Электронагреватели для отопления: виды

Оригинальным решением при организации отопления с помощью электричества является способ, использующий водогрейный бойлер. Особенности подобного инженерно-технического подхода продиктованы, прежде всего, существующим многообразием бойлеров, а также дополнительным оборудованием, который будет задействован в отопительном контуре.

Известно, что водогрейные устройства по принципу своей работы разделяются на следующие группы:

• накопительные бойлеры;
• проточные водонагреватели;
• проточно-накопительные водонагреватели (симбиоз первых двух);
• косвенного нагрева, подогрев осуществляется от контура отопления;
• комбинированные: работает как накопительный бойлер, а в отопительный период нагрев воды происходит от контура отопления.

Экспериментировать можно с первыми двумя видами. Использовать их как электронагреватели системы отопления необходимо с соблюдением некоторых условий.

Устройство накопительного бойлера

Для начала рассмотрим, как устроен накопительный бойлер и что необходимо для того, чтобы использовать электронагреватель для отопления дома. Прежде всего, водонагревательный бойлер – ёмкость водоизмещением 10-150 л (читайте также: «Солнечные нагреватели воды — экономная энергия»).

Чаще всего он предполагает вертикальное размещение и в нижней своей части отверстия под патрубки и фланцы с нагревательными элементами. Патрубки у бытовых водонагревателей ½ или ¾ дюйма, фланцы с ТЭНами имеют различную конфигурацию и комплектацию. Потребительная мощность бытовых подогревающих воду приборов, как правило, до 3 кВт. Используемые в бойлере ТЭНы могут быть различной мощности: 0,7 кВт, 1 кВт, 1,3 кВт, 1,5 кВт (прочитайте: «Бойлер для отопления частного дома: подключение и монтаж»). Комбинирование с номинальной мощностью термоэлектрических элементов и обуславливает суммарную нагрузку, потребляемую всем нагревателем.

Трубчатые нагревательные элементы дополняются на фланцах гильзами для термостатического регулятора и магниевыми анодами, которые принимают на себя разряды блуждающих токов Фуко. Резервуар помещён в облицовочный корпус, а пространство между ним и обшивкой заполняется полиуретаном, который выполняет теплоизоляционную функцию, чтобы как можно дольше сохранять воду с заданной температурой.

Кроме сетевого кабеля с заземлением, ручки регулятора на корпусе, управляющей термостатом, в комплект водонагревательного прибора входит подрывной клапан, который предохраняет бак от разгерметизации в случае отказа блока управления.

Переоборудование электрического бойлера для системы отопления

Для того чтобы использовать водогрейные электронагреватели для отопления в инерционном контуре, требуется оборудовать выходной патрубок в верхней части резервуара, который должен быть с достаточно широким сечением.

Желательно осуществить подключение двухдюймовой трубой и постепенно переходить на размер труб ¾ дюйма для несущей магистрали. Такое телескопическое обустройство восходящей магистрали (подачи) предохранит корпус бойлера от линейного расширения горячей воды, прежде чем наладится естественная циркуляция теплоносителя в системе отопления. В случае когда электро нагреватели системы отопления используются в инерционном открытом контуре, необходимо предусмотреть расширительный бачок открытого типа. С его функцией успешно справится пластиковая канистра ёмкостью 5-10 л, соединённая пластиковой трубой с верхней точкой подачи (прочитайте также: «Пластиковые трубы для отопления: характеристики, требуемый диаметр для монтажа своими руками»).

Пластиковая труба должна быть погружена в воду, но горловина канистры может неплотно прилегать к трубе. Задача этой конструкции способствовать выходу воздушных пузырьков из системы и принимать излишки теплоносителя после его расширения в процессе нагрева.

Электронагреватели для отопления закрытой системы

Выбор накопительного бойлера делают с учётом объёма отапливаемых помещений. Приветствуются ёмкостные модели от 80 л и выше. Это даёт время ТЭНам бойлера передохнуть. Модернизировать этот проект можно прибегнув к циркуляционному насосу (подробнее: «Как выбрать циркуляционный насос для отопления: первое знакомство»).

Потребление электричества у него на первой скорости не превышает 40 ватт (меньше 1 кВт в сутки), но его установка в системе позволяет избежать наклонных магистралей и труб большого сечения. Кроме этого, даёт возможность приспособить уже имеющиеся патрубки с диаметром ½ или ¾ дюйма. Подключение «циркуля» предпочтительно делать на подаче. Насос должен как бы отбирать горячую воду из бойлера. Патрубки нужно использовать в строгой определённости: выход горячей воды – подача, вход холодной воды – возврат теплоносителя в нагреватель (обратка). Это связано с тем, что внутри резервуара патрубок горячей воды осуществляет забор практически у крышки водогрейного прибора, а холодная вода как бы поддавливает подогретую жидкость вверх.

Циркуляционный насос и отсутствие наклонных магистралей вынуждает создавать отопительную систему закрытого типа. Это значит, что потребуется расширительный бак мембранного типа и группа безопасности (подробнее: «Группа безопасности для отопления — делаем систему надежной»): подрывник (механический клапан на 3 бара) и автоматический воздухоотводящий клапан. Для контроля также можно установить манометр (прочитайте также: «Как выбрать утеплитель для труб отопления и нужен ли он»).

