Расчет системы отопления
В статье про выбор котла мы уже сравнивали разные виды топлива по стоимости и рассчитывали минимальную мощность котла по площади дома. Но затраты на установку и эксплуатацию зависят не только от размеров отапливаемого помещения.
От чего зависит стоимость отопления, легко понять, если рассматривать дом как теплый периметр, через который уходит тепло. Внешние стены дома, крыша и пол пропускают часть тепловой энергии, которая вырабатывается внутри. Тепло может уходить через щели в стенах, плохо настроенные окна и через сами стены, крышу и пол, если они плохо утеплены. Чем меньше таких источников потери тепла, тем меньше мощности нужно для отопления дома. Проще говоря, система отопления должна успевать вырабатывать тепло быстрее, чем это тепло уходит за периметр дома.
Калькулятор для расчета системы отопления может дать только примерную усредненную оценку мощности системы отопления со стандартными коэффициентами, которые закладываются в формулу и не могут гарантировать точности вычислений. Фактические теплопотери зависят от технологии строительства, конкретных материалов, качества выполненных работ и многих других параметров.
Я попробовал посчитать теплопотери в одном из таких калькуляторов. Для примера я проверил только стены — окна, пол и крышу нужно считать отдельно. Для самого простого расчета нужно выбрать город для определения температуры зимой по справочнику, желаемую температуру внутри, материал и толщину стен.
При расчете я указал, что дом в Московской области и хочу зимой. Мой дом из бревна диаметром 300 мм, то есть толщина стены в разных местах меняется. Поэтому при расчете указал 250 мм.
Результат расчета — теплопотерь с 1 м² площади стены каждый час самого холодного дня зимы. Если умножить примерную площадь стен на 24 часа, то по местным тарифам на электричество без учета КПД стоимость обогрева дома в течение самого холодного дня — больше 1000 , если верить калькулятору. И это я посчитал только стены без пола и крыши. В реальности я плачу в разы меньше.
Калькулятор не ошибся, он просто посчитал все по данным из справочников. Хоть я и указал, что у меня стены из сосны, бревно может отличаться и проводить тепло.
Расход тепла на вентиляцию — еще один источник теплопотерь. При оборудовании отопления нужно также проектировать и монтировать систему вентиляции, которая обеспечит приток свежего воздуха снаружи дома. Но в обмен на свежий воздух дом отдает уже нагретый, то есть охлаждается. Для расчета таких теплопотерь есть нормы, которые вычисляются по справочным таблицам. Это тоже лучше доверить специалисту.
Калькулятор выглядит очень сложным, но вводить данных нужно не очень много — остальное вычисляется автоматически и выводится для справки
Распространенные ошибки при монтаже отопительной системы
Ошибки допускают все — и те, кто заказывает систему, и те, кто ее монтирует. Мой подрядчик поделился со мной полезными советами и интересными историями из практики.
Не экономьте на проекте и заказывайте его в проверенной компании. Частая ошибка — некачественный проект или его отсутствие. Тогда ответственность ложится на монтажников, которые не всегда обладают достаточными знаниями, чтобы правильно спроектировать систему. Если не знать нюансов, распознать таких недобросовестных или неграмотных исполнителей не получится. В результате появляются ошибки, которые сказываются на работе систем.
Если во время работ по проекту выявились неточности или ошибки, проектная организация должна бесплатно устранить недочеты — это должно быть указано в договоре. Поэтому, когда заключаете договор, прочитайте его внимательно и найдите этот пункт.
Выбирайте грамотного подрядчика. Проверяйте его компетентность: не стесняйтесь разговаривать с ним и задавать любые вопросы, погружайтесь в детали и нюансы, просите ответ на любой интересующий вопрос. Если у него есть специализированный монтажный инструмент, это может говорить о более высокой квалификации. Если монтажник пришел с газовым ключом, шуруповертом, дрелью и утюгом для полипропилена, возможно, вы ошиблись с выбором.
Не превращайте экономию в ущерб. Если экономить на важных элементах инженерных систем, это сказывается на качестве материалов и оборудования. Стоимость работы с дешевыми и дорогими материалами одинаковая. Но дешевые по истечении гарантии, то есть через , выходят из строя. И тогда придется вновь платить и за материалы, и за работу. Хороший проектировщик или монтажная организация подскажут, как можно правильно сэкономить.
Не гонитесь за подозрительной дешевизной. На строительных рынках и в онлайн-магазинах все еще встречаются подделки дорогих качественных брендов. Такие материалы могут не прослужить и года. Например, у одного заказчика протек санузел на втором этаже: затопил весь первый этаж дома, повредил отделку и оборудование. Проблема была в дешевой китайской прокладке под душевой кабиной, которую разъели химические средства для чистки.
Соберите заранее информацию о подведенных коммуникациях. Например, если вода в скважине с высоким содержанием железа, нужно заранее задуматься о системе очистки. Ржавчина не только влияет на эстетичный вид сантехники, но и может вывести из строя котел. Лучше заранее проверить воду на наличие примесей, а электрическую сеть — на скачки напряжения.
Погружайтесь в процесс установки системы. Обо всех особенностях установки должны думать проектировщики и монтажники, но вы, как заказчик, тоже должны знать устройство системы, как ее обслуживать, а если непонятно — задавать вопросы исполнителю. У системы отопления есть сезонное обслуживание, его периодичность — минимум раз в год перед отопительным сезоном. Лучше не эксплуатировать дом с системой отопления, если не знаете, как действовать в аварийных ситуациях или как обслуживать. Это может повлечь за собой дополнительные траты.
