Автономное отопление здания. Автономное отопление частного дома: какой вид выбрать

Борьба за независимость — это своеобразный дух нашего времени. В данном случае мы говорить будем не о политических, а об экономических аспектах этого явления, а именно — об автономном отоплении объекта. Рост тарифов, цен на энергоносители привел к тому, что население и предприятия массово начали отказываться от услуг теплоснабжающих организаций. Основная причина — бесконтрольный рост стоимости услуг по отоплению и горячему водоснабжению, низкое качество предоставляемых услуг. Если еще каких то 15-20 лет назад наличие в квартире газовой колонки для подогрева воды считалось определенным неудобством и своеобразным пережитком прошлого, то сейчас к такому «пережитку» всеми силами пытаются вернуться многие обладатели недвижимости с системами центрального отопления и горячего водоснабжения.

История отопления помещений — это история индивидуальных отопительных систем. Централизованные системы отопления появились сравнительно недавно (в 17- 18 веке). До этого человечество отапливало свои жилища при помощи индивидуального отопления (если это можно так назвать). Централизованное отопление было крайне не эффективным. Первые системы появились в Франции, Англии, Германии. Система центрального парового отопления была запатентована в 1793 году, хотя ее еще в 1745 году изобрел англичанин Кук. Водяная система отопления была предложена французским физиком Боннеменом в 1777 году. Но только в середине 19 века стали появляться системы центрального отопления в том виде, в каком мы привыкли их наблюдать и в наши дни. Котельные обеспечивали теплом определенные районы. Наиболее бурный рост систем центрального отопления был отмечен в Америке в начале 20 века. Это было вызвано бурным развитием городской инфраструктуры. В Европе массово начали внедрять системы центрального отопления в Германии. Первая котельная была построена в 1900 году в Дрездене. В Советском Союзе системы центрального отопления начали массово развиваться после 1924 года. Однако прощаться с индивидуальными системами отопления было преждевременно. Это обусловлено тем, что центральная система отопления была эффективна только при наличии большого числа потребителей. Применять такие системы в условиях застройки индивидуальным жильем оказалось не выгодно. По прежнему в частном секторе преобладали автономные системы отопления. Более того, после развала СССР вся громоздкая и энергоемкая система центрального отопления и горячего водоснабжения стала буквально разваливаться на глазах. Рост цен на энергоносители, хроническая неплатежеспособность населения продолжают разрушать эту систему. Строительные организации в последнее время возводят многоквартирные жилые дома, которые получают тепло от автономных систем отопления и горячего водоснабжения, что многократно выгоднее и эффективнее централизованного способа.

Виды энергоносителей для отопительных систем

Говоря об автономном отоплении любого помещения, прежде всего, стоит определиться с топливом (энергоносителем) которое будет потреблять Ваша система отопления. Не смотря на то, что рынок предлагает множество видов отопительных систем, все эти системы потребляют один или несколько видов топлива (комбинированные автономные системы отопления). Самыми распространенными энергоносителями являются:

твердое топливо (уголь, торф, пеллеты и т.д.);
жидкое топливо (дизельное топливо, мазут и т.д.);
природный газ (в том числе и биогаз);
электрическая энергия;
другие источники энергии.

Большинство систем автономного отопления проектируют из расчета использования перечисленных выше энергоносителей. Прежде, чем сделать выбор в пользу той или иной системы, нужно предварительно сделать выбор того энергоносителя, который будет использоваться. В первую очередь нужно выбирать не тот энергоноситель, который дешевле всего, а тот, который реально можно подать (привезти) на Ваш объект. Кроме того существует целый ряд дополнительных условий, которые необходимо соблюсти прежде чем Вы начнете работу над самой системой отопления. Например, Вам ни одна организация не разрешит установить в квартире отопительную систему, которая работает на жидком топливе. Или другой вариант — до ближайшего газопровода, к которому можно подключить систему отопления Вашего загородного дома, около 20км. Не трудно догадаться, что стоимость работ по газификации такого объекта будет просто огромной. Вот и приходится выбирать именно тот энергоноситель, который доступен непосредственно в том месте, где расположен объект. Давайте рассмотрим отопительные системы, которые работают на разном виде топлива.

Этот вид топлива применяется для отопления жилья издревле. Вариантов использования данного вида топлива для отопления очень много. Самый простой — сжигание твердого топлива в печке(камине). Для небольшого помещения (домик на дачном участке, небольшие хозяйственные постройки) такой способ отопления является, пожалуй, самым экономически оправданным. А вот отапливать таким устаревшим «традиционным» способом большой дом в настоящее время не выгодно даже в тех районах, где твердое топливо (древесина, уголь, торф и т.д.) в избытке. Больше времени уйдет на заготовку и складирование топлива, которое занимает достаточно большой объем. Современные системы отопления на твердом топливе представляют собой котел, который сжигает твердое топливо и при этом нагревает теплоноситель (чаще всего воду), посредством которого и производится отопление строения. КПД подобных систем во много раз выше, чем у стандартных печей, которые используют для отопления. Очень часто подобные системы комплектуются специальным насосом, для принудительной циркуляции теплоносителя. Есть у подобных систем отопления отрицательная сторона. Котлы на твердом топливе требуют периодического присутствия оператора для загрузки сжигаемого материала, удаления продуктов сгорания. Оставить подобную систему отопления работать в автономном режиме можно только на ограниченный промежуток времени, который обусловлен скоростью сгорания энергоносителя и емкостью бункера для топлива, а также наличием системы автоматической подачи энергоносителя.

Современные твердотопливные котлы, которые сжигают пеллеты и оснащены автоматической подачей топлива могут работать в автономном режиме несколько суток. Кроме того, благодаря применению в таких котлах пиролизной системы сжигания топлива значительно уменьшается количество потребленного топлива, достигается максимальное его сжигание, увеличивается КПД отопительной системы в целом. Принцип работы пиролизных (газогенераторных) котлов заключается в следующем. Под воздействием высокой температуры из твердого топлива начинает выделяться газ, который сжигается через специальную форсунку вместе с самим основным топливом. Благодаря такому способу сжигания топлива КПД котла составляет до 87%, что является достаточно высоким показателем. Однако, в отличии от обычных твердотопливных котлов, данному пиролизному котлу требуется электричество для работы системы автоматики. Еще один способ снизить потребление топлива и увеличить КПД такой системы — использовать тепловые аккумуляторы, которые представляют собой накопительные емкости большой вместимости, жидкость из которых нагревается в процессе сжигания топлива, а потом отдает тепло во время циркуляции по отопительной системе. Благодаря большому объему данная система обеспечивает поддержание оптимальной температуры в помещении даже в тот момент, когда не происходит сгорание топлива.

Стоит отметить, что системы отопления, где в качестве энергоносителя применяется твердое топливо чаще применяют на крупных объектах, а не в домашнем хозяйстве, так как осуществлять постоянный контроль за наличием топлива, загружать твердое топливо в бункер, чистить камеру сгорания — это достаточно трудоемкий процесс, который отнимает определенное время. Очень часто такие системы можно встретить на деревообрабатывающих предприятиях, мебельных фабриках, в маслоцехах (сжигание шелухи).

Если учесть тот факт, что стоимость отопления помещений при помощи жидкого топлива незначительно превосходит стоимость отопления твердым топливом, то становится понятно, почему таким системам отопления отдают предпочтения, особенно в домашнем хозяйстве. Хотелось несколько слов сказать о таком, достаточно новом виде топлива, как пеллеты. История появления этого топлива достаточно проста — утилизация отходов деревообрабатывающей промышленности. Пеллеты представляют из себя гранулы, которые получены путем прессовки стружек, опилок. Отходы деревообработки предварительно проходят сушку, обработка разного рода химическими веществами не производится. Есть специальные нормативы и стандарты , которым отвечают пеллеты. Вот основные характеристики пеллет:

Теплотворная способность — 18 MJ/ кг (5 кВт час/ кг)
Диаметр — 10 мм (как правило 6 мм)
Длина — 5 х диаметр
Содержание воды (влажность) — около 10%
Объёмная плотность — 1, 12 кг/ дм 3

Отопительные системы на жидком топливе также широко распространены, имеют отличные показатели (некоторые котлы имеют КПД около 89%), достаточно экономичны, могут длительное время работать в автономном режиме. Согласитесь, иметь котел на твердом топливе в степном регионе страны — значит сознательно обрекать себя на поиски топлива. Особенно это касается тех регионов, где нет не только лесов, но и не добывают уголь или торф. Доставка твердого топлива к Вашему строению обойдется достаточно дорого. Именно по этой причине в таких регионах используют котлы на жидком топливе. Часто подобные системы отопления устанавливают в современных коттеджных поселках, куда еще не проведен магистральный природный газ и линии электропередач не позволяют подключить мощное отопительное оборудование. В некоторых случаях наличие подобных отопительных котлов обусловлено спецификой деятельности предприятий. Например, на крупных автомобильных предприятиях или станциях технического обслуживания в таких котлах сжигают отработанное масло, мазут. Выгода очевидна — в результате сгорания вырабатывается тепловая энергия и нет необходимости платить за утилизацию отработанных ГСМ (горюче- смазочных материалов). Совершенно естественно, что и такая система отопления не может быть применена в современной квартире. Ни одна проектная организация не позволит Вам установить в квартире емкости для топлива.

Самое главное преимущество отопительной системы на жидком топливе перед системами на твердом топливе — это возможность длительное время работать в автономном режиме без контроля человека. Единственное, что ограничивает работу подобной системы — наличие достаточного запаса топлива и резервного электропитания. Кроме этого на качество работы системы отопления влияет качество применяемого топлива, срок его хранения. Чаще всего в качестве энергоносителя применяется дизельное топливо. Оно достаточно приемлемо по цене, его легко хранить. Стоит помнить, что дизельное топливо по качеству должно соответствовать ГОСТ 305-82. Гарантийный срок хранения данного вида топлива с момента производства составляет 5 лет. Условия хранения данного топлива должны соответствовать требованиям ГОСТ 1510-84 . Именно от условий хранения топлива будет зависеть его качество и качество работы всей отопительной системы.

При сгорании нефтепродуктов могут образовываться частички сернистых соединений, которые оседают на поверхности топливных камер. Именно по этой причине поверхности, которые имеют непосредственный контакт с пламенем горелок, изготавливают из чугуна, что приводит к значительному росту веса котла. Также как и котлы на твердом топливе, котлы на жидком топливе нуждаются в сезонном обслуживании (удаление продуктов сгорания).

Газовые отопительные системы

Газовые отопительные системы являются самыми распространенными не только в индивидуальном, но и в коллективном хозяйстве (централизованное отопление). Это вызвано тем, что газ в настоящий момент является наиболее дешевым энергоносителем.

Можно выделить два основных направления развития газового отопления:

отопление при помощи сжиженного газа, в том числе и при помощи биогаза;
использование магистрального газа.

Отопление сжиженным газом является своеобразной альтернативой твердому и жидкому топливу. Эффективность такого отопления очень высока, но и затратная часть в несколько раз может превысить стоимость приобретения и монтажа стандартной системы отопления на твердом топливе. Дело в том, что подобные системы отопления требуют обязательной регистрации в органах Ростехнадзора. Кроме этого предстоит выполнить целый ряд работ, которые связаны с оборудованием хранилища для сжиженного газа.

Подобные работы лучше доверять тем предприятиям, которые готовы предоставить Вам весь комплекс работ «под ключ» — начиная от разработки и согласования проекта и заканчивая монтажом оборудования и пуском его в эксплуатацию. Практика показала, что подобные проекты теплоснабжения имеют достаточно короткий срок окупаемости в сравнении с отоплением твердым или традиционным жидким топливом. Биогаз является альтернативным, достаточно новым видом топлива, которое получается в результате переработки органических отходов. В сельскохозяйственных районах подобные установки успешно конкурируют с магистральным газом. Естественно, что для частного дома наличие такой установки дело крайне не выгодное. Но вот для небольшого фермерского хозяйства подобное решение позволит не только значительно сократить расходы на отопление, но и сделает независимым от колебания цен на энергоносители. Установка по производству биогаза позволит решить не только вопросы отопления, но и энергоснабжения объекта, заправки автомобилей топливом. Биогазовая установка достаточно проста по своей конструкции и включает в себя следующие элементы:

устройство для подготовки органического сырья;
устройство для получения и сбора биогаза;
устройства транспортировки, очистки, хранения газа;
потребляющие устройства (отопительные котлы, электростанции, установки получения сжиженного газа и т.д.).

