Как выбрать и эксплуатировать электрическое отопление в деревянном доме

Стремление жителей больших городов уйти от загрязнений мегаполисов и спокойно жить в своем коттедже на природе вызывает бурное строительство частных домов. Люди чаще всего выбирают экологически чистые конструкции из:

• бревна простого или оцилиндрованного;
• клееного либо обычного бруса;
• каркасных блоков.

Строительство таких зданий требует учета эксплуатационных свойств древесины и изделий из нее.

Особенности конструкций деревянных домов, влияющие на выбор систем обогрева

При выборе схемы отопления деревянного дома следует учитывать:

• этажность;
• объем помещений;
• способность здания к усадке;
• конструкцию пола из досок на лагах.

Количество этажей, емкость отапливаемого пространства влияют на выбор системы обогрева по производительности, которая должна даже в мороз создавать комфортные условия проживания.

Волокнистая структура дерева содержит воздух, который препятствует теплопередаче и служит хорошим природным теплоизолятором. Однако с течением времени относительная влажность даже подготовленной высушенной древесины уменьшается. Процесс усушки особенно заметен после первого года эксплуатации здания, в котором незначительно снижаются пропорции, а у плотно подогнанных стыков досок образуются щели.

Изменение геометрии стен способно не только деформировать вертикальные трубопроводы, но и нарушить их герметичность.

С целью предупреждения подобных поломок делают монтаж отопления через год после сборки деревянного сруба или используют на стыках труб компенсаторные петли и другие приспособления.

Проектируя электрическое отопление в деревянном доме, следует учитывать усушку, усадку и пожарную опасность древесины, не забывая об общей тепловой изоляции.

При этом можно использовать:

1. электрокотел водяной/жидкостный, работающий от электроэнергии и управляемый системой автоматики;
2. теплый пол;
3. прямой электрообогрев: радиаторы и конвекторы;
4. инфракрасное излучение;
5. плинтусный обогрев;
6. схему принудительной или естественной циркуляции теплого воздуха.

Электрический котел

Наиболее эффективные промышленные конструкции и самодельные устройства, изготовленные народными умельцами, позволяют выбирать схему жидкостного отопления деревянного дома с учетом климатических и финансовых возможностей.

При использовании системы отдачи тепла помещениям радиаторами следует продумать схему разводки трубопроводов. Она может быть двухтрубной или однотрубной. Каждая из них имеет свои преимущества. Их следует внимательно проанализировать на стадии составления проекта.

У промышленных конструкций электрических котлов используется встроенная схема автоматики, налаженная в заводских условиях. При самостоятельном изготовлении электрокотла придется вручную регулировать его работу либо монтировать дополнительную систему управления и контроля температуры.

В алгоритме автоматики потребуется учесть работу регулятора температуры, блока безопасности — предохранительного клапана с манометрическим датчиком давления, датчика минимальной температуры, обратного клапана, напорного и антиконденсатного насосов, схемы восполнения воды в системе.

Для нагрева воды от ТЭНов можно использовать электроэнергию альтернативных источников. Простой самодельный ветрогенератор, подключенный без контроллера напрямую к тепловым электронагревательным элементам способен эффективно нагревать воду.

Единственное условие — придется предусмотреть схему ввода его в работу: в холодном состоянии нихромовая проволока нагревателя обладает малым омическим сопротивлением, которое зашунтирует выходные цепи ветрогенератора. До его подключения потребуется выполнить нагревание нихрома токами от стационарной сети. Сопротивление ТЭНов увеличится и позволит работать генератору.

Таким же способом можно использовать энергию солнечной батареи, хотя комплексное включение ветрогенератора в электрическую домашнюю гелиостанцию считается наиболее перспективным вариантом.

Теплый пол

Система организации подпольного обогрева основана на использовании тепловой энергии, получаемой от:

• жидкостных теплоносителей, циркулирующих по магистралям, расположенным под поверхностью напольного покрытия;
• нагреваемого электрического кабеля, вмонтированного в пол.

Электрический теплый пол.

Применяя электрическое отопление в деревянном доме для такой системы, придется позаботиться о создании твердой, прочной и долговечной основы под нее. Доски пола могут со временем подвергаться гниению даже после пропитки специальными антисептиками.
Поэтому нагревательные элементы лучше монтировать на бетонные основания с применением фольгированных теплоизолирующих покрытий, которые позволяют вернуть до 30% тепла, направляемого вниз пола.

Водяная система требует сложного монтажа подготовленными специалистами и постоянного использования воды только высокого качества. Накипь и отложение солей внутри труб недопустимо: возникающие засорения потребуют дорогостоящего ремонта, сравнимого по стоимости с прокладкой нового оборудования.

Работы по установке электрического нагревательного кабеля тоже требуют строгого выполнения технологии и применения точных измерений, но они не так сложны и могут выполняться домашним мастером.

