Электроотопление: виды и способы. Электроотопление частного дома – действительно самое экономное? Расчет стоимости устройства воздушного отопления

Давно уже прошли те времена, когда единственным способом обогрева частного дома была дровяная печь. Современные технологии и материалы позволяют выбирать способ отопления из множества существующих, но специалисты в один голос утверждают, что в будущем именно электрическое отопление частного дома будет в приоритете. Всем известно, что запасы полезных ископаемых далеко не бесконечны и наступит время, когда от газа придется полностью отказаться и перейти на более чистый энергоноситель – электричество.

Электрические отопительные системы имеют массу неоспоримых преимуществ, а зачастую это может быть просто единственный доступный способ обогрева.

Очень важно продумать проект электрического отопления еще на этапе постройки дома, так как в дальнейшем установка оборудования в уже готовое помещение может привести к необходимости переделки, и, как следствие, к дополнительным затратам. Точный тепловой расчет нужно делать с учетом норм СНиП. Несоблюдение этих требований приведет к повышенным расходам на электроэнергию.

Плюсы и минусы обогрева дома электричеством

Электроотопление частного дома обладает следующими преимуществами:

Простота и легкость установки

Для самостоятельного монтажа не потребуются дорогостоящий инструмент и специальные знания. Все оборудование имеет небольшие габариты, монтируется быстро и с минимальными затратами.

Все приборы легко транспортируются и переносятся в разные помещения. Отдельная котельная и дымоход также не потребуются.

Безопасность

Электрические системы не образуют угарных газов, продукты сгорания полностью отсутствуют. Вредные выбросы не выделяются даже при поломке или разборке системы.

Невысокие первоначальные затраты

Отсутствует необходимость подготовки проектной документации с приглашением специальных служб. Никакие разрешительные документы не нужны.

Надежность и бесшумность

Электрическое отопление не нуждается в регулярном сервисном обслуживании с привлечением специалистов. Все установки работают абсолютно бесшумно, так как в системе отсутствуют вентилятор и циркуляционный насос.

Простота эксплуатации

В системе нет элементов, которые могли бы быстро выйти из строя. Нет необходимости постоянно следить за датчиками и уровнем топлива.

Блок управления системой.

Высокий уровень КПД

Позволяет быстро обогреть частный дом даже в самые сильные морозы. Электрическое отопление всегда оборудуется специальной системой, дающей возможность регулировать температуру в каждой отдельной комнате, что позволяет значительно сэкономить финансовые затраты в отопительный сезон.

Минусы работы

Главным недостатком электрического отопления считается большой расход электроэнергии. В некоторых районах цена на энергоносители достаточно высокая, поэтому такой способ может быть просто невыгодным.

Вторым недостатком считается энергозависимость. Если электричество по какой -либо причине будет отключено, обогрев помещения станет невозможен.

Использование генератора.

Решили отапливать дом электричеством? Необходимо учесть состояние и мощность электропроводки. Для большого частного дома может понадобиться трехфазная электросеть. Потребуется точно узнать, какая мощность выделяется на дом и какую часть из выделенной мощности можно отдать на отопление.

Варианты электрического обогрева частного дома

В настоящее время на строительном рынке представлено множество нагревательных приборов, работающих от электричества. Электрическое отопление может работать как напрямую, так и при помощи циркулирующего теплоносителя - антифриза, масла или воды.

Масляные радиаторы

Этот вид обогрева известен очень давно, и до сих пор он сохраняет свою популярность. Это мобильные агрегаты, часто на колесиках, работают напрямую от электрической розетки. КПД у таких приборов равен 100%, так как электрическая энергия переходит в тепловую напрямую, без каких-либо передающих устройств.

С помощью масляного радиатора можно обогреть небольшую комнату, но для целого дома такой способ конечно не пойдет.

Это довольно популярный и эффективный способ отопления, способный поддерживать оптимальный баланс влажности в помещении, не сжигая при этом кислород. Превосходные технические характеристики и широкий диапазон мощностей позволяет использовать электроконвекторы для обогрева как маленькой комнаты, так и большого частного дома.

Основой конвектора выступает тэн - преобразователь электрической энергии в тепловую. Принцип работы основывается на конвекции воздуха. Холодный воздух заходит через прорези в нижней части корпуса нагревательного прибора, внутри устройства воздух нагревается от тэна и выходит через прорези в верхней части корпуса.

Сам нагревательный электроконвектор заключен в металлический кожух, который имеет эстетичный внешний вид и легко вписывается в любой интерьер. Конвектор может быть напольным, но чаще всего выбор делается в пользу настенного устройства. Работать конвектор может как отдельно, так и в системе, под контролем одного регулятора температуры.

Кондиционеры, работающие в режиме обогрева, тоже можно отнести к электрическим нагревательным приборам. Специалисты считают, что именно такое отопление – самое экономичное, так как затраты на электричество вполне покрываются выделяемым теплом. К тому же расходы можно уменьшить за счет регулировки.