Котлы для работы на сжиженном газе бывают самой разной мощности — начиная от нескольких кВт и до мощных систем централизованного отопления. Например, итальянская фирма BERETTA производит широкий спектр таких котлов.

Если биогаз приемлем для сельской местности, то в городских условиях более дешевых энергоносителей чем природный газ просто не существует. Отопительные системы работающие на природном газе могут применяться как в качестве автономного теплоснабжения квартиры (офиса, дома), так и для обогрева целых районов. Все зависит только от мощности оборудования.

Широкий спектр отопительного газового оборудования производят фирмы BOSCH, JUNKERS, ROCCA, VEISSMANN и многие другие.

Электрическое отопление очень часто используют либо в качестве вспомогательного источника тепла (теплые полы, ик- обогрев), либо используют в условиях где нет возможности использовать другой источник энергии. Не смотря на то, что электроэнергия является достаточно дешевым энергоносителем, обустроить отопление дома без дополнительных вложений Вам не получится. Дело в том, что для нормальной работы системы электрического отопления придется проектировать не стандартную линию к дому (квартире, офису) мощностью до 10 кВт, однофазная, а нужна линия 380 В. Такие линии требуют отдельного согласования. Вариантов организации отопления объекта при помощи электричества несколько — это либо традиционный способ нагрева теплоносителя и подача его по трубопроводу к радиаторам, отопление при помощи индивидуальных отопительных приборов (конвекторов), либо смешанный вариант.

Отопление при помощи конвекторов уместно в квартире либо в небольшом строении. Если же вам необходимо организовать отопление объекта площадью 200 и более м. кв. то скорее всего придется монтировать гидравлическую систему отопления с электрическим котлом. К недостаткам электрического отопления можно отнести очень высокую мощность, что делает практически невозможным использовать отопительную систему с питанием от резервных источников электроэнергии. Есть некоторые особенности связанные с типом теплоносителя. Дело в том, что традиционная вода, которая закачивается в отопительную систему, очень пагубно влияет на работоспособность нагревательных элементов котла. Применение специальных жидкостей (например — антифриз, тосол) в какой то степени снимает эту проблему, но существенно влияет на стоимость самой системы, делает крайне затруднительным подпитку системы данным типом теплоносителя.

Есть множество способов сократить затраты при использовании электрических котлов. Одним из таких способов является использование многотарифного счетчика электроэнергии и накопителя тепла (теплового аккумулятора). Принцип работы подобной системы достаточно прост. Нагрев накопителей (аккумуляторов) тепла происходит в ночное время, когда тариф на электроэнергию самый низкий. Потом, в течении дня отопление происходит за чет накопленной тепловой энергии, а основная отопительная система включается только тогда, когда аккумуляторы исчерпывают свои запасы.

Другие отопительные системы

Прежде всего стоит вспомнить о все более популярных солнечных батареях (коллекторах). Благодаря вакуумным коллекторам инфракрасная энергия улавливается специальными панелями, которые состоят из комплекта стеклянных двухслойных вакуумных трубок и преобразуется в тепловую, при этом происходит нагрев теплоносителя. Солнечные коллекторы также рекомендуют использовать в комплексе с тепловыми аккумуляторами.

Еще более оригинальный способ отопление помещений — использовать тепло Земли. Это стало возможно благодаря использованию специальных тепловых насосов. Идея подобного отопления заключается в следующем. Тепловой насос может поглотить тепловую энергию любого предмета (в данном случае земли) и использовать ее для отопления. Земная поверхность, а точнее грунт, является своеобразным тепловым аккумулятором, который в течении теплого периода накапливает в себе солнечную энергию. На определенной глубине температура грунта постоянная в течении года. Именно это свойство и положено в основу такого отопления. Производится бурение скважин на определенную глубину, установка системы трубопроводов по которым будет циркулировать теплоноситель. Срок службы теплового насоса около 20 лет. За это время подобная система отопления полностью покрывает все затраты. Более того, подобная система не подвержена каким либо влияниям экономики, курса валют и т.д.

Тепловые насосы способны извлекать тепло не только с земли, ни и из воды. Как известно, температура вод мирового океана не опускается ниже 3 — 5 градусов тепла. Подобная система труб может быть закреплена на дне любого водоема и использовать тепло воды в Ваших целях. Человечество всегда было оригинально в решении своих повседневных проблем. Однако более странной системы отопления мне еще не довелось встречать. В одном из шведских отелей создана система отопления, которая использует тепло коровьего молока . Рядом с отелем расположена ферма, молоко с которой по трубопроводу поступает в отопительную систему отеля. Молоко для такого отопления дает более 1100 коров. Более того — молоко таким образом охлаждается и прекрасно сохраняется.

Отопительные системы, в том числе и автономные системы отопления различаются не только по виду энергоносителей, но и по видам теплоносителя, а именно:

воздух;
жидкость;

Гидравлические (жидкостные) системы отопления бывают с естественной и принудительной циркуляцией. Естественная циркуляция осуществляется за счет свойства жидкости расширяться при нагревании. Принудительная циркуляция осуществляется за счет насоса. Также есть различия в системе доставки теплоносителя к радиаторам отопления:

однотрубная система подачи теплоносителя;
двухтрубная система подачи теплоносителя;
комбинированная система.

Название этих способов подачи говорит само за себя. В первом случае теплоноситель транзитом по одной трубе, которая последовательно соединяет все радиаторы, проходит по всей системе и возвращается в котел. К недостаткам такой системы можно отнести тот факт, что первые радиаторы будут очень горячими, в то же время на выходе из системы температура будет достаточно низкой. Так же нет возможности индивидуально регулировать температуру радиатора. Во втором способе используется принцип индивидуальной подачи теплоносителя к радиатору из общей магистрали. Это наиболее распространенный, но и более дорогой способ подачи теплоносителя.

Любая система отопления — это комплекс материалов и оборудования, при помощи которого осуществляется отопление помещения. Обычно система отопления состоит из:

отопительного котла, в некоторых случаях и циркуляционного насоса;
теплотрассы;
приборов отопления (радиаторов);
устройства контроля температуры и безопасности системы.

Эффективность и экономичность работы всей системы отопления будет на прямую зависеть от слаженной работы всех ее составных частей. Полнота сжигания топлива, минимизация тепловых потерь, правильно подобранные отопительные приборы — все эти факторы так или иначе влияют на работу системы отопления.

Выбор системы индивидуального отопления для квартиры

Зная особенности работы отопительной системы давайте попробуем выбрать оборудование для отопления квартиры в жилом доме. Сразу хотелось бы отметить, что прежде чем приступать к подобным работам, Вам необходимо получить все соответствующие разрешения, выполнить проектные работы, получить разрешение на отключение от централизованного отопления и горячего водоснабжения. Это достаточно длительный процесс, который потребует не только много времени, но и денежных вложений. Для отопления квартиры лучше всего приобретать двухконтурный котел с герметичной камерой сгорания. Такой котел позволит Вам не только отапливать помещение, но и обеспечит Вас горячей водой. Кроме того, продукты сгорания будут выбрасываться в атмосферу непосредственно через трубу в стене, минуя вентиляционные системы дома. Дело в том, что получит разрешение на подключение дымохода котла к вентиляционной системе многоквартирного дома крайне сложно из за различный как бюрократических, так и технических сложностей. Именно по этой причине лучше приобретать более дорогой котел с герметичной камерой сгорания.

Рассматривать дешевые варианты мы не будем, так как экономия на безопасности просто неуместна. Кроме того, газоснабжающие организации разрешат установить исключительно сертифицированное оборудование.

Нужно помнить, что для отопления 10 м. кв. стандартной площади необходимо затратить около 1 кВт энергии. Для отопления квартиры общей площадью около 100 м кВ Вам понадобится котел мощностью не менее 10-12 кВт. Нужно так же отметить, что современные настенные двухконтурные газовые котлы изготавливают в основном мощностью от 20 кВт. Этого запаса мощности более чем достаточно для отопления помещений, даже если у этих помещений достаточно высокие тепловые потери. Кроме того, котел который работает на полную мощность быстрее исчерпает свой, так сказать запас прочности, или ресурс. Да и расход газа при работе на полную мощность Вас не обрадует.

В качестве первого «претендента» на роль домашней «котельной» мы взяли котел GCB 24 Basic X Fi фирмы ELEKTROLUX стоимостью около 21 000 рублей. Продукция этой фирмы отличается высоким качеством, долговечностью. Данный котел прекрасно подходит для отопления и горячего водоснабжения небольших помещений. Единственное неудобство — открытая камера сгорания.

Это означает, что Вам нужно получить разрешение на подключение данного котла к системе вентиляции дома. В остальном работа котла ничем не отличается от работы двухконтурного котла с герметичной камерой сгорания. К достоинствам данного котла можно отнести возможность работы с системой «Теплый пол», наличие системы антизамерзания, наличие модуляции (регулирование мощности в течении работы). Котел позволяет подключать систему дистанционную систему управления (программатор), что делает работу с котлом еще более удобной.

Двухконтурный котел с герметичной камерой сгорания гораздо дороже. Его стоимость составляет около 39000 рублей. Это вызвано в первую очередь наличием герметичной камеры сгорания с принудительным отводом продуктов сгорания. Данный котел имеет привлекательный дизайн, достаточно компактен, удобен в обслуживании и повседневной эксплуатации.

Котел имеет встроенный расширительный бачек, циркуляционный 3 х скоростной насос, систему от замерзания жидкости. Без неисправностей и ошибок, увы, не обходится ни одна, даже самая надежная техника. Большим преимуществом данного котла является система автоматического определения ошибки и система индикации, которая позволит Вам быстро разобраться в сложившейся ситуации и устранить ошибку в кратчайший срок. Ошибки могут быть самые разные, например, вы просто забыли открыть газовый кран. Котел это определит и подаст Вам сигнал.

Двухконтурный газовый настенный котел Micra 2 24 SE от фирмы HERMANN, стоимостью около 39500 рублей, обладает некоторыми преимуществами, которых нет у конкурентов. Например, котел имеет возможность отключения внутреннего циркуляционного насоса при наличии в системе дополнительных насосов.

Это позволяет снизить энергозатраты. Кроме того, в данном котле имеется возможность установить более мощный вентилятор дымоудаления в камере сгорания. Это дает возможность использовать дымоход больших размеров, что возможно далеко не во всех котлах. К особенностям данных котлов относится и система плавного розжига, что в значительной мере продлевает срок службы изделия и делает его более безопасным.

Не вспомнить о продукции фирмы BOSCH было бы просто не возможно и не правильно. Уже долгие годы предприятие выпускает качественную отопительную технику, которая пользуется огромной популярностью у покупателей. Немецкая точность и надежность, великолепный дизайн, прекрасные технические характеристики — вот те качества, которыми отличается продукция этого производителя. Линейка газовых настенных котлов , а именно модели ZSC 24-3 MFK / ZWC 24-3 MFK / ZWC 28-3 MFK / ZSC 24-3 MFA / ZSC 35-3 MFA / ZWC 24-3 MFA / ZWC 28-3 MFA / ZWC 35-3 MFA смогу удовлетворить желания и требования любого взыскательного покупателя. Котлы производятся как с обычной, так и с герметичной камерой сгорания, автоматической модуляцией пламени газовой горелки, практически бесшумные в работе.

