Теплохозяйство частного дома Утепление дома в несколько раз снижает текущие затраты на отопление. Утеплитель служит до 50 лет. Вложения окупаются за 2-4 года, что гораздо эффективнее экономии на системе отопления.
Окупаемость вложений в снижение теплопотерь
Всё потребляемое тепло уходит из дома через строительные конструкции. Такие, как пол, стены, перекрытия, кровлю и окна (двери).
Наглядное изображение теплопотерь частного дома.
Понять насколько эффективна теплоизоляция можно воспользовавшись калькуляторами теплопотерь.
Пример.
Одноэтажный дом 6х6 м. С высотой стен 3 метра из керамзитобетонных блоков толщиной 40 см. Перекрыт бетонной плитой 20 см.
Площадь стен составит 72 и потолка — 36 м2. Разница между наружной и комнатной температурой 40 оС (на улице -20, внутри помещений +20).
Без учёта окон и дверей. Теплопотери через строительные конструкции составят примерно 20 кВт (8,7 через стены и 12,2 через перекрытие).
Если утеплить стены пенопластом толщиной 100 мм, а потолок – пенополистиролом 50 мм, то потери снизятся до 3 кВт (1,4 через стены и 1,6 через потолок).
Даже самые приблизительные расчёты показывают, что утепление современными материалами позволяет снизить затраты на энергоноситель более чем в 5-7 раз.
Замена одного окна площадью 2 м2 с деревянной рамой на двухкамерное из пластика даёт ежегодную экономию топлива около 350 рублей. В среднем считается, что пластиковые окна окупаются за 8-10 лет эксплуатации. Уже на стадии проектирования планируют размещение комнат, окон и дверей с учётом сторон света.
Вывод:
утепление дома в несколько раз снижает текущие затраты на отопление. Утеплитель служит до 50 лет, а вложения окупаются за 2-4 года, что гораздо эффективнее экономии на системе отопления.
Теплохозяйство Твердотопливные котлы
Раньше в деревнях сжигали дрова в печах и получали тепло. Сейчас дрова закладывают в твердотопливные котлы, которые подогревают воду для радиаторов или теплых полов. Вместо дров еще используют уголь или пеллеты — спрессованные гранулы, которые делают из отходов деревообработки.
Начальные вложения: 210 000 . Исходим из примерных расценок: котел — 80 000 , дымоход — 80 000 , подключение оборудования — 50 000 .
Цена энергоносителя: 1,47—2,16 в зависимости от вида топлива.
Сколько стоит тепло от твердотопливной системы
Цена 1 кВт⋅ч без учета КПД котла
Фактическая цена 1 кВт⋅ч
Теплохозяйство Жидкотопливный котел
У систем на солярке КПД на уровне газовых, но если использовать некачественное топливо, эффективность снижается. Зато, в отличие от газа, жидкотопливный котел не надо согласовывать.
Начальные вложения: 180 000 . Примерные расценки: котел — 50 000 , дымоход — 80 000 , подключение оборудования — 50 000 .
Цена энергоносителя: 4,84 за кВт⋅ч тепла. Цена 1 л солярки — 52 , литр дает 11,9 кВт⋅ч тепла. Таким образом, 1 кВт⋅ч будет стоить: 52 / 11,9 = 4,4 . А при КПД системы 90% — 4,84 .
Минусы: нужен резервуар, чтобы хранить топливо.
Солярка может давать неприятный запах, поэтому нужно тщательно вентилировать помещение. А еще котел шумит во время работы.
Также необходим полноценный дымоход, выдерживающий высокую температуру: например, из сэндвич-трубы, которая изготавливается из нержавеющей стали с утеплителем. Дешевый дымоход, как в случае с газовым котлом, ставить опасно. Более подробно про дымоходы я писал в статье «Как сделать камин в частном доме».
Монтаж системы отопления
Строительство любого дома должно начинаться с проектов — архитектурного и инженерных систем. Если есть дизайн-проект — отлично, но все проекты должны переплетаться друг с другом, чтобы технических особенностей оборудования не пришлось менять в момент установки.
Распространённые варианты систем отопления
Самым дешёвым топливом является магистральный газ, самым неэффективным с экономической точки зрения – электричество.
Теплохозяйство
Что можно сделать на этапе строительства
Не все ошибки, связанные с обустройством отопления дома, можно быстро и недорого исправить после завершения строительства. Некоторые простые, но важные особенности лучше проверить во время строительства. Расскажу, что сделал я и как это помогло сделать дом теплее.
