Riscaldamento elettrico in casa privata: panoramica dei migliori tipi di sistemi di riscaldamento elettrico

La scelta del sistema di riscaldamento è una questione chiave, dalla cui soluzione dipendono il comfort abitativo e la conservazione delle risorse finanziarie del proprietario. Considerando varie opzioni, vale la pena prestare attenzione al riscaldamento elettrico in una casa privata, valutare i suoi pro e contro per confrontarlo con altre proposte.

I moderni sistemi alimentati da elettricità sono molto vari. Non tutti consumano una quantità eccessiva di elettricità. Esaminiamo ciascuno di essi in dettaglio.

Perché scegliere il riscaldamento elettrico?

Si ritiene comunemente che il riscaldamento domestico con sistemi alimentati da elettricità sia troppo costoso. Pertanto i loro vantaggi non vengono presi in considerazione.

I sistemi di riscaldamento elettrico appartengono alla categoria dei più ecologici. Non producono emissioni in atmosfera.

Ciò è fondamentalmente sbagliato, poiché i sistemi elettrici hanno molti vantaggi significativi che li distinguono vantaggiosamente dal riscaldamento di altri tipi:

• Sicurezza. L'apparecchiatura non funziona con fiamme libere e sostanze esplosive, come altri dispositivi di riscaldamento. Un cablaggio di qualità è una protezione affidabile contro possibili incendi.
• Semplicità di controllo e manutenzione. I sistemi automatici regolano il funzionamento dell'apparecchiatura, richiedendo un intervento umano minimo. Non sono presenti elementi che richiedono sostituzione o pulizia regolari.
• Completa sicurezza ecologica. Durante il funzionamento, il sistema non rilascia sostanze tossiche, quindi può essere installato in qualsiasi ambiente.
• Nessuna necessità di immagazzinare una scorta di combustibile. Pertanto non è richiesto un apposito locale per lo stoccaggio di materiali infiammabili.
• Compattezza. La maggior parte delle apparecchiature si contraddistingue per le dimensioni ridotte. Il design vario dei dispositivi consente di trovare facilmente un modello per qualsiasi stile di interni.
• Costo contenuto. Rispetto ai dispositivi di riscaldamento di altri tipi, il prezzo di tale apparecchiatura è significativamente inferiore.

Tra i principali svantaggi dei sistemi elettrici, oltre al costo piuttosto elevato dell'energia elettrica, va onestamente segnalata la completa dipendenza energetica delle apparecchiature.

Ciò significa che, in caso di interruzione della fornitura di energia elettrica, tutti gli apparecchi smetteranno di funzionare, il che sarà particolarmente evidente nelle zone con frequenti interruzioni. Inoltre, per il funzionamento ininterrotto delle apparecchiature sarà necessaria una rete elettrica potente, che non è disponibile ovunque.

Per l'installazione di un riscaldamento ad acqua con caldaia elettrica si sceglie solo un sistema chiuso con vaso di espansione a membrana, tramite il quale si regola la pressione nel sistema.

Riscaldamento ad acqua con caldaia elettrica

Rappresenta un sistema standard con un fluido termovettore che circola nel circuito di riscaldamento. La sua differenza principale è che il riscaldamento del fluido termovettore avviene solo tramite l'uso di una caldaia elettrica.

Per questo motivo, tale sistema avrà alcune particolarità. Innanzitutto, può essere solo di tipo chiuso e deve essere dotato vaso di espansione a membrana.

Altrimenti non si potrà evitare la disomogeneità del riscaldamento degli ambienti, perdite di velocità e potenza dello scambio termico, il che comporterà un consumo eccessivo di energia elettrica e, di conseguenza, spese ingiustificate. Per gli stessi motivi, non è consigliabile installare un sistema a circolazione naturale.

L'opzione ottimale è la circolazione forzata del fluido termovettore, che permetterà di risparmiare al massimo l'energia elettrica. Per lavorare con un tale sistema di riscaldamento si possono utilizzare tre tipi di caldaie elettriche. Analizziamo i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno.

