Портал для специалистов архитектурно-строительной отрасли

+7 (495) 380-3700

info@ardexpert.ru

Автономное плавание. Часть 3. Сalore suffusus aether - Воздух, пышущий теплом

Мы продолжаем нашу серию публикаций, посвященную полной автономизации своего дома. Независимого от поставщиков ресурсов и их прихотей, условий и тарифов.

7a6a9b0012f38386892be8e58f32336b.jpg

Мы разобрали вопрос с устройством автономной канализации и электричества. Третий важный компонент автономного комфорта своего дома – система отопления, ведь большая часть домовладений находится в климатических зонах, где по полгода температура воздуха находится ниже нуля или чуть выше.

Отопление. Закономерное начало

Устройство автономной системы отопления начинается с утепления дома, если владелец не выбрал иной путь – перманентных вложений в дорожающие энергоресурсы.

Разовые инвестиции в создание энергоэффективного утепленного дома значительно влияют на мощность системы и все последующие затраты. Они выражаются в конкретных цифрах. Расклад потерь по зданию выглядит следующим образом:

  • неутепленные стены передают на улицу 30% тепла, 
  • неутепленная кровля – 20%, 
  • окна и двери – 30%, 
  • дымоход и вентиляция – 10%,
  • подвальные помещения – ещё 10%.

Однако обшивка корпуса дома минераловатной теплоизоляцией толщиной 10 и более сантиметров сокращает расходы на отопление до 60%. Но утеплять только одну часть дома не совсем эффективно, так как между утепленными и неутепленными участками может возникать перепад температур и нарушаться влажностный режим.

Автономное тепло. Преимущества

Непосредственно автономное отопление может быть устроено при помощи газового котла, дизельного котла, твердотопливного, электрического котла отопления, конвекторов, тепловых насосов и гелио-станций. Также автономное отопление в частном доме можно создать при помощи комбинированных котельных (котлов). Хотя это – наиболее дорогой вариант.

В целом, большинство автономных систем отопления очень эффективно, так как они позволяют контролировать расход энергоносителя, в том числе при разных режимах проживания (ежедневное, режим выходного дня, разовые приезды), исключают потерю тепла и энергоресурсов при транспортировке.

bb5f2ac9c56a123ac349037b1b922c6a.jpg

Исходная позиция. Выбор топлива

Выбор системы начинается с выбора топлива. Разумеется, выбирать стоит наиболее дешёвое топливо в своем регионе. Однако в долгосрочной перспективе важно учесть удобство использования источника тепла. Ибо, каким бы ни было дешёвым топливо, его низкую цену может перечеркнуть повышенное внимание (трудозатраты) к работе этого оборудования.

Зная мощность котла, можно высчитать стоимость расходов на отопление в месяц. Примерный расчёт: 1 кВт необходим для обогрева 10 кв. метров (при условии, если расстояние от пола до потолка до – 3 м). Дополнительно стоит иметь запас мощности в 15-20 % (или даже 30%), необходимый для подготовки горячей воды.

Итого:

  • Электричество. Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 1 кВт/часа электроэнергии.
  • Твёрдое топливо. Для получения 1 кВт/час тепловой энергии расходуется примерно 0,4 кг/час дров.
  • Дизельное топливо. Для получения 1 кВт/час тепловой энергии потребляется примерно 0,1 литр солярки.
  • Газ. Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 0,1 кг сжиженного газа.

В долгосрочной перспективе нужно учитывать рост цен на топливо.

Вариант 1. Электричество

Электрические котлы просты в эксплуатации, экологичны, безопасны и бесшумны. Однако при не самых больших первоначальных затратах на покупку оборудования отапливаться электричеством весьма затратно, а при перебоях с подачей электроэнергии можно остаться и без отопления, и без горячей воды. Также электрическому котлу потребуется отдельная проводка, а если его мощность превышает 9 кВт, то трёхфазная сеть в 380 В.

Кроме электрических котлов существуют и другие отопительные системы, работающие на электричестве: электрические конвекторы и инфракрасные излучатели.

