![otoplenie-doma](https://superstroika.by/wp-content/uploads/2015/06/otoplenie-doma.jpg)
Сегодня рынок предлагает нам множество современных материалов для устройства отопительной системы частного дома. Давайте рассмотрим наиболее полезные из них.
Какому котлу отдать предпочтение?
Пожалуй, самая главная составляющая отопления дома – это источник тепла, святая святых, преобразующая энергию в тепло. Исходя из вида энергии, предпочтительной для отопления жилища, и стоит выбирать котел. Технологии не стоят на месте. Современные производители готовы предложить экологичные, высокопроизводительные и долговечные котлы. В результате постепенно взамен морально устаревшим тэновым установкам, использующим электричество, приходят индукционные и электродные котлы, а место газовых котлов занимают конденсационные. Так почему же стоит уделить им внимание при выборе системы отопления?
Индукционный
Преобразует электричество в тепло методом электромагнитной индукции. По сути – это лабиринт труб с индуктором-наконечником. Принцип работы индукционного котла заключается в преобразовании электроэнергии в электромагнитное поле. Оно нагревает сердечник устройства, а он в свою очередь передает избыточное тепло теплоносителю – воде, маслу или этиленгликолю. Быстрый нагрев жидкости провоцирует конвекционные потоки, которые устремляют нагревшийся теплоноситель вверх.
Индукционные котлы могут использовать любые жидкие теплоносители: воду, масло или антифриз. Это особенно важно в аномально холодные зимы. Значит, при отключении электроэнергии трубы не лопнут, а с восстановлением электроснабжения система продолжит работу.
Такая конструкция долговечна, ведь котел не содержит ни одной подвижной детали, что полностью исключает механический износ, а микровибрация, возникающаяся за счет магнитных колебаний, дает стопроцентную защиту сердечника от накипи. Индукционные котлы заметно превосходят и тэновые устройства с их выходящими из строя нагревательными элементами, и электродные, в которых анод растворяется за несколько лет.
Продавцы позиционируют индукционные котлы как способные экономить электричество, потребляя при той же теплоотдаче на 20–30% меньше аналогов. Однако не стоит принимать эту информацию за чистую монету: любой электроприбор прямого нагрева для выработки 1 кВт/ч тепловой энергии тратит 1 кВт/ч электроэнергии. Разница лишь в том, что КПД не падает за счет рассеивания тепла вокруг котла, но для этого источник тепла должен быть расположен непосредственно в отапливаемом помещении. Это легко осуществимо, ведь индукционные котлы отличаются небольшими размерами и могут монтироваться в любом помещении.
Электродный
Также прибор прямого действия. Нагрев теплоносителя в таком устройстве достигается за счет пропускания через него электрического тока. Напряжение в электродах ионизирует теплоноситель, и ионы хаотично движутся в нем, но электролиза не наблюдается, ведь катод и анод меняются местами с частотой электрической сети. Поскольку тепловая энергия формируется непосредственно в теплоносителе, т.е. теплоноситель одновременно является и нагревательным элементом, электродный котел может экономить до 40% электроэнергии по сравнению с тэновым.
Электродные котлы оснащены автоматикой управления, работающей по запросу. В них отсутствует нагревательный элемент, а значит, отсутствует неуправляемая инерция нагрева. В результате котел произведет четко выверенное до ватта количество тепла, необходимое отапливаемому помещению. Автоматика регулирует отключение системы от электросети при коротком замыкании, утечке теплоносителя и превышении заданной температуры. Управлять такой системой отопления можно, даже не находясь дома – через Интернет или по телефону. Благодаря спутниковой связи котлу можно «позвонить» и «попросить» прогреть помещение до нужной температуры. Незаменимая функция для владельцев загородных коттеджей.
Существенным недостатком электродного котла является необходимость автономного подключения питания, ведь при включении устройство требует большой мощности электричества и провоцирует скачок напряжения.
