Сжиженный газ
Сжиженный газ транспортируется и хранится в баллонах или в газгольдерах, специально предназначенных для этого емкостях
Для того чтобы отопить загородный дом можно приобрести баллоны со сжиженным газом. Основой его является пропан-бутановый состав. Отопление загородного дома сжиженным газом обходится заметно дороже, чем природным, но зачастую дешевле, чем дизельным топливом и электричеством. Стоимость снижается, если хранилище большой ёмкости с соответствующим оборудованием устанавливается для нескольких домов.
Принципиальных отличий в конструкции теплогенерирующего оборудования для природного и сжиженного газа нет: применяются обычные котлы, различие состоит лишь в регулировке: давление в газопроводе ниже. В некоторых случаях потребуется заменить жиклёры в горелках, это недорого и оборудование можно быстро вернуть в первоначальное состояние.
Газгольдер – это ёмкость, служащая для хранения сжиженного газа в больших количествах. Подобные резервуары устанавливаются, как на поверхности земли, так и под землей. Чаще всего для загородных домов выбирают подземный вариант установки газгольдера в целях экономии пространства и средств. Глубина его залегания обязательно должна быть не ниже уровня замерзания грунта
В странах Западной Европы газгольдерные системы используются довольно широко, у нас сервис доставки сжиженного газа развит недостаточно и не везде доступен. Для небольших домов можно использовать и группы стандартных баллонов со сжиженным газом. Правда, ёмкость их слишком мала для того, чтобы длительное время обеспечивать работу котла, частая замена с учётом транспортных расходов может сделать эксплуатацию системы на баллонах дороже отопления дизельным топливом. Для небольшой дачи можно порекомендовать использование баллонного газа с конвектором. Но только при строгом соблюдении мер противопожарной безопасности!
Ночной тариф и теплоаккумулирующие емкости
Практически во всех регионах страны применяется раздельная система расчета стоимости электричества. При этом в ночное время стоимость одного киловатта существенно ниже, чем днем.
Такое предложение появилось не зря, ведь основная нагрузка на электростанции и распределительные сети днем гораздо выше, чем ночью, а управиться с такими перепадами достаточно сложно. Чтобы избежать этого, частному сектору предлагается режим оплаты, в котором использовать электричество ночью и экономить его днем выгоднее. Реализуется это установкой специального счетчика, запрограммированного считать стоимость электричества строго по установленному расписанию. Остается лишь определить, как обеспечить комфортный обогрев дома, чтобы котел работал в основном только ночью.
Однако перейти на ночной тариф еще пол дела. Нужно сделать так, чтобы тепло вырабатывалось котлом только ночью, когда это стоит меньше, а тепло поступало в дом круглые сутки, по крайней мере, и днем, когда это необходимо.
Решением становится теплоаккумулирующая емкость. Объемный резервуар с утеплением стенок, подключаемый к котлу отопления. Именно в нем будет накапливаться тепло в течение ночи. А днем отдаваться в систему отопления без задействования котла.
Конструктивно бак, может быть, простой емкостью с теплоносителем, включенной в систему отопления, в этом случае объем теплоносителя резко возрастает, как и тепловая инертность отопления. В другом варианте это утепленная по принципу термоса емкость наполненная водой, внутри которой располагается змеевик теплообменника. Объем теплоносителя в системе увеличивается не существенно, зато повышается тепловая инертность самого аккумулирующего бака.
Вода обладает высокой теплоемкостью – 4,1-4,2 кДж*кг/К, каждый литр воды, нагреваясь на один градус тепла, поглощает тепло эквивалентное 1,163 Вт*ч. Выбор подходящего объема емкости определяется с учетом следующих факторов:
- Время нагрева до максимально допустимой температуры должно составить от 2 до 4-х часов при максимальной мощности работы котла.
- Эффективный перепад температуры теплоносителя в баке за время дневного использования не должен превышать 30°С при восполнении теплопотерь здания в течение дня.
Первый пункт можно взять за основу, тогда выбрать минимальный объем резервуара не составит проблемы, учитывая, что мощность котла выбрана именно исходя из реальных теплопотерь по зданию. Например, для котла мощностью 12 кВт в течении t= 4 часа, будет затрачено Qз = 48 кВт*ч, которые должна аккумулировать вода в баке.
