Какое электрическое отопление частного дома выбрать

Сбор исходных данных для расчета

Для проведения расчетов понадобятся следующие сведения о здании:

S – площадь отапливаемого помещения.

W_уд – удельная мощность. Этот показатель показывает сколько необходимо тепловой энергии на 1 м2 в 1 час. Зависит от местных природных условий, можно принять следующие значения:

• для центральной части России: 120 – 150 Вт/м2;
• для южных регионов: 70-90 Вт/м2;
• для северных регионов: 150-200 Вт/м2.

W_уд – величина теоретическая применяется в основном для очень грубых расчетов, потому что не отражает реальных теплопотерь здания. Не учитывает площадь остекления, количество дверей, материал наружных стен, высоту потолков.

Точный теплотехнический расчет производится при помощи специализированных программ с учетом множества факторов. Для наших целей такой расчет не нужен, вполне можно обойтись обсчетом теплопотерь наружных ограждающих конструкций.

Величины, которые нужно задействовать в расчетах:

R – сопротивление теплопередачи или коэффициент теплосопротивления. Это отношение разности температур по краям ограждающей конструкции к тепловому потоку, проходящему через эту конструкцию. Имеет размерность м2×⁰С/Вт.

На самом деле все просто – R выражает способность материала задерживать тепло.

Q – величина, показывающая количество теплового потока проходящего через 1 м2 поверхности при разности температуры в 1⁰С за 1час. То есть показывает сколько теряет тепловой энергии 1 м2 ограждающей конструкции в час при перепаде температуры в 1 градус. Имеет размерность Вт/м2×ч. Для приведенных здесь расчетов разницы между кельвинами и градусами по Цельсию нет, поскольку важна не абсолютная температура, а только разница.

Q_общ– количество теплового потока проходящее через площадь S ограждающей конструкции в час. Имеет размерность Вт/ч.

P – мощность отопительного котла. Вычисляется как требуемая максимальная величина мощности отопительного оборудования при максимальной разнице температуры наружного и внутреннего воздуха. Другими словами достаточная мощность котла для обогрева здания в самый холодный сезон. Имеет размерность Вт/ч.

КПД – коэффициент полезного действия отопительного котла, безразмерная величина показывающая отношение полученной энергии к затраченной энергии. В документации на оборудование обычно приводится в процентах от 100 например 99%. В расчетах применяется величина от 1 т.е. 0,99.

∆T – показывает разность температуры с двух сторон ограждающей конструкции. Чтобы было понятнее, как правильно вычисляется разница посмотрите пример. Если снаружи: -30С, а внутри +22С⁰, то

∆T = 22-(-30)=52С⁰

Или тоже, но в кельвинах:

∆T = 293 – 243 = 52К

То есть разница всегда будет одинаковой для градусов и кельвинов, поэтому для расчетов справочные данные в кельвинах могут применяться без поправок.

d – толщина ограждающей конструкции в метрах.

k – коэффициент теплопроводности материала ограждающей конструкции, который берется из справочников или СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» (СНиП — строительные нормы и правила). Имеет размерность Вт/м×K или Вт/м×⁰С.

Следующий список формул показывает взаимосвязь величин:

• R = d / k
• R= ∆T/Q
• Q = ∆T/R
• Q_общ = Q × S
• P = Q_общ / КПД

Для многослойных конструкций сопротивление теплопередаче R вычисляется для каждой конструкции отдельно и затем суммируется.

Иногда расчет многослойных конструкций может быть слишком громоздким, например при расчете теплопотерь оконного стеклопакета.

Что необходимо учесть при расчете сопротивления теплопередачи для окон:

• толщину стекла;
• количество стекол и воздушных зазоров между ними;
• вид газа между стеклами: инертный или воздух;
• наличие теплоизоляционного покрытия оконного стекла.

Однако можно найти готовые значения для всей конструкции либо у производителя, либо в справочнике, в конце этой статьи приведена таблица для стеклопакетов распространенной конструкции.

Когда отопление электричеством становится экономнее газового

Предположим, что распределительная сеть, которая питает частный дом электричеством, имеет достаточный резерв. Электроэнергия преобразуется в тепловую практически на 100%. Поэтому теряться энергия может только на теплопотери дома. Именно с показателя теплопотерь и начинаются все расчеты. На практике, блочный утепленный коттедж площадью 120 м2 имеет теплопотери 8-12 кВт. Из этого следует, что и котел нужно покупать такой же мощности плюс энергия, которая пойдет на нагревание воды.