Caldaie con riscaldatori di tipo TEN

In ciascuno di questi dispositivi vengono installati dei TEN. Si tratta di elementi riscaldanti che funzionano secondo il principio del riscaldamento resistivo del conduttore attraverso il quale passa la corrente elettrica.

Poiché devono funzionare immersi in un liquido, sui dispositivi viene installata una protezione aggiuntiva sotto forma di un involucro impermeabile e di un affidabile isolamento. Di conseguenza, la potenza dei TEN si riduce leggermente.

Nella figura è mostrata la struttura di una caldaia elettrica con riscaldatore a TEN.

Di conseguenza, il rendimento di ciascun riscaldatore di questo tipo non supera 80. Pertanto, per far sì che caldaie di questo tipo riscaldino il fluido termovettore alla temperatura desiderata, è necessario aumentare il numero di resistenze oppure installare riscaldatori di maggiore potenza.

In ogni caso, le perdite di energia sono inevitabili, il che influisce negativamente sull'efficienza economica dei dispositivi di questo tipo. Nella maggior parte dei casi, i produttori installano da 3 a 4 TEN in una caldaia. Sono previste diverse modalità di funzionamento del dispositivo. A seconda di ciò, possono essere attivati tutti gli elementi riscaldanti, solo uno di essi o gruppi di elementi.

La potenza delle caldaie elettriche di tipo a resistenza varia da 3 a 50 kW. I modelli più potenti sono progettati per il collegamento a una rete trifase, mentre quelli meno potenti possono funzionare con una rete monofase.

La disposizione dei TEN all'interno del dispositivo può variare, influenzando il loro aspetto esteriore. Possono essere realizzati sotto forma di cilindri con elementi riscaldanti «nascosti» all'interno e un'unità di controllo posta in un involucro separato, oppure avere la consueta forma rettangolare con i comandi posizionati sul corpo.

Il costo delle caldaie di questo tipo è molto basso, a causa della loro scarsa efficienza energetica.

Durante il funzionamento, la superficie del TEN si ricopre di calcare e depositi di sali, pertanto è necessario sostituirlo regolarmente.

I dispositivi a TEN presentano anche altri svantaggi. Innanzitutto, la breve «vita» dell'elemento riscaldante. Durante il funzionamento del dispositivo, si ricopre di depositi di sali e si guasta.

Pertanto, è necessario un cambio regolare delle resistenze per questo apparecchio. Un altro svantaggio è che, all'avvio dell'apparecchiatura con una quantità ridotta di fluido termovettore o in sua assenza, i riscaldatori si guastano.

Caldaie a principio di funzionamento a elettrodi

Il principio di funzionamento del dispositivo è radicalmente diverso dai modelli a TEN. Per generare calore, vengono utilizzate oscillazioni di frequenza nella rete a corrente alternata, che a loro volta provocano oscillazioni degli ioni presenti nell'elettrolita, portando a un suo rapido riscaldamento.

In sostanza, la caldaia è costituita da un corpo con due elettrodi immersi nel fluido termovettore, il cui ruolo è svolto da un liquido conduttore o un elettrolita. Il più delle volte, a tale scopo viene utilizzato antigelo di una qualche marca.

I dispositivi a elettrodo si distinguono vantaggiosamente per compattezza e peso ridotto, e hanno un'elevata potenza di riscaldamento. Tali caldaie possono essere installate in gruppo, attivando uno o più apparecchi contemporaneamente secondo necessità. Un altro vantaggio delle apparecchiature a elettrodo è la loro quasi totale insensibilità alle variazioni di tensione della rete.

Le caldaie a elettrodo sono molto compatte, il che le distingue vantaggiosamente dagli analoghi di tipo TEN

Il range di variazioni sicuro per esse è del 15-20%, che è abbastanza ampio. Tuttavia, per i dispositivi è molto importante la stabilità della frequenza della corrente alternata. Le caldaie a elettrodo sono completamente ignifughe, poiché un tale dispositivo non può surriscaldarsi e, in assenza di fluido termovettore, semplicemente non si accende.