Обычная вода не может быть теплоносителем в электродном котле. Нужна либо существенная подготовка жидкости, либо использование специального антифриза, предназначенного для систем такого типа.
Электродные котлы, как и индукционные, выгодно отличает компактность и бесшумность работы. Кроме того, их можно монтировать в уже действующую систему. Однако цены на сами приборы и электричество, которое они потребляют, довольно высоки.
Конденсационный
Его КПД превышает 100%. Как такое возможно, ведь это противоречит законам физики? Помимо тепла от сгорания газа котел использует теплоту конденсации водяных паров. Он способен отбирать энергию конденсата из продуктов сгорания и тем самым экономить топливо. Если в классических газовых котлах выделяющаяся в процессе горения топлива вода превращается в пар и выносится через дымоход, то в конденсационных этот пар собирается в специальном теплообменнике. Полученное таким образом тепло затем используется для нагревания теплоносителя, что ощутимо повышает КПД установки, доводя его до 107–111% по отношению к газовым котлам, которые не способны извлекать тепло из конденсата.
Для большей экономии рекомендуется подсоединить котел к датчику уличной температуры. Это позволит сделать температуру обратной воды в системе отопления ниже точки росы (около 50°С). При включении в низкотемпературную систему конденсационные котлы могут уменьшить потребление газа до 35% в год и, соответственно, снизить на 35% затраты на газ. Это вполне компенсирует более высокую по сравнению с традиционными системами стоимость котлов. Низкая рабочая температура делает конденсационные котлы идеальными для двухконтурной системы отопления.
Использование конденсации для дополнительного получения тепла также значительно увеличивает срок эксплуатации котла. Ведь выпадение конденсата от обычных котлов в дымоходе и попадание влаги обратно в конструкцию вызывает коррозийный износ и ухудшение сгорания газа. Детали конденсационного теплообменника выполняются из стойких к химической коррозии материалов, таких как нержавеющая сталь и силумин. Это позволяет увеличить срок службы вдвое в сравнении с обычными газовыми котлами.
Для эксплуатации котла-конденсационника необходим герметичный дымоход с принудительной вытяжкой, устойчивый к кислотам. Воздух и газ смешиваются перед попаданием в горелку, благодаря этому и особой технологии горелки выброс вредных веществ с продуктами сгорания уменьшается на 80%. Такой высокий уровень экологичности конденсационных котлов явился причиной запрета в Европе использования газовых устройств на законодательном уровне.
Процессы в системе регулируются автоматикой. С одной стороны, это позволяет более точно управлять включением и отключением котла, тем самым экономя топливо, с другой – при перебоях в электроснабжении котел автоматически отключится, прекратив работу горелки и оставив дом без отопления.
Радиатор или конвектор?
После установки котла стоит позаботиться о теплообменниках, которые доставят тепло в каждый уголок дома. Их можно разделить на две большие группы: радиаторы и конвекторы. Так уж сложилось, что на постсоветском пространстве больше прижились радиаторы. Они работают по аналогии с солнцем: до 80% тепла передают излучением в инфракрасном спектре и обеспечивают постоянную температуру в комнате. Конвекторы же формируют в помещении круговые потоки теплого воздуха. Отопительный конвектор, состоящий из множества пластин, размещенных на трубе, по которой течет воздух, нагревает холодный воздух между этих пластин. Теплый воздух, как известно, легче, и он стремится вверх, освобождая место между пластин для новой порции холодного воздуха. Итак, на каком же теплообменнике остановиться?
Из радиаторов для автономной системы отопления самой большой популярностью пользуются алюминиевые варианты. Это самый недорогой вариант при высокой теплоотдаче (210 Вт на секцию при стандартной высоте), ведь металл нагревается быстро и так же быстро отдает тепло помещению – для прогрева до нужной температуры необходимо 10–12 минут. Рабочее давление теплообменника составляет 16 атмосфер. Малый вес такого устройства облегчает транспортировку и монтаж. При использовании радиатора на обогрев помещения в 10 м? нужно всего 2 л воды. За счет быстрого прогрева радиатора установка на него термоклапана может сэкономить до 30% энергии.