А теперь давайте посчитаем, во экономным будет обогрев электричеством частного дома по сниженному тарифу и сделаем сравнение с затратами на газовую систему. Для удобства воспользуемся одним из готовых калькуляторов, которых в интернете можно найти массу.

Исходим из того, что теплопотери дома составляют 8 кВт, а отопительный сезон длиться 7 месяцев. Стоимость 1 м3 газа составляет 0,119 BYN, а тариф 1 кВт электроэнергии – 0,0335 BYN.

Скриншот с калькулятора расчета стоимости

В итоге расход электроэнергии получается 23 387 кВт·ч за отопительный сезон, или 783 BYN. Это +/- 111,8 BYN в месяц. Газа вы употребите на 295 BYN или около 42,1 BYN ежемесячно. Плюс в случае с электрическим котлом, нужно добавить затраты на нагревание воды в системе – это 4 кВт ежедневно или 808 кВт за весь сезон. Получается 783+26,8=809,8 BYN за сезон.

Существуют способы снижения затрат на отопление электричеством:

1. Установка автоматического регулирования мощности. Вы будете устанавливать более низкую температуру, например, ночью или включать котел на минимальную мощность, пока дома никого нет.
2. Утеплить дополнительно дом. Так, в современных энергоэффективных зданиях теплопотери не превышают 3 кВт. В этом случае за сезон вы потратите 183,8 BYN.

Сравнение расходов на содержание и подключение газового и электрического отопления

Уверенно заявлять, что электрокотел стоит дешевле газового мы бы не стали. Да, самые простые электрические котлы стоят недорого, но и расход энергии у них выше, так как нет системы регулировки мощности в зависимости от желаемой температуры в помещении. Здесь вы можете настроить только температуру воды в системе.

Подключение электрического отопления

В дом, для которого мы считали затраты на энергоноситель, мы бы выбрали электрокотел среднего класса Proterm Скат12К кВт стоимостью 1560 BYN. К нему нужно купить бойлер за 800 BYN и модуль для соединения с котлом за 297 BYN. В итоге набегает сумма в 2657 BYN.

Чтобы поставить у себя электрокотел, нужно получить разрешение электросетей. Обязательного обслуживания он не требует. За подключение и наладку вы заплатите одноразово 70-80 BYN.

Чтобы платить за отопление электричеством по сниженному тарифу, нужно устанавливать дополнительный счетчик стоимостью от 126 BYN, к нему нужен щиток, который обойдется в 70 BYN.

Подключение газового отопления

Мы бы купили Bosch 6000 за 1260 BYN, бойлер за 800 BYN и датчик для него за 110 BYN. Получается всего 2170 BYN.

Дополнительно подключение газового котла к трубам газопровода обойдется примерно 1600 BYN при условии, что газовые коммуникации подведены к вашему участку. Стоимость пуска и наладки составит порядка 70-90 BYN плюс вызов специалиста для проверки вентиляции стоит 40 BYN. Подключение к газопроводу стоит еще 100 BYN. И каждый год котлу потребует техобслуживание, стоимость которого составляет 50-80 BYN. Сюда же мы включим копание траншей для подвода труб. Итого, к стоимости оборудования добавляется 2500-3000 BYN.

В подключении системы газового отопления к магистрали есть и другие нюансы. Потому что участок газопровода может быть, как государственным, так и кооперативным. В последнем случае за «врезку» в систему иногда приходится платить несколько тысяч у.е. конечно, за счет дешевизны газа в РБ все затраты со временем окупятся, но потребуется на это не год и даже не два.

Виды электрического отопления

Отопление при помощи электричества можно сделать несколькими способами. В первую очередь вам стоит определиться с типом системы, которую вы хотите реализовать. Будет это традиционное водяное отопление, воздушное или теплый пол. Все три системы могут применяться как единственный способ обогрева, так и комбинированный — любые две или даже все три. Чтобы определиться нужно представлять достоинства и недостатки каждой их них.

