Електрическо отопление в частен дом: преглед на най-добрите видове електрически отоплителни системи

Изборът на отоплителна система е ключов въпрос, от решението на който зависи комфортът на живот и запазването на финансовите средства на собственика. Разглеждайки различните варианти, си струва да обърнете внимание на електрическото отопление в частния дом, да оцените неговите плюсове и минуси, за да го сравните с други предложения.

Съвременните системи, захранвани с електричество, са много разнообразни. Далеч не всички от тях консумират прекалено голямо количество електроенергия. Ще разгледаме подробно всяка от тях.

Защо избират електрическо отопление?

Прието е да се смята, че отоплението на дома със системи, работещи на електричество, е твърде скъпо. Затова техните предимства някак не се вземат предвид.

Електрическите отоплителни системи принадлежат към най-екологично чистите. Те не отделят никакви емисии в атмосферата.

Това е коренно неправилно, тъй като електрическите системи имат множество значими предимства, които ги отличават благоприятно от отоплението от други типове:

• Безопасност. Оборудването не работи с открит пламък и взривоопасни вещества, както другите отоплителни уреди. Качествено положеното окабеляване е надеждна защита от евентуално запалване.
• Простота в управлението и обслужването. Автоматичните системи регулират работата на оборудването, което изисква минимална намеса от човек. Елементи, изискващи редовна смяна или почистване, липсват.
• Пълна екологична безопасност. При работа системата не отделя токсични вещества, затова тя може да се монтира във всякакви помещения.
• Липса на необходимост от съхранение на запас от гориво. Затова не се изисква специално помещение за складиране на горими материали.
• Компактност. Голяма част от оборудването се отличава с малки размери. Разнообразният дизайн на устройствата позволява лесно да се избере модел за всеки интериор по стил.
• Ниска цена. В сравнение с отоплителните уреди от други типове, цената на самото такова оборудване е значително по-ниска.

От значимите недостатъци на електрическите системи, освен доста високата цена на електроенергията, за справедливост трябва да се отбележи пълната енергийна зависимост на оборудването.

Това означава, че при прекъсване на електрозахранването всички уреди ще спрат да работят, което ще бъде особено забележимо в райони с чести прекъсвания. Освен това, за непрекъсната работа на оборудването ще е необходима мощна електропреносна мрежа, която не се среща навсякъде.

За оборудване на водно отопление с електрически котел се избира само затворена система с разширителен съд с мембрана, с помощта на който се регулира налягането в системата.

Водно отопление с електрически котел

Представлява стандартна система с течен топлоносител, който циркулира по отоплителния контур. Нейната основна разлика се състои в това, че загряването на топлоносителя се извършва само чрез използване на електрически котел.

Поради това такава система ще има някои особености. На първо място, тя може да бъде само от затворен тип и трябва да бъде оборудвана с мембранен разширителен съд.

В противен случай няма да се избегне неравномерното отопление на помещенията, загуби на скорост и мощност на топлообмена, което ще доведе до преразход на електроенергия и съответно до неоправдани разходи. По същите причини не се препоръчва да се монтира система с естествена циркулация.

Оптималният вариант е принудителна циркулация на топлоносителя, което ще даде възможност за максимално пестене на електроенергия. За работа с такава отоплителна система могат да се използват три типа електрически котли. Нека разгледаме предимствата и недостатъците на всеки от тях.

Котли с нагреватели от типа ТЕН

Във всяко от такива устройства се монтират ТЕН-ове. Това са нагревателни елементи, които работят на принципа на резистивно нагряване на проводник, през който преминава електрически ток.

Поради това, че им се налага да работят в течност, върху устройствата допълнително се монтира защита под формата на водоустойчив корпус и надеждна изолация. Поради това мощността на ТЕН-овете леко намалява.

На фигурата е представена конструкцията на електрически котел с ТЕН нагревател

В резултат на това КПД на всеки такъв нагревател е не повече от 80. Затова, за да могат котлите от този тип да загряват топлоносителя до необходимата температура, е необходимо или да се увеличи броят на ТЕН-овете, или да се поставят нагреватели с по-голяма мощност.