Отопление электричеством по ночному тарифу
Отопление электричеством — как правило, наиболее затратный вариант, поэтому круглосуточное отопление таким способом мы не рассматриваем. Но есть вариант отопительный системы, которая запасает тепло ночью, когда электричество дешевле.
Начальные вложения: 220 000 . Сюда входит электрический котел — 20 000 , буферная емкость — 80 000 , подключение — 120 000 . Котел подойдет самый простой, без дорогостоящей электроники и тонких настроек, так как нам всегда нужно греть на максимальной мощности. Также вместо котла можно использовать нагреватель — ТЭН, встроенный прямо в буферную емкость.
Цена энергоносителя: 2,36 за 1 кВт⋅ч. Стоимость 1 кВт⋅ч электроэнергии по ночному тарифу в сельских населенных пунктах для Ленинградской области — 2,25 . Для сравнения: дневной тариф — 4,71 , а для однотарифного счетчика — 3,94 . КПД электрического котла обычно более 95%.
Минусы: буферная емкость занимает много места и может не поместиться в котельную. Также этот вариант не подходит, если на дом выделена электрическая мощность менее Возможны временные отключения электроэнергии технических неполадок.
Что можно сделать на этапе строительства
Не все ошибки, связанные с обустройством отопления дома, можно быстро и недорого исправить после завершения строительства. Некоторые простые, но важные особенности лучше проверить во время строительства. Расскажу, что сделал я и как это помогло сделать дом теплее.
Мне попалась хорошая бригада рабочих, которые прокладывали коммуникации, в том числе отопление. Бригадир несколько раз приезжал на стройку перед началом работ по прокладке коммуникаций и давал рекомендации, где и как лучше обогревать комнату.
Стеклопакеты. Большая часть тепла уходит через окна. Даже если окно правильно установлено и закрыто, стекло снаружи остывает, а вместе с ним охлаждается и внутренняя сторона окна. Чем больше окно, тем больше тепла будет уходить.
Теплоотдачу уменьшает воздух между стеклами, а не сами стекла. Поэтому для уменьшения теплопотерь не делают стекло толще, а устанавливают многокамерные окна. Однокамерное окно — это два стекла и пространство между ними, воздушная камера. Если добавить еще одно стекло, получится две камеры — двухкамерный стеклопакет из трех стекол. Такие окна медленнее выпускают тепло из нагретого помещения, они тяжелее и дороже.
Бывают и трехкамерные стеклопакеты — это четыре стекла, но в России их устанавливают редко. Они еще дороже и тяжелее двухкамерных.
Утепление пола. Кроме окон, тепло может уходить через пол. Особенно это заметно в деревянных домах. Чтобы этого избежать, делают черновой пол, на него кладут несколько слоев утеплителя, а сверху закрывают чистовым полом, по которому будете ходить. Высоту пространства между черновым и чистовым полами нужно рассчитать заранее — от этого зависит, сколько утеплителя можно уложить. В средних широтах России обычно достаточно слоя минеральной ваты толщиной , я попросил сделать 300 мм с запасом.
Если при строительстве дома в проекте заложили расстояние 200 мм, не надо укладывать туда утеплитель толщиной 400 мм в спрессованном виде — так пол не станет в два раза теплее. Тут работает примерно принцип, как и с двухкамерными окнами.
Если дом стоит на сваях, а не на монолитном фундаменте, свободно гуляющий под домом ветер не сделает пол на первом этаже теплее. Цоколь дома на свайном фундаменте уже утеплял один из наших авторов. Лучше утеплить сразу — будете ходить по теплому полу и сэкономите на отоплении.
Утепление крыши. Через крышу тепло тоже уходит. Не имеет значения, из какого материала сделан дом, — у кирпичных и деревянных домов устройство крыши примерно одинаковое. Оно называется кровельный пирог — это несколько слоев разных материалов, которые нужно укладывать в строго определенном порядке, начиная от паро- и гидроизоляции и заканчивая самой кровлей. Между слоями тоже уложен утеплитель. Толщина зависит от выбранного материала утеплителя. Здесь тоже лучше не мелочиться и не экономить, минимум для минеральной ваты в средних широтах — .
Если порядок материалов кровельного пирога будет неправильный, утеплитель будет намокать влаги с улицы или конденсата от теплого помещения. А любая влага в таких конструкциях — это будущий грибок.
Теплый пол — система отопления, расположенная под полом. В отличие от радиатора, теплый пол будет равномерно прогревать помещение по всей площади.
Мы подключили теплый пол к системе водяного отопления. Сверху положили керамическую плитку — самый простой и удобный в использовании материал для теплого пола, по нашему мнению.
Теплый пол — хорошая альтернатива радиаторам там, где их установка может испортить вид и помешать проекту интерьера или окажется технологически сложной. Например, в единственном месте прихожей, где можно было установить радиатор, мы планировали разместить , а в котельной хотели сэкономить максимум места под бытовые нужды. Поэтому по совету бригадира, кроме ванной и кухни, мы установили теплый пол в прихожей, коридоре и котельной и не пожалели — тапки в доме мы не надеваем, а жена была рада спасенному шкафу.
Расстановка радиаторов. Отопительные приборы нужно устанавливать в каждом отдельном помещении. Радиаторы также рекомендовали установить под каждым окном во всю ширину окна. По нашему проекту окна в гостиной были большими — почти — мы хотели больше света, понимая, что больше заплатим за отопление. Поэтому подоконник получился очень низкий, но даже под него нашелся радиатор подходящего размера.
