Инфракрасный котел для отопления частного дома. Особенности устройства отопления загородного дома электричеством

Раздумывая, какую систему обогрева дома или дачи выбрать, часто задумываются об использовании электроэнергии. Плюс этого вида энергоносителя в его экологичности, «чистоте» и в высокой надежности электрообогревателей. Минус — немалая цена, из-за чего электроотопление — не самый популярный способ обогрева.

Каким оно может быть

Отопление дома при помощи электричества можно сделать разными способами. Какой бы тип отопления вы не выбрали, его экономичность во многом зависит от того, насколько хорошо утеплен дом. Этому вопросу стоит уделить максимум времени.

Отопление дома электричеством — наиболее «чистый» способ

В первую очередь необходимо определиться с типом системы: она может быть воздушной, водяной и паровой, еще обогреваться можно теплыми полами. Давайте коротко пробежимся по основным достоинствам каждой из систем.

Паровое отопление (не путайте с водяным)

Паровое отопление очень эффективно, но опасно — температура радиаторов отопления и идущих к ним труб порядка ста градусов (выше-ниже зависит от типа выбранной системы). Система очень похожа на водяную, но более экономна в стадии обустройства: намного меньше требуется секций радиаторов, трубы можно брать меньшего сечения.

Вообще, в виду высокой опасности, она запрещена в общественных и многоквартирных домах, но в частном доме ее сделать можно. В качестве источника тепла в данной системе может выступать электрический паровой котел. Так что это тоже одна из разновидностей электроотопления, хотя и совсем непопулярный.

Воздушное

Воздушное отопление при помощи электричества можно организовать с использованием или других обогревателей работающих на электричестве — керамических нагревательных панелей, инфракрасных излучателей. Эти системы хороши тем, что сразу начинают греть воздух в помещении. Еще привлекают малые затраты на стадии обустройства — нет необходимости что-либо строить. Купили обогреватели, установили, включили, начали греться.

Минус такого способа обогрева — активная циркуляция воздуха в помещении (некомфортно) и при таком обогреве воздух пересушен (необходима установка для повышения влажности). Еще один недостаток — необходимость почти постоянной работы. Если электрообогреватели установлены с термостатами, это не настолько критично, так как при достижении заданной температуры они выключатся. Но малая инерционность приводит к тому, что помещение быстро остывает и, значит, большую часть оборудование находится в работе.

Среди всех электрообогревателей более экономичными считаются инфракрасные установки, но и они «тянут» прилично электричества. Так что такой способ обогрева часто применяется как дополнительный — на время сильных холодов. Вторая область применения — дачи, на которых живут только периодически. При таком режиме посещений по приезду можно нагревать только необходимые помещения. В таком случае плюс этого типа электроотопления в том, что оно не боится замерзания (только при подборе обогревателей обращайте внимание, переносят ли они заморозку).

Электрические теплые полы

Это электроотопление может быть как дополнительным — для повышения уровня комфорта, так и основным. Электрические обогреватели для теплого пола могут быть разными:

греющие кабели (резистивные и саморегулирующиеся);
маты из греющих кабелей (проще в укладке);
карбоновые пленки (с инфракрасным излучением);
карбоновые маты (пока не очень надежны в работе).

Этот вариант электроотопления подходит только для домов с постоянным проживанием — слишком много времени (и ресурсов) уходит на прогрев бетонной плиты, в которую обычно «упаковывается» нагреватель. И это, вроде, недостаток. Но с другой стороны, большая прогретая масса способствуют поддержанию в доме стабильной температуры. Еще один положительный момент: чтобы такая плита полностью остыла, требуется несколько суток, так что временные перебои с электричеством в данном случае не очень страшны.

Электроотопление теплыми полами нельзя назвать очень экономным. Сумма оплаты зависит от степени утепления дома. Но стоит помнить, что делать электрический теплый пол надо только в паре с термостатом и датчиками температуры. В этом случае включаться обогреватели будут только часть времени и счета будут относительно небольшими. Ну а то, что теплый пол — наиболее комфортный способ обогрева, говорить, наверное, нет нужды.

Водяное отопление электрическими котлами

По сути, это привычная всем система отопления с трубами, радиаторами и , которая циркулирует в системе. Разница только в том, что котел работает на электричестве. Электрокотлы бывают трех видов:

на ТЭНах;
индукционные;
электродные.