Но у такого вида отопления есть много недостатков и самый главный из них - техническая сложность обслуживания. К тому же кондиционеры имеют первоначальную высокую стоимость, а в случае поломки вызов специалиста принесет дополнительные финансовые расходы.

Инфракрасное отопление

Инфракрасное (пленочное) отопление можно назвать инновационным, но уверенно набирающим популярность способом отопления частного дома. Такое отопление – довольно экономичное в процессе использования, но дорогостоящее в плане стоимости оборудования и монтажа.

Принцип действия инфракрасного отопления заключается в следующем: тепло, исходящее от нагревательного элемента, с помощью обогревателя равномерно излучается на поверхности близлежащих предметов, а те, в свою очередь, отдают тепло воздуху.

Инфракрасные обогреватели потребляют мало энергии и позволяют избежать нерационального распределения температуры, так как можно выполнять как зональный, так и точечный обогрев. После выключения оборудования предметы еще долго сохраняют и отдают тепло. Монтаж и демонтаж оборудования очень прост и легко выполняется самостоятельно.

Расположение обогревателей ограничивается только фантазией. Они могут располагаться на полу, за вешалкой, на потолке, но только не на уровне головы человека.

Следует помнить, что ИК-излучатели нагревают твердые предметы.

Система «теплый пол»

Такая система может служить как основным видом отопления, так и дополнительным. Принцип работы системы заключается в том, что тепло от подогреваемого пола равномерно распространяется до потолка. Нагревательные секции состоят из одножильного или двужильного кабеля, укрытого сверху напольным покрытием. Терморегулятор может быть встроенным, накладным или программируемым.

К плюсам такого способа можно отнести долгий срок службы - до 80 лет, а также простоту в обслуживании и экологичность.

Но теплый пол неустойчив к механическим повреждениям, и ремонт такой системы сопровождается демонтажем напольного покрытия, что ведет к дополнительным финансовым затратам. Для того чтобы определить место повреждения кабеля, потребуется специальная аппаратура.

При наличии базовых знаний и навыков систему «теплый дом» вполне можно сделать своими руками.

Инфракрасный теплый пол

Обогрев дома электричеством при помощи инфракрасного теплого пола можно оценить как экономичное и достаточно эффективное, но малораспространенное средство.

Инфракрасный теплый пол не боится перепадов электроэнергии и не выходит из строя даже при частичном повреждении. Устраивать оборудование можно под любое напольное покрытие, кроме паркета.

Инфракрасные лучи способны нагревать исключительно твердые предметы, поэтому, прогревая пол, сам элемент не нагревается. Напольное покрытие отдает свое тепло воздуху, который, посредством конвекции, распространяется по всему помещению.

Имея элементарные навыки работы с электричеством, смонтировать и подключить такой пол своими руками не составит никакого труда.

Отопление электрическим котлом

Отопление электричеством частного дома чаще всего осуществляется при помощи электрического котла, в котором нагревается жидкий теплоноситель. Стоят электрические котлы относительно дешево, монтаж своими руками не представляет никаких трудностей.

Электрические котлы по способу нагрева делятся на три типа:

• тэновые;
• электродные;
• индукционные.

Тэновый электрический котел можно отнести к традиционным, в них жидкость нагревается всем привычным тэном. Тэн нагревается от электричества, отдает свое тепло теплоносителю, который, в свою очередь, по системе трубопроводов разносит его по установленным в комнатах радиаторам.

Элементы системы.

Котел прост в монтаже, снабжен терморегулятором, способным поддерживать заданную температуру. Потребляемую мощность можно регулировать при помощи отключения определенного количества тэнов.

К минусам тэнового котла можно отнести накапливаемую накипь на нагревательном элементе, что может быстро вывести котел из строя, особенно, если вода жесткая. Поэтому иногда придется использовать различные средства против извести.

Электродный котел

Электродный электрический котел вместо тэна снабжен электродом, который воздействует на свободные ионы в воде, в результате чего появляется тепло. Такая конструкция уникальна по своей безопасности, так как совершенно невосприимчива к утечке теплоносителя. При отсутствии воды прибор просто перестает работать.

Такой способ нагрева теплоносителя не провоцирует известковый налет, но электроды имеют свойство постепенно разрушаться, и тогда их надо менять. К тому же, в качестве теплоносителя может быть только вода - незамерзающую жидкость использовать нельзя. Сама вода должна иметь удельное сопротивление определенного значения, измерить которое самостоятельно довольно затруднительно.

«Внутренности» индукционного котла.

Индукционный электрический котел состоит из излучателя и трубопровода, по которому циркулирует теплоноситель. Излучатель вырабатывает электромагнитное поле, которое взаимодействует с металлом. Электричество создает вихревые потоки, которые, в свою очередь, передают энергию теплоносителю. Нагревательный элемент отсутствует.

