Электрическое отопление частного дома: какие приборы экономичнее и эффективнее, инструкция по установке

Еще недавно электрическое отопление дома считалось невыгодным, если сравнивать со схемами на твердом топливе или даже на сетевом газу. Но, как показывает практика, использование электроэнергии дает возможность гибко систем. Причем речь идет не только об экономии.

Преимущества электрической системы отопления дома

Большинство представлений о том, как можно использовать электроэнергию для обогрева дома, сводится к 3 позициям:

1. Отопление напрямую, с помощью электрических каминов, конвекторов или тепловых пушек.
2. Обогрев с помощью инфракрасных излучателей или низкотемпературных нагревателей.
3. Отопление с помощью электрического котла.

Это наиболее простые и малозатратные способы. Настолько простые, что систему электрического отопления дома можно обустроить своими руками за 1-2 дня. Проще, чем повесить на стены несколько конвекторов, может быть только установка квартирного камина.

Кроме простой схемы, у этого способа отопления дома есть несколько преимуществ:

1. Возможность использовать ночной тариф потребления электроэнергии.
2. Можно снижать, точно регулировать работу и даже отключать часть конвекторов или электрообогревателей в теплые дни или на время отсутствия хозяев в доме.
3. Поломка одного или даже двух приборов отопления не является критической ситуацией. Всегда можно заменить или даже отремонтировать обогреватели в доме своими руками в течение 1-2 часов.

Еще один важный плюс электрической системы отопления частного дома – это ее безопасность и надежность. Если приобретались современные конвекторы (отопители), проводку, распределители надлежащего качества, то система проработает не один десяток лет, прежде чем потребуется замена или капитальный ремонт оборудования.

Кроме того, планирование электрического отопления в доме проще и доступнее – нет особой необходимости высчитывать среднюю температуру по радиатору отопления. Большую часть расчетов можно сделать в несколько действий, и они будут касаться преимущественно проводки и систем защиты.

Недостатки электрической системы отопления дома

Отрицательных моментов в использовании электричества тоже немало. Но практически все недостатки не критические. В отдельных случаях их можно обойти и даже компенсировать. Кроме того, у разных схем электрического отопления свои минусы, поэтому всегда можно подобрать такой вариант, который больше всего подойдет для дома или конкретной квартиры.

Первый, наиболее важный недостаток, – это повышенный расход электроэнергии. В среднем на отопление квартиры до 60-70 м² в месяц дополнительно расходуется до 400 кВт/ч.

Второй минус – проблемы с напряжением в сети. Для частного дома ситуация может быть осложнена тем, что в загородной черте или сельской местности часто случаются отключения электроэнергии. В дневное время напряжение в сети может быть низким, 180-200 В, тогда как в ночное – подниматься до предельных 250 В.

Кроме того, все электрические приборы, кроме отдельных моделей электрических котлов, работают в режиме «включение-выключение». Процесс подключения нагревателя происходит до десятка раз в течение часа. Это значит, что при каждом включении мощной электрической системы отопления напряжение в сети дома будет также прыгать.

Если электрическая система отопления установлена в квартире многоэтажки, дом старый, то скачки напряжения частично будут влиять на работу холодильника (придется покупать модель с инверторным запуском двигателя) и вызывать недовольство у соседей.

Варианты электрического обогрева дома

Помимо обогревателей, теплого пола или котельной схемы отопления, в частных домах все чаще устанавливают наиболее современный вариант – тепловой насос. Эффективность (КПД) подобного оборудования как минимум вдвое выше, чем у лучшего электрического котла или обогревателя.

Но тепловой насос также потребует существенных затрат электроэнергии (200-250 кВт/ч), при этом работать отопительный аппарат может лишь в местности со среднесуточной температурой воздуха не менее 5-7℃ тепла. Поэтому оборудование подойдет не для каждого дома, а затраты на его приобретение и установку превысят расходы даже на газовую систему в несколько раз (стоимость проекта 2-10 тыс. долл.).

Отопление электрическим котлом

Считается одним из наиболее современных способов обогрева дома любой площади. Конструктивно система электрического отопления состоит из 5 основных компонентов:

1. Электрокотел. Обычно ТЭНовый или прямого нагрева с блоком управления. Первый представляет собой проточную емкость, внутри которой установлены несколько мощных ТЭНов. Второй изготавливается в виде стальной колбы с 2 электродами, погруженными в поток теплоносителя.
2. Группа безопасности с расширительным баком, может быть с бойлером.
3. Насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя по трубам и радиаторам.
4. Отопительный контур с разводкой труб и радиаторами.
5. Электрическая часть – проводка, распределительный щит, блок защиты от ударов током, контур заземления.

