Расходы на отопление в частных домах - серьезная проблема в нашей стране. Однако для того, чтобы уменьшить ежегодные траты на обогрев жилища, нам нужны не только соответствующие котлы, но и качественное топливо, надлежащий контроль отопления, а зачастую и теплоизоляция здания. К тому же, зачастую самый дешевый вариант обогрева не всегда является эффективным в плане расходования топлива и обслуживания оборудования.
Какой вид экономичного отопления следует выбрать для моего нового дома? И почему в существующих зданиях замена котла - для получения действительно хороших результатов, обычно должна быть частью модернизации системы отопления или даже термодернизации здания. Ответы на эти вопросы будут даны в следующем тексте.
Насколько экономичны угольные котлы?
Наиболее популярным и экономичным способом отопления небольших домов является угольный котел. В этом отношении в течение нескольких десятилетий не происходило никаких фундаментальных изменений. И следует добавить, что это, как правило, самый простой обратный засыпной котел (без питателя), который не соответствует нормам выбросов загрязняющих веществ. По оценкам, они составляют около 60% всех угольных или дровяных котлов.
Однако идея о том, что уголь, окатыши или древесина не могут нагреваться чисто без образования облаков черного дыма из дымохода, является ложной. Бесклассовые котлы прошлых лет и современные котлы - это два совершенно разных мира. Как с точки зрения качества сжигания, так и с точки зрения комфорта управления. Современные выпускают даже в 10 раз меньше дыма и смога, а если они оснащены устройством подачи топлива, то могут работать без нашей помощи в течение нескольких дней. Они также более экономичны, потому что их высокая эффективность означает, что для производства такого же количества тепла требуется меньше топлива.
В настоящее время все новые котлы на угле, пеллетах или древесине должны соответствовать требованиям так называемого 5 класса выбросов загрязняющих веществ. Короче говоря, если у нас уже есть котел, то он должен быть как минимум 5 класса, если мы хотим купить новый, то он должен соответствовать этим требованиям.
Современные твердотопливные котлы, обладающие многочисленными преимуществами и высокой энергоэффективностью, имеют один существенный недостаток. Они дорогие. Котел с питателем обычно стоит около 100 000 руб. Котлов 5-го класса мало на рынке, и они не дешевые. Мы потратим на них приличную сумму. Эра дешевых твердотопливных котлов просто закончилась. Комфорт, чистота и высокая эффективность имеют свою цену.
Эффективно ли отопление твердотопливными котлами?
Современные твердотопливные котлы выбрасывают в атмосферу в разы меньше загрязняющих веществ, чем старомодные модели. Кроме того, они намного удобнее в эксплуатации. Котлы могут иметь даже горелку с функцией автоматического включения и выключения, что делает отопление в частном доме экономичным и эффективным. Единственный недостаток данных котлов – это цена, более высокая по сравнению с устаревшими твердотопливными моделями.
Однако неэффективные модели твердотопливных котлов отопления с высоким уровнем выбросов также активно продаются на рынке по причине их дешевизны. Рекламные услуги включают в себя многочисленные предложения по продаже простых и дешевых котлов. Производители официально заявляют, что они предназначены для сжигания так называемой недревесной биомассы, т.е. фруктовых камней, ракушек подсолнечника, соломы и т.д. Настоятельно не рекомендуется покупать такие котлы.
Как насчет газового отопления?
Природный газ является чистым топливом, и расходы на эксплуатацию котла ограничиваются установкой желаемой температуры и обслуживанием. Неудивительно, что там, где есть газопроводная сеть, естественным выбором является газ, как самое экономичное отопление. Тем более что план местного развития, как правило, запрещает использование твердого топлива.
Однако проблема заключается в том, что за пределами городских агломераций доступ к газовой сети имеют лишь около 20% жителей нашей страны. Хотя инфраструктура расширяется, мы не должны рассчитывать на какие-либо серьезные изменения в ближайшем будущем. Поэтому участки с доступом к газу явно дороже.