Зная теплоемкость воды в эквиваленте λ = 1,163 Вт*ч*кг/K, и учитывая эффективный перепад температуры ΔT= 30°С, не сложно рассчитать объем: V= Qз/ (λ* ΔT)=48000/(1,163*30)= 1375 литра. Данное значение определяет минимальный объем бака.
Максимальный объем бака определяется по второму пункту. Допустим теплопотери в здании – 9 кВт. В течение дня, когда действует больший тариф на электроэнергию, котел желательно не включать вовсе, значит аккумулированного тепла должно хватить на покрытие теплопотерь в течении 12 часов, нужно 108 кВт/ч. По известной формуле объем бака выходит равным 3095 литров. Однако для его нагрева потребуется гораздо больше времени работы котла.
Объем следует подбирать между полученными значениями притом ближе к первому значению, чтобы котел в ночное время не работал слишком долго без перерывов, что может сказаться на его долговечности. При использовании готовых аккумулирующих баков ориентироваться лучше на данные, предоставленные производителем, таблица с указанием времени нагрева всего объема бака при заданной мощности котла.
Схема включения аккумулирующего бака предельно проста. Он подключается к котлу параллельно всей системе отопления, как показано на рисунке.
Первый насос, установленный между котлом и баком, работает одновременно с котлом. Включать их должен контроллер по расписанию или вручную так, чтобы основная работа приходилась на время сниженного ночного тарифа.
Второй насос перекачивает теплоноситель непосредственно к контурам отопления, радиаторам. Он включается по сигналу термостата, определяя оптимальный режим обогрева помещений.
В сухом остатке нужна не сложная доработка:
- Установить бак требуемого объема и дополнительный насос, а также таймер для включения котла в ночное время.
- Перейти на тарификацию электроэнергии с учетом низкой стоимости за кВт*ч ночью.
- В обязательном порядке установить расширительный бак с учетом увеличенного объема теплоносителя в системе.
Количество затраченной энергии не уменьшится, зато счета за электроэнергию будут куда скромнее.
Самые экономичные газовые котлы
Согласно рейтингу лучших газовых приборов, самую экономичную технику производят за рубежом.
Лемакс Премиум-10
Не все доверяют отечественным производителям, но Лемакс занимает устойчивую позицию на российском рынке. Газовый котел надежный и при этом недорогой. Одноконтурное устройство можно использовать для дома площадью не более 100 квадратных метров.
Продлить срок службы можно, если вовремя проводить техническое обслуживание.
Buderus Logamax u072 24
Четвертую строчку рейтинга занимает немецкая модель. Это один из наиболее компактных котлов, предназначенный для отопления до 240 квадратных метров площади. Он практически не издает шума, поэтому может быть установлен даже в жилой комнате.
Теплообменник выполнен из меди. Если сравнивать с элементом из стали или чугуна, то он будет эффективнее экономить ресурс. Медь помогает быстрее передавать энергию от сожженного газа на теплоноситель.
Navien GA 35kn
Этот напольный газовый котел разработан для того, чтобы отапливать большие помещения. Устройство в состоянии нагреть здание площадью 300-350 квадратных метров.
Vaillant ecotec plus vu int iv 306 5 5
На второй строчке рейтинга расположился один из самых популярных производителей Европы. Эта модель относится к последнему поколению и, как говорят отзывы, действительно снижает расход ресурса (в среднем на 20%). Специалисты советуют дополнительно установить в помещении теплые полы, чтобы еще больше сэкономить.
Baxi duo tec compact 1 24
В список самых экономичных газовых котлов обычно входят конденсационные устройства. Они используют не только выделяемую при сгорании топлива энергию, но и потери, возможные в процессе. Согласно техническим характеристикам, КПД модели превышает 91%.
Теплообменник сделан из нержавеющей стали. Оборудование можно использовать для дома либо другого помещения площадью не более 240 квадратных метров. Техника автоматизирована и сама подбирает нужную температуру нагрева в зависимости от того, какая погода за окном.
Тип работы отопительного оборудования для частного дома
Схема монтажа твердотопливного котла отопления.
