Различные виды и способы отопления жилого дома, коттеджа – расчеты, цены, варианты

Необходимость разумного подхода к отоплению и снижения энергетических затрат обусловлена экономическими причинами. Во-первых, рост потребления энергии и сокращение природных ресурсов в мировом масштабе приводят к постоянному росту цен. А во-вторых, львиную долю расходов на содержание коттеджа составляют именно затраты на отопление — до 70%. Есть и другой аспект. Согласно исследованиям, до 80% общих расходов на приобретение, установку и обслуживание отопительной системы за весь срок ее службы составляют расходы на энергоносители. Поэтому энергоэффективность систем отопления очень важна.

Более того, популярные в последнее время проекты доступного жилья не столько удешевляют строительство и снижают единовременные затраты на приобретение дома, сколько обещают долгосрочное снижение затрат на проживание в нем.

И еще. Зачастую в коттедж, расположенный в пригороде, невозможно подвести газ в количестве, необходимом для полноценного отопления и горячего водоснабжения в периоды максимального энергопотребления. Б этом случае правильнее единожды понести повышенные затраты, но установить современное высокоэффективное оборудование: экономичное и/или автономное.

Система для комфорта

Температурным комфортом называется состояние микроклимата, при котором человек не задумывается о том, холодно ему или жарко. Большинство людей чувствуют себя комфортно при температуре в помещении порядка 19-24°С летом и 18-22°С зимой. Необходимы также относительная влажность 40-70% и движение воздуха, однако сквозняки и прямое воздействие солнца или отопительных приборов нежелательны.

В состав любой системы отопления входят три основных компонента: генераторы тепла, трубопроводы и приборы отопления, а также система управления. Каждый из компонентов обладает собственными характеристиками и может вносить свою лепту в повышение эффективности системы. Но главная роль, безусловно, принадлежит генераторам тепла.

Индивидуальное отопление позволяет вырабатывать тепло у себя дома, тем самым обеспечивая стабильное наличие горячей воды, оплату только того количества тепла, которое реально потребляется, отсутствие тепло-потерь по пути в жилище, независимость в определении как сроков, так и интенсивности отопления.

Отметим, что любая отопительная система будет эффективной только при условии качественного утепления лома и соблюдения других правил, о которых вы можете прочесть в предыдущих статьях цикла.

схема двухтрубной системы отполения

Генераторы тепла

Генератор тепла — это сердце отопительной системы, ведь именно он производит тепло и распространяет его по дому. В качестве генератора тепла для частного здания можно использовать целый ряд современных устройств. Наиболее распространены отопительные котлы. Все большую популярность приобретают и системы напольного отопления: под покрытие пола укладывают нагревательные электрические кабели или трубы с водным теплоносителем.

По типу используемых ресурсов котлы бывают газовые, твердо- и жидкотопливные, а также электрические.

Газовый котел — наиболее подходящий в наших условиях, ведь он технологичнее и комфортнее в использовании, чем твердо- и жидкотопливные устройства, и экономичнее, чем электрический аналог. Принцип работы устройства прост: автоматика, установленная в котле, при помощи датчиков и терморегуляторов фиксирует потребность системы в тепле и включает газовую арматуру. Протекающая через котел вода нагревается в теплообменнике до необходимой температуры и с помощью циркуляционного насоса подается в контур системы отопления. Такой котел одноконтурный, а двухконтурный можно использовать и для горячего водоснабжения.
ПРАВИЛА ВЫБОРА ГАЗОВОГО КОТЛА

Основные характеристики газового котла - мощность и объем воды, который он может подать в систему отопления за единицу времени. Именно их следует учитывать, выбирая котел для своего дома. Приблизительная рекомендация такова: на 10 м2 отапливаемой площади при высоте потолков не более 3 м должен приходиться 1 кВт мощности. При более точном расчете учитывают объем помещения, качество утепления здания, толщину стен, размеры окон, их свойства и пр.