Теплый электрический пол может:

1. служить в качестве основной системы отопления деревянного дома;
2. дополнять существующую для обеспечения комфорта.

В первом случае для каждого помещения потребуется использовать ≥70% общей площади чтобы разместить нагревательные элементы с возможностями потребления 0,13÷0,17 кВт/м2.

Снижение мощности до 0,11÷0,13 кВт/м2 обеспечивает уют и удобство, но не решает полностью задачи отопления в мороз.

Обе схемы позволяют:

• регулировать температуру в комнате вручную или автоматически;
• снижать затраты на использование электроэнергии средствами автоматики;
• эксплуатировать систему более 50 лет без ремонтов.

Прямой электрообогрев

Масляные радиаторы

Корпуса этих приборов состоят из нескольких секций с минеральным маслом — теплоносителем, которое нагревается от мощных ТЭНов до 200 градусов, поддерживая температуру радиатора не выше 100 градусов.

Масляные радиаторы способны обогреть любое жилое помещение, при работе не «выжигают» кислород, но их используют только в крайних случаях из-за высокого потребления электрических мощностей.

Конвекторы

У этих приборов нагретый электрическим током ТЭН напрямую греет воздух без промежуточного теплоносителя. Поэтому у них выше теплоотдача, экономичность, но одновременно выжигается часть кислорода из воздуха, контактирующего с раскаленным металлом нагревателя.

При радиаторном и конвекторном способе холодный воздух снизу помещения после нагрева устремляется вверх и собирается у потолка, а оттуда распределяется по всему объему комнаты.

Поэтому при достижении вверху помещения температуры +22°С, около пола воздух прогрется до +17°С, что вполне допустимо, но не совсем комфортно.

В конвекторах применяются термодатчики с автоматическими системами регулирования температуры, которые позволяют значительно экономить затраты электроэнергии.

Внимание! Расположенный ниже окна конвектор защищает комнату от проникновения холодного воздуха через щели с улицы, предотвращая сквозняки.

Инфракрасная система обогрева

В этой схеме используется электрический нагреватель, генерирующий инфракрасное излучение, которое направляется во все стороны — обычно сверху вниз. Тепловые волны воздействуют не столько на воздух помещения, сколько на твердые предметы, находящиеся в комнате: пол, мебель, ткани…

Такое электрическое отопление деревянного дома считается благоприятным для человеческого организма. Инфракрасные лучи направляются на предметы и тело человека, обогревая их в первую очередь.

КПД существующих обогревателей ИК-системы достигает ≈90%, что свидетельствует о высокой их эффективности. Однако надо внимательно проанализировать финансовые затраты: цена инфракрасного оборудования довольно высокая.

Для сравнения с конвекторным обогревом: метод тепловой радиации позволяет создавать около пола температуру в +22°С в то время, когда у потолка она будет достигать только +17°С.

Плинтусное отопление

Этот способ хорошо вписывается в любой оригинальный дизайн и архитектурные решения. Он просто монтируется на любые типы поверхностей и отделочных материалов (кирпич, бетон, плитка, гипсокартон, дерево).

Для обогрева помещения передающие тепло источники встраиваются в специальный плинтус, напоминающий по виду обыкновенные модели, но увеличенных размеров.

Тепло могут передавать:

• вода, циркулирующая по трубопроводам;
• электрические ТЭНы, подключаемые кабелем.

Принцип работы плинтусной схемы отопления.

Радиаторы системы монтируются по нижней части стены вдоль всего периметра помещения или на определенных его участках. Внизу и сверху корпусов плинтуса выполнены отверстия для свободного доступа воздуха, который поступает с уровня пола и при нагреве направляется вверх.

Тепло ТЭНов «прилипает» к плоскости стены, передаваясь ее поверхности и окружающему воздуху, который равномерно перемешивается в объеме комнаты.

Преимущества схемы

При плинтусном обогреве:

1. исключаются процессы появления конденсата на стене;
2. экономится энергия на 20÷40%;
3. равномерно распределяется воздух и температура внутри комнаты.

Распределение температуры и движение воздушных потоков в комнате с плинтусным отоплением.

Особенности монтажа и эксплуатации

Подводящие воду трубопроводы для жидкостного обогрева и силовые кабели ТЭНов прячутся в пол или стены, заливаются цементными растворами. Поэтому их размещение следует учитывать в проекте здания. Переделывать или исправлять ошибки сложно.

Плинтус изготавливают из меди или алюминия — металлов с высокими коэффициентами теплопроводности. Для эффективной работы их достаточно нагревать до +40°С, не выше.

Система позволяет в каждой комнате использовать термогулятор для автоматического поддержания определенной температуры. Например, в детской комнате можно чуть увеличить обогрев, а в спальне — снизить.