Все описанные выше котлы являются отличными образцами европейской техники. Советовать ту или иную модель крайне тяжело, да и, скорее всего, не уместно. Каждый котел имеет свой неповторимый дизайн, который прекрасно впишется в интерьер Вашего помещения, расширить возможность каждого котла можно путем приобретения дополнительного оборудования. Можно дать только один совет. К сожалению сервисная сеть не везде одинаково развита. Выбирайте именно то изделие, работоспособность которого смогут восстановить в максимально короткие сроки в Вашем регионе. Именно этот показатель является достаточно весомым аргументом при выборе отопительной техники. Согласитесь, что остаться без отопления на несколько дней из- за ожидания какой либо вышедшей из строя детали — это крайне неприятно. Тем более, что есть риск заморозить теплоноситель, а это может обернуться еще более значительными финансовыми потерями.

Дополнительное оборудование, радиаторы и трубопровод

К дополнительному оборудованию, которое может понадобиться вам для обустройства автономной системы отопления можно отнести специальные газоанализаторы, которые не только своевременно смогут обнаружить утечку газа, но и перекрыть автоматически газопровод. Большинство проектов выполняется с учетом установки подобных систем контроля. Вам остается только выбрать соответствующее оборудование из того, что может предложить проектно- монтажная организация. Это необходимо сделать на стадии работы над проектом газоснабжения, так как все данные, в том числе и наименование выбранного котла, его заводской номер в обязательном порядке вписываются в проектную документацию.

Особое внимание уделите вентилям, которые будут установлены не только на воду, но и на газ. От этого во многом зависит не только долговечность работы оборудования, но и безопасность. Рассказывать об опасности утечек газа мы не станем, а вот то, что плохой вентиль может привести к утечке теплоносителя из системы отопления и тем самым привести к поломке дорогостоящего оборудования. В результате недостатка теплоносителя может произойти перегрев котла (не стоит думать, что «умная» автоматика всегда сможет уберечь оборудование от подобных неприятностей), многие циркуляционные насосы не рассчитаны на работу «в сухую», без теплоносителя.

Выбор радиаторов — это так же ответственный момент. Обратите внимание не только на дизайн, но и на мощность радиаторов. От этого во многом будет зависеть скорость прогрева Вашего помещения, экономичность отопительного котла.

Надеемся, что Вы смогли больше узнать о автономных системах отопления. Данная информация поможет Вам не только наглядно представить, что именно предлагают Вам продавцы и строители, но и более профессионально рассмотреть предложенную смету работ. А это, в свою очередь, сбережет Ваши средства. Удачного выбора.

Игорь Мовчан, специально для рмнт.ру

Автономное отопление представляет собой систему обогрева, все составляющие элементы которой находятся непосредственно в обогреваемом помещении. В состав системы входят соединенные друг с другом трубопроводы, подключенные к источнику тепла и радиаторам.

То есть работа рассматриваемой системы основывается на использовании . К нему подсоединяются трубы, выполняется их разводка в соответствии с требованиями конкретной ситуации, сами трубы подключаются к батареям, и уже они отдают основную часть тепла помещениям.

Для обустройства автономной отопительной системы могут использоваться котлы, работающие с применением разного топлива. Ознакомьтесь с основными особенностями подобной системы, достоинствами и недостатками каждой существующей разновидности, изучите положения руководства и приступайте к монтажу. Ничего сложного в собственноручном обустройстве такого обогрева нет.

Принцип работы автономной отопительной системы

Сердцем любой автономной отопительной системы является нагревательный котел. Главным различием, в соответствии с которым котлы классифицируются в отдельные группы, является тип применяемого топлива.

Принцип же работы котлов разных групп остается неизменным вне зависимости от модели оборудования и особенностей используемого топлива.

При сжигании загруженного топлива котел нагревает воду либо другой теплоноситель, используемый в конкретной автономной отопительной системы. Трубы же отдают тепло батареям и окружающему пространству.

От типа применяемого топлива зависят основные эксплуатационные и технические свойства нагревательного котла. Именно они оказывают прямое влияние на долговечность, надежность и производительнос ть устройства. Этими же свойствами определяется легкость управления отопительной системы и удобство ее эксплуатации.

Сложность установки системы индивидуального отопления также во многом зависит от особенностей котла. Вам нужно изучить особенности существующего оборудования и выбрать такую систему, которая наилучшим образом подойдет конкретно для вашего случая.

Разновидности автономных отопительных систем

Автономное отопление на основе имеет ряд преимуществ, среди которых необходимо обязательно отметить следующие моменты:

Современные ТЭНы, включаемые в конструкцию нагревательных котлов, служат более 15-20 лет. Помимо этого, современное отопительное оборудование имеет возможность программирования режима работы и основных параметров системы.

Цены на популярные электрокотлы

Электрокотёл

К примеру, владелец может запрограммироват ь котел на включение и выключение в определенное время, что очень удобно. Для реализации данной функции применяются датчики температуры воздуха.

В результате автономное отопление, спроектированное и обустроенное на основе электрического нагревательного котла, сможет работать без вмешательства владельца неделями, а то и целыми месяцами. Именно этот момент и определяет смысл автономности.

Полноценная автономная система должна быть способна поддерживать температурный режим на заданном уровне вне зависимости от погоды за окном.

Однако у электрического обогрева есть два существенных недостатка, а именно:

система требует наличия , а оно присутствует далеко не во всех населенных пунктах. Скачки электричества и его внезапные отключения могут привести к выходу нагревательного котла из строя;
сравнительно высокие тарифы на электроэнергию. Именно этот момент чаще всего останавливает владельцев, настроенных на обустройство электрообогрева, от реализации своих задумок.

Один из наиболее популярных вариантов. Обеспечивает максимально экономичный обогрев ввиду сравнительно низкой цены на газ. Других значимых преимуществ такое отопление не имеет.

Недостатков же намного больше. Среди них отдельного внимания заслуживают следующие моменты:

опасность оборудования;
высокая стоимость нагревательных котлов;
необходимость регулярного обслуживания профессионалами.

Также к числу существенных недостатков подобных систем нужно обязательно отнести их электрозависимос ть и пожароопасность. Поэтому можно рассматривать исключительно в качестве резервного и временного источника тепла.

Один из наиболее древних и распространенных вариантов обогрева. На современном рынке представлен большой выбор твердотопливных котлов, подходящих для обустройства автономного отопления.

Цены на популярные твердотопливные котлы

Твердотопливный котел Лемакс

Главным достоинством подобного оборудования является экономичность работы, обусловленная сравнительно низкой стоимостью энергоносителя.

В числе недостатков – необходимость отведения места для хранения топлива и потребность в постоянном контроле и обслуживании.

Порядок обустройства автономного отопления

Вне зависимости от выбранного типа энергоносителя порядок обустройства системы остается одинаковым. Различия присутствуют лишь на этапе установки непосредственно котла. Этот момент уточняется и рассматривается в отдельном порядке.

Новичкам лучше всего отдавать предпочтение электрическим котлам – такое оборудование наиболее просто в подключении и максимально удобно в использовании.

В целом же подключение автономного отопления выполняется в следующем порядке.

Первый шаг. Составьте либо закажите схему отопительной системы конкретно для вашего дома.

На этом же этапе рассчитайте оптимальное количество секций радиаторов обогрева. К расчетному значению добавьте запас в 15-20%. Этот запас обеспечит максимально высокую эффективность работы , которые в течение своей эксплуатации неизбежно засоряются, что приводит к ухудшению их теплоотдачи. Дополнительные секции рациональнее всего размещать в угловых комнатах дома.

Понятие автономное отопление , это вид отопления при котором отапливаемое помещение или не зависит от внешних факторов и источников, или имеет индивидуальный независимый источник тепловой энергии.

возможность самостоятельного регулирования температуры обогрева помещений;
автономное ◄ отопление дома можно эксплуатировать круглогодично;
позволяет избежать неудобств, связанных с поломками централизованной системы в зимнее время;
экономия – так как оплата осуществляется за фактически использованное тепло (газ, электроэнергию);
возможность выбора источника энергии – это может быть электроотопление, автономное газовое отопление ◄, котел, работающий на твердом или жидком топливе.

Наиболее распространенным и экономичным является автономное газовое отопление, так как газ – доступный, недорогой и экологичный вид топлива. Для сравнения – 1кВт/час обходится около 0,2руб., тогда как электроэнергия – 2,42руб., дизельное топливо – 1,72руб. Хотя, если нет возможности подключения газового котла, оптимальным выходом из ситуации может стать электроотопление.

Основным элементом, который включает система отопления частного дома, является котел. Его выбор зависит от способа монтажа (напольный или настенный), от способа тяги (естественная и принудительная), от типа розжига, от количества контуров (одно- и двухконтурные) и от мощности.
Также, в процессе выбора, принимается во внимание площадь объекта и его конструктивные особенности.

Чтобы автономное отопление дома работало эффективно, не доставляло владельцам неудобств и оправдывало свое предназначение, очень важен его грамотный расчет и профессиональный монтаж. Расчет отопления составляется индивидуально, с учетом потребностей здания в обогреве и его конструктивных особенностей, а также, исходя из типа устанавливаемого оборудования. Схема отопления частного дома должна соответствовать его планировке, площади и типу комнат. Таким образом, монтаж отопления состоит из нескольких основных этапов:

Осуществляется проектирование отопления, которое базируется на тепловых и гидравлических расчетах. Также проект должен включать необходимое для монтажа оборудование и план монтажа.
Подбор необходимого оборудования, которое обеспечит бесперебойное отопление загородного . На этом этапе важно согласовать с заказчиком все нюансы, касающиеся оптимального соотношения цена-качество и провести расчет отопления .
Комплектация оборудования согласно утвержденным расчетам.
Монтаж котла отопления. Это очень ответственный момент, которому следует уделить максимум внимания, так как установка должна соответствовать технической и нормативной документации.
Установка котельного оборудования. Сюда может входить установка насосов, фильтров, расширительных баков, бойлера, регулирующего, контрольно-измерительного и другого оборудования.
Организация распределительного коллектора. От него зависит удобство в процессе дальнейшей эксплуатации отопительной системы, так как коллектор отвечает за равномерное распределение теплоносителя по системе, упрощает ее ремонт, так как в случае поломки ответвления, его возможно отключить, не отключая при этом всю систему, а также позволяет осуществлять контроль над ней.
Монтаж трубопровода для отопления и водоснабжения. Также автономная система отопления может включать систему «теплый пол», поэтому в качестве материала для труб оптимальным решением является медь.
Подключение радиаторов отопления, монтаж точек водоразбора.
Подключение системы, а также проведение пуско-наладочных работ, в процессе которых проводится диагностика и настройка оборудования, выявляются дефекты, и проводится их устранение. Проводится процесс оптимизации работы системы с занесением рабочих показателей в техническую документацию, которая затем передается на руки заказчику.

Таким образом, отопление загородного дома – это сложный и трудоемкий процесс, требующий профессионализма, знаний и опыта, поэтому доверять его нужно только специалистам. Наша компания, имея огромный опыт в данной сфере, предоставляет широкий спектр услуг по подключению автономного отопления и водоснабжения, в которые входит:

проектирование отопления;
монтаж котла отопления и установка котельного оборудования;
организация трубопровода и подключение радиаторов отопления;
подключение системы;
проведение пусконаладочных работ.

На все проводимые нами работы, мы предоставляем гарантию.

Автономное отопление дома

Независимое отопление требуется во многих случаях не только для загородного дома, но и для организаций.

Отдельная котельная отопления

Подробнее об автономном отоплении приведем пример устройства автономного отопления фитнес центра. Проблема связанная с отоплением сложилась в отсутствии возможности провести теплотрассу от городской системы отопления, и по этому было принято решение об установке автономного собственного отопления.

Где расположить котел отопления и емкости к топливу. Решением было использовать металлические листы, и при помощи сварочного оборудования сварить маленькую собственную котельную. По скольку котел отопления установлен в независимом помещении, котлу отопления не требуется зависимость от других тепловых сетей, то устройство котельной можно смело назвать автономной котельной для отопления здания.

