Отопление с помощью электроконвекторов

Выбор системы основного отопления коттеджа — задача не из простых. Наряду с газовыми, жидко- и твердотопливными котлами, эксплуатация которых требует подвода газовых коммуникаций или постоянного запаса топлива, существуют эффективные системы электрического отопления. А теперь речь пойдет о системе на основе электроконвекторов, преобразующих электрическую энергию в тепло, которое переносится с помощью естественных воздушных потоков.

Существуют напольные (перемещаемые) и настенные (стационарные) конвекторы. На базе последних можно быстро и без существенных затрат смонтировать в вашем доме отопительную систему.

Любой современный электроконвектор имеет полый прямоугольный металлический корпус, способствующий образованию естественной тяги. В нижней части корпуса установлен низкотемпературный нагревательный элемент (ТЭН) с пластинчатым радиатором. В процессе работы панель постепенно пропускает холодный воздух, поступающий из нижних входных отверстий, и он обтекает ТЭН. Нагретый воздушный поток поднимается вверх и выходит через верхние проемы панели, распределяясь по объему помещения. Таким образом, перенос тепла осуществляется с помощью естественной циркуляции воздуха, что в физике называется конвекцией. Отсюда и название самого отопительного прибора.

Все электроконвекторы оснащены надежной системой безопасности и отключаются, если на ТЭН попал посторонний предмет или появилось препятствие для выхода горячего воздуха. Также обязательно предусматривается защита и от скачкообразного повышения напряжения.

В отличие от традиционных нагревательных приборов (скажем, электрокаминов или масляных радиаторов), конвективные настенные модули в рабочем режиме разогреваются не так сильно: температура ТЭНа обычно не превышает 100°С, а максимальная температура внешней фронтальной поверхности панели, как правило, не поднимается выше 60°С. По сравнению с системой отопления на основе обогреваемых полов, электроконвекторы, при почти равных затратах на электроэнергию, намного проще в установке, эксплуатации и ремонте, поскольку размещаются поверх чистового покрытия стен и легкодоступны для починки или замены.

Однако все системы отопления, использующие принцип конвекции, имеют общий существенный недостаток: они прогревают помещение неравномерно, особенно по высоте. Теплые воздушные потоки, имея меньшую плотность, скапливаются под потолком, а у пола температура воздуха остается сравнительно низкой (это отличает конвекторы от теплых полов). Кроме того, циркулирующие потоки увлекают за собой пыль, и она со временем оседает на стенах возле обогревательных приборов в виде темных полос. Поэтому у подавляющего большинства конвекторов последнего поколения воздушные решетки, пропускающие нагретый воздух, находятся не в верхней части панели, а на ее фронтальной поверхности. Воздухоотклоняющие жалюзи располагаются под определенным, рассчитанным углом наклона, за счет чего поток воздуха направляется не вверх, а в центральную часть помещения (по вертикали). В результате теплые и холодные потоки перемешиваются наиболее оптимальным образом, обеспечивая равномерный прогрев отапливаемых комнат, а переносимая пыль не оседает на стенах. Если помещение велико, для ускорения прогрева устанавливается дополнительный вентилятор.

ТЭНы…

Самые недорогие из представленных на нашем рынке конвекторов снабжены нагревательным элементом в виде открытой спирали накаливания. Это существенно удешевляет приборы (цены здесь варьируются от $ 40 до $ 60, в зависимости от модели), но ограничивает сферу их применения из-за более низкого класса защиты. Например, панели фирмы EWT (Германия) со спиральным элементом не рекомендуется устанавливать во влажных помещениях. Кроме того, спираль имеет довольно высокую рабочую температуру (160°С), поэтому на ней интенсивно разлагается пыль, а попадание на нее горючих веществ может привести к пожару. Зато скорость прогрева воздуха возрастает, и если вы собираетесь монтировать такое оборудование в подсобных или второстепенных помещениях, появляется возможность сэкономить. Те же конвекторы от EWT (модели высотой 450 мм, глубиной 240 мм и длиной либо 660, либо 760 мм; мощность — от 800 до 2000 Вт) имеют термостат и ступенчатый регулятор мощности, а панели длиной 760 мм — встроенный вентилятор, способствующий более интенсивному прогреву пространства.

Большинство же современных конвекторных панелей снабжаются низкотемпературным нагревательным элементом, который состоит из стальной трубки, куда помещена нить накаливания, и алюминиевого рассеивателя (радиатора), обеспечивающего более эффективную передачу тепла от ТЭНа воздуху. Именно так устроены нагревательные элементы, например, в конвекторах марки ЭВНА производства компании «ВИКА ИНТЕРНЭШНЛ» (г. Днепропетровск, Украина). Причем сам ТЭН состоит из двух нагревательных стержней, что позволяет включить обогреватель либо на полную, либо на половинную мощность.