Электроотопление не обязательно должно быть однотипным

Водяное отопление с электрическим котлом

Начнем с достоинств. Самая стабильная система, которая за счет инерционности продолжает поддерживать температуру некоторое время после того, как котел перестал работать. Во время работы минимально сушит воздух, работает практически бесшумно. Высокая ремонтопригодность. Если не прятать трубы отопления в стены, они всегда доступны для ремонта и замены.

Водяное отопление с электрокотлом ничем не отличается

Недостатки таковы. Сложная система из труб и радиаторов требует больших затрат времени и денег на стадии монтажа. За счет инерционности невозможно быстро менять температуру — быстро нагреть помещение не получится. При останове системы в зимнее время она может разрушится — если вода замерзнет в трубах, их разорвет. Для серьезного ремонта необходим полный останов и слив теплоносителя.

Воздушное отопление на электрических обогревателях

Отопление этого типа быстро монтируется. Все что надо — купить обогреватели, повесить и включить в сеть. Воздух начинает нагреваться сразу после включения. При заморозке системы, она остается работоспособной — замерзать нечему. Элементы отопления между собой не связаны. Выход из строя одного никак не сказывается на работоспособности других. Его можно спокойно ремонтировать.

Повесить обогреватели — вот и все что нужно

Недостатки воздушного отопления такие. Первый — при отключении обогревателей температура быстро снижается. Чтобы обеспечить постоянную работу необходима система резервного электропитания. Второй — из-за непосредственного контакта с нагревательными элементами воздух пересыхает, необходимы меры/приборы для увлажнения воздуха. Третий — многие воздушные обогреватели имеют встроенные вентиляторы, что повышает эффективность, но они издают шум.

Теплый пол на электрических элементах

Электрический теплый пол — самая молодая система отопления. Из всех описанных выше она дает наиболее комфортные условия — самая высокая температура получается на уровне ног, а в районе головы — она средняя. Также эта система инертна — пока нагреется/остынет массив пола проходит значительный промежуток времени. По этой причине после выключения температура держится еще некоторое время. Сложность монтажа зависит от типа электрического теплого пола. Есть системы, которые требуют стяжки (электрические греющие кабели и маты), есть те, которые монтируются на ровное жесткое основание без мокрых работ (пленочный теплый пол) и могут использоваться для подогрева ламината, линолеума и т.д.

Теплый пол есть разных видов. Это комфортный способ отопления частного дома электричеством

Электрическое отопление частного дома при помощи теплого пола имеет и недостатки. Первый — средняя или низкая ремонтопригодность. Прямого доступа к системе отопления нет. Приходится разбирать/разбивать пол. Второй — затраты времени и сил на устройство электрического подогрева теплого пола низкими не назовешь. Системы, требующие стяжки монтируются около месяца (пока «зреет» стяжка пользоваться нельзя), теплый пол для «сухого» монтажа можно собрать за день, но стоимость обогревательных элементов довольно высокая.

Какой вид отопления электричеством лучший

Как видите, сказать какой вид электроотопления в доме лучший, не получится. Идеального нет. Исходить надо из условий эксплуатации:

• Для домов с постоянным проживанием чаще используется водяное отопление. Но следить за системой необходимо ежедневно.

• Для дач временного посещения более удачный вариант — воздушное отопление. Его можно включать в нескольких комнатах и заморозка таким обогревателям нестрашна.

• Теплый пол используется, в основном, как дополнительный источник тепла. Для повышения комфортности в отопительный сезон, для улучшения микроклимата в межсезонье. Может он быть и основной системой отопления, но используется в этом качестве редко (во всяком случае, пока).

Сказанное выше основано на выборе большинства. Это не значит, что нельзя в доме с постоянным проживанием делать воздушное электрическое отопление частного дома. Можно, и делают. Просто надо четко представлять достоинства и недостатки.

Особенности отопления дома электроэнергией

Если не принимать во внимание эксплуатационные затраты, выбор в пользу такой системы обогрева можно охарактеризовать только положительно:

1. Не требуется дымовая труба.
2. Отсутствует риск возгорания (при условии соблюдения правил подключения), взрыва и отравления газом.
3. Не нужны проект и разрешение государственных органов.
4. Полная автоматизация. В отличие от газового аналога безопасен запуск прибора при длительном отсутствии жильцов.
5. Теплопроизводительность регулируется в широких пределах без снижения КПД.
6. Котел стоит недорого.