Топливом для работы котла, служит дизельное топливо

Баки с дизельным топливом расположены в соседней пристройке, по трубам от баков к котлу, дизельное топливо подходит к горелке, где топливо превращается в огонь, и тепловая энергия нагревает теплообменник котла.

На первый взгляд, ничего сложного, но для работы котельного автономного агрегата, требуется провести:

расчет тепловой мощности котла отопления;
расчет мощности циркуляционных насосов отопления;
расчет диаметров труб отопления ;
выполнить проектирование расстановки котельного оборудования;
подобрать соответствующую автоматику для автономной работы котла…

Далее, когда выполнен монтаж ◄ автономной котельной, установка автоматики, прокладка труб отопления ◄ от котельной к самому зданию, за системой котельного отопления требуется сервисное обслуживание и наблюдение.
Котел отопления будет работать в автономном режиме только в том случае, если выполняются все технические требования и нормативы. Самостоятельно проводить обслуживание автономного отопления не рекомендуется.

Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить себе желаемый комфорт. Оно важно и для общества в целом, и для сохранности окружающей среды. Кроме того, что при «точечном» отоплении исключаются теплопотери в магистралях (а это до 30% и более мощности ТЭЦ) и уменьшается необходимость к крупномасштабном промышленном строительстве, выброс парниковых газов становится рассредоточенным в пространстве и времени и куда легче «переваривается» естественным круговоротом веществ.

Примечание: при обычной весенней грозе в Подмосковье выделяется энергия примерно в 6-20 Мт тротилового эквивалента. А всего 100 кт ее же, выделившиеся мгновенно и в точке, на той же площади произведут катастрофические разрушения.

Полному выявлению преимуществ индивидуальных систем топления (СО) пока мешают 2 обстоятельства : технические новинки, обеспечивающие радикальную экономию топлива, очень дороги и окупаются за 20-40 лет, а профессиональное выполнение СО, помимо дороговизны, сковано стереотипами типового проектирования (невольный каламбур).При механическом переносе их на частные дома, спроектированные вразнобой, обогрев 1 куб. м их объема часто оказывается дороже, чем в квартире панельной многоэтажки, а расход топлива никак не лезет в экологические нормы. Поэтому для многих домовладельцев и застройщиков-частников вопрос, как сделать СО своими руками или хотя бы грамотно разработать ее схему, представляет животрепещущий интерес.

Данная статья – попытка осветить эти проблемы с точки зрения прежде всего минимизации расходов как на постройку СО, так и расходов на отопление в дальнейшем. Глобальная экономика, экология – это, конечно, очень важно. Но идти к ним нужно от благосостояния отдельных граждан, а не приносить жертвы некоему Левиафану.

Особый интерес как объект обогрева представляет собой двухэтажный дом. В массовом строительстве он невыгоден, там рентабельность напрямую зависит от этажности. Частники до недавнего времени вторых/полуторных этажей тоже избегали, сложно казалось и дороговато. Но с ростом цен на участки под застройку и налогов на землю и недвижимость этажи над первым становятся все актуальнее и для мелких домовладельцев.

Вместе с тем именно для полутора-двух этажного дома можно реализовать нетрадиционные схемы отопления, весьма экономные как по первоначальным расходам, так и в эксплуатации. Возможно, у строителя или теплотехника с «типовым» мышлением от взгляда на такой проект глаза выкатятся, но ведь работает! Греет!

Конечная наша цель – разработать автономное отопление с возможностью аварийного подключения альтернативных источников энергии, эксплуатационные расходы на которое не превысят таковых для квартиры в многоэтажке равной площади. Зарапортовались, милейший? Что ж, текст с инфографикой перед вами, читайте, судите сами.

Начальные положения

Взгляните на рис. Нет, это не конечный наш результат. Это схема отопления 2-этажного дома общей площадью 120-150 кв. м, разработанная по евростандарту DIN. Только схема СО, без обвязки котлов. Которая еще страхолюднее, а как в реале выглядит один лишь коллекторный узел, можете посмотреть на след. рис. справа. Сколько денег уйдет на одни лишь трубы-краны-темометры-манометры-крепеж? Не будем о грустном, поговорим лучше о динамике ставок по ипотеке. Черный юмор, простите.

Мы так делать не будем. Как попало – тоже. Мы для упрощения и удешевления СО используем тот факт, что понятие качества жизни нередко доводится до абсурда и превращается в свою противоположность. Применительно к данному случаю, во-первых, откажемся от управления электроникой и автоматического поддержания к комнатах заданной по отдельности температуры с точностью в плюс-минус 0,5 градуса. Человек не орхидея онцидиум Крамера, не виверра-кузиманза и не декоративный пони. Он сформировался отнюдь не в тепличных условиях и колебания температуры в 2-3 градуса в пределах диапазона комфортности ему только на пользу пойдут.

Второе, евростандарты терпеть не могут дышащих стен. Даже строительную древесину , а из живой строить в некоторых странах прямо запрещено. Почему – непонятно и нигде вразумительно не обосновано. Может быть, по той же причине, по которой стандартный евроиндивидуум под страхом мучительной смерти не станет есть дикие грибы и ягоды, но с удовольствием медленной струйкой пропускает в глотку виски-бурбон, в котором сивухи побольше, чем в сумской картофельной самогонке и от которого человека, привычного к крымским винам и армянскому коньяку, тут же выворачивает наизнанку.

Поконкретнее – в DIN заложена глухая , из-за чего приходится задавать промышленную норму циркуляции воздуха в 2 полных обмена в час. В итоге – теплопотери на вентиляцию составляют 60% общих. Мы же будем исходить из отечественной жилой нормы – 1 обмен/час и 40% вентиляционных теплопотерь. А в экстренных случаях (форсированный обогрев в аномальный мороз, перебои с энегоносителями) вспомним и о медицинском минимуме: человеку для дыхания требуется в среднем 7 куб. м воздуха в час.

Т.е., мы отказываемся от негласно сложившегося принципа «дайте нам коробку, а уж батареи в ней мы как-нибудь распихаем» и попробуем разработать комплексный проект СО в увязке с отапливаемым строением. Приоритетной задачей поставим себе всемерное снижение неустранимых теплопотерь, тогда и меры по утеплению дома окажутся куда действеннее и дешевле.

Наконец, положим, что мы не белоручки, а работа на себя не в тягость будет. Типовая СО предполагает сдачу заказчику под ключ, после чего строители, получив от хозяина причитающееся, уходят на другой объект. Нам же грех будет потратить 3-5 дней на настройку готовой системы под здание один раз и навсегда. Индивидуальное отопление, требующее настроечных работ, оказывается проще, дешевле, надежнее и создает больший комфорт, чем типовое, модифицированное под произвольную планировку; нам ведь в таком случае можно будет сузить запасы по расчетным коэффициентам.

О двух котлах

На схеме выше 2 котла, включенных последовательно, каскадом. И одинаковых, т.е. не под основное и аварийное топливо. Зачем?

Дело в том, что отопительные котлы держат паспортный КПД вниз до 10-12% от номинальной мощности, затем от резко падает. Но для форсированного обогрева в сильный мороз мощность котла нужно брать в 2-3 раза больше расчетной по усредненным климатическим показателям. Тогда предел ее регулировки падает до 3-5 крат, а для полного комфорта требуется регулировка в течение отопительного сезона раз в 10-20, смотря по местному климату. Вот и приходится ставить 2 котла номинальной (расчетной) мощности: включенные каскадно, они дадут как раз нужные пределы мощности не в ущерб запасу на форсаж.

Примечание: мы и здесь попробуем сэкономить – основной котел возьмем расчетной мощности с форсажным запасом, а для затяжного межсезонья или аномальных холодов подключим простенький и дешевый на дополнительном или альтернативном энергоносителе. Включать/выключать его придется вручную, но уж потерпим ради экономии.

О чем нужно помнить!

Есть такое фундаментальное научное понятие – энтропия. Оно, грубо говоря, означает всеобщее стремление к беспорядку. Все на свете хочет затеряться, замусориться, запылиться, расползтись, рассыпаться, растечься. Для поддержания порядка приходится тратить некоторую энергию . Что это значит применительно в СО, разберем на примере. Кстати, энтропия и родилась из термодинамики.

Допустим, ударил мороз или потребовалось усиленное проветривание. Котел «поддал жару», а потом, когда необходимость форсажа прошла, притух ниже номинала, пока СО не остынет. Поскольку теплопотери всегда направлены наружу, на форсированный прогрев потребуется больше времени, чем на уменьшенный во время остывания СО. Это явление называется тепловым гистерезисом и обусловлено тепловой инерцией котла и СО. Куда и как девается энергия излишне сожженного топлива – вопрос интересный для физика, но требующий долгого обсуждения, поэтому просто примем к сведению: тепловой инерции СО нужно добиваться как можно меньшей. В частности – не использовать излишне мощные котлы.

Если, к примеру, по широте души русской купить котел мощности в 5-7 раз больше расчетной, то к уменьшению КПД на нижнем пределе мощности заметно прибавятся и теплопотери на гистерезис, котел-то большой, объем его рубашки сравним с объемом труб и радиаторов. А потом приходится читать на форумах: «Они чем-то газ разбавляют! По теплорасчету выходит расход 170 кубов в месяц, а Будерус жрет 380!» Конечно, жрет. А куда ему деваться, если вместо честно заслуженного на фирменных испытаниях КПД в 85% его заставляют работать еле на сорока. Воды-то в рубашке от этого не убавляется.

Чем греться?

Ну что ж, пора и к делу. И первым делом разберемся, какие виды отопления бывают и какое себе выбрать. Т.е., выберем теплоноситель, из него вытекает и все остальное.

Воздух

Естественную циркуляцию теплого воздуха в помещении создают отопительные печи. Мы к ним вернемся ненадолго в конце, но пока отметим как факт: теплоемкость воздуха очень мала, и для полноценного воздушного отопления необходим либо воздухонагреватель большой площади, либо достаточно интенсивный конвективный поток.

Первый случай – . Нагретый воздух в комнате с теплым полом мало соприкасается со стенами и окнами, а его температура невысока. Тепловая инерция очень мала, т.к. она прямо зависит от теплоемкости теплоносителя. Поэтому теплопотери оказываются ниже, чем при обогреве радиаторами, в 1,4-1,7 раза. Одно плохо: протолкнуть первичный теплоноситель через замурованную в пол длинную тонкую трубку трудно, поэтому для теплого пола необходим отдельный циркуляционный насос. Если электричество пропадет, он остановится и пол перестанет греть.

Из-за высокой эффективности в сочетании с энергозависимостью теплые полы желательно применять в помещениях, не требующих ровного температурного режима, но интенсивно теряющих тепло: в прихожих, коридорах, холлах. В спальне или детской нежелательно – повышенный комфорт при меньших расходах не окупает риска внезапного выстуживания ночью.

Второй случай – полностью воздушная СО от печи-калорифера в подвале через систему воздуховодов. В зданиях не выше 2-х этажей воздушно-конвекционная СО может быть очень экономичной, затем ее КПД стремительно падает. Она широко применялась в древности, но уже в Средние Века вследствие роста этажности зданий вышла из употребления. В настоящее время методика расчета воздушно-конвекционной СО отсутствует, поэтому ее постройка – удел любителей технических экспериментов на себе.

Пар

Отопление перегретым водяным паром под давлением почти начисто лишено тепловой инерции и при прочих равных условиях позволяет уменьшить мощность котла (и расход топлива) на 20-30% Однако использование паровых СО разрешено только в производственных помещениях при непрерывном квалифицированном присмотре и уходе за системой: вероятность аварии существенна, перегретый пар чрезвычайно, даже смертельно, травмоопасен , а паровые радиаторы нагреваются до 120-140 градусов. Сборка паровой СО сложна и трудоемка, т.к. единственно возможный материал для компонентов системы – сталь.

