Эффективность отопления в деревянном доме твердым топливом
Печь с водяным контуром далека по своим характеристикам от котла. При желании построить такую печь лучше отдать предпочтение котельному агрегату. Если же просто вмонтировать регистр в печь, то получается масса проблем – разрушение кладки, плохая способность обогрева и необходимость постоянной топки несколько раз в сутки.
Печь
Печь сконструирована таким образом, чтобы тепло от сгорания дров поглощалось кирпичами. Затем это тепло долго передается воздуху внутри дома. А значит, одной из важнейших характеристик печи является ее теплоемкость.
А между тем нормальная ситуация – это когда дом подходит к печи, а не печь подходит для дома. Речь идет о том, что дом должен соответствовать по внутренней площади и объему и прочим параметрам. В этом случае печь при единственной топке в сутки полностью справится с обогревом дома.
Котел
Котлы проектируются и строятся таким образом, чтобы внутри установки задерживалось как можно больше тепловой энергии. Только в таких условиях максимум этого тепла будет передаваться теплоносителю в трубы отопления.
С технической точки зрения котел является полной противоположностью печи. Если в доме установлена котельная установка, то теплоноситель – это вода или антифриз, а также сами трубы системы отопления (хотя последний факт часто не рассматривают).
В здании с печью она и выступает в качестве теплоносителя. Как же решить это противоречие и сделать отопление в деревянном доме эффективным? Есть несколько приемов, позволяющих смонтировать оптимальную схему.
Сделать котел или печь-котел
Поясним, чем печь-котел примечательна. Это двухконтурная система, содержащая контур водяного отопления. Конструкционные особенности позволяют этому устройству дольше удерживать тепло, а значит, в течение большего времени отдавать его теплоносителю. Другими словами, вода в схеме отопления деревянного дома с такой печью остывает медленнее.
Повысить теплоемкость теплоносителя
Это достигается установкой теплоаккумулятора, представляющего собой большой утепленный бак. Большой объем нужен для того, чтобы нагретая вода дольше держала температуру. Емкость бака определяется индивидуально, однако в данном случае лучше больше, чем меньше.
Встроить насос и термодатчик
Чтобы добиться более эффективной и надежной работы от печи, теплоноситель нужно подавать при помощи электронасоса. Такое техническое решение убирает массу проблем. В первую очередь устраняется перегрев воды. Дело в том, что наибольший КПД отопления наблюдается при температуре теплоносителя от 60 до 80 °С. Именно когда вода такой температуры, ее нужно пускать в циркуляцию по системе отопления. Кроме того, нет риска перегрева печи, что, в свою очередь, повышает срок ее службы. В итоге имеем более высокую эффективность от отопления при помощи дров.
Насос также способствует большей скорости циркуляции теплоносителя, а значит, он меньше остынет и более эффективно будет отдавать тепло для обогрева жилища.
Встроить в систему электрокотел с термодатчиком
Это техническое решение существенно повышает удобство ухода за системой отопления. В сильные морозы вполне вероятно, что теплоноситель может остыть среди ночи. Придется просыпаться и топить печь снова. При наличии электрокотла с автоматикой он включится при достижении теплоносителем минимально допустимой температуры. В результате печь будет спасена от сажи, не придется постоянно следить за остыванием теплоносителя и не потребуется жертвовать ночным сном.
Благодаря наличию автоматики электрокотел включится при падении температуры воды в трубах отопления в деревянном доме ниже настроенного минимума и выключится при нагреве до определенного значения. При нагретом теплоносителе включится также насос, обеспечивающий его циркуляцию и тем самым передачу тепла в жилище.
Кондиционеры
Кондиционер — самый доступный и простой альтернативный источник отопления дома. Можно установить один мощный на весь этаж или по одному в каждой комнате.
Самый оптимальный вариант использования кондиционера – поздней весной или ранней осенью, когда на улице еще не слишком холодно и газовый котел можно пока не запускать. Это позволит сократить расход газа за счет электричества и не превысить месячную норму потребления газа.
Важные моменты:
- Котел и кондиционер должны быть увязаны между собой для работы в паре. То есть, котел должен видеть, что работает кондиционер и не включаться в работу пока в помещении тепло. Здесь не обойтись без настенного термостата.
- Отопление электричеством не дешевле газа. Поэтому не стоит полностью переключаться на обогрев кондиционерами.
- Не все кондиционеры можно использовать при нуле и морозах.
Личный опыт
Я использую для обогрева дома четыре источника тепла: газовый котел (основной), камин с водяным контуром, шесть плоских солнечных коллекторов и инверторный кондиционер.