Но есть и негативные моменты:

1. Высокие затраты на оплату электроэнергии.
2. Низкая надежность. Проложенная по воздуху электросеть является наиболее уязвимой частью инфраструктуры.

После бурь и ураганов населенные пункты остаются в первую очередь без света. Потому обходиться одним только электрическим котлом рискованно, рекомендуется дополнительно подключить к системе отопления хотя бы маломощное твердотопливное устройство в качестве резервного. Перечень агрегатов есть на сайте bigkotel.ru.

Способ 1 — электроконвекторы

С помощью электрических конвекторов реально обеспечить дешевую и эффективную систему отопления. Электроконвектор построен по принципу естественной циркуляции воздуха. От обогревателя тёплый воздух перемещается вверх, стимулируя, таким образом, движение воздуха внутри помещения, и обеспечивая равномерность его прогрева. Однако эффективен конвектор только в тёплом климате, когда температура не падает ниже 10-15 градусов.

Плюсы

• Отсутствие принудительного выдувания воздуха. Даже в самом чистом доме есть твёрдые частицы, которые лежат на поверхностях. При искусственном выдувании тёплого воздуха из обогревателя эта пылища становится частью воздуха, которым мы дышим. Естественная циркуляция воздуха не столь активна, поэтому и пыль в воздух при этом не поднимается.
• Небольшие размеры при достаточной мощности. Нагревательные элементы конвекторов разогреваются быстро, преобразуя электричество в тепло с КПД до 80%. Кроме того, есть система работы на разных режимах, а также термостаты, позволяющие работать не постоянно, а только при снижении температуры воздуха.
• Мобильность, позволяющая передвигать конвектор по комнате, в места с максимальным холодопритоком.
• Возможность создания системы отопления исключительно с помощью конвекторов или использования их как составной части более сложной системы обогрева.
• Электро-нагревательный элемент не греется более 100 градусов, а корпус — 60 градусов. Имеют повышенный уровень защиты от влаги, что позволяет использовать конвектор на кухне и в санузлах.

Минусы

• Минусами электрических конвекторов является установка обогревателей в каждой комнате доме.
• Кроме того, если включить их одновременно, то есть вероятность превысить пределы допустимой мощности.

На фото электроконвектор фирмы Nobo, Норвегия

Обогреватели

Как бы ни были хороши электрические котлы, они требуют прокладки труб и другой инфраструктуры, наполнения рабочих контуров теплоносителем. Стоит трубе «прохудиться» или радиатору потерять свою герметичность, как вся система утрачивает способность нормально нагревать дом.

Электрические обогреватели гораздо практичнее и легче в этом смысле. Их польза состоит и в том, что можно локально усилить нагрев наиболее проблемной комнаты. Конечно, разумные хозяева постараются утеплить ее, но в любом случае на это потребуется какое-то время. Данный же вариант дает добавочное тепло «здесь и сейчас».

Обогреватели выручают и в других случаях, например, если ненастные дни наступили раньше основного отопительного сезона или же, наоборот, затянулись дольше обычного. В этой ситуации преждевременный запуск основного нагревательного контура, топка печей и прочие действия могут доставить много неудобств. А эта система начинает работать при включении в розетку и простом нажатии на кнопку. Через считанные минуты в комнате создается приятная атмосфера, а сырая осень либо затяжная весна уже не напоминают о себе

Важно только с умом выбрать вид электрического обогревателя

Большинство людей отдает предпочтение масляным электронагревательным приборам. В эту группу включают также кварцевые панели и так называемые батареи модульного типа. Следует знать, что прямая трансляция тепла в воздух не слишком эффективна, поскольку теплообмен происходит на ограниченной площади контакта. Справиться с этой проблемой конструкторы пытаются за счет повышенного прогрева поверхности и как можно большего наращивания ее площади.

Альтернативой подобного решения является конвекционная аппаратура. Конвекторы содержат скрытые в корпусах нагревающие элементы. Сквозь специально предусмотренные отверстия горячий воздух быстро проходит вверх и согревает пространство в помещении.

