Elektryczne ogrzewanie domu: które urządzenia grzewcze są bardziej wydajne i ekonomiczne
Najbardziej ekonomicznym sposobem ogrzewania prywatnego domu jest kocioł opalany gazem. Ale często, z obiektywnych powodów, taka okazja jest daleka od bycia wszędzie. Warunkowo na drugim miejscu pod względem kosztów energii cieplnej są kotły na paliwo stałe lub ogrzewanie z kominka / pieca z zamkniętym paleniskiem (jeśli dom jest mały), ale biorąc pod uwagę potrzebę przechowywania paliwa i złożoność konserwacji, nie każdy lubi tę metodę ogrzewania. Magazynowanie skroplonego gazu wymaga drogich pojemników. A paliwo płynne, oprócz trudności w przechowywaniu, wyróżnia się drogim sprzętem i słabą wydajnością środowiskową. Wszystkie te niedociągnięcia są pozbawione ogrzewania elektrycznego prywatnego domu. Poza jednym – wysokimi kosztami energii. Chociaż w tym przypadku istnieją możliwości zmniejszenia obciążenia budżetu rodzinnego. Jakie są cechy ogrzewania domu energią elektryczną, najbardziej ekonomiczny sposób ogrzewania domu energią, rozważymy w naszym artykule.
Treść artykułu [ukrywać] [pokazywać]
- Które grzejniki nie nadają się do systemu grzewczego?
- Wydajne sposoby ogrzewania prądem
- Ogrzewanie kotłem elektrycznym
- Promienniki podczerwieni
- Konwektory
- Zalety budowy domowego systemu grzewczego opartego na konwektorach Electrolux ze sterowaniem inwerterowym
- Zalety systemu grzewczego opartego na konwektorach inwerterowych Electrolux w porównaniu z systemem grzewczym opartym na bojlerze elektrycznym i grzejnikach wodnych
- Przykład prawdziwego systemu z inteligentnym schematem sterowania ogrzewaniem elektrycznym w domu
- W rezultacie - jak zoptymalizować ogrzewanie elektryczne
Które grzejniki nie nadają się do systemu grzewczego?
Czasami trzeba przeczytać nieuczciwą krytykę niektórych rodzajów urządzeń grzewczych. Są krytykowani nie za rzeczywiste niedociągnięcia, ale za fikcyjne. Chociaż pod koniec krytyki wnioski są całkowicie poprawne - urządzenia te mogą być używane tylko jako podgrzewacze pomocnicze i nie da się z ich pomocą zbudować ekonomicznego systemu grzewczego.
Przydatne wideo
Chłodnica oleju
Jest uważany za nieekonomiczny - krytycy twierdzą, że nie powinien być używany jako urządzenie grzewcze ze względu na duże zużycie energii i niski zwrot. Ale to właśnie tego typu urządzenie ma jedną z najwyższych sprawności - około 98%. Oznacza to, że zamienia prawie całą energię elektryczną na ciepło (nikt jeszcze nie anulował prawa zachowania energii), a te nieznaczne straty 2% wynikają z oporności wewnętrznych ścian chłodnicy na chłodziwo. Tak, jest bezwładna – długo się nagrzewa, ale też długo się schładza.
Uwaga! W związku z tym, podczas korzystania z chłodnicy oleju pomieszczenie, w którym jest używana, będzie się długo nagrzewać.
Jest to jednak właściwość wszystkich akumulatorów, w tym podgrzewania wody, w których główną metodą wymiany ciepła jest promieniowanie, które działa powoli.
Główną wadą jest „szorstka” regulacja mocy i zastosowanie mechanicznych termostatów. A taka niedokładna kontrola temperatury sprawia, że chłodnica oleju jest nieefektywna przy próbie optymalizacji kosztów ogrzewania energią elektryczną w prywatnym domu. A jednak ma dość wysoką temperaturę obudowy podczas pracy z pełną mocą, co jest niebezpieczne, jeśli w domu są małe dzieci.
