Оборудование
Домашнее солнце
Традиционным системам отопления давно ищут альтернативу. При всех плюсах привычных нам батарей, различных электронагревательных приборов, они имеют очевидные недостатки. Являясь системами конвекционного обогрева, они непосредственно нагревают воздух, который за счет конвекционных потоков распределяется по помещению. В свою очередь, пока воздух не прогреет помещение, температурный режим не установится, а при наличии даже небольшого сквозняка процесс обогрева существенно замедляется.
Принципиально отличный механизм нагрева используют ИК-обогреватели: тепловое излучение от них напрямую греет предметы (пол, мебель, стены), минуя воздух, который греется уже вторично от них. Поэтому выход на заданную температуру в помещении происходит гораздо быстрее, в среднем на 10 градусов за 40 минут, а расход электроэнергии соответственно меньше. Если за поддержанием температуры следит терморегулятор, мы получаем дополнительный выигрыш электроэнергии.
Полезные лучи
Инфракрасные обогреватели не создают дополнительных сквозняков и, в отличие от обычных конвекционных обогревателей, не «поднимают» пыль и не сушатвоздух. По окончании отопительного периода ИК-обогреватели прекрасно справляются с повышенной влажность в помещениях, что также актуально для северного климатического пояса. Таким образом, при выборе инфракрасного отопления отпадает необходимость в дорогостоящих рекуператорах (для возврата тепла из отработанного воздуха обратно в помещение), потребность в дополнительных увлажнителях воздуха либо, наоборот, в средствах по удалению избыточной влажности.
Для отопления жилых и производственных помещений все чаще используются инфракрасные обогреватели. Причем они могут, как выступать в роли дополнительного отопления, так и применяться в качестве основного.
Кроме того, инфракрасные лучи оказывают положительное влияние на самочувствие человека. Они частично компенсируют солнечный голод, который возникает в осенне-зимне-весенний период в нашем климате. Излучающая часть обогревателя обладает достаточно высокой температурой, не позволяющей развиваться бактериям и вирусам, и в то же время не создает на обогреваемой поверхности мест с большим количеством пыли и повышенной влажностью, как традиционные системы.
Тепло, даваемое ИК-обогревателями, называют лучистым — по аналогии с теплом, которое дарит нам солнце. Если в начале и середине XX века лучистое отопление было водяным (излучатель подогревался проточной горячей водой), то в конце XX—начале XXI века оно в подавляющем большинстве стало электрическим.
Концепция прямого стационарного электроотопления (ПСЭО) состоит в том, чтобы минимизировать потери тепла. Для этого нужно исключить все промежуточные теплоносители (чаще всего это вода) и транспортировку тепла от точки выработки до помещений по трубам. Все эти задачи и решает лучистое отопление. При этом нет необходимости приобретать отопительный котел, выделять под него отдельное помещение, копать траншеи для подвода отопления, монтировать систему трубопровода. А раз нет труб, значит, не случится и аварий с ними, что частенько бывает в загородных коттеджах в зимний период.
ИК-обогреватель состоит из металлического корпуса, теплоизлучающей пластины, низкотемпературного ТЭНа, теплоизолятора, имеет небольшие габариты. Монтируется на потолок, подсоединяется к терморегулятору и подключается к сети 220 вольт. После этого можно забыть о его существовании, так как он не требует никакого обслуживания, и наслаждаться теплом. Производители дают гарантию на прибор от 3 до 5 лет, но служит он, конечно, намного дольше, в среднем 25 лет. При этом инфракрасные электрообогреватели рассчитаны на постоянную круглогодичную работу.
Выбор мощности для большей экономии
Инфракрасные электрообогревательные приборы на сегодняшний день можно считать одними из самых эффективных электронагревательных приборов. В случае их применения возможна экономия электроэнергии до 50 % от необходимой расчетной мощности. Экономия электроэнергии достигается за счет того, что воздух прогревается быстрее, а поверхности пола, стен и предметов являются своеобразными «аккумуляторами тепла», так как остывают не сразу. За своевременным включением и выключением инфракрасного прибора следит терморегулятор, который отключает энергопотребление по мере прогрева помещения до заданного значения, при этом температура поддерживается за счет аккумулированного тепла полом, независимо от того, из какого материала сделано покрытие, и частично стен. Как только уровень аккумулированного тепла падает, система опять включается. Помещение постепенно наполняется теплым воздухом, при этом его температура максимальна у поверхности пола, а не вверху, как при конвекционных системах отопления.