Котлы на ТЭНах — самые распространенные. Индукционные и электродные используются реже. Производители (да и многие пользователи) говорят о том, что они более экономны. Насчет экономии до сих пор ведутся споры, но вот насчет размеров спорит не приходится. Индукционный котел выглядит как отрезок трубы среднего диаметра. Он занимает совсем мало места, легко монтируется, может работать в автономном режиме.

С электродным немного сложнее: надо следить за состоянием электродов, подбирать состав для теплоносителя (обычно засыпают определенное количество соли чтобы повысить проводимость воды). Так что периодическое техническое обслуживание для такого котла — необходимость.

Какой тип электроотопления выбрать

Выбирают тип системы обогрева обычно исходя из его назначения. Электроотопление дачи рациональнее делать воздушного типа — меньше затрат при монтаже, малая инерционность — это то, что требуется. Но это только в том случае, если вы не планируете поддерживать в ней всю зиму плюсовую температуру.

Для дома постоянного проживания подходят электрические теплые полы или водяное отопление. Кстати, теплый пол можно сделать и , но вот имеет ли это смысл при использовании электрокотла, надо подумать. Обе эти системы имеют большую инерционность, что скорее можно оценивать как плюс — долго остывают. Недостатки этих систем — большие затраты при обустройстве.

При устройстве электрообогрева пола под плитку требуется укладка греющих элементов в стяжку, а это занимает немало времени. Если же напольное покрытие — ламинат или линолеум (специальные), все намного проще. (и линолеум) укладывается на ровное основание, на специальную подложку. Сверху монтируется ламинат или жесткое основание под линолеум (фанера).

Водяное электроотопление делают стандартно. Однако в некоторых случаях есть возможность сэкономить.

Как сделать водяное электроотопление экономным

Во многих регионах введены многозоновые тарифы. Если в вашем регионе предусмотрены такие тарифы, можно затраты на электроотопление сделать минимальными. Для этого потребуется установка многотарифного счетчика и теплоаккумулятора (ТА). Теплоаккумулятор — это большая емкость с водой. В нашем случае она служит для накопления тепла в период действия «ночного», более дешевого тарифа.

За время, пока электричество стоит намного дешевле, вода в баке нагревается до вполне солидных температур. Во время действия высоких тарифов, подогрев не работает, а температура в сети поддерживается при помощи того тепла, которое накоплено в теплоаккумуляторе. Такая система реально помогает экономить, но конкретный результат зависит от региона — в разных регионах тарифы очень отличаются.

Перед тем как начать статью стоит отметить, что самой эффективной на сегодняшний момент считается, газовая система отопления. Но если ввиду какой-либо причине нет возможности установить газовый котел (например, отсутствует газовая магистраль на даче), стоит обратить внимание на такой вариант как экономное отопление частного дома электричеством, используя те или иные схемы организации обогрева.

Продажа и установка систем инфракрасного отопления «Зебра» для частных домов, офисов и социальных объектов по ценам от завода производителя на сайте

Как альтернатива, электричество является более безопасным решением, более того на установку данного оборудования не требуются какие-либо дополнительные разрешения. К тому же можно легко сделать электроотопление частного дома своими руками. К минусам можно, пожалуй, отнести высокие счета потребленную электроэнергию.

Почему именно электрическое отопление?

Следует заметить, что электрическое отопление, сделанное самостоятельно либо заводского исполнения – является наиболее надежным, экологически чистым и комфортным способом обогрева жилища. Данное оборудование не требует обслуживания, легко регулируется и поддается автоматизации, поэтому значительно проще и безопаснее обогревать дом электричеством. В конструкцию не входят быстро выходящие из строя элементы. Не нужно постоянно следить уровнем топлива и датчиками.

Более того электрическое отопление частного дома имеют следующие плюсы:

Легкость и простота монтажа. Для осуществления установки не нужна специальная квалификация и дорогой инструмент. Само по себе оборудование достаточно небольших размеров и для его установки не потребуется много времени сил. Все приборы довольно легко транспортируются. Для данного оборудования не нужны отдельная котельная или дымоход.
Безопасность. Электрическая система отопления не выделяет продуктов горения и угарных газов. Даже во время разборки или поломки не выделяется каких-либо вредных веществ.
Низкие первоначальные вложения. Нет нужды делать какие-либо специальные разрешающие документы, готовить проект и приглашать специальные службы которые дадут добро на монтаж.
Надежность и бесшумность. Для электроотопления не нужны регулярные проверки в специализированных сервисах. Во время работы оборудование не производит какого-либо шума из-за отсутствия в системе таких элементов как вентилятор и циркуляционный насос.
Высокий уровень КПД. Даже во время сильных морозов достаточно быстро обогревает дом. Электроотопление обязательно оборудуется специальной системой, которая позволяет регулировать температуру в каждой комнате отдельно. Что дает возможность существенно экономить средства во время отопительного сезона.