Но есть у алюминиевых батарей и недостатки. К ним относятся неустойчивость к коррозии из-за высокой активности металла и относительно небольшой срок службы. Эксплуатационный срок таких теплообменников не превышает 15 лет. Для продления жизни таких батарей можно использовать щадящий теплоноситель (рН 7–8), необходимый для сохранения защитной пленки на внутренней поверхности изделия. При выборе алюминиевого радиатора следует учитывать: сборные модели категорически не подходят для отопительных систем, в которых используется антифриз или любое другое химическое соединение, ведь в них присутствуют резиновые уплотнители.
По сути, алюминиевые радиаторы разных производителей различаются лишь по дизайну – качественные характеристики примерно идентичны. Однако, если вы видите модель, значительно уступающую в цене среди аналогов, не спешите бежать с ней на кассу. Низкой ценой отличаются модели из вторичного алюминия. Цена, пожалуй, единственное преимущество таких батарей. Алюминиевые радиаторы из вторичного сырья менее надежны, чем их собратья, изготовленные из впервые переработанного материала.
Повышенной прочностью в сравнении с алюминиевыми батареями обладают биметаллические радиаторы. Это те же алюминиевые теплообменники, но внутри них установлен стальной коллектор, по которому движется горячая вода. Соответственно, такая конструкция более устойчива к коррозии за счет стали, что продлевает срок службы и повышает сопротивляемость давлению до 40 атм. В то же время она сохраняет теплопроводность сродни алюминиевому аналогу. Естественно, и цена биметаллического радиатора выше.
Любителям естественной циркуляции воздуха в помещениях следует рассмотреть вариант установки конвектора. Наиболее выдерживают конкуренцию на рынке медно-алюминиевые конвекторы. Благодаря меди срок службы таких устройств – 50–60 лет. Конструкция конвекторов в корне отличается от конструкции радиаторов. Если в радиаторных батареях теплоноситель заполняет все устройство, то в конвекторе – лишь трубу с оребрением. Это позволяет использовать всего от 0,4 до 0,8 л теплоносителя. Вкупе с высокой теплопроводностью алюминия и компактным размещением пластин это позволяет повысить КПД более чем на 50% по сравнению с радиаторами. Но в каждой бочке меда есть ложка дегтя. Конвектор в силу своих конструктивных особенностей собирает пыль, а затем гоняет ее по помещению вместе с циркулирующими потоками воздуха.
Еще один плюс конвектора – нагревательный элемент не соприкасается напрямую с поверхностью. Поэтому дети не смогут обжечься о корпус конвектора. При этом даже при невысокой температуре теплоносителя температура в помещении будет оставаться комфортной.
Конвектор станет незаменимым решением для помещения с большой поверхностью остекления или в местах с повышенной влажностью, таких как зимний сад, оранжерея или бассейн.
К сожалению, медно-алюминиевые конвекторы – удовольствие довольно недешевое. Дороговизна обусловлена использованием дорогих терморегулирующих элементов. Цену повышает и наличие декоративного экрана из дерева, камня или нержавейки. Так что такую «батарею» можно расценивать не только как отопительный прибор, но и как предмет интерьера, не нуждающийся в маскировке. Можно начислить еще 1 балл за эстетический функционал: установка конвектора оставляет место для особенных архитектурных решений. Так, отопительный прибор можно разместить на стене, на полу и даже вмонтировать в пол.
Главное – не прогадать с трубами
Связать котел и теплообменник, пожалуй, самый ответственный этап монтажа отопительной системы. Очень важно правильно подобрать материалы для труб, ведь если радиаторы, конвекторы или даже котел при желании можно достаточно безболезненно заменить, то замена труб, зачастую вмонтированных в стены или спрятанных под полом, потребует кардинального переустройства жилища.