Във всеки случай загубите на енергия са неизбежни, което се отразява отрицателно на икономичността на уредите от този тип. Най-често в един котел производителите монтират 3-4 ТЕНа. Предвидени са различни режими на работа на уреда. В зависимост от това могат да се включат всички нагревателни елементи, само един от тях или групи от елементи.

Мощността на електрическите котли от ТЕН тип варира в границите от 3 до 50 kW. Най-мощните модели са предназначени за свързване към трифазна мрежа, по-слабите могат да работят от еднофазна.

Компоновката на ТЕН-овете в уреда може да бъде различна, което се отразява на външния им вид. Те могат да бъдат изработени под формата на цилиндри със «скрити» вътре нагревателни елементи и изнесен в отделен корпус управляващ блок, или да имат обичайната правоъгълна форма с изведени на корпуса органи за управление.

Цената на котлите от този тип е много ниска, което се дължи на тяхната неикономичност.

В процеса на експлоатация повърхността на ТЕНа се покрива с котлен камък и солеви отлагания, поради което той трябва редовно да се сменя.

ТЕН устройствата имат и други недостатъци. На първо място, това е малък експлоатационен срок на нагревателния елемент. В процеса на експлоатация на уреда той се покрива със солеви отлагания и се поврежда.

Поради това редовната смяна на ТЕН-овете е необходима за такъв уред. Още един «минус» се състои в това, че при стартиране на оборудването с малко количество топлоносител или при липса на такъв, нагревателите се повреждат.

Котли с електроден принцип на действие

Принципът на работа на устройството коренно се различава от ТЕН моделите. За получаване на топлина се използват честотни колебания в променливата мрежа, които от своя страна предизвикват колебания на йоните, намиращи се в електролита, което води до неговото бързо загряване.

Самият котел представлява корпус с два електрода, потопени в топлоносителя, чиято роля играе токопроводяща течност или електролит. Най-често за тази цел се използва антифриз от една или друга марка.

Електродните устройства се отличават благоприятно с компактност и малко тегло, като при това мощността на нагряване е висока. Такива котли могат да се инсталират на групи, като се пускат в работа според нуждите един или няколко уреда наведнъж. Още едно предимство на електродното оборудване се състои в неговата почти пълна нечувствителност към колебанията на напрежението в мрежата.

Електродните котли са много компактни, което ги отличава благоприятно от аналозите от ТЕН тип

Безопасният за тях диапазон на отклонения е 15-20%, което е достатъчно голямо. Въпреки това за устройствата е много важна стабилността на честотата на променливия ток. Електродните котли са напълно пожароустойчиви, тъй като такова устройство не може да прегрее, а при липса на топлоносител то просто няма да се включи.

Уредът се загрява много бързо. По икономичност той превъзхожда с 20% аналога от ТЕН тип, тоест неговата ефективност е около 98%. Освен това неговата производителност може да се увеличи.

Това се постига чрез обвързване на устройството с метални тръби. По този начин зоната на йонизация на топлоносителя значително се разширява, което дава ефект на увеличаване на производителността. Стойността на електродните котли не е висока. Затова, когато такова оборудване се появи, то се смяташе за почти идеален отоплителен уред.

Въпреки това в процеса на експлоатация се разкриха и недостатъци. На първо място това е нестабилната мощност на устройството.

Тя много силно зависи от химичния състав на токопроводящата течност и нейната температура, тъй като дори при малки отклонения се променя електропроводимостта на разтвора, което води до промени в интензивността на нагряване. Освен това електродната система се поддава много трудно на автоматично управление и настройки.

Електродните котли могат да се инсталират на групи, което дава значително удобство при тяхната експлоатация

За котли от този тип са изключително важни съставът и чистотата на топлоносителя. При неспазване на пропорциите на разтвора или неговото замърсяване всички предимства на такава система изчезват. Затова поне веднъж годишно е необходимо да се извършва корекция на химичния състав на електролита.

Със същата периодичност ще трябва да се почиства топлообменникът и цялата отоплителна система от солеви отложения, които ще се натрупват доста бързо. Задължително условие за свързване на електрическата отоплителна система на дома от електроден тип е наличието на заземителен контур.