Котлы для отопления домов различаются и по типу своей работы. При этом исполнение котла (настенное или напольное) не имеет значения.
Одноконтурные модели, которые изначально предназначены только для обеспечения отопления частного дома, могут использоваться и для подогрева воды для бытовых нужд (помыть посуду, принять душ и т.д.), то есть обеспечивать ваш дом горячим водоснабжением, однако требуют добавления дополнительных приборов и узлов, таких, как насосы и бойлер косвенного нагрева. Подобная конструкция котельной нуждается в выделении отдельного помещения из-за своих габаритов, но дает возможность выбрать подходящее именно для вашего дома оборудование.
Очень популярны двухконтурные котлы для отопления дома, которые изначально предназначаются как для отопления, так и для обеспечения горячего водоснабжения. В корпус таких устройств уже встроен узел, который обеспечивает нагрев воды для бытовых нужд, что позволяет экономить занимаемое место в помещении, но сужает выбор оборудования. Например, мощность встроенного узла горячего водоснабжения рассчитана на 2 одновременно работающие точки, а у вас их больше 2.
Кроме того, на рынке представлены дымоходные и бездымоходные котлы. При сжигании любого вида топлива (за исключением электричества) выделяются продукты сгорания в виде дыма. Эти продукты обязательно должны выводиться в дымоход. Сам дымоход должен быть отдельным для котла и выведенным выше крыши дома. Такое оборудование без дымохода работать не может.
Бездымоходные модели часто называют турбированными. Продукты сгорания выводятся при помощи специального вентилятора (турбины). Дымоход подобным моделям все-таки необходим, однако он устанавливается по-другому: не вертикально и не выше крыши здания, а выводится горизонтально через стену. Дымоход такого типа называется коаксиальным, а длина его составляет от 50 см и более. Если дымоход в вашем доме не был предусмотрен, то выбор такого оборудования позволяет существенно сэкономить.
Критерии выбора вида топлива
Наверняка более или менее осведомленный пользователь уже имеет в своей голове приблизительный рейтинг, в котором представленные выше энергоносители расположены в определенной последовательности по выгодности. Если это так, то вероятнее всего такой рейтинг основывается только на одном критерии – стоимости топлива.
Так, даже незнакомый с системами отопления человек интуитивно понимает, что дрова – самые дешевые и доступные, а электричество и газ, к примеру, обходятся дороже. По поводу брикетов и пеллетов мнение тоже, как правило, уже сформировано – это дорогое топливо, но за счет повышенной эффективности, о которой твердят его производители, оно является более выгодным, чем дешевые дрова.
При этом килограммы путаются с литрами, а кубометры с киловаттами. Про то, сколько тепла дает каждый вид топлива, перегоревшего в равном объеме, никто не считает. А еще же и котлы имеют разные КПД, и отдаваемое энергоносителем тепло далеко не все идет на отопление дома.
Ну и, наконец, электрический котел просто включил, настроил раз, и забыл о его существовании. Дрова же нужно где-то хранить, регулярно подносить в котельную и по несколько раз на дню загружать в топку. Уголь с соляркой беспощадно дымят, нанося вред экологии и требуя частого обслуживания котлов, в которых они сжигаются. И так далее.
Именно поэтому данный вопрос следует рассматривать не только с точки зрения стоимости топлива, а более глобально.
И виды топлива сравнивать хотя бы по следующим критериям:
- Цена. При этом надо учитывать, что в разных регионах стоимость того или иного энергоносителя заметно отличается. Также необходимо сводить этот показатель к одной мере, желательно выраженной в условных единицах за киловатт отдаваемой тепловой энергии.
- Доступность. Кому-то удалось получить доступную мощность электросети в 15 кВт, а у кого-то есть только 3 кВт. Не у всех возле дома проходит газовая магистраль и так далее.
- КПД котла. Газовый котел «вытягивает» из топлива от 90% содержащейся в нем тепловой энергии. Дровяной – в среднем около 30% этой самой энергии выбрасывает в атмосферу. Электрический – почти ничего не теряет попусту.
- Удобство применения. Чем меньше манипуляций необходимо выполнять при использовании того или иного вида топлива, тем оно удобнее. Этот пункт условно делится на несколько подпунктов, приведенных ниже.