Еще в систему отопления дома может быть врезан дополнительный теплообменник получения горячей воды для хозяйственных нужд. Если электрокотел подключен к сети через двухтарифный счетчик, то в контур отопления дополнительно включают накопитель тепла.

Это огромный теплоизолированный бак, в котором вода нагревается ночью. Днем горячую воду закачивают в контур, а электрический котел временно отключают. Такая схема позволяет получить экономию до 40%. В некоторых случаях (если есть еще гелиоколлектор) расходы на электрическое отопление дома могут быть ниже, чем у газового котла.

Если электрический котел прямого нагрева, то через 10-12 лет нужно будет менять электроды. Кроме того, потребуется периодически контролировать состав воды, залитой в контур отопления. Еще один плюс – у «прямых» котлов практически отсутствует заброс напряжения сети в момент включения/выключения.

ТЕНовые электрические котлы работают по 15-20 лет, но обычно в этот период из-за коррозии в воде приходится менять хотя бы один из 3 ТЭНов. Поэтому воду в таком контуре часто заменяют более надежным тосолом.

В целом установка своими руками электрического котла отопления в доме проще, обходится дешевле, чем обустройство системы обогрева газовым оборудованием. Кроме того, сетевой газ проложен не во всех населенных пунктах, тогда как электричество есть во всех городах и поселках.

При всех положительных моментах у электрического котла есть один существенный недостаток – невозможно плавно регулировать уровень обогрева. Можно изменить мощность нагрева ступенчато, последовательно подключая-отключая ТЭНы на котле. Кроме того, невозможно регулировать нагрев индивидуально на каждом радиаторе отопления в доме. Поэтому эффективность условная.

Инфракрасные обогреватели

На рынке предлагается 2 типа отопительных приборов – высокотемпературные и низкотемпературные. К первым, называемым еще рефлекторами, относят инфракрасные обогреватели классической схемы. У них металлический корпус со встроенным внутри отражателем. Большая часть тепла (90-95%) – это лучистая энергия инфракрасного диапазона, излучаемая раскаленной докрасна спиралью отопителя.

У многих инфракрасных обогревателей есть ступенчатая и плавная регулировка мощности. У наиболее современных моделей имеется даже дистанционное управление и возможность программировать периоды нагрева.

Второй тип обогревателей – низкотемпературные модели, Обычно это плоская монолитная панель из минерального вещества, внутри которой уложена нихромовая спираль. Во время работы поверхность нагревается до 90-100℃, поэтому большая часть тепла передается конвекцией, и лишь 10-15% – инфракрасным излучением.

Для частного дома делать отопление на низкотемпературных обогревателях экономически невыгодно. Этот вариант электрического отопления больше подойдет для квартир, да и то специфической планировки – с длинными и узкими комнатами.

Как правильно организовать электрическое отопление в доме с помощью инфракрасных обогревателей:

1. По санитарным нормам минимальное расстояние от открытых частей тела человека до обогревателя должно быть не менее 1,5-1,7 м. Поэтому приборы отопления устанавливают либо на потолке, либо в верхней части стен, так, чтобы поток излучения был направлен вниз, под углом к напольному покрытию.
2. Как минимум один или два маломощных нагревателя должны «смотреть» под оконный проем. Еще один расположен над входной дверью, а также по одному в коридоре и спальне.
3. Для электрического отопления в больших комнатах дома, в кухне используют длинные и узкие обогреватели.
4. В коридоре чаще всего ставят обогреватели с отражателем круглой или квадратной формы. Их помещают на небольшой высоте, причем луч должен быть направлен под острым углом к полу, почти горизонтально.

В ванной электрические инфракрасные обогреватели ставят над входной дверью, чтобы луч был направлен на кафельную плитку на полу.

Особенность работы системы отопления на инфракрасных обогревателях – неравномерный нагрев воздуха. Сильнее всего нагревается напольное покрытие, а также вещи и часть стен, на которые попадает какое-то количество инфракрасного излучения. Для частного дома это выгодный режим, так как экономится электрическая энергия, высушивается и прогревается пол, а заодно нагревается холодный воздух, проникающий в дом через систему вентиляции, окна и входные двери.

