Як зробити електроопалення своїми руками – варіанти, переваги та недоліки

Зміст:

Причини використання електрики
Варіанти зниження вартості електричного опалення
Введення в обв'язку котла теплового акумулятора
Як працює
Теплі підлоги
Особливості використання
Інфрачервоне опалення
Особливості та принцип роботи
Теплові насоси
Пристрій
Кондиціонери
Особливості функціонування
Підсумок

Утримувати системи опалення, оснащені електричними котлами – досить дороге задоволення. Існує кілька способів, як знизити фінансове навантаження на бюджет сім'ї.

Причини використання електрики

Найдешевшим варіантом опалення будинку є обладнання, що працює на природному газі. Однак далеко не всі населені пункти нашої країни можуть похвалитися наявністю газових магістралей. На другому місці по економічності після газу йде тверде паливо – дрова, пелети та вугілля. Цей варіант дешевше електрики приблизно в 3-5 разів, через що може здатися, ніби в електрокотлів немає жодних шансів.

Однак слід враховувати, що крім вартості енергоносіїв, при виборі типу опалення звертають увагу також на його автономність. Під цим терміном розуміється здатність обладнання справно функціонувати без постійного контролю з боку людини.

За цим критерієм тверде паливо значно відстає від електричної енергії:

За традиційними твердопаливними котлами потрібне постійне спостереження, оскільки завантаження палива проводиться кожні 3-6 години.
Використання піролізних агрегатів дозволяє дещо збільшити проміжок між завантаженнями до 10-12 годин.
Найбільш невибагливими в цьому відношенні вважаються котли на пелетах з автоматизованою подачею палива з бункера: вони здатні автономно підтримувати горіння в топці майже тиждень.
Будь-яке електричне опалення житла функціонує в автономному режимі, не вимагаючи догляду і обслуговування тривалий час.

Виходить, що з усіх твердопаливних котлів тільки пелетний можна з натяжкою назвати автоматичним. Таке обладнання здатне підтримувати тепло в будинку під час відсутності господарів на кілька днів. Однак слід враховувати мінливість постачання пелет в різних регіонах. Також вартість на це паливо в окремих випадках ставить під сумнів його економічність. Дуже незручно встановлювати таке опалювальне обладнання, яке не дає можливість відлучитися з дому навіть на кілька днів.

Варіанти зниження вартості електричного опалення

На відміну від газу та твердого палива, електрика є в переважній більшості населених пунктів. При цьому котли, що працюють на цьому енергоносії, набагато безпечніше і зручніше своїх газових або твердопаливних аналогів. Щоб зменшити витрату енергії на їх функціонування, застосовується кілька способів облаштування електроопалення своїми руками.

Введення в обв'язку котла теплового акумулятора

До складу малого контуру з примусовою циркуляцією води додають теплоакумулятор, комутуючи його з електричним котлом. Під теплоакумулятором мається на увазі вкритий зовнішньою теплоізоляцією бак місткістю до 3000 літрів. Завдяки великому контуру, що охоплює весь будинок, ємність з'єднується з опалювальними приладами. Обов'язковою умовою є наявність всередині бака рециркуляції теплоносія: це дозволяє підтримувати постійну температуру у батареях, незалежно від рівня нагріву води в акумуляторі.

Як працює

Порада: Використовуйте наші будівельні калькулятори онлайн, і ви виконаєте розрахунки будівельних матеріалів або конструкцій швидко та точно.

Перед тим, як зробити електричне опалення, потрібно прояснити деякі моменти. Нічний тариф на електричну енергію в 3-4 рази менше денного, тому вигідніше, якщо котел буде включатися тільки вночі. Вся вироблювана ним енергія йде на нагрівання води всередині теплоакумулятора. У денний час, під час дії більш дорого тарифу, нагрівач зупиняють, а обігрів будинку здійснюється внаслідок накопиченого в баку тепла.

Приміром, завдяки нагріванню 3000 л води на 40 градусів можна накопичити 175 кВт / год тепла. Цієї енергії цілком достатньо, щоб підтримувати опалення житла площею до 120 м² протягом 16 годин (поки діє денний тариф). Використовуючи двоставкову нічну тарифікацію, вдається істотно заощадити.

Недоліки рішення:

Значні розміри буферного бака. Не в кожному будинку знайдеться додаткове місце для місткості об'ємом у кілька кубометрів.
Регіональні тарифи можуть сильно відрізнятися. Через це введення двоставкової тарифікації не завжди тягне за собою значний економічний ефект.