- Трудоемкость обслуживания отопительного оборудования. Чем больше загрязняется топка и дымоход от применения топлива, тем чаще придется чистить котел.
- Складирование. Одно топливо в складировании не нуждается, другое требует отдельного места для хранения.
- Загрузка. Какое-то топливо сгорает в котле без участия пользователя, какое-то требует регулярной подзагрузки.
- Экологичность. Важный критерий, даже если вас не беспокоит экологическая ситуация в мире.
Следует понимать, что оценка и сравнение разных видов топлива по всем этим критериям не даст однозначного результата, справедливого для всех пользователей. Такой алгоритм действий поможет определить самый выгодный вариант для того, кто им воспользуется. Именно поэтому бессмысленно приводить в рамках данного материала какие-либо таблицы и графики с конкретными цифрами, баллами и рейтингами. Эта статья, если можно так выразиться – не рыбка, а удочка, которая поможет поймать ее.
Хотя рейтинг, все же, будет. Но объективным его считать нельзя. Также не следует его воспринимать, как единственно справедливый и подходящий для всех случаев жизни. Более правильное решение можно будет принять, рассмотрев каждый вид топлива по указанным критериям с учетом, грубо говоря, местной обстановки.
Как выбрать электрокотел для отопления частного дома
Одноконтурный или двухконтурный
Одноконтурные электрокотлы подогревают теплоноситель в одном контуре – контуре отопления. Двухконтурные же рассчитаны как на отопление, так и на горячее водоснабжение (ГВС). При этом санитарная вода из контура ГВС не смешивается с технической из контура отопления.
Двухконтурные электрические котлы стоят всего на 10-30% дороже одноконтурных аналогов и являются наиболее бюджетным способом организации горячего водоснабжения дома. Однако популярностью они пользуются лишь у хозяев с относительно неограниченным бюджетом, поскольку и так недешевая электроэнергия расходуется еще и на подготовку санитарной воды.
Однофазное или трехфазное питание
От стандартной однофазной сети (220-230 В) работают маломощные модели до 6 кВт включительно. Все более мощные модели требуют организации трехфазной электросети, это стоит учитывать до покупки электрокотла. В противном случае мощности однофазной сети будет попросту недостаточно, котел не сможет обеспечить максимальную теплопроизводительность, вода будет дольше нагреваться до заданной температуры, а в сильные морозы теплопроизводительности может вовсе не хватить.
Функционал автоматики
Самые недорогие модели электрических котлов работают по принципу «Вкл/выкл». Мы рекомендуем к выбору электрокотлы по крайней мере с 3-х ступенчатой регулировкой мощности, а лучше – с поградусной регулировкой температуры. Еще большей экономичности позволяют добиться электрические котлы со встроенным программатором, позволяющим задать параметры работы на ближайшие сутки или неделю. Таким образом можно установить температуру в 15°C на рабочее время, когда хозяев нет дома. Также установить температуру 18-19°C на время сна или наоборот активнее нагревать дом по ночному тарифу на электроэнергию, если установлен многотарифный счетчик.
Однако встроенный программатор присутствует далеко не во всех даже недешевых моделях. Зато практически все современные электрокотлы позволяют подключить внешнее управление, например, комнатный термостат – наиболее экономичный и комфортный вариант из всех существующих. Технологичный электронный комнатный термостат с возможностью программирования позволяет не только реализовать описанное ранее, но и производить более точные замеры, ориентируясь на температуру воздуха в помещении, а не температуру теплоносителя.
Минимально необходимая мощность
На практике необходимую мощность обычно раcсчитывают в упрощенном виде, исходя из правила: для среднестатистического дома в Подмосковье с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков до 2,7 м на каждые 10 м2 площади необходим 1 кВт мощности отопительного оборудования. Также мы рекомендуем закладывать 15-20% запаса мощности, для ТЭНовых электрокотлов – до 30% запаса (об этом далее). Если котел двухконтурный, мы рекомендуем заложить еще 10% запаса мощности сверху.