К плюсам отопления электрическими конвекторами и инфракрасными излучателями относятся:

  • минимальные первоначальные затраты;
  • простота устройства оборудования;
  • высокая степень КПД оборудования;
  • презентабельный внешний вид;
  • безопасность использования;
  • возможность программирования энергосберегающих режимов.

К тому же, в отличие от электрокотла, для установки конвектора или ИК-излучателя не требуется прокладка труб и теплоноситель. Следовательно, снижаются неэффективные затраты энергии на нагрев теплоносителя, котла и труб.

81ec51a390171d033d60a74ed1baa5fb.jpg

Но не все так просто. Дом можно с успехом отопить электрическим конвектором только при наличии достаточных электрических мощностей. Также они потребуют дополнительных затрат на качественную проводку и элементов электроснабжения.

При выборе данного вида источников следует обратить внимание на следующие условия.

На 10 кв. метров площади необходимо примерно 1кВт мощности конвектора. Мощность одного конвектора – до 1,5 кВт. Программатор – со своим источником питания. Электричество – 380В, 3 фазы, разрешённая мощность – минимум 15 кВт. Проводка сечением – 3х2,5 кв.мм.

Для отопительных приборов прокладываются выделенные конверторные линии. На одну линию подключается не более трёх конвекторов.
Стабильной популярностью у домовладельцев пользуются системы «теплого пола», так как схема отопления дома нагревательными приборами имеет существенный недостаток - уход тепла под потолок. Для устройства систему «теплый пол» используют кабельные, пленочные и стержневые нагревательные элементы. Отопление частного дома зачастую обустраивают, используя комбинацию этого способа с другими системами.

Цену вопроса мы выясняли тем же методом, которым воспользуются большинство домовладельцев – через интернет.

Расклад примерно такой. Электрический котел российского производства мощностью 9 кВт, напряжением 380 В, автоматической регулировкой температуры и рассчитанный на обогрев здания общей площадью 90 кв. метров (площадь помещения указана при высоте потолков до 3 м) стоит 4 964 рублей. Для помещения 180 метров – 9 699 рублей.

Вариант 2. Газ

Существует вариант отопления дома на сжиженном газе, который хранится в газгольдере – герметичной ёмкости, зарытой на участке и нуждающейся в периодической заправке, либо с помощью баллонов – такой вариант тоже популярен.

Плюсы сжиженного газа: чистый выхлоп (экологичность – при сгорании газа выделяется только углекислый газ и водяной пар), возможность установки компактных дымоходов и небольших котлов.

При отоплении газом обеспечивается высокий КПД системы: топливо быстро переходит из сжиженного состояния в газообразное, сгорает и выделяет огромное количество тепла. Сопутствующие потери минимальны.

Однако при всех достоинствах, эта система автономного отопления дома имеет ряд недостатков. Эксперты отмечают, в том числе, дорогую установку системы, неудобство и своевременность заправки газгольдера или замены баллонов, получение разрешительной документации, необходимость оборудования котельной, дымохода и периодического обслуживания высококвалифицированным персоналом.

d5bd1e75b76e469ccfd7fbdbdd26e21a.jpg

Для питания котла может использоваться пропан или бутан. Газ поставляется в сжиженном состоянии, баллоны имеют толстые стенки и выдерживают повышенное давление. Подключаются баллоны к системе через редуктор. Он используется для понижения давления и позволяет достигнуть требующихся параметров.

При обустройстве системы с баллонами потребуется выделить отдельное помещение под баллоны с топливом и непосредственно котел. Баллоны необходимо обязательно устанавливать в теплом помещении. В ином случае конденсат может замерзнуть и перекрыть подачу газа.

Еще очень важно правильно провести монтаж и исключить возможность утечки. Пропан и бутан – взрывоопасные газы, при большой концентрации они способны привести к серьезным последствиям.

Цена вопроса разная. Например, котел (импортный), рассчитанный на отопление 280 кв. метров, мощностью 240 кВт стоит 28 250 рублей. Для дома 40-90 кв. метров (российского производства) – 16 720 рублей.

Вариант 3. Твердое топливо

Отопление с помощью твердотопливных котлов (уголь, дрова) является достаточно эффективным способом. Простая конструкция оборудования обеспечивает продолжительный срок службы. 