Досліджуючи тему можливості здешевлення експлуатації електрокотлів, слід розвіяти одне пов'язане з ними невірне уявлення. Окремі різновиди цього обладнання (зокрема — електродні та індукційні прилади) рекламуються виробниками та реалізаторами як економічні. Чесно кажучи, така інформація є відвертим перебільшенням.

ККД будь-якого пристрою прямого нагріву доходить до 100%. Це пояснюється принципом збереження енергії: річ у тому, що всередині електричного котла вивільняється виключно теплова енергія. Ніякого переміщення в просторі проти напрямку гравітації не відбувається, а всі втрати на випромінювання або циркуляцію теплоносія в контурі компенсуються освітою все тієї ж теплової енергії.

Теплі підлоги

Під теплими підлогами мають на увазі систему опалення, де замість стандартних батарей тепло випромінюється поверхнею підлоги.

Для цього можуть застосовуватися такі конструкційні рішення:

Система тонких труб з теплоносієм. Укладається під стяжкою або на спеціальну теплорозподільну платформу під фінішне покриття.
Нагрівальний кабель. Його можна монтувати як на шар стяжки, так і в товщу плиткового клею під кахель.
Плівковий обігрівач. Як нагрівальний елемент тут використовується щільний діелектричний лист полімеру. Він має дві мідні струмопровідні жили, з'єднані між собою струмоведучими елементами з високим електричним опором. Місцем укладання плівкової теплої підлоги зазвичай виступає останній шар під фінішним покриттям з високою теплопровідністю. Зазвичай це — лінолеум, ламінат чи паркетна дошка.

Інерційність покладеної під чистове покриття плівки на порядок менше, ніж аналогічний показник кабелю під плиткою або стяжкою. Час, необхідний плівковому нагрівачу на доведення підлогового покриття до комфортних +25 градусів – не більше 5-10 хвилин. Водночас кабель під плиткою це робить за 30 хвилин, а кабель в стяжці через 3-5 годин.

Монтаж нагрівальної плівки настільки простий, що процедура встановлення електричного опалення своїми руками зазвичай не викликає труднощів:

Укладання підкладки. Для цих цілей використовується спеціальний матеріал – пінофол (спінений фольгований утеплювач). Його необхідно розкласти на чорновій основі фольгою вгору.
Комутація з терморегулятором і мережею. Необхідно провести обтиск клем на струмопровідних жилах і на проводі. Як ізоляція використовуються бітумні накладки. Під поверхню плівки проводиться встановлення термодатчика.
Фінішна обробка. Відповідними варіантами оздоблювального матеріалу поверх плівкового нагрівача є ламінат, лінолеум або паркет.

Рекомендується врахувати такі поради, як зробити електричне опалення своїми руками:

Один терморегулятор в змозі витримувати навантаження не більше 3,6 кВт. Великі приміщення бажано оснащувати кількома окремими контурами живлення з автономними терморегуляторами.
Гріючою плівкою забороняється оформляти ділянки підлоги під меблями й іншими прилеглими до підлоги предметами. Подібно іншим електричним приладам, плівка погано переносить перегрівання.

Особливості використання

При використанні конвекційного опалення (звичайних настінних радіаторів) спостерігається ефект нагрівання, в першу чергу, простору під стелею. Менш нагріті потоки повітря в такому випадку переміщуються вгору. Виходить так, що температура повітря +20 градусів на рівні підлоги може бути досягнута в тих випадках, коли ділянка над головою буде прогріта до +26-30 градусів. Теплі підлоги діють інакше: в цьому випадку найбільше нагрівається ділянка над підлогою. В міру того, як тепле повітря підіймається вгору, його температура знижується.

Переваги електричного опалення в приватному будинку за допомогою теплих підлог:

Комфорт в приміщенні. Мати тепло на рівні ніг завжди набагато приємніше.
Над підлогою немає протягів. Це дозволяє не побоюватися за здоров'я маленьких дітей, які люблять гратися на підлозі в кімнаті.
Зменшується середній рівень температури в оселі. Завдяки цьому досягається помітний економічний ефект, оскільки теплові втрати в приміщенні, що обігрівається безпосередньо пов'язані з різницею температур на вулиці.