Но поскольку коэффициент линейного расширения при нагреве у алюминия примерно в два раза больше, чем у стали, стальной ТЭН и алюминиевый радиатор расширяются неодинаково: при нагреве они трутся друг о друга и со временем изнашиваются, а сам процесс нагрева начинает сопровождаться характерным потрескиванием. Нарушение плотного контакта между радиатором и ТЭНом затрудняет теплообмен, что может обернуться локальным перегревом и привести к перегоранию ТЭНа. А тут уж недалеко и до пожароопасной ситуации.

 Наиболее прогрессивные модели конвекторов оснащены моноблочным нагревательным элементом, то есть ТЭН и радиатор составляют единое целое. Здесь у каждого производителя свои ноу-хау. Например, французская фирма NOIROT разработала и запатентовала нагревательный элемент, названный RX Silence. Уникальность его конструктивного решения — в нихромовой нити накаливания, окруженной плотной засыпкой из мельчайшего порошка магнезии и наглухо запрессованной в цельнолитой силуминовый корпус с оребрением. Причем материалы подобраны так, что имеют одинаковый коэффициент теплового расширения, а значит, взаимные перемещения элементов конструкции при разогреве и остывании незначительны. Этим обеспечивается долговечность элемента и полная бесшумность его работы. А оребрение продумано так, чтобы нагревательный элемент получился «прозрачным» в вертикальной проекции, благодаря чему пыль не накапливается на его поверхностях и не сгорает. Похожая конструкция и у ТЭНов от фирмы NOBO (Норвегия), в которых нить накаливания помещена в кварцевую засыпку. Срок службы таких ТЭНов — от 15 до 20 лет.

…и термостаты

Наличие термостата позволяет электроконвектору с большой точностью поддерживать в помещении заданную температуру. Благодаря этому устройству конвекторная панель обретает способность самостоятельно включаться и выключаться при нагреве воздуха до заданной температуры. Таким образом, прибор работает не постоянно, а в режиме коротких включений, что приводит к небольшой экономии электроэнергии.

В электроконвекторах используются как электромеханические, так и электронные комбинированные термостаты (с датчиком температуры воздуха). Недостатки термостатов первого типа — сравнительно низкая точность измерения температуры воздуха (±0,5-2°С) и шумность (биметаллические датчики при срабатывании щелкают, что вызывает у пользователей определенный дискомфорт, особенно посреди ночной тишины). В электронных системах датчики замеряют температуру входящего холодного воздуха примерно каждые 40 с и подают сигнал на термостат, который поддерживает заданный режим с точностью ±0,1°С. Такие блоки управления в 2-3 раза дороже, зато более надежны и абсолютно бесшумны. Если задать один и тот же уровень температуры в термостатах обоих типов, электронное устройство за счет большей точности даст экономию 3-4% электроэнергии по сравнению с электромеханическим. Кроме того, конвекторы могут снабжаться электронными термостатами с таймерами, позволяющими выбрать разный температурный режим в дневное время, вечером и ночью, а также в каждый день недели и существенно сэкономить энергию.

Так, конвекторы серии Unique от SIEMENS спроектированы для работы с разнообразными локальными и центральными контрольными приборами. Простейшим из них является Siemens Autosaver — съемный электронный термостат с таймером. А самый «навороченный» центральный таймер-термостат Siemens DigiHeat с помощью радиочастотных сигналов способен осуществлять контроль над отоплением от одной комнаты (DigiHeat 1) до четырех групп помещений (DigiHeat 4). Контрольный сигнал передается в радиусе до 80 м по радиосвязи (частота 433 МГц) на съемный приемник каждого обогревателя. Возможны следующие режимы: комфортный (5-30°С), экономичный (5-30°С), защита от промерзания (5-15°С). Температурный уровень по программе может изменяться каждый час любого дня недели.

Фирмы, специализирующиеся на выпуске конвекторов, изготавливают модели как со встроенным термостатом, так и без термостата. Во встроенном термостате датчик будет заведомо менее точным, ведь на него влияет температура корпуса конвектора. В отопительных модулях этого типа регулятор обычно отградуирован в относительных единицах и требует индивидуальной калибровки — она позволяет добиться соответствия между реальной температурой в помещении и положением регулятора. Регулятор же выносного термостата размечен в градусах и учитывает температуру той точки пространства, в которой установлен. Как правило, комбинированный термостат крепится к стене на высоте 1-1,5 м от пола, желательно без сквозняков. При этом надо иметь в виду, что на расстоянии 50 см и 1,5 м от пола, вблизи от входной двери или окна температура будет разная.