Стеклопакеты.
Большая часть тепла уходит через окна. Даже если окно правильно установлено и закрыто, стекло снаружи остывает, а вместе с ним охлаждается и внутренняя сторона окна. Чем больше окно, тем больше тепла будет уходить.
Теплоотдачу уменьшает воздух между стеклами, а не сами стекла. Поэтому для уменьшения теплопотерь не делают стекло толще, а устанавливают многокамерные окна. Однокамерное окно — это два стекла и пространство между ними, воздушная камера. Если добавить еще одно стекло, получится две камеры — двухкамерный стеклопакет из трех стекол. Такие окна медленнее выпускают тепло из нагретого помещения, они тяжелее и дороже.
Бывают и трехкамерные стеклопакеты — это четыре стекла, но в России их устанавливают редко. Они еще дороже и тяжелее двухкамерных.
Утепление пола.
Кроме окон, тепло может уходить через пол. Особенно это заметно в деревянных домах. Чтобы этого избежать, делают черновой пол, на него кладут несколько слоев утеплителя, а сверху закрывают чистовым полом, по которому будете ходить. Высоту пространства между черновым и чистовым полами нужно рассчитать заранее — от этого зависит, сколько утеплителя можно уложить. В средних широтах России обычно достаточно слоя минеральной ваты толщиной , я попросил сделать 300 мм с запасом.
Если при строительстве дома в проекте заложили расстояние 200 мм, не надо укладывать туда утеплитель толщиной 400 мм в спрессованном виде — так пол не станет в два раза теплее. Тут работает примерно принцип, как и с двухкамерными окнами.
Если дом стоит на сваях, а не на монолитном фундаменте, свободно гуляющий под домом ветер не сделает пол на первом этаже теплее. Лучше утеплить сразу — будете ходить по теплому полу и сэкономите на отоплении.
Утепление крыши.
Через крышу тепло тоже уходит. Не имеет значения, из какого материала сделан дом, — у кирпичных и деревянных домов устройство крыши примерно одинаковое. Оно называется кровельный пирог — это несколько слоев разных материалов, которые нужно укладывать в строго определенном порядке, начиная от паро- и гидроизоляции и заканчивая самой кровлей. Между слоями тоже уложен утеплитель. Толщина зависит от выбранного материала утеплителя. Здесь тоже лучше не мелочиться и не экономить, минимум для минеральной ваты в средних широтах — .
Если порядок материалов кровельного пирога будет неправильный. Утеплитель будет намокать влаги с улицы или конденсата от теплого помещения. А любая влага в таких конструкциях — это будущий грибок.
Теплый пол — система отопления, расположенная под полом. В отличие от радиатора, теплый пол будет равномерно прогревать помещение по всей площади.
Мы подключили теплый пол к системе водяного отопления. Сверху положили керамическую плитку — самый простой и удобный в использовании материал для теплого пола, по нашему мнению.
Теплый пол — хорошая альтернатива радиаторам там,
где их установка может испортить вид и помешать проекту интерьера или окажется технологически сложной. Например, в единственном месте прихожей, где можно было установить радиатор, мы планировали разместить , а в котельной хотели сэкономить максимум места под бытовые нужды. Поэтому по совету бригадира, кроме ванной и кухни, мы установили теплый пол в прихожей, коридоре и котельной и не пожалели — тапки в доме мы не надеваем, а жена была рада спасенному шкафу.
Расстановка радиаторов.
Отопительные приборы нужно устанавливать в каждом отдельном помещении. Радиаторы также рекомендовали установить под каждым окном во всю ширину окна. По нашему проекту окна в гостиной были большими — почти — мы хотели больше света, понимая, что больше заплатим за отопление. Поэтому подоконник получился очень низкий, но даже под него нашелся радиатор подходящего размера.
Чтобы компенсировать невысокий радиатор, мне предложили установить более крупный с запасом под окном с другой стороны комнаты. В комнате была двустворчатая дверь на веранду. Вместо радиатора под ней в полу установили напольный конвектор. Он получился не таким мощным, как радиаторы, но нам хватает.
Теплохозяйство Твёрдое топливо
К твёрдому топливу относят:
Твёрдое топливо сжигают для получения тепла. Прямой обогрев не подразумевает использование промежуточного теплоносителя, в случае установки твердотопливных котлов обустраивают системы отопления с радиаторами.
