибор просто перестает работать.
Такой способ нагрева теплоносителя не провоцирует известковый налет, но электроды имеют свойство постепенно разрушаться, и тогда их надо менять. К тому же, в качестве теплоносителя может быть только вода - незамерзающую жидкость использовать нельзя. Сама вода должна иметь удельное сопротивление определенного значения, измерить которое самостоятельно довольно затруднительно.
«Внутренности» индукционного котла.
Индукционный электрический котел состоит из излучателя и трубопровода, по которому циркулирует теплоноситель. Излучатель вырабатывает электромагнитное поле, которое взаимодействует с металлом. Электричество создает вихревые потоки, которые, в свою очередь, передают энергию теплоносителю. Нагревательный элемент отсутствует.
Индукционный котел прост в монтаже и обслуживании, не содержит быстроизнашивающихся элементов, накипь в нем образуется в минимальных количествах, эффективен для отопления больших помещений. Теплоносителем может выступать масло, вода или антифриз.
Сделать индукционный котел своими руками несложно, а по стоимости это выйдет намного дешевле покупного.
Существенным минусом можно считать довольно большие габариты и высокую цену, по сравнению с тэновыми и электродными котлами. К тому же, в случае механического повреждения целостности контура, котел выйдет из строя из-за опасного повышения температуры. В этом случае прибор должен снабжаться датчиком, отключающим котел при полном отсутствии в нем воды.
Заключение
Были рассмотрены практически все популярные способы отопления загородного дома электричеством. Достоинств у каждого способа много - это и отсутствие необходимости запаса топлива, экологичность, безопасность, бесшумность и простота эксплуатации. Но учитывая, что электричество на данный момент стоит недешево, ждать особого экономического эффекта не приходится. Поэтому стоит особое внимание уделить утеплению частного дома, чтобы свести теплопотери к минимуму.
ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.
Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.
Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.
На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.
Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…
Насколько большая выгода от ТЭНов
Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…
Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.
Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…
Обогреваться ночью
Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.
Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.
Нагреватели в батареях
Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.
Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.
Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.
Оборудование систем отопления
Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….
Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.
Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.
Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Какая мощность понадобится
В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.
Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.
Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.
Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.
Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.
Какие тены для радиатора выбрать
ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.
О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.
Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.
В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.
Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.
Как применяются
ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.
Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.
Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.
Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).
Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.
Масло не допустимо
Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.
Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.
Встречаются и другие нарушения.
Конструирование своими руками — выгодно?
Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.
Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.
Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.
Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.