Такого метода достаточно в более, чем 95% случаев. Если же дом хорошо утеплен, находится в крайней южной или, наоборот, в крайней северной точке страны, имеет высокие потолки и большую площадь остекления, необходимо производить более точный расчет с учетом корректирующих коэффициентов. Произвести более точный расчет можно с помощью калькулятора ниже (для каждого помещения отдельно, затем просуммировав), а лучше, посредством привлечения теплотехника.
Принципы выбора энергоносителя
Экономное отопление частного дома базируется на стоимости и доступности теплоносителя. При выборе следует ориентироваться не только на текущий расклад (к примеру, возможность по знакомству доставать уголь или дизельное топливо по ценам ниже среднерыночных либо получать бесплатно отходы деревообработки) но и здраво оценить перспективы.
Если дом без газа, выбирать надо минимум два альтернативных источника энергии – для основного и дублирующего источника тепла. Такой подход позволяет обезопасить дом от серьезных проблем, связанных не только с низкой температурой в жилых помещениях, но и с размораживанием водяной системы отопления.
Перед тем, как сравнивать экономичность энергоносителей (исключая магистральный газ), следует выделить те виды топлива, что максимально доступны среднему потребителю.
К примеру, за черту стоит вынести солнечный коллектор, поскольку всерьез его можно рассматривать только как дополнительный источник энергии в силу того, что солнечных дней в году на основной территории России недостаточно много, кроме того, оборудование стоит недешево.
Также пока в стороне оставим тепловой насос – он добывает даровую энергию, но чтобы ее получить, требуется использовать электричество. Плюс к тому система сложна в монтаже и требует серьезных затрат на профессиональный расчет и строительство.
Таким образом, в список доступных теплоносителей попадает
- сжиженный газ в баллонах (монтаж газгольдера требует единовременного вложения серьезных средств);
- дизельное топливо (солярка);
- электричество;
- дрова обыкновенные;
- уголь;
- пеллеты;
- евродрова.
Схемы устройства водяного отопления в частном доме
Для обогрева коттеджей обустраиваются отопительные системы с водой в качестве теплоносителя, состоящие из:
- водонагревательного котла (одноконтурного либо двухконтурного);
- трубопроводов и фитингов (металлических или полипропиленовых);
- байпасов, позволяющих отключать отдельные обогреватели от сети;
- батарей (чугунных, алюминиевых, стальных и биметаллических);
- расширительного бака.
Газовые отопительные агрегаты оснащаются специфической системой безопасности, включающей электромагнитный клапан и термопару. Устройства соединены между собой проводами. Если отопительный агрегат функционирует нормально, спай термопары нагревается запальником. В это время по обмотке электроклапана свободно течет ток, который обеспечивает открытое положение клапана. При остывании термопары доступ газа перекрывается электромагнитным клапаном.
По схеме подсоединения батарей они бывают однотрубные и двухтрубные. В первом случае вода подводится и отводится от радиатора при помощи одной трубы. Во втором отопительный прибор подключается к двум раздельным трубопроводным магистралям (подающей и обратной).
Трубы отопления к батареям могут подсоединяться по нижней, верхней, боковой и диагональной схеме
Отопительные контуры по принципу движения воды в трубах бывают с принудительной и естественной циркуляцией. При устройстве второго варианта теплоноситель циркулирует в системе за счет конвекции и гравитации. А принудительная схема предполагает установку циркуляционного насоса.
Для обеспечения нормальной работы системы с двумя и более контурами, подсоединенными к коллектору, в ней предусматриваются установка гидрострелки. Гидравлическая стрелка исключает перепады давления и вероятность возникновения гидроудара.
Расширительный бачок может быть открытым и закрытым (разделенным внутри на две части герметичной мембраной). Для гравитационных систем отопления достаточно будет открытого варианта. Закрытый бак предназначен для контуров с принудительной циркуляцией.
При использовании открытого расширительного бака вода насыщается воздухом, чтобы это не стало проблемой, систему следует дополнить контуром его удаления
Для небольших коттеджей достаточно будет естественного принципа движения воды. Однако если жилое строение имеет два-три этажа, то без насоса не обойтись. Длина циркуляционного контура в первой схеме ограничена 30-тью метрами. На большее расстояние котел воду “продавить” не сможет.