Индукционный котел прост в монтаже и обслуживании, не содержит быстроизнашивающихся элементов, накипь в нем образуется в минимальных количествах, эффективен для отопления больших помещений. Теплоносителем может выступать масло, вода или антифриз.

Сделать индукционный котел своими руками несложно, а по стоимости это выйдет намного дешевле покупного.

Существенным минусом можно считать довольно большие габариты и высокую цену, по сравнению с тэновыми и электродными котлами. К тому же, в случае механического повреждения целостности контура, котел выйдет из строя из-за опасного повышения температуры. В этом случае прибор должен снабжаться датчиком, отключающим котел при полном отсутствии в нем воды.

Заключение

Были рассмотрены практически все популярные способы отопления загородного дома электричеством. Достоинств у каждого способа много - это и отсутствие необходимости запаса топлива, экологичность, безопасность, бесшумность и простота эксплуатации. Но учитывая, что электричество на данный момент стоит недешево, ждать особого экономического эффекта не приходится. Поэтому стоит особое внимание уделить утеплению частного дома, чтобы свести теплопотери к минимуму.

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.

Однако минусы можно обратить в плюсы, установив реле поочередного включения обогревателей. Реле позволит создать в доме стабильную температуру, уменьшить расходы на электроэнергию и остаться в пределах допустимой мощности. Есть еще один аргумент в пользу системы из конвекторов - они не выйдут из строя все сразу. Замена одного-двух приборов без потери тепла не составит труда.

На фото электроконвектор фирмы Nobo, Норвегия

Способ 2 - трубчатые электронагреватели

Передают тепло от трубчатого электро-нагревателя к теплоносителю на жидкой основе. Обычно в качестве теплоносителя используют воду и масло, иногда - антифриз. Принцип устройства нагревателей такой же, как у электрических чайников, поэтому их ещё называют калориферами и масляными радиаторами. Фактически это кипятильник, помещённый в сосуд с водой. КПД таких устройств достаточно высокий, а потери тепла на обогрев минимальны.

Плюсы

• К несомненным плюсам трубчатых нагревателей относится их безопасность, надёжность эксплуатации и универсальность применения.
• Могут быть использованы как в газообразных, так и в жидких средах.
• Не взрывоопасны, и не боятся вибраций и ударов.
• Трубчатые нагреватели выпускаются в разнообразных дизайнерских решениях, что позволяет, экономично отапливать частный дом электричеством не нарушая эстетики интерьера.

Минусы

Нагревательные ТЭНы имеют высокую стоимость из-за дорогих металлов, которые используют при производстве. Поскольку на трубках образуется накипь, необходимо .

Трубчатый радиатор- это тонкостенная металлическая трубка со спиралью внутри, поэтому, если вам не нужны особо высокие температуры, то нужно брать нагреватель с трубками из углеродистой стали. Если прибор должен выдавать стабильно высокую температуру или работать в агрессивной среде, то нужно брать устройство из нержавеющей стали.

На фото трубчатый электронагреватель, сделанный своими руками

Способ 3 - теплый пол

Как единственный источник отопления, выбрирают чтобы освободить полезную площадь, т.е. устроить отопления без использования радиаторов. Кроме того равномерное распределение тепла в помещении способствует уменьшению пыли в воздухе. Рекомендую покупать электрополы в виде нагревательных матов - это позволит значительно упростить монтаж.

Способ 4 - электрический котел с ТЭНом

Популярность определяется их безопасностью, невысокой стоимостью и надежностью. Большинство потребителей останавливаются именно на ТЭНовых котлах - они намного дешевле электродных и индукционных котлов, и их легко обслуживать.

Однако из-за использования термоэлектрического нагревателя (ТЭН), назвать такое отопление самым экономным нельзя. Кроме того, перед покупкой рекомендую уточнить режим работы местных электросетей – возможно, сети не справятся с нужной вам нагрузкой и покупка окажется напрасной.

На фото электрический котел KOSPEL, Польша

Способ 5 - индукционный котел

Это трансформатор с двумя видами обмотки. Возникающие вихревые токи следуют за короткозамкнутый виток, являющийся корпусом котла. Вторичная обмотка при этом получает энергию, которая преобразуется в тепло, нагревающее теплоноситель.

Индукционные котлы быстро нагревают дом, могут работать при низком напряжении и не содержат деталей, выходящих из строя. КПД такого котла почти 100% и не зависит от срока эксплуатации.

На фото индукционный котел ЭПО Эван на 9.5 кВт, Россия

Способ 6 - электродный котел

Внутри находятся электроды, которые и выполняют функцию нагревательного элемента. При прохождении тока через жидкость выделяется тепло. Это означает, что в электродных котлах нет собственно нагревательного элемента, на котором могла бы образовываться накипь. Отсутствие накипи существенно облегчит эксплуатацию.