Существенным недостатком данного оборудования является большое электропотребление. Цены на электроэнергию в некоторых районах довольно высокие, и такой вариант обогрева жилища может быть невыгоден.

Еще одним существенным недостатком является энергозависимость. Обогрев помещения попросту невозможен, в случае если отключено электричество.

К минусам также можно отнести и нестабильное напряжение в электросети, особенно остро эта проблема ощущается в сельской местности. Для ее разрешения рекомендуется приобрести собственный генератор, но это повлечет за собой дополнительные денежные растраты.

Если вы все-таки решились на экономное отопление частного дома без использования газа, то есть на электрообогрев, то вам потребуется учесть общее состояние и мощность электропроводки. Большому частному дому для таких целей потребуется трехфазная сеть. Нужно будет уточнить выделяемую мощность на дом, и сколько из данной мощности можно отдать на отопление.

Виды элетроотопитальных систем и их особенности

Любая электрическая система отопления частного дома может быть построена по двум принципам:

Прямое. Нагрев каждого помещения осуществляется устройствами, которые питаются непосредственно от сети.
Непрямое. При таком принципе используется теплоноситель, который нагревает радиаторы, установленные в помещениях.

Существует достаточно большое количество мнений, какое для частного дома электрическое отопление является оптимальным вариантом. Большинство приверженцев непрямого способа обогрева дома как основной довод приводят длительный процесс остывания в системе, что дает достаточные преимущество во время остановки котла. Другие же, сторонники прямого нагрева, говорят о меньших затратах во время приобретения и установке оборудования.

Рассмотрим разнообразные системы электроотопления по порядку увеличения стоимости вложений:

тепловентиляторы и конвекторы;
обогрев при помощи инфракрасного излучения;
электронагреватели плинтусные;
теплые полы кабельного и пленочного типа;
стандартная водная система, оборудованная электрическим котлом и радиаторами.

Монтаж настенных электрических конвекторов осуществляется в тех районах, где по обыкновению устанавливаются радиаторы водяного отопления – у холодных стен и под окнами. Тепловентиляторы обычно имеют принудительное нагнетание воздуха и мобильную конструкцию. Их можно располагать в наиболее удобных местах. Данный вид электроотопления является наиболее дешевым, но вместе с тем и менее эффективным.

Отопительная система на основе оборудования инфракрасного излучения более эффективна. Эти приборы, крепящиеся к потолку, нагревают все поверхности, от которых впоследствии нагревается воздух. Достаточно эффективными показали себя плинтусные конвективные обогреватели, которые располагаются по периметру комнаты. Но на подобную конструкцию потребуются дополнительные расходы из-за того что ее нужно будет установить вместо плинтусов.

Большой популярностью пользуется такой проверенный метод электроотопления как теплый пол. Этот метод в своей основе использует нагревательную пленку, электрические кабельные маты либо греющий кабель, которые способны отопить достаточно большое помещение. Сама конструкция стоит достаточно недорого, но установка под стяжку либо покрытие может нанести серьезный удар по вашему бюджету. Такой метод обогрева, является самым экономичным, более того он дарит приятное тепло и создает ощущение комфорта.

Все вышеописанные способы имеют существенный минус, их работа возможно только при наличии электроэнергии. Если повысится стоимость электроэнергии, появится возможность провести в дом природный газ или по каким-либо причинам понадобится поменять энергоноситель, предыдущее оборудование может оказаться бесполезным.

Для предотвращения подобного недоразумения, рекомендуется для обогрева установить электрокотел и стандартную водную систему с радиаторами. Если появится желания сменить энергоноситель, деньги понадобится тратить лишь на новый источник тепла.

В небольшой квартире идеальным вариантом будут кабельные теплые полы, их степень комфорта выше всяких похвал. Более дешевые методы тоже имеют право на существование. Но при более сильных холодах их возможностей может не хватать и в помещениях будет более прохладно.