С точки зрения коммунального хозяйства природный газ мало чем отличается от сжиженного нефтяного газа (СУГ), т.е. пропана, используемого в газовой промышленности.
Котлы на сжиженном газе
Достаточно сменить форсунки, отрегулировать или же заменить в некоторых моделях электронный модуль. В результате из обычного котла на природном газе получится вариант на сжиженном топливе. Это большое преимущество, если мы рассчитываем на расширение газовой сети в нашем регионе. В любой момент котел можно переоборудовать снова на природный газ и это сэкономит нам прилично средств, чем если бы мы каждый раз неэффективно меняли полностью оборудование.
Для того чтобы использовать сжиженный газ, нам нужен внутренний резервуар и есть два принципиально разных варианта. Мы можем арендовать его у поставщика газа за небольшую плату. Однако в этом случае мы обязаны заключить долгосрочный контракт. Стоимость баллона фактически прибавляется к цене газа. Это не всегда экономически выгодно.
Вторым вариантом является покупка бака в собственность. Тогда мы сможем свободно сменить поставщика, и топливо будет явно дешевле. Цена на отопления в этом случае сравнима с ценой природного газа. Однако, бак, его установка и реализация проекта обойдется в приличную копейку. Таким образом, инвестиционные затраты значительно возрастают, так как котел сам по себе будет закупаться менее чем за половину этой суммы. Какой вариант будет более выгодным и экономичным - мы должны оценить сами.
Преимущества конденсационных котлов
В настоящее время газовые котлы являются устройствами с очень высокой эффективностью, не слишком дорогими и не требующими обслуживания. Преобладают конденсационные котлы с закрытыми камерами сгорания. Они не только экономичнее, но и безопаснее. В их случае котел забирает воздух, необходимый для сжигания, непосредственно снаружи, не влияет на работу вентиляции в помещениях.
Откуда берется эффективность, превышающая 100%? Это результат использования конденсации, т.е. конденсации водяного пара, содержащегося в дымовых газах, и, таким образом, рекуперации части тепла. В прошлом это тепло рассматривалось как потерянное и не учитывалось при расчете эффективности. Следовательно, и более 100% КПД, в строгом смысле этого слова, противоречит законам физики.
Чем больше водорода содержится в топливе, тем больше воды образуется в результате конденсации. Поэтому его стоит использовать при сжигании природного газа, основным компонентом которого является метан - CH4, и это теряет смысл в случае твердого топлива, содержащего в основном уголь.
Однако следует помнить, что у конденсации есть две важные проблемы. Температура воды в контуре не может быть слишком высокой, так как явление конденсации водяного пара из дымовых газов происходит при температуре около 55°C (самое главное - это температура возврата в котел). Поэтому мы должны принимать во внимание тот факт, что мы будем полностью использовать их в низкотемпературных установках, имеющих поверхностное или специальное отопление, или, по крайней мере, радиаторы больших размеров. К счастью, в типичной системе с радиаторами экономия будет также меньше.
Второй - сам дымоход. Труба от старого котла может быть недостаточно устойчива к конденсату и недостаточно герметична. В дальнейшем для повышения эффективности и экономичности отопления необходимо заменить ее на другую или оснастить картриджем.
Тепловые насосы для автономного и эффективного отопления
Тепловой насос - это устройство, которое эффективно и безопасно отбирает тепло из окружающей среды и передает его внутрь здания. На самом деле, бытовой холодильник делает то же самое, но в гораздо меньшем масштабе - охлаждает содержащиеся в нем продукты, а тепло передается от задней стенки корпуса к конденсатору. Поэтому сам механизм работы хорошо известен.
В случае тепловых насосов речь идет о так называемом нижнем источнике и верхнем источнике. Нижний источник - это элемент окружающей среды, из которого мы получаем тепло. Верхний - это установка отопления в помещениях, т.е. подогрев пола или радиаторов.
Как правило, чем меньше разница в температуре между нижним и верхним источником, тем экономичнее работает насос. В этом случае даже несколько градусов имеют большое значение. Кроме того, большинство насосов не подходят для работы при температурах выше 50°C. Отсюда и популярность низкотемпературного поверхностного отопления, как правило, напольного отопления. Однако поверхностным отоплением может быть также потолочное или настенное отопление, обычно в виде тонких труб, скрытых в штукатурке.