Вода и антифриз

На сегодняшний день оптимальным вариантом для частного жилого дома является водяное отопление : теплоемкость воды больше, чем у большинства прочих жидкостей, что позволяет сделать СО компактнее, но вязкость ее невелика. Это позволяет добиться небольшой тепловой инерции за счет ускорения оборота теплоносителя в системе; как – об этом далее. Для построения водяной СО можно использовать пластики, что облегчает работу и уменьшает дополнительные теплопотери.

Что касается растворов этиленгликоля в воде – антифризов – то их теплотехнические свойства ничуть не хуже. Но антифризы дороги, токсичны, поэтому требуется тщательная и долговечная герметизация системы. Кроме того, ограничивается выбор типа котла и удорожается его обвязка, т.к. использование аварийного сброса перегревшегося теплоносителя в канализацию исключено.

СО на антифризе желательно использовать во временно обитаемых зданиях , скажем, сдаваемых в аренду зимой. Но для них тогда потребуется обеспечить независимое электроснабжение – обвязка котлов на антифризе, как правило, электромеханическая и управляется электроникой. Дороже будет и сама СО: ее арматура должна быть рассчитана и на минусовой температурный диапазон, а конструкция исключать осаждение водного конденсата из наружного воздуха.

Чем топить?

Второй основной вопрос – топливо для котла. Самый экономичный вариант – газовое отопление на природном газе . По соотношению энергоемкости и цены он пока не имеет себе равных. 1 кДж из сжиженного баллонного пропан-бутана обходится примерно втрое дороже, кроме того, 30 кг газа в стандартном 50 л баллоне на сутки хватает только южнее Ростова-на-Дону. Электричество как основной энергоноситель тоже пока не вариант: его энерговыделение, с учетом КПД системы, 0,95 кВт тепла на 1 кВт от сети, а стоит 1 кВт/ч 3 руб.

Примечание: в некоторых случаях применение стационарных отопительных электроприборов все же может быть оправдано, см. далее.

Но чем тогда топить, если дом без газа? Решим эту задачу так: определим потребный общий запас энергии топлива в целом за сезон, по нему и энергоемкости (теплотворной способности) топлива объем его закупки, а там уже по местным ценам решим, под какое топливо нужен котел. Эта же методика применима и к аварийному дополнительному котлу.

Примечание: теплотворная способность древесины сильно зависит от ее влажности. При отсыревании дерева от комнатно-сухого (15% влажности) до хранившегося в открытой поленнице (60% влажности) теплотворная способность падает в 2,5 раза.

Теплотворную способность разных видов топлива см. в таблице справа. Древесное топливо предполагается комнатно-сухим. Точнее с местным видом топлива можно определиться у его поставщика и/или у муниципальных теплотехников. Чтобы привести к ней мощность котла, нужно вспомнить, что 1 Вт = 1Дж/с. Т.е., определим сначала, сколько кВт должен развивать котел в среднем за отопительный сезон:

P = (ξp)/η (1),

где η – паспортный КПД котла;

ξ – сезонный коэффициент использования мощности котла.

Для Москвы ξ = 0,5, к Архангельску он пропорционально увеличивается до 0,79, а к Краснодару также пропорционально падает до 0,35.

Теперь умножаем P (в киловаттах) на 3,6 (столько килосекунд в часе) и на 24, количество часов в сутках, получим среднесуточное энергопотребление СО:

e(кДж) = 86,4t(1000с)*P(кВт) (2),

и, умножив его на продолжительность отопительного сезона в сутках, получим полную сезонную энергопотребность на отопление E. Поделив его на теплотворную способность топлива Q, получим закупочный вес топлива в килограммах:

M(кг) = E(кДж)/Q(кДж/кг) (3),

ну, а сколько килограмм в тонне, это уж все знают. Осталось сравнить цены и определиться, что дешевле будет.

Примечание: иногда в справочниках дают теплотворную способность топлива в килокалориях (ккал) на кг. Перевод в джоули прост: 1 Дж = 0,2388 кал, а 1 кал = 4,3 Дж.

Точно так же рассчитывается расход газа, только везде вместо килограммов будут кубометры. Чтобы получить среднемесячный расход газа (это может понадобиться при верстке семейного бюджета), общий расход просто делим на число месяцев в отопительном сезоне.

Примечание: в интернет-справочниках, калькуляторах теплопотерь, торговых декларациях и пр. можно встретить теплотворную способность в кВт/кг или кВт/куб.м. Не верьте этим данным – ватт и его производные это единицы мощности, энерговыделения в единицу времени. Если тут же не указано, за какое время было сожжено топливо, что получились такие цифры, это филькина грамота. Для расчета количества топлива и расходов на него нужно знать полное энерговыделение независимо от времени его использования, т.к. платим мы за энергию, а не за мощность. А как ее определить, если неизвестно, сколько времени эти киловатты выделялись? Если 1 кг топлива полностью сгорел за 1 с, развив мощность в 1 кВт, то энергии в этом килограмме 1 кДж. А если он с той же мощностью горел 1 час, то энергии выделилось 3600 кДж или 3,6 Мдж. По умолчанию предполагается, что имеется в виду (кВт*ч)/кг, тогда выходит тоже единица энергии, с размерностью той же, что у джоуля. Но торговцы, втихаря убрав *ч (опечатка вроде), бессовестно вписывают в графу любую разводную ахинею, и никак не проверишь.

Отопление в доме

Расчет отопления для своего дома мы будем производить в следующем порядке:

Набросаем эскизный проект дома, исходя из доступных средств и участка под застройку.
Проведем зонирование дома по степени необходимой комфортности помещений.
Найдем теплопотери для каждой комнаты в отдельности.
При необходимости, если разрабатывается СО для новостройки, доработаем эскизный проект.
Разместим в комнатах отопительные приборы: батареи радиаторов и, возможно, дополнительные стационарные обогреватели.
Также для каждой комнаты определим суммарную тепловую мощность радиаторов, а по ней – требуемое количество секций.
Выберем систему построения СО и схему разводки теплоносителя, а по ним – дополнительные поправочные коэффициенты для расчета мощности котла. Здесь же определимся, что будем делать сами, а для чего придется нанимать мастеров.
Рассчитаем, пользуясь основным (обязательными) и дополнительными коэффициентами, требуемую мощность котла.

После этого останется рассчитать метраж и номенклатуру труб, количество и номенклатуру соединителей, вентилей, устройств автоматики, характер и объем работ, требуемые инструмент и материалы и пр. По данным расчета составляется смета на постройку СО, но это предмет отдельного серьезного разговора. Здесь мы ограничимся расчетом котла, т.к. методика расчета расхода топлива уже приведена выше.

Зоны комфортности

Основа экономного расходования энергии на отопление – тщательное зонирование дома по требуемой/допустимой степени комфортности комнат. Частному домовладельцу, не стесненному типовыми нормами и затратами на оплату специалистов-проектировщиков, можно рекомендовать зонирование здания более детальное, чем принято при массовой застройке под потенциальных покупателей, но сильнее экономящее тепло:

Зона полного комфорта – температурный диапазон 22-24 градуса, не более 2-х наружных стен. Сюда относятся , (особенно – ), комнаты престарелых родителей, тренажерный зал, и т.п.
Спальная зона – кроме , это комнаты общего назначения, где сосредоточена вся личная жизнь их обитателей: гостевые, комнаты прислуги, помещения, сдаваемые в аренду. Температурный диапазон – 21-25 градусов.
Жилая зона – , столовая, рабочий кабинет для умственного труда, будуар хозяйки и пр. Температурный диапазон – по санитарной норме, 18-27 градусов.
Хозяйственная зона – здесь люди активно работают полностью одетыми по сезону. Скорее всего, имеются источники дополнительного обогрева. Сюда относятся кухня, домашняя мастерская, зимний сад и т.п. Верхний предел температуры не нормируется, нижний в отсутствие людей может опускаться до 15-16 градусов.
Зона временного пользования, или проходная зона – , лесничная клетка, гараж и т.п. Т.к. люди здесь появляются мимоходом и в верхней одежде, то нижний температурный предел задается в 12 градусов. Для обогрева целесообразно использовать теплый пол или потолочные инфракрасные (ИК) излучатели, о них см. далее, в разделе об электрообогреве. Радиаторы отопления – аварийные, временно включающиеся для защиты котла от перегрева.
Подсобная зона – в помещениях этой зоны источники тепла не устанавливаются, температурный диапазон вообще не нормируется, лишь бы выше нуля было. Обогрев осуществляется за счет теплопередачи из соседних помещений. Здесь также можно ставить аварийные радиаторы СО.

Планировка

Если СО проектируется для уже построенного дома, то ничего не попишешь – зонировать придется то, что есть и теплопотери выйдут какие получатся. Но все равно меньше, чем по стандартным методикам расчета. Если же СО вписывается в дом на этапе предварительного проектирования, то нужно руководствоваться следующими правилами:

На комнату комфортную должно приходиться не более 2-х наружных стен, т.е. не более 1 наружного угла. Теплопотери через углы максимальны.
Для котла, пусть и настенного, лучше выделить отдельное помещение, это повысит его среднесезонный КПД. Минимальные требования по противопожарным правилам – объем от 8 куб. м, высота потолка от 2,4 м, обязательно должно быть открывающееся окно площади от 10% площади пола котельной, необходим свободный приток воздуха либо через щель под дверью от 40 мм, либо через решетку с воздушным фильтром в ней (желательно), либо через приточные клапаны с улицы. В котельной обязателен отдельный дымоход, не сообщающийся с общей вентиляцией и другими дымовыми каналами (скажем, с дымоходом камина). Отделка – из негорючих материалов, перегородки со смежными комнатами – не менее чем в кирпич (27 см).
Комнаты 1-й зоны желательно располагать смежными с котельной (топочной), чтобы полнее использовать бросовое тепло котла. Но дверь в котельную нужно делать либо с улицы, либо из комнат нежилых зон – хозяйственной, проходной, подсобной, кроме гаража.
Санузел предпочтительно располагать либо тоже смежным с котельной, либо поближе к центру здания.
Помещения хозяйственной, проходной и подсобной зон следует размещать с углах, у наветренной, северной или северо-восточной стен.
Комнаты хозяйственной зоны, кроме того, желательно использовать в качестве тепловых буферов между 1-3 и 5-6 зонами.

Примеры стандартного (по типовым, но с умом примененным нормам) и нестандартного планировочных решений показаны на рис. Обозначения: Г – гостиная, С – спальня хозяев, Д – детская, КР – комната родителей хозяев (для бабушки), К – кухня, Каб – рабочий кабинет хозяина, Тл – туалет, Вн – ванная, Гр – гардеробная, П – прихожая, Т – топочная (котельная), Ч – чулан, Х – холл, Ф – фонарь над холлом из поликарбоната на плоской крыше, Гар – гараж.

Оба дома имеют общую площадь менее 150 кв. м, а под застройку для них достаточно 4-х соток, и еще остается место для газона и садика на задворках. Тем не менее, гостиную в 30-35 квадратов и спальню в 15-20 квадратов может себе позволить далеко не каждый обеспеченный горожанин.

Дом слева – для семьи со сложившимся укладом и традиционным мышлением. Детскую отнесли в угол, а бабушкину комнату к топочной потому, что первенец уродился крепышом, а старушке полезно погреть косточки. Если бабушка, по ее собственным словам, заживется на свете до тех пор, пока не понадобится вторая детская, хозяин согласен уступить ей кабинет.

Дом справа – для молодой самостоятельной семьи. Благодаря довольно большому холлу неправильной формы удалось распихать все-таки (по выражению проектировщика) двери в комнаты и затолкать санузел в центр здания. Крыша встроенного гаража (он не на цоколе и потолок в нем ниже) более чем на 1,5 м ниже крыши дома. К тому времени, когда родители расплатятся по ипотеке и понадобится вторая детская, над гаражом предполагается надстроить полуторный этаж из одной большой комнаты и отдать ее старшей дочери.

