Încălzirea electrică într-o casă particulară: o prezentare a celor mai bune tipuri de sisteme electrice de încălzire

Alegerea sistemului de încălzire este o problemă cheie, de a cărei soluție depind confortul locuirii și păstrarea resurselor financiare ale proprietarului. Examinând diferite opțiuni, merită să acordați atenție încălzirii electrice într-o casă particulară, să-i evaluați avantajele și dezavantajele pentru a le compara cu alte oferte.

Sistemele moderne care funcționează cu energie electrică sunt foarte diverse. Nu toate consumă o cantitate excesiv de mare de electricitate. Să le examinăm pe fiecare în detaliu.

De ce se alege încălzirea electrică?

Se consideră în general că încălzirea casei cu sisteme care funcționează pe bază de electricitate este prea costisitoare. De aceea, avantajele lor nu sunt cumva luate în considerare.

Sistemele electrice de încălzire se numără printre cele mai ecologice. Ele nu emit nicio substanță în atmosferă.

Aceasta este fundamental greșit, deoarece sistemele electrice au numeroase avantaje semnificative care le deosebesc favorabil de încălzirea de alte tipuri:

• Siguranța. Echipamentul nu funcționează cu flacără deschisă și substanțe explozive, cum fac alte aparate de încălzire. O instalație electrică bine executată este o protecție sigură împotriva unui posibil incendiu.
• Simplitatea în operare și întreținere. Sistemele automate reglează funcționarea echipamentului, ceea ce necesită o intervenție minimă din partea omului. Elementele care necesită înlocuire sau curățare regulată lipsesc.
• Siguranță ecologică totală. În timpul funcționării, sistemul nu emite substanțe toxice, prin urmare poate fi montat în orice încăpere.
• Nu este necesară stocarea unei rezerve de combustibil. De aceea, nu este necesară o încăpere specială pentru depozitarea materialelor inflamabile.
• Compactitatea. Cea mai mare parte a echipamentului se remarcă prin dimensiuni mici. Designul variat al dispozitivelor permite alegerea ușoară a unui model pentru orice interior din punct de vedere stilistic.
• Cost redus. În comparație cu aparatele de încălzire de alte tipuri, prețul unui astfel de echipament este semnificativ mai mic.

Dintre dezavantajele semnificative ale sistemelor electrice, pe lângă costul destul de ridicat al energiei electrice, trebuie menționată, pentru dreptate, dependența totală de energie a echipamentului.

Aceasta înseamnă că, în cazul întreruperii alimentării cu energie electrică, toate aparatele își vor înceta funcționarea, ceea ce va fi deosebit de vizibil în localitățile cu întreruperi frecvente. În plus, pentru funcționarea neîntreruptă a echipamentului va fi necesară o rețea electrică puternică, care nu este disponibilă peste tot.

Pentru amenajarea încălzirii pe apă cu centrală electrică, se alege doar un sistem închis cu un vas de expansiune cu membrană, prin care se reglează presiunea în sistem.

Încălzirea cu apă cu un cazan electric

Reprezintă un sistem standard cu agent termic lichid care circulă prin circuitul de încălzire. Principala sa diferență constă în faptul că încălzirea agentului termic se realizează doar prin utilizarea unei centrale electrice.

Din această cauză, un astfel de sistem va avea câteva particularități. În primul rând, poate fi doar de tip închis și trebuie să fie echipat cu un vas de expansiune cu membrană.

Altfel, nu se va putea evita neuniformitatea încălzirii încăperilor, pierderi de viteză și putere a schimbului termic, ceea ce va duce la un consum excesiv de energie electrică și, în consecință, la cheltuieli nejustificate. Din aceleași motive, nu se recomandă instalarea unui sistem cu circulație naturală.

Varianta optimă este circulația forțată a agentului termic, ceea ce va permite economisirea maximă a energiei electrice. Pentru funcționarea cu un astfel de sistem de încălzire, se pot utiliza trei tipuri de centrale electrice. Vom analiza avantajele și dezavantajele fiecăreia.