Теплохозяйство Печи, камины, буржуйки
Рассматривать в качестве основной системы отопления печи целесообразно при постройке редко посещаемых дачных домиков или бань.
Наилучшие варианты обогревательных печей относятся к колпаковому типу, когда горячий воздух несколько раз проходит по дымовым каналам и собирается под своеобразными колпаками.
Колпаковый тип печи.
По тем же признакам выбирают стальные печи: газы должны полностью сгореть, пройдя через несколько дымовых каналов.
Твердотопливные котлы с ручным обслуживанием
Современный угольный котел Теплодар Куппер в разрезе.
Использование или котлов рекомендуется в местности, где нельзя подключится к централизованному газоснабжению или отсутствует возможность обустроить газгольдер.
Совет! Для поддержания температуры теплоносителя в ночное время и днём, когда владельцы отсутствуют, приобретают котлы со встроенными электрическими ТЭНами, которые включаются при прогорании топлива и снижения температуры.
Теплохозяйство
Обоснование покупки высокотехнологичных твердотопливных котлов
Стремясь увеличить КПД, производители прибегают к различным техническим решениям:
Так выглядит доустановленный вентилятор наддува воздуха.
Автоматическая заслонка на тт котле.
Пиролиз — выделение из топлива путём его нагрева, газов, которые сгорают при высокой температуре. Процесс требует точной стабилизации режима работы.
Принцип работы пиролизных угольных котлов на примере модели Гейзер ВП.
Технологически трудно достичь эффекта в котлах менее 50 кВт, а такой мощности достаточно для обогрева дома до 500 м2.
Предлагаемые котлы до 50 кВт лишь условно можно назвать пиролизными. Обычно это двухкамерные аппараты. В первой камере происходит прямое сгорание дров (угля), а вторая является камерой дожига, где сгорают остатки органических веществ.
Важно! Приобретение так называемых «пиролизных» котлов небольшой мощности (до 40 кВт), позволяет увеличить КПД установок на 5-20%, но за оборудование придётся заплатить 2,5-3 стоимости.
Для того, чтобы говорить об окупаемости высокотехнологичных пиролизных котлов относительно обычных (прямого горения) необходимо рассчитать понесённые затраты.
Пример. Для обогрева дома требуется котёл мощностью 25 кВт. Прибор прямого горения стоит около 35 тыс. рублей, «пиролизный» примерно 90 тысяч.
Например, расход дров в обычном котле за сезон составит около 20 000, в «пиролизном» на 5-10% меньше, т.е. 18–18,6 тыс. руб. Экономия составит 1,4–2,0 тыс. рублей. Котлы до 25 кВт обязательно оборудуют вентилятором мощностью от 50 Вт, который за сезон израсходует электроэнергии на 800–900 рублей. Таким образом чистая выгода от установки котла долгого горения составит не более 1000 рублей за сезон, говорить об окупаемости можно через 30-40 лет.
Окупаемость, действительно пиролизных котлов, в течение 10-15 лет эксплуатации возможна при мощности оборудования от 40 кВт, в таких аппаратах эффективность сжигания может быть повышена на 20%.
Электричество для отопления дома
Наиболее дорогой и малоэффективный по затратам способ отопления – использование электричества для прямого нагрева воздуха или с использованием электрокотла.
Классические ТЭНовые электрокотлы имеют компактные размеры и могут быть установлены в любом помещении. Они уже содержат в своем корпусе все необходимые элементы системы отопления (циркуляционный насос, расширительный бак, группа безопаности), что сильно упрощает монтаж.
Стремясь повысить эффективность электроотопления, производители разработали пока считающимися инновационные для нашей страны способы обогрева и методы экономии электроэнергии.
Способ использует подогрев теплоносителя от грунта или воды, из-за чего отдача тепла составляет 200-500% от используемой мощности компрессора. Это делает ежемесячные расходы сравнимыми с отоплением дровами и лишь немного превышающими использованием газа.
Достоинство способа – низкие затраты на электроэнергию.
Главный недостаток, ограничивающий использование – большие первичные затраты на комплектующие и монтаж, достигающие от 300 тысяч до 1,5 млн. рублей.
Эффективность геотермальных насосов при морозах от 25оС резко снижается, опускаясь ниже 90%. В этом случае для поддержания комфортной температуры включают электрообогрев с помощью котлов, конвекторов или инфракрасных излучателей.
В процессе работы котлового оборудования и вентиляции часть тепла улетучивается за пределы дома с продуктами сгорания или тёплым, но загрязнённым воздухом.