Расчет теплопотерь

Теплопотери комнат 1-4 будем рассчитывать как принято, без учета внутреннего теплообмена в здании. 5 и 6 будем считать на все 4 стены, а то и на все 5-6 стен, если речь идет о нестандартной планировке. Для расчета нам понадобятся, кроме знания конструкции стены и толщины составляющих ее слоев в метрах, следующие величины:

Тепловое сопротивление материалов Rt или удельные теплопотери материалов qп.
Средняя температура января (или самого холодного месяца в вашей местности), ее можно узнать в местной метеослужбе или на сайте Росгидромета, или на сайте местного муниципалитета.
Средняя температура за зиму, сведения – там же.
Коэффициент сезонного использования мощности котла, уже применявшийся выше.

Примечание: удельные теплопотери иногда даются в ккал/м*час, тогда их нужно переводить в Вт/м^2, пользуясь соотношениями между джоулем и калорией и между джоулем и ваттом.

При типовом проектировании расчет теплопотерь ведут по их удельным значениям и температуре самой холодной недели в году. Результаты получаются достаточно точными для больших многоэтажных зданий (таблицы удельных теплопотерь, вообще говоря, разрабатываются отдельно для зданий сходной конструкции). Малый частный дом по теплу совершенно точно нужно рассчитывать по тепловому сопротивлению материалов. По удельным теплопотерям частнику можно с достаточной точностью считать отток тепла через холодный чердак и входную дверь.

Некоторые данные к расчету приведены на рис. Но, вообще говоря, Rt и qп нужно брать из спецификации на материал. У того же кирпича и пенопласта они существенно различаются не только от производителя к производителю, но и от партии к партии. Если поставщик не показывает паспорт материала или в нем нет Rt или qп, лучше купить где-то еще. Это тот случай, когда скупой платит не дважды, а всю жизнь.

Собственно расчет прост: умножаем табличное значение Rt для данного материала на толщину его слоя в метрах, от результата берем обратную величину, это не что иное как теплопроводность данного слоя, и умножаем ее на площадь рассчитываемой поверхности и на разницу температур (температурный градиент) по обе ее стороны; если на пути тепла несколько слоев разных материалов (напр. штукатурка-кирпич-утеплитель), то Rt каждого слоя складываются. В результате получим поток теплопотерь из комнаты в ваттах Qп. Если расчет ведется по удельным теплопотерям qп, их табличное значение умножаем на разность температур и площадь поверхности, но просчитать многослойку по qп уже сложнее, их для этого нужно привести к Rt.

Расчет ведется отдельно для стен, пола, потолка, окон и дверей. За максимум температурного градиента ΔT берем минимум допустимой температуры помещения, а за его минимум:

Для стен и окон – среднюю температуру января, поделенную на коэффициент сезонного использования мощности котла ξ.
Для потолка – среднесуточную температуру самой холодной недели зимы, как в расчете по удельным теплопотерям.
Для пола – среднезимнюю температуру данной местности.

С точки зрения типового проектирования этот метод – совершенная ересь. Но мы учтем обстоятельство, которое в многоэтажках не действует, а именно: тяга котла в малом частном доме обеспечивает вентминимум воздухообмена с большим избытком. Затем, как сами себе хозяева в своем доме, воздух в котельную пустим 2 путями: через щель под дверью из кухни или решетку с фильтром над полом в туалете/ванной, и с улицы через клапаны в наружной стене.

В средние холода клапаны котельной закрыты. Вдруг ударит аномальный мороз, их открываем, подток воздуха к котлу из дома ограничиваем или вовсе перекрываем. «Дышальный» минимум в 7 куб.м/час на человека обеспечиваем по-дедовски: форточками или, посовременнее, вентклапанами в комнатах. Еврокачества жизни тут никакого, но ведь прикрыть/открыть клапаны не сложнее и не труднее, чем поджарить яичницу. Которую Европа тоже кушает. А при таком построении СО расходы на отопление частного дома меньшие, чем абонплата за тепло в городской квартире – реальность. Наконец, если у хозяина голова и руки на месте, то кто мешает снабдить клапаны температурной автоматикой? Тогда и с качеством жизни все в порядке будет.

Ставим батареи

Какие?

В продаже есть радиаторы отопление 4-х типов:

Стальные тонкостенные – самые дешевые.
Алюминиевые.
Биметаллические сталь-алюминий – самые дорогие.
Чугунные, только не старые «гармошки», а профилированные.

Первые более подойдут для регионов с мягкой зимой и непродолжительным отопительным сезоном. При интенсивной топке они могут коррозировать, и при ней же в системе возможны гидроудары, которых тонкая сталь не выдерживает.

Алюминиевые батареи хорошо отдают тепло и обеспечивают малую тепловую инерцию системы; теплопроводность алюминия очень высока, а теплоемкость мала. Но непрочны, в регионах с резкими сменами погоды могут потечь от гидроударов. Кроме того, плоховато сопрягаются с металлическими трубопроводами, коэффициент температурного расширения (ТКР) алюминия велик. Лучше всего использовать их в регионах севернее черноземной полосы, где зима стабильно холодная, тогда недостатки алюминия не сказываются.

В биметаллических радиаторах алюминиевые секции нанизаны на тонкий прочный сердечник из спецстали. Технических недостатков у биметалла нет, применять биметаллические батареи можно где угодно без ограничений, но они очень дороги.

Чугун вечен, гидроудары вообще игнорирует, по дешевизне – второй после стали. однако тяжел, для нужен помощник. А самое главное – обладает очень большой для металла теплоемкостью. Тепловая инерция СО и теполопотери в ней на гистерезис будут велики.

Примечание: все выше и нижеописанные хитрости экономии тепла в системе с «чугунками» недействительны. Ее нужно считать по-типовому.

Расчет радиаторов

Расчет батарей в комнаты прост: найденную ранее величину теплопотерь делим на тепловую мощность одной секции, умножаем на коэффициент запаса 1,2 и округляем до ближайшего наибольшего целого, мы получили количество секций на комнату. Но обратите внимание: не сказано «на паспортную мощность секции».

Дело в том, что паспортная мощность дается для температуры подачи 90 градусов и обратки 70 градусов. В многоэтажках это оптимум. Но наша СО не такая большая и мы можем уменьшить соотношение температур подачи/обратки до 80/60 градусов. Меньше нельзя, если обратка остынет ниже 50 градусов, то или сработает байпас котла (см. далее) и деньги за тепло полетят в трубу, или, еще хуже, в котле может выпасть кислотный конденсат, способный быстро и полностью вывести его из строя. Чего мы этим добьемся? Меньших теплопотерь от батарей прямо в стены. Существенно меньших, т.к. теплоотдача нагретого тела пропорциональна 4 степени его температуры.

Значит, нам нужно для правильного расчета батарей пересчитать их мощность на меньший температурный диапазон. Паспортное соотношение температур 90/70 = 1,2857, а наше 80/60 = 1,3333. Поправочный коэффициент для батарей будет (1,2857/1,3333)^4 = 0,865. На него и умножаем паспортную мощность секции для расчета.

Где ставить?

Размещение батарей – тоже дело тонкое и смекалки требующее. Взгляните на поз. А рис., там – типовое, в нишах под окнами. Правильно, кстати, тепловая завеса перед окном намного уменьшает потери через него. Расчетные значения: спальня – 4 секции, гостиная – 8, детская – 6.

Теперь поднимемся на 1 уровень смекалки, поз. Б. В гостиной так и осталось 8 секций, 2 по 4. И теплозавеса не пострадала: ее создают стакивающиеся потоки от 2-х батарей. Но их тылы греют уже не наружную стену, а перегородку, так что в детской хватает 4-х секций. 2 – сэкономлены, и не только по закупке, но и по мощности котла, см. далее.

Батареи у боковых стен неэстетичны? А мы вместо обычного подоконника положим фигурный, как говорится – креативный, показан зеленым пунктиром. На нем можно развести растения, устроить рабочий уголок и т.п. На поз. В – вариант, интересный для, например, ЮФАО и Предкавказья. Батарей в гостиной вовсе нет (3 зона комфортности), а на стены повешены ИК-излучатели в виде картин (о них далее), настроенные на 18 градусов. Сэкономлено еще 8 секций, а расход электричества на ИК-подогрев вдвое меньше экономии на газе.

Примечание: тут сказывается и тот факт, что человек излучает в среднем 60 Вт тепла. Батареи его не чувствуют, а датчики ИК-картин вполне.

Об экранировании батарей

В большинстве случаев батареи все же придется ставить в подоконных нишах. Тогда потери от них прямо в стену можно уменьшить в разы, применив , см. рис справа. Аэрокозырек и тепловоздушный инжектор выгибаются из жести или тонкой оцинковки, а на ИК-отражатель пойдет кусок фольгированной с двух сторон волокнистой теплоизоляции.

Выбираем систему

Здесь нужно знать, что тепловая инерция СО тем меньше, чем быстрее в ней циркулирует вода. А скорость ее циркуляции, в свою очередь, зависит от давления в системе. Насколько позволяет прочность труб и батарей (с учетом возможности гидроудара), давление следует увеличивать.

Открытая или закрытая?

Открытые, или атмосферные, СО (слева на рис. ниже) до недавнего времени строились повсеместно, они просты и требуют минимума материалов. Сейчас строить новые СО открытого типа в большинстве стран запрещено по следующим основным причинам, кроме которых есть и много других:

Для создания давления в 1 ати (атмосферу избыточную), что примерно равно 1 бар, нужен подъем расширительного бака на 10,5 м.
Расширитель требуется большого объема, что увеличивает инерцию СО и риск гидроудара.
При любом утеплении расширителя его теплопотери недопустимо велики.
Открытая СО требует регулярного ухода и обезвоздушивания.

Закрытые СО сложнее и затратнее в постройке, но отвечают современным требованиям и могут неограниченное время работать без присмотра. Общая схема закрытой СО показана справа на рис:

Ее часть правее сечений, обозначенных А-А, вполне доступна для самостоятельного изготовления. То, что левее – собственно, уже обвязка котла. Это отдельная тема, во-первых. Во-вторых, сколько линеек котлов в продаже, столько к ним и обвязок, подробно описанных в фирменных спецификациях. Поэтому укажем только, для ориентировки, назначение ее частей:

Т1 – байпас (обход, шунт) котла. Если температура обратки падает до 50 градусов, термоклапан 10 срабатывает от датчика 12 и перепускает часть воды из подачи в обратку. Вентилем 5 байпас перекрывают, если отопление переключается на аварийно-резервный электрокотел ВИН (см. ниже и далее) 14.
Т2 – байпас циркуляционного насоса (попросту – помпы) 6. Срабатывает от термометра подачи 3 (такой же термометр желателен на обратке) в случае перегрева подачи при неисправности насоса или пропадании электричества. СО при этом переходит в слабо греющий и неэкономичный, но энергонезависимый термосифонный режим.
2 – системный манометр.
4 – аккумулирующий сосуд (тепловой демпфер), необходим для предотвращения гидроударов. Чаше всего совмещается с бойлером ГВС, т.к. СО с ним связана не непосредственно, а змеевиком-теплообменником. Если предусмотрена работа СО от альтернативного источника энергии (АИ) 13, то в демпфер встраивают второй змеевик, если АИ – солнечный коллектор (СК), или низковольтный ТЭН, если АИ – солнечная батарея (СБ).
7 – радиаторы отопления.
15 – вентиль воздушного дренажа, устанавливается в наивысшей точке системы.
8 – раздаточный и сборный коллекторы, нужны для предотвращения гидроударов из-за перепада давления воды по высоте этажа. Количество раздающих/собирающих патрубков – по числу этажей. Размещаются примерно посредине высоты здания. В одноэтажном доме не нужны.
9 – мембранный расширительный сосуд с аварийно-технологическим выпуском воды в канализацию. Служит для компенсации теплового расширения теплоносителя.
11 – подпитка СО от водопровода. В простейшем случае – поплавковый кран и фильтр-отстойник. Если вода плохая, ставят дополнительные приборы ее подготовки. Система подготовки воды для ГВС условно не показана, т.к. к СО не относится.
14 – аварийно-резервный вихревой индукционный нагреватель ВИН. Работает от домовой электросети или от АИ-СБ через инвертор DC/AC 220В 50/60 Гц.