Как выбрать водонагреватель, подробно на видео:

Проточные водонагреватели

Эти электрические нагреватели для отопления используются гораздо реже, что обусловлено их конструктивными особенностями и необходимостью дополнительных устройств в схеме управления ними.

Как правило, их подразделяют на системные водогрейные устройства, которые устанавливаются в контуре горячего водоснабжения (ГВС) и служат для приготовления тёплой воды на все водоразборные точки. А также на конечные водонагреватели, рассчитанные на одну точку потребления. Мощность системных колеблется в диапазоне от 6 кВт и до 24 кВт, а вторых – 2,5 — 7 кВт. Системные дорогостоящие и включаются в работу в контуре ГВС при возникновении протока воды. Чтобы использовать этот водогрейный агрегат необходимо убрать зависимость включения от протока теплоносителя, а подключить мощные ТЭНы через терморегулятор. Такой ТЭН для радиаторов отопления с терморегулятором достаточно практичен и надёжен.

Производительность этих проточных нагревателей предполагает работу циркуляционного насоса, иначе вода будет кипеть в протоках теплообменника агрегата, что приведёт к быстрому выходу его из строя. Аналогичная ситуация с приборами, предусмотренными для концевых точек, только там не убирается реле протока, так как его нет в электрической цепи. Читайте также: «Как выбрать проточный водонагреватель правильно – особенности выбора электрических приборов».

Таким образом, при необходимости электрические водонагреватели можно использовать для организации отопления небольших помещений. Предпочтительнее использовать бойлеры накопительного типа, оборудуя при этом закрытую систему. Дополнительную надёжность придаст корпус бака водонагревателя, выполненный из нержавеющей стали.

Использование электрической энергии для отопления

Опубликовано 3 декабря 2014 в 12:35

Наиболее распространенными источниками тепла для обогрева домов являются газ, электричество, уголь или дрова. Несмотря на доступность каждого, использование конкретного из них обусловлено рядом факторов, таких как: экономическая эффективность, место и интенсивность применения, безопасность. Понятно, что самыми востребованными являются первые два вида энергоресурсов.

Сразу следует отметить, что использование электронагревателей для отопления – не самый бюджетный вариант, так как стоимость оборудования, а также расходы при эксплуатации достаточно высоки. Поэтому его часто рассматривают, как альтернативный, когда случаются перебои с подачей газа или вообще нет возможности провести соответствующие коммуникации. Но такой способ обогрева все же имеет ряд неоспоримых достоинств, среди которых можно назвать:

• повсеместная доступность;
• короткие сроки и простота монтажа;
• удобство управления;
• компактность;
• отсутствие продуктов сгорания.

Классификация электронагревательных приборов

Существующие на сегодняшний день отопительные устройства, работающие от электричества можно классифицировать следующим образом.

По способу установки (монтажа) прибора:

• мобильные (масляные радиаторы, конвекторы);
• стационарные (бойлеры, электрические котлы и камины, кондиционеры, инфракрасные нагреватели).

По виду нагреваемого теплоносителя:

• воздушные – обогрев пространства осуществляется за счет прогревания воздуха (конвекторы, электрокамины, радиаторы и т.д.);
• жидкостные – в качестве теплоносителя могут использоваться вода, масло, антифриз (электрокотлы, бойлеры);
• твердотельные (излучательные) – тепло от источника передается какой-нибудь твердой поверхности, которая, в свою очередь, нагревает воздух в помещении (лучистые, инфракрасные нагреватели).

По типу ТЭНа:

• трубчатые стандартные – используются во всех видах отопительных приборов, работающих на электричестве; могут иметь широкий диапазон характеристик по производительности, мощности и др.; изготавливаются из стали или титана;

Рисунок 1 – Трубчатые электронагреватели

Рисунок 2 – Оребренные ТЭНы

Рисунок 3 – Блок электронагревателей

Рисунок 4 – ТЭН с терморегулятором

Рассмотрим вкратце наиболее популярные и востребованные виды электронагревателей.

Конвекторы

Представляют собой, как правило, компактные мобильные устройства, которые могут использоваться и в городских квартирах, и в загородных домах в качестве дополнительного или самостоятельного источника тепла. Конструктивно могут выполняться напольными или навесными.

Следует отметить, что многие модели конвекторов предусматривают оба варианта использования.

Рисунок 5 – Электрический конвектор

Принцип действия основан на том, что холодный воздух, поступая свободно или принудительно (за счет встроенных вентиляторов) в прибор и проходя через нагревательные элементы (ТЭНы), поднимается вверх и выходит через специальную решетку. В отличие от многих других видов электронагревателей не имеет никаких ограничений и особых условий для применения.

Масляные радиаторы

Как внешне, так и по принципу действия эти приборы подобны обычным батареям отопления и широко применяются в офисах, квартирах, частных домах. Эти приборы представляют собой металлический кожух, заполненный минеральным маслом, разогрев которого осуществляется с помощью ТЭНа.