При естественной циркуляции теплоносителя в схеме газового отопления частного дома насос отсутствует. Если котел выбран энергонезависимый, то и вся система обогрева получается не зависящей от электроснабжения. В ней попросту нет потребляющих электричество элементов.
С одной стороны она более стабильна в работе, но с другой – качество отопления в ней ниже (до самых дальних от водонагревателя радиаторов вода доходит сильно остывшей). Особенно последнее касается трубопроводов и батарей из стали либо чугуна. У этих материалов высокое гидравлическое сопротивление, которое снижает ток теплоносителя.
Помимо использования стандартных радиаторов в загородном доме можно организовать газовое отопление с помощью «теплого пола» (+)
Возможен и вариант организации комбинированной системы обогрева. В ней циркуляционный насос подключается к магистрали через байпас. При необходимости быстро прогреть воздух в комнатах он включается на ускорение кругооборота воды. А в остальных случаях отсекается от основной трубы запорными кранами, при этом система продолжает функционировать в естественном (гравитационном) режиме.
Основные нюансы выбора газового котла
Отсутствие или постоянные перебои централизованного отопления и горячего водоснабжения вынуждают хозяев коттеджей и городских квартир создавать собственные автономные системы.
Их главным элементом является котел, который за счет сжигания топлива нагревает теплоноситель для системы обогрева и воду для бытовых нужд.
Выбор в пользу газового оборудования обусловлен экономичностью использования в качестве топлива газа. Все иные варианты сжигаемого горючего стоят дороже либо дают меньше в разы тепла.
Плюс современные нагреватели этого вида не требует постоянного присмотра. Подключил установку к магистральной трубе или баллону, и он бесперебойно работает, пока есть чему гореть.
Однако чтобы газовый котел функционировал исправно и в оптимальном режиме, необходимо грамотно его выбрать при покупке и регулярно обслуживать после подключения.
Существует масса различающихся по функционалу и специальным модулям внутри моделей этого оборудования. К приобретению нагревательного агрегата на газу следует подходить вдумчиво.
Критериев выбора газового котла немало, но основными из них являются:
- Выдаваемая устройством мощность.
- Компоновочное решение (количество контуров, тип корпуса и материал теплообменника).
- Место для установки.
- Наличие автоматики для безопасной эксплуатации.
Особенности систем
Не все способы отопления частного дома предусматривают водяной трубопровод, хотя он наиболее популярен. Другой вариант – отопление воздушное. Сюда входят газовые и электрические конвекторы, все остальные электроприборы, кроме электрокотла – он работает с жидкими теплоносителями.
В категории твердотопливных это котел булерьян – отапливает комнату по принципу конвекции через патрубки, отходящие от топки. При большой площади дома к патрубкам подсоединяют воздуховоды.
Схема устройства котла «Булерьян».
Если говорить о водяных системах, первый вопрос – грамотное проектирование. В маленьком одноэтажном доме можно установить систему с естественной циркуляцией, без насоса, и обойтись без электричества вообще. Для большой площади этот вариант не подойдет, прогрев будет неравномерным и неэффективным.
В большом доме лучевая разводка выигрывает у других в плане эффективности: все отопительные приборы получают горячий теплоноситель. Не нужно устанавливать исходную высокую температуру, а это экономия топлива.
Котельная автоматика может быть энергонезависимой или электронной. Вторая дороже, но удобнее и выгоднее: электричества она потребляет немного, при этом позволяет максимально сбалансировать все параметры, что приводит к заметной экономии.
Экономное отопление частного дома своими руками получится, если установить бойлер косвенного нагрева. В первую очередь это касается электрокотлов, но и к другим относится тоже: если система большую часть времени работает в режиме поддержания температуры, топлива тратится меньше.
Отопительные приборы – батареи или теплые полы. Полы – более эффективное отопление частного дома: за счет конвекции прогрев получается качественный и равномерный. К тому же температура у пола в среднем на 40 градусов ниже, чем у батарей. Кроме водяных полов существуют электрические. Часто это самое экономичное отопление частного дома электричеством.
Наконец, теплоизоляция дома должна быть качественной по всей поверхности: стены, крыша, чердак, подвал, оконные и дверные проемы. Это снижает естественные теплопотери, а значит, и расходы.
