Откуда взять тепло? Особенности выбора системы отопления

Выбирайте систему отопления, ориентируясь, прежде всего, на индивидуальные условия проживания – наличие подведенных коммуникаций и режимность проживания (ежедневное, режим выходного дня, разовые приезды). Определиться с системой отопления лучше уже на этапе проектирования дома, т.к. устройство некоторых систем после завершения строительства может потребовать серьезных «переделок».

Системы отопления, применяемые в современных частных домах, отличаются энергоносителем и конструктивными элементами. Условно их можно разделить на 4 группы:

• паровые;
• воздушные;
• электрические;
• водяные.

Для домов небольшой площади с сезонным проживанием можно использовать и открытый огонь – печь, буржуйку или камин.

Каждая система имеет свои преимущества и недостатки (табл. 1), оценивать которые нужно применительно к конкретным условиям. Так, для небольшого дома с сезонным проживанием при отсутствии подключения к газовой магистрали вполне может подойти воздушная система отопления. В то время как в большом коттедже с подведенным газом выбор в ее пользу будет неоправданным.

Таблица 1. Сравнение разных систем отопления

Паровое отопление

Паровым называется отопление, в котором в качестве теплоносителя используется перегретый водяной пар. Этот вид отопления применялся в начале 19 в. для обогрева жилых помещений. Позже пар был заменен водой. Причиной отказа от применения пара в качестве теплоносителя стала высокая степень нагрева поверхности отопительных приборов – выше 100°С. Любой контакт с поверхностью радиатора отопления мог стать причиной ожога, а прорыв трубопровода мог привести к серьезным травмам и порче имущества.

Сегодня запрета для применения парового отопления в частных домах нет. Однако среди предложений продавцов котельного оборудования паровые котлы встречаются крайне редко.

В системах парового отопления для частных домов используется паровой котел низкого давления, генерирующий перегретый пар и подающий его в систему отопления. Пар движется по трубам, остывает и конденсируется на их внутренней поверхности, выделяя при этом большое количество тепловой энергии, что и является основой высокой эффективности парового отопления. Полученный конденсат (вода) самотеком возвращается в котел или подается в него с помощью насоса.

Для регулирования подачи тепла в системах парового отопления частного дома используют изменение расхода пара. При необходимости подачу пара прекращают, создавая условия для того, чтобы дом мог остыть. В качестве приборов отопления в паровой системе используют чугунные и стальные радиаторы, а также трубы с оребрением.

Воздушное отопление

Принцип воздушного отопления следующий: вентилятор прогоняет воздух через теплообменник или калорифер, теплый воздух распределяется по вентиляционным трубам. Воздушное отопление считается самым дешевым и самым плохим с точки зрения пользы для здоровья. Дешево, потому что система объединяет отопление, кондиционирование и вентиляцию. Источником горячего воздуха может выступать печь.

Электрическая система отопления

В электрических системах отопления источником тепла является электричество. Напрямую к ним относится электрический теплый пол, а также электрические конвекторы, инфракрасные излучатели и кондиционеры, работающие на отопление.

К плюсам отопления электрическими конвекторами и инфракрасными излучателями относятся минимальные первоначальные затраты и простота устройства оборудования. Не нужно обустраивать котельную и проводить трубы отопления.

По поводу эффективности такого оборудования и возможности его использования в качестве единственного источника тепла мнения расходятся. Многое зависит от качества утепления дома и наличия достаточных электрических мощностей.

Водяное отопление

Самая распространенная система отопления сегодня – водяная. Теплоносителем в ней является вода, для нагрева которой может использоваться разное оборудование: газовый, твердотопливный, электрический котел, тепловой насос, солнечный коллектор.

Порядок устройства водной системы отопления

1. В первую очередь выясняем, можно ли сделать систему отопления с естественной циркуляцией (ЕЦ). Если да, то вы счастливый обладатель простой и надежной системы отопления. Если нет, придется использовать циркуляционный насос (ЦН).

2. Рассчитываем необходимую мощность, протяженность и объем системы отопления. Определяемся с материалом труб и батареями.

3. Определяем место циркуляционного насоса в системе. Если в вашей системе отопления давление меньше 2 атм., ЦН должен стоять на обратке. И обязательно после расширительного бака.

Даже если у вас есть возможность сделать систему отопления с естественной циркуляцией, применение ЦН может оказаться полезным. Это дает возможность быстрее прогреть дом за счет повышенной скорости циркуляции теплоносителя. Поэтому его можно поставить как дополнительный девайс, а на прямой байпас поставить т.н. лепестковый или шариковый обратный клапан, чтобы не возиться с перекрыванием вентилей. Но не переборщите со скоростью. Если ваша система отопления и так работает в режиме ЕЦ, скорость насоса должна быть минимальной.