W obronie chłodnic oleju powiedzmy, że są to nadal urządzenia do tymczasowego lokalnego ogrzewania i nigdy nie wymagano od nich wysokiej energooszczędności.
Nagrzewnica
O termowentylatorze często pisze się, że spala on tlen. Ale „spalanie tlenu” to nic innego jak proces utleniania (spalania), a maksimum, które może palić się przy dość niskiej temperaturze spirali, to pył organiczny w powietrzu. Dlatego niepoprawne jest mówienie o spalaniu tlenu (w końcu drewno opałowe nie pali się), ponieważ ta nieznaczna objętość musi zostać uzupełniona w wyniku obowiązkowej wentylacji pomieszczenia.
Dlatego należy jeszcze raz podkreślić, że głównym powodem, dla którego niektóre rodzaje grzałek elektrycznych nie nadają się do ogrzewania domu, nie jest sprawność (prawie dla wszystkich powyżej 95%), ale niemożność zautomatyzowania sterowania systemem. To właśnie ten czynnik nie pozwala na optymalizację pracy systemu grzewczego, a bez tego nie da się tanio ogrzać domu prądem.
Wydajne sposoby ogrzewania prądem
Ogrzewanie energią elektryczną w prywatnym domu ma główne zalety w stosunku do wszystkich innych - są to proste i dokładne metody monitorowania i regulowania pracy wszystkich węzłów i elementów. Nawet czujniki i wyświetlanie informacji o trybach pracy są dokładniejsze niż w przypadku urządzeń na innych rodzajach nośników energii.
Jeśli chodzi nie tylko o ogrzewanie lokalne, ale o SYSTEM grzewczy, oznacza to:
- Ogrzewanie działa nie tylko wtedy, gdy ktoś jest w domu (dlatego piec opalany drewnem nie jest systemem).
- Możesz zarządzać systemem (konfigurować, regulować), w tym zdalnie. Dlatego sama chłodnica oleju lub nagrzewnica podłączona do gniazdka nie jest systemem grzewczym.
Indywidualne ogrzewanie elektryczne prywatnego domu ma cztery opcje systemów grzewczych:
- autonomiczne systemy podgrzewania wody oparte na kotłach elektrycznych:
- zastosowanie grzejników ceramicznych na podczerwień;
- konwektory elektryczne z termostatami elektronicznymi;
- przekształtniki elektryczne z termostatami inwerterowymi.
Wszystkie te systemy można zaadaptować w system inteligentnego domu i sterować zdalnie.
Przydatne wideo
Ogrzewanie kotłem elektrycznym
To klasyczny schemat autonomicznego systemu grzewczego. Istnieją dwie opcje podgrzewania chłodziwa - pośrednie i bezpośrednie.
Urządzenie i zasada działania kotłów grzejnych są dość proste - wężownica grzejna zamknięta jest w szczelnej metalowej obudowie z dielektrycznym wypełniaczem przewodzącym ciepło, ciepło z wężownicy przez wypełniacz przekazywane jest na powierzchnię płaszcza grzałki , z którym styka się nośnik ciepła systemu grzewczego.
Kotły indukcyjne pojawiły się stosunkowo niedawno w domowych systemach grzewczych. Ich zasada działania polega na nagrzewaniu się metali pod wpływem zmiennego pola magnetycznego. Sam element grzejny jest cewką indukcyjną z rdzeniem ze stopu ferromagnetycznego, przez „uzwojenie wtórne”, przez które przepływa chłodziwo.
Osobliwością kotłów elektrycznych z bezpośrednim ogrzewaniem jest to, że woda działa nie tylko jako nośnik ciepła, ale także jest częścią obwodu elektrycznego - przepływa przez nią prąd przemienny między elektrodami. Skąd wzięła się nazwa kotłów - elektroda.