При выборе инфракрасного электрообогревателя очень важно определится с мощностью прибора. Если вы приобретете обогреватель с меньшей мощностью, чем это необходимо для площади отапливаемого помещения, то прибор не оправдает себя. И наоборот, если выбран электрообогреватель с некоторым запасом по мощности, необходимый температурный режим будет достигнут гарантированно. Следует обратить внимание, что чем больший запас по мощности выбран, тем быстрее прогреется помещение, при этом больше электроэнергии не израсходуется по сравнению с инфракрасным обогревателем меньшей мощности, так как мощный обогреватель быстрее прогреет помещение, и терморегулятор раньше выключит прибор.
Чтобы правильно выбрать мощность инфракрасного электрообогревателя, нужно определиться, будет ли использоваться прибор в качестве основного или же дополнительного источника тепла.
Если в помещении нет других источников тепла, а инфракрасный электрообогреватель используется в зимний период, вам понадобится прибор с мощностью исходя из 100 Вт на квадратный метр отапливаемой площади. То есть для помещения с площадью до 10 квадратных метров нужен ИК-обогреватель мощностью 1 кВт.
Если в помещении есть другие источники тепла, способные создать и поддерживать температуру +8—10°С, или других источников тепла нет, но помещение используется в межсезонье (когда температура воздуха снаружи помещения +7—8°С и выше), или в помещении нужно просто поддерживать положительную температуру (до +10°С), вам понадобится инфракрасный электрообогреватель с мощностью исходя из 50 Вт на квадратный метр отапливаемой площади. То есть инфракрасный электрообогреватель мощностью 1 кВт подойдет для помещения с площадью до 20 квадратных метров.
Однако экономия электроэнергии возможна только в установившемся тепловом режиме помещения. Если помещение не держит тепло, инфракрасный прибор будет работать постоянно, и никакой экономии электроэнергии не будет. В помещении с повышенной влажностью — тепло будет уходить, пока инфракрасный электрообогреватель не приведет этот показатель к естественной норме.
Важно понимать, что во время работы инфракрасный электрообогреватель потребляет мощность, на которую он рассчитан (прибор мощностью 1 кВт будет потреблять 1 кВт электроэнергии).
Поэтому при выборе электрической системы обогревателей в качестве основного источника тепла необходимо, чтобы общая мощность приборов соответствовала выделенной электрической мощности для вашего дома. При работе этой системы терморегулятор работает по принципу «включил-выключил». Таким образом, экономия электроэнергии достигается за счет того, что система работает 15—25 минут в час, но когда система работает, она потребляет всю мощность, на которую рассчитана.
Чтобы снизить пиковые нагрузки на электропроводку дома, включение ИК-обогревателей можно организовать попеременно. Достигается это при помощи простой автоматики принудительной коммутации, стоящей на порядок дешевле, чем системы «Умный Дом». Хозяевам нужно только задать приоритеты для каждого помещения. Например, днем отапливать в первую очередь первый этаж (гостиную, кухню, ванную), а на ночь приоритет отдавать на второй этаж — спальням. Ну, а прихожую и коридоры отапливать в периоды, когда обогреватели основных комнат отключаются. Таким путем для дома площадью 100 кв. м можно снизить пиковую мощность отопления до 5—6 кВт, что обычно решает вопрос с нехваткой мощности при среднепотребляемой мощности зимой 4 кВт. В случае включения мощных кратковременных нагрузок (например, чайника), просто на это время отключаются какие-то 1-2 обогревателя, что будет совершенно незаметно для отопления. Тепла, аккумулированного в конструкциях дома, хватает на 24—48 часов при отключении электроэнергии даже при температуре —25°С снаружи.
Другой способ решения проблемы недостаточности входной мощности — применять ИК-электроотопление совместно с твердотопливным/печным отоплением. При этом на весну-осень 3 кВт мощности будет достаточно для отопления 50—60 кв. м даже без системы принудительной коммутации, а когда наступят холода, нужно будет дополнительно подтапливать печь. Под утро, когда она остывает, будут включаться обогреватели и поддерживать нужную температуру. Если же использовать первые два способа совместно (печь + принудительная система коммутации), то тремя киловаттами можно обогреть до 100 кв. м площади, чего уже хватит на средний загородный дом для постоянного проживания. Использование ИК-отопления здесь хорошо ещё и тем, что при наличии второй системы отопления которую нельзя оставлять без присмотра, ИК-отопления половинной мощности будет достаточно зимой для поддержания внутри минимальной температуры +5°С (защита от вымораживания). ИК-отопление пожаробезопасно.
При выборе какой-либо из описанных комбинаций следует также учитывать конструктивные и архитектурные особенности конкретного коттеджа, ведь разные по конструкции и стеновым материалам дома существенно отличаются по эксплуатационным свойствам. Чтобы извлечь максимальную пользу из преимуществ каждого типа конструкции, нужно правильно подобрать отопление.