Как раздать тепло?

Схемы раздачи теплоносителя по отопительным приборам бывают, во-первых, тупиковыми и оборотными. В первых поток воды замыкается только через батареи, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Во вторых существует частичный непосредственный переток воды из подачи в обратку. Оборотные схемы обладают наименьшей тепловой инерцией, минимума труб и допускают эксплуатацию котла без байпаса, т.к. чрезмерно остывающая обратка сама оттягивает к себе горячую подачу от батарей, но хорошо работают только при очень длинных ветвях (лучах) подачи/обратки, поэтому применяются в основном в больших производственных помещениях: цехах, складах.

О лениградке

В данном случае ленинградка не разновидность карточной игры преферанса, а т.наз. лениградская схема раздачи тепла, см. рис.

Схема СО “Лениградка”

Ленинградка предельно проста, требует рекордно малого количества труб, а ветви разводки в частных домах нередко сравнимы по длине с промышленными. Поэтому лениградка в последнее время активно обсуждается в рунете. Подробнее о ней можно посмотреть ролик ниже.

Видео: система отопления “Ленинградка”

Однотрубными – батареи включаются последовательно, цельная труба идет только на обратку.
Двухтрубными – батареи включаются параллельно между трубами подачи и обратки.
Комбинированными – последовательные секции (опуски) включаются как отдельные батареи в двухтрубной схеме.

Одна труба

Однотрубная система (см. рис.) требует наименьшего количества материалов для постройки.

Однако распространена мало из-за следующих недостатков:

Помпа Р и байпас котла Т обязательны даже в открытой СО.
Демпфер-аккумулятор А нужен большой, от 150 л, емкости, что увеличивает тепловую инерцию СО.
Регулировка батарей взаимозависима: если их более 3-х на луче и все разные, то с настройкой СО можно провозиться полсезона. Причем нужны дорогие трехходовые перепускные вентили.
Батареи сами по себе греются неравномерно, из-за этого склонны к самозавоздушиванию (растворимость газов в воде растет при понижении температуры), поэтому на каждый радиатор нужен отдельный воздушный дренаж.
Помпа нужна вдвое большей обычного мощности, от 40-50 Вт на каждые 10 кВт мощности котла.

Две трубы

Двухтрубная схема (см. рис.) требует больше труб, но меньше арматуры, так что выходит по материалам ненамного дороже однотрубной, только работы на нее нужно больше.

Емкость демпфера – от 50 л. Некоторые типы газовых котлов при работе в двухтрубной схеме с длиной луча до 12-15 м допускают эксплуатацию без байпаса. Регулировка радиаторов практически независима, воздушник нужен только один. Самая распространенная схема.

Комби

Комбинированная схема, см. рис., «теплушникам»-типовикам почти совсем неизвестна, т.к. для одноэтажных домов не годится, а при этажности более 2-х собирает в себе недостатки одно- и двухтрубной.

Но как раз в 2-этажном доме, хотя циркулятор с байпасом здесь нужны обязательно, у нее оказываются преимущества и той, и другой:

Демпфер – от 50 л, как у 2-х трубной.
Если верхнюю распределительную магистраль М сделать из трубы диаметром от 60 мм и провести под потолком (можно спрятать под карнизом или гипсокартонным фальшпотолком), то демпфер вообще не нужен.
Если при планировке здания свести в опуски отопительные приборы примерно одинаковой мощности, то весь опуск можно регулировать одним простым шаровым вентилем, т.к. теплопотери второго этажа через потолок больше, чем первого через пол.

Недостаток у системы «комби-двуэтажная» всего один: нет нормативной методики расчета. Чтобы правильно ее сделать разработать, нужен большой опыт и профессиональное чутье.

Разводка

Схем разводки трубопроводов к приборам есть 2: контурная (слева на рис.) и радиально-лучевая, там же справа. Явных преимуществ друг перед другом у них нет. Лучевка требует несколько меньшего метража труб, если котельная в центре дома, но это еще как выйдет смотря по планировке. Вообще, если проектировать по-совести или для себя, а не ради денег побольше, то нужно остановиться на контурной: вдруг что с трубами, пол ломать придется у стены, а не посреди комнаты.

О трубах

Лучшие трубы для СО – пропиленовые. Долговечность проверена 30-ти летним опытом, не требуют дополнительной теплоизоляции при замуровывании и в штробах. К гидроударам не только безразличны, но и гасят их, т.к. пластик мало упруг и очень вязок, а прочность пропилена на разрыв получше, чем у иных сталей. По ТКР отлично сопрягаются с любыми металлами, т.е. алюминиевые батареи на пропиленовых трубах можно применять где угодно. Не чрезмерно дороги, а сборка проста: нужно только уметь обращаться с паяльником для пропилена, чему можно . Сопротивление току воды очень мало, что при том же давлении в СО даст циркуляцию быстрее и тепловую инерцию меньше.

Сталь тоже не так уж плоха: вечна и дешева. Но работать с ней сложно: нужна сварка, мощный трубогиб и т.п. Медь вечна, работать с ней можно на колене: труборез, трубогиб, оправка для развальцовки концов и шабровка (ример) нужны мелкие ручные. Соединяется пайкой, что тоже несложно. Однако медь очень дорога, требует утепления труб даже при проводке сквозь стены и перекрытия, а гидроудар держит хуже алюминия. В общем, для богатых и амбициозных: а у меня медь, не что-то там! Почему не золото или серебро? Они крепче и дороже.

Анекдот из 90-х: Встречаются два новых русских: «О, братан, у тебя новый галстук! – Да, вот только что 300 баксов отдал! – Слышь, ну ты и лоханулся! Вон за углом бутик, там точно такие же по 500 продают».

Металлопластик вообще исключаем. Утверждения, что его можно монтировать одним разводным ключом – либо вранье, либо невежество. Нужен специнструмент, тот же, что и для меди. Затем, максимально допустимая температура покрытия из ПВХ – 80 градусов. А самое главное – фитинги (соединительная спецарматура) текут, хоть ты тресни, и пока еще ни один производитель с ними не справился. В СО это чревато не столько протечкой, сколько завоздушиванием на полном ходу, что грозит уже настоящей бедой.

Об уклонах

Любой СО когда-то да придется работать на термосифоне, без помпы. Чтобы при этом и котел не перегрелся, и в комнатах достаточно тепло было, монтаж подачи с обраткой нужно вести с уклонами в 5 мм/м, см. рис. справа. «Профи»-халтурщики часто этим пренебрегают, надеясь на термоградиентный напор в трубах, но для себя, конечно, лучше постараться и сделать надежно.

Расчет котла

Теперь можно взяться и за котел. При описанном подходе к проектированию СО вопросами недостаточности/избыточности его тепловой мощности сравнительно с таковой радиаторов (а это вопросы тонкие и сложные), не задаемся. Форсированный обогрев, если нужно, будет обеспечен запасом температуры подачи (мы ведь ее понизили), а более-менее нормальная работа на термосифоне – аккумулятором и уклоном труб. Тогда мощность котла рассчитывается несложно:

Складываем мощности всех отопительных приборов, питаемых водой от котла.
Умножаем на 1,4, это мы учли 40% теплопотерь на вентиляцию.
Результат делим на сезонный коэффициент использования мощности.
Второй результат делим на КПД предварительно выбранного котла.
Выбираем из облюбованной линейки котлов ближайший большей мощности.
Если его КПД ниже предварительно заданного, повторяем расчет; возможно, придется взять котел помощнее или другого производителя.

Например, для описанных выше домов, при надлежащем утеплении, совокупные теплопотери составят около 8 кВт без вентиляции. Мощность всех радиаторов и прочих отопителей вышла 9,5 кВт. Тогда: (9,5*1,4)/(0,5*0,85) = 31,3 кВт. Выбираем котел на 30 кВт, а к нему – ВИН на 3 кВт. По типовому расчету выходила мощность 40 кВт в виде 2-х 20-кВт котлов, которые стоили вдвое дороже одного 30-кВт с ВИНом.

Видео: пример отопления частного дома площадью 300 кв.м.

Внимание: редакция не несет отвественности за содержание и качество ролика!

Электроотопление

Здесь речь пойдет не об электрокотлах, электричество дорого и ставить их можно, только если топлива вообще нет. Речь пойдет о дополнительных водогрейных и отопительных приборах. Электрическое отопление с их помощью в мезсезонье может оказаться дешевле, чем твердым или жидким топливом.

ВИН

ВИН, о котором сказано выше, по устройству своему – электрический трансформатор с короткозамнутой вторичной обмоткой, она же и магнитопровод. В изделии – отрезок стальной трубы, на который наложена первичная обмотка из толстой медной шины, см. рис. Вихревые токи (токи Фуко из школьной физики) наводятся во вторичке, частично и в воде, и греют ее. ВИНы вечны и отличаются редкостной «дубовостью»: не боятся даже удара молнии и кошмара всех электриков – отгорания нуля на подстанции.

Но главное их достоинство – нулевая тепловая инерция. Площадь контакта вторички с водой в тысячи раз больше, чем у ТЭНа, а ее объем в трубе в сотни раз меньше, чем в баке бойлера. За счет этого, если в межсезонье, когда топливный котел еще дышит на малом КПД, его погасить и включить ВИН, то расходы на электрообогрев окажутся меньше затрат на уголь и сравнимы с газовыми.

Обусловлено это тем, что ВИН безразличен к температуре обратки. Нет пламени в топке, нет и отработанных газов, кислотным парам просто неоткуда взяться. Можно снизить температуру подачи хоть до 40 градусов, практически полностью исключив наведенные теплопотери (они, как помним, пропорциональны 4 степени температуры батарей). Топливный котел в таком случае будет зря жечь топливо на перегонку воды по байпасу.

ИК-картины

Об ИК-обогревателях также уже сказано. Они бывают 2-х видов: пленочные (слева на рис.) и светодиодные (ИК-картины), там же в центре и справа. Первые относительно дешевы, это те же электрокамины, только низкотемпературные. Малоэкономичны, пригодны для временного местного обогрева, скажем, на даче. В санузлах и др. помещениях с повышенной влажностью опасны.

Инфракрасные нагреватели – картины

ИК-картины – другое дело. Они, в сущности, цифровые фоторамки, т.е. изображение можно менять, записывать в память свое. Но в ИК-картинах каждый пиксель содержит кроме цветовых (R, G и B) излучателей еще инфракрасный. КПД ИК-светодиодов высок, но главное – высока и направленность излучения; назад и в стороны они почти не греют. Нужная температура в комнате задается с пульта. Поэтому ИК-картины можно использовать для экономичного обогрева комнат 4-6 зон или даже 2-3 в теплых районах. Плохо одно: дороги эти приборы, и очень.

Примечание: выпускаются ИК-излучатели и без картинки, потолочные для обогрева гаражей и подсобок. Они дешевле, но ненамного.

Альтернативная энергия

В РФ и вообще выше субтропиков по географической широте солнечное альтернативное отопление как основное в обозримом будущем малоперспективно : инсоляция зимой в ясный день не превышает 300 Вт/кв. м. С учетом КПД преобразователей энергии нужна площадь панелей в десятки и сотни кв. м, что в частных домах нереально. К примеру, самых дешевый из предлагаемых энергонезависимый дом, на 26 квадратов жилых (общая комната и крохотная спальня + маленькая кухонька и совмещенный санузел, как в ЖД вагоне), стоит более $500.000.

(ВСУ) тоже стоят подороже хорошего дома и требуют большой площади для установки, а земля все дорожает. К тому же ветра в России в основном не сильные. Некоторый интерес представляют солнечные коллекторы, т.к. их можно делать самому. Но горячую воду самоделки дают только летом. Фирменные модели, греющие воду зимой до 70 градусов, буквально напичканы чудесами высоких технологий и стоят очень дорого.

