Снижение теплопотерь
Выбрать дешевый способ обогрева невозможно без вложений в утеплители и строительные работы Качественно обогреть дом с помощью электричества экономно не получится, если строение не имеет дополнительной защиты от холода. 35% теплопотерь происходит через крышу, 25% через стену и до 15% через пол. Это большие цифры, с которыми нельзя не считаться. Существует большое количество утеплительных материалов и способов их применения.
Можно воспользоваться одной из следующих технологий отделки дома и квартиры снаружи:
- Мокрый фасад. На стену приклеиваются плиты утеплителя, которые затем прибиваются, армируются, шпаклюются и окрашиваются. Используется пенопласт, пенополистирол или минеральная вата.
- Вентилируемый фасад. Здесь прямой контакт с несущими конструкциями отсутствует. На расстоянии 3-5 см от них возводится вертикальная конструкция, состоящая из рамы и уложенной в нее базальтовой ваты. С обеих сторон утеплитель закрывается мембранной пленкой, а снаружи обшивается жестким отделочным материалом.
- Шуба из пенополиуретана. Жидкость распыляется в объемный каркас, после ее застывания он оббивается декоративными плитами или панелями. Сегодня ППУ считается лучшим по всем эксплуатационным характеристикам утеплителем.
- Засыпка. Керамзит мелкой и средней фракции используется для создания теплоизоляционной прослойки при обустройстве полов и потолков. Материал недорогой, но требует периодической замены из-за усадки и впитывания влаги.
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
Программатор
Он способен заменить автоматический датчик и позволяет уменьшать расход топлива, тем самым обеспечивая экономичное отопление дома. Прибор заслужил много положительных характеристик от потребителей. Программатор позволяет управлять собой как автоматически, так и вручную.
Программатор
Вы выставляете интересующие вас показатели, и они будут соблюдены до тех пор, пока вас они удовлетворяют. При использовании автоматического режима вы можете установить смену температур в пределах суток. Перед вашим приходом домой за час программатор меняет показатели в большую сторону и создает необходимые для вас условия.
Электрокотлы для отопления дома
Для экономного электроотопления дома используют котлы разной конструкции:
- Одноконтурные котлы, со встроенным насосом или без него. Эти котлы греют воду только в системе отопления и не связаны с водопроводом. Заполняются водой через специальный клапан или через систему отопления. Могут работать в зданиях без системы водоснабжения.
- Двухконтурные котлы. Эти устройства греют воду в батареях и проточную воду в кране. Имеют встроенную систему автоматики, поддерживающую нужную температуру воды, насос и расширительный бачок.
- Электродные котлы. В этих котлах вода греется за счет протекания через воду активного тока. Требуют мощного заземления, не работают с УЗО (устройство защитного отключения, отключающее питание при попадании напряжения на корпус или человека) и ненадежные в работе. Сила протекающего тока очень зависит от температуры воды, ее химического состава и наличия или отсутствия накипи на электроде.
Выбор самого выгодного отопления дома
Каждый застройщик мечтает о том, чтобы система отопления частного дома была экономична. Сэкономить можно на 3 ключевых вещах:
- Финансовых. Сделать недорогой вариант отопления
- Экономии в плане системы отопления
- Экономия в плане современных технологий
Перед монтажом отопления нужно определиться:
- Для каких целей будет использовать дом. Будете ли Вы в нем жить постоянно или приезжать периодически. От этого зависит срок окупаемости системы отопления. Возможно будет полезно смонтировать экономный вариант отопления.
- Что для Вас ключевое: экономить на отоплении сейчас или заложить отопление частного дома на перспективу.
- Определиться, какое топливо будет выполнять ключевую функцию
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.
Классификация тепловых насосов по характеристике сред
Классификация теплонасосов достаточно объемна. Устройства делятся по роду рабочего тела, принципу изменения его физического состояния, использованию устройств преобразования, характеру необходимого для работы энергоносителя. Если учесть, что на рынке представлены модели с разнообразными комбинациями классификационных критериев, становится понятно, что достаточно трудно перечислить все. Однако можно рассмотреть основные принципы группового деления.
От параметров источника тепла и среды-получателя зависит монтаж, конструкция, а также конечные характеристики теплового насоса. Сегодня предлагается несколько типов инженерных решений.
Воздух-воздух
Теплонасосы воздух-воздух — самые распространенные устройства. Они компактны и достаточно просты. На механике такого типа работают бытовые кондиционеры с режимом отопления. Принцип действия прост:
- уличный теплообменник охлаждается ниже температуры воздуха и отбирает тепло;
- после сжатия поступающего фреона в радиатор его температура сильно возрастает;
- вентилятор внутри комнаты, обдувая теплообменник, обогревает помещение.