Твердотопливный котел обеспечит комфортное отопление в тех местах, до которых не дотянулись ветки газопроводов, а иногда и линии электропередач. Пригодится он и в качестве второго, запасного котла, который поможет справиться с пиковыми нагрузками. Котлы этого типа можно топить углем, дровами и прессованными брикетами. Основные преимущества таких агрегатов — доступность и невысокая стоимость топлива, а также независимость от централизованных систем. Недостаток — необходимость присутствия человека: надо регулярно загружать топливо, иногда несколько раз в день, а также периодически удалять золу

Есть и пеллетные твердотопливные котлы, использующие прессованные гранулы отходов деревообработки — пеллеты. Они работают без человека неделю, но очень дорогие.

Жидкотопливные котлы могли бы стать популярными в силу своей автономности и высокой степени автоматизации, но дороговизна дизельного топлива, на котором они чаше всего работают, и высокая стоимость установки, наладки и обслуживания лишают их преимуществ перед другими котлами. Тем не менее использование такого котла оправданно, если рядом нет газовой магистрали. Устанавливать его следует в отдельном помещении с вытяжкой. Кроме того, он требует запаса топлива, которое, в обшем-то, можно хранить и в том же помещении в специальной емкости — пластиковой или металлической, — с соблюдением правил пожарной безопасности.

Электрические котлы сравнительно недорогие, не требуют отдельного помещения под котельную и монтажа дымоходов. Но стоимость электроэнергии, особенно по сравнению с другими видами топлива, достаточно высока, а в сети довольно часто

происходят перебои в электроснабжении. Поэтому такой вариант тоже может пригодиться в качестве запасного.

Конденсационные котлы, будучи подвидом газовых, требуют особого внимания. Они привлекают своим КПД, который составляет 108-115%. Ясно, что по законам физики потери энергии неизбежны и КПД не может превышать 100%. Суть в следующем. В обычном газовом котле продукты сгорания в виде горячих отходящих газов проходят через теплообменник, где отдают большую часть своей энергии теплоносителю. Большую, но не всю. Отходящие газы через дымоход выбрасываются в атмосферу, при этом теряется часть неиспользованной теплоты, ведь вместе с газами уходит и водяной пар, образующийся при сгорании топлива. Именно этот пар охлаждает и превращает в жидкость конденсационный котел, который высвобождает при этом определенное количество теплоты.

Вот и получается, что КПА, учитывая теплоту конденсации, больше 100%. Иными словами, это не реальный, а условный КПД, сравниваемый с коэффициентами обычных газовых котлов. Конденсационные котлы на 15-35% экономичнее обычных. Кроме того, в силу конструктивных особенностей они на 80-90% уменьшают содержание вредных окисей углерода и азота по сравнению с обычными источниками тепла.

НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О ПРОФИЛАКТИКЕ!

Раз в год любой котел нужно проверять. Сделать это можно и своими руками но настоятельно рекомендуем обратиться к специалисту. Только тогда он будет работать исправно и с достаточной мощностью. Систематические проверки котлов не только сохраняют высокую производительность, но и продлевают срок службы оборудования.

Более подробно о данной теме можно почитать здесь – Как и какой выбрать газовый котел
Виды котлов

Они бывают одно- и двухконтурные. Двухконтурный котел обеспечивает не только тепло для обогрева, но и горячую воду. Однако чаще всего такие модели предполагают приоритетное функционирование: когда вы пользуетесь горячей водой, система отопления остывает.

Еще нужно учесть, что в котле отопления со встроенным бойлером объем последнего зачастую не превышает 60 л. В результате возникают ситуации, когда производительности водонагревателя не хватает из-за больших объемов потребления горячей воды.

В связи с постоянным удорожанием энергоресурсов пользователи все чаще выбирают варианты, позволяющие экономить топливо. Поэтому и появляются новые типы котлов, например конденсационные, с регулируемыми горелками, позволяющие контролировать расход газа с учетом насущной потребности. Не редкость и схема с дополнительным уровнем надежности, в соответствии с которой котлы устанавливают каскадом, чтобы отключать «лишние» при оттепелях.

Средняя стоимость системы теплоснабжения дома — 15-35 у. е. на 1 м2 отапливаемой площади.
Требования к дымоходу

Современные отопительные газовые котлы имеют высокий КПД и, как следствие, невысокую температуру отходящих газов (их называют низкотемпературными). Такие котлы для максимально эффективной и экономичной работы периодически отключаются, в это время происходит охлаждение стенок дымохода сверху вниз.

