Aquecimento elétrico de uma casa particular

Ao escolher um sistema de aquecimento para sua própria casa, os proprietários, é claro, em primeiro lugar considere a possibilidade de instalar uma caldeira a gás, pois esse tipo de aquecimento é de longe o mais econômico. Mas aqui está o problema - as linhas de abastecimento de gás ainda estão longe de chegar a todos os assentamentos, ou acontece que a fiação de gás para a casa é inacessível em termos de capacidade financeira e devido à massa de preparativos e conciliador procedimentos. O aquecimento em combustíveis sólidos ou líquidos nem sempre é conveniente - requer habilidades especiais no manuseio de fogões ou caldeiras, conformidade com os requisitos de segurança contra incêndio, construção de um sistema de chaminé de acordo com todas as regras para evitar envenenamento por produtos de combustão. Além disso, em algumas regiões do nosso país, que não são ricas em florestas, o abastecimento de lenha ou carvão pode ser um problema.

Neste caso, o mais relevante é o aquecimento elétrico de uma casa particular. Certamente, muitos se associam imediatamente a radiadores ou refletores elétricos a óleo, que não são particularmente eficientes nem econômicos. É claro que, com essa abordagem, aos preços atuais da eletricidade, o aquecimento custará muito dinheiro. No entanto, nem tudo é tão claro. Existem muitas maneiras de usar a eletricidade para aquecer sua casa, e algumas delas podem competir com os sistemas de gás.

A publicação irá considerar as possibilidades existentes para organizar o aquecimento elétrico de uma casa particular. Leia, tire conclusões para que você possa tomar uma decisão a favor de uma ou outra opção.

Apenas algumas palavras sobre aqueles aquecedores elétricos que são conhecidos por todos, provavelmente desde a infância:

Refletores de aquecimento, geralmente com uma ou mais espirais, colocados em tubos de vidro de quartzo transparente. Esses dispositivos criam um fluxo direcionado de energia térmica, mas só são capazes de aquecer salas muito pequenas ou uma área muito limitada da sala. Ao mesmo tempo, é impossível chamá-los de econômicos - geralmente eles não fornecem ajustes automáticos, exceto para alterar o nível de aquecimento definido da espiral.

Aquecedor do ventilador - nem mesmo considerado como aquecimento

Ventiladores térmicos - conduzem o fluxo de ar através do trocador de calor (na maioria das vezes, uma espiral de nicromo aberta atua como isso). O fluxo de ar aquecido só pode aumentar o conforto em uma determinada área e por um período muito curto. O que pode ser muito bom para um pequeno escritório, em uma casa de campo residencial não surtirá efeito. Além disso, a operação prolongada de tal dispositivo queima bastante fortemente, seca o ar em uma sala fechada. Alguns modelos modernos trabalham com o princípio de misturar o ar do lado de fora, mas mesmo assim é impossível considerar dispositivos como aquecimento doméstico.

Arrefecedor de óleo - bom apenas para aquecimento local adicional

Os radiadores a óleo são aquecedores pesados com uma forma nervurada pronunciada, semelhante aos radiadores clássicos de ferro fundido. Eles podem ser móveis (muitos têm até rodas para facilitar a movimentação pela sala) ou instalados permanentemente.

Esses radiadores são capazes de aquecer até temperaturas muito altas e liberar energia na forma de radiação térmica direta e criação de correntes de convecção. Sua forma com nervuras aumenta significativamente a área de troca de calor ativa.

Os radiadores a óleo geralmente têm ajuste gradual ou suave da temperatura de aquecimento do meio de aquecimento, têm boa inércia térmica - mesmo depois de desligados, eles conseguem permanecer aquecidos por um bom tempo. No entanto, sua eficiência é baixa, e tais dispositivos geralmente são usados como aquecimento adicional, para auxiliar o principal, quando houver necessidade. Simplesmente não será lucrativo construir todo o sistema de aquecimento baseado em resfriadores de óleo.

Sistema de aquecimento de água com caldeira elétrica

A organização é descrita em grande detalhe na publicação correspondente do nosso portal.