Электродные котлы обладают большой надёжностью и работают гораздо дольше, чем трубчатые нагреватели. Кроме того, они имеют небольшие размеры, что очень удобно для небольшого жилого дома. К недостаткам относят высокие требования к жидкости, используемой в качестве теплоносителя. Вода должна подвергаться специальной обработке. Зачастую антифриз вообще должен быть эксклюзивным - от разработчика устройства.

На фото электродный котел Галан, Россия

Способ 7 - инфракрасные обогреватели (самые экономные)

Инфракрасные обогреватели считают самыми экономичными из всех видов электрообогревателей. Им не нужны нагревательные тэны и трубы с водой. Инфракрасные обогреватели нагревают предметы, а не помещение. Затем от нагретых предметов нагревается и воздух. Если электрокотел можно сравнить с чайником, то инфракрасный - с микроволновкой.

Особо популярны инфракрасные панели. Их устанавливают на потолке или на стенах жилых и производственных помещениях. Поскольку площадь обогрева увеличена, в комнате становится тепло быстрее обычного. Использовать такую панель можно как самостоятельный источник обогрева или как дополнение к существующей системе. Хорошо сочетается инфракрасный обогреватель с электродными котлами. Например, инфракрасный обогреватель можно включать только весной и осенью, когда включать основное отопление ещё рано, или когда за окном внезапно похолодало.

На фото инфракрасная панель GROHE, Германия

Выводы

1. Принято считать, что отопление дома электричеством удовольствие не из дешёвых. Это, безусловно, так, если иметь в виду только оплату по тарифам. Однако к цене отопления нужно прибавить стоимость оборудования, а также расходы на его обслуживание и ремонт.
2. Если сопоставить счета за электроэнергию, дрова, уголь, трубы, котлы и прочее оборудование, то можно прийти к выводу, что отопление частного электричеством обходится дешевле , печей и прочих альтернативных отоплению газом систем.
3. Кроме денег есть еще один аргумент в пользу электрообогрева - это экономия времени: включил, ушёл и забыл. Минус только во внезапном отключении электричества.

Ниже смотрите видео о том, как удалось сделать дешевое отопление электричеством большого частного дома.

Электрических приборов отопления для обеспечения комфортной температуры в доме, создано великое множество. Однако, учитывая, что стоимость электроэнергии недешевая, то относительно экономичное отопление частного дома электричеством, достижимо лишь при условии грамотного проектирования всей системы и правильного выборе оптимального оборудования. Об этом подробнее.

Преимущества электрического оборудования для отопления дома

Как правило, отсутствие копоти и продуктов, выделяемых при сгорании твёрдого топлива – считается основным преимуществом электрообогревателей любого вида. Кроме того, они удобны в применении, имеют независимую систему приёма тока, не занимают слишком много места, бесшумны. К сожалению, в число достоинств не входит экономическая составляющая – электроэнергия дорога. Но оптимизировать её использование можно.

Приборов генерирования и преобразования электрической энергии в тепловую много: тёплые полы, солнечные генераторы, электрические водяные котлы, инфракрасные излучатели. Наиболее эффективным и экономичным в соотношении – цена-качество, признан котёл для отопления частного дома электричеством. Обычно он снабжён блоком управления, достоинства которого в следующем:

1. Самостоятельный выбор мощности при заданных параметрах без участия владельца.
2. Регулировка температуры при повышающихся значениях.
3. Вывод данных о состоянии температуры на выходе и входе.
4. Самостоятельное управление подачей воды с помощью встроенного насоса.

Всё дополнительное оборудование имеет цель снизить потребляемое количество электроэнергии, тем самым экономя в итоге денежные затраты. Поэтому целесообразно приобретать котел с множественными функциями.

Эксплуатация электрокотла понятна даже обывателю, а вот устройство, монтаж системы должен происходить под надзором специалиста. Ниже описаны приблизительные расчёты использования электроэнергии от разного вида обогревателей.

Сколько стоит пользование электрокотлом

Животрепещущий вопрос. Правильный выбор модели электрокотла для экономного потребления энергии, зависит от расчёта теплопотерь самого дома.

Учитываются все факторы: материал строительства, толщина стен, утепление, количество оконных проёмов и дверей – через них утечка калорий происходит регулярно и в больших объёмах. Далее:

Конечно, преимущества электрического теплоснабжения дома существенны. К тому же иногда это единственный альтернативный источник, если недоступны иные виды ресурсов. Но стоимость, как всегда – проблематична. Выбирать владельцу.

Тёплый пол – реальна ли экономия

Если задать этот вопрос физику, то он ответит так: одинаковый объём помещения должен отапливаться равными затратами тепла от разных источников. То есть экономии нет. Однако, в случае с тёплыми полами, уменьшение затрат всё-таки возможно, если правильно распределить всю систему. Она имеет следующие преимущества:

1. Идеальное распределение тепла. Как известно из законов физики, снизу нагретый воздух поступает вверх и замещается холодным. То есть времени на обогрев всего помещения тратиться значительно меньше в отличие от настенных или потолочных систем.
2. Полное использование площади нагрева, а, значит, минимум теплопотерь. Полы являются наиболее холодной частью дома, поэтому при использовании тёплого пола, эта проблема купируется.
3. Медленное восхождение тёплых потоков к потолку. Оптимальная температура держится на высоте человеческого роста постоянно.
4. Комфортное восприятие с физиологической точки зрения.