Зачем это нужно
- Иметь второй (резервный) источник тепла, если газовый котел выйдет из строя или его мощности станет недостаточно (сильные морозы).
- Экономить на отоплении. За счет разных источников тепла можно контролировать месячную и годовую норму потребления газа, чтобы не переходить в более дорогой тариф.
Немного статистики
Средний расход газа в январе 2016 года – 12 кубометров в сутки. При отапливаемой площади 200м2 и дополнительно подвала.
| Октябрь | Ноябрь | Январь | |
| Расход в месяц | 63,51 | 140 | 376 |
| Минимальный | 0,5 | 0,448 | 7,1 |
| Максимальный | 5,53 | 10,99 | 21,99 |
| Средний в день | 2,76 | 4,67 | 12,13 |
Колебания расхода по дням в течение месяца связан с разной уличной температурой и наличием солнца: в солнечные дни работают коллектора, и расход газа снижается.
Выводы
Отопление без газа возможно. Одни источники тепла служат полноценной заменой газовому котлу, другие можно использовать лишь в дополнение. Для удобства, объединим все в таблицу:
| Альтернатива газу | Дополнение |
| Грунтовый тепловой насос Твердотопливный котел Пеллетный котел | Камин с водяным контуром Воздушный камин Пеллетный камин Солнечные коллекторы Инверторные кондиционеры Воздушный тепловой насос Электрические котлы |
Есть и другие альтернативные способы обогрева здания, которые не вошли в список: печи, булерьяны, электрические котлы и другие отопительные приборы.
И, конечно же, важно помнить, что установка других источников тепла – не единственный способ экономить газ и сократить зависимость от него. Нужно работать над повышением общей энергоэффективности здания: выявить и устранить все утечки тепла, более рационально использовать тепло и минимизировать теплопотери здания
Жидкотопливные котлы эффективно и надежно
По производительности и характеристикам жидкотопливные котлы очень близко подобрались к газовым, существенная разница лишь в стоимости и виде топлива, которое для них используют: мазут, дизельное топливо (солярка или керосин), реже рапсовое масло. Вот их самые важные особенности:
- Сложности часто возникают при доставке и хранении топлива, которое отличается высокой стоимостью и горючестью.
- При использовании этих котлов возникает потребность в дополнительном помещении – котельной.
- Дизельные котлы «обошли» все остальные по выбросу вредных веществ в атмосферу, кроме того, они нуждаются в качественной защитной автоматике.
- Жидкотопливные котлы имеют отличный показатель КПД.
При мощности до 10 кВт, например, без труда обогреют дом площадью до 100 м2, поэтому они подходят даже для больших зданий. Существуют водогрейные и паровые котлы, большинство из них отличается компактностью и простотой монтажа.
Отопление солнцем
Преобразовать солнечную энергию в тепловую можно только в случае, если над крышей вашего дома солнце светить часто и подолгу. К сожалению 80% территорий России к этому отношения не имеют. Впрочем, даже в теплом климате полагаться только на солнечное отопление нельзя, обязательно нужен резервный источник.
Принцип работы
На месте «под солнцем» устанавливают поглощающие свет батареи, которые перерабатывают солнечную энергию сразу в тепловую, а затем передают теплоносителю. Есть два вида солнечных коллекторов — вакуумные и плоские. Вакуумные считаются наиболее эффективными и экономичными. Использование энергии солнца — это достижение науки.
Цена
Плюсом солнечного отопления является небольшая цена на солнечные коллекторы. Плоские устройства можно приобрести по цене от 1500 до 60 000 рублей. Вакуумные гораздо дороже — около 80 000 рублей. Однако, если учесть, что за топливо платить не надо, то цена вполне адекватная.
Чем поможет теплоаккумулятор?
Инженерная мысль пошла ещё дальше по пути увеличения периода загрузки твёрдого топлива в котёл. Теплоаккумуляторы, которые представляют собой простые баки для воды с отводами для водяных контуров позволяют обогревать дом, не затрачивая много времени на растопку. Кроме того, ещё и существенно экономятся энергоресурсы.
Простой расчёт: при нагреве теплоносителя (воды) до 40 градусов, бак, который вмещает 3 м. куб. способен аккумулировать 175 Квт тепла. Этого достаточно для того, чтобы обогреть 80 кв. м площади жилья.
В теплоаккумуляторе заложены два контура с принудительной циркуляцией: один соединяет теплообменник котла с аккумулятором, второй — системой отопления (радиаторами и конвекторами).