Как правило, масляные радиаторы выполняются напольными, но могут различаться конструктивно: они бывают открытыми и закрытыми (в таких приборах ребра секций дополнительно закрываются экранами).

Рисунок 6 – Радиатор масляный открытого типа

Рисунок 7 – Радиатор масляный закрытого типа

Закрытые радиаторы в отличие от открытых более безопасны и эффективнее (за счет «каминного» эффекта внутри корпуса).

Кондиционеры

Как известно, обычные кондиционеры предусматривают не только охлаждение помещений, но и их обогрев. Однако использование этого устройства в качестве источника тепла имеет ряд ограничений:

• обогревать получится только то помещение, где установлен прибор;
• в зависимости от модели имеются ограничения по температуре наружного воздуха (например, обычные модели не рекомендуется использовать при – 10 0С, инверторы допускается применять при – 15 0С… – 20 0С, но они имеют более высокую стоимость).

Электрокамины

Этот вид электронагревателей имеет великолепный дизайн, потому может использоваться не только в качестве обогревателя, но и декоративного элемента. Как правило, эти устройства находят применение в элитных квартирах и загородных домах вследствие их высокой стоимости.

Конструктивно современные электрокамины могут изготавливаться напольными (внешне имитируют классические дровяные модели) и настенными (имеют компактные размеры, так как выполняются в виде панелей небольшой толщины).

По принципу действия они схожи с конвекторами.

Рисунок 8 – Напольный электрокамин

Рисунок 9 – Настенный электрокамин

Электрические котлы

Применяются для обогрева на постоянной основе, как правило, частных домов и могут использоваться в отопительных системах с жидкостным теплоносителем.
По виду нагревательного элемента электрокотлы бывают:

• ТЭНовые – могут использоваться с любыми видами жидкости (масло, вода, антифриз); имеют наиболее простую конструкцию; позволяют плавно регулировать мощность; имеют возможность ступенчатого изменения интенсивности нагрева за счет включения одного или нескольких устройств;

Рисунок 10 – ТЭНовый электрокотел

• электродные – имеют компактные размеры; применяются только для водяных систем, при этом к теплоносителю предъявляются жесткие требования (он должен строго соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая»), что приводит к удорожанию системы за счет установки дополнительного оборудования; принцип получения тепловой энергии основан на возникновении разности потенциалов между электродами благодаря растворенным в воде солям;

Рисунок 11 – Электродный электрокотел

• индукционные – наиболее дорогостоящая, но надежная и долговечная разновидность электрических котлов; могут применяться для любого вида теплоносителя; их работа основана на принципе электромагнитной индукции.

Рисунок 12 – Индукционный электрокотел

Необходимо отметить, что рассмотренная выше разновидность электронагревателей характеризуется самыми высокими энергозатратами, но при этом имеет ряд преимуществ таких как:

• простота монтажа;
• для их установки не требуется отдельного помещения;
• компактны;
• бесшумны;
• не имеют продуктов горения;
• высокий КПД.

Следует помнить, что при использовании для отопления электрических котлов требуется надежное заземление.

Бойлеры

Это устройство может использоваться, как альтернатива электрическому котлу. В отличие от последнего система с применением бойлера имеет более низкую стоимость, а также может работать от обычной электросети.

Прибор представляет собой емкость, в которой расположены ТЭНы, отключающиеся автоматически при достижении теплоносителем требуемой температуры. Для уменьшения теплопотерь в окружающую среду предусмотрено наличие защитного кожуха с теплоизолирующим слоем.

Рисунок 13 – Конструкция электрического бойлера

Но имеется ряд недостатков и сложностей, которые нужно учитывать при проектировании подобной отопительной системы:

• правильное определение требуемой мощности устройства (если выбран маломощный прибор, он будет постоянно во включенном состоянии, что повлияет на срок его службы и расход электроэнергии);
• бойлеры большого объема требуют значительной площади в помещении;
• для отопления не рекомендуется использование проточного водонагревателя;
• для ТЭНов требуется периодическая профилактика и уход;
• эффективность работы устройства во многом зависит от параметров отопительной системы (вида и размеров радиаторов, конфигурации и протяженности трубопроводов и т.д.).

Инфракрасные электронагреватели

Это один из современных видов электрических устройств для обогрева помещений. Принцип их действия основан на излучении инфракрасного спектра: тепловая энергия передается от нагревателя тем предметам, на которые он направлен; многократно отражаясь от разных поверхностей, излучения проходят сквозь воздух и нагревают его.

Рисунок 14 – Потолочный инфракрасный нагреватель

Среди достоинств таких нагревателей следует назвать возможность эффективного обогрева помещений с большой площадью или тех, где использование других видов устройств малоэффективно, а также поддержание оптимального микроклимата (они не пересушивают воздух).

В последние годы на рынке появились приборы, выполняющие не только функцию отопительного устройства, но и декоративного элемента для дома.

Рисунок 15 – Настенный инфракрасный обогреватель