Что касается экономии, то она достигает до 30% в жилых помещениях и более 50% в остальных. Комфортная температура воздуха внутри составляет от 21 до 24⁰С.

Регулируя это значение можно добиться уменьшения потребления довольно существенно, если учесть, что снижение температуры даже на 1⁰ способствует экономии на 5%. Сколько стоит отопление частного дома электричеством посредством тёплого пола, можно определить так:

• Мощность системы на 10 м² составит 1,5 кВт.
• Умножив этот показатель на сутки работы, получим 360 кВт.
• Теперь полученное значение умножаем на местный тариф, например, на 2,5 рубля. Получаем 900 рублей.
• Площадь жилого дома, однако, значительно больше 10 м², поэтому если взять среднее значение – от 50 м², то 900*5= 4500 рублей.

Если сравнить с описанным расчётом потребляемой мощности электрокотлом, то выгода значительна.

Солнечные батареи – 100% экономия

Действительно, иметь источники бесплатной энергии для обеспечения теплом и горячей водой весь дом – весьма заманчивая перспектива. Придётся потратиться лишь один раз на покупку дорогого оборудования и хорошего специалиста, который толково и правильно установит всю систему. Преимущества солнечных батарей налицо:

1. Полная экология. В атмосферу не выделяется никаких газов, копоти или продуктов распада. Кроме того, шума от преобразования солнечной энергии в электрическую нет.
2. Бесплатное генерирование электричества для собственных нужд, горячего водоснабжения и отопления в том числе. При большом количестве элементов, дом способен полностью восполнять нужды, иметь много домашней техники и неограниченное освещение.
3. Долговечность и надёжность элементов. Производители уверяют покупателей в немаленьком сроке бесперебойной эксплуатации – до 50 лет.

Однако полностью отказываться от альтернативных источников тепла нельзя, потому что такие элементы хороши только в регионах с не менее 20 солнечными днями в месяце. Немногие районы могут этим похвастаться. Ещё к минусам системы можно отнести следующие особенности:

• Установка солнечных батарей происходит только на южной стороне кровли, которая, в свою очередь, должна иметь площадь не менее 40 м².
• Требуется определённый угол ската – не менее 45⁰ и отсутствие высоких деревьев, иначе создание тени воспрепятствует преобразованию энергии.
• Установка тяжела и дорога. Стропильная система должна иметь достаточно выдержки, чтобы быть безопасной и не допустить обрушения крыши или системы сбора солнечной энергии.

Если все условия соблюдены, то отопление частного дома своими руками электричеством от солнечных батарей – выгодно во всех требуемых качествах для комфортного проживания.

Ошибки при самостоятельном монтаже

Экономия на монтаже электрического котла отопления посредством самостоятельной работы – неуместна. Многие агрегаты имеют сложную схему сборки, а, так как речь идёт о силе электричества, то имеет смысл отдать работу на откуп специалистам. Так можно избежать всех распространённых ошибок:

Домашние умельцы не любят переплачивать. Нередко такая экономия выходит ощутимым разорением – скупой платит дважды.

Мнения об электрическом отоплении

Естественно, до приобретения любой системы, будущий владелец изыскивает возможность узнать о ней, так сказать, из первых рук. Однако, отопление в частном доме электричеством, отзывы получает разные, и ориентироваться на мнение обывателей не слишком правильно – не понимая принципов работы, не заботясь о проведении действий по дополнительному утеплению, с целью сэкономить собственные средства и снизить теплопотери, собственники не получают желаемого и спешат пожаловаться на систему. Чтобы выяснить истину, необходимо обращаться к профессионалам.

Страница 4 из 7

10.61. Какой объем V W = 3 гВт*ч? Начальная температура воды t 0 = 10° С.

10.62. Какую мощность Р потребляет нагреватель электрического чайника, если объем V = \л воды закипает через время? = 5 мин? Каково сопротивление R нагревателя, если напряжение в сети U = 120 В? Начальная температура воды t 0 = 13,5°С.

10.63. На плитке мощностью Р = 0,5 кВт стоит чайник, в который налит объем V = 1 л воды при t 0 = 16° С. Вода в чайнике закипела через время? = 20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты Q потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение и т.д.?

10.64. Нагреватель электрической кастрюли имеет две одинаковые секции с сопротивлением R = 20 Ом каждая. Через какое время? закипит объем V = 2,2 л воды, если: а) включена одна секция; б) обе секции включены последовательно; в) обе секции включены параллельно? Начальная температура воды t 0 = 16° С, напряжение в сети U = 110 В, к.п.д. нагревателя n = 85% .