Чтобы компенсировать невысокий радиатор, мне предложили установить более крупный с запасом под окном с другой стороны комнаты. В комнате была двустворчатая дверь на веранду. Вместо радиатора под ней в полу установили напольный конвектор. Он получился не таким мощным, как радиаторы, но нам хватает.
Считаем финансы
Затраты. При строительстве дома я потратил около 300 тысяч рублей на оборудование для отопления и еще около 150 тысяч отдал за работу.
После завершения строительства дома на дополнительное утепление я потратил 187 300 :
- 170 000 — герметизация стен дома с внешней стороны, доп. материалы и работы;
- 12 000 — термостаты на все радиаторы;
- 5300 — тепловизор.
Экономия. Последняя зима была теплой и пасмурной, но это скорее увеличило мои траты, а не уменьшило — об этом я уже рассказал. За четыре самых холодных месяца без утепления я оплатил счетов за электричество на 60 тысяч рублей, с утеплением за четыре месяца следующего года — около 35 тысяч, то есть чуть меньше 9 тысяч в месяц.
Если чисто экономически подходить к расчету, затраты окупятся через . Но первой зимой температура внутри не всегда была комфортной, поэтому дом до и после утепления сравнивать неправильно, а домашнее тепло и уют деньгами измерить сложно.
За год на электричество буду тратить примерно , но это с учетом горячей воды, которая сейчас тоже нагревается электричеством. В статье про выбор котла отопления я примерно оценил стоимость обогрева условной однокомнатной квартиры разными способами. Мой дом больше по площади в 4 раза, а по объему высоты потолков и второго этажа — почти в 6 раз. Отапливать четыре квартиры центральным отоплением по нормативам дороже.
По моим подсчетам после подключения газа общая стоимость эксплуатации загородного дома, включая стоимость обслуживания оборудования, приблизится к стоимости ЖКУ небольшой квартиры. Об этом постараюсь подробно рассказать в отдельной статье.
Как сделать отопление в частном доме
- Выберите способ отопления исходя из доступных источников энергии.
- Рассчитайте мощность и выберите котел для системы отопления.
- Если еще строите дом, максимально утеплите его.
- При необходимости проведите обследование тепловизором.
- Установите термостаты и не забывайте менять режим окон.
- Если не уверены в своих силах, доверьтесь профессионалам.
Твердотопливные котлы
Раньше в деревнях сжигали дрова в печах и получали тепло. Сейчас дрова закладывают в твердотопливные котлы, которые подогревают воду для радиаторов или теплых полов. Вместо дров еще используют уголь или пеллеты — спрессованные гранулы, которые делают из отходов деревообработки.
Начальные вложения: 210 000 . Исходим из примерных расценок: котел — 80 000 , дымоход — 80 000 , подключение оборудования — 50 000 .
Цена энергоносителя: в зависимости от вида топлива.
Сколько стоит тепло от твердотопливной системы
Цена 1 кВт⋅ч без учета КПД котла
Фактическая цена 1 кВт⋅ч
Как утеплить дом и сэкономить на отоплении
Я внимательно следил за процессом строительства дома и не экономил на утеплении. Строители установили двухкамерные утепленные окна, а под полом и крышей положили утеплитель с запасом. Но первая зима все равно была холодной.
Газовый котел
Отопление магистральным газом — самый бюджетный вариант, если не брать в расчет стоимость подключения. Бывает, можно подключиться за 200 000 с учетом проекта и всех согласований. Но если труба далеко, ценник иногда выходит за миллион, к придется ждать.
Начальные вложения: 560 000 . Как считали: стоимость подключения к газу принимаем за 500 000 — это психологический и финансовый барьер, выше которого подключение газа теряет целесообразность. Плюс мы учитываем расходы на котел — 40 000 , дымоход — 10 000 , подключение — 10 000 .
Цена энергоносителя: 0,81 копейки за кВт⋅ч тепла. Как считали: 1 м³ газа в Петербурге стоит около 7,56 . При этом 1 м³ газа с учетом КПД котла 90% дает примерно 9,3 кВт⋅ч тепла. Таким образом, 1 кВт⋅ч будет стоить: 7,56 / 9,3 = 0,81 .
Минусы: для установки газового котла котельная должна соответствовать определенным требованиям, необходимо согласовывать проект.
Еще газовое оборудование запрещено обслуживать самостоятельно — у владельца дома должен быть договор со специализированной организацией. Годовое техническое обслуживание в Москве стоит около 12 000 , хотя в некоторых городах цены значительно меньше.
Способ 6 — электродный котел
Внутри электродного котла находятся электроды, которые и выполняют функцию нагревательного элемента. При прохождении тока через жидкость выделяется тепло. Это означает, что в электродных котлах нет собственно нагревательного элемента, на котором могла бы образовываться накипь. Отсутствие накипи существенно облегчит эксплуатацию.
Электродные котлы обладают большой надёжностью и работают гораздо дольше, чем трубчатые нагреватели. Кроме того, они имеют небольшие размеры, что очень удобно для небольшого жилого дома. К недостаткам относят высокие требования к жидкости, используемой в качестве теплоносителя. Вода должна подвергаться специальной обработке. Зачастую антифриз вообще должен быть эксклюзивным — от разработчика устройства.