Cazane cu încălzitoare de tip TEN

În fiecare dintre aceste dispozitive sunt instalate rezistențe electrice. Acestea sunt elemente de încălzire care funcționează pe principiul încălzirii rezistive a conductorului prin care trece curentul electric.

Din cauza faptului că trebuie să funcționeze în lichid, pe dispozitive se instalează suplimentar o protecție sub formă de carcasă impermeabilă și izolație fiabilă. Prin urmare, puterea rezistențelor electrice scade ușor.

În figură este prezentată construcția unui cazan electric cu încălzitor de tip TEN

Ca urmare, randamentul fiecărui astfel de încălzitor nu depășește 80. Prin urmare, pentru ca cazanele de acest tip să încălzească agentul termic până la temperatura necesară, este necesar fie să se mărească numărul de elemente termice (TEN), fie să se instaleze încălzitoare de putere mai mare.

În orice caz, pierderile de energie sunt inevitabile, ceea ce afectează negativ eficiența economică a aparatelor de acest tip. Cel mai adesea, producătorii instalează 3-4 elemente termice (TEN) într-un singur cazan. Sunt prevăzute diferite moduri de funcționare ale aparatului. În funcție de aceasta, pot fi pornite toate elementele de încălzire, doar unul dintre ele sau grupuri de elemente.

Puterea cazanelor electrice de tip TEN variază între 3 și 50 kW. Cele mai puternice modele sunt destinate conectării la o rețea trifazată, iar cele mai puțin puternice pot funcționa de la una monofazată.

Dispunerea elementelor termice (TEN) în aparat poate fi diferită, ceea ce afectează aspectul lor. Acestea pot fi fabricate sub formă de cilindri cu elemente de încălzire «ascunse» în interior și un bloc de comandă amplasat într-o carcasă separată, sau pot avea o formă dreptunghiulară obișnuită cu comenzile scoase pe carcasă.

Costul cazanelor de acest tip este foarte mic, ceea ce se datorează ineficienței lor economice.

În timpul funcționării, suprafața elementului termic (TEN) se acoperă cu depuneri de calcar și săruri, de aceea trebuie înlocuit în mod regulat.

Dispozitivele cu elemente termice (TEN) au și alte dezavantaje. În primul rând, durata de «viață» a elementului de încălzire este scurtă. În timpul funcționării dispozitivului, acesta se acoperă cu depuneri de săruri și se defectează.

De aceea, schimbarea regulată a elementelor termice (TEN) este necesară pentru un astfel de aparat. Un alt «minus» constă în faptul că, la pornirea echipamentului cu o cantitate mică de agent termic sau în lipsa acestuia, încălzitoarele se defectează.

Cazane cu principiu de funcționare pe bază de electrozi

Principiul de funcționare al dispozitivului diferă fundamental de modelele cu elemente termice (TEN). Pentru a obține căldură, se utilizează oscilații de frecvență în rețeaua de curent alternativ, care, la rândul lor, provoacă oscilații ale ionilor prezenți în electrolit, ceea ce duce la încălzirea rapidă a acestuia.

Propriu-zis, cazanul reprezintă o carcasă cu doi electrozi imersați în agentul termic, al cărui rol este jucat de un lichid conductor sau electrolit. Cel mai adesea, în acest scop se utilizează antigel de o marcă sau alta.

Dispozitivele cu electrozi se remarcă favorabil prin compactitate și greutate redusă, având în același timp o putere de încălzire ridicată. Astfel de cazane pot fi instalate în grupuri, pornind unul sau mai multe aparate deodată, după necesitate. Un alt avantaj al echipamentului cu electrozi constă în insensibilitatea sa aproape totală la fluctuațiile de tensiune din rețea.

Cazanele cu electrozi sunt foarte compacte, ceea ce le diferențiază avantajos de omoloagele de tip cu elemente încălzitoare

Intervalul sigur de variație pentru ele este de 15-20%, ceea ce este destul de mult. Cu toate acestea, stabilitatea frecvenței curentului alternativ este foarte importantă pentru dispozitive. Cazanele cu electrozi sunt complet sigure la incendiu, deoarece un astfel de dispozitiv nu se poate supraîncălzi, iar în absența agentului termic pur și simplu nu se va porni.