Отопление загородного дома электричеством
Электрический котел
Современный электрический котел для отопления загородного дома. Такой котел имеет множество рабочих параметров, очень важным из которых является его мощность. Необходимая мощность определяется индивидуально, прежде всего, она зависит от отапливаемой площади, материала стен, качества теплоизоляции дома
Следующий тип отопления загородного дома без газа: отопление электричеством–наиболее простой, безопасный и чистый способ организации отопления. При использовании электрического обогревателя его КПД приближается к показателю в 100 %. Водяной электрический котёл прост по устройству, относительно недорог, нет нужды в дымоходе, вентиляции, отдельном помещении.
Тёплые электрические полы
ВАЖНО! Если теплые электрические полы служат основным источником тепла в помещении, то мощность таких полов — 150-180 Вт на квадратный метр. При таком виде отопления обогреваемая площадь полов должна быть не менее 70% от общей площади помещения. Тёплые электрические полы при соблюдении норм утепления межэтажного перекрытия даже выгоднее электро-водяного варианта:
Тёплые электрические полы при соблюдении норм утепления межэтажного перекрытия даже выгоднее электро-водяного варианта:
— отсутствуют промежуточные потери тепла; — нагреваются непосредственно строительные конструкции; — отсутствует громоздкое котельное оборудование; — минимально место, занимаемое коммуникациями; — оптимально распределение тепла; -система практически не нуждается в обслуживании; — стоимость нередко ниже, чем у водяных систем.
Электрический греющий кабель или плёнка является одновременно теплогенератором и отопительным прибором.
Электроконвекторы обходятся ещё дешевле, но сушат воздух и подхватывают мелкую пыль, перегревая её. Конвекторы — практичный и доступный вариант для дачи с периодическим отоплением, но в жилом доме постоянного проживания применять их как основную систему не стоит. Однако, в приборах нового поколения с керамическими нагревателями присущие конвекторам недостатки почти устранены.
У отопления электричеством множество достоинств и лишь один недостаток, но решающий: высокая стоимость электроэнергии.
Тепловая энергия из альтернативных источников
Могут ли природные источники тепловой энергии составить альтернативу газовому отоплению в частном доме? Несмотря на развитие данного направления энергетики, от сжигания ископаемого и биологического топлива человечество откажется нескоро. Альтернативное отопление сегодня применяется лишь в качестве вспомогательного варианта.
Использование теплового насоса
Принцип работы теплового насоса заключается в том, что оборудование помогает извлечь тепловую энергию из природного источника и переместить ее внутрь помещения для его обогрева
Решая, как обогреть дом при помощи теплового насоса, обратите внимание на особенности имеющихся вариантов :
- «Воздух-воздух» — оборудование функционирует как сплит-система в режиме обогрева.
- «Воздух-вода» — принцип работы тот же, что и в первом варианте, но тепловая энергия наружного воздуха поступает в водяной контур и обогревающее оборудование.
- «Вода-вода» — тепловая энергия извлекается из водоема или грунтовых вод и используется на нагрев теплоносителя;
- «Земля-вода» — для извлечения тепловой энергии из грунта и нагрева теплоносителя монтируется геотермальный контур из труб.
Чтобы сделать дом теплым при помощи указанных технологий, потребуется использовать электричество. Для получения 3-4 кВт теплоты расходуется 1 кВт электроэнергии. В условиях лимитированного электропотребления, тепловой насос способен справиться с теплоснабжением дома площадью до 150 м2 при условии, что для климата не характерны затяжные морозы.
Монтаж теплового насоса для автономной отопительной системы обойдется в серьезную сумму, и сложно рассчитывать на то, что эти затраты окупятся в ближайшие годы эксплуатации.
Использование солнечного коллектора
Группы стеклянных трубок, по которым циркулирует теплоноситель, рассчитаны на нагрев солнечными лучами, точнее, излучением инфракрасного спектра. Отопление дачи без газа при помощи только солнечных коллекторов невозможно:
- эффективный нагрев возможен только в ясную солнечную погоду в теплое время года — зимой и в хмурые дни солнца недостаточно для полноценного функционирования отопительной системы;
- до и после захода солнца коллектор не получает тепловую энергию;
- конструкция энергозависимая — чтобы теплоноситель хорошо циркулировал, необходим электродвигатель.
Среди лучших решений по использованию альтернативной энергетики — установка теплоаккумулятора для накопления тепловой энергии, переданной коллектором. Это поможет экономить энергоноситель, который используется основным источником тепла (обычно это твердотопливный котел).
Радиаторы и трубы отопления
Дизайнерские радиаторы
Помимо современных отопительных котлов не менее важными компонентами являются трубы и радиаторы. Они необходимы для эффективной передачи тепловой энергии воздуху в помещении. Во время проектирования системы необходимо решить две задачи – уменьшить тепловые потери при транспортировке теплоносителя по трубам и улучшить теплоотдачу батарей.
