Características do aquecimento de uma casa de campo (campo) com eletricidade

Aquecer uma casa de campo com eletricidade é uma solução disponível ao público, mas muito cara, para o problema de aquecimento de uma casa. No entanto, existem formas relativamente baratas de aquecimento. Portanto, neste artigo, consideraremos tecnologias típicas e alternativas para aquecimento com eletricidade.

Aquecedores elétricos padrão funcionam com fluidos de transferência de calor típicos - água ou óleo.

Bem, o princípio de tal trabalho é implementado da seguinte forma:

A energia elétrica aquece um elemento de aquecimento refratário.
O elemento aquecido aumenta a temperatura do refrigerante.
O refrigerante aquecido circula pelo sistema por convecção natural ou forçada. E dá sua energia ao espaço aquecido.

Além disso, a convecção natural é fornecida pela diferença de densidade entre os meios quente e frio, e a circulação forçada do líquido refrigerante é possível apenas se forem usadas bombas ou ventiladores especiais.

Com base neste esquema de design, os seguintes aquecedores funcionam:

Resfriadores de óleo , cujo elemento de aquecimento transfere energia para o refrigerante (óleo) que circula pelo espaço interno da carcaça de maneira natural. Além disso, o óleo aquecido transmite calor ao corpo, que aquece o ar na sala. Obviamente, você não pode construir um aquecimento completo de uma casa de campo com eletricidade com base nesse aquecedor, mas pode aquecer uma pequena sala em um apartamento
Caldeiras elétricas , cujo elemento de aquecimento transmite energia a uma pluralidade de radiadores conectados ao aquecedor por uma tubulação especial. O refrigerante (geralmente água, menos frequentemente óleo) circula pelos tubos, transmitindo energia do elemento de aquecimento para a carcaça do radiador, que aquece o espaço circundante. Além disso, a circulação no sistema é fornecida por uma bomba especial.

Em uma palavra, todos os dispositivos de aquecimento mencionados acima operam de acordo com um esquema de aquecimento indireto, quando a energia não é transmitida para o espaço, mas para um refrigerante que emite calor para um espaço aquecido.

Aquecimento econômico com eletricidade: opções alternativas

Todas as soluções alternativas envolvem o aquecimento direto do espaço aquecido, devido à transferência de energia diretamente para o ambiente aquecido.

Ou seja, assume-se o seguinte esquema de trabalho:

A energia elétrica aquece o elemento de aquecimento.
O aquecedor transfere energia para o ar ou objetos ao redor.

Além disso, a circulação é necessária apenas no caso de aquecimento do ar. E como no caso descrito acima, pode ser natural (convecção térmica) e forçada (usando um ventilador).

Esquemas alternativos de aquecimento elétrico são implementados pelos seguintes dispositivos de aquecimento:

Convectores elétricos, cujo elemento de aquecimento aquece o próprio ar. Ou seja, o próprio meio aquecido atua como um transportador de calor, como resultado do aumento da eficiência de todo o sistema de aquecimento.
Aquecedores infravermelhos que transformam energia elétrica são radiação térmica, com a ajuda de que aquecem não o ar, mas os objetos ao redor, paredes e até o corpo humano.

Ou seja, neste caso, há uma transferência direta de energia, o que elimina as perdas de energia na fase de aquecimento do refrigerante.

Sistemas de aquecimento ideais para uma casa particular com eletricidade

Todas as opções de projeto acima para dispositivos de aquecimento operam um esquema de aquecimento direto ou indireto.