Использование инфракрасных обогревателей в доме позволяет сделать электрическое отопление по-настоящему экономным. Для этого потребуется установить систему датчиков температуры воздуха и управления обогревом.

Обойдется такой проект примерно в 800-900 долл., включая стоимость самих нагревателей. Экономия составит примерно 20-22%, если сравнивать с электрическим отоплением на основе обычных рефлекторов или конвекторов. Единственный минус – для реализации проекта дополнительно сделать расчет системы вентиляции и теплоизоляции здания.

Конвекторы

Использование конвекторных обогревателей дает возможность быстро обустроить электрическую систему отопления в доме любой площади и размеров. При этом об эффективности и надежности конвекторов говорит тот факт, что в странах Скандинавии больше половины частных домов старой постройки оборудованы электрическими системами отопления на основе именно таких приборов и масляных обогревателей. При том, что цены на энергоносители двелики, а зимы в Швеции и Норвегии одни из самых суровых в Европе.

Конвектор большую часть тепла передает воздушному потоку, поэтому приборы отопления работают практически бесшумно, а главное, есть возможность плавно регулировать интенсивность нагрева воздуха. Это важное преимущество, так как приборы отопления иных схем могут изменять степень нагрева ступенчато.

Еще один плюс – стоимость электрического конвектора среднего качества, как правило, ниже, чем в случае инфракрасных обогревателей или тепловентиляторов. Поэтому для организации отопления в доме можно приобрести большее количество обогревателей.

Еще одна особенность – установить конвертеры несложно, но нужно правильно выбрать места внутри дома. Главное правило – электрические конвекторные обогреватели ставят на стены в местах самого сильного сквозняка:

1. Под оконным проемом.
2. На входе в дом.
3. В коридорах, рядом с межкомнатной дверью.
4. В спальне, на стене рядом с окном.

В целом оборудование дома электрической системой отопления на основе конвекторов обойдется примерно на том же уровне, что и в случае использования инфракрасных обогревателей.

Схемы отопления дома электрическим котлом

Водо-электрическая система отопления остается наиболее популярной схемой обогрева дома. По затратам на реализацию проект с электрическим котлом получается одним из самых затратных.

У водо-электрического обогрева есть огромное количество положительных сторон, но большинство владельцев частных домов согласны увеличить смету с перспективой более высокой экономичности отопления в доме.

Простой вариант с двухтрубной обвязкой радиаторов отопления

Для небольших домов с подвальным помещением, утепленным, но нежилым чердаком традиционно используют двухтрубную бесколлекторную схему.

Котел выносится в подсобное помещение или даже в прихожую. Подача горячей воды происходит по верхней трубе, обратка подключается к нижнему приемному патрубку электрического котла.

Если в доме есть ванная комната, то параллельно подающей и обратной трубе нужно будет подключить «змейку» полотенцесушителя. Он же будет выполнять функции радиатора отопления.

Такая схема электрического обогрева идеально подходит для загородных домов и коттеджей, построенных по вагонной схеме, то есть комнаты вытянуты в ряд одной цепочкой.

Коллекторная схема

Электрическое водяное отопление подходит для обустройства теплого пола. В отличие от газового отопительного оборудования, электрокотел допускает более глубокое регулирование по мощности нагрева.

Горячая вода подается на трубу – распределительный коллектор, где происходит ветвление на несколько отводов. Прием остывшей воды осуществляется в холодном коллекторе, а с него на вход в электрический котел.

Для каждой комнаты дома потребуется одна пара из подающей и обратной труб. Причем не обязательно укладывать греющий шланг змейкой, достаточно сделать обычную решетку из полипропиленовых труб.

В домах с теплым чердаком или мансардой электрическое отопление делают комбинированным. Но для этого придется добавить к подающему (горячему) и приемному (холодному) коллектору еще пару труб для подачи воды к радиаторам второго этажа дома.

На первом обогрев обеспечивается с помощью теплого пола. При этом температура воды на входе обычно не превышает 50℃, но только при условии, что в доме правильно сделано утепление цокольного помещения или подвала.

Система электрического отопления получается эффективной и более безопасной, так как в основание пола укладывается труба, а не электрический кабель.