Размещение плинтуса под окном защищает от сквозняков.

Для полноценного теплообмена корпуса плинтусов нельзя закрывать тканями, декоративными решетками, мебелью.

Система воздушного обогрева здания

Такие схемы эксплуатировались еще в XVIII веке в многоэтажных замках. Они создаются на этапе строительства дома и работают от электронагревателя воздуха, расположенного на нижнем этаже. Тепло от него по воздуховодам прямоугольного, овального или круглого сечения распределяется по всем комнатам. Для циркуляции воздуха применяются нагнетательные вентиляторы. Благодаря удобству управления температурой одного теплонагревателя такая система экономична.

• необходимость контроля со стороны специалистов;
• трудность регулирования температур внутри разных комнат;
• сложность монтажа.

Система воздушного обогрева применяется чаще в промышленных зданиях с источниками тепла, созданными производственными процессами. В жилых домах ее устанавливают редко.

Чтобы эффективно использовать электрическое отопление в деревянном доме, необходимо на стадии составления проекта выбрать наиболее подходящую схему, а при монтаже и эксплуатации строго соблюдать технологию и рекомендации производителя.

Статьи по теме:

Способы заполнения систем отопления закрытого типа. Типовые ошибки, допускаемые при выполнении этой операции. Рекомендации по выбору величины.

Рассматриваются закономерности изменения давления в системе отопления в процессе эксплуатации. Характер изменений давления определяется типом.

Статья посвящена схемам и правилам выполнения лучевой разводки систем отопления многоквартирных и частных домов. Этот вид разводки отопительных труб.

Двухтрубные системы отопления закрытого типа применяются во много и малоэтажных (частных) домах. При централизованном и автономном отоплении зданий.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой содержит радиаторы, соединенные общей для них магистральной отопительной трубой.

Как обогреть деревянный дом: электрическая система отопления

Невозможность подключения к газовой магистрали и отсутствие или нежелание иметь твердотопливные агрегаты, заставляют владельцев частных домов рассматривать электрический источник, как наиболее приемлемый вид отопления. Однако, дороговизна электроэнергии, пугает собственника. Чтобы понять, выгодно ли отопление деревянного дома электричеством, ниже описаны популярные схемы различных конструкций.

Виды систем для отопления частного дома

Условно, все агрегаты для отопления можно классифицировать по двум направлениям: прямое отопление и с применением теплоносителя. К прямому теплоснабжению относят:

Систему тёплый пол. Представляет собой уложенный электрический кабель под стяжкой или в специальном коробе, когда присутствие бетонного пола нежелательно – например, деревянные дома с облегчёнными фундаментами. Большим плюсом этой системы становится постоянный автоматический контроль над заданными параметрами – электронный блок способен на интеллектуальную деятельность.

Например, отключение от источника, при наборе оптимальной температуры, регуляция комфорта, снижение потребления электроэнергии в ночные часы или в отсутствие владельцев.

Инфракрасные излучатели. Они, как правило, нагревают не воздух, замещая тёплые массы на холодные, а предметы, которые, в свою очередь, отдают температуру всему близлежащему.

Находятся преимущественно вверху, отчего распределение тепла более эффективно. Безопасны. Большим плюсом станет то, что такая система практически нечувствительна к перепадам напряжения, так как обладает хорошей встроенной защитой.

Конвекторы. Принцип простейшего замещения отработанного воздуха на массу холодного. Помимо естественной функции, такие агрегаты несут ещё и эстетическую составляющую – они органично смотрятся в любой обстановке, могут быть напольными или подвесными.

К плюсам относят максимально быстрое время прогрева помещения, без ущерба для пластикового или металлического корпуса. КПД конвектора достигает 90%, что говорит о его эффективности даже для больших помещений.

Тем не менее, есть серьёзный минус – недорогие модели «съедают» кислород, и в доме тяжело дышится.

Конвекторы устанавливают везде, даже в ванных комнатах – важно только внимательно проследить за надёжностью защиты агрегата от влажности.

Вентиляторы, тепловые завесы. Первый вариант – это мобильный агрегат с направленным действием. Второй, как правило, находится в дверных проёмах постоянно, не давая проникнуть холодным массам внутрь, даже при длительном открытии двери.

Однако такие варианты не подходят для того, чтобы постоянно использовать их как электрическое отопление деревянного дома – нагревательные элементы не выдерживают постоянной нагрузки, обычной для иного типа агрегата. Кроме того, они обладают плохой устойчивостью к пожару – при случайном задевании вентилятор способен опрокинуться и доступ свежего воздуха будет перекрыт, что отразиться на перегрузке, ведущей к самовозгоранию. Использовать мобильные устройства можно как дополнение к центральному отоплению в период осенних и весенних нестабильных температур.