Cóż, główną wadą ogrzewania wiejskiego domu kotłem elektrycznym jest obecność samego chłodziwa i „nieporęcznego” systemu cyrkulacji rur i akumulatorów. Układ takiego systemu jest kosztowny, a sprawność w porównaniu z grzałkami elektrycznymi bezpośredniego działania może być mniejsza, jeśli stosuje się pompy obiegowe.
Promienniki podczerwieni
Istnieje kilka rodzajów grzejników, które wykorzystują promieniowanie (promieniowanie) jako przenoszenie energii cieplnej. Stosując którąkolwiek z nich należy wziąć pod uwagę, że przedmioty stojące na drodze promieniowania podczerwonego są najpierw nagrzewane przez promieniowanie, a następnie na skutek konwekcji wtórnej ogrzewane jest z nich powietrze.
Przydatne wideo
Istnieją trzy zasadniczo różne typy promienników podczerwieni:
reflektory, w których żarowa spirala jest zamknięta w bańce ze szkła kwarcowego;
panel - w ceramicznej płycie monolitycznej „uszczelniony” element grzejny;
folia - z napylaniem węgla na folię polimerową.
Ogrzewanie domu prądem pierwszego typu odnosi się do grzejników pracujących w krótkofalowym zakresie promieniowania podczerwonego.
Takie urządzenia mogą być stosowane jako dodatkowa grzałka, ale nie jako podstawowy element systemu ogrzewania domu prywatnego prądem.
Wady - najniższa wydajność (ze względu na widoczną część promieniowania), brak precyzyjnej kontroli temperatury oraz wysoka temperatura obudowy.
Drugi typ urządzenia działa w miękkim zakresie fal długich. Maksymalna temperatura panelu ceramicznego nie przekracza 90°C, ale na korpusie jest jeszcze niższa. Istnieją dwa rodzaje sterowania - termostat mechaniczny i elektroniczny. Pierwsza opcja obejmuje sterowanie ręczne, a jej dokładność jest niska. Za pomocą elektronicznych termostatów temperaturę można ustawić z dokładnością do 1°C.
Cechą grzejników foliowych jest to, że nie ogrzewają one powietrza, lecz przedmioty znajdujące się w strefie promieniowania (i przedmioty potem powietrze). Dlatego nie zaleca się używania ich w domu jako głównego systemu grzewczego. Znając tę właściwość folii grzewczych, możesz ich używać we właściwym miejscu - tam, gdzie dana osoba jest w tej chwili bezpośrednio, na otwartych werandach, garażach. Włączony i od razu ciepły, wychodzący - wyłączony, aby nie ogrzać ulicy lub garażu, w którym nikogo nie ma.
Instalowanie folii w sypialni jest niewygodne: jeśli jesteś w strefie grzejnika, będzie gorąco, jeśli nie w strefie, będzie zimno. Najlepszą opcją jest użycie ich jako części ciepłej podłogi - jest to najwygodniejsze dla osoby, gdy nogi są ciepłe, a głowa chłodna. Praca jest kontrolowana automatycznie za pomocą pary czujnik temperatury-termostat.
Konwektory
Konwektor to metalowa obudowa o określonej konstrukcji z wlotem i wylotem, aby stworzyć efekt konwekcji powietrza. Wewnątrz konwektora znajduje się element grzewczy. Elementy grzejne są kilku typów (w kolejności ewolucji technicznej): w kształcie igły z włóknami, elementy grzejne, monolity w kształcie litery X i monolity z „płatkami” - Jeż. Kanał wlotowy zamknięty jest różnego rodzaju filtrami chroniącymi przed kurzem, wylot - z ozdobną kratką chroniącą przed wnikaniem drobnych przedmiotów i bardziej równomiernym rozprowadzeniem ogrzanego powietrza.