Вопреки распространенному мнению, тепловые насосы также могут эффективно и экономично работать с настенными радиаторами, но они должны быть специального типа. Радиаторы с бесшумными вентиляторами, вызывающими движение воздуха и теплообмен, безусловно, являются лучшим выбором. Для них достаточно температуры потока прибл. 40°C. Кроме того, некоторые нагреватели этого типа являются так называемыми нагревателями с вентиляторным змеевиком, которые используются для охлаждения, когда охлажденная вода подает их летом. Использование низкотемпературных радиаторов, особенно в существующих домах, является самым простым и оптимальным способом обеспечения хороших условий работы теплового насоса.
Что касается нижнего источника, т.е. элемента окружающей среды, из которого мы будем получать тепло, то мы ограничены условиями участка. Насос можно использовать:
- Наружный воздух - может быть установлен в любом месте, что особенно ценно на уже освоенных участках;
- В грунте - при горизонтальной укладке труб на поверхность площадью несколько сот квадратных метров или при бурении глубоких скважин. Первый вариант требует, во-первых, очень большого земельного участка, а второй вариант требует инвестиций в бурение;
- В воде - теоретически, очень хорошее решение, потому что подземные или поверхностные воды являются отличным теплоносителем. Однако на практике, однако, вода имеется в достаточном количестве и свободна от загрязнения на очень небольшом количестве земельных участков.
В прошлом воздушные насосы выбирали в основном владельцы модернизированных домов. Именно благодаря простоте и экономичности установки. Однако сегодня они все чаще встречаются и в новых домах, поскольку эти насосы могут нагреваться даже при температуре -25°C снаружи. Конечно, с гораздо меньшей эффективностью чем когда окружающая температура выше. С другой стороны, преимуществом насосов, работающих на грунте или воде, является стабильная и достаточно высокая температура нижнего источника, что приводит к более экономичной эксплуатации.
Однако разница в инвестиционных затратах велика. За воздушный/водяной насос мощностью около 10 кВт мы заплатим вместе с установкой около 300 000 руб. Если мы решим пробурить скважины, нам придется заплатить вдвое больше. Будет ли она возвращена в более низких купюрах, зависит от индивидуальных расчетов.
Выгоды электрического отопления
Наибольшим преимуществом электрического отопления является простота конструкции, эффективность обогрева и низкие инвестиционные затраты. Их стоит выбирать в домах с низким энергопотреблением или в качестве дополнения к отоплению.
Электрическое отопление доступно во многих типах, существенно отличающихся по техническим характеристикам и простоте установки:
- Электрические котлы;
- Нагревательные коврики (мобильный теплый пол);
- Электрические печи;
- Нагревательные кабели и пленка, встроенные в пол (теплый пол);
- Электрические конвекторы различных типов.
Котлы могут нагревать как радиаторы, так и напольное отопление, и в то же время эффективно работать в одной установке, например, с камином с водяной рубашкой или котлом для обратной засыпки. Это часто выбираемое экономное решение, потому что можно включить полностью необслуживаемую систему отопления по низкой цене.
С другой стороны, коврики для обогрева ног обязаны своей популярностью тем, что они не поднимают уровень пола. Это, безусловно, самый простой и экономичный вариант обогрева, если мы хотим, чтобы напольное отопление использовалось только в отдельных помещениях (например, в ванной комнате). Также в отремонтированных домах и съемных квартирах это очень простое в использовании и эффективное решение для точечного обогрева.
Накопительные печи и трубы, встроенные в толстый бесшовный пол, представляют собой своего рода накопительное отопление. Таким образом, мы можем дешево обогревать дом практически только электричеством по второму, ночному тарифу. Сначала несколько часов отопления, затем - экономичная передача тепла до конца дня.
