Электроотопление загородного дома
Отопление представляет собой одну из наиболее затратных составляющих инженерного обеспечения загородных домов и коттеджей. Такие здания отапливаются автономными системами, среди которых прямое стационарное электроотопление менее всего известно отечественному потребителю. Исторически электроотопление считалось дорогим, пожаро- и экологически опасным. Однако в Европе и странах Скандинавии до 70% малоэтажных домов отапливается электричеством.
Под прямым стационарным электроотоплением понимают набор приборов, которые преобразуют электроэнергию непосредственно в тепло без промежуточных теплоносителей. К нему предъявляется ряд серьезных требований по экологической и пожарной безопасности. Прямое стационарное электроотопление должно работать без вмешательства человека длительное время. Такое оборудование подключается к сети без розеток через систему термостатов, позволяющих регулировать и программировать режимы отопления в широком диапазоне.
Как правило, капитальные затраты на установку такого отопления самые низкие: 5–10 долларов на квадратный метр отапливаемой площади. Практически отсутствуют затраты на профилактику и техобслуживание, а эксплутационные затраты очень гибко регулируются в зависимости от режима эксплуатации здания и конкретных потребностей в тепле.
Оборудование
Оборудование прямого стационарного электроотопления можно разделить на четыре группы: настенные электроконвекторы, потолочные инфракрасные длинноволновые обогреватели, кабельные и пленочные системы для подогрева пола и потолка, а также регулирующие термостаты и программирующие устройства.
Электроконвектор представляет собой устройство в защитном, декоративном металлическом корпусе, у которого имеются две группы отверстий: внизу, для поступления холодного воздуха, и сверху, для выхода нагретого воздуха. Внутри находится трубчатый нагревательный элемент (ТЭН), заключенный, как правило, в керамику и помещений в стальную трубку с радиатором. Конвектор надевается на специальную раму, которая четырьмя шурупами крепится к стене.
Производители выпускают широкую гамму конвекторов в диапазоне мощностей 500–3000 Вт весов 2, 8–9, 2 кг.
У потолочных инфракрасных длинноволновых обогревателей нагревательный элемент, находящийся внутри прибора, передает тепло поверхности из специальных материалов, обеспечивающих интенсивное ИК-излучение. Противоположенная сторона имеет теплоизоляционный слой и систему креплений к потолку. Для жилых помещений с потолками 2, 4–3, 2 метров используются низкотемпературные приборы мощностью 250–300 Вт/м2, имеющие температуру излучения поверхности 80–120 °C. Для помещений с высокими потолками (3, 5–10 метров) используют высокотемпературные приборы с температурой поверхности 300–900 °С.
Греющий кабель для теплого пола хорошо известен на территории бывшего СССР, в то время как пленочные греющие материалы пока еще встречаются достаточно редко. Основой последних является полиэфирная пленка толщиной около 100 мкм, на которую нанесен греющий графитовый проводник. Эти пленки могут монтироваться в потолок и пол, под паркетную и ламинированную доску.
Средства управления прямым стационарным электроотоплением позволяют осуществлять индивидуальную регулировку тепловых режимов в каждом помещении. Обеспечивают возможность программирования температуры с учетом графика реальной потребности в отоплении, что позволяет экономить 25–80% электроэнергии.
Использование электроотопления в загородном доме
Разнообразие оборудования для прямого стационарного электроотопления позволяет сделать оптимальный выбор для каждого конкретного помещения в зависимости от его функционального назначения.
Так, для прихожей, коридоров и лестничных маршей лучше использовать электроконвекторы – это наиболее дешевое и просто монтируемое оборудование. В ванной, туалете, сауне и кухне можно разместить влагозащитные конвекторы или теплые полы (а можно и то и другое одновременно). Для спален и детских комнат вполне подойдут потолочные инфракрасные длинноволновые обогреватели, которые одновременно согреют и пол, и ковры на нем, и постель. А вот в гостиных и столовых лучше сочетать конвекторы и инфракрасные панели. Это позволяет создавать зоны повышенного теплового комфорта.
Если в доме есть зимний сад или что-то аналогичное, то для таких помещений лучше всего установить инфракрасные обогреватели, которые создают естественный для растений микроклимат и экономят электроэнергию.
Если в доме или квартире обнаруживаются промерзания, намокание или увлажнение стен, то на помощь придут все те же инфракрасные обогреватели, которые передают тепло предметам эффективнее других видов обогревателей. Они годятся и для прогревания стеклянных поверхностей (витрины, витражи и т.д.), чтобы защитить их ото льда и снега.
В отдельно стоящих малоэтажных зданиях довольно сложно обеспечить комфортное тепло на первом этаже или полуподвале: при не отапливаемом подвале пол первого этажа останется холодным (15–16 °C) даже при достаточно высокой температуре в помещении (разница температур воздуха между полом и потолком может достигать 5–7 °C). Устранить этот недостаток можно только с помощью теплого пола (греющий кабель) или инфракрасных обогревателей в сочетании с хорошей теплоизоляцией.
В небольшом загородном доме, как правило, устанавливают отопительную печь. В условиях средней полосы это наиболее экономичное отопительное оборудование. Однако у него есть ряд недостатков, главный из которых – обогрев лишь одной пространственной зоны вокруг печи.
Другие отдельные помещения (спальня, туалет, кладовая, прихожая и т.д.) требуют дополнительного отопления.
Другой недостаток печного отопления – значительные колебания температуры в отапливаемом помещении в течение суток (иногда до 10 °C). И третий серьезный его изъян – это всегда холодный пол. Это происходит из-за того, что в результате конвекции (на которой и основано печное отопление) теплый воздух сосредоточен вверху, а не отапливаемое подвальное помещение (к тому же в большинстве случаев плохо изолированное) остужает пол.