L'apparecchio si riscalda molto rapidamente. In termini di efficienza economica, supera del 20% l'analogo a TEN, cioè il suo rendimento è di circa il 98%. Inoltre, la sua produttività può essere aumentata.

Ciò si ottiene collegando l'apparecchio con tubi metallici. In questo modo, la zona di ionizzazione del fluido termovettore si espande notevolmente, producendo un aumento della produttività. Il costo delle caldaie a elettrodo è basso. Pertanto, quando tali apparecchiature sono apparse, erano considerate quasi il dispositivo di riscaldamento ideale.

Tuttavia, durante l'uso sono emersi anche degli svantaggi. Innanzitutto, la potenza del dispositivo non è stabile.

Essa dipende fortemente dalla composizione chimica del liquido conduttore e dalla sua temperatura, poiché anche piccole variazioni alterano la conduttività elettrica della soluzione, portando a cambiamenti nell'intensità del riscaldamento. Inoltre, il sistema a elettrodo è molto difficile da controllare e regolare automaticamente.

Le caldaie a elettrodo possono essere installate in gruppo, il che offre una notevole comodità di funzionamento.

Per le caldaie di questo tipo, sono estremamente importanti la composizione e la purezza del fluido termovettore. In caso di non rispetto delle proporzioni della soluzione o di contaminazione, tutti i vantaggi di tale sistema vengono meno. Pertanto, almeno una volta all'anno è necessario correggere la composizione chimica dell'elettrolita.

Con la stessa frequenza sarà necessario pulire lo scambiatore di calore e l'intero sistema di riscaldamento dai depositi salini, che si accumuleranno abbastanza rapidamente. Una condizione indispensabile per il collegamento di un sistema di riscaldamento elettrico di casa di tipo a elettrodo è la presenza di un circuito di messa a terra.

Pertanto, sebbene questi apparecchi di riscaldamento siano più economici rispetto ai loro analoghi a resistenza, non sono particolarmente richiesti. Un numero piuttosto elevato di inconvenienti rende il loro utilizzo per il riscaldamento di una casa privata non molto conveniente.

Caldaie di riscaldamento di tipo a induzione

Sono i rappresentanti più avanzati dei sistemi di riscaldamento elettrico. Il principio alla base di questi dispositivi è l'induzione elettromagnetica. Il funzionamento è il seguente: attraverso l'avvolgimento primario, situato nel nucleo del dispositivo, viene fatto passare corrente elettrica.

Essa induce una tensione nell'avvolgimento secondario, situato più vicino al corpo del dispositivo. Questo avvolgimento è costituito da un sistema di tubi a labirinto attraverso i quali passa il fluido termovettore.

Nella figura è rappresentato schematicamente una caldaia a induzione e il suo principio di funzionamento.

Quando il circuito secondario viene chiuso, si verifica un riscaldamento resistivo del conduttore e, di conseguenza, del fluido termovettore. Non ci sono perdite di energia, quindi il rendimento di tale sistema è quasi del 100%.

Il riscaldamento del liquido avviene molto rapidamente e in modo uniforme. Le caldaie a induzione sono molto efficienti. Questo valore aumenta ulteriormente grazie all'autoinduzione del sistema, che è associata a una potenza reattiva aggiuntiva.

Questa potenza è generata dalle correnti che passano attraverso il circuito chiuso secondario. I valori della potenza aggiuntiva generata sono piuttosto elevati. Un tipo di caldaia a induzione funziona in modo leggermente diverso: il riscaldatore a induzione a vortice, o VIN.

Sul suo avvolgimento primario viene applicata una tensione che viene prima convertita in alta frequenza. In questo modo l'intensità del campo elettromagnetico aumenta bruscamente.

Cosa comporta un altrettanto rapido aumento della corrente generata da questo campo? La particolarità della caldaia VIN è che non ha un avvolgimento secondario. Al suo posto vengono utilizzate tutte le superfici metalliche dell'apparecchiatura.

Sono appositamente realizzate con materiali dalle spiccate proprietà ferromagnetiche. La comparsa di correnti parassite porta a una rimagnetizzazione, che provoca un riscaldamento intenso e quasi istantaneo delle leghe ferromagnetiche.

