Стремление к энергосбережению – это насущная потребность человечества. На нашей планете остается все меньше ресурсов, их стоимость постоянно растет, а побочные продукты деятельности человека отравляют среду обитания. Энергосбережение – один из путей решения проблемы. Выбирая энергосберегающее отопление для дома, вы экономите ресурсы, вносите личный вклад в сохранение экологии и создаете комфортный микроклимат в доме. Существует несколько популярных технологий, которые позволяют реализовать эту комплексную программу. Предлагаем обзор энергосберегающих систем отопления для частного дома.
Виды источников энергии
Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:
Твердое топливо – дань традициям
Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.
В последние годы увеличивается количество продаж газогенераторных печей и котлов. Их преимущества – полное сжигание топлива, использование пиролизного газа в качестве источника тепла. Установка такого котла экономит энергоресурсы. Приобретать такие твердотопливные котлы мы советуем у проверенных ритейлеров.
Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла
Жидкое топливо – дорого, но популярно
Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.
Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, на втором месте по популярности после газовых.
Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления
Газ – доступно и дешево
В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.
Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах
Подробнее про газовые котлы .
Электричество – удобный и безопасный источник тепла
Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести , пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.
Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»
Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки
Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.
С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.
Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду
Гелиосистемы – перспективный источник энергии
Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.
С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.
Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца
Тепловые панели – энергосберегающее отопление
Среди энергосберегающих систем отопления особую популярность приобретают тепловые панели. Их преимущества – экономное потребление электроэнергии, функциональность, удобство в эксплуатации. Нагревательный элемент расходует 50 Ватт электроэнергии на прогрев на 1 м², в то время как традиционные электрические системы отопления потребляют не менее 100 Ватт на 1 м².
На тыльную сторону энергосберегающей панели нанесено специальное теплоаккумулирующее покрытие, благодаря чему поверхность нагревается до 90 градусов и активно отдает тепло. Обогрев помещения происходит за счет конвекции. Панели абсолютно надежны и безопасны. Их можно устанавливать в детских, игровых комнатах, школах, больницах, частных домах, офисах. Они адаптированы к перепадам напряжения в электросети, не боятся воды и пыли.
Дополнительный «бонус» - стильный внешний вид. Приборы вписываются в любой дизайн. Монтаж не сложен, в комплекте с панелями поставляются все необходимые крепежные элементы. Уже с первых минут включения прибора ощущается тепло. Помимо воздуха, прогреваются стены. Единственный минус – использование панелей нерентабельно в межсезонье, когда нужно лишь слегка обогреть помещение.
Монолитные кварцевые модули
Этот метод отопления не имеет аналогов. Его изобрел С. Саркисян. Принцип действия теплоэлектронагревателей основан на способности кварцевого песка хорошо накапливать и отдавать тепло. Приборы продолжают нагревать воздух в помещении даже после отключения электропитания. Системы с монолитными кварцевыми электронагревательными модулями надежны, удобны в эксплуатации, не требуют особого ухода и технического обслуживания.
Нагревательный элемент в модуле полностью защищен от любых внешних воздействий. Благодаря этому отопительную систему можно монтировать в помещениях любого назначения. Срок эксплуатации не ограничен. Регулирование температуры осуществляется автоматически. Приборы пожаробезопасны, экологичны.
Экономия средств при использовании электронагревательных модулей составляет около 50%. Это стало возможным потому, что приборы работают не 24 часа в сутки, а лишь 3-12. Время, в течение которого модуль потребляет электроэнергию, зависит от степени теплоизоляции помещения, где он установлен. Чем выше потери тепла, тем большим будет расход электроэнергии. Отопление этого типа используют в частных домах, офисах, магазинах, гостиницах.
Монолитные кварцевые электронагревательные модули при работе не издают шума, не сжигают воздух, не поднимают пыль. Нагревательный элемент замоноличен в конструкцию и не боится никаких внешних воздействий
ПЛЭН – достойная альтернатива
Пленочные лучистые электрические нагреватели – одна из самых интересных разработок в сфере энергосберегающих технологий отопления. экономичны, эффективны и вполне способны заменить традиционные виды отопления. Нагреватели помещены в специальную термостойкую пленку. ПЛЭН крепят на потолок.
Пленочный лучистый электронагреватель представляет собой целостную конструкцию, состоящую из кабелей питания, нагревателей, экрана из фольги и высокопрочной пленки
Принцип работы такой системы
Инфракрасное излучение нагревает пол и предметы в комнатах, а те в свою очередь отдают тепло воздуху. Таким образом, пол и мебель тоже играют роль дополнительных нагревателей. За счет этого отопительная система потребляет меньше электроэнергии и дает максимальный результат.
За поддержание нужной температуры отвечает автоматика – датчики температуры и терморегулятор. Системы электро- и пожаробезопасны, не пересушивают воздух в помещениях, работают бесшумно. Поскольку нагрев происходит преимущественно с помощью излучения и в меньшей степени благодаря конвекции, ПЛЭН не способствуют распространению пыли. Системы очень гигиеничны.