По този начин, въпреки че тези отоплителни уреди са по-икономични от техните ТЕН аналози, те не се ползват с особено търсене. Доста голям брой недостатъци правят тяхното използване за отопление на частен дом не съвсем удобно.

Отоплителни котли от индукционен тип

Това са най-съвършените представители на електрическите отоплителни системи. В основата на тези устройства стои принципът на електромагнитната индукция. Всичко се случва по следния начин. През първичната намотка, разположена в сърцевината на уреда, се пропуска електрически ток.

Той индуцира напрежение във вторичната намотка, разположена по-близо до корпуса на устройството. Тя представлява лабиринтна система от тръби, през която преминава топлоносителят.

На фигурата схематично е представен индукционен котел и принципът на неговото действие

При затваряне на вторичната верига възниква резистивно нагряване на проводника и съответно на топлоносителя. Няма никакви загуби на енергия, така че КПД на такава система е почти 100%.

Нагряването на течността става много бързо и равномерно. Индукционните котли са много икономични. Този показател се увеличава още повече поради самоиндукцията на системата, която е свързана с допълнителна реактивна мощност.

Тя се генерира от токове, преминаващи по вторичната затворена верига. Стойностите на възникващата допълнителна мощност са доста големи. Малко по-различно действа разновидността на индукционния котел – вихров индукционен нагревател или ВИН.

На неговата първична намотка постъпва напрежение, което предварително се преобразува във високочестотно. По този начин напрегнатостта на електромагнитното поле рязко нараства.

Какво дава същото рязко увеличение на силата на тока, който се генерира от това поле? Особеността на котела ВИН е, че той няма вторична намотка. Вместо нея се използват всички метални повърхности на оборудването.

Те специално се изработват от материали с изразени феромагнитни свойства. Появата на вихрови токове води до премагнитване, което предизвиква силно и практически мигновено нагряване на феромагнитните сплави.

Индукционните котли са компактни, но при това имат значително тегло

Следователно в процеса на топлообмен участват практически всички масивни елементи на корпуса, което дава възможност да се получи много висок КПД, приближаващ се до 100%. Индукционните котли и от двата вида се отличават със значително тегло и относително малки размери. Могат да се инсталират поединично или на групи, като последното дава значителни предимства при организирането на отоплението на сградата.

Индукционен котел за оборудване на вила или малка частна къща може да се направи със собствени ръце. Ръководство за сглобяване на индукционен котел, представено в препоръчваната от нас статия, ще помогне да изберете оптималния вариант и да изградите грамотно агрегата.

Предимствата на индукционните котли включват бързо, почти моментално загряване. Оборудването лесно се поддава на регулировки, затова на него се монтират автоматични блокове за управление, които осигуряват точни настройки. По отношение на електрическата и пожарната безопасност тези устройства са най-благополучни в сравнение с аналозите от други типове.

Високият КПД на индукционните уреди не намалява дори след продължителна експлоатация. Това е свързано с факта, че вътре в устройството не се натрупват солеви отлагания или котлен камък. Те се отстраняват от високочестотните микровибрации, които съпътстват работата на оборудването. По същата причина няма специални изисквания към химичния състав на топлоносителя. Котлите не са чувствителни към него.

Използването на индукционните котли дава икономия на електроенергия от порядъка на 40% в сравнение с използването на електрически котли от други типове

Още едно предимство – дългият експлоатационен срок на индукционните котли. Без преувеличение той може да се измерва в десетки години. Това се обяснява с факта, че уязвими възли на оборудването просто няма. Контактът на електрическата част на уреда с топлоносителя напълно отсъства.

Проблеми могат да възникнат само със заваръчните шевове, които обикновено издържат много дълго. Основното предимство на оборудването от този тип се състои в икономичността.

Практиката показва, че то позволява да се икономиса до 40% електроенергия в сравнение с неговите ТЕНови и електродни аналози. От недостатъците трябва да се отбележи лек вибрационен шум, който котлите издават по време на работа.