Le caldaie a induzione sono compatte, ma hanno un peso considerevole.

Di conseguenza, quasi tutti gli elementi massicci del corpo partecipano al processo di scambio termico, consentendo di ottenere un rendimento molto elevato, prossimo al 100%. Le caldaie a induzione di entrambe le varietà sono caratterizzate da un peso notevole e dimensioni relativamente ridotte. Possono essere installate singolarmente o in gruppi; quest'ultima opzione offre vantaggi significativi nell'organizzazione del riscaldamento dell'edificio.

Un boiler di tipo a induzione per l'attrezzatura di una casa di campagna o di una piccola casa privata può essere realizzato con le proprie mani. La guida per l'assemblaggio del boiler a induzione, riportata nell'articolo che raccomandiamo, aiuterà a scegliere l'opzione ottimale e a costruire correttamente l'apparecchio.

Tra i vantaggi delle caldaie a induzione vi sono il riscaldamento rapido, quasi istantaneo. L'apparecchiatura è facilmente regolabile, pertanto su di essa vengono montati blocchi di controllo automatici che garantiscono regolazioni precise. In termini di sicurezza elettrica e antincendio, questi dispositivi sono i più sicuri se confrontati con analoghi di altri tipi.

L'alto rendimento dei dispositivi a induzione non diminuisce nemmeno dopo un uso prolungato. Ciò è dovuto al fatto che all'interno del dispositivo non si accumulano depositi di sale o calcare. Essi vengono rimossi dalle microvibrazioni ad alta frequenza che accompagnano il funzionamento dell'apparecchiatura. Per lo stesso motivo, non vi sono requisiti particolari riguardo alla composizione chimica del fluido termovettore. Le caldaie non sono sensibili a questo.

L'uso di caldaie a induzione consente un risparmio energetico di circa il 40% rispetto all'uso di caldaie elettriche di altro tipo

Un altro vantaggio è la lunga durata di servizio delle caldaie a induzione. Senza esagerare, può essere misurata in decine di anni. Ciò è spiegato dal fatto che l'apparecchiatura semplicemente non ha componenti vulnerabili. Il contatto tra la parte elettrica del dispositivo e il fluido termovettore è completamente assente.

I problemi possono sorgere solo con i cordoni di saldatura, che di solito durano molto a lungo. Il principale vantaggio di questo tipo di apparecchiatura è l'efficienza economica.

La pratica dimostra che consente di risparmiare fino al 40% di elettricità rispetto alle sue controparti con resistenza elettrica e ad elettrodi. Tra gli svantaggi, è da notare un leggero rumore di vibrazione prodotto dalle caldaie durante il funzionamento.

La massa, che richiede attenzione durante l'installazione, specialmente se il dispositivo è fissato a una parete. Un altro svantaggio è il costo piuttosto elevato dei dispositivi a induzione.

Apparecchiature per riscaldamento a infrarossi

Per riscaldare la propria casa di campagna con l'elettricità si possono utilizzare moderni sistemi di riscaldamento a infrarossi. Per il loro funzionamento viene applicato il principio della trasmissione di energia per onde a una certa distanza.

Tutto avviene nel modo seguente. L'emettitore converte l'energia elettrica in un'onda infrarossa e la trasmette. Le onde si muovono finché non incontrano una superficie opaca.

La distribuzione delle temperature con l'uso del riscaldamento a infrarossi è molto più confortevole per l'uomo rispetto all'uso dei metodi tradizionali di riscaldamento.

Qui vengono trasformati in energia termica, riscaldando il corpo che incontrano sul loro cammino. L'oggetto così riscaldato, sia esso un grande mobile, il pavimento o la parete, inizia a cedere calore all'atmosfera, riscaldando così l'aria nell'ambiente.

In questo modo si ottiene un riscaldamento estremamente uniforme dell'ambiente, con temperature distribuite nel modo più confortevole per l'uomo. Inoltre, le perdite di energia sono praticamente nulle, il che spiega l'elevata efficienza dei riscaldatori a infrarossi.