В большой квартире оптимальным вариантом будет установка радиаторного автономного электрического отопления либо теплые водяные полы.

Лучший вариант выбрать было бы намного сложней, если бы не цена энергоносителя. Но владельцы квартир сталкиваются также с проблемой ограниченного лимита потребления (около 3-5 кВт).

Об этом рекомендуется подумать заранее, как только планируется организация электроотопления квартиры. Нужно внимательно изучить договор о поставке электроэнергии, где указывается данный лимит, в этом договоре также может оговариваться и то, что обогрев жилья с помощью электричества запрещен.

Электроотопление организовать в частном доме несколько проще, нежели в квартире. Лимит потребляемой мощности гораздо выше, есть возможность проверить проводку и при необходимости привести ее в порядок, начиная с линии электропередач. Из списка выше, владельцу коттеджа, наиболее удачным вариантом будет водяная система отопления с электрическим котлом.

Это достаточно легко объяснить: нужно обеспечить использование различных энергоносителей, а не только электроэнергии. Исходя из этого, потребуется подобрать котел, смонтировать его и собрать одно- или двухтрубную систему.

Конструктивные характеристики электрокотлов

Современные котлы работают на трех принципах нагрева теплоносителя:

ТЭНами;
электродами;
на основе магнитной индукции.

Первый вариант является самым распространенным. Теплоноситель из системы поступает внутрь котла, где при помощи трубчатых ТЭНов нагревается и поступает обратно в систему отопления. Этот тип оборудования является безопасным, функциональным, а также облает встроенной автоматикой, которая контролирует температуру воздуха в помещении и теплоносителя.

Электродные котлы работают по совершенно другому принципу. В данном устройстве нагревательный элемент состоит из пары электродов, на которые подается высокое напряжение. Теплоноситель нагревается из-за того что электрический ток движется через него от одного электрода к другому, после чего теплоноситель поступает в отопительную систему.

Важно! В котлах данного типа не происходит процесса электролиза, (из-за чего нет появления накипи) из-за использования переменного напряжения с частотой не меньше 50 Гц.

Интенсивность использования влияет на способность электродов к нагреванию, так как со временем они истончаются и перестают отапливать дом в той мере, как это нужно. В электродных котлах замена электродов это стандартная процедура.

Устройство индукционных котлов более сложное, хотя конструктивно они более привлекательны. Такой тип котла не имеет нагревательных элементов, к которым мы привыкли. Теплообменник, который является частью магнитного контура, при помощи мощного магнитного поля нагревает теплоноситель проходящий через него в систему отопления.

Электроотопление загородного дома, в виде непрямой передачи тепла обладает серьезными преимуществами перед газовым и воздушным отоплением: водогрейные электрокотлы довольно надежны, не требуют наличия дымохода и обладают высоким КПД. К недостаткам данных устройств пожалуй нужно отнести требования стабильного напряжения вы сети, а также наличие хорошей проводки.

Установка водяной отопительной системы с электрическим котлом требует серьезных начальных вложений, особенно если к этому привлекать стороннюю организацию, которая будет заниматься проектом установки, настройки и балансировки системы. Также стоит дополнительно выделить из бюджета деньги на обслуживание данной системы отопления, включающую в себя проверку работы клапанов, периодическую промывку радиаторов и прочее.

Как сэкономить электроэнергию?

Придерживайтесь следующих советов для того чтобы сделать электроотопление в частном доме более экономным:

пользуйтесь много тарифным учетом электроэнергии, так как ночью тариф гораздо ниже, чем днем;
используйте неэлектрические источники тепла в бизнес-время;
в комнатах установите терморегуляторы;
отдавайте предпочтение напольным отопительным системам;
традиционный совет: постарайтесь сделать максимальное утепление дома или внешней стены квартиры.

Не нужно пренебрегать средствами автоматики, которые могут помочь уменьшить температуру в неиспользуемых помещениях. Да и вообще не стоит отвергать любые средства, которые помогут вам снизить энергозатраты.

Создайте проект оптимальной системы электроотопления. Например, небольшую однокомнатную квартиру может обогреть электрокотел (с условием, что потери тепла довольно малы). А вот в доме с большим количеством комнат, он уже может не справиться с поставленной задачей в полной мере.