До недоліків плівкових підлог зазвичай відносять їх дорожнечу. Навіть якщо проводити укладання самостійно, вибравши недорогий варіант системи з механічним терморегулятором, все одно фінансові витрати будуть значними. У тих випадках, коли монтажні роботи виконуються найманими робітниками, витрати зростуть приблизно в 1,5-2 рази.

Інфрачервоне опалення

Існує два види віддачі тепла в навколишній простір:

Конвекція. Безпосередній контакт з повітрям, з подальшим транспортуванням теплової енергії повітряними потоками.
Випромінювання. Цей процес знайомий будь-якій людині з досвідом перебування біля палаючого багаття: попри прохолодне повітря, на відкритих частинах тіла відчувається тепло.

Щоб зробити один з вищеописаних способів передачі тепла переважаючим, досить змінити температуру і площу поверхні обігрівача. Прилад, що має невелику площу і досить високу температуру, для опалення кімнати буде використовувати в основному ІЧ-промені. Не дуже гарячий радіатор, оснащений хорошим ребрами секцій, обігріває приміщення внаслідок конвекції.

Існує кілька побутових інфрачервоних обігрівачів, за допомогою яких можна організувати опалення приватного будинку:

Кварцова трубка. Всередині неї є нагрівальна спіраль, температура якої після подачі електрики підіймається до +600-800 градусів.
Нагрівальна панель зі скла або кераміки. Нагрівається до + 80-90 градусів.
Металева панель з алюмінію або сталі. Спеціальний декоративний екран закриває низькотемпературну нагрівальну спіраль, вміщену в керамічний корпус.
Плівка. Джерелом тепла в такому випадку виступає вже знайома нагрівальна плівка для теплої підлоги, або полімерна панель невеликої товщини, поверхня якої вплавляють карбонову нитку.

Організація інфрачервоного опалення житла своїми силами зазвичай не викликає ніяких складнощів.

Головне, дотримуватися наступних рекомендацій:

Оптимальним місцем розміщення схеми електроопалення виступає стельова поверхня. При цьому теплове випромінювання повинне бути спрямоване вниз.
Для комутації системи використовуються спеціальні колодки, які живляться через звичайну розетку або кабель напругою 220 В.
Важливо пам'ятати, що навантаження на одну розетку не повинна перевищувати 3,5 кВт, при перетині мідної проводки не менше 1 мм² /10 ампер пікового струму.

Особливості та принцип роботи

Розташування джерел ІЧ-випромінювання під стелею дозволяє досягти такого ж ефекту в розподілі температур в приміщенні, як застосовування теплої підлоги. Тобто більш нагрітими виходять нижні шари повітря. Крім того, завдяки тепловому випромінюванню відбувається нагрівання не тільки підлоги та меблів, а також шкіри та одягу, людей в приміщенні.

Як наслідок, відбувається зменшення зони комфортної температури з +22-24 до +14-16 градусів. Це дозволяє істотно знизити витрати на організацію системи опалення. Як результат, влаштування потужністю 1 кВт може обігріти площу до 20 м². Щоб досягти подібного рівня опалення за допомогою недорогого плівкового нагрівача тієї ж площі, буде потрібно витратити на порядок більше грошей.

В результат при вуличній температурі 0 градусів і зниження середньої температури в житло з +25 до +15 градусів досягається економія електроенергії на рівні 40%. При цьому важливо пам'ятати, що у зоні дії ІК-обігрівачів повинна знаходитися вся житлова площа. За її межами температура буде дуже некомфортним.

Теплові насоси

Основним призначенням теплового насоса є перекачування теплової енергії. Найвідомішою його різновидом є звичайний холодильник. Всередині нього відбувається відбір теплової енергії у холодильної камери, з наступною віддачею її в навколишній простір.

До складу повного робочого циклу теплового насоса входять такі етапи:

Стискання компресором газоподібного фреону. Завдяки збільшенню тиску він переходить у рідкий агрегатний стан. Це супроводжується збільшенням температури на кілька десятків градусів.
Проходження гарячого холодоагенту через внутрішній теплообмінник насоса. При цьому відбувається віддача надлишку тепла теплоносієві або повітрю в приміщенні.
Повернення остиглого фреону в газоподібний стан після проходження ним розширювального бачка. Мова йде про ділянку контуру з різко збільшується діаметром. Після перетворення на газ спостерігається різке зменшення температури фреону.
Циркуляція холодоагенту з зовнішнього теплообмінника з подальшим його нагріванням. Це досягається завдяки відбору тепла від зовнішнього середовища: температура на порядок нижче, ніж повітря в опалювальному приміщенні, але вище, ніж холодагент.
Стиснення всередині компресора та вихід на наступний цикл.