Теперь о системах, где наличие теплоносителя необходимо. В этом качестве, как правило, выступает вода, антифриз или масло. Итак:

Масляные радиаторы. Мобильные агрегаты, внешне напоминающие радиаторы отопления – батареи. Внутри системы находится тэн, погружённый в масло. При нагреве, он передаёт ему энергию, а оно, в свою очередь, нагревает корпус.

Вследствие этого происходит отдача тепла воздуху. Преимущества такого обогревателя в его безопасности – корпус, даже в рабочем состоянии легко переносить.

Самостоятельно установить эту систему можно только при наличии квалификации в таких делах. Кроме этого, потребуется сопроводительные разрешительные документы от Энергонадзора, если эта система — единственный источник тепла в доме.

Понять, какой агрегат подойдёт для собственного дома, поможет консультация со специалистом в этой области.

Самостоятельный экономический расчёт

Всем известно, что тарифы на электроэнергию растут и приобретение любого агрегата, генерирующего тепло от сети нельзя назвать дешёвым. Однако автоматический прибор отопления можно оптимизировать под свои требования и сэкономить на этом – промышленность по выпуску высокотехнологичных товаров об этом позаботилась.

Итак, как самостоятельно рассчитать теплопотери дома, чтобы электрическое отопление в деревянном доме восполнило их, делая проживание комфортным. Для примера дано деревянное строение в два этажа – 6×7 м:

• Учитывают материал строительства, высоту помещений и толщину стен.
• Необходимо знать, что интенсивность пользования домом напрямую влияет на количество теплопотерь – проветривание, частое открытие-закрытие дверей и прочее. Имеет значение и проживание в доме – постоянное или сезонное.
• Особо влияет на теплопотери климат местности – в северных областях использование электрических обогревателей крайне невыгодно.

За основу следует взять тот факт, что на обогрев 10 м² площади, требуется 1кВт/ч. То есть на 1 м, потребуется 0,1 кВт/ч.

Считаем общую площадь дома или дачи в два этажа – 6*7*2=84 м².

Умножаем это значение на 0,1 и получаем 8,4 кВт/ч. То есть за час системе придётся потратить именно такое количество электроэнергии.

Выяснить, во сколько обойдётся отопление дома из бруса электричеством в месяц, уже несложно: 8,4*8*30=2016 кВт. (8ч – это период действия электрического агрегата, но ночь его отключают).

Теперь надо умножить полученный результат на тариф, действующий в местности, например, 3,5 рубля. В итоге получаем – 7056 рублей. А на весь холодный период, который в России тянется не менее семи месяцев, сумма увеличивается до 50 тыс. рублей.

В этом плане прямые источники тепла лучше, чем с использованием носителя – их можно оставлять выключенными на весь период отсутствия владельцев в доме. Водяные же не могут быть безнадзорными длительное время, есть риск размораживания всей дорогостоящей системы.

Как сэкономить на электричестве

От электрических источников тепла можно отказаться, если есть иное альтернативное решение. Но, что делать, когда его нет? Есть несколько способов существенно снизить энергозатраты, а, значит, и сберечь семейный бюджет. Подробнее:

Качественное утепление. Обогреть дом быстро и довести температуру до комфортной, можно, если изначально утеплить стены и полы прогрессивными материалами – синтетическими продуктами для этой цели. Лучшим из них считается пенополистирол.

Он предлагается потребителю в плитах или в специальных пенообразующих установках. Последний вариант подходит профессионалам, так как дорогостоящая работа требует знаний. В свободной продаже количество в баллонах слишком ничтожно.

Установка двух- или даже трёхтарифных приборов учёта. Введение таких приборов в эксплуатацию позволяет экономить до 50% потребляемой энергии.

Следует заменить осветительные приборы в доме на энергосберегающие. Вкупе с электрическим отоплением, старые лампочки потребляют довольно много электроэнергии. Кроме того, новые приборы следует время от времени прочищать от пыли и другой грязи – тогда затраты не будут пустыми.

Периодически электрическая система отопления дома из дерева должна быть отключена. Конечно, если позволяют наружные условия и конструкция агрегата. Кроме того, следует придерживаться правила – уходя – гаси свет. Эта поговорка актуальна и в наши дни.

Не рекомендуется оставлять электрические приборы в режиме ожидания – они должны использоваться на соответствующей мощности либо быть выключенными вообще. Приблизительно подсчитано, что использование бытовых электроприборов впустую обходится пользователям до 3 тыс. рублей ежегодно.

Применяя эти нехитрые советы, можно добиться удовлетворяющего значения при получении счёта за электричество. Кстати, при покупке котлоагрегата или иной системы теплоснабжения от электричества, следует просмотреть все предлагаемые варианты – возможно, недорогие модели способны удовлетворять всем нуждам владельцев.