Твердотопливные котлы являются самыми доступными и дешёвыми. При использовании твёрдого топлива отпадает необходимость общении с компаниями, поставляющими газ, и получения разрешительной документации на установку котла. Все регламентируется СНиПами, которых необходимо придерживаться при проектировании и монтаже отопительного оборудования. Также следует соблюдать рекомендации производителей по пожарной безопасности.

К минусам можно отнести необходимость ручную дозаправку котла твердым топливом, которое, кстати, необходимо хранить в специально отведенном месте. А расход получается приличный, плюс – есть необходимость чистки зольника, что превращает хозяина дома в кочегара. Хотя есть и специальные бункеры (если речь идет об угле), позволяющие автоматизировать подобный процесс.

Также полное отсутствие систем регулировки не позволяет контролировать мощность котла (с другой стороны котел не зависит от подачи электричества для регулирования своей работы).

69f6fb57d7abb4ad90742a7e350a7a55.jpg

Еще такой котел дает большие потери тепла, которые невозможно компенсировать при эксплуатации. Дрова прогорают быстрее и могут обходиться в достаточно большую сумму. Поэтому для твердотопливных котлов лучше всего подходит уголь, если условия региона позволяют такой вариант. Он в течение продолжительного времени сохраняет высокую температуру и передает тепло жидкости.

Как отмечают специалисты, степень автономности у твердотопливных котлов может быть увеличена при использовании в системе буферной ёмкости – теплоаккумулятора. Благодаря ему накапливается тепло и уменьшается количество закладок топлива в котёл.

В среднем время работы твердотопливного котла на одной закладке составляет минимально 3 часа, максимально 12 и более часов.

Котёл твердотопливный российского производства мощностью 14 кВт может стоить 29 790 рублей. У другого производителя котел мощностью 10 кВт с площадью обогрева 100 кв. метров стоит 10 900 рублей.

Вариант 4. Жидкое топливо

Котлы на жидком топливе во многом напоминают газовые. Они построены практически по той же схеме, горелка расположена в камере сгорания, подача регулируется автоматической системой. При помощи датчиков отслеживается температура теплоносителя и теплообменника. Система регулирует положение клапана и мощность пламени в камере. Обеспечивается экономия ресурсов и снижается расход. В целом, можно выделить следующие достоинства оборудования:

  • высокая надежность;
  • экономичность;
  • высокий КПД (до 95%).

7da990b6b72046302a2c28335e50def5.jpg

Разумеется, есть и недостатки. Дизельное отопление требует установки дорогостоящего и сложного в работе оборудования. Необходимо найти место для установки ёмкости под топливо.

Дизельное топливо уже не такое дешевое, как было ранее. И владелец может столкнуться с серьезными расходами. Оно не такое экологичное, как газ - дизельное топливо имеет своеобразный и не для всех приятный запах. Котел зависит от подачи электричества – в них используется электроподжиг, а автоматика нуждается в постоянном обеспечении энергией. Также необходимо регулярно осматривать и чистить горелки.

Импортный жидкотопливный котёл для зданий площадью до 150 кв. метров, а также для организации горячего водоснабжения стоит 26 920 рублей.

Вариант 4. Воздушное отопление

Воздушное отопление работает следующим образом. Воздух подается вентилятором в теплообменник, где подогревается до 45-60 ºС и поступает в комнаты сверху по воздуховоду. После охлаждения он засасывается через нижние трубы и возвращается к теплогенератору. Система позволяет управлять температурой и влажностью в помещениях. Скорость прогрева помещений при этом значительно выше. В теплое время года система используется для вентиляции всего дома, что является ее существенным преимуществом. Подавая в комнаты прохладный воздух, она выполняет функцию кондиционера. Однако система должна быть обеспечена возможность сообщения системы с внешней средой.

986451827f2ddb6d77f71e56b0e5844d.png

Относительные минусы – система требует специальных решений при разработке проекта дома – его конструктив должен учитывать прокладку воздуховод и схему их расположения.

Вариант 5. Тепловой насос

Несмотря на то, что подобная система отопления известна не один десяток лет, многих останавливают высокие первоначальные затраты, необходимые при её монтаже. Но вариант все-таки любопытный.