На фото электродный котел Галан, Россия
Способ 3 — теплый пол
Электрические теплые полы, как единственный источник отопления, выбрирают чтобы освободить полезную площадь, т.е. устроить отопления без использования радиаторов. Кроме того равномерное распределение тепла в помещении способствует уменьшению пыли в воздухе. Рекомендую покупать электрополы в виде нагревательных матов — это позволит значительно упростить монтаж.
Элементы системы отопления
Система отопления состоит из компонентов. Наиболее важные такие.
Теплогенераторы — преобразователи энергии в тепло. Это, например, котел, который использует газ, электричество или жидкое топливо, чтобы вырабатывать тепло. Бывают и другие виды топлива — я уже рассказывал об этом в статье про выбор котла.
В системе отопления может быть один котел или несколько. Например, газовый котел установлен как основной, а электрокотел — как резервный, на случай временного отключения газа.
Расширительные баки — вспомогательный компонент системы отопления с жидким теплоносителем, который используется для стабилизации давления внутри системы. При нагревании воды ее объем увеличивается и «лишняя» вода попадает в расширительный бак. Примерно , как стабилизаторы напряжения защищают от перепадов в электросети, расширительные баки могут сглаживать резкие пики давления, которые создают скважинные насосы, и снижать нагрузку на них.
Как и отопительные системы, расширительные баки бывают открытые — чаще для открытых систем, и закрытые — герметичные, для систем с принудительной циркуляцией. Я рассказываю про закрытые.
Радиаторы — их еще называют батареями — это один из видов отопительных приборов, через которые тепловая энергия из теплоносителя попадает в отапливаемое помещение. Кроме радиаторов, эту функцию могут выполнять тепловые панели, конвекторы и другие приборы. Они бывают настенными и напольными, реже — потолочными.
Трубы переносят теплоноситель с энергией по системе отопления от генератора к отопительным приборам, а затем — уже охлажденный теплоноситель обратно для повторного нагрева.
Трубы бывают из разных материалов — от привычных стальных и пластиковых (полипропиленовых) до медных и металлопластиковых. Они отличаются параметрами: стоимостью, долговечностью, надежностью соединений, максимальным давлением, простотой установки — у каждого материала свои плюсы и минусы. Подобрать оптимальный вариант для вашей системы под конкретные задачи и бюджет поможет специалист.
Мы выбрали металлопластиковые трубы — они примерно в два раза дороже обычных пластиковых, но служат дольше, лучше держат тепло и почти не деформируются при нагревании.
Теплоноситель — это вещество с высокой теплоемкостью, то есть способностью накапливать тепловую энергию. С его помощью в централизованных системах тепло переносится от теплогенератора к отопительным приборам, например радиаторам. Простыми словами, это то, что внутри ваших труб. Разберем это подробнее в следующем разделе.
Запорная арматура — вспомогательные устройства, которые регулируют поток жидкости или газа в системах для сохранения герметичности.
Запорная арматура в отопительных системах — это чаще всего вентили, или краны, которые установлены на приборах системы отопления. Одна из целей использования запорной арматуры в системах отопления — не допустить попадания воздуха и сохранить герметичность.
Все о том, как жить в России
И взаимодействовать с УК и соседями — в нашей рассылке. Подпишитесь, чтобы не пропустить важные статьи
Способ 5 — индукционный котел
Индукционный котел — это трансформатор с двумя видами обмотки. Возникающие вихревые токи следуют за короткозамкнутый виток, являющийся корпусом котла. Вторичная обмотка при этом получает энергию, которая преобразуется в тепло, нагревающее теплоноситель.
Индукционные котлы быстро нагревают дом, могут работать при низком напряжении и не содержат деталей, выходящих из строя. КПД такого котла почти 100% и не зависит от срока эксплуатации.
На фото индукционный котел ЭПО Эван на 9.5 кВт, Россия
Как считал
Я расскажу, как все считал, если захотите тоже все проверить. Если вам интересен только результат — пропустите этот блок и читайте дальше.
Для дров считал так: стоимость насыпного куба березовых дров естественной сушки — от 2250 , а с доставкой — от 2500 . Согласно госту, фактический объем насыпного куба — 0,71 м³ древесины.
Масса древесины зависит от влажности. 1 м³ березовых дров влажностью 25% весит 670 кг. Итого за 2500 мы фактически приобретаем 0,71 × 670 кг = 476 кг дров. То есть стоимость 1 кг дров: 2500 / 476 кг = 5,25 .
Теплотворная способность 1 кг дров влажностью 25% по нормам — 3,62 кВт⋅ч. Получается, стоимость 1 кВт⋅ч: 5,25 / 3,62 = 1,45 . Это значение без потерь.
КПД твердотопливной системы, учитывая влажность дров, возможный недожог и потери тепловой энергии с выходящими газами, принимаем за 73%. То есть реальная стоимость 1 кВт⋅ч на 27% дороже нашей расчетной, а именно на 1,45 × 0,27 = 0,39 .
Цена энергоносителя при использовании дров: 1,84 за 1 кВт⋅ч тепловой энергии.
Для пеллет: теплотворная способность 1 кг пеллет равна 4,7 кВт⋅ч. Стоимость пеллет — около 9700 за тонну, или 9,7 за кг. Стоимость 1 кВт⋅ч: 9,7 / 4,7 = 2,1 . Берем КПД системы уже 80%, так как пеллеты горят лучше и дольше дров.
Цена энергоносителя при использовании пеллет: 2,52 за 1 кВт⋅ч тепла.
Для угля: стоимость 1 кг антрацитового угля — 13 . Теплотворность 1 кг такого угля — 7,8 кВт⋅ч. Получаем: 13 / 7,8 = 1,67 за 1 кВт⋅ч. КПД системы — все те же 80%.