Температура точки росы продуктов сгорания составляет примерно 44-61 °С. Когда газы охлаждаются до этой температуры, на стенах дымохода образуется конденсат. Если труба имеет шероховатую и пористую структуру (как кирпич), конденсат впитывается в стенки дымохода и постепенно разрушает его. Кроме того, дымоход должен создавать для низкотемпературных атмосферных котлов необходимую тягу, обеспечивающую надежный и безопасный процесс горения.

Как правило, дымоход монтируют в стену дома или по наружной стенке. В кирпичный канал обязательно вставляют трубы (желательно покрытые изоляцией) из оцинкованной или нержавеющей стали. Для газохода, расположенного вне кирпичного канала, надо использовать хорошо изолированные трубы— так называемые дымоходы-сэндвичи. Предпочтение все же отдают трубам из нержавеющей стали, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым к дымоходам для газовых котлов, и значительно увеличивают срок их службы. К основным требованиям относятся:

    обеспечение хорошей и надежной тяги;
    огнеупорность;
    кислотостойкость;
    герметичность;
    быстрый прогрев стенок дымохода;
    хорошая теплоизоляция конструкции;
    быстрота и удобство монтажа;
    гладкая поверхность канала.

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Альтернативный источник тепла — так называемые тепловые насосы. По принципу действия их можно назвать холодильником наоборот. Это наиболее современная технология отопления, запушенная в массовое производство.

В зависимости от вида используемой энергии, а также от среды, которой передается тепло, тепловые насосы бывают следующих видов: «грунт — вода», «вода — вода», «грунт — воздух», «вода — воздух», «воздух — вода» и «воздух — воздух».

Часто встречающийся тип — «воздух — вода». Этот насос забирает необходимое количество теплоты у воздуха и передает его воде как теплоносителю. Наиболее экономичны и компактны тепловые насосы типа «вода — вода», но их использование требует большого водоема рядом с домом и немалого объема гидротехнических работ. К тому же воду следует предварительно очищать. Системы типа «воздух — воздух» и «воздух — вода» по принципу работы напоминают кондиционеры и стоят намного меньше, но проигрывают другим вилам насосов в универсальности: у морозного воздуха много тепла не отберешь. Такие модели подходят в первую очередь для нагрева волы.

Так что для системы автономного отопления оптимальны тепловые насосы типа «грунт — вола», которые используют тепловую энергию земли и перелают ее для обогрева лома через систему водяного отопления. Грунт аккумулирует солнечную энергию и одновременно нагревается от земного ядра, он всегда «под ногами» и может отдавать свое тепло, несмотря на капризы погоды. Правда, эффективность такого устройства зависит и от способа обогрева дома, степени его утепленности, герметичности окон и пр. Наиболее рациональны низкотемпературные системы отопления, например так называемые теплые полы. Аля отбора тепла земли укладывают горизонтальные коллекторы или глубинные зонды.
РАЗУМНЫЙ МИНИМУМ ПРИ РАСЧЕТЕ ОТОПЛЕНИЯ

Для большинства домов площадью 150-200 м2 достаточно теплового насоса мощностью 8-10 кВт.

У тепловых насосов есть ряд преимуществ. Системы в целом очень долговечны, сами насосы работают по 20-25 лет, после чего компрессор можно заменить, и система продолжит свою работ)’. Кроме того, тепловые насосы безопасны (нет топлива, открытого огня и опасных газов) и комфортны. Еще одно немаловажное преимущество — экологическая чистота, ведь тепловые насосы не образуют вредные окислы, а используемые в них фреоны не содержат хлороуглеродов и озонобезопасны. Применение тепловых насосов существенно сокращает потребность в электроэнергии, а соответственно, и расход топлива на ее производство. Наконец, важна экономичность тепловых насосов, которая достигается благодаря высокому КПД системы. Увы, тепловой насос требует немалых первоначальных затрат, причем еще столько же, если не больше, придется потратить на установку системы. Однако если смотреть в будущее, предвидя неминуемое увеличение иен на традиционные энергоносители, то небольшие расходы на отопление позволят значительно сократить затраты. И, установив современный тепловой насос, вы минимум 20 лет будете с одобрением вспоминать о принятом когда-то решении.
Трубы и отопительные приборы

Трубопроводы системы отопления делают из стальных, медных, термостойких полимерных или металло-полимерных труб. К достоинствам всех современных материалов относят экологичность, отсутствие коррозии и отрицательного влияния на качество воды, способность выдерживать высокое давление и длительный срок службы, 30-100 лет.