Além disso, comparando os tipos de aquecimento elétrico "direto" e "indireto", podemos tirar as seguintes conclusões:

Em termos de eficiência da solução, o esquema alternativo de aquecimento direto certamente vence. Caracteriza-se por perdas de calor mínimas, porque a energia do elemento de aquecimento é transmitida para o espaço aquecido sem um transportador de calor intermediário.
Em termos de disponibilidade da solução, é claro, o esquema tradicional de aquecimento indireto vence. Um radiador de óleo pode ser comprado e instalado em uma sala hoje. E a caldeira elétrica é integrada a um sistema típico de aquecimento de água, montado diretamente acima de equipamentos a gás ou combustível sólido.
Em termos de eficácia da solução, quase todas as opções de “aquecedores” são duvidosas. Resfriador de óleo - aquece apenas salas pequenas. Caldeira elétrica - tem uma eficiência muito baixa. Aquecedores infravermelhos são caros e são montados sob o piso ou atrás de painéis de parede. Como resultado, o aquecimento elétrico mais eficiente de uma casa particular só pode ser realizado com base em um convector. É barato, fácil de instalar e tem uma eficiência relativamente alta (neste indicador, o convector perde apenas para um aquecedor infravermelho).

Portanto, mais adiante no texto, consideraremos como equipar um aquecimento autônomo de uma casa particular com eletricidade usando convectores térmicos que aquecem o próprio ar. Esta informação é útil para todos os proprietários que procuram um substituto digno para uma caldeira a gás ou a combustível sólido.

Aquecimento elétrico em casa com um convector: cálculo e arranjo

Um convector típico consiste nas seguintes peças e conjuntos:

Uma caixa de alumínio ou aço, na parte superior da qual há ranhuras de exaustão (para a saída de ar aquecido) e na parte inferior há um tubo de entrada (para sugar ar frio).
O elemento de aquecimento é uma bobina de tungstênio embutida em um tubo cerâmico. O aquecedor é instalado na parte interna do corpo. Aquece até 600 graus Celsius, aumentando a temperatura do ar no corpo do convector.
Unidade de circulação - um ventilador montado no tubo de alimentação (na parte inferior da caixa). Este nó aumenta a convecção natural (térmica), acelerando o processo de aquecimento da sala. Além disso, o ventilador pode ser usado apenas no estágio primário, movendo-se, à medida que a sala aquece, para a convecção natural.
Unidade de controle - este elemento monitora a temperatura na zona aquecida e controla a operação do elemento de aquecimento. Além disso, o controle pode ser mecânico (com base em um temporizador que liga e desliga os elementos de aquecimento) ou eletrônico (com base em um sensor de temperatura, cujos sinais são lidos pelo microcircuito).

Tal esquema estrutural assume a seguinte ordem de instalação do convector:

Sob a janela (ou em qualquer outro local), um suporte é montado na superfície de suporte (parede), fixando-o com parafusos ou buchas autorroscantes. Além disso, o aquecimento elétrico do conversor em uma casa de madeira envolve medidas especiais para proteger a superfície do rolamento - entre a parede e o suporte, neste caso, é montada uma junta de isolamento térmico que protege a madeira do contato com peças aquecidas.
Além disso, um cabo de três condutores separado é levado ao ponto de fixação, com uma seção transversal do núcleo de 2,5 mm2. Além disso, o cabo é conectado a um dispositivo de corrente residual separado (RCD), aos contatos livres aos quais o próprio conversor está conectado.
Os sensores de temperatura são colocados a alguma distância do próprio conversor e da janela.

O número e a potência dos convectores são determinados de acordo com o seguinte esquema:

Primeiro, calculamos o volume da sala aquecida. Para fazer isso, multiplique a área pela altura do teto. Ou seja, com área de 32 m2 e pé direito de 2,5 m, o volume da sala aquecida será de 80 m3.
Em seguida, convertemos o volume em watts - uma unidade de potência. Para fazer isso, você precisa multiplicar a capacidade cúbica da sala por 30-50 watts - o fator de potência, cujo valor depende do grau de isolamento da casa. E se operarmos com indicadores médios, para aquecer 80 m3, você precisará gastar 3,2 kW de eletricidade.
Conhecendo a intensidade energética do processo de aquecimento, é possível calcular tanto a potência quanto o número de convectores. Por exemplo, para aquecer 80 m3 de espaço, são necessários 2-3 convectores com capacidade de 1,5 kW / h. Ou 3-4 aquecedores com potência de 1 kW.

Além disso, os cálculos acima podem ser realizados para a área total de toda a casa (ou apartamento) e para cada cômodo separadamente.