4. Расширительный бак. Если у вас закрытая система с низким давлением, не забудьте стравить давление воздуха в мембранном баке, поскольку заводское давление в них может быть до 1,8 атм. и ваш мембранник просто не будет работать.

Установка в закрытых системах клапанов давления не всегда спасает от подрыва котла. Лучше постараться сделать открытый расширительный бак в верхней точке системы отопления. Этим вы убьете двух зайцев – стравливание излишнего давления и выход воздуха из системы отопления.

5. Котел. Если нужно, чтобы система отопления была полностью энергонезависимой, ставьте твердотопливный котел с естественной циркуляцией.

Многие сегодня задумываются о покупке универсального котла. Но специалисты считают, что вместо этого лучше установить дополнительный дежурный котел.

6. Обустройство котельной. Размеры котельной должны строго соответствовать нормативным требованиям, в зависимости от типа котельного оборудования, которое вы используете. Котельную лучше оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией.

ЛИЧНЫЙ ОПЫТ

Воздушные тепловые насосы

Михаил Скурко, Гродненская обл.

Для решения проблемы с отоплением в ноябре 2011 г. установил тепловые насосы (кондиционеры).

До этого 2 года отапливался зимой обычными электрическими радиаторами и тепловентилятором. В холодные месяцы месячный расход электроэнергии составлял до 2800 кВт·ч на семью из 4–5 человек на оба этажа (около 150 м?), что очень неплохой показатель, но все же затратно.

Изучил множество альтернатив, в т.ч. и с котлом на газовых баллонах, даже повесил батареи под окнами, нацеливаясь всерьез на водяное отопление. И все же наиболее комфортным для себя и семьи я нашел отопление на электричестве, но с использованием теплового насоса. Геотермальные тепловые насосы я не рассматривал всерьез, т.к. ценник зашкаливал за $20 тыс. + работы по установке. Я обратил внимание на то, что многие производители кондиционеров начали выпускать модели, работающие на обогрев при отрицательных температурах.

Схема работы теплового насоса выглядит следующим образом. Я остановил свой выбор на инверторной модели ASHA 12 LEC серии Nordic от General-Fujitsu. Только по данной модели производитель в явном виде гарантировал работу на обогрев при температурах до –25°С, и даже при такой температуре декларируемый коэффициент конвертации электрической энергии в тепловую (COP) составляет 2,3, т.е. на 1 потребляемый кВт·ч данный девайс выдает 2,3 кВт·ч тепла. Кроме General-Fujitsu похожие модели есть у Mitsubishi Electric (серия Zubadan), Mitsubishi Heavy, Kentatsu (у них есть неинверторная модель, на которую устанавливается зимний комплект Daichi, позволяющий работать до –40°С) и др.

Сейчас же я могу с уверенностью сказать, что испытание кондиционеров при работе на отопление зимой прошло успешно. Два кондиционера, установленных на первом этаже, справились с задачей на отлично. Даже при –27°С кондиционеры давали достаточно тепла для всего дома, на втором этаже температура не опускалась ниже 18°С. Расходы на электричество сократились примерно в 1,5 раза.

Итак, результаты. Дом 9?9 м, высота в коньке – 10 м, отапливалось 2 этажа с высотой потолков 2,6 м (375 м?). Ранее при температуре за окном до –20°С в месяц расходовалось около 2800 кВт·ч. То есть усредненно в час на весь дом, включая всю технику и обогрев, расход электроэнергии составлял 3,88 кВт·ч.

Когда установил тепловые насосы, расход в среднем за зиму упал до 1800–2000 кВт в месяц, или до 2,7 кВт·ч. Причем это не только отопление, но и бойлер, насос, микроволновка, посудомоечная и стиральная машины. В доме постоянно живет 5 человек.

Выбор системы отопления на основе конвектора или инфракрасного излучателя

При выборе оборудования учитывайте несколько моментов:

1. мощность одного конвектора – до 1,5 кВт (если больше – плавятся вилки и подгорают контакты реле);
2. программатор – со своим источником питания (при отключении энергии сохраняются настройки). На 10 м? площади необходим примерно 1 кВт мощности конвектора;
3. электричество – 380 В, 3 фазы, разрешенная мощность – минимум 15 кВт. Проводка сечением – 3?2,5 мм?. Прокладываем выделенные конверторные линии и подключаем не более 3 конвекторов на одну линию.

Электроконвектор лучше всего подвесить под окно примерно в 15 см от пола.

СПЕЦИАЛИСТЫ СОВЕТУЮТ

Валентин Худобей, инженер

Как достичь максимальной эффективности системы отопления?