Цена энергоносителя при использовании угля: 2 за 1 кВт⋅ч тепла.
Минусы: нужно хранить дрова, а также постоянно ходить к котлу и подбрасывать топливо. Теплотворная способность дров и пеллет значительно снижается, если они отсыреют. Также в течение отопительного сезона котел нужно чистить — примерно два раза в месяц — и каждый сезон чистить дымоход. Плюс стоит учитывать повышенную пожароопасность.
Способ 1 — электроконвекторы
С помощью электрических конвекторов реально обеспечить дешевую и эффективную систему отопления. Электроконвектор построен по принципу естественной циркуляции воздуха. От обогревателя тёплый воздух перемещается вверх, стимулируя, таким образом, движение воздуха внутри помещения, и обеспечивая равномерность его прогрева. Однако эффективен конвектор только в тёплом климате, когда температура не падает ниже 10-15 градусов.
Плюсы
- Отсутствие принудительного выдувания воздуха. Даже в самом чистом доме есть твёрдые частицы, которые лежат на поверхностях. При искусственном выдувании тёплого воздуха из обогревателя эта пылища становится частью воздуха, которым мы дышим. Естественная циркуляция воздуха не столь активна, поэтому и пыль в воздух при этом не поднимается.
- Небольшие размеры при достаточной мощности. Нагревательные элементы конвекторов разогреваются быстро, преобразуя электричество в тепло с КПД до 80%. Кроме того, есть система работы на разных режимах, а также термостаты, позволяющие работать не постоянно, а только при снижении температуры воздуха.
- Мобильность, позволяющая передвигать конвектор по комнате, в места с максимальным холодопритоком.
- Возможность создания системы отопления исключительно с помощью конвекторов или использования их как составной части более сложной системы обогрева.
- Электро-нагревательный элемент не греется более 100 градусов, а корпус — 60 градусов. Имеют повышенный уровень защиты от влаги, что позволяет использовать конвектор на кухне и в санузлах.
Минусы
- Минусами электрических конвекторов является установка обогревателей в каждой комнате доме.
- Кроме того, если включить их одновременно, то есть вероятность превысить пределы допустимой мощности.
Однако минусы можно обратить в плюсы, установив реле поочередного включения обогревателей. Реле позволит создать в доме стабильную температуру, уменьшить расходы на электроэнергию и остаться в пределах допустимой мощности. Есть еще один аргумент в пользу системы из конвекторов — они не выйдут из строя все сразу. Замена одного-двух приборов без потери тепла не составит труда.
На фото электроконвектор фирмы Nobo, Норвегия
Способ 7 — инфракрасные обогреватели (самые экономные)
Инфракрасные обогреватели считают самыми экономичными из всех видов электрообогревателей. Им не нужны нагревательные тэны и трубы с водой. Инфракрасные обогреватели нагревают предметы, а не помещение. Затем от нагретых предметов нагревается и воздух. Если электрокотел можно сравнить с чайником, то инфракрасный — с микроволновкой.
Особо популярны инфракрасные панели. Их устанавливают на потолке или на стенах жилых и производственных помещениях. Поскольку площадь обогрева увеличена, в комнате становится тепло быстрее обычного. Использовать такую панель можно как самостоятельный источник обогрева или как дополнение к существующей системе. Хорошо сочетается инфракрасный обогреватель с электродными котлами. Например, инфракрасный обогреватель можно включать только весной и осенью, когда включать основное отопление ещё рано, или когда за окном внезапно похолодало.
На фото инфракрасная панель GROHE, Германия
Как спроектировать систему отопления
Детали лучше подскажет специалист. Но есть и общие рекомендации, о которых я узнал от строителей. О них расскажу ниже.
Спроектировать систему мне помог руководитель монтажной бригады. На этапе строительства мы встретились на стройке. Бригадир осмотрел дом, спросил, когда планируется подведение газа, и обошел вместе со мной оба этажа. Я рассказал, где и какие планируются помещения, окна, двери, а он спроектировал схему отопления.
На следующий день я получил письмо по электронной почте с коммерческим предложением. Я смог изучить весь список оборудования, проверить производителей и цены на других сайтах.
Моя система отопления работает уже третий год. Радиатор установлен под каждым окном, кроме котельной и кухни, — там работает теплый пол. В ванной установлен и теплый пол, и радиатор под окном — чтобы точно не замерзли. Всего получилось 11 радиаторов. Перед дверью на веранду в полу установлен конвектор. За нагрев воды отвечает электрический котел, который планирую заменить на газовый, когда подключу газ. Дополнительно установлен насос рециркуляции на контуре с горячей водой — так вода всегда будет горячей, даже если ее долго не включали, — и насос для теплых полов.
Пока никаких серьезных вмешательств со стороны монтажников не потребовалось. Один раз надолго отключили электричество, вода в контуре отопления остыла, давление в системе упало и котел упорно не хотел работать, выдавая ошибку. Оказалось, что при монтаже системы эту ситуацию предусмотрели. По телефону мне быстро объяснили, как подать воду в систему отопления, чтобы вернуть давление. Нужно было перевести индикатор на котле в режим давления, открыть специальный кран и дождаться, пока давление не поднимется до нужного значения. На этом примере я еще раз убедился, как важно доверять подобные проекты профессионалам.