Еще одно важное достоинство – отсутствие выброса токсичных продуктов горения. Системы не нуждаются в особом уходе, безвредны для здоровья человека, не отравляют окружающую среду. При потолочном инфракрасном обогреве самая теплая зона находится на уровне ног и туловища человека, что позволяет добиться наиболее комфортного температурного режима. Срок эксплуатации системы может составлять 50 лет.
Инфракрасный нагреватель выполняет примерно 10% работы по обогреву помещения. 90% приходится на пол и крупную мебель. Они аккумулируют и отдают тепло, таким образом становясь частью отопительной системы
Что делает ПЛЭН такой выгодной?
Наибольшие расходы покупатель несет в момент приобретения пленочного нагревателя. Конструкция проста в монтаже, и при желании ее можно установить своими руками. Это позволяет сэкономить на работниках. Система не нуждается в техническом обслуживании. Ее конструкция проста, поэтому долговечна и надежна. Окупается она примерно за 2 года и способна служить десятилетиями.
Самый большой ее плюс – существенная экономия на электроэнергии. Нагреватель быстро прогревает помещение и в дальнейшем просто поддерживает заданный температурный режим. При необходимости его легко можно снять и смонтировать в другом помещении, что очень удобно и выгодно в случае переезда.
Инфракрасное излучение оказывает положительное воздействие на здоровье человека, активизирует защитные силы организма. Установив ПЛЭН, владелец дома, помимо отопления, дополнительно получает настоящий физиотерапевтический кабинет
Учебный фильм по монтажу ПЛЭН
В видеоролике показаны все этапы монтажа пленочного нагревателя:
Важность снижения теплопотерь
Цель обзора энергосберегающих систем отопления для частного дома – помочь читателям выбрать самый выгодный способ обогрева жилища. Каждый год появляются новые системы, и информация о них может сэкономить значительные суммы многим людям. Но даже самые прогрессивные энергосберегающие технологии отопления будут бесполезны, если своевременно не позаботиться об утеплении дома.
Хорошие стеклопакеты и утепленные двери помогут сократить теплопотери на 10-20%, качественный теплоизолятор – до 50%, а рекуператор тепла выходящего воздуха – до 30%. Утеплив дом и установив энергосберегающую систему отопления, вы добьетесь максимального результата и будете платить за тепло по минимуму.
От выбранного энергоносителя и будет дальше проектироваться система отопления и подбираться соответствующее оборудование. В этой статье проведём обзор энергоносителей, на которые можем ориентироваться, посмотрим, какие есть плюсы и минусы у каждого.
Отопление природным газом
Природный газ, пока самый дешёвый для России, но не для Европы и не для всех, кто по недомыслию своему пищит, но лезет туда же. Недостаток: большая стоимость проведения в дом, особенно если газовые магистрали находятся далеко.
Отопление на твёрдом топливе
Твёрдое топливо - это дрова, каменный уголь, пелеты, торф... Оно тоже не везде в достатке.
Недостатки твердого топлива:
- нужно место для хранения дров и угля;
- традиционные котлы и печи весьма прожорливы, а при плохом утеплении дома… полагаю, намёк достаточно толстый - надо утеплять дом !
Отопление сжиженным газом
Если газа поблизости нет и нет твёрдого топлива, можно «замахнуться» на сжиженный газ , который привозят в специальных машинах.
Под сжиженный газ нужно специальное хранилище - ёмкость, способная выдерживать большое давление и достаточно большого объёма; ёмкость весьма дорогостоящая:
Ёмкость крепится растяжками на бетонной плите, чтобы грунтовые воды не выдавили её. Как видим, нужны объёмные земляные работы и бетонные.
Чтобы пользоваться так сжиженным газом, нужно иметь разрешение и соблюдать соответствующие требования энергонадзора. Ну и земляных работ здесь много.
Сжиженный газ продают и в баллонах, однако последнего хватает лишь на несколько часов работы котла.
Кстати, котлы, рассчитанные на природный газ, работают и на сжиженном газе.
Отопление на электроэнергии
Существуют ограничения от энергонадзора и обычно подключить большую мощность не получится (максимум, 3…5 кВт), если в доме есть газ.
При отсутствии газа можно получить подключение до 15 кВт, но на большой дом этого не хватит всё равно - особенно при плохом утеплении дома!
Для отопления небольших помещений, например, дачных домиков, годятся разные электронагревательные приборы, коих в магазинах и на рынках тьма. Для больших же площадей лучше обзавестись электрокотлом, конструкций которых тоже много: тэновые, электродные, индукционные и др.
Впрочем, польстившись на отопление от электрокотла , нужно сознавать и стоимость электричества. Конечно, бывает, что иного выхода нет, так что решать однозначно вам.
Отопление дизельным топливом
Дизельное топливо дорого и всё дороже и собирается дорожать дальше.