A principal característica desse sistema nas condições consideradas neste artigo é que o líquido refrigerante recebe aquecimento apenas de uma caldeira elétrica. Isso determina vários parâmetros característicos dele:

Tal sistema deve ser projetado exclusivamente para circulação forçada. A razão é simples - a instalação de um circuito para circulação natural levará a perdas significativas de energia, taxa de transferência de calor, aquecimento irregular das instalações e, no final, tudo isso afetará necessariamente o consumo desnecessário de eletricidade cara. O consumo da bomba não pode ser comparado com essas perdas.
Pela mesma razão, para evitar absolutamente desnecessário perdas, os sistemas com caldeiras elétricas nunca são feitos de acordo com o tipo aberto, ou seja, deve ser instalado um tanque de membrana de expansão com um grupo de segurança adequado.

Agora - mais sobre os tipos de caldeiras elétricas de aquecimento.

Caldeiras com elementos de aquecimento

Estas instalações utilizam o princípio usual de aquecimento resistivo de um condutor metálico durante a passagem de uma corrente elétrica (analogia direta com fogões elétricos, ferros, lâmpadas incandescentes, etc.), porém, dado que os elementos de aquecimento estão em contato com um calor líquido transportadora, eles estão vestidos com isolamento confiável e estrutura à prova d'água. Tudo isso, é claro, afeta perdas de energia bastante grandes, eficiência insuficientemente alta de tais dispositivos (geralmente em torno de 80%). Para garantir o aquecimento adequado de um refrigerante em constante circulação, é necessário aumentar drasticamente a potência do elemento de aquecimento ou aumentar seu número, o que reduz a eficiência geral do sistema de aquecimento.

O layout das caldeiras é diferente - desde as formas retangulares usuais com controles no painel frontal até cilindros com “pacotes” de elementos de aquecimento localizados no interior e com uma unidade de controle colocada em uma caixa separada.

Os designers estão constantemente aprimorando seus produtos, equipando-os com automação que mantém o nível de aquecimento necessário, liga os elementos de aquecimento em etapas conforme necessário e desliga a energia quando a temperatura necessária é atingida. Mas ainda assim, essas caldeiras estão entre as menos econômicas, e sua instalação como principal gerador de calor não será justificada nem pelo baixo preço de tais dispositivos.

Caldeiras do princípio de operação do eletrodo

De todas as caldeiras elétricas, estas são provavelmente as mais controversas. Ao mesmo tempo, eles foram apresentados como praticamente nenhuma alternativa em termos de desempenho e economia. No entanto, uma enxurrada de comentários críticos sobre seu trabalho logo se seguiu.

A forma como eles funcionam é completamente diferente. O refrigerante não é água simples, mas levado ao estado de um eletrólito - um líquido condutor. As oscilações de frequência da rede variável (50 Hz) provocam oscilações correspondentes dos íons eletrólitos, o que lhe confere um aquecimento rápido.

As vantagens de tais caldeiras são as seguintes:

Eles são pequenos em tamanho e não diferem em grande massa, com poder de aquecimento suficientemente alto.

Isso permite, por exemplo, combinar seu uso instalando uma espécie de “baterias” de várias pequenas caldeiras, que podem ser incluídas no sistema conforme necessário.

Essas caldeiras são completamente insensíveis a surtos de tensão da rede dentro de limites bastante grandes (± 15 ÷ 20%). Para sua operação, a estabilidade da frequência da corrente alternada é mais importante.
Eles têm aquecimento rápido e boa eficiência (de acordo com o fabricante - 20% mais econômicos que os elementos de aquecimento), enquanto seu custo é baixo. A eficiência declarada de tal dispositivo é de até 98%.
Se a caldeira estiver amarrada com tubos de metal, isso expandirá a zona de ionização do refrigerante e aumentará tangivelmente o desempenho do sistema.
Do ponto de vista da segurança contra incêndio - tal caldeira, em princípio, não pode superaquecer, se de repente não houver refrigerante nos tubos - ela simplesmente não liga.