Принцип работы бытового рекуператора воздуха.
В рекуператорах воздух улицы подогревается выходящими из дома тёплыми потоками. Для циркуляции используются вентиляторы.
Лучшие модели могут иметь КПД до 60%, что считается отличным результатом. Рекуператоры эффективны для больших по площади домов, обогреваемых мощными котлами. Это нетрудно доказать простыми расчётами.
КПД современных газовых котлов достигает 80-95%, это значит, что до 20% тепла уходит в отводящую трубу.
Например, котёл 20 кВт «отправляет в атмосферу» до 4 кВт тепла. Если учесть, что рекуператор может «вернуть» 50%, то максимальная мощность такого устройства будет достигать 2 кВт. Использование вентиляторов в круглосуточном режиме может свести к нулю эффективность устройства. Учитывая стоимость рекуператора, покупка прибора и монтаж воздуховодов могут окупиться не ранее, чем через 10-15 лет.
Вывод:
рекуператоры эффективны при установке в системы отопления мощностью свыше 40 кВт.
Выбирая способ отопления частного дома, оценивают необходимую мощность оборудования, доступность разных видов топлива в регионе проживания, возможность и желание заниматься ручной подачей топлива и утилизации продуктов сгорания. Ошибки в выборе приводят к излишним затратам на приобретение дополнительного оборудования и расходы на энергоносители.
Теплохозяйство Газовый котел
Отопление магистральным газом — самый бюджетный вариант, если не брать в расчет стоимость подключения. Бывает, можно подключиться за 200 000 с учетом проекта и всех согласований. Но если труба далеко, ценник иногда выходит за миллион, к придется ждать.
Начальные вложения: 560 000 . Как считали: стоимость подключения к газу принимаем за 500 000 — это психологический и финансовый барьер, выше которого подключение газа теряет целесообразность. Плюс мы учитываем расходы на котел — 40 000 , дымоход — 10 000 , подключение — 10 000 .
Цена энергоносителя: 0,73 рубля за кВт⋅ч тепла. Как считали: 1 м³ газа в Петербурге стоит около 6,8 . При этом 1 м³ газа с учетом КПД котла 90% дает примерно 9,3 кВт⋅ч тепла. Таким образом, 1 кВт⋅ч будет стоить: 6,8 / 9,3 = 0,73 рубля.
Минусы: для установки газового котла котельная должна соответствовать определенным требованиям, необходимо согласовывать проект.
Еще газовое оборудование запрещено обслуживать самостоятельно — у владельца дома должен быть договор со специализированной организацией. Годовое техническое обслуживание в Москве стоит около 12 000 , хотя в некоторых городах цены значительно меньше.
Как утеплить дом и сэкономить на отоплении
Я внимательно следил за процессом строительства дома и не экономил на утеплении. Строители установили двухкамерные утепленные окна, а под полом и крышей положили утеплитель с запасом. Но первая зима все равно была холодной.
Способы отопления частного дома
Теплохозяйство
Системы отопления отличаются теплоносителем и принципом работы.
Водяное отопление
— наиболее распространенный вариант, который используется в квартирах и загородных домах. В таких системах вода используется как теплоноситель. Когда вы слышите в батареях звук льющейся воды в начале отопительного сезона — это нагретый теплоноситель подается к отопительным приборам.
Электрическое отопление
можно использовать в помещениях, которые не были оборудованы обогревателями. Для нагрева комнаты достаточно установить электрический конвектор и подключить его к сети. Конвектор сам генерирует тепло, поэтому при таком способе отопления не требуется прокладка труб.
Воздушное отопление
— это обогрев помещений воздухом, который нагревается с помощью горячего пара или воды, а затем подается в помещение. Пример центрального воздушного отопления — система вентиляции в офисном центре, которая используется для поддержания комфортной температуры зимой во всем здании.
Паровое отопление
использует горячий водяной пар в качестве теплоносителя. Применяется на производственных предприятиях, где пар уже используется для производства.
По принципу работы разделяют локальное и центральное отопление.
Локальное отопление
— это обогрев собственного жилья. При оборудовании своей котельной вы сами отвечаете за ее работоспособность, запускаете когда хотите и выбираете желаемую температуру. Чем больше топите, тем больше потратите денег.
Центральное отопление
предоставляется централизованно, например для всех квартир в многоквартирном доме. Вы оплачиваете услуги отопления по фиксированными нормативам, а управляющая компания отвечает за оборудование котельной и отопление дома в холодное время.