Схема же отопления дизельным топливом очень похожа на схему отопления сжиженным газом, рассмотренная выше:
Нужно также место для хранения достаточного количества (как минимум, 2 кубометра):
Ещё одно неудобство – запах.
Да и качество отечественного дизтоплива далеко от идеального, отчего при горении образуется много сажи, которой забивается горелка, её приходится весьма часто (несколько раз за зиму!) разбирать и чистить.
Есть ещё один момент, который не мешает знать. Аж в 1972 году была просчитана динамика развития цивилизации в XX-XXI веке. Расчеты иллюстрируются такими графиками:
Из первого видно (красная линия), что ресурсы намерены уменьшаться в количестве.
Из второго видно, что пик потребления нефти цивилизацией пройден и дальше будет только падать, а спрос - расти. Соответственно, и цена.
Какие нам нужно сделать выводы?
Такие: НЕ ПРАВИЛЬНО ориентировать систему отопления своего дома только на один вид топлива, к тому же, поставляемый «коммунальщиками». Это касается как дизтоплива, так и газа. Впрочем, наверное, и электричества.
Отопление экологическими видами энергии
Экологические виды энергии - это энергия земли, солнца, воды и воздуха. Я не стану здесь о них говорить, хотя изучению данного вопроса посвятил много времени (и продолжаю). Дело в том, что я пока не нашёл источника такой энергии, который удовлетворил бы меня по мощности, и который, к тому же, можно было бы смастерить с доступными для меня затратами (кроме дровяной печи и камина).
Выводы по выбору энергоносителя для системы отопления дома
Сразу уточню: я не являюсь сторонником ущербной идеологии ухода в леса или отказа от удобств цивилизации, потому ни в чём таком меня не надо подозревать и не воспринимать мои выводы, как рекламу чего-то одного. Сами понимаете, мне нет особой выгоды что-либо здесь рекламировать, денег я с вас не требую…
Приведённый здесь вывод – это вывод, сделанный мною для себя, а вы – как хотите.
Итак, на каком энергоносителе остановить выбор?
Мой ответ: на том, какой удобней и доступней сейчас. Если это сетевой газ, дизтопливо или сетевое электричество, то ещё иметь в запасе независимый источник (печи, камины, твердотопливный котел...).
Ответ на вопрос о выборе источника энергии для не всегда очевиден. Попробуем разобраться в тех основных моментах, которые необходимо учитывать, делая свой выбор.
Самым важным моментом при выборе источника энергии для отопления, как правило, служит экономическая составляющая – то есть ежемесячные эксплуатационные затраты для оплаты за реально использованную энергию.
Большинству людей хорошо известно, что самым экономичным источником нагрева всегда был и ещё длительное время останется природный газ. И, казалось бы, ответ напрашивается сам собой – если он самый дешёвый, то нужно останавливать свой выбор на нём. Но очень часто использовать природный газ оказывается достаточно проблематично. Во-первых, не все районы газифицированы, и тогда осуществить присоединение какого-то дома к газовой сети в принципе нереально. Во-вторых, при наличии возможности присоединения очень часто стоимость такой услуги оказывается просто запредельной. В-третьих, необходимо также учитывать, что к работающему на газе оборудованию предъявляются определённые требования – в том, что касается помещения, где его планируется размещать. А эти требования не всегда принимаются во внимание застройщиком при проектировании и строительстве дома, и случается, что такие требования невозможно соблюсти после окончания строительства. А это неразрывно связано с системой отопления, которую планируется использовать в доме, поскольку данными требованиями определяются пределы мощности оборудования, потребляющего газ. Чем больше мощность, тем более строгие требования предъявляются к помещению для установки газового оборудования. Среди основных требований – объём помещения, наличие отдельного выхода на улицу и естественной вытяжки, наличие окна, а также проёма для притока воздуха с улицы. В зависимости от выбора газоиспользующего оборудования что-то из этого перечня может не иметь никакого значения. Конфигурация дома может также играть определённую роль в вопросе газификации. Иногда, при существенной суммарной мощности газоиспользующего оборудования и необходимости установки газовой плиты, приходится делать не один, а два ввода газовой трубы, если техническое помещение (топочная) находится на удалённом расстоянии от кухни.
Суммарную мощность оборудования обычно считают так: 10 кВт для газовой плиты, 10-15 кВт для горячего водоснабжения и вторичных нагревательных приборов (полотенцесушитель, дизайн-радиатор, локальный тёплый пол и др.), плюс расчётная мощность основного отопительного оборудования. Последнее значение просчитывается на основе теплотехнического расчёта, где определяются теплопотери в зависимости от конструкции дома, а также мощность, которая требуется на нагрев воздуха для нужд вентиляции. Мощность, необходимая для отопления, предварительно просчитывается по усредненным нормам 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади дома. Например, для дома площадью 200 м2 суммарная мощность газового оборудования составит около 40-45 кВт. Желательно всё это продумать как можно раньше – лучше всего на этапе выбора проекта своего будущего дома, чтобы заранее понимать перспективы его отопления природным газом.