Таким чином досягаються наступні переваги:

Температура на вулиці, яка виступає донором тепла, часто на порядок поступається температурі повітря в оселі.
Електроенергію в такій схемі споживає тільки компресор. При цьому рівень його електричної потужності часто на порядок поступається тепловій потужності насоса. Мається на увазі той об'єм теплової енергії, який перекачується помпою всередину житла за одиницю часу.

За допомогою найбільш ефективних теплових насосів вдається отримувати до 7 кВт /год тепла енергії на кожен кіловат/годину витрат електрики. Для встановлення подібного насосного обладнання рекомендується запросити представника дилера: це дозволить обзавестися гарною гарантією на обладнання. Водяне опалення, що працює в комбінації з подібним приладом, повинно бути низькотемпературним (робоча температура не більше + 55 градусів).

Це дасть можливість досягти максимально можливої ефективності роботи теплового насоса. При цьому температурна різниця між його теплообмінниками буде найменшою. Теплові насоси з внутрішнім водяним контуром зазвичай комбінуються з водяними теплими підлогами або звичайними батареями зі збільшеним числом секцій.

Пристрій

Як середовище-донор системи зазвичай виступає:

Ґрунт нижче рівня промерзання. Далеко від верхніх шарів температура землі в основному стабільна (в межах +10-14 градусів).
Незамерзаючий водойма або ґрунтові води. Їх відкачують зі свердловини з хорошим запасом. Після віддачі тепла воду направляють в дренаж.
Повітря на вулиці. Мінімальна температура повітря обмежена особливостями застосовуваних холодоагентів. Оптимальний температурний рівень для роботи повітряних теплових насосів – не менше -25 градусів. В міру зниження цього показника також буде падати ефективність насоса.

У підсумку, щоб отримати 1 кіловат тепла, потрібно у 2,5-7 менше енергії, ніж для отримання кіловата електроенергії. Певною мірою на це впливають характеристики приладу і температура опалювального житла. До недоліків цього способу обігріву можна віднести високу вартість обладнання.

Кондиціонери

Кондиціонер часто сприймається, як прилад для охолодження повітря. При цьому важливо розуміти, що будь-який такий прилад є різновидом теплового насоса, що працює за циклом «повітря-повітря». Якщо запустити його на обігрів, він демонструє не меншу ефективність, ніж аналогічне обладнання прямого нагріву. Коефіцієнт відношення теплової потужності до енергії, яка витрачається, у сучасних інверторних кондиціонерів знаходиться в межах 3,6 - 5.

Обігріваючі функції можуть ефективно виконуватися при нижній межі робочої температури -25 градусів. У регіонах, що знаходяться у середній смузі України, кондиціонери нерідко виконують роль допоміжного джерела тепла, незалежно від пори року. Монтаж обладнання може бути здійснений як самостійно, так і численними фірмами. Найбільш зручними в цьому відношенні вважаються віконні моделі, місцем монтажу яких часто виступає відкрита стулка.

Особливості функціонування

Основна відмінність кондиціонера від теплового насоса полягає в тому, що кондиціонер безпосередньо гріє повітря в кімнаті. Якщо обігріву потребують відразу кілька приміщень, рекомендується провести монтаж серії інверторів або мультиспліт-системи (коли загальним зовнішнім блоком обслуговуються за кілька внутрішніх).

Рекомендації, як зробити опалення електрикою в будинку за допомогою кондиціонера більш ефективним:

Бажано, щоб внутрішній блок випускав тепло чітко вниз. При встановленні жалюзі в горизонтальне положення нагріватися буде тільки повітря під стелею.
Обороти на внутрішньому вентиляторі повинні бути встановлені на максимумі. Це дозволить нагрітим повітряним потокам досягати поверхні підлоги і нагрівати її. Особливо це актуально в будівлях з бетонними перекриттями: завдяки високій теплопровідності бетону підлога в кімнаті поступово стане теплою.

Якщо все зробити правильно, то економічний ефект від використання кондиціонерів для обігрівання приміщень може перевершити системи з звичайними електричними котлами майже 5 раз.

Підсумок

Як висновок можна сказати, що електричне опалення, використовуючи деякі хитрощі, можна наблизити по економічності систем на газових або твердопаливних котлах. При цьому електричне обладнання на порядок зручніше і безпечніше.