Самый распространенный в отопительных системах вид труб – полипропиленовые. Главным образом, в силу своей дешевизны и надежности соединений. Трубы из полипропилена более чем в 2 раза дешевле металлопластиковых аналогов, особенно за счет соединительных деталей. В то же время как раз их соединение славится своей прочностью и легкостью монтажа. Термическая сварка, легко и быстро производимая обычным паяльником (как видите, особых навыков не требуется), позволяет создать монолитное соединение, по структуре идентичное с трубой.
Для работы с металлопластиком понадобятся дорогостоящие инструменты либо физическая сила. Но соединение так и останется далеким от монолита. Тем не менее металлопластик можно гнуть, а для создания угла при монтаже полипропиленовых труб придется использовать уголки и тройники. Полипропиленовая труба имеет высокую механическую прочность, так что, если при монтаже случайно ударить ее или уронить на нее что-то тяжелое, большой беды не случится.
Гарантируемый срок службы полипропилена – 25 лет. Армированные полипропиленовые трубы имеют рабочую температуру +95°С, соответственно, их можно смело использовать в системах отопления. Еще одно преимущество полипропилена – стойкость к размораживанию. То есть если вода в трубе замерзла, можно не беспокоиться за ее целостность, она расширится и при оттаивании примет первоначальную форму.
Сшитый полиэтилен будет удобен в применении для лучевой разводки в стяжке или монтажа теплого пола. Материал получил свое имя благодаря структуре. Звенья молекул этилена как бы поперечно сшиты в трехмерную сетку. «Запутанность» молекул позволяет полиэтилену оставаться прочным на разрыв и сопротивляться трещинообразованию, а значит, легко гнуться. Также такие трубы имеют молекулярную память.
Обеспечение тепловой стабильности материала, находящегося под давлением, – главная задача сшитого полиэтилена. Обычный полиэтилен не годится для отопительных труб, ведь он деформируется при высоких температурах, в то время как после сшивки рекомендованная температура материала +95°С.
Стоит учитывать, что сшитый полиэтилен – материал для прокладки скрытых инженерных коммуникаций. Его нельзя использовать в местах попадания солнечного света, т.к. он разрушается под действием УФ-излучения.
Инновационные решения в отопительных системах
Мы рассмотрели наиболее популярные и выигрышные материалы. Но, как бы там ни было, все они – лишь современные способы реализовать проекты, придуманные десятки и даже сотни лет назад. Сейчас на рынке представлены кардинально новые решения, которые призваны весомо сократить расходы и негативное влияние на экологию.
Теплый пол
Теплый пол поможет сократить потери тепла через крышу. Только представьте: при отоплении радиаторами тепло в помещении распределяется неравномерно. Как известно, теплый воздух идет вверх, а значит, если на высоте роста человека будет 20°С, комфортных для жизни, то под потолком воздух прогреется не меньше чем до 25°С. А количество тепла, уходящего через крышу и перекрытия, зависит как раз от температуры непосредственно под ними. Если же превратить пол в источник тепла, то, когда он будет нагрет до 25°С, на высоте в 2 м температура будет 23°С, а под потолком и вовсе не больше 20°С. Так потери тепла значительно сократятся, а температурный режим будет даже выше, чем от привычного отопления радиаторами.
Сейчас известно три технологии теплого пола: водяной, реализующийся с помощью греющего кабеля и электрический. Первый вариант будет удобен в случае водяного отопления: в стяжку укладывается труба без соединений, температура теплоносителя в которой не может превышать 40°С. Греющий кабель выступит альтернативой водяному полу, если энергию система отопления в доме перерабатывает из электричества. Такой кабель может укладываться на подложку либо подаваться в виде греющих матов. Пленочный электрический пол может монтироваться под ламинат, линолеум или кафель, ведь он представляет собой тонкую диэлектрическую подложку с нанесенными токоведущими каналами.