Если по каким-либо причинам возможность сделать централизованную газификацию отсутствует, следует рассмотреть альтернативные варианты. Они обычно ограничиваются электричеством, СУГ (сжиженный углеводородный газ – чаще всего смесь пропана и бутана), дизельным топливом (солярка) и твёрдым топливом (дрова, пеллеты, уголь и т.п.). Многие перед тем, как сделать выбор, пытаются в первую очередь определить ориентировочный расход того или иного вида топлива за год (отопительный сезон), чтобы, умножив это количество на стоимость, просчитать готовые затраты на отопление. Скажем прямо: в этом нет никакого смысла. Разумнее сравнить стоимость 1 кВт энергии, получаемого от каждого вида топлива, т.к. расход этой энергии за период будет примерно одинаков, и он мало зависит от используемого отопительного оборудования. Стоимость в каждом конкретном месте будет различной – приведём пример для московского региона, с ценами, актуальными на февраль 2016 года. Электроэнергия:Тариф за 1 кВтч составляет 5,03 руб. (или 4,65 руб.) При 100% эффективности использования электроэнергии каждый киловатт тратится непосредственно на нагрев, т.е. выделяет 3,6 МДж тепловой энергии. Таким образом, получаем: 1 кВт стоит 5,03 руб. (или 4,65 руб.)
Дизельное топливо:Оптовая цена дизельного топлива в зависимости от объёма и дальности доставки составляет 30-33 руб/литр. Удельная теплота сгорания дизельного топлива – 42 МДж/кг (или 11,7 кВт*час). C учетом плотности (0,8 кг/литр) литр солярки дает 33,6 МДж (или 9,3 кВт*час). Следует также учесть, что эффективность дизельного оборудования обычно не превышает 80%. Таким образом, получаем стоимость 1 кВт полезной энергии – 4-4,4 руб.
СУГ (сжиженный газ): Оптовая цена сжиженного газа в зависимости от объёма и дальности доставки составляет 16-17 руб/литр.Удельная теплота сгорания пропанобутановой смеси – 115 МДж/м3 (31,9 кВт*час). Плотность газовой фазы – 2,5 кг/м3, или (с учетом плотности сжиженного газа 0,6 кг/литр) 4 литра/м3. 1 литр пропан-бутана дает около 29 МДж (8 кВт*час). Реальная эффективность газового оборудования 80-90%. Получаем стоимость 1 кВт полезной энергии – 2,2-2,7 руб.
Твёрдое топливо Разнообразие твёрдого топлива и его поставщиков не позволяет сделать полноценный анализ. На основании доступной в сети информации, с учётом того, что реальная эффективность твёрдотопливных котлов не превышает 80%, получаем стоимость 1 кВт полезной энергии от твёрдого топлива в пределах 2,5-3,5 руб.Ну и, для сравнения, всё-таки вернёмся к природному газу – метану. Розничные цены на природный газ, реализуемый населению, составляют 4,33-6,05 руб/м3. Среднее значение теплоты сгорания природного газа – 36 МДж/м3 (10 кВт*час). С учётом реальной эффективности газового оборудования 80-90%, получаем стоимость 1 кВт полезной энергии 0,48-0,75 руб. Для информативности сведём все результаты в табличку по возрастанию.
Следует отметить, что немаловажным фактором является и стоимость самой отопительной системы с тем или иным видом топлива. Так, в случае реализации электрической системы это сделать проще всего и с наименьшими затратами, поскольку не требуется дополнительно никакого оборудования. Основной проблемой здесь может быть только ограничение по мощности подключения к электросети. Для СУГ и дизеля потребуются специальные резервуары, причём стоимость реализации системы хранения и подачи СУГ существенно выше, чем для дизтоплива. А для твёрдого топлива необходимо наличие помещения достаточного объёма – и, кроме этого, требуется постоянный контроль расхода топлива и периодическая его загрузка, причём вручную.
Также следует обратить внимание на такой немаловажный фактор, как надёжность системы в целом. Ведь с каждым видом топлива связаны определённые риски. Например, работающее непосредственно от электричества, само по себе максимально надёжно, но его использование окажется проблематичным в случае перебоев в поставках электроэнергии, что случается в результате аварийных отключений или связано с погодными явлениями. И, хотя другое отопительное оборудование тоже, как правило, потребляет электроэнергию, поддержать его работоспособность при отключении электроэнергии можно с помощью маломощного автономного источника резервного электропитания – электрогенератора.
