Отопление

Системы с газовыми котлами

В таких системах нагревание воды происходит за счет сгорания в котле газа, обычно метана или пропан-бутана. При этом могут использоваться разные типы котлов.

Конденсатный газовый котел

Котлы данного типа используются, как правило, в СО с низкой температурой теплоносителя, поскольку именно в таких условиях котлы демонстрируют самый высокий КПД. Температура теплоносителя в системах не превышает 55⁰С, поэтому конденсационные модели котлов успешно используются в СО, в которых работают и радиаторы, и «тёплые полы», для которых необходимо подавать как раз не слишком горячую жидкость.

Но при этом следует не забывать, что в случае использования низкотемпературной системы необходимо внести коррективы и в подбор радиаторов в дом, которые должны справляться со своей работой при температуре в подающей магистрали не более 55⁰С. Поскольку котлу не нужно слишком нагревать теплоноситель, значит и потребление топлива у него несколько ниже.

Преимущества

Основным достоинством данных котлов является экономия газа. Если сравнивать данную. Разновидность котла с конвекционными моделями, то экономия может составлять 20% – 30%, что в условиях не слишком дешевого газа и постоянно увеличивающихся цен довольно неплохо. В процессе работы котлы выделяют меньше вредных газов, что также можно смело записывать в список его достоинств.

Недостатки

Среди главных недостатков таких котлов следует выделить высокую стоимость в сравнении со всё теми же конвекционными котлами. Наличие теплообменника существенно увеличивает стоимость агрегата, поскольку для обеспечения его долговечной работы и надежной защиты от коррозии, его производят из высококачественной стали. Вторым недостатком является постоянное образование некоторого количества конденсата, который приходится удалять из котла.

Разбор этого вида котлов есть в статье устройство и принцип работы газового конденсационного котла

Конвекционный газовый котел

Одними из самых распространённых и популярных котлов в нашей стране являются традиционные конвекционные модели, которые работают с теплоносителями высоких температур. Такие котлы обычно применяют в простых системах с радиаторами, что касается рабочей температуры в подающей трубе, то здесь можно поддерживать 70⁰С – 90⁰С. КПД данной разновидности котлов может достигать в зависимости от конкретной модели и условий эксплуатации до 97%.

Преимущества

Если сравнивать обычные котлы с их конденсационными «коллегами», котлами, работающими на твёрдом топливе, и различными вариациями тепловых насосов, то они являются самыми дешевыми и обычно выигрывают в стоимости у конкурентов.

Недостатки

В то время, как конвекционные котлы выигрывают в стоимости у конденсационных, они проигрывают в расходе топлива, поскольку при работе потребляют существенно больше газа. Также такие агрегаты выбрасывают в атмосферу немалые объемы вредных продуктов горения.

Если у вас недостаточно хорошее отопление или в межсезонье можно пользоваться конвекторными обогревателями или кварцевыми обогревателями.

Системы с твердотопливными котлами

Агрегаты, работающие на дровах и угле не утратили своей популярности, и успешно используются и сегодня. К этим традиционным типам топлива также добавились брикеты и пеллеты, которые прекрасно себя показали в деле. При сжигании твердого топлива может выделяться излишнее тепло, поэтому для его аккумуляции в системах создаётся буферная ёмкость.

Для большей наглядности рассчитаем примерную стоимость обогрева дома дровами и газом, используя при этом актуальные цены на момент написания данной статьи в одном из регионов Украины. Например, нас интересует 1 м³ дубовых дров или примерно 700 килограмм при влажности не больше 20%. 1 килограмм дуба может выделить тепла около 4 кВт, соответственно 1 м³ даст нам 2800 кВт. Цена одного кубометра дров сейчас составляет примерно от 1300 грн до 1500 грн (3360 – 3875 руб. или 52-60$).

При использовании пиролизного котла со средним КПД в 87% при сгорании 1 м³ дров выделит примерно 2450 кВт (2800 кВт × 0,87). При сгорании 1 м³ природного газа, стоимость которого сейчас составляет 7 грн(18руб. или 0,28$), выделяется 9,45 кВт тепловой энергии. Чтобы, используя конденсационный котел, получить 2450 кВт тепла, нужно сжечь около 246 м³ природного газа, что обойдется в 1722 грн(4440руб.или 69$).

