Электричество уже давно является самым распространенным видом энергии. Дом может обойтись без централизованного водоснабжения, отопления или подачи газа, но электричество присутствует даже в самых отдаленных и глухих местах. Наличие электроснабжения позволяет организовать подачу воды в дом и обеспечить его обогрев, кроме того, отопить здание можно и без использования воды, применяя для обогрева исключительно электрическую энергию.
Ассортимент электрических обогревательных приборов очень велик. Функциональное предназначение таких обогревателей отличается: некоторые предназначены для периодического отопления помещений, когда со своими задачами не справляются основные приборы водяного отопления, другие обеспечивают обогрев изначально не отапливаемых помещений хозяйственного назначения (гаражей или мастерских), а с помощью третьих можно организовать полноценное отопление частного дома или квартиры.
Виды электрообогревателей
Главное отличие между электрическими обогревателями в способе преобразования электрической энергии в тепловую и в способе передачи тепла в помещение. Электронагревательные приборы для обогрева помещений условно подразделяются на четыре основных группы:
- Тепловентиляторы.
- Масляные радиаторы.
- Электрические конвекторы.
- ИК радиаторы.
Каждый из перечисленных видов имеет свои особенности конструкции, области применения, преимущества и недостатки и заслуживает отдельного рассмотрения.
Тепловентиляторы
Эти электрические отопительные приборы отличаются простой конструкцией и применяются преимущественно в качестве дополнительных источников тепла, для временного обогрева слабо отапливаемых и не отапливаемых помещений и как переносные обогреватели при проведении строительных и других работ.
Принцип работы основывается на принудительной рециркуляции воздуха. Холодный воздух поступает из помещения, нагревается и при помощи вентилятора подается обратно. Основными элементами устройства является двигатель, приводящий в движение вентилятор, и нагревательный элемент (ТЭН) в термостойком корпусе, оснащенном защитными решетками. Производительность тепловентилятора зависит от мощности и вида применяемого ТЭНа:
- Нихромовая нить, намотанная на термоустойчивое основание. Устаревший недорогой вариант, оказывающий ощутимое воздействие на качество воздуха в помещении. Температура нагретой нити достигает 800°C, вызывая пересыхание воздуха, кроме того пыль и частицы мусора попадая на спираль сгорают и в воздухе появляется неприятный запах гари.
- Трубчатый ТЭН. Нагревательный элемент заключен в трубку, заполненную теплопроводящим материалом. Поверхность трубки разогревается гораздо меньше, а снижение температуры компенсируется увеличением площади нагрева.
- Керамический обогреватель. Благодаря сложной структуре керамического элемента воздух проходит через множество отверстий и соприкасается с максимальной площадью теплоотдачи. Эффективный нагреватель, основным недостатком которого является цена (в 2-3 раза дороже спиральных и трубчатых обогревателей).
Калориферы электрические подходят для быстрого обогрева отдельных участков помещения или предварительного прогрева перед запуском основной отопительной системы, однако не могут выступать в качестве единственного полноценного источника постоянного обогрева.
Масляные радиаторы
Масляные электрические радиаторы отопления пользуются популярностью среди потребителей и занимают львиную долю рынка. Внешне электрический масляный радиатор напоминает классическую водяную ребристую батарею. Внутреннее устройство имеет много общего с водяными радиаторами: в качестве теплоносителя используется минеральное масло, разогреваемое при помощи ТЭНа. Тепло передается на оребренный корпус и распространяется по помещению при помощи теплового излучения. Количество секций (ребер, увеличивающих площадь теплоотдачи) составляет от 5 до 12 у разных моделей, а мощность приборов составляет от 500 Вт до 3 кВт. Размеры масляных радиаторов могут отличаться. Для удобства перемещения изделия комплектуются колесиками.
Кроме оребренных, выпускаются модели в цельном корпусе. Такие приборы состоят из одной, двух или трех гладких панелей, ТЭНы в радиаторы отопления встраиваются в нижнюю часть панелей. Производители предлагают приборы в напольном и настенном исполнении. Панельный настенный электрический масляный радиатор устанавливается в любом удобном месте, в том числе под оконным проемом, и внешне практически не отличается от радиатора водяного отопления.
Электросхема масляного радиатора предусматривает автоматическое отключение в случае перегрева ТЭНа или утечки масла. На рынке представлены модели приборов с дополнительными возможностями: плавной регулировкой температуры, переключением режимов отопления, встроенным ионизатором, увлажнителем воздуха, сушкой для вещей или электронным программатором.
Масляные электрические батареи отличаются бесшумной работой, просты в управлении и безопасны. К недостаткам относится инерционность (требуется время на разогрев масла) и высокая температура поверхности при разогреве.
Электрические конвекторы
Электрические радиаторы отопления конвекционного типа используют для обогрева помещений принцип естественной конвекции, при котором воздух поступает в корпус радиатора через нижнюю решетку, разогревается при помощи нагревательных элементов, и, становясь легче, поступает обратно в помещение через верхнюю решетку. В процессе работы температура корпуса не поднимается выше 60°C, что делает безопасной установку прибора в детских комнатах.