Направленный в определенную сторону поток воздуха можно создать и другими устройствами — тепловыми вентиляторами и тепловыми пушками. Вентиляционный аппарат, как следует из его названия, содержит внутри себя вентилирующую систему, которой для работы тоже требуется электрический ток. Потому при прочих равных параметрах расход энергии в доме будет больше, чем при работе аналогов сопоставимой мощности.

Еще один вариант электрического обогрева — инфракрасные нагреватели (к ним относятся не только галогеновые лампы, но и другие устройства). Подобные аппараты делаются напольными, подвесными или мобильными. Довольно широко распространены пленочные обогреватели. Рекомендуется устанавливать такие аппараты в потолочном исполнении, потому что тогда они будут создавать наилучшие в физиологическом плане условия.

Что немаловажно, размещение источника тепловых лучей на потолке способствует наиболее рациональному расходованию энергии. Рассматривая напольные и настенные модели, лучше делать выбор в пользу техники, оборудованной термостатами

Нельзя забывать и о том, что инфракрасный обогрев охватывает только строго определенную часть пространства, влияя на температуру воздуха весьма слабо и опосредованно.

Дешевле газом или электричеством?

Во многих районах вопрос выбора между газовым и электрическим отоплением стоит очень остро. Оба варианта имеют свои технические нюансы, однако в общем можно сказать, что с обеспечением дома и его жильцов теплом эти установки справляются одинаково хорошо. Если же они неисправны, оба варианта подпитываются с перебоями либо функционируют неправильно. Потому решающее значение при выборе имеет лишь экономическая составляющая (величина расходов). К сожалению, в данном случае соображения экономии явно не на стороне электрического тока.

Однако есть и другие тонкости, о которых нельзя забывать:

• автономный газовый обогрев требует более значительных первоначальных затрат;
• недвижимость в коттеджных поселках с подключенным газом стоит ощутимо дороже, чем без него (так застройщики компенсируют свои потери);
• электрическая энергия начинает поступать в районы новой застройки обычно раньше, чем «голубое топливо», а скорость ее подключения заметно выше.

Способы дополнительной экономии при электрическом отоплении

Соблюдение простейших мер по энергосбережению поможет вам дешево организовать отопление дома электричеством.

• Утепление стен здания – его целесообразно проводить с наружной стороны стен. Внутреннее утепление чревато образованием конденсата между стеной и утеплителем и требует строгого соблюдения технологии и дополнительных мер изоляции.
• Снижение тепловых потерь с естественной вентиляцией путем замены окон и дверей на энергосберегающие.
• Использование многотарифного счетчика электроэнергии – актуально, в первую очередь, для систем электрического отопления с котлом, т.к. принцип работы обогревателей требует практически постоянного поддержания заданных параметров.
• Использования аккумуляторов тепла – применимо только для систем с котельным оборудованием. При условии, что у вас установлен многотарифный прибор учета электрической энергии, вы можете в целях экономии накапливать тепловую энергии посредством аккумулятора в ночное время суток.

Важно! В некоторой степени, теплоноситель системы отопления также выступает в качестве аккумулирующего звена, поэтому котельная система электрического обогрева способна поддерживать тепло в доме в случае кратковременных перебоев в подаче электроэнергии

Дополнительные электрические мощности

Чтобы начать разговор о выделении дополнительных электрических мощностей, разумно посчитать, сколько её нужно для различных типов электрического отопления. Это я сделаю чуть ниже, здесь прикидочный вариант.

Расчет мощности необходимого котла отопления, по самой упрощенной схеме, дает, что для дома в 100 метров, нужна минимальная мощность котла в 10 кВт. С движением на Север и центр России эта мощность увеличивается в 1,2-1,5 раз.

Важно! Какая бы выделенная мощность не была у вашего дома, подключение электрического устройства мощностью от 10 кВт, требует согласования в энергоснабжающей организации и Энергонадзора. Выделение дополнительных мощностей делается там же

Особая проблема использования электрического отопления возникает в товариществах. В них на дом выделяют не более 5 кВт и подключение электрических котлов без выделения дополнительных мощностей просто не возможно.