Vengono prodotte in varie versioni. Particolarmente popolare è la speciale pellicola a infrarossi con emettitori di carbonio sigillati al suo interno. Viene utilizzata per l'installazione di sistemi di riscaldamento a pavimento, può essere applicata su soffitto e pareti. La pellicola viene coperta con qualsiasi materiale di finitura, senza che ciò ne influenzi le proprietà.

Lo spessore della pellicola a infrarossi è ridotto, risulta invisibile sotto qualsiasi rivestimento. Il sistema è resistente all'umidità e non teme carichi dinamici. Può essere smontato e riutilizzato.

In commercio si possono trovare riscaldatori a infrarossi, sia quelli normali che quelli realizzati sotto forma di pannelli di varie dimensioni. Anch'essi sono progettati per essere fissati a pareti o soffitti. Tuttavia, in questo caso si tratta più di un riscaldamento supplementare che di quello principale.

Per economia, le apparecchiature a infrarossi superano tutti i sistemi di riscaldamento elettrici conosciuti. Ciò è dovuto al fatto che riescono a riscaldare l'ambiente molto rapidamente, dopodiché l'unità di controllo automatico accende/spegne periodicamente il dispositivo, mantenendo la temperatura desiderata.

Tra gli svantaggi dei sistemi a infrarossi vi è la direzionalità del riscaldamento. Il dispositivo riscalda solo l'area di fronte a sé. Perciò, ad esempio, la pellicola a infrarossi viene installata su tutto il perimetro del pavimento o del soffitto.

Un altro svantaggio è il costo piuttosto elevato di tale apparecchiatura, specialmente se è necessario acquistare materiale per l'installazione del riscaldamento a pavimento o del sistema PLEN per il soffitto. Tuttavia, bisogna ammettere che tali investimenti si ripagano abbastanza rapidamente.

I moderni riscaldatori a infrarossi possono essere realizzati come pannelli decorativi

Convetteri elettrici riscaldanti

Il funzionamento di questi apparecchi è simile a quello dei radiatori di riscaldamento. Anch'essi si riscaldano e trasmettono calore all'aria circostante. La differenza sta nel fatto che nei convettori non c'è fluido termovettore. Pertanto, non sono necessari sistemi di tubi di alimentazione/scarico.

Al contrario, all'interno dell'apparecchio si trovano i TEN, che ne riscaldano la superficie. La parte inferiore del dispositivo è destinata all'aspirazione dell'aria fredda.

Esso penetra all'interno del convettore attraverso una speciale griglia. Riscaldandosi dal TEN, l'aria sale verso l'alto ed esce attraverso la griglia superiore.

Durante il funzionamento dell'apparecchio di riscaldamento si crea un flusso ascendente stabile di aria calda, che riscalda l'ambiente abbastanza rapidamente. Per regolare la temperatura di riscaldamento, l'apparecchiatura è dotata di un termostato e può essere installata un'unità di controllo automatico.

I produttori offrono un'ampia gamma di modelli di dispositivi di diversa potenza e design. Per ambienti con umidità elevata è possibile acquistare dispositivi con protezione speciale. I criteri di scelta del convettore elettrico sono illustrati nel seguente articolo, che consigliamo di leggere.

I termoconvettori sono estremamente semplici da utilizzare e sicuri. L'elemento riscaldante del dispositivo si trova all'interno del suo corpo, mentre il pannello esterno si riscalda molto poco, quindi è impossibile scottarsi.

Nella figura è rappresentato schematicamente il principio di funzionamento di un termoconvettore elettrico: le masse d'aria fredda vengono aspirate dal basso dall'apparecchio e, dopo essere state trattate, vengono espulse in alto.

Gli apparecchi di riscaldamento sono silenziosi, quindi non causano alcun fastidio. Sono disponibili varie varianti di termoconvettori, tra cui modelli portatili mobili. Esistono dispositivi progettati per essere installati a pavimento. Vengono installati sotto le finestre, davanti alle porte e in altri luoghi simili, dove creano una efficace barriera termica che impedisce l'ingresso del freddo nell'ambiente.