Конвекторные электрорадиаторы отличаются разнообразием вариантов исполнения. На рынке представлены настенные электрические батареи отопления, напольные, встраиваемые в пол или стену. Также выпускаются модели с влагозащитным и электрозащитным корпусом, а для регулировки температуры применяется поворотная ручка или термостат электрический.
Конвекционный принцип используют и энергосберегающие электрические батареи отопления. Конструкция таких приборов схожа с обычными конвекторами, но имеет ряд особенностей:
- Для изготовления корпуса обычного конвектора применяется сталь, теплопроводность которой составляет 47 Вт/(м*К), а в энергосберегающих используют алюминий с теплопроводностью 202-236 Вт/(м*К).
- Для эффективного прогрева поверхности корпус делают уже (30-45 мм) и ТЭН располагают ближе к стенке.
- Внутри корпуса размещают медное оребрение, повышающее интенсивность конвекции и, одновременно, увеличивающее площадь теплоотдачи.
За счет использования дорогостоящих металлов (алюминия и меди) электробатареи для экономного отопления стоят дороже, однако со временем разница в цене компенсируется благодаря экономии электроэнергии.
Максимальный эффект достигается при использовании комплекта автоматики для управления работой конвекторов. Электрообогреватель настенный с термодатчиком, установленным на расстоянии не менее чем 2 метра от прибора, позволяет контролировать температуру в помещении и отключать ТЭН при нагреве воздуха до заданных параметров. Допускается объединение приборов в единую конвекторсистему с центральным блоком управления. При таком способе управления существует множество вариантов настройки, направленных на экономию электроэнергии. Так, для поддержания необходимой температуры, конвекторы включаются поочередно в необходимом количестве.
В отношении таких конвекторов используют рекламный слоган: «Электробатарея отопления с расходом электроэнергии, как у лампочки». Это, конечно, преувеличение, однако правильно настроенная система позволяет сократить расход электричества в 2-2,5 раза.
Инфракрасные радиаторы
Инфракрасный электронагреватель для отопления дома работает по принципу, позволяющему производить обогрев помещения при помощи электромагнитного излучения с длиной волн от 770 нм до 1 мм. Такое излучение находится в невидимой части спектра и безвредно для здоровья человека. Излучение поглощается окружающими предметами и нагревает их, после чего тепло равномерно распространяется в помещении. Такой способ обогрева близок к естественному нагреву при помощи солнечного тепла.
Инфракрасные электрические радиаторы экономно расходуют электроэнергию и создают комфортные условия для человека. Кроме того, такой принцип работы позволяет производить панельные настенные электрорадиаторы отопления, пленочные электробатареи в виде картин или панно, оконные обогреватели и другие разновидности. Инфракрасные радиаторы стеклянные гармонируют с интерьером ванной комнаты и используются в качестве полотенцесушителя.
Использовать для нагрева теплоносителя электрическую энергию можно и в водяных алюминиевых, чугунных, стальных трубчатых радиаторах или полотенцесушителях. Для этих целей применяется ТЭН для отопления с терморегулятором, представляющий собой металлический нагревательный элемент, вмонтированный в ручку с дюймовой резьбой. ТЭН устанавливается вместо одной из футорок, при разогреве открывают кран Маевского и стравливают излишки воды, после чего прибор готов к автономному использованию.
Преимущества и недостатки электроотопления
В некоторых странах электрический обогрев полностью вытеснил традиционные системы водяного отопления, что объясняется рядом преимуществ этого способа:
- Высокая скорость нагрева помещения.
- Простой и экономичный монтаж. Для установки электрических обогревателей не требуется прокладка труб, штробление стен или проведение сварочных работ. Достаточно установить прибор в удобном месте и подключить к сети.
- Автономность каждого прибора. Даже при выходе из строя одного радиатора остальные продолжат работу и поддержат комфортную температуру.
- Возможность точной регулировки, программирования и объединения приборов в единую систему.
- Множество вариантов установки. Электрический настенный радиатор отопления устанавливается под окном и создает тепловую завесу, дополнительные приборы устанавливаются в любом удобном месте, встраиваются в пол или в ниши в стене.
- Мобильность. Расположение радиатора легко изменить, просто передвинув в нужное место, а чтобы перевесить настенные батареи понадобится 10-15 минут на установку держателей.
- Надежность и безопасность. В радиаторы встроена защита от перегрева, отключающая подачу электричества в аварийных ситуациях (при перегреве, падении прибора, утечке масла).
- Долговечность. В отличие от радиаторов водяного отопления, риск возникновения коррозии минимален.
Расчет мощности и правила безопасности
В случае если электрическая батарея отопления используется в качестве основного источника тепла, производят расчет мощности. Для стандартного помещения на разогрев одного кубометра воздуха до комфортной температуры расходуется 35-40 Вт тепловой энергии. Для комнаты площадью 15 м² и высотой потолков 2,6 м понадобится электрическая батарея мощностью 1,4-1,6 кВт (15 м²*2,6 м*40 Вт=1560 Вт).
При проведении расчетов учитывают суммарную нагрузку на электрическую сеть и обязательно выполняют заземление каждого отопительного прибора.