No entanto, muitas críticas podem ser ouvidas contra essas caldeiras:

Existem requisitos especiais para pureza e uma certa composição química do refrigerante eletrolítico. Em caso de não cumprimento de tais requisitos, todas as vantagens da caldeira são simplesmente perdidas.
A instabilidade de energia é uma das características t t de tal equipamento. A intensidade do aquecimento é muito dependente tanto da composição química quanto da temperatura do eletrólito, pois quando ele muda em qualquer direção, a condutividade elétrica também muda.
Tal sistema é muito difícil de ajustar e automatizar o processo de aquecimento.
A limpeza regular de todo o sistema de aquecimento é necessária, pois tenderá a salinizar as cavidades dos tubos.
Pelo menos uma vez por ano, é necessário limpar o trocador de calor da própria caldeira e corrigir a composição química do refrigerante.
A instalação e operação de tais equipamentos são impossíveis se a rede elétrica da casa não estiver equipada com um circuito de aterramento confiável.

Caldeiras do princípio de operação indutivo

Essas caldeiras são frequentemente consideradas as mais avançadas de todas as caldeiras elétricas. O princípio de sua operação é notavelmente diferente daqueles descritos acima. Para entendê-lo, você pode se lembrar do curso de física da escola e, especificamente, do funcionamento de um transformador elétrico.

Se você não entrar em detalhes, então brevemente se parece com isso. Se uma corrente elétrica alternada passa por um condutor (enrolamento primário), então uma tensão é induzida no outro, localizado no campo eletromagnético resultante (enrolamento secundário). Quando o circuito do enrolamento secundário é fechado, uma corrente alternada também começa a fluir através dele, o que causa aquecimento resistivo do condutor.

É este princípio que é aplicado em caldeiras de indução do tipo SAV.

A bobina do enrolamento primário é colocada hermeticamente na carcaça, que não entra em contato com o líquido em nenhum lugar. Mas o papel de um enrolamento secundário fechado é um sistema de labirinto interno de tubos através do qual o refrigerante é bombeado. O aquecimento ocorre de forma muito rápida e uniforme, não há perda de energia, portanto a eficiência dessas caldeiras se aproxima de 100%.

A eficiência da caldeira também é aumentada pelo princípio físico de auto-indução - as correntes que passam por um circuito secundário fechado geram chamado reativo potência adicional e seus valores são muito significativos.

Normalmente, as caldeiras deste tipo são cilindros de metal maciços de vários diâmetros e alturas. Portanto, a menor caldeira desta “linha” é SAV -2,5, tem um diâmetro de 120 mm, uma altura de 450 e, ao mesmo tempo, pesa 23 kg. Sua potência (2,5 kW) será suficiente para aquecer uma sala de até 30 m².

A instalação de tal dispositivo não é difícil, pois existem tubos rosqueados para inseri-lo no sistema, uma unidade de controle para conectar à rede elétrica.

As ferramentas de indução são organizadas e funcionam de maneira um pouco diferente. VIH(aquecedores de indução de vórtice).

A tensão de alimentação da rede sofre uma conversão preliminar para alta frequência, o que dá um rápido aumento na força do campo eletromagnético e, consequentemente, na força das correntes que ele gera. Mas não há enrolamento secundário neste circuito - seu papel é desempenhado por todas as superfícies metálicas da caldeira, feitas de ligas que pronunciaram ferromagnético propriedades. Correntes de Foucault superficiais induzidas causam o efeito reversão de magnetização, que é sempre acompanhado por um aquecimento quase instantâneo e muito forte dos materiais ferromagnéticos. Acontece que quase todas as partes maciças do dispositivo estão envolvidas na transferência de calor, o que determina sua maior eficiência (eficiência - 99%).

Caldeiras VIH bastante pesado: o menor deles, com potência de 3 kW, pesa 30 kg com dimensões relativamente pequenas - um diâmetro do cilindro de 122 mm e uma altura de 620 mm. Esse "bebê" lidará com o aquecimento de 40 m². Se desejar, você pode adquirir um dispositivo mais potente (a linha de produtos é bastante ampla) ou instalar uma “bateria” de várias caldeiras VIN, o que proporcionará benefícios adicionais ao operar o sistema de aquecimento.