10.65. Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипит через время? 1 = 15 мин, при включении другой - через время? 2 = 30 мин. Через какое время г закипит вода в чайнике, если включить обе секции: а) последовательно; б) параллельно?

10.66. Нагреватель электрического чайника сопротивлением R 1 включен в цепь, как показано на рисунке. Э.д.с. батареи e = 120 В, сопротивление R 2 =10 Ом. Амперметр показывает ток J = 2 А. Через какое время закипит объем V = 0,5 л воды? Начальная температура воды t 0 = 4°С. К.п.д. n = 76% нагревателя.

10.67. Калориметр имеет спираль сопротивлением R 1 , которая включена в цепь, как показано на рисунке. Э.д.с. батареи e = 110 В, к.п.д. спирали n = 80%. В калориметр налита масса т = 500 г керосина. Амперметр показывает ток I = 2 А, вольтметр показывает напряжение U = 10,8 В. Каково сопротивление R 1 спирали? Найти удельную теплоемкость с керосина, если за время? = 5 мин пропускания тока керосин нагрелся на dt = 5° С. Каково сопротивление R 2 ? Сопротивление вольтметра считать бесконечно большим.

10.68. Объем V = 4,5 л воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 0,5 кВт-ч. Начальная температура воды t 0 = 23° С. Найти к.п.д. n нагревателя.

10.69. Для отопления комнаты пользуются электрической печью, включенной в сеть напряжением U = 120 В. Комната теряет в единицу времени количество теплоты Q ? = 87,08 МДж/сут. Требуется поддерживать температуру комнаты постоянной. Найти: а) сопротивление R печи; б) длину l нихромовой проволоки диаметром d = 1 мм, необходимой для обмотки такой печи; в) мощность Р печи.

10.70. Температура водяного термостата объемом V = 1 л поддерживается постоянной при помощи нагревателя мощностью Р = 26 Вт. На нагревание воды тратится 80% этой мощности. На сколько понизится температура воды в термостате за время? = 10 мин, если нагреватель выключить?

10.71. Сколько надо заплатить за пользование электрической энергией в месяц (30 дней), если ежедневно в течение времени? = 6ч горят две 120-вольтовых лампочки, потребляющие ток I = 0,5 А? Кроме того, ежедневно кипятится объем V = 3 л воды. Начальная температура воды 1 0 = 10° С. Стоимость 1кВт-ч энергии принять равной 4 коп. К.п.д. нагревателя i] = 80%.

10.72. Электрический чайник, содержащий объем V = 600 см 3 воды при t 0 = 9° С, забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника R = 16 0м. Через какое время т после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети U = 120 В, к.п.д. нагревателя n = 60%.

10.73. В ртутном диффузионном насосе в единицу времени испаряется масса т ? = 100 г/мин ртути. Каково должно быть сопротивление R нагревателя насоса, если он включается в сеть напряжением U = 127 В? Удельная теплота парообразования ртути q = 296 кДж/кг.

10.74. В цепь, состоящую из медного провода площадью поперечного сечения S 1 = 3 мм 2 , включен свинцовый предохранитель площадью поперечного сечения S 2 = 1 мм 2 . На какое повышение температуры dt 1 медного провода при коротком замыкании цепи рассчитан предохранитель? Считать, что при коротком замыкании вследствие кратковременности процесса все выделившееся тепло идет на нагревание цепи. Начальная температура предохранителя t 0 = 17° С.

10.75. Найти количество теплоты Q ? , выделившееся в единицу времени в единице объема медного провода при плотности тока j = 300 кА/м 2 .

10.76. Найти токи I 1 в отдельных ветвях мостика Уитстона при условии, что через гальванометр идет ток I г = 0. Э.д.с. эле-

мента e = 2 В, сопротивления R 1 = 30 Ом, R 2 = 45 Ом и R 3 = 200 Ом.

10.77. Э.д.с. элементов е 1 = 2,1 В и е 2 = 1,9 В, сопротивления R 1 =45 Ом, R = 10 Ом и R 3 = 10 Ом. Найти токи I, во всех участках цепи.

10.78. Какая разность потенциалов U получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их э.д.с. e 1 = 1,4 В и e 2 = 1,2 В и внутреннее сопротивление r 1 = 0,6 Ом и

r 2 = 0,4 Ом?

10.79. Два элемента с одинаковыми э.д.с. e 1 = e 2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r 1 = 1 Ом и r 2 = 2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R. Через элемент с э.д.с. e 1 течет ток I 1 = 1 А. Найти сопротивление R и ток I 2 , текущий через элемент с э.д.с. е 2 . Какой ток I течет через сопротивление R ?

10.80. Решить предыдущую задачу, если e 1 = e 2 =4 В, r 1 = r 2 = 0,5 Ом н I 1 =2 А.