Следует отметить, что при значительном промерзании дома (отрицательные температуры в помещении) приходится топить печь более 10–12 часов, а это не способствует отдыху и правильной эксплуатации здания.
Все эти недостатки устраняет электроотопление. Для отдельных помещений могут быть выбраны любые виды стационарного электроотопления. Для стабилизации температуры помещения с печкой и защиты от промерзания, когда печь не топиться, требуемые мощности можно уменьшить в 2 раза. Пол перестанет быть холодным при установке на потолок инфракрасных обогревателей.
Для коттеджей с традиционным отоплением с газовыми и жидко-топливными котлами существует значительная вероятность срабатывания защитной автоматики в результате временного отключения электропитания, низкого давления газа, поломки насоса или вентилятора и т.п., что приводит к отключению всей системы отопления. Если нет возможности быстро устранить неисправность, или вы в данный момент отсутствуете, система стационарного электроотопления обеспечит вам резервирование отопление в критичных помещениях до включения основной системы отопления. Как правило, это туалет, ванная комната, кухня – то есть те помещения, где имеются водяные затворы, замерзание которых может привести к аварийным ситуациям.
В этом случае электроотопление, установленное на минимальный режим, отключено при работе основной системы. Мощность электроконвекторов может быть снижена в 2–2, 5 раза в отличие от расчетной. Дополнительная стоимость такого резервирования по сравнению с основной системой отопления составит 3–5%, а эксплутационные затраты вообще отсутствуют.
Другой возможностью применения конвекторов в коттеджах такого класса является отопление удаленных помещений, куда вести трубы нерационально и не оправдано, а так же в ванных и душевых для быстрого временного поднятия температуры.
Экономика, экология, безопасность
Преимущества прямого стационарного электроотопления для загородного дома проявляются уже на стадии приобретения оборудования: его стоимость оценивается примерно в 5–10 долларов за квадратный метр отапливаемой площади. Стоимость монтажа составляет около 20% от цены оборудования. При этом сам монтаж (за исключением кабельного теплого пола) выполняется за 1–2 дня, и его в состоянии провести любой технически грамотный человек.
Что же касается эксплуатации, то здесь возможность экономии электроэнергии зависит от того, используется дом зимой для постоянного проживания или только на 2–3 дня в неделю. При постоянном проживании в тех помещениях, где находятся люди, в ночные часы температуру можно снижать на 3–4 °C, в свободных помещения – на 7–10 °C. В дневное время в неиспользу6емых помещениях (спальни и т.д.) оптимальное снижение температуры на 5–7 °C. По сравнению с традиционным отоплением (когда в качестве обогревателя используют электрический котел) прямое стационарное электроотопление позволяет экономить 30–40% электроэнергии. Если же загородный дом используется для проживания зимой лишь 2–3 дня в неделю, то при прямом электроотоплении расход электроэнергии сокращается на 60–80%. Это объясняется простотой отключения редко используемых верхних этажей. При традиционном отоплении подобные отключения приводят к существенным проблемам, вызванным разбалансами потоков жидкости и температурных режимов.
В отапливаемых помещениях с водными затворами (кухня, туалет и др.) устанавливается и отслеживается с точностью до половины градуса минимальный уровень температуры 5 °C. Традиционное отопление сделать этого не позволяет. Такой температурный режим позволяет относительно быстро прогревать помещение после приезда хозяев, он способствует длительной эксплуатации несущих конструкций здания, предотвращает образование конденсата и плесени и, в конечном счете, существенно продлевает срок службы загородного дома до очередного капитального ремонта.
Стационарное электроотопление не требует профилактического обслуживания, исключены аварийные протечки. При отключении электропитания все современные системы, не имеющие резервных источников питания, отключаются. Как правило, запасенного домом тепла хватает на 20–30 часов, а восстановление электропитания должно быть выполнено значительно раньше. Прямое стационарное электроотопление начинает работать сразу после подачи электроэнергии без внешнего вмешательства человека. Традиционное отопление необходимо запускать в ручном режиме.
Интересные возможности при эксплуатации прямого стационарного электроотопления дают средства программного управления режимами отопления. Можно запрограммировать недельный почасовой график температурных режимов в каждом помещении с использованием встроенных часов: в заданные моменты снижать или повышать уровни температур.
При правильном монтаже, установки автоматов отключения на короткое замыкание и устройств защитного отключения (УЗО) на ток утечки исключаются возможности пожара и поражения электрическим током.
Все виды отопления, кроме электрического, в той или иной мере загрязняют окружающую среду. Вытяжная вентиляция и насосы приводят к дополнительным шумам и вибрации. Утечки газа и дизельного топлива, угольная пыль отрицательно сказываются на дыхательной системе человека. Кроме того, вероятность возникновения пожара или каких-то аварийных ситуаций в системах с жидким и газообразным топливом значительно выше, чем при электрическом отоплении.
Современное электроотопление не сжигает кислород и частицы пыли, не пересушивает воздух. Излучающие инфракрасные обогреватели и теплый пол не создают конвекционных потоков воздуха и пыли. Электромагнитные наводки, возникающие в процессе их эксплуатации, удовлетворяют европейским стандартами и гораздо ниже, чем в ряде бытовых приборов.
Нет сомнения, что со временем этот вид отопления станет для большинства отечественных загородных домов столь же обычным, сколь обычен он сегодня для коттеджей в зарубежных странах.