"Bateria" de seis caldeiras VIN

Resumindo as caldeiras do princípio de operação de indução - brevemente sobre suas principais vantagens:

Nesses aquecedores, não há formação de incrustações ou depósitos de sal - o trabalho é acompanhado por microvibrações de alta frequência, que não permitem que a precipitação se instale nas paredes. A eficiência do dispositivo no decorrer de uma operação muito longa não diminui.
Qualquer líquido pode ser usado como transportador de calor - não há requisitos especiais para sua composição química.
Praticamente não há nós vulneráveis no design das caldeiras - não há contato entre o refrigerante e a parte elétrica. Simplesmente não há nada para quebrar neles e sua vida útil é limitada apenas pelo estado das soldas, e isso é de dezenas de anos.
O aquecimento é muito rápido e as unidades de controle eletrônicas facilitam o ajuste fino do sistema de aquecimento. Ao mesmo tempo, as caldeiras de indução são as mais “seguras” em termos de segurança contra incêndio e elétrica.
Tanto os cálculos quanto os resultados da aplicação prática mostram economias de energia usando tais caldeiras de até 35 ÷ 40%, quando comparadas com gatos de potência semelhante, operando em um princípio diferente (eletrodo ou elementos de aquecimento).

Entre as deficiências, podemos destacar:

Alguns proprietários reclamam de um leve ruído de vibração durante o trabalho.
As caldeiras são muito pesadas e requerem atenção especial quando montadas em paredes.
O equipamento é bastante caro - mesmo as caldeiras de indução de menor potência custam cerca de 30 mil rublos. No entanto, isso deve valer a pena rapidamente, economizando eletricidade.

Para terminar o tópico com um sistema de refrigeração a água de uma caldeira elétrica - mais uma nota importante. Seja qual for a unidade, só será possível falar de rentabilidade se a casa tiver um bom isolamento térmico e se instalarem modernos radiadores de aquecimento com termostatos próprios. Baterias de ferro fundido velhas nesta situação simplesmente arruinarão o proprietário.

Vídeo: como escolher a caldeira de aquecimento elétrica certa

Convectores elétricos

A organização de um sistema de aquecimento de água é sempre um trabalho em grande escala na colocação de tubulações, inserção de baterias, instalação de bombas de circulação, dispositivos especiais de segurança e muito mais. É possível passar sem tudo isso se você planeja aquecer a casa usando eletricidade? Sim, a instalação de convectores elétricos ajudará a evitar esses problemas.

Externamente, esses dispositivos geralmente se assemelham a radiadores de aquecimento familiares - eles são instalados verticalmente nas paredes ou sob as aberturas das janelas. Os elementos de aquecimento fechados estão localizados no interior, o que não causa o efeito de "secagem" do ar. O layout do dispositivo é projetado de tal forma que o ar frio penetra nele por baixo através do fundo ripado, recebe calor dos elementos de aquecimento e, saindo pela grelha superior, cria um fluxo ascendente de convecção estável.

Os convectores estão sempre equipados com termóstatos integrados que monitorizam a temperatura da divisão e desligam o aquecimento quando são atingidos os valores definidos pelos utilizadores. Isso garante uma eficiência suficientemente alta de tal sistema de aquecimento.