Dispozitivul se încălzește foarte rapid. Din punct de vedere al eficienței, este cu 20% superior omologului cu elemente încălzitoare, adică randamentul său este de aproximativ 98%. În același timp, productivitatea sa poate fi mărită.

Acest lucru se realizează prin legarea dispozitivului cu țevi metalice. Astfel, zona de ionizare a agentului termic se extinde semnificativ, ceea ce conferă efectul de creștere a productivității. Costul cazanelor cu electrozi este scăzut. De aceea, atunci când acest echipament a apărut, era considerat aproape un dispozitiv de încălzire ideal.

Cu toate acestea, în timpul funcționării au fost evidențiate și dezavantaje. În primul rând, puterea instabilă a dispozitivului.

Aceasta depinde foarte mult de compoziția chimică a lichidului conductor și de temperatura acestuia, deoarece chiar și la abateri mici se modifică conductivitatea electrică a soluției, ceea ce duce la modificări ale intensității încălzirii. În plus, sistemul cu electrozi se pretează foarte greu la controlul și reglarea automată.

Cazanele cu electrozi pot fi instalate în grupuri, ceea ce oferă o comoditate semnificativă în exploatarea lor

Pentru cazanele de acest tip, compoziția și puritatea agentului termic sunt extrem de importante. În cazul nerespectării proporțiilor soluției sau a contaminării acesteia, toate avantajele unui astfel de sistem dispar. Prin urmare, cel puțin o dată pe an este necesară corectarea compoziției chimice a electrolitului.

Cu aceeași periodicitate va fi necesară curățarea schimbătorului de căldură și a întregului sistem de încălzire de depunerile de sare, care se vor acumula destul de rapid. O condiție obligatorie pentru conectarea sistemului electric de încălzire de tip cu electrozi este existența unui circuit de împământare.

Astfel, în ciuda faptului că astfel de aparate de încălzire sunt mai economice decât omoloagele lor cu elemente încălzitoare, ele nu se bucură de o cerere deosebită. Un număr destul de mare de dezavantaje fac utilizarea lor pentru încălzirea unei locuințe private nu foarte convenabilă.

Cazane de încălzire cu inducție

Acestea sunt cele mai avansate reprezentante ale sistemelor electrice de încălzire. La baza acestor dispozitive stă principiul inducției electromagnetice. Totul se întâmplă în felul următor. Prin înfășurarea primară, situată în miezul dispozitivului, se trece curent electric.

Acesta induce tensiune în înfășurarea secundară, situată mai aproape de carcasa dispozitivului. Aceasta reprezintă un sistem labirintic de țevi prin care circulă agentul termic.

În figură este reprezentat schematic un cazan de inducție și principiul său de funcționare

La închiderea circuitului secundar, apare încălzirea rezistivă a conductorului și, în consecință, a agentului termic. Nu există pierderi de energie, astfel încât randamentul unui astfel de sistem este de aproape 100%.

Încălzirea lichidului are loc foarte rapid și uniform. Cazanele de inducție sunt foarte economice. Acest indicator crește și mai mult datorită autoinducției sistemului, care este asociată cu o putere reactivă suplimentară.

Aceasta este generată de curenții care trec prin circuitul secundar închis. Valorile puterii suplimentare rezultate sunt destul de mari. O altă variantă a cazanului inductiv – încălzitorul de inducție turbionar sau VIN – acționează oarecum diferit.

La înfășurarea sa primară se aplică o tensiune, care este transformată anterior în tensiune de înaltă frecvență. Astfel, intensitatea câmpului electromagnetic crește brusc.

Ce oferă aceeași creștere rapidă a intensității curentului generat de acest câmp? Particularitatea cazanului VIN este că nu are înfășurare secundară. În locul acesteia, se utilizează toate suprafețele metalice ale echipamentului.