Как уже отмечалось выше, теплопотери Вашего дома практически не будут зависеть от источника энергии, выбранного для отопления – следовательно, и сезонное энергопотребление тоже. Однако существуют методы, позволяющие регулировать расход энергоносителя. Мы говорим про саму систему отопления и её . Все более популярным становится применение устройств, позволяющих контролировать изменения температуры на улице и управлять, в зависимости от этого, работой отопительного оборудования. Например, для водогрейного котла такая корректировка позволяет снижать температуру теплоносителя при повышении температуры на улице. Это позволяет снизить вероятность перегрева помещений, а также снижает теплопотери, что экономит энергоноситель. Однако из-за инерционности такого процесса в системах с теплоносителем высокая результативность такой экономии не достигается. Наиболее эффективными являются методы контроля и управления температурой непосредственно внутри дома, когда температура в помещении поддерживается на заданном уровне вне зависимости от погодных условий. Хороший результат здесь обеспечивается благодаря устройствам нагрева воздуха с принудительным обдувом – например, тепловентиляторам или встраиваемым в пол конвекторам. А максимальных результатов экономии можно достичь, используя систему централизованной обработки воздуха – то есть систему воздушного отопления. Современные устройства контроля в системах воздушного отопления позволяют не просто управлять температурой в помещении, но и оперативно изменять её в соответствии с графиком жильцов, поддерживая разные температурные режимы для различных периодов времени. Это даёт возможность, например, понижать температуру в доме на время отсутствия в нём людей – при этом, соответственно, снижается расход энергоносителя. Если воздух нагревается посредством водяного теплообменника, то сокращение времени его работы приводит к снижению интенсивности работы водогрейного котла, которому требуется меньше времени для поддержания температуры теплоносителя. Если нагрев воздуха выполняется при помощи газового воздухонагревателя, то в это время он включается реже и работает меньше – следовательно, и газа потребляет меньше. Полноценное использование такой возможности в системах воздушного отопления позволяет добиться сокращения расхода энергоносителя в пределах 50-60 % по сравнению со стандартными водяными системами.
В заключение хотим отметить, что при достаточно высокой стоимости электроэнергии существуют методы для сокращения её потребления – в том, что относится непосредственно к системам отопления. Самым эффективным считается применение реверсивных кондиционеров – тепловых насосов, геотермальных или атмосферных. Но их высокая эффективность поддерживается только при плюсовой температуре или близкой к 0 градусов. И, если для геотермальных систем это условие соблюдается всегда, то использование атмосферных целесообразно только в регионах с тёплым или умеренным климатом, где зимы не такие суровые. Использование теплового насоса позволяет снизить расход электроэнергии на нужды отопления примерно в 3 раза.
Ещё одним методом снижения расходов на отопление дома является комбинирование различных источников энергии в системе отопления. Наибольшей гибкостью для этого обладает система воздушного отопления, в которой возможно применять несколько устройств нагрева, и чередовать их в зависимости от конкретной ситуации. Например, устанавливается газовый воздухонагреватель, который оснащается дополнительно ТЭНом и атмосферным тепловым насосом. При умеренной температуре на улице обогрев осуществляется тепловым насосом, при ее понижении – электричеством, а при сильных морозах можно использовать сжиженный газ из небольшой стационарной ёмкости или газобаллонной установки.
Если коттедж находится в газифицированном посёлке, то оптимальным решением почти без вариантов будет газ. Если же газовой трубы нет, то возможны варианты, начиная с традиционного угольного котла и заканчивая инновационными тепловым насосом. При выборе системы отопления для загородного дома необходимо учесть три переменные: затраты на обустройство системы, стоимость эксплуатации и удобство обслуживания.
Ниже приведён приблизительный расчет ежегодных затрат на отопление дома площадью 100 м² и высотой потолка 2.7 м при использовании различных видов топлива (электричества, солярки, природного газа, теплового насоса воздух-воздух Cooper Hunter, угля, дров, сжиженного газа и тёплого пола с системой инфракрасного отопления).
При сравнении затрат будем исходить из одинаковых условий: котел находится в работе примерно половину общего времени, а отопительный сезон длится 7 месяцев.
Ориентировочно, для отопления 1 м² (до 3 м³) хорошо утепленного помещения требуется примерно 100 Вт тепловой мощности (вне зависимости от используемого топлива, мощность котла обычно измеряется в кВт).
Следовательно, для дома площадью 100 м² потребуется котел мощностью примерно 10 кВт.
Если бы котел работал непрерывно, то в месяц понадобилось бы: 10 кВт х 24 ч х 30 дней = 7200 кВт*ч. Принимая во внимание, что котел будет работать примерно половину всего времени (или на половину максимальной мощности), делим 7200 кВт*ч на 2 и получаем 3600 кВт*ч. Это затраты в среднестатистический месяц отопительного сезона. Умножаем на 7 месяцев отопительного сезона, и получаем 25200 кВт*ч в год.
В зависимости от различных факторов (наружная температура, утепление стен и т.п.) эта цифра может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону. Но для сравнения затрат при использовании отопления на различных видах топлива это не важно. Ведь мы будем сравнивать затраты для одного и того же дома при одних и тех же условиях.