Теперь сравним результаты. Допустим, рассматриваемый нами дом «потребляет» 10 кВт в час, соответственно на 10 дней для его отопления потребуется 2400 кВт. Если топить дровами, то экономия составит примерно 220 грн (568руб.или 8,8$). за 10 дней или 660 грн(1704руб.или 26,4$) за один месяц.

На первый взгляд экономия довольно существенная, но при этом необходимо учитывать стоимость приобретения и установки буферной ёмкости для твердотопливного агрегата. Объем буферной ёмкости напрямую зависит от мощности самого агрегата.

Обычно на каждый кВт мощности агрегата необходимо 30 литров, но в каждом конкретном случае лучше рассчитывать оптимальный объем резервуара индивидуально с помощью специалистов. Также придется выделить место для складирования и хранения дров, а также тратить деньги на их доставку. Такие котлы нуждаются в регулярной чистке и периодической загрузке, причем в случае с обычными дровами придется делать это довольно часто.

В схему СО с твердотопливным котлом обычно включают смесительные узлы, которые не допускают попадания в обратный контур теплоносителя с температурой ниже 60⁰С. Это необходимо для предотвращения образования конденсата на теплообменнике, поскольку коррозия может повредить и разрушить металл.

Преимущества

Древесина – экологически чистый источник энергии, поэтому при сгорании не наносит вреда окружающей среде. Этот тип топлива обычно используется в качестве альтернативы природному газу, особенно в тех случаях, когда по каким-то причинам процесс подключения к газовой магистрали усложнен или вовсе невозможен.

Дрова в нашей стране не являются дефицитом, поэтому их можно достать практически в любом количестве, лишь бы было где их складывать. Также к достоинствам использования данного топлива можно добавить и общую полезность для организма, поскольку процесс заготовки дров трудоёмок и физические нагрузки можно сравнить с хорошей тренировкой в спортзале.

Недостатки

Главным недостатком использования твёрдотопливных агрегатов является необходимость постоянной загрузки новых порций топлива, особенно в случае использования обычных дров. Также придется часто очищать камеру от золы, закупать топливо и доставлять его в подготовленное для этого помещение. Еще потребуется найти помещение для установки буферной ёмкости.

При покупке топлива нужно следить за его влажностью, поскольку в том случае, если этот параметр будет превышать 20%, КПД котла будет снижаться. Соответственно нужно позаботиться и об условиях хранения дров, чтобы они не набирали лишнюю влагу.

Системы с электрическим котлом

Самым удобным и практичным «топливом» для дома является электричество, поскольку управляться с такими котлами очень просто, а сама система отлично справляется со своей работой. Но из-за дороговизны электричества, использовать электрический вариант отопления целесообразно только в качестве резервного или дополнительного источника тепла.

При этом крайне желательно пользоваться специальными тарифами энергопотребления, чтобы снизить общую стоимость затрат на отопление. Если установить многотарифный счетчик и оформить его соответствующим образом, то можно пользоваться ночным менее дорогим тарифом, неплохо экономя при этом на электричестве. В качестве основного, да еще и без «льготных» тарифов, использовать электрическое отопление будет слишком дорого.

Чтобы сэкономить на отоплении, котел включают только в ночное время, то есть с 23-00 и до 7-00 утра, когда электричество стоит вдвое дешевле. То есть, работать котел будет 8 часов, и за это время ему необходимо накопить достаточно тепла на обогрев дома на все сутки.

Например, для отопления дома необходимо 10 кВт тепла в час при температуре за окном -22⁰С. Соответственно за время работы котел должен накопить в используемой буферной ёмкости 160 кВт (16 часов простоя котла × 10 кВт). Примем, что температура воды в ёмкости составляет 75⁰С, а днем используется вода при температуре 55⁰С.

Таким образом вода охлаждается на 20⁰С. Учитывая то, что при охлаждении 1 литра воды выделяется 1,16 Вт тепла, можно рассчитать, сколько 1 литр воды из буферной ёмкости отдаст тепла при снижении температуры на 20⁰С: 1,16 × 20 = 23,2 (Вт). Теперь можно рассчитать необходимый объем ёмкости, учитывая теплопотери дома: 160000 (Вт) ÷ 23,2 (Вт) = 6,9 (т).