Для второго этажа дома теплый пол, как правило, не делают, хотя для схемы с электрическим котлом это технически возможно. Дешевле и проще установить пару водяных радиаторов отопления с байпасом (краном), с помощью которого можно отключать приборы отопления.

Как сделать электрическое отопление своими руками

Для того, чтобы построить в доме отопительную систему на электрической энергии, необходимо сделать следующее:

1. Рассчитать потребность в тепле по каждому помещению дома. При составлении проекта все электрические расчеты делаются исходя из напряжения в сети 220В или 380В.
2. Спланировать электрическую схему проводки для котла и сервисных элементов.
3. Рассчитать количество радиаторов отопления в каждой комнате.
4. Спланировать общий расход горячей воды и определить мощность электрического котла.

Простой проект электрического отопления дома можно сделать своими руками, комбинированные варианты двухэтажных построек лучше заказать у специалиста.

Проблема в том, что подключение к электрической сети котла на 220В не требует никаких разрешений. Достаточно, чтобы общая потребляемая мощность не превышала разрешенный потолок по данной точке подключения к уличной электрической сети.

Но выделенного лимита 25 А (примерно 5 кВт/ч) может не хватить для электрического отопления с учетом остальных потребителей. Поэтому для частного дома рекомендуется подключение трехфазной сети 380 В. Для этого придется составлять проект, получать разрешение от местной сетевой компании и переделывать ввод на трехфазную сеть.

Заодно нужно будет заменить старый счетчик на новый трехфазный, и главное, это должен быть прибор с возможностью работы по дневному и ночному тарифу, а кроме того, рассчитанный на длительную нагрузку большой мощности.

Электрическая часть проекта

Потребуется заменить ввод, проложить новый кабель с 5 жилами (можно даже алюминиевыми, но каждая сечением не менее 16 мм²). Внутри дома для электрического котла нужно будет проложить отдельную проводку с медными жилами по 10 мм².

Первым делом нужно будет установить трехполюсный автомат, чтобы в случае необходимости можно было отключить электрический котел от сети (не три одиночных, а один трехполюсный). На систему отопления дома можно поставить, например, ВМ63-3 (С16).

Далее выход с автомата разделяют на 3 линии, и на каждую ставят по магнитному пускателю. Устаревшие варианты пускателей типа КМИ, ПМЛ, ПМА, а также собранные в одном корпусе использовать нельзя. Можно поставить ESB 20-20 на 220В.

От магнитных пускателей проводка пойдет непосредственно на коммутационную колодку трехфазного электрического котла.

Как регулировать мощность электрического котла отопления

Проще всего регулировать степень нагрева воды с помощью отключения одной из фаз на одном из магнитных пускателей, врезанных в цепь перед котлом. Для того чтобы прибор замкнул цепь, на один из его контактов нужно подать потенциал (напряжение).

Проще всего сделать это с помощью микровыключателя, один контакт которого соединен с «нулевым» проводом, второй подключен к контактной площадке на магнитном пускателе.

Таким способом можно отключать один из ТЭНов, электродов или обмоток индукционного электрического котла. В зависимости от того, какие кнопки включены, можно будет получить мощность от 2 кВт до 7 кВт.

Защита и гибкая настройка работы электрокотла

Обязательные элементы для электрического котла – предельный термостат и рабочий регулятор температуры. Оба прибора последовательно включаются в разрыв нулевого провода.

Первый термостат работает, как предохранитель. Если по каким-то причинам температура воды в контуре отопления резко увеличится, то прибор просто отключит котел (разорвет управляющую линию).

Второй необходим для гибкой настройки температуры воды. Это прямой аналог ручки регулятора на газовом двухконтурном котле. Но существенной экономии тепла не получится, так как для разных участков контура нужна разная температура воды, поэтому регулировка получается грубой.

Иногда в цепь включают реле времени, и даже подключают внешнюю метеостанцию, которая теоретически может регулировать мощность системы отопления в доме в зависимости от температуры воздуха на улице. Но установка таких приборов потребует специального недешевого адаптера, монтаж дополнительных приборов автоматического регулирования лучше отложить на будущее.

Монтаж котла и дополнительных элементов контура отопления

Первым делом необходимо установить в доме электрокотел. Как правило, электрический котел отопления – это металлический шкаф или круглая стальная колба-труба компактных размеров, чтобы его можно было установить, как можно ближе к входному распределительному щиту.