Пока я не решил только один вопрос: в трубах с горячей водой периодически начал скапливаться воздух. Это началось после установки системы очистки воды, в составе которой есть аэрационная колонна. Она насыщает воду кислородом, чтобы очистить ее от железа. Сепаратор воздуха после системы очистки установлен, и с холодной водой такой проблемы нет. А горячая вода иногда «фыркает», хотя это самая холодная вода, нагретая котлом. Попробую рассказать об этом в следующей статье про систему очистки воды. Если знаете причину — напишите в комментариях.
Что еще можно сделать
Даже после того, как все щели закрыли, можно сделать еще .
Установить термостаты. Это приборы, которые подключаются к радиаторам отопления и регулируют подачу теплоносителя в зависимости от температуры в комнате. Для этого на термостате есть датчик температуры помещения и регулировка желаемой температуры. Вы сможете установить в разных помещениях разную температуру и сэкономить на отоплении.
Пока комната холодная, термостат открывает подачу теплоносителя. Чем холоднее, тем интенсивнее к радиатору подается тепло и тем быстрее он нагревает помещение. По мере нагрева термостат снижает интенсивность. Когда комната нагреется до установленной температуры, термостат перекроет подачу теплоносителя или снизит ее до минимума — так не придется платить лишнего за отопление.
При установке термостатов есть одна тонкость. Если установить термостаты на все радиаторы в доме, тогда в момент в теплое время года все термостаты могут перекрыть подачу тепла в радиаторы, то есть циркуляция тепла во всем доме остановится. При этом, если насос постоянно перекачивает теплоноситель от котла, он через некоторое время выйдет из строя. Чтобы не допустить ситуации, когда насос не может перекачивать тепло, минимум на один радиатор термостат не устанавливают. На этом радиаторе мощность устанавливают на максимум и не выключают. Тогда даже если все термостаты в теплое время перекроют подачу теплоносителя, насос сможет прокачивать тепло через оставшийся открытый радиатор.
Перевести окна в зимний режим. Фурнитура современных пластиковых окон позволяет не только отрегулировать створку окна по горизонтали и вертикали, но и настроить плотность примыкания окна к раме. В зимнем режиме окно прилегает к раме плотнее, а в летнем режиме остается небольшой зазор.
Режим окна меняют, чтобы дать уплотнителю и фурнитуре «отдохнуть». В зимнем режиме он сжимается плотнее, обеспечивая лучшую герметичность и защищая от мороза. Поэтому с наступлением весны окна переводят в летний режим, уменьшая степень прижима створки к раме — так уплотнитель дольше сохранит свои изоляционные свойства, а фурнитура не износится повышенной нагрузки. А перед наступлением морозов — обратно в зимний, чтобы внутри дома было теплее.
Если не перевести окна в зимний режим, то зимой будет холодно, а если после зимы не перевести в летний, уплотнитель быстрее износится и окна будут хуже удерживать тепло.
Схемы систем отопления с жидкостным теплоносителем
Наиболее часто в отоплении используется именно жидкий теплоноситель. Жидкость по трубам может двигаться принудительно, то есть с помощью насоса, или самотеком — по законам физики без дополнительного воздействия.
С самотечной циркуляцией жидкость движется по трубам под давлением горячей воды. Дополнительный насос не требуется, но у системы есть ряд особенностей установки. Котел устанавливают в самой нижней части системы отопления — он нагревает теплоноситель и толкает его наверх. Из верхней точки системы, где устанавливают расширительный бак, нагретая жидкость движется вниз к радиаторам отопления, а от радиаторов — обратно в котел. Чтобы жидкость могла двигаться сама, трубы в самотечной системе прокладывают под углом.
С принудительной циркуляцией жидкость движется под давлением, которое создает насос. В такой системе нет ограничений на угол наклона труб, расположение расширительного бака и радиаторов, но нужен насос. Если насос не работает, котел не сможет передать тепло к радиаторам через нагретую жидкость.
Большинство современных домов — многоквартирных и частных — оборудованы системой принудительной циркуляции, далее будем говорить именно про нее.
Тепловой насос
Это прибор, который преобразует тепло земли, воздуха или воды в тепловую энергию для отопления дома. Такая система не очень популярна в России высоких начальных затрат. Например, для установки теплового насоса, который будет использовать тепло земли, нужно закопать на участке геотермальный контур — в виде скважин или горизонтальных труб.
Самый недорогой вид теплового насоса, преобразующего энергию воздуха, — сплит-система. Это кондиционер с выносным блоком, который крепится снаружи дома. Цена устройства в среднем , монтаж —
Такая система работает как на охлаждение, так и на обогрев дома. Но есть минусы:
- Эффективно работает до на улице. А при сильных морозах нужен другой источник обогрева — например, камин или электроконвекторы.
- Если дом большой и много комнат, придется ставить кондиционеры в разных помещениях. Это дороже, вдобавок сложно связать устройства в одну систему.
Поэтому здесь будем рассматривать тепловой насос с земляным контуром как централизованное устройство, эффективность которого не зависит от погоды.
Начальные затраты: от 700 000 под ключ.
Цена энергоносителя: 1,13 за 1 кВт⋅ч. Тепловой насос тоже требует затрат электричества, иначе он не работает. Коэффициент энергоэффективности теплового насоса — в среднем 3,5, то есть на 1 кВт⋅ч электроэнергии насос выдает 3,5 кВт⋅ч тепловой энергии для нужд отопления.
Усредненный тариф электроэнергии для Ленинградской области — 3,94 за 1 кВт⋅ч. Таким образом, при использовании теплового насоса 1 кВт⋅ч стоит: 3,94 / 3,5 = 1,13 .