Современный рынок отопительного оборудования настолько разнообразен, что выбрать оптимальный вариант неспециалистам крайне сложно. Только приборов, работающих на электроэнергии, неимоверное количество. И как разобраться простому обывателю с электрическим отоплением, когда производители за сложными техническими характеристиками невольно скрывают ответы на простые вопросы!

Что такое лучшее электрическое отопление дома ? Будет ли удобно, экономично; насколько хорошо станет прогреваться дом или квартира? Какая отопительная система подходит в конкретных условиях? Будет ли она безопасной? Для ответа на эти вопросы и представления советов по выбору лучшего типа отопления давайте кратко разберем существующие виды отопления с использованием электричества.

Основные виды электрического отопления для дома:

. электрические котлы;
. обогревающие электрические конвекторы;
. инфракрасные обогреватели (панели);
. система электрического теплого пола;
. система электрического теплого потолка (греющий потолок).

Электрические котлы

Наверное, это сегодня наиболее распространенный вариант электрического отопления дома. Разработано и представлено на рынке достаточное количество конструкций и моделей. К достоинствам котлов относится высокий КПД, что достигается минимальными потерями при преобразовании электрической энергии в тепловую. Идеальный вариант? Не совсем.

Последующие этапы, которые включены в систему, использующую котлы, существенно понижают ее КПД. Вначале тепловая энергия должна быть передана теплоносителю от нагревательных элементов, затем теплоноситель в свою очередь нагревает трубы, радиаторы или батареи. Тепло от поверхности труб и батарей передается воздуху, который за счет конвекции передает энергию ограждающим конструкциям помещения. И на каждом этапе энергия теряется, что существенно снижает КПД системы с использованием котла.

Явный недостаток применения электрического котла состоит в невозможности регулировать температуру в отдельных помещениях дома. Кроме того, любая система с теплоносителем требует особого внимания к ее состоянию, чтобы не допустить случайной утечки или размораживания системы отопления. И, разумеется, минусом является не очень эстетичный вид труб и батарей, а также необходимость где-то разместить сам котел, постоянная циркуляция масс воздуха, которые переносят пыль. Ясно, что это не совсем идеальный вариант электрического отопления.

Обогревающие электрические конвекторы

Здесь отсутствуют «передаточные» потери тепловой энергии, так как нет теплоносителя, труб и батарей, что является несомненным плюсом конвекторных систем обогрева. Но главный принцип конвекционной передачи тепла сохраняется, что означает относительно низкий КПД системы. Что такое конвекторный обогреватель? Это прибор, работающий по принципу естественной конвекции, когда холодный воздух из нижней части помещения поступает в блок, нагревается специальным элементом - и выпускается в помещение.

Да, такое устройство способно работать достаточно долго, поэтому на принципах естественной конвекции основана работа настенных и напольных приборов данного типа. Также может использоваться принудительная конвекция, когда устройства оснащаются вентиляторами, ускоряющими циркуляцию воздуха в направлении нагревательного элемента. Конвекторные обогреватели второго типа используются в электрическом отоплении в виде встраиваемых или подпольных приборов. Для высококачественного обогрева дома они подходят не в полной мере.

Инфракрасные обогреватели (панели и пр.)

В борьбе за место в списке видов лучшего электрического отопления дома такие приборы уступают большинству конкурентов. Чаще всего инфракрасные обогреватели используются в качестве вспомогательного средства отопления, когда основная система не справляется или отключена.

К несомненным достоинствам относится отсутствие теплоносителя. Но при использовании настенных устройств возникает конвекция воздуха, отчего существенно снижается КПД. А напольные приборы способны хорошо нагревать только зону, на которую непосредственно направлены.

Система электрического пленочного теплого пола

Еще А. В. Суворов рекомендовал своим солдатам: «Держи голову в холоде, живот в голоде, а ноги в тепле» . Это изречение, ставшее поговоркой, часто цитируют обладатели теплых полов. Однако на самом деле к системе отопления дома в целом данная фраза отношения не имеет. Теплый пол на основе инфракрасной пленки великолепно проявил себя как дополнительный обогрев ванной или туалета, но используется только при наличии основной системы.

Но ведь такое электрическое отопление можно сделать и основным? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе, оценим практичность такого вида обогрева в качестве основного.

Теоретически сложного ничего нет. Инфракрасная пленка укладывается под ламинат, стяжку, плитку или другие покрытия. Она, как и другие низкотемпературные нагреватели, имеет большую излучающую площадь. Проходя через нагревательные элементы, ток преобразуется в тепло, количество которого регулируется тепловыми датчиками.

Обычно температура нагрева ограничивается 29°С. Этого достаточно, чтобы прогреть покрытие и получить на его поверхности комфортные 23-27 °С. Мы можем свободно ходить босиком, ощущая приятное тепло.