В данной ситуации оптимальным вариантом будет монтаж конвекторной системы с терморегуляторами, которые будут контролировать климат в каждой комнате. Инфракрасные панели оптимальным решением будут для хозпостроек, где нет нужды поддерживать постоянную температуру.

Таким образом, мы провели обзор всех популярных способов электроотопления и сделали вывод, что отопление дома электричеством не только самый экономный способ, но и наиболее безопасный. Каждый способ обладает довольно большим списком преимуществ – экологичность, отсутствие необходимости запаса топлива, бесшумность и простота эксплуатации. Но с учетом стоимости электроэнергии, не рассчитывайте на какой-то экономический эффект. Поэтому рекомендуется максимально утеплить жилище для снижения теплопотерь.

Жесткий препод, срочно нужно сделать решение задач по физике за 1 день, тема "решение задач "

1 Через блок переброшена нерастяжимая нить с одинаковыми грузиками на концах. При наблюдении с земли ось блока поднимается вверх со скоростью U=0,4 м/с, а один из грузиков опускается вниз со скоростью V=0,3 м/с. Чему равна скорость второго грузика для земного наблюдателя? Ответ выразить в м/с, округлив до десятых. 2 Над пустой бочкой закреплены два отдельных крана для горячей и холодной воды. Если открыть первый кран, то из него потечёт горячая вода при температуре T1=63∘C, которая заполнит бочку за t1=24 мин. Если открыть второй кран, то из него потечёт холодная вода при температуре T2=18∘C, которая заполнит бочку за t2=16 мин. Какая температура воды установится в бочке, если её наполнить, открыв одновременно оба крана? Ответ выразить в ∘C, округлив до целых. Теплообменом с бочкой и окружающей средой пренебречь. 3 Два соседа обогревают свои дома одинаковыми электронагревателями. Через нагреватель первого соседа протекает ток I1=4,4 А, при этом в его доме устанавливается температура t1=27∘C. При какой силе тока, протекающего через нагреватель второго соседа, у него в доме установится температура t2=19∘C? Ответ выразить в А, округлив до десятых. Температура воздуха на улице составляет t0=11∘C. Считать, что мощность теплопередачи через стенки домика из комнаты на улицу пропорциональна разности температур снаружи домика и внутри, причём для первого домика коэффициент пропорциональности вдвое больше, чем для второго. 4 На рисунке представлена схема фрагмента электрической цепи, состоящего из трёх одинаковых амперметров и резистора. Сопротивление резистора в 4 раза больше сопротивления амперметра. К концам B и E этого фрагмента прикладывают постоянное напряжение, в результате чего сумма показаний всех амперметров составляет I0=128 мА. Какой ток протекает через перемычку CD? Ответ выразить в мА, округлив до целых. Сопротивление перемычки и соединительных проводов много меньше сопротивления амперметра. 5 В установке, схема которой приведена на рисунке, два одинаковых цилиндрических сосуда высотой 10H смещены по высоте на H=2,2 см относительно друг друга. Они закреплены и принимают вертикальное положение. Верхний сосуд заполнен водой, а нижний – маслом. Высота столба воды составляет 9H, а высота столба масла 5H. Сверху сосуды соединены заполненной водой тонкой трубкой с краном. Открытые концы трубки погружены на глубину 8H в воду и на глубину 3H в масло. Определите установившуюся высоту столба воды в верхнем сосуде после того, как откроют кран. Ответ выразите в см, округлив до десятых. Плотность воды составляет ρ0=1 г/см3, а плотность масла ρ=0,8 г/см3. Толщиной дна сосудов пренебречь. 6 На жёстком рычаге сложной конструкции, лежащем на двух опорах, уравновешены сосуд, наполненный жидкостью, и два груза массами m=1,2 кг и 3m. Рычаг принимает горизонтальное положение так, как показано на рисунке. Если начать доливать жидкость в сосуд или откачивать её из сосуда, то рано или поздно система выйдет из равновесия. Известно, что наибольшая масса долитой в сосуд жидкости, при которой рычаг ещё покоится, составляет 5m. Определите наибольшую массу жидкости, которую можно откачать из сосуда, чтобы рычаг сохранил равновесие. Ответ выразить в кг, округлив до десятых. Массой рычага пренебречь. 7 На весах стоит высокий цилиндрический сосуд, частично наполненный жидкостью, над поверхностью которой с помощью нити удерживают цилиндрический брусок так, как показано на рисунке слева. Брусок не касается жидкости, а находится прямо над её поверхностью. С помощью нити брусок медленно опускают в жидкость и снимают зависимость его перемещения y от показаний весов m. График этой зависимости представлен на рисунке справа. Опираясь на эти данные, определите массу пустого сосуда. Ответ выразите в г, округлив до целых. Плотность материала бруска составляет ρ=4 г/см3, а площадь его поперечного сечения S=30 см2. Считать, что жидкость подтекает под брусок, когда он оказывается на дне сосуда. 8 На рисунке представлена схема фрагмента электрической цепи, состоящего из трёх резисторов. Известно, что R=27 Ом. Определите сопротивление этого фрагмента между точками A и B. Ответ выразите в Ом, округлив до десятых. все фотографии к задачам 1,4,5,6,7,8 вышлю