1. Затраты на отопление с помощью твердотопливного котла работающего на дровах:
Назвать точную стоимость «дров» практически невозможно. Существует масса факторов, влияющих на этот параметр, среди которых, порода дерева, влажность, колотые дрова или нет и т.д. Попробуем привести усредненные данные. Средняя стоимость дров без доставки составляет 1500 руб. за 1 м³. Масса 1 м³ дров равна примерно 480 кг. Т.е., 1 кг дров в среднем стоит около 3,13 руб. Для получения 1 кВт*ч тепловой энергии расходуется примерно 0,4 кг дров. Стоимость получения 1 кВт*ч тепловой энергии при сжигании дров равна примерно 1,25 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании дров (1,24 руб.) = 31500 руб./год.
2. Затраты на отопление с помощью газового котла, работающего на природном (магистральном) газе:
Стоимость природного газа в Московской области составляет 5,34 руб./м³. Для производства 1 кВт*ч тепловой энергии расходуется примерно 0,1 м³ газа. Стоимость производства 1 кВт*ч тепловой энергии при использовании природного газа равна примерно 0,53 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25 200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании магистрального газа (0,53 руб.) = 13 356 руб./год.
3. Затраты на отопление с помощью твердотопливного котла работающего на угле:
Стоимость угля в зависимости от его качества составляет примерно 10 руб. за 1 кг. Для получения 1 кВт*ч тепловой энергии расходуется примерно 0,13 кг антрацита. Стоимость получения 1 кВт*ч тепловой энергии при сжигании угля равна примерно 1,30 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании угля (1,30 руб.) = 32 760 руб./год.
4. Затраты на отопление с помощью электрического котла:
Для получения тепловой энергии в 1 кВт*ч потребляется примерно 1,03 кВт*ч электроэнергии. Стоимость 1 кВт*ч эелектроэнергии в Московской области составляет 3,53 руб. Стоимость получения 1 кВт*ч тепловой энергии при электроотоплении равна 3,64 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании электроэнергии (3,53 руб.) = 91 728 руб./год.
5. Затраты на отопление с помощью жидкотопливного котла, работающего на солярке:
Стоимость 1 литра солярки 39 руб. Для получения 1 кВт*ч тепловой энергии потребляется примерно 0,1 литр солярки (в зависимости от КПД котла и т.д.). Стоимость 1 кВт*ч составляет примерно 3,90 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании солярки (3,90 руб.) = 98 280 руб./год.
6. Затраты на отопление с помощью газового котла, работающего на сжиженном газе:
Для получения 1 кВт*ч тепловой энергии потребляется примерно 0,1 кг сжиженного газа (в зависимости от КПД котла и т.д.). 1 кг сжиженного газа стоит 29,8 руб. Стоимость 1 кВт*ч в этом случае составляет примерно 2,98 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании сжиженного газа (2,98 руб.) = 75 096 руб./год.
7. Затраты на инфракрасное отопление с помощью тёплого пола с ИК системой отопления:
Среднее потребление электроэнергии 1 м² составляет 30 Вт*ч. Таким образом, месячное энергопотребление на отопление дома площадью 100 м² составит 0,03 кВт х 100 м х 24 ч х 30 дней = 2160 кВт*ч. Это затраты в среднестатистический месяц отопительного сезона. Умножаем на 7 месяцев отопительного сезона, и получаем 15120 кВт*ч в год. Стоимость 1 кВт*ч составляет 3,53 руб. (Московская область). Умножаем годовые затраты тепловой энергии (17640 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании электричества (3,53 руб.) = 53 374 руб./год.
8. Затраты на отопление с помощью теплового насоса воздух-воздух COOPER HUNTER:
Принимая во внимание, что коэффициент энергоэффективности при работе на обогрев (COP) равен 3,72, для получения тепловой энергии в 1 кВт*ч потребляется примерно 0,269 кВт электроэнергии. Стоимость 1 кВт*ч эелектроэнергии в Московской области составляет 3,53 руб. Стоимость получения 1 кВт*ч тепловой энергии при использовании теплового насоса равна 0,95 руб. Умножаем годовые затраты тепловой энергии (25200 кВт*ч) на стоимость 1 кВт*ч при использовании теплового насоса (0,95 руб.) = 23 940 руб./год.
Вот и получается, что вариант с жидкотопливным котлом проигрывает варианту с магистральным газом, который в свою очередь проигрывает твердотопливному котлу. Почему же тогда жидкотопливные котлы достаточно часто используются для отопления загородных домов? Дело в том, что далеко не во всех случаях есть возможность подключиться к газовой магистрали (даже за большие деньги) или получить необходимую для отопления дома электрическую мощность, а постоянно заниматься загрузкой дров или угля не многим хочется. Не говоря про чистку дымохода и самого котла.
Тепловой насос воздух-воздух COOPER HUNTER показывает высокие результаты в нижеперечисленных категориях и является лучшим решением для отопления загородного дома при отсутствии магистрального газа.
Ниже приведены примерные единовременные затраты на создание системы отопления загородного дома в 100 м² и высотой потолка 2.7 м, разположенного в Московской области. Они складываются из стоимости оборудования, монтажных работ и дополнительных расходов.