Это может быть прихожая или любое другое подсобное помещение дома. Электрокотел крепят на стене с помощью дюбелей по схеме в паспорте на прибор отопления. Сюда же нужно будет сразу проложить шину заземления от внешнего контура. Шину сразу подключают к заземляющей колодке электрического котла.

Следующим этапом штробят пазы под кабель или навешивают каналы для проводки. Трехфазный размыкатель монтируют либо в шкафу, либо рядом с колбой. Но до окончания монтажа всех элементов системы отопления проводку и электрические приборы управления не подсоединяют. Нужно лишь прозвонить ТЭНы или проверить работоспособность нагревателей иным способом.

На выходной и входной патрубки электрического котла-нагревателя монтируют сгоны и соединительные муфты, если трубы будут не стальные, а медные или пластиковые.

Кроме того, нужно будет сразу установить и подключить к выходной трубе группу безопасности, на трубе-обратке смонтировать расширительный бак и циркуляционный насос.

Прокладка труб

Монтаж контура ничем не отличается от сборки контура водяного отопления с газовым или твердотопливным котлом. Для электрического отопления лучше использовать полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном.

Варианты медных, полиэтилен-алюминиевых труб или стабилизированных алюминиевых фольгой (типа стаби) лучше не использовать. Все они способны проводить электрический ток, а значит, в случае повреждения изоляции нагревательных элементов на радиаторах отопления появится повышенный потенциал (напряжение). Если заземление или защита электрической системы отопления собраны неправильно, то любой, прикоснувшийся к радиатору, получит легкий удар током, а в условиях влажной атмосферы ванной комнаты удар может быть достаточно сильным.

Медные трубы нельзя использовать для электрической системы отопления в тех случаях, когда устанавливаются алюминиевые или биметаллические радиаторы. Для меди рекомендуются чугунные батареи или полипропиленовые (полиэтиленовые) каналы теплого пола.

Расчет и установка радиаторов отопления

Теоретически для выбора размеров и мощности батареи в комнату нужно знать лишь площадь помещения. На каждый квадратный метр площади должно приходиться не менее 100 Вт/ч тепловой мощности.

Но на практике это правило срабатывает не во всех случаях. Например, оно отлично работает для парового отопления или на твердотопливных котлах, у которых в трубу подается теплоноситель с температурой 95-97℃. При этих температурах теплоотдача алюминиевого радиатора может быть даже выше, чем указано в паспорте.

В сопроводительных документах на секцию определенных размеров и внутреннего диаметра каналов всегда указывают тепловую мощность (Вт) при конкретной температуре воды.

Поэтому нужно делать поправку, учитывающую снижение теплоотдачи системы отопления из-за более низкой температуры воды. Для газовых (особенно двухконтурных) и электрических котлов отопления рекомендуемая температура теплоносителя 65-70^оС. Поэтому радиатор на 120 Вт, рассчитанный на воду при 85℃, в электрической системе отопления при 65℃ будет отдавать на 12-13% меньше тепла. Поэтому количество секций нужно будет увеличить.

Если в планах сделать комбинированную систему отопления с теплым полом и несколькими ветками для настенных радиаторов, то начать лучше с батарей. Запуск электрического котла в течение первых нескольких месяцев практически всегда выявляет изъяны и недочеты, допущенные при планировании отопительного контура. Заменить или переставить радиаторы намного проще, чем переделывать теплый пол. Поэтому укладку каналов под напольное покрытие обычно планируют на лето перед следующим отопительным сезоном.

Единственное, что нужно будет сделать, это смонтировать распределительные коллекторы – холодный и горячий. Их все равно нужно будет ставить, так как подключить к электрической системе отопления двухконтурный теплообменник (или бойлер) для получения горячей воды другим способом невозможно.

Электрическое отопление дома намного проще в сборке, надежнее, безопаснее и дешевле, чем использование газового котла, теплового насоса, гелиоколлектора.

На сегодня это один из наиболее рациональных способов решить проблему обогрева в частном доме площадью до 100 м². Все, что нужно, – это сделать проект, купить оборудование и установить его собственными руками в доме.

А вы бы решили проложить такую систему самостоятельно? Поделитесь своим мнением в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы полезную информацию.