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.

Стараниями продавцов оборудования и мастеров «очумелые ручки» намеренно либо по незнанию возникло немалое количество мифов об электрических системах отопления. Они всё больше расползаются по интернету, дезинформируя будущих домовладельцев. Так как количество заблуждений по этой теме уже приближается к критическому, пришло время рассказать нам про электрическое отоплениевсю сермяжную правду.

Действительно ли электроотопление - самое дорогое

Большинство источников информации, лоббирующие интересы производителей отопительных котлов на газовом, твёрдом либо жидком топливе, сообщают, что отопление от электричества- самое дорогое. Те же, кто продаёт системы электроотопления, утверждают обратное, при этом аргументация обеих сторон порой довольно невнятна. Мы прикинули средние эксплуатационные расходы по разным типам отопления для среднестатистического частного дома площадью 150 м2 в климатических условиях Подмосковья. Вот результат подсчёта по тарифам для физических лиц на зиму 2013-2014:

В стоимости топлива учтена средняя цена его доставки по МО. Оговоримся, что расходы в большой степени зависят от климата, стоимости топлива и его доставки. И если цена природного газа и электроэнергии будет одинакова у всех потребителей региона, то стоимость местных видов топлива, особенно дров и пеллет, может сильно разниться

Таблица наглядно показывает, кто сколько платит. Отопление электричеством стоит на втором месте после жидкого топлива. А если вместо дизельного топлива использовать менее качественное печное масло, отопление на электричествеи вовсе получается самым дорогим. Чуть меньшие затраты на прямое электрическое отопление (конвекторы, электровентиляторы, кабельные тёплые полы и т.д.) связаны с тем, что в водяной системе часть энергии тратится на доставку тепла к приборам отопления. Впрочем, за счёт хорошего утепления труб и грамотной разводки разницу можно свести почти к нулю.

Можно ли снизить расходы на электроотопление? Можно, но сразу оговоримся, что все без исключения электрические приборы отопления имеют КПД, близкий к 100%, поэтому «энергосберегающие электрические батареи отопления» и прочие «чудесные» системы - миф, придуманный продавцами. В направлении повышения эффективности оборудования ресурс почти исчерпан. Зато можно ощутимо сэкономить на использовании ночных тарифов.

В зависимости от ценовой политики местных энергосетей устанавливаются пониженные вечерние (как правило, после 17.00) и ночные (22.00) тарифы, действующие до 8.00. Цены на электроэнергию в это время в 2-4 раза ниже, чем днём. Отопление электричеством по сравнению с газом по дневным тарифам обходится 5:1, но, установив двухтарифный счётчик и интегрировав в систему водяного электроотопления теплоаккумулятор, пропорцию реально снизить до 2,5:1.

Разумно используя ночные тарифы, расходы на отопление электричеством можно снизить раза в два, а то и больше

Дешевое отопление электричеством - несбыточная мечта, тем не менее, при правильном подходе затраты можно снизить до приемлемого уровня.

Ещё раз про деньги - начальные затраты

Удивительный, на первый взгляд, факт - построенные в последние годы частные дома в странах Северной Европы, климат которых схож с российским, нередко отапливаются электричеством. Как правило, это кабельный обогрев пола. Почему же рачительные немцы и скандинавы часто предпочитают другим видам топлива дорогое электричество? Дело в начальных затратах. Всё больше домов строится в соответствии с концепцией пассивного дома: эффективное утепление и применение систем искусственной вентиляции с рекуперацией тепловой энергии позволяют многократно снизить потребности в тепловой энергии.