Системы отопления зачастую занимают первые позиции в сметах по расходам на содержание частных домов. Прежде всего, это относится к электрическому оборудованию, хотя и агрегаты, работающие на других источниках энергообеспечения, тоже предполагают существенные траты на эксплуатацию. Кроме того, отопительная инфраструктура своим примером ярко демонстрирует зависимость эффективности работы системы от вкладываемых ресурсов. Также переход на более дешевые источники тепла обуславливается и другими негативными факторами. Например, газовые системы требуют соблюдения повышенных мер безопасности, ограничивая пользователей в таком выборе. Так или иначе, стремление к экономии не оставляет умы технологов данной сферы, поэтому энергосберегающее отопление в различных концептуальных вариациях все чаще фигурирует в предложениях инжиниринговых компаний. Некоторые решения являются лишь маркетинговой уловкой, а другие вполне себя оправдывают на практике применения.
Принципы энергосберегающего отопления
Идея энергосберегающих отопительных систем базируется на принципах экономии топлива, затрат на обслуживание и содержание технической инфраструктуры. Чтобы система соответствовала данным требованиям, конструкторы используют обширный диапазон инструментов и технологических решений. Например, в котлах предусматриваются камеры двойного сгорания, привычные радиаторные установки получают материалы с повышенной теплоотдачей, а схемы распределения несущих компонентов изначально рассчитываются с учетом особенностей места эксплуатации. Набирает популярность и энергосберегающее отопление без труб и котлов, которое основывается на панельной теплоотдаче. По мнению многих специалистов, это наиболее перспективное направление. Данная концепция основывается на принципе рациональной аккумуляции генерируемой энергии. На практике применения это означает сокращение не только потребляемого энергоресурса, но и конструкционной элементной базы. То есть в доме устанавливается набор компактных плит-излучателей, которые экономят свободное пространство, но при этом вырабатывают тот же объем тепла, что и системы, в которых предусматривается трубная инфраструктура.
Принципы отопительных экосистем
Технологии энергосбережения во многих сферах тесно связываются с принципами экологической безопасности. С одной стороны, главным принципом эксплуатации такого оборудования является минимизация расхода природных энергетических ресурсов из класса исчерпаемых, а с другой - полная безвредность для самих пользователей. Последний фактор особенно важен на фоне стремления многих производителей привлекать владельцев частных домов системами с повышенной энергоэффективностью, которая обеспечивается как раз благодаря применению токсически опасных материалов. Что касается оптимизации расхода энергетических ресурсов, то эту концепцию реализует энергосберегающее отопление, потребляющее биотопливное сырье. Экологически безопасные системы такого типа предполагают модернизацию традиционных котлов, в результате которой они позволяют генерировать тепло в процессе сжигания отходов древесной переработки, растительных остатков, сушеного навоза и т.д. Теперь стоит подробнее рассмотреть конкретные технологии энергосбережения в системах отопления.
Кварцевые нагреватели
Это наиболее эффективная разновидность панельного отопления, которая соответствует основным принципам энергоэффективности и экологической безопасности. Обогреватель представляет собой плиту, изготовленную с применением кварцевого песка. Специальный раствор смешивается с гранулами кварца, а также армируется хромоникелевым элементом нагрева. Далее масса компонуется в прессе под определенную форму и под действием температуры обретает твердость и прочность. В сущности, получается электрическое отопление, энергосберегающее свойство которого выражается в способности кварца аккумулировать распространяемый по хромоникелевому проводнику ток. В момент активации системы панель быстро набирает необходимую температуру, а после отключения сохраняет ее длительное время. То есть для поддержания заданного режима не обязательно оставлять агрегат включенным постоянно. Несколько часов тепловой отдачи система обеспечит в пассивном режиме.
Инфракрасные панели
Еще одна разновидность панельных энергосберегающих обогревателей, которая имеет свои преимущества, обусловленные особым принципом работы. Инфракрасное излучение характеризуется способностью нагревать не столько воздух, сколько объекты. Прибор действует по принципу отдачи тепла предметам, которые, в свою очередь, рассеивают потоки в помещении. В результате достигается равномерный прогрев. По расчетам специалистов, перепад температур от места установки излучателя до крайней точки в комнате составляет не более одного градуса, при этом эти Отопление для дома с большими помещениями можно построить и по этому принципу. В данном случае организуется не точечный, а именно сбалансированный микроклимат по всему пространству. По остальным характеристикам инфракрасные обогреватели сохраняют преимущества вышеупомянутой кварцевой панели.