Acestea sunt fabricate special din materiale cu proprietăți feromagnetice pronunțate. Apariția curenților turbionari duce la remagnetizare, ceea ce provoacă o încălzire puternică și aproape instantanee a aliajelor feromagnetice.

Cazanele de inducție sunt compacte, dar au o greutate semnificativă

Prin urmare, aproape toate elementele masive ale carcasei participă la procesul de schimb de căldură, ceea ce permite obținerea unui randament foarte ridicat, aproape de 100%. Cazanele de inducție ale ambelor variante se caracterizează printr-o greutate semnificativă și dimensiuni relativ mici. Ele pot fi instalate individual sau în grupuri, ultima variantă oferind avantaje considerabile la organizarea încălzirii clădirii.

Un cazan de tip inducție pentru amenajarea unei case de vacanță sau a unei case particulare mici poate fi realizat cu propriile mâini. Ghidul de asamblare a unui cazan de inducție, prezentat în articolul pe care îl recomandăm, vă va ajuta să alegeți varianta optimă și să construiți corect agregatul.

Printre avantajele cazanelor cu inducție se numără încălzirea rapidă, aproape instantanee. Echipamentul se pretează ușor la reglaje, motiv pentru care se montează pe el blocuri automate de comandă care asigură reglaje precise. Din punct de vedere al siguranței electrice și la incendiu, aceste dispozitive sunt cele mai sigure, dacă le comparăm cu omoloagele de alte tipuri.

Randamentul ridicat al aparatelor cu inducție nu scade nici după o exploatare îndelungată. Acest lucru se datorează faptului că în interiorul dispozitivului nu se acumulează depuneri de sare sau calcar. Ele sunt îndepărtate de microvibrațiile de înaltă frecvență care însoțesc funcționarea echipamentului. Din același motiv, nu există cerințe speciale privind compoziția chimică a agentului termic. Cazanele nu sunt sensibile la aceasta.

Utilizarea cazanelor cu inducție asigură o economie de energie electrică de aproximativ 40% față de utilizarea cazanelor electrice de alte tipuri

Un alt avantaj – durata lungă de exploatare a cazanelor cu inducție. Fără exagerare, aceasta poate fi de zeci de ani. Acest lucru se explică prin faptul că echipamentul pur și simplu nu are componente vulnerabile. Contactul părții electrice a aparatului cu agentul termic lipsește complet.

Probleme pot apărea doar la suduri, care de obicei rezistă foarte mult timp. Principalul avantaj al echipamentului de acest tip constă în eficiența economică.

Practica arată că acesta permite economisirea a până la 40% din energia electrică față de omoloagele sale cu rezistențe și electrozi. Printre dezavantaje se numără un ușor zgomot de vibrație pe care îl produc cazanele în timpul funcționării.

Masa mare, ceea ce necesită atenție la montaj, mai ales dacă dispozitivul se fixează pe perete. Un alt dezavantaj – costul destul de ridicat al aparatelor cu inducție.

Echipament pentru încălzirea cu infraroșu

Pentru încălzirea casei dumneavoastră de la țară cu electricitate puteți utiliza sisteme moderne de încălzire în infraroșu. Pentru funcționarea lor se aplică principiul transmiterii energiei prin unde pe o anumită distanță.

Totul se întâmplă în felul următor. Emițătorul transformă energia electrică într-o undă din domeniul infraroșu și o transmite. Undele se deplasează până când ajung pe orice suprafață opacă.

Distribuția temperaturilor la utilizarea încălzirii în infraroșu este mult mai confortabilă pentru om decât la utilizarea metodelor tradiționale de încălzire

Aici ele se transformă în energie termică, încălzind corpul care le-a întâlnit în cale. Obiectul încălzit astfel, fie că este o mobilă mare, podeaua sau peretele, începe să cedeze căldură în atmosferă, încălzind astfel aerul din încăpere.

Astfel, are loc o încălzire cât mai uniformă a încăperii, iar temperaturile sunt distribuite în modul cel mai confortabil pentru om. În același timp, practic nu există pierderi de energie, ceea ce determină un randament ridicat al încălzitoarelor infraroșii.