В условиях, когда эксплуатационные затраты невысоки, решающее значение приобретают начальные затраты на отопительное оборудование и его монтаж. А вот в этом электрическая система отопления превосходит все другие. И если водяной электробогрев ещё сопоставим с газовым и твердотопливным, то электрическиеприборы отопления прямого нагрева обходятся в разы дешевле. Самые недорогие - конвекторы, но тёплый пол гораздо комфортнее, поэтому в жилых помещениях используют его. Греющие кабели замоноличивают в стяжку во время строительства, лишних затрат, как часто бывает при ремонте, нет.

Соотношение затрат на приобретение отопительного оборудования и его монтаж. Для водяного отопления взяты данные по циркуляционным системам, собранным по двухтрубной схеме, для электрического прямого отопления - усреднённые цифры по кабельным греющим полам, конвекторам и инфракрасным панелям.

Западноевропейские компании, возводящие энергосберегающие здания в районах, где уже имеется централизованное газоснабжение, устанавливают, конечно же, газовое отопительное оборудование. Хоть оно и дороже электрического, но за несколько лет себя окупает. Если же газовой магистрали поблизости нет, предпочитают электроотопление, ведь электрический кабель всё равно придётся подводить, а обойдётся он не в пример дешевле, газопровода. При этом уровень комфорта ничуть не хуже, оборудование компактно, отсутствует опасность взрыва или возгорания топлива, а электросистемы как нельзя лучше вписываются в современную концепцию «умного дома».

Может ли опыт западных стран быть использован у нас? Да, конечно. Только нужно учитывать, что наши европейские соседи эффективно утепляют свои дома и тщательно просчитывают баланс предстоящих расходов. Хорошее утепление, помимо очевидной экономии, приносит решение ещё одной проблемы: снижаются требования к мощности электрического ввода, проще получить необходимые разрешения.

Ужасы электромагнитного излучения

Противники электроотопления (если точнее - сторонники других систем) утверждают, что отопление дома электроэнергией создаёт в доме вредное для человека, ужасное электромагнитное поле. Так ли это?

Вся домашняя электротехника генерирует электромагнитные волны: кухонная плита, телевизор, светильники, кабеля и, конечно же, электронагреватели системы отопления. Причём наибольший уровень излучения наблюдается не возле электроприборов, а в зоне вводного/распределительного щита. Однако величина электромагнитного поля домашних электроприборов (отопительных в том числе) намного ниже ПДУ в 500 В/м и считается совершенно безопасной. У специалистов большее беспокойство вызывают вездесущие ЭМП мобильной связи.

Всё же влияние электромагнитного поля на организм нельзя назвать полностью изученным, поэтому рекомендуем перестраховаться. Спальное место следует размещать подальше от распределительных щитов и мощных электроприборов. Желательно и электрокабеля прокладывать на расстоянии 1-1,5 м от кровати.

Что касается электроотопления, то водяная система, кроме электрокотла, вообще не создаёт ЭМП. Электрические нагреватели для отопленияпрямого нагрева (конвекторы, тепловентиляторы) имеют характеристики, сравнимые с кухонной бытовой техникой, их не стоит располагать близ кровати и рабочего стола. Что касается тёплых кабельных полов, то относительно высокий уровень излучения имеет только дешёвый одножильный кабель. Его показатель - 2-3 мкТл подобен напряжённости поля, генерируемого электрочайником или утюгом. Этот уровень не считается опасным и значительно падает при удалении от источника волн, но в детской комнате мы бы не советовали применять одножильный кабель. Гарантированно безопасным является двухжильный кабель и плёночные полы, их напряжённость ЭМП всего лишь 0,2-0,5 мкТл.

Вывод: при грамотном подходе электроотопление не представляет собой никакой опасности для здоровья.

Прямое электрическое отопление

Все электрические нагреватели для отопления, имеющие открытые нагревательные элементы, являются неподходящим выбором для жилых помещений. Их спирали и ТЭНы имеют слишком высокую температуру и попадающая на них домашняя пыль перегревается (явление называется «возгонкой»), приобретает вредные, а при сильном нагреве и канцерогенные свойства. Стеклянные трубки инфракрасных кварцевых нагревателей, спирали конвекторов и тепловентиляторов раскаляются до 350-800 ºС. Подобные приборы мы можем рекомендовать только для хозяйственных и технических помещений. Кварцевые обогреватели, подвешенные под потолком, хорошо подходят для теплиц, помещений для содержания домашней птицы.