Энергоэффективные радиаторы
Радиаторные системы обогрева также представляют интерес со стороны компаний, занимающихся энергосберегающими технологиями. В отличие от обычных радиаторов, такие модели формируются отдельными вакуумными секциями, наполненными литиево-бромидной жидкостной основой. При температуре 35 °С происходит парообразование в данном наполнителе. В результате обеспечивается прогрев верхних частей вакуумных секций, которые, в свою очередь, распределяют тепло по всему помещению. В процессе эксплуатации энергосберегающие радиаторы отопления отличаются меньшим расходом воды - как правило, для одного агрегата требуется всего 500 мл. Это в разы меньше, по сравнению с уровнем потребления обычных радиаторных установок.
Энергоэффективные котлы
Котельные и печные установки также подвергаются улучшению в конструкционных и эксплуатационных качествах. К традиционным агрегатам более приближены пиролизные энергосберегающие котлы отопления, в которых реализуется принцип длительного нагрева. Достигается он за счет специальной конструкции с двойной камерой сгорания. В процессе работы происходит так называемое вторичное сгорание отработанных продуктов. Твердотопливный материал изначально сжигается в основной камере, а затем уже газовые вещества проходят еще один этап обработки с выделением тепла.
Другое направление развития концепции энергосберегающих котлов основывается на принципах сжигания биотоплива. Это комбинированные качества которых обуславливаются возможностью работы на пеллетах, специальных топливных гранулах и брикетах.
Солнечные энергосберегающие батареи
Аккумуляторы, работающие за счет энергии солнечных панелей, позволяют обеспечивать практически бесплатное энергоснабжение инженерной инфраструктуры жилого дома. Отопительная система в данном случае выступает потребителем аккумулируемой энергии, которая преобразуется в электричество с помощью специальных генераторов. В качестве непосредственного оборудования для отопления могут выступать те же электрические котлы или радиаторы с конвекторами. Но если в процессе выработки тепла энергосберегающие батареи отопления не требуют затрат, то их техническое содержание обходится недешево. И это не говоря о первичных вложениях в те же солнечные панели и преобразующие генераторы. Именно этот нюанс пока сдерживает широкое распространение данной технологии, но уже в скором будущем солнечные аккумуляторы смогут в полной мере оправдать свою энергосберегающую функцию.
Средства оптимизации традиционного отопления
Практика показывает, что показатели расходов на энергоресурсы отопительных систем в немалой степени определяются качеством проекта. Схема прокладки отопительных труб, точки инсталляции излучающих тепло панелей, рабочие показатели - все это влияет на потребление электричества или топливных материалов. Поэтому еще на этапе выбора способа обогрева желательно как минимум соотнести мощность установки с требованиями к объемам теплоотдачи. Помимо отопление на базе обычных систем можно реализовать посредством интеграции автоматических систем. Они помогут без участия пользователя добиться рационального расхода посредством управления рабочими режимами.
Особенности монтажа энергосберегающего оборудования
Системы с минимальным потреблением энергоресурсов отличаются не только принципами работы, но зачастую и нюансами установки. В частности, модели энергосберегающих радиаторов в некоторых исполнениях крепятся к потолку, что позволяет с большей теплоотдачей выполнять свою функцию. И напротив, современные системы напольного обогрева интегрируются непосредственно в стяжку и рассеивают теплые потоки от низа к верхней части. Имеет свои особенности и энергосберегающее отопление в виде кварцевых панелей. Они устанавливаются на поверхностях стен, но с минимальным охватом площади.
Обслуживание энергосберегающих систем
Содержание и обслуживание энергосберегающего оборудования часто обходится дороже, чем для традиционных агрегатов. Связано это как раз с применением нестандартных источников питания. Например, биотопливные котлы предполагают организацию условий для хранения тех же пеллет и брикетов. Такие материалы чувствительны к сырости и требуют соблюдения повышенных мер пожарной безопасности. Также и солнечное энергосберегающее отопление частного дома нуждается в технической поддержке преобразователей, а сами панели должны регулярно контролироваться для более эффективной аккумуляции тепла.
Как выбрать оптимальное энергосберегающее решение?
Объем теплоотдачи является главным показателем, который следует учитывать при выборе средства отопления. В базовых версиях малогабаритные установки, наподобие тех же радиаторов, вполне справляются с обслуживанием помещений площадью 25-35 м 2 . Но для больших гостиных, залов и комнат с высокими потолками скорее потребуются мощные электрические котлы отопления. Энергосберегающие свойства такого оборудования будут не столь очевидны, но важно понимать, что применение для аналогичных нужд традиционных печей и бойлерных станций обойдется еще дороже.
Заключение
Технологии оптимизации расходов на эксплуатацию и сопутствующей оснастки в разных сферах переживают радикальные изменения. Коррективы вносятся и в конструкционные схемы, и в функциональное обеспечение. Но исходные точки для модернизации, которой подвергаются энергосберегающие системы отопления, основываются на принципах работы оборудования. Наиболее значительные отклонения от традиционных систем демонстрируют технологии альтернативных источников энергии, хотя среди рядовых потребителей они пока не пользуются высоким спросом. Чего нельзя сказать об энергосберегающих радиаторах и котлах, особенности которых выражаются в применении более доступного по цене биологического топлива.