Хочу поделиться моими умозаключениями по поводу эффективной работы достаточно простой системы отопления (без сложных смесителей, балансировочных клапанов и т.п.). Итак, что нужно сделать, чтобы система отопления работала максимально эффективно?

1. Обеспечить работу котла, при которой отсутствует тактование – это снижает расход газа, т.к. не надо каждый раз подогревать систему, исключаются выбросы газа в момент включения горелки, повышается надежность котла за счет отсутствия частых перепадов температуры внутри котла, газовый клапан производит меньше «телодвижений».
2. Обеспечить работу котла от программируемого комнатного термостата, чтобы исключить перерасход газа при излишнем повышении температуры в помещении.
3. Минимальная температура теплоносителя 75°С, т.к. только при данной (и выше) температуре можно считать эффективность современных радиаторов приемлемой.
4. Исходя из п. 3 – подобрать необходимую суммарную (общую) длину радиаторов, при которой система отопления будет способна компенсировать теплопотери помещения при температуре теплоносителя 75°С в самую холодную неделю в году.
5. Полученную суммарную длину радиаторов «разбить» пропорционально площади каждой комнаты. Также желательно длину конкретного радиатора для каждой комнаты разделить на 2, т.е. вместо одного радиатора, к примеру, 1000 мм поставить два по 500 мм. В осенне-весенний период один из радиаторов можно будет перекрывать, что позволит удлинить время работы котла в одном такте и снизить инерционность системы при плюсовой температуре на улице ввиду малого значения теплопотерь помещения. В традиционной системе отопления это условие выполняется понижением температуры теплоносителя, что не совсем корректно при существующих конструкциях радиаторов.

К вопросу о необходимости применения термоголовок.

Так как котел работает по датчику от комнатного термостата, использование термоголовок под вопросом, ниже опишу противоречивые ситуации, которые могут возникнуть в данном случае (сугубо теоретически). Итак, есть программируемый термостат, установленный в самой «холодной» комнате, и термоголовки, установленные на радиаторах в остальных комнатах.

• Начальные условия – температура в комнате 20°С, термостат и термоголовки отрегулированы на 22°С, термоголовки открыты, термостат дает команду на запуск – идет прогрев комнат. Если окна и двери закрыты, система сбалансирована, то все комнаты прогреваются одновременно. В итоге срабатывает термостат (возможно, кое-где и термоголовки), и котел выключается – необходимость термоголовок под сомнением.
• Начальные условия те же, что и в первом случае: идет прогрев комнат, но теперь в какой-то из комнат с термоголовкой осуществили проветривание, дверь в комнату закрыта, температура в ней понизилась, а в других нет. Котел выключился по сигналу от термостата, в проветренной комнате прохладно. В этом случае пользы от термоголовки нет (опять же систему принимаем сбалансированной, теплопотери практически одинаковы, кроме самой «холодной» комнаты).
• Начальные условия те же, что и в первом случае, но система недостаточно сбалансирована, теплопотери – различные. Термостат дает команду на запуск – идет прогрев комнат, с учетом условий нагрев неравномерен, где-то термоголовка не допустит перегрева воздуха, но котел все равно выключится по команде термостата, и в любом случае необходимо будет выполнять балансировку, тогда зачем термоголовка?

А теперь представим себе ситуацию, когда по нашему условию теплопотери комнат различные, по первому циклу, допустим, произошел равномерный прогрев комнат, а вот остывание происходит по-разному, и к моменту второго цикла в одной комнате все еще 22°С, в другой 21°С, в третьей (самой холодной) 20°С. В итоге одна из термоголовок будет закрыта, одна полуоткрыта, а термостат даст команду на запуск. В результате температуры выровняются, котел отключится, но т.к. в первой комнате термоголовка будет закрыта, нагрев ее производиться не будет. Может случиться так, что в этой комнате температура начнет падать, когда закончится второй цикл, и возникнет необходимость включения котла, а в комнате с термостатом тепло! Так в течение дня по кругу температура будет «гулять» во всем доме.

Обобщив все вышесказанное, я прихожу к выводу, что термоголовки должны применяться только там, где нет комнатного термостата, а теплопотери неравномерные (например, где-то проветривают, где-то нет, где-то далеко северная комната, где-то далеко южная). Котел при этом должен постоянно работать и, я так понимаю, иметь широкий предел модуляции горелки или более сложное оборудование для регулировки при постоянно изменяющейся нагрузке. Это, как правило, квартиры с центральным отоплением. В своем же доме надо стремиться к балансировке системы отопления и теплопотерь домом. По моему мнению, есть только 2 места, где нужно применять термоголовки в частном доме – кухня и ванная, т.к. в этих помещениях возможно увеличение получаемой тепловой мощности за счет сторонних источников.

Ирина Горбач, обозреватель