Конвектор большую часть энергии отдаёт конвективным путём, перемешивая воздух и попутно «возгоняя» домашнюю пыль, из-за чего она приобретает вредные свойства. Излучающие панели имеют закрытый корпус и нагревательный элемент не контактирует с пылью. Температура панели не превышает 80 ºС, а большая часть энергии передаётся излучением, которое нагревает не воздух, а предметы

Алюминиевые ТЭНы в конвекторах тоже сильно нагреваются, до 150-260 ºС, их использование в жилье также лучше ограничить. Значительно менее опасны масляные радиаторы, их максимальная температура - 120 ºС, а при работе на минимальных режимах они вовсе безвредны. Лучшими среди компактных электрообогревателей характеристиками обладают длинноволновые электрические панели отопленияи греющие плинтуса. Внутри их корпусов расположены изолированные от внешней среды ТЭНы, но контактирующая с пылью внешняя поверхность приборов не нагревается выше 80 ºС. К тому же их плоская, без оребрения, поверхность в большей степени отдаёт тепло за счёт инфракрасного излучения, а не конвективного движения воздуха, как конвекторы и тепловентиляторы. Лучистое тепло наш организм воспринимает как более комфортное.

Кабельные и плёночные тёплые полы

Электрические кабельные и греющие полы не нагреваются свыше 40 ºС, поэтому являются абсолютно безопасными с точки зрения воздействия на пыль. Равномернее, по сравнению с батареями и конвекторами, распределяется тепло, набегает и реальная экономия в 3-4% по сравнению с локальными отопительными приборами за счёт того, что для достижения теплового комфорта общая температура в помещении может быть ниже на 2-3 ºС.

Тёплые полы (справа), в отличие от радиаторов (слева), держат «ноги в тепле, а голову в холоде», что благоприятно для организма. К тому же общую температуру можно поддерживать на пару градусов ниже, это позволяет немного сэкономить

Тёплые полы прямого нагрева подходят как для жилых помещений, так и для оранжерей, теплиц. В отличие от водяного, кабельный пол не может замёрзнуть и отлично подходит для загородных домов и дач, в которых постоянно не проживают. С их помощью можно поддерживать «дежурную» температуру на том уровне, чтобы мороз не нанёс урон отделке, а на календаре-программаторе установить день, когда дом должен быть прогрет в ожидании приезда хозяев.

Электроотоплением загородного дома можно управлять дистанционно, достаточно установить Wi-Fi термостат управления.

Водяные электрические системы отопления

Водяные системы лишены недостатков, о которых мы говорили ранее: приборы отопления не создают электромагнитное поле, нагрев их поверхностей не выходит за рамки безопасных значений. Применение жидкости (воды либо «незамерзайки») в качестве теплоносителя вкупе с современной автоматикой управления даёт возможность точно распределять тепловые потоки и стабильно поддерживать комфортный тепловой режим в помещениях. Электрическая водяная система ничем, кроме теплогенератора, не отличается от газовой или жидкотопливной и при необходимости котёл на ином виде топлива может быть заменен или добавлен в систему без каких-либо её изменений.

Выбор приборов отопления стандартный - радиаторы либо трубы тёплого пола. Отметим, что тёплые полы завоёвывают всё большее признание у жителей Скандинавии, климат которой во многом схож с российским. Так, более 90% новых жилых домов в Швеции обогреваются, полностью либо частично, тёплыми полами, водяными либо кабельными.

Электрический котёл отопления компактнее газового, на него не распространяются ограничения по месторасположению и нет надобности в дымоходе

Выводы

Если по улице вашего посёлка или города проходит трубопровод с природным газом, забудьте об электроотоплении, газ дешевле. Недостаточная мощность линии электропередачи, от которой проведен ввод в дом, также ставит серьёзные ограничения.

Но если магистрального газа нет и предвидится он нескоро, электрические системы отопления - вполне приемлемый вариант. Чтобы отопление было комфортным, надёжным и относительно недорогим в эксплуатации, советуем доверить расчёт, проектирование, подбор оборудования и осуществление монтажа заслуживающим доверие специалистам.

Категории

Выбор редакции