Електричне опалення будівель

Електричне опалення будівель використовують у разі відсутності інших енергоносіїв та за умови надійного електропостачання. До його переваг відноситься: можливість не обігрівати приміщення за відсутності у ньому людей; можливість здійснювати локальне і швидке нагрівання; простота обслуговування; можливість регулювання температури повітря у приміщенні у бажаному діапазоні тощо. Електричне опалення доцільно застосовувати у районах з дешевою електроенергією (особливо під час нічних провалів графіка навантаження системи електропостачання), у південних районах (де температура довкілля порівняно висока), для обігріву малих за об’ємом приміщень, у міському електротранспорті тощо, а також у приміщеннях, де загальна система опалення не забезпечує необхідний рівень температури.

Прилади для електричного обігрівання приміщень. До них відносяться електроконвектори, електротепловентилятори, електрорадіатори, електрокомини. Вітчизняна промисловість випускає в основному переносні електроопалювальні прилади.

Електричні конвектори. Найбільш доступними для побутових електроспоживачів є електричні конвектори, у яких передача тепла від нагрівного елемента у довкілля здійснюється природною конвекцією. За конструкцією – це корпус, всередині якого розташовані нагрівні елементи. Повітря заходить знизу корпусу, обтікає нагрівач і виходить у верхній частині. Конвектори виготовляють на потужність до 2000 Вт.

Нагрівними елементами опалювальних приладів є ТЕНи (трубчасті електричні нагрівачі), нагрівники з голого проводу на керамічних тримачах, кварцові трубчасті нагрівачі, керамічні, металокерамічні тощо.

Для зменшення впливу на довкілля у приміщенні температури нагрівних елементів не повинна перевищувати 150 – 200 ⁰С. За такої температури не згорає органічний пил, який осідає на поверхню нагрівача.

Електротепловентилятор – це конвектор з примусовою конвекцією (обдувом). Нагрівні елементи можуть бути відкритими спіральними, трубчастими чи керамічними. Спіральні виготовляються з тонкого ніхромового дроту. Трубчасті елементи (ТЕН) дорожчі від спіральних, але їх температура нижча за однакової зі спіральними потужності. Тому вони безпечніші. Температура керамічних нагрівачів не перевищує 100 ⁰С і вони найбільш екологічні та безпечні. У такому приладі є влаштований вентилятор, що обдуває нагрівний елемент, тому температура повітря у приміщенні швидко стає однорідною. Потужність тепловентиляторів від 1000 до 2000 Вт. Існують тепло вентилятори й більшої потужності – до 15 кВт. Недоліком їх є те, що вони створюють шум, сприяють циркуляції пороху у приміщенні та “спалюють” кисень.

Електрорадіатори – прилади у яких тепловіддача здійснюється випромінюванням і конвекцією. Вони складаються з герметичного корпуса, заповненого мінеральною оливою і влаштованим нагрівачем, що розташовується у нижній частині об’єму. Підігріта олива природно циркулює вздовж поверхні стінок, які нагріваються до 85 – 95 ⁰С. Потужність таких приладів від 0,5 до 2,5 кВт. Вони можуть мати ребристу конструкцію корпуса (7 – 9 секцій) для збільшення поверхні тепловіддачі і обладнані регулятором температури-термостатом.

Електричні коминки – це прилади інфрачервоного нагрівання з високою температурою нагрівника (до 650 – 900 ⁰С) та оснащені відбивачем, що концентрує потік променевої енергії у напрямку об’єкта. Вони можуть мати також декоративну функцію з імітацією ватри. Потужність коминів до 2000 Вт. Тут часто використовують ТЕНи у вигляді ніхромової спіралі, встановленої у кварцову трубку. Кварцове скло добре пропускає теплові промені у є термостійким. Для регулювання температури встановлюють декілька ТЕНів, що перемикаються регулювальним пристроєм.

Для індивідуального будинку площею 90 – 100 м², з висотою приміщень до 2,5 м та площею вікон і дверей 22 м², тепловий потік втрат складає до 5 кВт за годину. За опалювальний сезон у такому будинку витрачається близько 21000 кВт·год електроенергії.

Для обігріву житлових та виробничих приміщень вітчизняні підприємства виготовляють також електрокотли потужністю від 3 до 120 кВт, що працюють на напрузі 160 – 240 В. За допомогою електричної енергії нагрівають вторинний енергоносій – воду, яка циркулює у теплообмінниках системи опалення. Вони можуть бути двофункційні, тобто використовуватися для опалення та гарячого водопостачання; у такому разі вони обладнані двома групами нагрівачів. Нагрівання води у них здійснюється за допомогою ТЕНів.

Існують системи обігріву з баками–накопичувачами тепла ємкістю до 200 – 1500 л, у яких вода підігрівається ТЕНами у нічний час (використовується нічний тариф на електроенергію).

До систем, що використовують електроенергію за нічним тарифом можна віднести системи кабельного підігріву підлоги, електроконвектори з накопичувачем тепла, де акумулятором служить високоякісна магнезитова цегла, а джерелом тепла – ТЕНи.

Системи кабельного обігріву підлоги називаються комфортними, якщо у приміщенні існують й інші системи опалення. Питома встановлена потужність комфортних систем дорівнює 125 -150 Вт/м². Якщо інші джерела тепла відсутні, то підігрів підлоги стає основним опаленням. Питома потужність основного опалення дорівнює 160 – 200 Вт/м². Основний обігрів повинен займати не менше ніж 70% опалювальної території.