В отличие от локального отопления, уже не получится выбрать, когда и какую температуру установить в радиаторах — это делается централизованно. Если открыть форточку в квартире, когда зимой станет очень жарко, за ваш счет будут греть улицу. Если установите терморегулятор на батареях для регулировки температуры, счет за услуги ЖКХ от этого не изменится, если в доме не установлен общедомовой прибор учета тепла — ОПУ. Кроме общедомового, на каждый стояк отопления нужен еще индивидуальный прибор учета тепла — ИПУ, иначе ваша экономия будет разделена на все квартиры дома.
Теплые полы
— еще один вариант отопления: нагревательные элементы устанавливаются под напольным покрытием и нагревают его. Для нагрева могут использоваться как электрические маты, так и водяное отопление.
Теплохозяйство
Другие способы повышения эффективности и экономичности отопления
Если вас интересует только вид топлива, пролистывайте сюда. Но мы считаем, что правильно начать с основ. Борьба за экономичность возможна не только через снижение потерь, но и другими способами:
Выполнение каждого пункта способно сэкономить от 2 до 5% энергоносителей, а в сумме снизить затраты до 20%.
Виды и типы систем отопления
Правильно подобранная система позволяет использовать выбранное топливо с наибольшей выгодой.
Наглядная схема типичной однотрубной системы отопления.
оптимальна для небольших домов с 3-4 радиаторами в контуре. Небольшое количество труб сводит к минимуму неэффективную отдачу тепла через их стенки.
Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.
обеспечивают равномерный прогрев всех радиаторов. Не придётся увеличивать мощность котла и потребление энергоносителей, так как в самой дальней комнате температура поддерживается на нужном уровне.
Дома до 2 этажей и площадью до 150 м2 эффективно оборудовать энергонезависимой системой гравитационного типа, не требующей циркуляционных насосов и дорогостоящих расширительных баков.
В регионах с тарифами на электроэнергию, зависимыми от времени суток, выгодно устанавливать гидроаккумуляторы большой ёмкости. Ночью котёл нагревает воду, а после подключения дневного тарифа около 2-3 часов отопление происходит за счёт циркуляции теплоносителя из гидроаккумулятора.
Правила монтажа радиаторов
Правильное размещение радиаторов позволяет избежать снижения теплоотдачи:
Точные рекомендации указаны в паспортах приборов. Примерные потери по теплоотдаче при различных вариантах размещения показаны на рисунке ниже.
Изменение тепловой мощности радиатора в зависимости от размещения и наличия экрана.
Снижение температуры компенсируют установкой радиаторов с большим количеством секций. Увеличивается объём циркулирующего теплоносителя, на разогрев которого понадобится дополнительное топливо.
Диагональный способ подключения.
Боковой способ подключения.
Повысить эффективность теплоотдачи можно, используя диагональное подключение радиаторов. Боковое подключение снижает теплоотдачу, но лучше всего подходит для гравитационных систем. Менее всего эффективны радиаторы с нижним подключением – это можно считать «платой» за невидимые трубы, скрытые в полу или стене.
Блоки управления газовых и электрических котлов реагируют на температуру теплоносителя, что не позволяет своевременно регулировать интенсивность работы при изменение погодных условий. Современные котлы допускают подключение выносных датчиков температуры воздуха в помещении, что объективнее отражает потребность в увеличении или снижении мощности оборудования.
Котёл с подключенными датчиками и таймерами поддерживает необходимую температуру ночью и в период отсутствии хозяев, что также снижает затраты на отопление.
При любом типе разводки труб и подключении радиаторов есть возможность изменять теплоотдачу прибора.
Устанавливают ручные или автоматические регуляторы. Это позволяет в некоторых помещения поддерживать пониженную температуру, что сказывается на экономии энергоносителя.
Современные радиаторы имеют мощность одной секции от 100 до 210 Вт. При покупке обращают внимание на этот параметр, указанный в паспорте прибора. Дополнительные секции заполняют теплоносителем, который придётся разогревать и перемещать по трубам с помощью более мощного циркуляционного насоса, что увеличивает расходы.
Образование кальциевых отложений на внутренних стенках теплообменника и радиаторов снижает эффективность оборудования.
Важно использовать чистую мягкую воду или антифриз, рекомендованный производителем теплового оборудования. Необходимо контролировать состояние фильтров грубой и тонкой очистки теплоносителя, а также чистоту воды (антифриза).