Принцип работы теплового насоса – «эксплуатация» естественных низкопотенциальных источников тепла из окружающей среды: наружный воздух, тепло водоемов (озер, морей, рек), тепло грунта, грунтовых вод (термальных и артезианских).

Тепловой насос интегрирован в систему отопления, которая состоит из 2-х контуров, плюс третий контур — система самого насоса. По внешнему контуру циркулирует незамерзающий теплоноситель, который забирает на себя тепло из окружающего пространства.

Попадая в тепловой насос (его испаритель), теплоноситель отдает в среднем от 4 до 7 °C хладагенту теплового насоса. А его температура кипения составляет -10 °C. Вследствие этого хладагент закипает с последующим переходом в газообразное состояние. Теплоноситель внешнего контура, уже охлажденный уходит на следующий «виток» по системе для набора температуры.

e474deab74212341b372a9f7384c2115.jpg

«Закипевший» в испарителе хладагент по трубопроводу поступает в компрессор, работающих от электроэнергии. Компрессор сжимает газообразный хладагент до высокого давления, что, соответственно, приводит к повышению его температуры.

Теперь уже горячий газ далее попадает в другой теплообменник, который называется конденсатором. Здесь тепло хладагента передается воздуху помещения или теплоносителю, который циркулирует по внутреннему контуру системы отопления. Хладагент остывает, одновременно переходя в состояние жидкости. Затем он проходит через капиллярный редукционный клапан, где «теряет» давление и вновь попадает в испаритель.

Опыт использования такой системы отопления показывает, что, затратив всего 1 кВт электроэнергии, владелец дома получает 5 кВт тепла.

Преимущества теплового насоса:

  • более низкая (в 5 раз меньше), чем при обогреве дома электричеством, стоимость отопления, так как принцип работы теплового насоса базируется не на производстве, а на переносе (транспортировке) тепловой энергии;
  • отсутствие выхлопов;
  • минимальное обслуживание (практически – его отсутствие);
  • автономность работы (для теплового насоса требуется только электричество, при отключении электричества тепловой насос можно временно запитать от бензогенератора).

Однако стоит учесть, что тепловые насосы выгодно применять для низкотемпературных систем отопления. Под такие критерии отлично подходят системы теплый пол (35-40 °C).

Система относительно новая для России. И недостатком этого оборудования является высокая стоимость. Счет идет на сотни тысяч рублей. Но затраты окупятся за счет экономии на электричестве и топливе.

5197209498c2f3bd1711e1975d406f00.jpg

По цене вопроса приведем один из источников:

«…В случае дома площадью до 130 квадратных метров, при использовании грунтового забора тепла, стоимость оборудования составит около 430 000 рублей, а установка обойдется в 300 000 рублей. Применение горизонтального почвенного коллектора снизит затраты на установку до 150 000 рублей, но цена оборудования останется прежней.

Самой дешевой системой отопления для такого дома можно считать систему воздушного забора тепла и передачи ее водному теплоносителю. Цена оборудования существенно ниже и составляет около 350 000 рублей, стоимость монтажа при этом 80 000 рублей.

Если говорить о скважинах глубокого бурения в районах с пониженной точкой промерзания и для отопления дома площадью до 400 квадратных метров, то стоимость оборудования может достичь 800 000 рублей, монтажные работы обойдутся в 355 000 рублей…».

Вариант 6. Солнечные коллекторы

Суть системы такова. На крыше устанавливается специальная панель, которая улавливает солнечное тепло, разогревается и передает накопленную энергию жидкости. Расходы электричества минимален – он требуется только для работы компрессоров.

Но у данного способа есть ряд очевидных недостатков. Так, при длительном отсутствии ясной погоды невозможно обеспечить полноценный нагрев теплоносителя. Жидкость остывает ночью.

Это стало причиной, почему система мало применяется в нашей стране – она не обеспечивает стабильную работу системы и обогрев частного дома. Коллекторы можно использовать в качестве вспомогательного варианта, но не основного.

2b035c1c3fbf81bd418805b8a1e959b9.jpg

Комментарии