Масивността, която изисква внимание при монтажа, особено ако устройството се закрепва на стена. Друг минус – доста високата цена на индукционните уреди.

Оборудване за инфрачервено отопление

За отопление на своята извънградска къща с електричество могат да се използват съвременни системи за инфрачервено отопление. За тяхната работа се прилага принципът на вълново предаване на енергия на определено разстояние.

Всичко става по следния начин. Излъчвателят преобразува електрическата енергия във вълна от инфрачервения диапазон и я предава. Вълните се движат до момента, докато не попаднат върху някаква непрозрачна повърхност.

Разпределението на температурите при използване на инфрачервено отопление е много по-комфортно за човека, отколкото при използване на традиционни начини за отопление

Тук те се преобразуват в топлинна енергия, нагрявайки тялото, което се е срещнало на пътя им. Загрятият по този начин предмет, независимо дали е едра мебел, под или стена, започва да отдава топлина в атмосферата, нагрявайки по този начин въздуха в помещението.

По този начин се осъществява максимално равномерно нагряване на помещението, като температурите се разпределят по най-комфортния за човека начин. При това практически няма загуби на енергия, което обуславя високия КПД на инфрачервените нагреватели.

Те се произвеждат в различни варианти. Особено популярно е специалното инфрачервено фолио с запоени вътре в него карбонови излъчватели. То се използва за изграждане на система за подово отопление, може да се прилага на тавана и по стените. Фолиото се покрива с всеки довършителен материал, което не влияе на свойствата му.

Дебелината на инфрачервеното фолио е малка, то е незабележимо под всяко покритие. Системата е влагоустойчива, не се страхува от динамични натоварвания. Подлежи на демонтаж и последваща употреба.

В продажба могат да се намерят инфрачервени нагреватели, има както обикновени, така и изпълнени под формата на плочи с различни размери. Те също са предназначени за закрепване на стени или таван. Вярно е, че в този случай става въпрос по-скоро за допълнително отопление, отколкото за основно.

По отношение на икономичност инфрачервеното оборудване превъзхожда всички познати електрически отоплителни системи. Това се обяснява с факта, че то успява много бързо да нагрее помещението, след което автоматичният блок за управление периодично включва/изключва устройството, поддържайки необходимия температурен режим.

Към недостатъците на инфрачервените системи може да се отнесе строгата насоченост на нагряването. Устройството загрява само участъка, разположен пред него. Затова, например, инфрачервеното фолио се полага по целия периметър на пода или тавана.

Още един минус – доста висока цена на такова оборудване, особено ако трябва да се закупи материал за изграждане на топъл под или система ПЛЕН за таван. Впрочем, трябва да признаем, че подобни капиталовложения се изплащат доста бързо.

Съвременните инфрачервени нагреватели могат да бъдат изпълнени под формата на декоративно пано

Отоплителни електрически конвектори

Работата на тези уреди прилича на функционирането на отоплителни радиатори. Те също се нагряват и предават топлина на околния въздух. Разликата е, че в конвекторите липсва топлоносител. Поради това не са необходими системи за подаване/отвеждане на тръби.

Вместо това вътре в уреда са разположени ТЕН-ове, които нагряват повърхността му. За поемане на студен въздух е предназначена долната част на устройството.

Той прониква вътре в конвектора през специална мрежа. Нагрявайки се от ТЕНа, въздухът се издига нагоре и излиза навън през горната решетка.

В процеса на работа на отоплителния уред се създава устойчив възходящ поток на топъл въздух, който доста бързо отоплява помещението. За регулиране на температурата на нагряване оборудването се оборудва с термостат, може да бъде инсталиран автоматичен блок за управление.

Производителите предлагат широка гама от устройства с различна мощност и дизайн. За помещения с повишена влажност могат да се закупят устройства със специална защита. С критериите за избор на електрически конвектор ще ви запознае следващата статия, която препоръчваме да прочетете.

Конвекторите са изключително лесни за експлоатация и безопасни. Нагревателният елемент на устройството се намира вътре в корпуса му, а външният панел се нагрява много малко, така че е невъзможно да се изгорите на него.