O uso de convectores oferece uma série de vantagens:

Não há necessidade de instalar tubulações complexas, com todos os seus riscos de vazamento, congelamento, etc. O proprietário da casa pode lidar com a instalação desse sistema de aquecimento de forma bastante independente.
Não há necessidade de equipar uma sala separada para a sala da caldeira.
Os conversores podem ser instalados em qualquer sala na quantidade necessária (o principal é que uma linha de energia confiável com a potência apropriada esteja instalada).
Modelos especiais são produzidos para salas úmidas - podem ser instalados em banheiros ou saunas domésticas (classe de proteção - IP -24). Para instalações residenciais comuns, os convectores da classe IP-21 são adequados.
Os dispositivos são extremamente fáceis de operar - você só precisa definir a temperatura necessária na balança ou no painel de exibição. Todo o resto será cuidado pela automação. Se necessário, você pode desligar o aquecimento em determinadas salas, se elas não estiverem em uso no momento.
A segurança dos dispositivos também é sua marca registrada. Eles nunca têm elementos de aquecimento expostos, e o aquecimento no painel externo é insignificante e é impossível se queimar, o que é especialmente importante se as crianças moram na casa.
Uma variedade de modelos e seu design devem satisfazer o gosto mais exigente dos proprietários. Esses convectores se encaixam perfeitamente em qualquer interior, às vezes até adicionando detalhes especiais a ele.
A operação dos convectores é absolutamente silenciosa.

Os convectores podem ser feitos em versão portátil ou móvel, ou seja, é possível, se necessário, criar zonas temporárias de maior conforto.

Existem outras soluções originais. Uma delas é a instalação de convectores especiais na espessura do piso, por exemplo, na frente de portas ou janelas amplas. O ar aquecido sobe através de uma grade decorativa especial e cria uma cortina térmica eficaz contra a penetração do frio externo.

Os convectores podem ter um termostato mecânico, mas alguns modelos modernos são equipados com uma unidade eletrônica que permite programar o funcionamento do dispositivo. Assim, você pode definir uma temperatura de aquecimento mais baixa por um certo tempo - quando todos estão ausentes da casa, mas com a expectativa de que, com a chegada dos proprietários, o convector atinja a potência necessária e uma atmosfera confortável seja criada nas instalações .

Obviamente, esse aquecimento se tornará eficaz apenas com isolamento térmico de alta qualidade da casa, caso contrário, a energia cara será desperdiçada. No entanto, este é mais um problema do próprio edifício, e não não abundância de convectores.

Vídeo: dispositivo e instalação de um convector de aquecimento elétrico

"pisos quentes" elétricos

Outra maneira de organizar o sistema de aquecimento de uma casa particular a partir da eletricidade é instalar "pisos quentes". Eles produzem várias variedades de tais sistemas.

Cabos de aquecimento - eles são mais frequentemente montados na espessura da mesa, que ao mesmo tempo se torna um poderoso acumulador de energia térmica. Os cabos também podem variar - ser de núcleo único ou de dois núcleos, funcionam de acordo com o princípio resistivo usual ( aquecimento do condutor ao passar corrente elétrica), ou ter uma matriz semicondutora e ter em conexão com este efeito de auto-regulação do aquecimento em cada área individual.

Os tapetes de aquecimento são mais convenientes durante a instalação. Este também é um cabo de aquecimento, mas apenas reforçado em uma base de malha de fibra de vidro. A vantagem de tais tapetes é que eles podem não exigir uma mesa - por exemplo, os ladrilhos cerâmicos podem ser colocados diretamente sobre eles, aumentando ligeiramente a espessura da camada adesiva.

Outro tipo de tapete elétrico de aquecimento é a haste. Dois condutores ligados em paralelo varas de jumper tendo uma estrutura especial e trabalhando no princípio da auto-regulação do aquecimento. A conveniência desse tipo é que a falha de qualquer um de seus elementos não leva à inoperabilidade de todo o sistema como um todo. Em tais tapetes também é possível colocar imediatamente ladrilhos cerâmicos. Como desvantagem, pode-se notar que o preço muito alto desses aquecedores ainda é muito alto.

Independentemente do design, todos os "pisos quentes" elétricos estão equipados com um sensor de temperatura, instalado na espessura do piso, e um blog de termostato. O aquecimento é realizado a uma determinada temperatura, que é definida pelo proprietário da casa e, no futuro, a energia será ligada e desligada automaticamente para manter esse modo.