Дома, выполненные из тяжелых материалов (кирпич, бетон), долго нагреваются, зато потом долго сохраняют тепло. Дома из легких материалов нагреваются быстро, но и быстро остывают. Использование многослойных конструкций часто позволяет найти золотую середину. С одной стороны, первоначальный прогрев происходит значительно быстрее: за счёт того, что слой изоляции не пускает тепло дальше в стену, оно остается внутри помещения. С другой стороны, постепенно теплом насыщается и массивная стена, что позволяет очень долго держать тепло даже при отключении отопления (отток тепла на улицу минимален за счёт наружного слоя утеплителя).
Для немассивных домов (дерево плюс утеплители) отопление должно обладатьвысокой скоростью нагрева и точностью регулирования, чтобы зря не греть пустующие помещения, но быстро прогревать их при необходимости. Для домов с массивными стенами главное требование к отоплению — способность глубоко прогреть стены и пол. Воздух плохо отдает тепло предметам, поэтому при использовании обычного конвективного отопления массивные стены долго не прогреваются, создается ощущение зябкости даже при теплом воздухе (а при дальнейшем нагреве становится душно).
В обоих случаях как раз и выручит инфракрасное отопление. Однажды прогрев дом, заполнив его теплом, остается только это тепло поддерживать, на что затрачивается немного энергии. Стены мягко переизлучают тепло обратно в помещение, словно русская печь, создавая наиболее комфортный для человека микроклимат.
Трудно найти более гибкое и универсальное отопление, чем инфракрасное. Оно может использоваться как основное (единственное) отопление, а может комбинироваться практически с любым другим видом обогревателей.
Обладая наибольшей экономичностью, ИК-отопление при этом обеспечивает самый равномерный прогрев всех поверхностей помещения, исключает бесполезный перегрев каких-либо участков. При этом помещения просушиваются, прогреваются даже подоконник и стекла, поэтому окна не «плачут», влажность помещений поддерживается в норме.
Чтобы ещё более конкретизировать практическую сторону, приведем расчет на длинноволновое инфракрасное потолочное отопление для дома площадью 100 кв.м (высота потолков 2,5 м) при использовании в качестве основной (единственной) системы круглогодичного отопления. Итак, вам понадобится 10 обогревателей по 1 кВт и около 5—6 терморегуляторов (по одному на помещение). Это обойдется в сумму около 40 тыс. рублей. Монтаж специалистами компании-поставщика будет стоить, как правило, около 30—40% от стоимости оборудования. При наличии навыков по электрике оборудование несложно установить и самостоятельно (сложность сравнима с установкой люстры и выключателя). По времени установка на весь дом займет 1—2 дня.
Когда греет пленка
Все вышесказанное относится и к разновидности ИК-обогревателей — пленочным инфракрасным приборам. Пленочный обогреватель представляет собой пленку с вламинированными резистивными элементами. Пленочные элементы монтируются под отделку потолка, пола (гипсокартон, ламинат, вагонка, натяжные потолки и т.д.) Как правило, расстояние до отделки составляет 2—15 см. Пленочные элементы имеют ширину 32, 50 или 65 см, длина варьируется размерным рядом (от 1 м до 4—5 м). Квадратный метр пленочного обогревателя имеет вес около 700 граммов.
Нагревательным элементом в инфракрасном обогревателе является низкотемпературная фольга специальной конструкции и состава, который, в свою очередь, является излучателем ИК-лучей. Поверхность потолочного инфракрасного обогревателя нагревается до температуры 45°С, инфракрасный обогреватель для теплого пола до 32°С, высокотемпературный инфракрасный обогреватель для саун способен поддерживать температуру до 60°С.
Необходимая мощность инфракрасного отопления рассчитывается исходя из конструкции каждого конкретного строения. В среднем для России для компенсации теплопотерь жилого помещения в зимний период необходимо задействовать 60—80% площади потолка отапливаемого помещения, для южного региона этот показатель может быть и ниже. Каждый проект рассчитывается индивидуально.
Особняком среди видов отопления стоят системы «теплого пола», которые используют комбинацию двух методов теплопередачи: контактную теплопроводность (греющий кабель или пленка нагревают массу пола, в толще которого они проложены) и конвективный теплообмен (нагретый пол далее отдает тепло воздуху, который переносит его в остальную часть помещения). Обе составляющие теплообмена содержат недостаток. Чтобы прогреть все помещения, тепловой элемент имеет повышенную температуру, поэтому одни участки пола перегреваются, а другие остаются более прохладными. Эти неравномерности и перепады приводят к повышенным теплопотерям, что сказывается на расходе электроэнергии. Конвективная составляющая «теплого пола» тоже вносит свои потери: для комфортного теплоощущения человека необходимо прогреть не только пол, но и стены, окно, подоконник. Но прогреть их воздухом, нагретым от пола, сложно, приходится перегревать пол.
Вместе с тем, системы «теплого пола» заслуженно вошли в нашу жизнь, создавая в доме тепло и уют.