Отбор энергии окружающей среды не обязательно производится внешним теплообменником. Для этой цели воздух может нагнетаться в расположенный в комнате блок. Именно так работают некоторые канальные системы.
Если в кондиционере происходит сжатие и расширение фреона, то в вихревых теплонасосах используется простой воздух. Механика работы аналогична: до поступления во внутренний теплообменник газ сжимается, а отдав энергию — задувается интенсивным потоком в камеру отбора тепла.
Вода-вода
Теплонасос типа вода-вода работает по тому же принципу, что и другие установки. Отличаются только среды передачи энергии. Оборудование оснащается погружными зондами, чтобы даже в условиях жесткой зимы добраться до горизонта грунтовых вод с положительной температурой.
В зависимости от потребностей отопления, теплонасосные системы вода-вода могут быть совершенно разного размера. К примеру, начиная от нескольких скважин, пробуренных вокруг частного дома, заканчивая расположенными непосредственно в водоносном слое теплообменниками большой площади, которые закладываются на этапе строительства здания.
Теплонасосы вода-вода отличаются большей производительностью и эффективной мощностью отдачи. Причина — в повышенной теплоемкости жидкости. Слой воды, в котором расположен зонд или теплообменник, быстро отдает энергию, а благодаря огромному объему незначительно снижает свои характеристики, способствуя стабильной работе системы. Также оборудование вода-вода отличается повышенным КПД.
Совет! В определенных условиях схема вода-вода может обойтись без промежуточных узлов в виде накопительных баков отопительной сети. Правильно оценивая существующие климатические условия и выбирая мощность установки, в доме устанавливается водонагреватель с тепловым насосом и организуется эффективная система теплый пол.
Вода-воздух, воздух-вода
Комбинированные системы нужно выбирать особенно внимательно. При этом тщательно оцениваются существующие климатические условия. Например, цикл теплового насоса класса вода-воздух имеет хорошую эффективность для отопления в регионах с сильными морозами. Система же воздух-вода в связке с теплым полом и накопительным бойлером вторичного нагрева способна показать максимальные результаты экономии на территориях, где температура воздуха редко падает ниже -5…-10 градусов.
Расплав (рассол)-вода
Теплонасос данного класса — своеобразный универсал. Он может применяться буквально везде. Показатели его полезной тепловой мощности постоянны и стабильны. Принцип работы рассольно-водного устройства основан на отборе тепла, прежде всего, из почвы, имеющей нормальные показатели влажности или заболоченной.
Расчет теплового насоса класса рассол-вода делается по уровню потребности в энергии для отопления. Методик ее количественного определения предостаточно
Можно произвести максимально четкий расчет, принимая во внимание материал стен дома, конструкции окон, характер почвы, средневзвешенную температуру воздуха и многое другое
Производители рассольно-водных систем предлагают различные варианты моделей, отличающихся мощностью потребления узла преобразования, конструкцией и габаритами внешних теплообменников, параметрами выходного контура. Выбрать оптимальный теплонасос по заранее сформированному списку требований несложно.
Способы отопления и их экономичность
Традиционно для обогрева частных домов используются автономные системы отопления. Источниками энергии для их работы выступают природный газ, сжиженный газ, твердое топливо, жидкое топливо и электроэнергия. Самыми экономичными считаются системы, работающие на природном газе. Но в некоторых условиях их экономичность не играет никакой роли. Например, если дом не подключен к газовой магистрали, то сравнения с газом тут не уместны.
Газовые системы отопления
Экономные системы отопления частного дома – это системы, работающие на дешевом теплоносителе. Если поблизости проходит газовая магистраль, смело подключаемся к ней и пользуемся одним из самых недорогих источников энергии. Сравнивая расходы на газ с расходами на другие источники, начинаешь понимать, что это один из самых недорогих видов топлива.
При отсутствии газовой магистрали нередко используется сжиженный газ, поставляемый в баллонах или хранимый в газгольдерах. Но этот вариант нельзя назвать самым экономичным, хотя он очень прост по своей реализации – достаточно приобрести обычный газовый котел и перенастроить его на работу со сжиженным газом.
Твердотопливные системы отопления
Экономное отопление частного дома без газа можно построить на основе твердотопливного котла. Для его питания используются каменный уголь, кокс, брикетированное топливо и даже обычные дрова. Дольше всех горит каменный уголь, но и стоит он достаточно дорого. Зато отопительная система получается не только экономичной, но и недорогой – самый простой твердотопливный котел отличается вполне доступной стоимостью.
Самое дешевое отопление частного дома без газа строится с применением твердотопливных котлов, иногда и самодельных. Если хочется обеспечить более удобную эксплуатацию системы, следует присмотреться в котлу с небольшим бункером для пеллетного топлива (топливные гранулы). Такие пеллетные котлы работают в автоматическом режиме, требуя лишь периодической загрузки новых порций пеллет.