Достоинства электрического отопления

Перечень достоинств электрического отопительного оборудования достаточно обширен и включает в себя следующие качества:

1. Безопасность. Обогрев загородного дома электричеством характеризуется полным отсутствием открытого пламени. Грамотный монтаж проводки и соблюдение правил пожарной безопасности при использовании электрического оборудования позволят создать пожаробезопасную систему.
2. Отсутствие топлива. В качестве энергоресурса используется электричество, которое не нужно закупать заранее или где-то хранить, в отличие от твердого и жидкого топлива, для хранения которого требуется оборудовать отдельное помещение.
3. Экологическая безопасность. При электрическом отоплении отсутствуют какие-либо выбросы вредных веществ в атмосферу, поэтому окружающая среда и человеческое здоровье совершенно не подвергаются негативному воздействию. К тому же, нет никакой необходимости в обустройстве отдельного помещения для отопительного оборудования – его вполне можно устанавливать в любой комнате.
4. Визуальные характеристики. На рынке электрические отопительные устройства представлены в широком ассортименте, поэтому подобрать конструкцию желаемой расцветки и вида, идеально вписывающуюся в дизайн помещения, не составит труда.
5. Простота эксплуатации. Рассматриваемые устройства очень просты в использовании и не требуют постоянного обслуживания, вроде замены расходных элементов или очистки.
6. Простота монтажа. Электрические устройства имеют довольно простую конструкцию, поэтому монтаж электрического отопления в частном доме можно без проблем провести самостоятельно. Перед тем, как сделать электрическое отопление частного дома своими руками, в большинстве случаев будет достаточно прочитать приложенную к конкретному устройству инструкцию.
7. Стоимость. Конечно, электрическое оборудование для обогрева дома нельзя назвать самым дешевым, но по сравнению с традиционным газовым оборудованием оно обходится на порядок дешевле.
8. Небольшой вес и габариты. Все электрические отопительные приборы для дома отличаются скромными размерами и небольшим весом – при необходимости их вполне может перенести один человек.

Недостатки есть, но их гораздо меньше:

1. Высокая стоимость электричества.
2. Требовательность к мощности электросети, способной выдерживать существенные нагрузки.
3. Перебои с поставками электроэнергии в отдельных регионах.

Заключение

Электрическое отопление частного дома – это простая и эффективная конструкция, обеспечивающая равномерное распределение тепла по всему зданию. Если свойственные таким системам недостатки при ближайшем рассмотрении кажутся незначительными, то можно рассчитывать на полноценную реализацию всех положительных качеств, которых на порядок больше. 

Использование конвектора

Более простая и доступная альтернатива электрическому котлу — конвектор. Его установка не требует проложения магистралей и покупки многочисленного оборудования. За счет нагревательных элементов разогревается окружающий воздух. Благодаря этому конвектор способен быстро прогреть небольшое помещение.

Конвектор нагревается до +70…+110°С. Система отопительного оборудования также оснащается терморегуляторами, которые помогают установить комфортные параметры прогрева дома. Конвекторы рекомендуется устанавливать и на стены, и на пол. Таким образом, когда остывший воздух будет опускаться, он попадет в поле действия нагревателя и снова начнет подниматься. Получается замкнутый круг, в котором происходит постоянный прогрев воздуха. Ускорить движение воздуха можно при помощи дополнительных вентиляторов.

Это объясняет, почему конвектор не обеспечивает равномерный обогрев деревянного дома электричеством. Так, ближе к потолку будет собираться теплый воздух, а пол останется по-прежнему прохладным. Из-за этого стоит сделать дополнительное утепление пола.

Чтобы обеспечить экономное отопление электричеством при помощи конвектора, требуется предварительно подсчитать количество приборов, необходимых для прогревания дома. Наибольший эффект от применения конвектора достигается при электроотоплении дачи, небольших квартир или деревянных домов.

Электродные котлы

Конструкционное устройство такого котла для отопления в частном доме электричеством несложное: внутрь емкости встраиваются электроды. Нагрев теплоносителя происходит за счет выделения тепла при прохождении тока через жидкость. При этом отсутствует процесс электролиза, так анод и катод чередуются в непрерывном режиме с частотой 50 Гц.

Достоинства электродных котлов:

• по сравнению с трубчатыми электронагревателями отличаются большей надежностью и продолжительным сроком эксплуатации. Если на электродах образуется накипь, они не выходят из строя;
• имеют меньшие габариты.

Недостатки электродных котлов:

• при использовании воды в качестве теплоносителя, для нее требуется специальная обработка;
• когда применяют антифриз, он должен быть разработан производителем устройства.