Что произойдет, если потребуется теплый пол сделать основным источником тепла в доме? Теперь необходимо обеспечить, чтобы электрическое отопление нагревало не только наши пятки, но и окружающий воздух, ограждающие конструкции и предметы в помещении. Это можно организовать, но последствия будут довольно интересными.

В сильные морозы придется отключить ограничивающий температурный датчик, так как +29 °С под покрытием будет явно недостаточно для качественного прогрева помещения. Пленка станет работать на 100 % мощности, на которую способна. Это означает, что под ламинатом, покрытием или плиткой пространство нагреется до +45 °С, а на поверхности будет градусов на 10 меньше. Разумеется, немедленно заработает конвектация, уменьшая КПД вашего «подпольного» электрического отопления, но не это самое интересное.

Вам неизбежно придется по дому передвигаться бегом, так как пол будет банально обжигать пятки. Вы просто получите в отдельно взятом доме эффект раскаленного солнцем песка. Именно поэтому применяются температурные датчики, которые ограничивают температуру нагрева теплых полов. В итоге получаем следующее:

. теплый пол совмещает достоинства и недостатки инфракрасной и конвективной систем;
. использование теплых полов в качестве основного типа отопления не рекомендуется, так как в морозы при включенном температурном датчике мощности для качественного прогрева дома может не хватить;
. при отключении температурного датчика в доме создаются некомфортные условия, пол будет нагреваться чрезмерно.

Получить эффект теплого пола можно при использовании любых систем отопления и даже без укладывания пленки под пол. Главное - качественное утепление ограждающих конструкций , в том числе и пола. Сверх того, что рекомендовано СНиП в вашем регионе, не потребуется. А холодный пол свидетельствует об отсутствии строительного утепления или его низком качестве. Даже установив теплые полы, вы до 50 % энергии будете просто выбрасывать на прогрев улицы. А это ведь ваши деньги, подумайте об этом!

Все достоинства и недостатки, аргументы за и против отлично описаны в статье «Греющий потолок или теплый пол? Разрушаем мифы ».

Система электрического греющего потолка

Любые инфракрасные пленочные материалы позволяют изготовить в доме греющий потолок. Рекомендуемые характеристики для пленок: мощность в пределах 150-180 Вт/кв.м, максимальный нагрев 50 °С.

Мы рассмотрим систему обогрева «греющий потолок» на основе греющей пленки ТМ и до конца выясним, кто из претендентов достоин звания «Лучшее электрическое отопление дома ».

Греющая пленка ТМ является низкотемпературным электронагревателем южнокорейского производства. Ее основные технические характеристики можно найти . Отопительная система монтируется на потолке из расчета 70-75 % от общей отапливаемой площади и может быть закрыта практически любым потолочным дизайном.

Во всех помещениях, где используется система греющего потолка и необходимо регулировать температуру, устанавливается терморегулятор. К примеру, Orbis Clima ML (16А) .

С его помощью задается и поддерживается оптимальная температура в каждом отдельном помещении (см. рисунок ниже).

Согласитесь, что если вы используете электрический котел, то выполнить задачу по поддержанию разной температуры в каждой отдельной комнате дома проблематично.

Принципы работы низкотемпературных пленочных электронагревателей описаны . Главная особенность инфракрасного отопления системы «греющий потолок» в том, что воздух нагревается в последнюю очередь, после стен, пола и прочих предметов. Вначале тепловая энергия передается им, а уже от них происходит нагрев воздуха. Как следствие, конвекция в доме практически сведена к нулю, а мы уже знаем, что именно она существенно понижает КПД ранее рассмотренных систем.

Еще одно преимущество - «греющий потолок», по сравнению с электрическими котлами и конвекторами, потребляет в 2-2,5 раза меньше электроэнергии за счет высокой степени автоматизации, лучшей динамичности и большего КПД.

Дополнительный плюс потолочной системы отопления на основе греющей пленки ТМ - это отсутствие в ней теплоносителя (жидкости). А значит, вы будете застрахованы от случайной течи и размораживания системы. Основные плюсы и минусы греющей пленки можно найти .

В отличие от систем теплого пола, на пленочные электронагреватели не устанавливается ограничивающий температурный датчик. Поэтому в рабочем положении пленки работают на 100 % своей мощности, нагреваясь при этом до 45-50 °С, не доставляя владельцам никакого дискомфорта. И если ваш дом имеет хорошее утепление ограждающих конструкций, то можете быть спокойны: система отопления «греющий потолок» справится с любыми морозами за окном.

Подтверждением тому являются многочисленные отзывы благодарных клиентов. Все, кто установил греющую пленку ТМ, довольны и убедились на практике, что это лучшее электрическое отопление дома .

Если у вас проблемы с газоснабжением и электроэнергия является единственной альтернативой создания системы отопления, то идеальное решение есть! Это использование потолочного отопления на основе греющей пленки ТМ - комфортно, экономно, безопасно и очень эффективно!