Автоматизация отопительного оборудования как фактор эффективности
Сэкономить семейный бюджет помогут автоматические средства отопления. Они будут поддерживать заданную температуру в помещении, отключая нагрев при повышении температуры, включая котел при ее понижении. Такое оборудование позволяет экономить до 30% на расходе топлива. Затраты на автоматику быстро окупаются.
Контроллер котла старается поддерживать оптимальные параметры самого сжигания, чтобы он был чистым и экономичным. Комнатный регулятор температуры заботится о поддержании нужной температуры в доме. Наиболее простыми являются так называемые регуляторы - включения/выключения. Более совершенные регуляторы могут посылать более сложную информацию. Они могут изменять настройки котла таким образом, чтобы он понижал или повышал температуру воды, а не просто отключал ее.
Это позволяет повысить эффективность работы котлов, особенно конденсационных моделей. Еще выше экономия и энергоэффективность при автоматизации тепловых насосов. Они работают при минимально возможной температуре воды в контуре, но при этом обеспечивают поддержание заданной температуры внутри контура.
Комнатные контроллеры измеряют температуру в помещении, интерьере дома и сравнивают ее с желаемой температурой. Они хорошо работают с радиаторами, потому что быстро реагируют на изменения спроса на тепло. Регуляторы измеряют наружную температуру, после чего котел назначает котлу нужную температуру воды в отопительном контуре для поддержания комфортных условий. Эта зависимость температуры воды от температуры наружного воздуха называется кривой нагрева. Кривая отопления выбирается вручную или автоматически для конкретного здания. Мы рекомендуем автоматизацию особенно для медленно реагирующего напольного отопления. Это позволяет действовать заранее и компенсировать большую инерционность напольного покрытия.
При использовании системы обогрева посредством теплого пола для эффективности обогрева рекомендуют установить тепловой терморегулятор в каждом помещении и общий распределитель. Терморегулятор следит за температурой и передает ее значение на коллектор. Прибор считывает заданные параметры и закрывает подачу тепловой энергии.
Рациональный проект дома – залог энергоэффективности
Основная причина, по которой мы строим дом — это создать красивое и удобное жилище. Стремление к его минимальной энергоемкости не должно противоречить этому. Важно знать, на что влияет потребление энергии.
Самое главное-это проект дома, который имеет решающее значение не только для того, как дом будет выглядеть, но и сколько потребляет энергии. Дело не только в том, насколько эффективно он будет утеплен, но и в совершенстве взаимодействия всех факторов, влияющих на функциональность дома.
Ориентация дома
На будущие потребности в энергии будет влиять расположение дома на участке и его ориентация в сторону основных точек. Идеальным решением будет направить дом жилыми помещениями к Солнцу, югу, юго-востоку или юго-западу, что не всегда позволяет участок земли. Поэтому сделать это не всегда удается, найти эффективное решение является первым из важных задач архитектора или дизайнера.
Форма и макет
Другим фактором эффективности отопления является форма дома, крыши и, прежде всего, их сегментация. Разделение увеличивает охлаждаемую поверхность здания, что логически увеличивает потребность в энергии для отопления. Внутренняя планировка также может способствовать экономии тепла: помещения с меньшим количеством отопления должны быть расположены на севере, жилые комнаты могут использовать тепло солнечных лучей. Продуманный проект должен позволять солнцу проникать глубоко во внутреннее пространство зимой, при этом следя затем, чтобы летом дом не перегревался без необходимости. Это возможно либо путем проектирования формы самого дома — навес крыши над остекленными поверхностями, либо путем эффективного затенения снаружи — жалюзи, навесы...
Качество фасада
Хорошо утепленный корпус дома, несомненно, является условием, необходимым для достижения низкой энергоемкости и экономии на отоплении. Важным является материал для наружных стен и отдельные компоненты крыши, окон, входных дверей и фундаментов дома, которые также должны быть достаточно утеплены. И дело не только в используемых материалах, не менее важна точная реализация ограждающих конструкций здания, достаточно ли герметичны и сформированы тепловые мосты, особенно вокруг оконных проемов, проемов крыши, теплоизоляции, деталей более сложной формы.