Достоинства и слабые стороны электрического отопления

Электрокотел способен быстро нагревать и легко поддерживать необходимую температуру, причем пользоваться ним – проще простого. Данный способ отопления является экологичным, если не брать во внимание то, как мы получаем само электричество. К недостаткам можно отнести целесообразность использования только в ночном режиме с многотарифным счетчиком, а также необходимость установки буферной ёмкости большого объема.

Системы закрытого типа могут дополнительно оборудоваться расширительным баком для отопления.

Тепловые насосы для отопления дома

Сравнительной новинкой в отопительной отрасли являются тепловые насосы, которые могут работать в 3-х вариантах: «воздух-вода», «воздух-воздух» и «вода-вода». Первый вариант является самым распространённым. В данном случае агрегат использует тепло наружного воздуха для подогрева теплоносителя – воды. Главным показателем эффективности работы той или иной установки является её коэффициент преобразования, который показывает соотношение энергии, затраченной на работу агрегата, к энергии, которую удалось получить с его помощью.

В рассматриваемом нами варианте коэффициент может изменяться в зависимости от времени года, то есть наружной температуры. А вот в системе «вода-вода» этот коэффициент не изменяется и является постоянным вне зависимости от времени года, поскольку водяной коллектор располагается в грунтовом зонде или в земле, где температура постоянна.

Если температура теплоносителя поддерживается на уровне 35⁰С, то работа теплового насоса будет наиболее эффективной. Поэтому тепловой насос отлично подходит для СО с низкой температурой теплоносителя, например, для систем тёплых полов. В случае использования системы «воздух-вода», специалисты рекомендуют дополнительно устанавливать буферную ёмкость.

Теперь остановимся на варианте «вода-вода», который также заслуживает внимания. Для создания такой СО специалистам необходимо проложить систему труб в земляном коллекторе, причем делать это можно перпендикулярно к поверхности земли или параллельно.

В зависимости от мощности используемого теплового насоса варьируется количество грунтовых зондов при вертикальной укладке труб и объемы земляных работ в случае с горизонтальным коллектором. Горизонтальный вариант коллектора укладывается ниже уровня промерзания грунта, причем теплоотдача в данном случае составляет около 30 Вт/м². Если трубы укладывать вертикально в грунтовых зондах, то в таком случае теплоотдача будет составлять примерно 50 Вт/м².

Для этого способа дополнительно рекомендуем ознакомится со статьей где подробно описаны утеплители для труб.

Преимущества тепловых насосов

Данная разновидность отопления по праву считается самым экономичным, поскольку агрегаты используют энергию окружающей среды, будь то воздух, вода или грунт. Соответственно такое отопление является и экологичным, поскольку работает без выбросов вредных веществ в атмосферу. В зимнее время агрегаты можно использовать для отопления помещений, а с приходом жарких летних дней – для кондиционирования.

Основные недостатки

Несмотря на явные весомые достоинства тепловых насосов, такое отопление имеет ряд недостатков, среди которых – сложность проведения его установки. К тому же, цена создания такой отопительной системы будет существенно выше, нежели монтаж СО с традиционными котлами на дровах или газе. Тепловые насосы могут использоваться только в частных домах, что также накладывает некоторые ограничение, пусть и не критичные.

Вы так же можете узнать о том как построить воздушное отопление частного дома своими руками

Теплый пол

В последние 7-9 лет активно стали применяться для обогрева помещений системы под названием «тёплый пол», которые получили немалую популярность благодаря большой эффективности. Благодаря тому, что обогрев комнаты происходит фактически по всей её площади, обеспечивается её равномерный прогрев, причем прогревается по большей части именно нижняя часть пространства помещения, находиться в комнате будет максимально комфортно.

Согласно подсчетам разных специалистов и экспертов, в случае использования данных систем в доме, уровень энергопотребления снижается в среднем на 20%-30%, что в свою очередь позволить добиться немалой экономии на отоплении. В таких СО используется теплоноситель, нагретый до температуры не больше 50⁰С, чего вполне достаточно для эффективного обогрева помещений.