Любые современные радиаторы отопления должны не только иметь хорошие показатели теплопередачи, но и удобную для ремонта и обслуживания конструкцию. Это же касается трубопроводов. Их монтаж не должен вызывать затруднений. В идеале установку может осуществить сам владелец дома без применения дорогого оборудования.
Современные радиаторы отопления
Конструкция радиаторов отопления
Для увеличения теплоотдачи в качестве основного материала изготовления батарей все чаще используют алюминий. Он имеет хорошие показатели теплопроводности, а для получения нужной формы можно применять технологию литья или сварки.
Эти современные трубы для отопления практически не подвергаются коррозии, имея минимальные размеры и толщину стенок. Последнее необходимо для эффективной тепловой передачи алюминию энергии от горячей воды. У современных радиаторов отопления есть несколько преимуществ, заключающихся в следующем:
- Долгий срок эксплуатации – до 40 лет. Однако он зависит от условий работы и своевременного выполнения прочистки системы;
- Возможность выбора способа подключения – верхнее, нижнее или боковое;
- В комплектацию может входить кран Маевского и терморегулятор.
В большинстве случаев модели современных чугунных радиаторов отопления делают дизайнерскими. Они имеют классические формы, некоторые из них изготавливаются в напольном варианте с элементами художественной ковки.
КПД радиатора отопления зависит от правильной установки и способа подключения. Это обязательно учитывается при монтаже системы.
Современные трубы отопления
Полимерные трубы для отопления
Выбор современных труб отопления во многом зависит от материала их изготовления. В настоящее время чаще всего используют полимерные магистрали из полипропилена или сшитого полиэтилена. Они имеют дополнительный армирующий слой из алюминиевой фольги или стекловолокна.
Однако они имеют один существенный недостаток — относительно низкий порог температурного воздействия до +90°С. Это влечет большое температурное расширение и как следствие – повреждение трубопровода. Альтернативой полимерным трубам могут служить изделия из других материалов:
- Медные. С точки зрения функциональности медные трубопроводы соответствуют всем требованиям к отопительной системе. Они просты в монтаже, практически не изменяют форму даже при экстремально высоких температурах теплоносителя. Даже при замерзании воды стенки медных магистралей будут расширяться без повреждения. Недостаток – высокая стоимость;
- Нержавеющая сталь. Она не подвергается ржавлению, ее внутренняя поверхность имеет минимальный коэффициент шероховатости. К недостаткам можно отнести стоимость и трудоемкий монтаж.
Как правильно подобрать оптимальную комплектацию современного отопления? Для этого необходимо воспользоваться комплексным подходом – сделать правильный расчет системы и согласно полученным данным выбрать котел, трубы и радиаторы с соответствующими эксплуатационными характеристиками.
Печное отопление
Печное отопление дома.
Это один из самых древних видов отопления, который остается популярным и в наше время. Существует большое число видов печей, которыми можно отапливать частный дом. Наибольшее распространение получили печи со средней теплоемкостью, которые топятся два раза в сутки. Такие печи могут быть не только отопительными, но и комбинированными (для варки еды).
Капитальные и эксплуатационные затраты на имеют низкую стоимость. Чтобы построить такую печь, будет достаточно кирпича, глины, песка и извести. Металл нужен лишь для того, чтобы соорудить дверцу, задвижки и колосниковую решетку. Чтобы , необходимы будут уголь или дрова, которые всегда можно заготовить самостоятельно. Такая печь создает в доме особую атмосферу уюта. Русская печь – это своеобразный аналог зарубежного камина, который корнями уходит глубоко в древность, но в дизайн современного русского дома вписывается идеальным образом.
Сложность печного отопления заключается в не совсем удобной эксплуатации, ведь за печью необходимо постоянно следить, подбрасывать уголь или дрова. Нельзя забывать о двухразовой топке и о пополнении запасов топлива, его хранении. За печью нужно постоянно ухаживать, чистить не только дымоход, но и само помещение, так как сажа часто попадает внутрь помещения. Кроме всего этого, пожароопасность находится на высоком уровне и существует вероятность отравления угарным газом.
Если ваш дом небольшого размера, учтите, что площадь печи занимает примерно 5% от всей полезной площади дома. С другой стороны, если дом большой, эффективность печи будет низкая. Ведь прогрев будет неравномерным, а потребность в дровах или угле будет немалая. Поэтому, если в загородном доме нет газа, печное отопление подойдет лишь в том случае, если сам дом будет небольшого размера. Более всего такое отопление подходит для небольшой загородной дачи.