Os "pisos quentes" são capazes de criar um ambiente confortável na sala com aquecimento uniforme de todo o volume da sala a partir da superfície do piso. No entanto, esta abordagem não é particularmente económica e dificilmente pode ser considerada uma alternativa completa a outros sistemas de aquecimento. Na maioria das vezes, eles são usados além das principais fontes de calor, para criar zonas de maior conforto.

Sistemas de aquecimento infravermelho

Uma solução moderna para o problema do aquecimento elétrico de uma casa particular serão os aquecedores infravermelhos.

Esses instrumentos e dispositivos usam o princípio da transferência de energia das ondas à distância - você pode fazer uma analogia simplificada com a luz solar. Materiais emissores especialmente selecionados possibilitam a conversão de energia elétrica em radiação, na faixa do infravermelho de ondas longas, invisível à visão humana. Os próprios emissores aquecem ligeiramente e as ondas infravermelhas não encontram a resistência do ar, mas, caindo em uma superfície opaca, são convertidas em energia térmica. Assim, não é o ar da sala que é aquecido, mas todas as superfícies e objetos que estão no caminho dos raios. Mas essas superfícies já, por sua vez, realizam troca de calor com o ar circundante. Há aquecimento uniforme, que começa muito rapidamente depois de ligar a energia. Isso garante uma distribuição de temperatura ideal, em contraste com os sistemas convectivos.

Não ocorrem perdas significativas de energia, o que confere uma alta eficiência de tais sistemas e sua alta eficiência.

Esses aquecedores podem ser feitos em uma versão de teto suspenso, que lembra muito as lâmpadas fluorescentes convencionais. Eles são colocados acima dos locais onde é necessário o aquecimento mais intenso. Eles também podem ser portáteis, permitindo que você direcione o fluxo de energia para necessário em vez necessário direção.

Mas os mais convenientes hoje são provavelmente PLEN - aquecedores elétricos radiantes de filme. Eles são produzidos na forma de tiras de filme duráveis de várias larguras e comprimentos. Entre as camadas de plástico transparente resistente ao calor, os próprios emissores são colocados (geralmente uma pasta de carbono especial ou placas de folha bimetálica), conectadas por barras de cobre condutoras.

A espessura do filme é muito pequena - não mais que 0,4 mm. É muito fácil de instalar no lugar certo - em tetos, paredes, inclinações do sótão, etc., e, se os proprietários desejarem, pode ser coberto com materiais de acabamento que não reduzirão significativamente a eficiência do sistema de aquecimento do ambiente.

O filme é aquecido a uma temperatura não superior a 45 ÷ 50 ºС e não pode causar queimaduras ou risco de incêndio. É ótimo para sistemas de piso radiante sem usar uma mesa - pode ser colocado sob laminado, linóleo, parquet. Ingoda, simplificando sua tarefa, alguns proprietários simplesmente cobrem esses filmes com carpete - por exemplo, você pode equipar rapidamente uma área particularmente quente para jogos infantis.

PLEN não tem medo de cargas dinâmicas, entrada de umidade. Esses aquecedores são fáceis de desmontar e mover para outro local - o principal é não danificar a integridade do revestimento do filme. Os custos de energia para esse aquecimento elétrico são considerados os mais baixos de todos os tipos existentes. Esse sistema é especialmente conveniente para casas onde os proprietários vêm periodicamente, por exemplo, nos fins de semana - basta ligar a energia e o aquecimento intensivo das instalações ou áreas necessárias começa imediatamente. Além disso, muitos especialistas médicos garantem a utilidade especial de tais aquecedores, pois ionizam o ar na medida necessária para a saúde humana e até eliminam odores desagradáveis.

Vídeo: vantagens do sistema de aquecimento PLEN

Assim, foram consideradas as principais possibilidades de organização do aquecimento elétrico de uma casa particular.Este tipo de aquecimento tem muitas vantagens - absoluta compatibilidade ambiental, simplicidade e precisão na gestão, sem necessidade de criar reservas de combustível. No entanto, não é necessário esperar um efeito de eficiência muito alto - a eletricidade não é barata. É por isso que os requisitos de isolamento de todos os elementos do edifício neste caso devem ser aumentados.