Ele sunt fabricate în diferite variante. Deosebit de populară este folia specială infraroșie cu emițători de carbon încapsulați în interior. Este utilizată pentru amenajarea sistemelor de pardoseală încălzită și poate fi aplicată pe tavan și pe pereți. Folia este acoperită cu orice material de finisare, ceea ce nu îi afectează proprietățile.

Grosimea foliei infraroșii este redusă, aceasta este invizibilă sub orice acoperire. Sistemul este rezistent la umiditate și nu este afectat de sarcini dinamice. Poate fi demontat și reutilizat.

La vânzare se găsesc încălzitoare infraroșii, atât cele obișnuite, cât și cele sub formă de plăci de diferite dimensiuni. Acestea sunt, de asemenea, destinate fixării pe pereți sau pe tavan. În acest caz, însă, este vorba mai degrabă de o încălzire suplimentară, decât de una principală.

Din punct de vedere al eficienței economice, echipamentele infraroșii depășesc toate sistemele electrice de încălzire cunoscute. Acest lucru se explică prin faptul că reușesc să încălzească foarte rapid încăperea, după care unitatea automată de control pornește/oprește periodic dispozitivul, menținând regimul de temperatură dorit.

Printre dezavantajele sistemelor infraroșii se numără direcționalitatea strictă a încălzirii. Dispozitivul încălzește doar zona aflată în fața sa. De aceea, de exemplu, folia infraroșie se instalează pe întreg perimetrul podelei sau al tavanului.

Un alt dezavantaj – costul destul de ridicat al unui astfel de echipament, mai ales dacă trebuie achiziționat material pentru amenajarea podelei încălzite sau sistemul PLEN pentru tavan. Totuși, trebuie recunoscut că astfel de investiții se amortizează destul de repede.

Încălzitoarele infraroșii moderne pot fi realizate sub formă de panou decorativ.

Convectoare electrice de încălzire

Funcționarea acestor aparate este similară cu cea a radiatoarelor de încălzire. Ele se încălzesc și transmit căldura aerului din jur. Diferența constă în faptul că în convectoare nu există agent termic. Prin urmare, nu sunt necesare sisteme de conducte de alimentare/evacuare.

În schimb, în interiorul aparatului sunt amplasate elemente TEN, care încălzesc suprafața acestuia. Partea inferioară a dispozitivului este destinată captării aerului rece.

Acesta pătrunde în interiorul convectorului printr-o rețea specială. Încălzindu-se de la elementul TEN, aerul se ridică mai sus și iese prin grila superioară.

În timpul funcționării aparatului de încălzire, se creează un curent ascendent constant de aer cald, care încălzește încăperea destul de repede. Pentru reglarea temperaturii de încălzire, echipamentul este dotat cu un termostat; poate fi instalat un bloc automat de comandă.

Producătorii lansează o gamă largă de dispozitive de diferite puteri și designuri. Pentru încăperile cu umiditate ridicată, pot fi achiziționate dispozitive cu protecție specială. Cu criteriile de alegere a unui convector electric vă va familiariza următorul articol, pe care vă sfătuim să-l citiți.

Convectoarele sunt extrem de simple în exploatare și sigure. Elementul de încălzire al dispozitivului se află în interiorul carcasei, iar panoul exterior se încălzește foarte puțin, deci este imposibil să te arzi de el.

În figură este prezentat schematic principiul de funcționare al convectorului electric: masele de aer rece sunt aspirate de aparat din partea de jos și, după prelucrare, sunt evacuate în partea de sus.

Aparatele de încălzire sunt silențioase, prin urmare nu creează niciun inconvenient. Sunt produse diverse variante de convectoare, printre care se numără modele mobile portabile. Există dispozitive destinate montării în podea. Acestea se instalează sub ferestre, în fața ușilor și în alte locuri similare, unde aparatele creează o perdea termică eficientă, care împiedică pătrunderea frigului în încăpere.