Конструкция подобных СО представляет собой разветвлённую сеть пластиковых труб, которые укладываются в стяжку, причем можно использовать практически все популярные материалы для создания напольного покрытия, главное при выборе конкретного материала учитывать его теплопроводность.

Система подключается либо к индивидуальному котлу, либо к системе центрального отопления, а есть и электрические варианты систем с нагревающимися электрокабелями. В первых двух случаях нагретая вода подается посредством насоса в систему труб. Проходя по трубам, вода постепенно охлаждается и по обратной линии возвращается к котлу для нагрева или вливается в центральную систему.

В случае с электрокабелями достаточно включать и выключать электропитание в зависимости от необходимости, а всю остальную работу сделают кабель.

Достоинства

Главным достоинством таких СО является обеспечение высокого уровня комфорта для всех находящихся в помещении людей, и особенно для детей, которые любят играть прямо на полу. Также тёплые полы равномерно прогревают комнаты и могут похвастаться меньшим потреблением энергии, чем другие СО.

Недостатки

Создавать такие СО можно только в тех домах, которые только строятся, и сделать «теплый пол» в уже готовом жилом доме достаточно проблематично. Из-за прокладки труб в стяжке, высота пола поднимается примерно на 5 сантиметров, уменьшая полезное пространство комнаты. Обычно тёплые полы создаются в качестве дополнительного источника тепла, и редко когда используются в качестве основной СО.

Комбинация «тёплого пола» с газовым конденсационным котлом

Описывая принцип работы и особенности конденсационных котлов, мы указывали, что они демонстрируют свои лучшие качества в случае создания низкотемпературных СО. Соответственно, подобные котлы являются прекрасным выбором для СО с «тёплыми полами», где используется не очень нагретый теплоноситель.

Такой тандем получил немалую популярность и показал свою хорошую эффективность при сравнительно низком уровне энергопотребления. Но при этом создание такой системы лучше доверить опытному специалисту.

Использование «Тёплого пола» с радиаторами

Вместе с популярными ныне «тёплыми полами» часто используются и обычные радиаторы. Если наружная температура не опускается ниже -7⁰С, то для отопления помещений используется только «тёплый пол», и его вполне достаточно, чтобы поддерживать комфортную температуру в помещении. Но при сильных морозах данная система сама не справится со своей задачей, и тогда подключаются радиаторы, как дополнительные источники тепла.

Такой вариант комбинирования довольно экономичен и удобен, позволяет легко управлять температурным режимом в комнатах в зависимости от наружной температуры. Но при этом следует не забывать, что в «тёплых полах» используется слабо нагретый теплоноситель, поэтому необходимо провести расчёт тепловых потерь и по результатам этого расчета подобрать соответствующие радиаторы.

Крайне важно при выборе разновидности котла и варианта СО, включая разводку и подбор всего необходимого оборудования, руководствоваться не только соображениями удобства и комфорта, но и следить за строгим соответствием создаваемого отопления действующим ГОСТам.

При использовании теплого пола с радиаторами отопления вам может понадобится информация о устройстве байпаса.

Выводы

Залог прекрасно работающей СО – правильное проектирование системы, поскольку опытные мастера смогут заранее определить подходящий вариант отопления и разводки, учесть все пожелания владельца и особенности самого дома. Выше мы указали распространённые варианты отопления, и теперь можем сделать краткие выводы.

В нашей стране большим спросом пользуются конденсационные котлы, которые и стоят сравнительно недорого, и могут похвастаться высоким КПД. Тепловой насос с работой «вода-вода» может справляться со своей задачей даже при сильных морозах, но вместе с ним подключают и электрический котел в качестве альтернативы. Этот котел включается в работу в тех случаях, когда тепловой насос по каким-то причинам перестает работать.

А вот вариант с «воздух-вода» хоть и является достаточно удачным, но при сильных морозах не сможет полноценно обогревать комнаты. Вместе с тепловым насосом в таком случае часто в качестве резервного устанавливается конденсационный котел, который включается при сильных заморозках. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что самым экономичным является тепловой насос типа «воздух-вода», поскольку он и стоит сравнительно недорого, и хорошо справляется со своими обязанностями при минимальном потреблении электроэнергии.