Тема этой статьи — проектирование отопления. Нам с читателем предстоит познакомиться с методами расчета потребности дома в тепловой энергии и мощности отдельных отопительных приборов, с выбором материалов и разводки отопления, с особенностями разных источников тепла и их экономичностью.
Проект системы отопления частного дома.
Что выбираем
Источник тепловой энергии
Экономичность
- Какой источник тепла обеспечивает наиболее экономичное отопление загородного дома?
Магистральный газ при использовании конденсационного газового котла.
Этот прибор использует не только теплоту сгорания газа, но и теплоту конденсации продукта сгорания — водяного пара.
Вот примерные цены на киловатт-час тепловой энергии, полученной из разных источников:
- Природный газ — 50 копеек;
- Дрова — 90 копеек;
- Пеллеты (гранулы из прессованных опилок) — 1,4 рубля;
- Уголь — 1,6 рубля;
- Сжиженный газ из газгольдера — 2,3 рубля;
- Сжиженный газ из баллонов — 2,8 рубля;
- Дизельное топливо — 3,2 рубля;
Устройство дизельного котла.
- Электроэнергия — 4 рубля.
Лазейки
Да, у электрических систем отопления наиболее высокая стоимость киловатт-часа тепла. Однако существует ряд способов ее уменьшить.
Обогрев водяным теплым полом с электрокотлом позволит заметно (на 20- 30%) сократить расходы за счет перераспределения температур в помещении. Теплее всего воздух будет на уровне пола, а вот под потолком его температура снизится до 16-20 градусов.
Отсюда — меньшие утечки тепла через перекрытие и снижение средней температуры в помещении, приводящее опять-таки к уменьшению расхода тепловой энергии через ограждающие конструкции.
Распределение температур: слева — отопление радиаторами, справа — теплый пол.
Еще большую экономию обеспечит использование теплоаккумулятора в комплекте с двухтарифным счетчиком. Вода в баке объемом в 2-3 кубометра греется ночью, когда цена киловатт-часа минимальна. Днем накопленное тепло расходуется на обогрев дома.
Наконец, наибольшую экономичность обеспечивает эксплуатация тепловых насосов. Эти приборы расходуют электроэнергию не на нагрев воздуха в доме, а на перекачку тепла от низкопотенциальных источников (грунта, воды в незамерзающих водоемах или воздуха). В результате на каждый потраченный киловатт-час электричества в отапливаемое помещение транспортируется от 2,5 до 6 киловатт тепла.
Ахиллесова пята тепловых насосов — высокая стоимость оборудования и его монтажа. Приборы, работающие по схеме "воздух-вода", отличаются еще и привередливостью к уличной температуре: при ее снижении падает энергоэффективность (теплоотдача на киловатт электрической мощности), а при температурах ниже -25 — -30 прибор просто оказывается работать.
Удобство
- Какая система отопления частного дома создает минимум проблем владельцу?
Лидирующее положение занимают все виды электрических отопительных установок. Они работают в автономном режиме неограниченное время, не требуют обслуживания, отвода продуктов сгорания и совместимы с выносными термостатами (в том числе программируемыми), что позволяет с минимальными затратами поддерживать в доме комфортный температурный режим.
На фото — ТЭНовый электрокотел, который я использую в качестве резервного источника тепла.
Незначительно уступают им газовые котлы в сочетании с магистральным природным газом. Котел с электророзжигом тоже может неограниченно долго работать автономно, но он требует отвода продуктов сгорания.
Эта особенность привязывает расположение прибора к дымоходу. вентиляции или внешней стене дома (при использовании наддувной горелки с коаксиальным воздуховодом).
Газовый котел, питающийся от газгольдера или баллонов, требует периодического пополнения запасов энергоносителя. Газгольдер заправляется один-два раза в год, комплект баллонов придется возить на заправку примерно раз в неделю.
Установка газгольдера во дворе коттеджа.
Дизельный котел работает до тех пор, пока в баке есть топливо. К его минусам мы отнесем неизбежный запах солярки, необходимость хранения в котельной большого объема топлива (сотен, а то и тысяч литров) и высокий уровень шума, сопровождающий работу дизельной горелки.
В хвосте нашего хит-парада уныло плетутся твердотопливные котлы. Они требуют чистки зольника и растопки раз в несколько часов.
Лазейки
И в этом случае есть ряд способов подтянуть позицию аутсайдера.
- Пиролизный котел разбивает процесс горения твердого топлива на два этапа: вначале оно тлеет при ограниченном притоке воздуха, затем летучие продукты неполного сгорания дожигаются в отдельной топке. Результат — гибкая регулировка тепловой мощности без потери КПД и, как следствие, автономность в 10-12 часов;
Пиролизный (газогенераторный) котел.
- Котел верхнего горения переносит процесс пиролиза дров или угля на верхнюю поверхность закладки топлива. При такой схеме работы увеличение объема закладки топлива приводит не к росту тепловой мощности котла, а к увеличению продолжительности горения. В результате растопка требуется лишь раз в сутки, а то и того реже;
Рекорд принадлежит котлу литовской компании Stropuva (к слову, разработчику концепции верхнего горения), проработавшему на одной закладке угля 31 час.
Устройство котла верхнего горения.
- Примерно такой же автономности можно добиться, используя классический твердотопливный котел в сочетании с теплоаккумулятором большого объема;
При охлаждении на 40 градусов 3 кубометра воды отдают 175 киловатт-часов тепла. Этого достаточно для обогрева дома площадью около 80 м2 в течение суток.
- Наконец, пеллетный котел с бункером для топлива и его шнековой подачей в топку способен работать без обслуживания до недели.
Пеллетный котел с автоматической подачей пеллет из бункера.
Мощность котла
- Q — мощность котла в киловаттах;
- V — отапливаемый объем (в м3);
- Dt — разница между уличной температурой и температурой в помещении;
- k — коэффициент теплопотерь, связанный с качеством утепления дома.