Минусы: высокая стоимость начальных вложений.
Жидкотопливный котел
У систем на солярке КПД на уровне газовых, но если использовать некачественное топливо, эффективность снижается. Зато, в отличие от газа, жидкотопливный котел не надо согласовывать.
Начальные вложения: 180 000 . Примерные расценки: котел — 50 000 , дымоход — 80 000 , подключение оборудования — 50 000 .
Цена энергоносителя: 4,16 за кВт⋅ч тепла. Цена литра солярки для котлов — 45 , литр дает 11,9 кВт⋅ч тепла. Таким образом, 1 кВт⋅ч будет стоить: 45 / 11,9 = 3,78 . А при КПД системы 90% — 4,16 .
Минусы: нужен резервуар, чтобы хранить топливо. Солярка может давать неприятный запах, поэтому нужно тщательно вентилировать помещение. А еще котел шумит во время работы.
Также необходим полноценный дымоход, выдерживающий высокую температуру: например, из сэндвич-трубы, которая изготавливается из нержавеющей стали с утеплителем. Дешевый дымоход, как в случае с газовым котлом, ставить опасно. Более подробно про дымоходы я писал в статье «Как сделать камин в частном доме».
Способы разводки
Способ разводки системы отопления — это принцип расположения отопительных приборов и соединяющих их труб.
Однотрубная схема подразумевает одну трубу, которая идет от теплогенератора — котла, проходит через все отопительные приборы и возвращается к котлу. Такой вариант позволяет сэкономить на прокладке труб.
Но при такой схеме вода после прохождения каждого следующего прибора будет холоднее. Поэтому при прогреве радиаторы, установленные ближе к котлу, нагреваются быстрее, а расположенные в самом конце цепи — перед тем, как вода вернется в котел для нагрева, — будут холоднее.
Если в однотрубной схеме у радиаторов не предусмотрен байпас — обходной маршрут для теплоносителя, — отключать такой радиатор нельзя: система отопления перестанет работать. Например, если одно из помещений не нужно отапливать, отключить или уменьшить поток тепла только для этой комнаты не получится.
Двухтрубная схема учитывает эти недостатки, поэтому к каждому отопительному прибору подведены две трубы: по одной нагретый теплоноситель поступает, по другой — уходит остывшим обратно к теплогенератору. Так прогрев всех помещений происходит равномерно.
Установка двухтрубной схемы дороже большего расхода материалов для теплопровода, но позволяет настроить температуру индивидуально для каждого помещения.
Схема «Ленинградка» — это разновидность однотрубной схемы с установкой байпаса на радиаторы отопления. Система будет эффективна для отопления небольших домов и дач. «Ленинградка» делает прогрев помещений более равномерным, но полностью проблему не решает.
При лучевой схеме все отопительные приборы подключаются к центральному узлу — распределительному коллектору. Коллектор распределяет входной поток теплоносителя на несколько контуров, независимых друг от друга, а затем соединяет обратные охлажденные потоки от каждого контура в один. Такие контуры могут быть оснащены регуляторами, которые позволят оптимально настроить поток тепла в каждый контур отдельно.
Что выбрать для вашего дома под конкретные требования — подскажет специалист после обследования помещений. Для моего дома рекомендовали использовать лучевую схему отдельно на первом и втором этажах. Так я смог установить термостаты на все радиаторы и легко выбирать разную температуру для каждой комнаты.
Монтаж системы отопления
Строительство любого дома должно начинаться с проектов — архитектурного и инженерных систем. Если есть дизайн-проект — отлично, но все проекты должны переплетаться друг с другом, чтобы технических особенностей оборудования не пришлось менять в момент установки.
Что представляет собой отопление дома
До строительства дома любые коммуникации казались мне сложными и непонятными. Но в частном доме я сам отвечаю за работу котельной, поэтому решил во всем разобраться.
Главный принцип работы системы отопления: запасенная энергия преобразуется в тепло с помощью теплоносителя — вещества, которое накапливает тепло, — передается по трубам и через устройства отдачи тепла, например радиаторы, нагревает пространство.
Я описал принцип работы централизованной системы, которая отвечает за обогрев нескольких помещений. Еще бывают локальные системы, например камин, печь или тепловая пушка. Они обогревают не весь дом, а пространство, в котором установлены. Такие системы используются редко — обычно в домах с сезонным проживанием. Поэтому в статье я буду говорить о централизованной системе.
Системы отопления могут быть закрытого типа, то есть с использованием насоса для циркуляции теплоносителя, и открытого типа — без насоса, только за счет гравитации. Системы открытого типа имеют ограниченное применение и ряд особенностей в установке, поэтому здесь речь пойдет о системах закрытого типа.
Способ 4 — электрический котел с ТЭНом
Популярность электрических котлов определяется их безопасностью, невысокой стоимостью и надежностью. Большинство потребителей останавливаются именно на ТЭНовых котлах — они намного дешевле электродных и индукционных котлов, и их легко обслуживать.
Однако из-за использования термоэлектрического нагревателя (ТЭН), назвать такое отопление самым экономным нельзя. Кроме того, перед покупкой рекомендую уточнить режим работы местных электросетей – возможно, сети не справятся с нужной вам нагрузкой и покупка окажется напрасной.
На фото электрический котел KOSPEL, Польша
Способы отопления частного дома
Системы отопления отличаются теплоносителем и принципом работы.