На фигурата схематично е представен принципът на действие на електрическия конвектор: студените въздушни маси се засмукват от уреда отдолу и след обработка се извеждат навън отгоре.

Отоплителните уреди са безшумни, затова не създават никакви неудобства. Произвеждат се различни варианти на конвектори, сред които има мобилни преносими модели. Съществуват устройства, предназначени за монтаж в пода. Те се монтират под прозорци, пред врати и на други подобни места, където уредите създават ефективна топлинна завеса, която предотвратява проникването на студ в помещението.

Към отрицателните характеристики на конвекторите се отнася тяхната малка мощност. Затова за отопление на сградата ще е необходимо доста голям брой от тях, което представлява сериозно натоварване на електрическата инсталация. Освен това, икономичността на такива уреди не е висока. Те консумират доста голямо количество електроенергия.

Разновидност на електрически конвектор, която се вгражда директно в пода

Електрически системи „топъл под“

Техният принцип на работа се състои в използването на резистивни проводници, които се нагряват при преминаване на електрически ток през тях. По същество, електрическият топъл под представлява нагревателен кабел, който може да бъде двужилен или едножилен, което определя начина на неговото полагане.

Съществуват разновидности, оборудвани с полупроводникова матрица. Това са така наречените саморегулиращи се кабели, способни да контролират нагряването.

За изграждане на топъл под може да се вземе нагревателен кабел, който се полага директно в замазката. Друг вариант за монтаж за него не съществува. В този случай циментовата замазка се превръща в своеобразен акумулатор на топлина.

По-удобен за полагане вариант са електрическите матове. Те представляват същият нагревателен кабел, който е закрепен върху мрежа от стъклопласт.

Като предимство на матовете се смята възможността за полагане не само в замазка. В някои случаи, например под керамични плочки, такава система може да се положи директно в лепилото, чийто слой ще трябва леко да се увеличи.

Основният недостатък и на двата варианта на кабелен под е, че при повреда на един от участъците на системата, частта от конструкцията, разположена зад него, излиза от строя.

При монтажа отоплителният кабел се полага така, че участъците му да не се допират.

От този недостатък са лишени пръчковидните отоплителни мати. Те представляват двойки проводници, свързани с паралелно разположени пръчки.

Системата функционира на принципа на саморегулация на степента на нагряване. Топлите подове от всякакъв тип се оборудват с термостат, който контролира загряването на устройството до определена температура, след което оборудването се изключва.

Периодичното автоматично включване на системата се извършва само за да се поддържа зададената температура. Такъв режим на работа позволява икономия на електроенергия, но въпреки това такова отопление е доста енергоемко.

Затова по-често го използват като допълнителна отоплителна система и за създаване на особено комфортни топли зони в стаите. Това могат да бъдат например зони за детски игри или под в банята.

Пръчковите системи продължават да работят дори при излизане от строя на един от елементите.

Използваните в бита разновидности на електрически топли подове са показани тук. На желаещите да сравнят различните варианти на системи, да оценят техните плюсове и минуси, препоръчваме да се запознаят със съдържанието на тази статия.

Изводи и полезно видео по темата

Видео обзорът ще разкаже кой от електрическите котли да изберете за своя дом:

Нека разгледаме особеностите на различните типове електрически топли подове:

Как работи инфрачервеното отопление:

Маслените радиатори, електрическите нагреватели и подобно оборудване могат да бъдат отнесени към категорията «вчерашен ден». Да се организира с тяхна помощ пълноценно отопление е практически невъзможно. Освен това те са много неефективни, затова сметките за електроенергия ще бъдат просто космически.

Разгледаните по-горе електрически отоплителни системи са ефективни и могат да се използват за частни домове. Важно е само добре да се изолира сградата, иначе ще трябва да се плаща твърде много за електроенергия.

А кой тип електрически отоплителни системи използвате Вие за подобряване на комфортните условия във Вашия дом? Възможно ли е да са Ви известни полезни тънкости при избора и експлоатацията на отоплително електрическо оборудване? Пишете, моля, коментари, оставяйте снимки по темата на статията, задавайте въпроси в разположения по-долу блок.