Планировать прокладку труб и размешать их нужно еще на стадии строительства дома. В этом случае инженерные инсталляции не будут на виду и не повлияют на оформление интерьера.

Чтобы выбрать отопительный прибор, в частности радиатор, сначала нужно рассчитать необходимую тепловую мощность. Обычно требуется порядка 80-100Вт на 1 м2 отапливаемой площади, но этот диапазон может меняться при увеличении высоты потолков в помещении, а также зависеть от качества утепления здания, количества и размеров окон, расположения комнаты (угловая или внутренняя) и т. д.

Если вы хотите сократить расходы на отопление, не прикрывайте радиаторы декоративными элементами — позвольте теплу беспрепятственно поступать в помещение.

Самый эффективный отопительный прибор тот, который создает комфортную температуру во всех помещениях лома, сохраняя при этом минимально возможную температуру теплоносителя. Этим требованиям в полной мере отвечают теплые полы. Они используют давно известный принцип: голова в холоде, а ноги в тепле. Нагревательным прибором служит пол, конструкция которого включает в себя нагревательные электрические кабели или трубы с водой в качестве теплоносителя.

Обустройство теплого пола требует специальных знаний и опыта. Главное — строго следовать технологическим рекомендациям, которые регламентируют длину одной петли, общую площадь одного контура, использование специальных теплоизоляционных материалов и т. д. Лучше поручить монтаж такой системы отопления специалистам, имеющим соответствующий опыт.

Само по себе напольное отопление позволяет сэкономить порядка 25-30% энергии по сравнению с радиаторами, и еще 15% экономит автоматика, управляющая системой. Однако наши климатические условия не позволяют теплому полу в полной мере справиться со своей задачей, поэтому оптимальное решение — сочетание напольного и радиаторного отопления.
Экономичность теплого пола

Энергопотребление системы зависит от множества факторов: уровня теплоизоляции, температуры окружаю щей среды, личной восприимчивости человека к температуре пола.

Энергопотребление будет составлять приблизительно 120 Вт/ч на 1 м2 обогреваемой площади, и, умножив эту цифру на обогреваемую площадь помещения и количество рабочих часов в сутки (около 8), мы получим суммарное энергопотребление системы.

Использование программируемого термостата, в частности «Теплолюкс», позволит сэкономить до 70% электроэнергии, которую потребляет система.
Разумное управление отоплением

Уменьшить энергозатраты помогает и автоматика, управляющая отопительной системой. Она упрощает процедуру создания микроклимата, повышает безопасность эксплуатации и энергоэффективность системы.

Чтобы гарантировать максимальную энергоэффективность, система управления должна иметь следующие функции:

    приоритет контуров, к примеру приоритет приготовления горячей воды, при котором система управления включает бойлер и одновременно отключает теплоснабжение. Таким образом, уменьшается расход энергии, а за время нагрева воды дом не успевает охладиться;
    в погодозависимое управление, способное автоматически корректировать температуру теплоносителя, ориентируясь на температуру наружного воздуха и больше или меньше нагревая отопительный контур в доме. Эта функция полезна и летом, поскольку позволяет отключить отопление дома, но использовать систему для нагрева воды, в том числе в бассейне;
    датчик комнатной температуры, рассчитанный на контроль заданной температуры в доме. Обычно он совмещается с регулятором, позволяющим задать необходимую температуру для каждого этажа или каждой комнаты. Таким образом, уменьшается расход энергоресурсов на отопление помещений, в которых не нужна высокая температура или в которых люди бывают редко. Датчики с регуляторами позволяют запрограммировать экономичный режим и на время отсутствия людей в доме, например днем.

Комбинированное отопление

Самым эффективным считается решение, при котором водяную систему отопления дополняют электроподогревом. В результате 25% энергии теплоты воды замещаются электроэнергией, а также используется избыточная электроэнергия.

Годовое энергопотребление (в доме площадью 150 м2 для семьи из 4 человек)

Таблица 1