Printre caracteristicile negative ale convectoraelor se numără puterea lor redusă. Prin urmare, pentru încălzirea clădirii va fi necesară o cantitate destul de mare a acestora, ceea ce reprezintă o sarcină serioasă asupra instalației electrice. În plus, eficiența energetică a acestor aparate nu este ridicată. Ele consumă o cantitate destul de mare de energie electrică.

O varietate de convector electric care se încorporează direct în podea

Sisteme electrice «pardoseală încălzită»

Principiul lor de funcționare constă în utilizarea conductoarelor rezistive care se încălzesc la trecerea curentului electric prin ele. În esență, pardoseala încălzită electric reprezintă un cablu încălzitor, care poate fi cu două sau cu un singur conductor, ceea ce determină modul de amplasare.

Există variante dotate cu matrice semiconductoare. Acestea sunt așa-numitele cabluri autoreglabile, capabile să controleze încălzirea.

Pentru amenajarea unei pardoseli încălzite poate fi folosit un cablu încălzitor, care se amplasează direct în șapă. Nu există o altă variantă de montaj pentru acesta. În acest caz, șapa de ciment devine un fel de acumulator de căldură.

O variantă mai convenabilă pentru instalare sunt covorașele electrice. Acestea reprezintă același cablu încălzitor, care este fixat pe o plasă din fibră de sticlă.

Un avantaj al covorașelor este posibilitatea de amplasare nu numai în șapă. În unele cazuri, de exemplu, sub plăci ceramice, un astfel de sistem poate fi amplasat direct în adeziv, al cărui strat va trebui ușor mărit.

Principalul dezavantaj al ambelor variante de pardoseală prin cablu este că, la deteriorarea uneia dintre secțiunile sistemului, partea construcției situată după aceasta se defectează.

La montare, cablul de încălzire se așează astfel încât secțiunile sale să nu se atingă.

Acest dezavantaj este absent la covorașele de încălzire cu tije. Acestea reprezintă perechi de conductori legați prin tije dispuse paralel.

Sistemul funcționează pe principiul autoreglementării gradului de încălzire. Pardoselile încălzite de orice tip sunt echipate cu un termostat care controlează încălzirea dispozitivului până la o anumită temperatură, după care echipamentul se oprește.

Pornirea automată periodică a sistemului are loc doar pentru a menține temperatura setată. Acest mod de funcționare permite economisirea energiei electrice, însă o astfel de încălzire este totuși destul de consumatoare de energie.

De aceea, este folosit mai des ca sistem suplimentar de încălzire și pentru amenajarea unor zone calde deosebit de confortabile în încăperi. Acestea pot fi, de exemplu, zonele pentru joaca copiilor sau pardoseala din baie.

Sistemele cu tije continuă să funcționeze chiar și atunci când unul dintre elemente se defectează.

Varietățile de pardoseli încălzite electrice utilizate în gospodării sunt prezentate aici. Celor care doresc să compare diferite variante de sisteme, să evalueze avantajele și dezavantajele lor, le recomandăm să citească conținutul acestui articol.

Concluzii și material video util pe această temă

Un videoclip de prezentare vă va spune care cazan electric să alegeți pentru casa dumneavoastră:

Să examinăm caracteristicile diferitelor tipuri de pardoseli încălzite electrice:

Cum funcționează încălzirea în infraroșu:

Radiatoarele cu ulei, încălzitoarele electrice și echipamentele similare pot fi încadrate în categoria „de ieri”. Este practic imposibil să organizați o încălzire completă cu ajutorul lor. În plus, sunt foarte neeconomice, astfel încât facturile la electricitate vor fi astronomice.

Sistemele electrice de încălzire discutate mai sus sunt eficiente și pot fi utilizate pentru case particulare. Este important doar să izolați bine clădirea, altfel va trebui să plătiți prea mult pentru electricitate.

Și ce tip de sisteme electrice de încălzire utilizați dumneavoastră pentru a îmbunătăți condițiile de confort în casa dumneavoastră? Poate cunoașteți nuanțe utile de selecție și exploatare a echipamentelor electrice de încălzire? Vă rugăm să scrieți comentarii, să lăsați fotografii pe tema articolului, să adresați întrebări în blocul de mai jos.