Korpus konwektora nie tylko chroni element grzejny, ale także zwiększa prędkość przepływu w górę. Dzięki temu przy tej samej mocy pomieszczenie nagrzewa się szybciej niż z baterii podgrzewającej wodę.
Konwektory mają trzy rodzaje termostatów - mechaniczne, elektroniczne i, od niedawna, inwerterowe.
Termostat mechaniczny i elektroniczny to wyłącznik termiczny, który włącza i wyłącza konwektor w zależności od ustawionej na nim temperatury. W mechanice temperaturę ustawia się za pomocą sterownika ręcznego, często „na oko”, w termostacie elektronicznym – za pomocą przycisków dotykowych z cyfrowym wskazaniem wartości temperatury.
Termostat inwerterowy (jednostka sterująca), w przeciwieństwie do termostatu mechanicznego i elektronicznego, który pracuje w trybie włącz/wyłącz, steruje pracą konwektora według innej zasady - z automatyczną zmianą mocy grzewczej, co pozwala osiągnąć wysoką efektywność energetyczną. Takie oszczędności mogą osiągnąć 40-70% energii elektrycznej w porównaniu ze zwykłym konwektorem włączania / wyłączania.
Powodem tych oszczędności jest taka koncepcja jak histereza: jest to różnica temperatur, przy której termostat włącza i wyłącza urządzenie. Konwektory z mechanicznym lub elektronicznym termostatem włączają się i wyłączają nie po dokładnym osiągnięciu zadanej temperatury, ale z błędem określonym przez producenta. Dzieje się tak, aby grzałka nie włączała się i nie wyłączała z dużą częstotliwością (im mniejsza histereza, tym wyższa częstotliwość). W takim przypadku automatyzacja szybko by się nie powiodła. Dlatego takie konwektory zawsze mają różnicę między włączaniem i wyłączaniem o kilka stopni, bez względu na to, jak dokładnie mierzą temperaturę. A te dodatkowe stopnie włączania / wyłączania konwektorów zużywają dodatkową energię elektryczną.
Konwektor z termostatem inwerterowym działa według innego algorytmu: nie posiada takich parametrów jak temperatura włączania i wyłączania grzałki. Termostat inwerterowy nie wyłącza/włącza grzania, ale automatycznie zmniejsza/zwiększa moc grzania w zależności od różnicy temperatur i szybkości zmian tej temperatury.
Zalety budowy domowego systemu grzewczego opartego na konwektorach Electrolux ze sterowaniem inwerterowym
Wraz z pojawieniem się konwektorów ze sterowaniem inwerterowym ogrzewaniem, zastosowanie konwektorów elektrycznych jako pełnoprawnego systemu ogrzewania domu staje się najbardziej preferowane i ekonomicznie wykonalne. Zwykłe konwektory elektryczne dowolnego producenta (tj. konwektory włącz/wyłącz) są szeroko stosowane do tymczasowego ogrzewania, gdy nadchodzą jesienne chłody, ale są zbyt energochłonne, aby można je było stale używać w domach wiejskich.
Rozważ system ogrzewania domu oparty na konwektorach inwerterowych Electrolux ECH / AG2 - TUI3.
Są to konwektory z inwerterową jednostką sterującą trzeciej generacji (TUI3) i technologią Transformer System. Technologia ta polega na samodzielnym doborze wyposażenia: moduł grzejny o wymaganej mocy: 1, 1,5, 2, 2,5 kW wraz z kompletem uchwytów do montażu naściennego (podstawa), zdejmowana cyfrowa jednostka sterująca Inverter (do sterowania inwerterowego), obudowa do montażu podłogowego, moduł WiFi do podłączenia konwektora do Internetu (opcje do wyboru). Istnieją jeszcze dwa typy wymiennych jednostek sterujących: sterowanie mechaniczne (TUM) i elektroniczne (TUE). Ale po wyposażeniu w te jednostki sterujące konwektor działa zgodnie ze zwykłym algorytmem włączania / wyłączania.