Работа твердотопливных котлов на дровах осложняется необходимостью слишком частой загрузки дров. К тому же, дров нужно очень много, что увеличивает расходы на эксплуатацию отопительной системы. Стоит только прозевать момент загрузки очередной порции топлива, как в доме начнет становиться прохладнее. Проблема решается установкой специальных твердотопливных котлов длительного горения.
Следует отметить, что отопительные системы, работающие на дровах, могут быть экономичными вплоть до полной бесплатности – дрова можно нарубить в лесу самостоятельно, чем пользуются люди, живущие в небольших населенных пунктах.
Жидкостные отопительные системы
Системы отопления на жидком топливе нельзя назвать самыми экономичными. После газа и твердого топлива они занимают почетное третье место. В качестве топлива здесь используются отработанное машинное масло и солярка. Из-за этого в домах, отапливаемых жидкостными котлами, постоянно стоит характерный запах. Также есть необходимость создания специального хранилища для жидкого топлива, причем на удалении от жилых построек – это создает дополнительные расходы.
Электрические отопительные системы
Дешевое отопление частного дома электричеством создать сложно – нужен источник халявной электроэнергии. Все дело в том, что классические электрические котлы необычайно прожорливые. И сделать здесь что-то практически невозможно, так как их эффективность составляет 99% – то есть, практически вся энергия перерабатывается в тепло. Некоторую экономичность могут обеспечить индукционные котлы, но многие специалисты не готовы подтвердить этот факт.
Экономные электрокотлы для отопления частного дома существуют, но стоят они значительно дороже, чем их простые малогабаритные собратья. Достижение экономии в них осуществляется за счет применения погодозависимой автоматики и комнатных температурных датчиков. То есть, они способны автоматически подстраиваться под особенности наружных и комнатных температурных условий, регулируя мощность нагрева – если бы регулировками занимался человек, то расходы были бы больше.
Минусами электрических систем являются необходимость в наличии хорошей электропроводки и наличие трехфазной сети для питания наиболее мощных моделей котлов.
Как выбрать электрический котел и сэкономить
Первое, на что вы должны обратить внимание при выборе электрического котла — мощность. Самые экономичные котлы для отопления частного дома имеют не более 3 кВт мощности на 30 кв.м помещения. Очень важным моментом является выбор мощности котла для рационального расхода энергии
Очень важным моментом является выбор мощности котла для рационального расхода энергии.
Преимущества электрических котлов
Котлы для отопления частного дома электрического типа, очень часто можно увидеть в постройках загородного типа. Данный вид котлов имеет такие преимущества:
- Несложная внешняя конструкция;
- Просты в установке;
- Занимаемое пространство;
- Отсутствие дымохода;
- Система противопожарной безопасности.
Недостатки электрокотлов
Несмотря на свои плюсы, электрокотлы имеют и ряд недостатков.
- Высокий расход электроэнергии
- Большая нагрузка на сеть
Если вы хотите свести представленные выше недостатки к минимуму, вам всерьез нужно задуматься над покупкой дорогостоящего котла, в комплектацию которого входят программы экономии.
Данные программы способны поддержать установленный пользователем температурный режим. Некоторые котлы обладают датчиками температуры и самостоятельно регулируют теплоту помещения.
Как сэкономить при отоплении зимой?
Экономия на энергоресурсах, по причине постоянного роста цен, становится все более актуальной. Помогут снизить теплопотери следующие меры:
Уменьшение теплопередачи конструкций. Если стены и так достаточно теплые, то дешевле и эффективнее увеличить толщину утеплителя в кровле и в полу, установить энергосберегающие оконные конструкции.
Остановиться на строительстве одноэтажного здания вместо двухэтажного, что на 10% снизит теплопотери.
Приблизить форму дома к правильному четырехугольнику, убрать все навесные элементы и сократить количество «лишних» углов.
Использовать «теплые» оконные конструкции, которые защищаются снаружи рольставнями.
Установить автоматизированную вентиляцию с фиксированным количеством воздуха и возвратом тепла.
Обеспечить принудительный возврат тепла в канализационных стоках.
Сделать неотапливаемые пристройки (веранда, летняя кухня и т. п.) к наружным стенам.
Большую часть окон вывести на южную сторону.
Применять эффективные приемы отопления – теплый пол, регулирование температуры в каждой комнате.
Утеплять без того теплые стены – дорого и нецелесообразно. Желательно найти такой проект дома, где вопрос энергосбережения рассмотрен в комплексе, т. е
имеются ограждающие конструкции, должное внимание уделено вентиляции и т. п.