Устройство солнечного коллектора показано на рис. в центре. Корпус панели из газонепроницаемого материала тщательно герметизируется и не менее тщательно со всех сторон, кроме лицевой, утепляется. Внутри зачерняется вместе со змеевиком специальной краской, хорошо поглощающей тепловое излучение и закрывается 2-5 слойным стеклопакетом на герметике. Стекло тоже специальное, теплоотражающее. Затем панель заполняется аргоном или углекислым газом под давлением, чем больше, тем лучше. Известны фирменные модели с давлением внутри более 10 бар. В такой конструкции возникает сильный парниковый эффект; КПЛ коллекторов доходит до 78%

Солнечные батареи – слой кремния высокой чистоты на токопроводящей подложке, на который напылены в вакууме токосъемные дорожки, справа на рис. Электричество генерируется благодаря фотоэффекту в полупроводнике – кремнии. Самые дешевые батареи из поликристаллического кремния, но их КПД всего единицы процентов, они годятся для питания радиоприемника в походе да подзарядки пальчиковых аккумуляторов.

Как АИ для отопления используются батареи из монокристаллического кремния (монокремниевые), их КПД до 30% и более. Они неуклонно дешевеют, а при установке на крыше (слева на рис.) способны в Подмосковье развить мощность до 3-5 кВт зимой в пасмурный день, чего достаточно для питания ВИНа через инвертор. В общем, дело перспективное, отслеживать нужно. Тем более, что для подключения ВИНа переделывать СО не нужно.

Напоследок о печах

Печное отопление , безусловно, создает в доме здоровый микроклимат, т.к. кирпичная печь дышит и поддерживает оптимальную влажность воздуха при колебаниях температуры. Можно заставить дышать и металлические печи, облицевав их стеатитовыми матами или просто минеральным картоном. А постройка печи обойдется не дороже, чем хорошей водяной СО.

Проживание в собственном доме имеет несомненные достоинства, которые трудно переоценить. Вместе с тем на хозяина ложится обязанность создания безопасности и комфорта. Для поддержания необходимой температуры в помещениях необходимо автономное отопление частного дома. Если раньше для обогрева небольших помещений достаточно было обычной печи, то в современных условиях это не всегда подойдет. В зависимости от отапливаемых площадей требуются соответствующие энергоносители и устройства для их применения. Для дачи вполне подойдет твердотопливный котел. Он даже может быть собственного изготовления, чтобы можно было любоваться по вечерам открытым пламенем. Так и делают многие дачники, предпочитающие экзотические решения. В случае с загородным домом все зависит от его посещаемости и нахождения рядом источников энергии. Необходимый комфорт обеспечит автономное газовое отопление частного дома, которое экономически целесообразно и не требует заготовки и хранения топлива. Также оно не требует много труда и времени на ремонт и обслуживание.

Автономное отопление частного дома. Какой вид отопления выбрать?

Перед строительством дома всегда возникает вопрос выбора способа отопления. Прежде всего следует определиться с источником энергии и затратами на него.

Виды энергоносителей

Любой дом согревает теплоноситель, который перемещается по всем помещениям. Он отдает тепло, обогревая комнаты. Это может быть жидкость, циркулирующая по трубам, воздух, подаваемый в помещения, электрический ток, поступающий к нагревательным приборам. Каждый энергоноситель имеет свои преимущества и недостатки. Самым важным показателем является экономичность. Автономная система отопления частного дома чаще всего бывает водяной или электрической.

Расходы на отопление

Затраты на материалы для создания системы отопления включают покупку котла, труб, радиаторов, фитингов, вентилей и другого вспомогательного оборудования. Здесь многое зависит от выбора материалов. Например, котлы из стали дешевле, чем из чугуна, но последние более долговечны. Трубы следует применять из пластика или металлопластика. Они значительно дешевле металлических. Самые дорогие радиаторы бывают из нержавеющей стали. На подключение газа требуются значительные расходы. Многим они оказываются не по карману, и приходится делать выбор в пользу отопления твердым топливом. Проектные и монтажные работы лучше доверить специалистам, которые грамотно установят автономное отопление частного дома. Цена монтажа зависит от выбора компании, но здесь лучше не экономить. За надежность системы лучше сразу заплатить, иначе экономия на квалификации специалистов после обойдется дорого.

Обогрев горячей водой

Автономное отопление частного дома использует подогретую воду, которая перекачивается по трубам с присоединенными к ним радиаторами по круговой циркуляции. После остывания она снова возвращается для подогрева в котел. Вода применяется чаще всего, поскольку она обладает уникальными свойствами и ничего не стоит. Согласно схеме, автономное отопление частного дома предполагает ручное или автоматическое управление тепловым режимом.

Естественная циркуляция теплоносителя

Теплоноситель перемещается за счет конвекции при различии плотности в нагретом и охлажденном состоянии. вытесняется вверх холодной из-за меньшей плотности. Отдав тепло, охлажденная, более тяжелая вода спускается вниз и самотеком подается в котел для подогрева. Система не зависит от электроснабжения, если отапливается простым котлом без автоматического управления. Для большого дома площадью более 100 м 2 такую систему сделать сложно. Нужен точный расчет диаметров труб, соблюдение уклонов и отсутствие застойных зон. Попадание даже небольшого количества воздуха в систему может вызвать перебои в ее работе.

Принудительная схема отопления

Принудительная схема позволяет равномерно подавать теплоноситель на все радиаторы. После прохождения через систему вода снова подогревается в котле. Встроенный насос может также применяться в системе естественной циркуляции. Его устанавливают в нагнетающем трубопроводе. С помощью вентилей и байпаса меняются режимы охлаждения. Важно, чтобы котел подходил для работы с естественной и принудительной циркуляцией.

Схемы подачи воды

Система, работающая только на отопление дома, называется одноконтурной.

По двухконтурной схеме подогревается еще горячая вода.

В свою очередь, отопительные системы отличаются схемами разводки труб к нагревательным элементам:

Однотрубная система работает по способу прохождения воды через все радиаторы и возвращения в котел на подогрев. При этом первые из них перегреваются, а последние остаются слишком холодными. Регулировать температуру при этом варианте невозможно.

Двухтрубный способ предусматривает последовательную раздачу горячей воды радиаторам и отвод остывшей по общей трубе в котел. В этом случае теплоотдача получается равномерной и управляемой.

Коллекторная система предусматривает подвод и отвод воды к одному радиатору или их группам по отдельным трубопроводам. Способ является самым удобным, но наиболее материалоемким.

Особенно важное место в системе отопления занимает расширительный бак. Бачок на чердаке уходит в прошлое. К тому же вода в нем может замерзнуть, что приводит к полной остановке системы отопления. Поэтому везде стали применять напорные баки мембранного типа, устанавливаемые в котельной. Они должны обеспечивать постоянное давление в системе и ее устойчивую работу.

Виды котлов

Для подогрева воды применяют котлы. Из них наиболее распространены газовые. Они являются самыми экономичными из-за небольшой стоимости энергоносителя. Для этого рядом с домом должна проходить газовая магистраль, к которой нужно подсоединиться. Хотя постоянно растет, а котлы требуют специального обслуживания, спрос на него не падает. Высокая стоимость подключения является серьезной проблемой.

Автономное газовое отопление частного дома следует выбирать с системой безопасности, в которую входит регулирование пламени и датчики огня, отключающие подачу в неприятных ситуациях. Самые дешевые — это стальные котлы, которые служат до 20, а чугунные выдерживают до 50 лет. Основным критерием их выбора является мощность, которая должна несколько превышать расчетную. Небольшие модели изготавливают в настенном варианте, а более мощные — в напольном.

Автономное отопление частного дома газом для выполнения многих функций требует установки двухконтурного котла, который также будет подогревать воду для ванной, кухни или бассейна. Некоторые из моделей содержат встроенные резервуары для горячей воды.

Твердотопливные котлы также остаются популярными. Для них подходит любой вид топлива: дрова, уголь, паллеты. Конструкции продолжают совершенствоваться в направлении повышения КПД. Длительное горение твердого топлива значительно снижает необходимость ручного труда при обслуживании котла. Этот источник тепла дает возможность обогревать дом независимо от подачи электричества. Его следует иметь в качестве альтернативы газовому отоплению. Кроме того, интересным вариантом является комбинированный котел, в котором можно применять как газ, так и твердое топливо.

Автономное электрическое отопление частного дома очень удобно в плане обслуживания, но оно обходится значительно дороже. При периодическом использовании в загородном доме этот вариант будет лучшим. Разновидностей электрических котлов существует много. Автономное отопление частного дома удобней производить с помощью навесного электрического котла. Стоит задуматься также о варианте обогрева дома электрическими радиаторами без котла и разводки труб подачи воды. Их можно перевозить в загородный дом в автомобиле по выходным и подключать к системе электроснабжения.

Отопление дома электроэнергией

Для электрического отопления существует много способов и устройств, в отношении которых нужно правильно определиться. Наиболее распространены электроконвекторы, система теплого пола и нагрев воздуха, циркулирующего в помещениях.

Электроконвекторы

Если принято решение установить автономное отопление частного дома электричеством, то целесообразно сразу применять электроконвекторы. Количество приборов зависит от объема обогрева. Для помещения без теплоизоляции расход электроэнергии составляет 40 вт/м 3 . Для дома площадью 100 м 2 и с высотой потолков 2.5 м объем помещений будет 250 м 3 . Тогда для обогрева потребуется мощность 10 квт. Так как нагреватели устанавливают под окнами, то надо подсчитать их количество. Например, на 5 окон потребуется столько же конвекторов мощностью по 2 квт. В месяц расход электроэнергии составит 7200 квт. При цене электроэнергии 2.85 руб./квт днем и 1.38 руб./квт в ночное время расход на электрическое отопление составит более 17 тыс. руб. в месяц. Можно экономить, оптимально распределяя тепло по помещениям и во времени. Автономная система отопления частного дома может быть дополнена другими источниками тепла, например твердотопливным котлом, что позволит существенно снизить затраты. Уже становится реальностью применение альтернативных вариантов, например солнечных батарей и ветрогенераторов. Их подключение к системе может дать заметную экономию.

Система теплого пола

Схема автономного отопления частного дома нагревательными приборами имеет также недостатки, самым существенным из которых является уход тепла под потолок. Чтобы в нижней части помещения не было холодно, используют систему «теплый пол». Для этого используют кабельные, пленочные и стержневые нагревательные элементы.

Теплый пол устанавливают в ванной комнате, когда, помимо центрального, делают дополнительное автономное отопление квартиры. Отопление частного дома зачастую обустраивают, используя комбинацию этого способа с другими системами.

Нагреватели могут заливаться бетоном, заделываться в стяжку пола или в слой плиточного клея. Применяются системы в виде тонких пластин, которые настилаются сверху. В системе шведского пола электроподогрев производится под всем домом с возможностью управления температурным режимом в отдельных помещениях. Вывод кабелей производится к одному пульту управления.

Когда применяется автономное отопление частного дома газом или твердым топливом, можно использовать водяной подогрев пола, что даст большую экономию.

Применяются системы внешнего обогрева кровли, пешеходных дорожек, лестниц с целью предотвращения их обледенения. Это может входить в автономное отопление частного дома или использоваться в общественных местах.

Воздушное отопление

Воздушное отопление основано на том же принципе, что и обогрев обычной печью. Теплогенератор создает тепло за счет естественной конвекции. 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. Но при этом должна быть обеспечена возможность сообщения системы с внешней средой.

Заключение

Уже на стадии проекта следует правильно определить, какой должна быть схема автономного отопления частного дома. От правильного выбора зависит следующее:

температурный режим в помещениях;

затраты труда и времени на обслуживание и ремонты;

расходы на энергоноситель.

Разработку, монтаж и пуск котла должны производить специалисты, имеющие лицензию.