То же, если в помещении устанавливаются несколько конвекторов. Целесообразнее использовать один термостат, как правило электронный, для всей группы обогревателей — это существенно снижает общую стоимость оборудования. Тем самым обеспечивается гибкость управления, то есть точное поддержание требуемой температуры в помещении в любой момент времени.

К примеру, в конвекторах фирмы NOIROT переключатель можно установить на режим программирования. В этом случае обогревательные панели будут управляться по единой программе через внешний (докупаемый дополнительно) или внутренний программатор одного из конвекторов. Программы записываются на специальную кассету, помещаемую в блок управления. Отопительные панели серии Melodie Evolution оснащены системой управления с электронным термостатом, запрограммированным на 4 режима (комфортный, экономичный, «антизамерзание» и остановка) и переключателем, рассчитанным на те же режимы плюс программирование. К конвекторам можно подключить специальную кассету управления Memoprog, которая приобретается за отдельную плату. К приборам серии Super Spot подключается кассета управления Eco 6: уже заложенные в ней программы регулируют работу обогревателей на протяжении всей недели, включая выходные.

Регулируемый диапазон температур в современных конвекторах — от 5-7 до 28-30°C. Используя возможность программирования, можно задавать любые режимы работы. Скажем, если вы приезжаете в свой загородный дом исключительно на выходные, можно настроить систему таким образом, чтобы в рабочие дни поддерживалась минимальная температура (+7°С) при минимальном же энергопотреблении, а к вашему приезду конвекторы нагревали здание до комфортного уровня. И, что самое ценное, поддержание плюсовой температуры в ваше отсутствие (это и называется режимом «антизамерзания») позволит избежать аварийных ситуаций в помещениях, где есть водяные затворы (кухня, ванная комната, туалет), и благоприятно скажется на долговечности несущих конструкций. В российских условиях не редкость — аварийные отключения подачи энергии. Как правило, запасенного домом тепла хватает часов на 20-30. По существующим нормативам электропитание должно быть восстановлено значительно раньше. Как только работа сети возобновится, электроконвекторы начнут работать. И все же, если вы планируете оставить дом на длительное время, лучше перестраховаться и осушить все имеющиеся водяные затворы.

Размер имеет значение

По своим геометрическим размерам конвекторные панели делятся на три основные группы: высокие (высота 460-650 мм), средние (не более 330 мм) и узкие, или плинтусные (высота 150-200 мм). Размеры в длину колеблются, в зависимости от мощности и исполнения прибора, от 295 до 1035 мм. А вот глубина практически постоянна — не более 90 мм.

Как правило, фирмы-производители выпускают модели мощностью от 0,5 до 3 кВт с шагом 250 Вт и массой от 3 до 9 кг. И мощность, и масса зависят от габаритов панелей. Высокие панели создают тягу как в обычной печной трубе, значительно увеличивая теплообмен, поэтому их длина незначительна. Плинтусные конвекторы предназначены для установки под низкие окна или витражи. Температура нагревательного элемента в моделях этого типа несколько ниже, чем у высоких приборов, и чтобы сохранить тепловыделение конвектора, его делают длиннее (иногда до 2,5 м). В результате низкие нагреватели работают столь же эффективно, как и высокие. Кстати, плинтусные конвекторы создают меньшие конвекционные потоки, обеспечивая более равномерный прогрев воздуха, особенно в нижней части пространства помещения.

Сегодня в отечественных магазинах можно встретить конвекторные электрообогреватели от таких фирм, как ATLANTIC, NOIROT, THERMOR (Франция), DIMPLEX (Канада), NOBO (Норвегия), ELEGANCE (Финляндия), STIEBEL ELTRON, EWT, SIEMENS (Германия), PROTHERM (Чехия) и другие. Электроконвекторы производятся также в России и ближнем зарубежье предприятиями «ДИПОЛЬ» (г. Саратов), «ДЕЛСОТ» (г. Миасс), заводом «ЛАДОГА» (г. Кировск), компаниями «МАЯК», «ВИКА Интернэшнл» (Украина) и другими. Российские приборы по техническим характеристикам мало чем уступают импортным, но не столь совершенны по дизайну.

Капитальные затраты на монтаж основной отопительной системы частного дома на базе электроконвекторов колеблются от $ 4 до $ 8 за 1 м2 отапливаемой площади. Это намного дешевле монтажа теплых полов или стандартной системы отопления с котлом, циркуляционным насосом, расширительным баком, запорной арматурой, тяжелыми радиаторами и т. д. Вдобавок существенно экономится время, да и сам масштаб работ несравнимо меньший. Представьте хотя бы, что вместо труб приходится только «кинуть» электрическую проводку. Сами же панели выглядят довольно элегантно и прекрасно вписываются в любой интерьер.

«Идеи Вашего Дома» — практический журнал, № 2 (59), февраль 2003 года
Владимир Галкин