Теплоаккумуляторы
С помощью теплоаккумулятора можно значительно сэкономить, используя для нагрева теплоносителя дешевый ночной тариф на электроэнергию. Теплоаккумулятор – это теплоизолированная емкость большого объема, которая сохраняет нагретый теплоноситель и постепенно отдает его отопительным приборам. Для обладателей твердотопливных котлов это устройство особенно полезно – собранного тепла хватит, чтобы топить котел не чаще раза в сутки.
Солнечные коллекторы
Независимое энергообеспечение пока совершенно не распространено в нашей стране. Хотя как дополнительный источник экономии ресурсов этот вид получения тепловой энергии довольно заманчив. Примитивнейший солнечный коллектор – это бак черного цвета, закрытый стеклянной конструкцией. Лучи солнца нагревают емкость, а стекло сокращает за счет конвекции потери тепла. Последнее время наиболее распространены коллекторы на вакуумных трубках. Принцип действия такой трубки схож с устройством термоса. Такие солнечные батареи преобразуют в тепло 94% солнечных лучей.
Коллектор не способен обеспечить дом круглосуточным отоплением, ведь ночью солнца нет, да и в пасмурную погоду выработка тепла уменьшается, однако как источник дополнительной экономии вполне может рассматриваться. Кроме того, при газовом отоплении можно использовать солнечный коллектор для получения электроэнергии – на дом солнечной батареи вполне хватит. Кстати, излишки электроэнергии, полученной из альтернативных источников, в Беларуси можно сдавать государству по тройному тарифу!
Тепловые насосы
Тепловой насос не зависит от солнца, но и не предлагает бесплатного отопления. Более того, пока что цены на эксплуатационные расходы даже выше, чем если использовать магистральный газ. Главный козырь этой системы – независимость от невозобновляемых углеводородов. Вложив средства в тепловой насос, можно не опасаться повышения цен на газ.
Насос использует в среднем киловатт электроэнергии, но не для производства тепла, а для перекачки 3–6 кВт тепловой энергии в жилье из другого источника. Принцип работы устройства чем-то напоминает холодильник, только чаще он работает на обогрев. Хотя тепловые насосы с одинаковым успехом могут как греть дом зимой, так и охлаждать его в летний зной.
Источником тепловой энергии может выступать грунт. Насосы, использующие геотермальное тепло, находятся в верхнем ценовом сегменте. При этом данный вид отопления наиболее надежен и независим от климата. Дорого обходится и само устройство, и монтаж. Ведь зонд-теплообменник необходимо поместить в забуренные на несколько десятков метров скважины. Температура там не зависит от климата на поверхности. Можно, конечно, расположить устройство и горизонтально (ниже точки промерзания), чтобы температура почвы была 10–12°С, но для этого необходима поверхность в несколько раз большая, чем площадь дома. Причем использовать ее как приусадебный участок уже не представится возможным: корни растений будут подмерзать, ведь коллектор сильно охлаждает грунт.
Теплообменник можно помещать и в воду. Для этого необходим либо незамерзающий водоем (самое удобное решение, ведь для получения неиссякаемого источника тепла достаточно поместить в воду теплообменник и притопить его грузами), либо высокий уровень грунтовых вод на участке. В таком случае насос монтируют так: бурится две скважины, в одну из них устанавливается насос для отбора воды, эта вода проходит через теплообменник и, отдав тепло, возвращается через вторую скважину.
Самые близкие к реальности по цене тепловые насосы «воздух-воздух». Эти простейшие устройства, по сути, инверторные кондиционеры, укомплектованные греющим кабелем по периметру внешнего блока, что препятствует обмерзанию. Инструкция по монтажу та же, что и для обычного кондиционера. Но эти насосы круглогодично могут применяться только в теплой климатической зоне, ведь при температуре сильно ниже нуля они заметно снижают эффективность, а при –30°С и вовсе не способны работать.
Наталья Михальцова, обозреватель