Zalety systemu grzewczego opartego na konwektorach inwerterowych Electrolux w porównaniu z systemem grzewczym opartym na bojlerze elektrycznym i grzejnikach wodnych
System grzewczy zbudowany na konwektorach inwerterowych ma szereg zalet w porównaniu z ogrzewaniem kotłem elektrycznym. Jest znacznie tańszy pod względem kosztów sprzętu, tańszy i szybszy w montażu, bardziej estetyczny, nie wymaga układania rur i bardziej niezawodny. Ale co najważniejsze, system ogrzewania inwerterowego zużywa mniej energii elektrycznej niż system z kotłem elektrycznym i grzejnikami. Według wyników badań grupy naukowej Moskiewskiego Instytutu Energetyki (MPEI) takie oszczędności mogą sięgać nawet 40%. Według ekspertów MPEI wynika to z kilku czynników:
- system na kotle elektrycznym jest znacznie bardziej bezwładny, reaguje znacznie wolniej na zmiany aktualnej temperatury ze względu na przenoszenie ciepła przez rury przez płyn chłodzący i różne długości rur od kotła elektrycznego do grzejników;
- szybkość ogrzewania pomieszczenia podczas korzystania z systemu na konwektorach inwerterowych jest znacznie szybsza, ponieważ nie ma potrzeby nagrzewania infrastruktury systemu grzewczego;
- zasada działania jednostki sterującej inwertera (termostatu) uległa zmianie w porównaniu z konwencjonalnymi konwektorami włącz/wyłącz.
Praca systemu na konwektorach inwerterowych jest wygodniejsza, ponieważ znaczna część ciepła (około 75%) jest przekazywana przez konwekcję, a nie przez promieniowanie. W grzejnikach wodnych konwekcja stanowi mniej niż 20% przekazywanej energii cieplnej.
Moduł Wi-Fi zainstalowany w złączu USB jednostki sterującej pozwala na zdalne sterowanie urządzeniem ze smartfona za pośrednictwem aplikacji mobilnej Hommyn. Możesz dokonać indywidualnych ustawień dla każdego konwektora lub możesz grupować konwektory według stref, na przykład połączyć dwa konwektory dla strefy „salon” i trzy konwektory w strefie „2 piętro” i zarządzać ustawieniami dla każdej strefy.
Jeśli istnieje ograniczenie mocy elektrycznej dla domu, system ogrzewania inwerterowego przewiduje zastosowanie specjalnego sterownika, który umożliwia ustawienie kaskadowych konwektorów włączania / wyłączania, limitów mocy, zapobiegając ich jednoczesnej pracy i szczytowemu obciążeniu sieci elektrycznej .
Przydatne wideo
Przydatne wideo
Przykład prawdziwego systemu z inteligentnym schematem sterowania ogrzewaniem elektrycznym w domu
NOBO, wiodący europejski producent konwektorów, produkuje dwa kompatybilne inteligentne systemy sterowania urządzeniami elektrycznymi. W tym „ciepłe podłogi” (przez termostat) i wszelkie inne urządzenia gospodarstwa domowego podłączone do sieci (poprzez osłonę, „przerwę” w obwodzie lub włączanie / wyłączanie gniazd). W tym celu produkują specjalne termostaty, odbiorniki gniazdowe i podtynkowe odbiorniki przekaźnikowe.
W rezultacie - jak zoptymalizować ogrzewanie elektryczne
Oprócz właściwego doboru urządzeń grzewczych, wydajny i optymalny (pod względem kosztów) system ogrzewania energią elektryczną jest możliwy tylko przy kompleksowej izolacji domu - od piwnicy po dach. W przeciwnym razie koszt ogrzewania przedmuchiwanego domu będzie znacznie wyższy, nawet pomimo wysokiej sprawności samego grzejnika, a ogrzewanie domu prądem raczej nie będzie tanie.