Вентиляция без потерь
Благодаря высококачественным технологиям строительства, современные дома настолько плотны, что при проектировании дома должно учитываться, сколько свежего воздуха будет обеспечено. Поэтому они должны быть оборудованы вентиляционными системами, предпочтительно с рекуперацией тепла из отработанного воздуха.
Строительное решение влияет на так называемую удельную потребность в энергии для отопления. Но то, каким будет фактическое потребление энергии, зависит от способа отопления, нагрева воды, вентиляции дома ... Поэтому невозможно спроектировать дом без рассмотрения способа эффективного отопления. Как дом будет отапливаться и вентилироваться, должно быть решено в дизайне дома.
Увеличиваем экономию путем изоляции здания
При любом выборе отопительной системы можно существенно сэкономить, позаботившись о том, чтобы полученное тепло не уходило через пол, стены, потолок. То есть, утеплив здание, владелец будет тратить меньше средств на обогрев помещения. Причем утепление можно производить не только в процессе строительства. Уже готовый дом утепляют различными способами, выбирая наиболее эффективный. Это поможет сократить расход топлива в отопительный сезон.
Изоляция или замена окон также является хорошим способом экономии на обогреве помещения. Особенно если речь идет о тепловом насосе или электрическом отоплении. Тепловой насос, вероятно, не сможет обеспечить комфорт в доме с большими, единичными потерями тепла, достигающими более 100 Вт/м2. Она также не будет работать экономически эффективным образом. То же самое относится и к отоплению с помощью электричества, которое, как дорогостоящий энергоноситель, стоит использовать в хорошо изолированных домах.
Отопительная система – подумайте об всем!
Отопительная система состоит из многих компонентов, которые должны хорошо работать вместе, чтобы обеспечить экономичность и эффективность. Речь идет не только о правильной регулировке мощности котла или теплового насоса и радиаторов. Это, конечно, основные элементы, и нет никакой надежды на то, что все это будет хорошо работать, если на данном этапе будут допущены фундаментальные ошибки. Поэтому всегда имеет смысл поручать проектирование отопительной установки специалистам.
Отсутствие грамотного проектирования - это кажущаяся экономия, от которой мы откажемся сотни раз, если придется иметь дело с неправильно подобранным неэкономичным отоплением. Наиболее чувствительными в этом отношении являются неэкономичные твердотопливные котлы, эффективность и чистота сжигания которых значительно снижается при работе с мощностью значительно ниже номинальной.
Тепловые насосы также чрезвычайно чувствительны к неправильной конфигурации всей системы. В их случае, кажущееся незначительным повышение температуры потока, например, на 5°C, окажет значительное влияние на эффективность и расходы.
С газовыми котлами эта ситуация выглядит лучше, потому что современное оборудование может нормально работать даже на десяток или около того процентов от номинальной мощности. На практике, способ управления отопительной системой оказывает огромное влияние на эффективность ее работы. Она также может снизить энергопотребление даже более чем на 20% и выбросы загрязняющих веществ.
Однако не в каждой местности имеется возможность использовать природный газ для обогрева здания. В таких случаях приходится делать выбор: обогрев электричеством или углем. Электрическое отопление экономичнее в плане обслуживания, можно привести приборы в рабочий режим, и нагрев помещения будет производиться без участия человека. При отоплении углем его придется подкидывать по мере прогорания и к тому же в ущерб общей экологии местности.
Самым выгодным в экономическом отношении вариантом отопления являются по нашему мнению водяные теплые полы. Они на 30% экономичнее водяных радиаторов, так как радиаторы сначала обогревают потолок, а теплые полы эффективно прогревают все помещение снизу-вверх. Для обогрева посредством теплого пола достаточно нагрева воды в системе до 45 градусов. Чтобы теплоотдача от этого вида отопительной системы была наиболее эффективной, предварительно укладывают теплоизоляцию. Для утепления основы используют листы пенополистирола. Для первого этажа выбирают листы толщиной 10 сантиметров, на другие этажи можно брать меньшую толщину.