Tra le caratteristiche negative dei termoconvettori vi è la loro potenza ridotta. Pertanto, per riscaldare un edificio è necessario un numero piuttosto elevato di essi, il che rappresenta un carico notevole sull'impianto elettrico. Inoltre, l'efficienza energetica di tali dispositivi non è elevata. Consumano una quantità piuttosto grande di elettricità.

Variante di termoconvettore elettrico che viene installato direttamente a pavimento

Sistemi elettrici di 'pavimento riscaldato'

Il loro principio di funzionamento consiste nell'uso di conduttori resistivi che si riscaldano quando vengono attraversati dalla corrente elettrica. In sostanza, il pavimento riscaldante elettrico è costituito da un cavo scaldante, che può essere bipolare o unipolare, determinando il metodo di posa.

Esistono varianti dotate di matrice a semiconduttore. Sono i cosiddetti cavi autoregolanti, in grado di controllare il riscaldamento.

Per installare un pavimento riscaldato, si può utilizzare un cavo scaldante che viene posato direttamente nel massetto. Non esiste un'altra opzione di installazione. In questo caso, il massetto di cemento diventa una sorta di accumulatore di calore.

Un'opzione più comoda da installare sono i tappetini elettrici. Sono costituiti dallo stesso cavo scaldante, fissato su una rete in fibra di vetro.

Il vantaggio dei tappetini è la possibilità di posarli non solo nel massetto. In alcuni casi, ad esempio sotto le piastrelle in ceramica, questo sistema può essere posato direttamente nella colla, di cui si dovrà aumentare leggermente lo spessore.

Il principale svantaggio di entrambe le varianti di pavimento via cavo è che, se una sezione del sistema viene danneggiata, la parte successiva smette di funzionare.

Durante l'installazione, il cavo scaldante viene posato in modo che le sue sezioni non si tocchino

I tappetini riscaldanti a barre non presentano questo difetto. Sono costituiti da coppie di conduttori collegati da barre disposte in parallelo.

Il sistema funziona secondo il principio dell'autoregolazione del grado di riscaldamento. I pavimenti riscaldati di qualsiasi tipo sono dotati di un termostato che controlla il riscaldamento del dispositivo fino a una certa temperatura, dopo di che l'apparecchiatura si spegne.

L'accensione automatica periodica del sistema avviene solo per mantenere la temperatura impostata. Questa modalità di funzionamento consente di risparmiare energia, tuttavia questo riscaldamento è comunque piuttosto energivoro.

Pertanto, viene spesso utilizzato come sistema di riscaldamento supplementare e per creare zone di calore particolarmente confortevoli nelle stanze. Queste possono essere, ad esempio, aree per giochi per bambini o il pavimento del bagno.

I sistemi a barre continuano a funzionare anche se uno degli elementi si guasta

Le varietà di pavimenti riscaldanti elettrici per uso domestico sono elencate qui. A coloro che desiderano confrontare diverse opzioni di sistemi, valutarne i pro e i contro, consigliamo di leggere il contenuto di questo articolo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Una video recensione spiegherà quale caldaia elettrica scegliere per la propria casa:

Esaminiamo le caratteristiche dei diversi tipi di pavimenti elettrici riscaldati:

Come funziona il riscaldamento a infrarossi:

I radiatori a olio, i termoventilatori elettrici e apparecchiature simili possono essere classificati nella categoria 'ieri'. Organizzare un riscaldamento completo con essi è praticamente impossibile. Inoltre, sono molto antieconomici, quindi le bollette elettriche saranno semplicemente astronomiche.

I sistemi di riscaldamento elettrico sopra menzionati sono efficienti e possono essere utilizzati per case private. È importante solo isolare bene l'edificio, altrimenti si dovrà pagare troppo per l'elettricità.

E quale tipo di sistemi di riscaldamento elettrico usa per migliorare le condizioni di comfort nella Sua casa? Forse conosce utili dettagli sulla scelta e l'utilizzo delle apparecchiature elettriche di riscaldamento? Scriva, per favore, commenti, lasci foto sull'argomento dell'articolo, ponga domande nel blocco sottostante.