Водяное отопление — наиболее распространенный вариант, который используется в квартирах и загородных домах. В таких системах вода используется как теплоноситель. Когда вы слышите в батареях звук льющейся воды в начале отопительного сезона — это нагретый теплоноситель подается к отопительным приборам.
Электрическое отопление можно использовать в помещениях, которые не были оборудованы обогревателями. Для нагрева комнаты достаточно установить электрический конвектор и подключить его к сети. Конвектор сам генерирует тепло, поэтому при таком способе отопления не требуется прокладка труб.
Воздушное отопление — это обогрев помещений воздухом, который нагревается с помощью горячего пара или воды, а затем подается в помещение. Пример центрального воздушного отопления — система вентиляции в офисном центре, которая используется для поддержания комфортной температуры зимой во всем здании.
Паровое отопление использует горячий водяной пар в качестве теплоносителя. Применяется на производственных предприятиях, где пар уже используется для производства.
По принципу работы разделяют локальное и центральное отопление.
Локальное отопление — это обогрев собственного жилья. При оборудовании своей котельной вы сами отвечаете за ее работоспособность, запускаете когда хотите и выбираете желаемую температуру. Чем больше топите, тем больше потратите денег.
Центральное отопление предоставляется централизованно, например для всех квартир в многоквартирном доме. Вы оплачиваете услуги отопления по фиксированными нормативам, а управляющая компания отвечает за оборудование котельной и отопление дома в холодное время.
В отличие от локального отопления, уже не получится выбрать, когда и какую температуру установить в радиаторах — это делается централизованно. Если открыть форточку в квартире, когда зимой станет очень жарко, за ваш счет будут греть улицу. Если установите терморегулятор на батареях для регулировки температуры, счет за услуги ЖКХ от этого не изменится, если в доме не установлен общедомовой прибор учета тепла — ОПУ. Кроме общедомового, на каждый стояк отопления нужен еще индивидуальный прибор учета тепла — ИПУ, иначе ваша экономия будет разделена на все квартиры дома.
Теплые полы — еще один вариант отопления: нагревательные элементы устанавливаются под напольным покрытием и нагревают его. Для нагрева могут использоваться как электрические маты, так и водяное отопление.
Сравнение систем отопления
Теперь посчитаем, во сколько обойдется эксплуатация разных систем отопления за один сезон и на горизонте десяти лет.
В месяц на максимальной протопке уйдет 14 кВт × 24 × 30 = 10 000 кВт⋅ч. Разделим эту сумму на два, так как мы не будем все время топить на максимуме. Итого 5000 кВт⋅ч в месяц. А за семь месяцев отопительного сезона потратим 35 000 кВт⋅ч.
Это грубые прикидки — для точного теплотехнического расчета вашего дома с учетом его местоположения обратитесь к специалисту. Также в расчетах не учтено горячее водоснабжение дома, которое часто возлагают на отопительную систему. Но в рамках нашей статьи это не имеет значения.
Ниже в таблице я сравнил разные варианты отопления при затратах 35 000 кВт⋅ч тепловой энергии за отопительный сезон.
В случае с газом также учтена стоимость обслуживания газового котла: раз в год за 12 000 , то есть 120 000 за десять лет. Все остальные отопительные системы автономны и не требуют разрешительной документации и надзора.
Мы рассматриваем десятилетний горизонт, так за этот период срок эксплуатации любого оборудования, вероятнее всего, подойдет к концу, что потребует новых вложений на модернизацию котельной.
Траты на отопление за десять лет с учетом начальных вложений
Траты за отопительный сезон,
Электричество ночной тариф
Расчеты не учитывают ожидаемую инфляцию. Вероятно, цены на все виды энергоресурсов будут расти, причем непропорционально. Ниже примерное сравнение, как выросли цены за год — с января 2022 по январь 2023 года.
Рост цен на энергоносители в 2022 году
Электричество, ночной тариф
На горизонте от десяти лет, скорее всего, появятся новые материалы и утеплители, а возобновляемая энергетика станет доступнее. Все это будет играть не в пользу газа, если процесс его подключения и эксплуатации останется таким же дорогостоящим и сложным.
Способ 2 — трубчатые электронагреватели
Передают тепло от трубчатого электро-нагревателя к теплоносителю на жидкой основе. Обычно в качестве теплоносителя используют воду и масло, иногда — антифриз. Принцип устройства нагревателей такой же, как у электрических чайников, поэтому их ещё называют калориферами и масляными радиаторами. Фактически это кипятильник, помещённый в сосуд с водой. КПД таких устройств достаточно высокий, а потери тепла на обогрев минимальны.
- К несомненным плюсам трубчатых нагревателей относится их безопасность, надёжность эксплуатации и универсальность применения.
- Могут быть использованы как в газообразных, так и в жидких средах.
- Не взрывоопасны, и не боятся вибраций и ударов.
- Трубчатые нагреватели выпускаются в разнообразных дизайнерских решениях, что позволяет, экономично отапливать частный дом электричеством не нарушая эстетики интерьера.
Нагревательные ТЭНы имеют высокую стоимость из-за дорогих металлов, которые используют при производстве. Поскольку на трубках образуется накипь, необходимо заботиться о качестве воды.
Трубчатый радиатор— это тонкостенная металлическая трубка со спиралью внутри, поэтому, если вам не нужны особо высокие температуры, то нужно брать нагреватель с трубками из углеродистой стали. Если прибор должен выдавать стабильно высокую температуру или работать в агрессивной среде, то нужно брать устройство из нержавеющей стали.
На фото трубчатый электронагреватель, сделанный своими руками