Цена оборудования и стоимость монтажа
Этот фактор также оказывает достаточно большое влияние на окончательную стоимость отопления частного дома, так как требует вложения определенных средств на первоначальном этапе. Примером тому могут служить тепловые насосы, использующие наиболее дешевую энергию: из-за относительно большой стоимости оборудования и его монтажа ( 5-10 тис. у.е.) они не нашли еще широкого применения, хотя в дальнейшем, через 5-8 лет они вполне окупятся и будут обеспечивать наиболее дешевое отопление частного дома.
При использовании твердого топлива
Из традиционных видов отопления самым дешевым, с точки зрения оборудования и его монтажа, по праву, можно считать обычные печи. Для их сооружения достаточно немного кирпича, глины, песка и некоторых печных принадлежностей: дверки, колосники, задвижки, чистки. При желании такой отопительный агрегат можно сложить даже своими руками. Недостаток такого отопления в том, что тепло от него распространяется неравномерно, да и для обогрева всего дома, особенно большого, потребуется не одна печь, а несколько.
Выходом из этой ситуации может быть печное отопление с водяным контуром. Но необходимость устройства такого контура, сразу же, сделает его более дорогим, с точки зрения стоимости материалов для него (трубы, радиаторы, регулирующая и запорная арматура и др.) и самих работ по монтажу системы водяного отопления. То же самое можно сказать и о твердотопливных котлах. Хотя это и более удобный вид отопления по сравнению с печью, но обойдется он еще дороже, так как необходимо учесть стоимость самого котла.
Электроотопление
Вторым по уровню стоимости оборудования и его монтажа можно считать отопление дома с помощью электрических конвекторов или инфракрасных длинноволновых излучателей. Стоимость такого оборудования относительно небольшая, а установить и подключить их под силу каждому. Но для отопления дома таким способом обогреватель придется устанавливать в каждой комнате. Электрические котлы, хотя тоже стоят относительно недорого и просто устанавливаются, но уже требуют монтажа водяного отопления, что в конечном итоге влияет на стоимость устройства такого варианта, но при этом с помощью одного агрегата можно будет отапливать весь дом.
Газовое
Отопление дома с помощью газа, хоть довольно удобно и относительно дешево, но требует на первоначальной стадии достаточно больших затрат, как на само оборудование, так и на его монтаж, который может производиться только специалистами. Кроме того потребуются затраты на проектную документацию и подключение дома к газовой магистрали. Наиболее дешевым вариантом газового отопления может быть использования в качестве генераторов тепла конвекторов, которые не требуют, как газовые котлы монтажа системы труб и радиаторов. Но одним конвектором практически невозможно нагреть весь дом. В этом случае придется обогревать зимой одну, максимум — две комнаты или же устанавливать конвекторы и в других помещениях, что увеличивает затраты на закупку оборудования.
Системы с водяным контуром
Стоимость таких систем во многом зависит от вида используемых материалов для их устройства и выбранной схемы разводки труб. Наиболее дешевым вариантом может быть использование металлопластиковых или пластиковых труб и однотрубной схемы их разводки. Наиболее затратным будет коллекторная схема разводки и использование медных труб. Наиболее экономным вариантом радиаторов для таких систем будут стальные панельные их разновидности, а наиболее дорогим – биметаллические (алюминий+медь).
Кроме этого, на стоимость водяного отопления оказывает влияние вид и стоимость дополнительного оборудования, которое применяется при монтаже: циркуляционный насос, расширительный или гидроаккумулирующий бак, устройства для регулировки и контроля работы системы и др. Аналогичное оборудование, но разного качества и производителей может сильно отличаться. Чтобы сделать такое отопление частного дома более дешевым, необходимо использовать более дешевые материалы и оборудование (например, пластиковые трубы и стальные радиаторы), но при этом необходимо помнить, что они должны быть и достаточно качественным, чтобы не пришлось платить дважды и все переделывать.
Твердое топливо
В свете постоянных подорожаний газа и света, многие бросились искать альтернативу в виде дров и угля. Как следствие, за последние годы они выросли в цене в несколько раз. Учитывая скорость вырубки лесов и состояние шахт, подобная тенденция сохранится и далее. Поэтому такое отопление в частном доме – самое экономичное лишь в случае, если вы живете в «краях, богатых дичью дровами».
Недостаток классического твердотопливного котла – низкий КПД и большой расход. По сути, это немного усовершенствованный вариант обычной печки. Каждые пару часов нужно подбрасывать дровишек или угля, иначе потухнет и замерзнете.
Значительно лучшим вариантом будет пиролизный котел или котел длительного горения. В них могут использоваться как обычные виды топлива, так и специальные брикеты и пеллеты, что значительно эффективнее. На одной закладке такие котлы способны работать до 5 суток, а по экономичности они обгоняют газовое отопление в 3-4 раза.
И последний писк твердотопливной моды – «всеядные» котлы, или, как их еще называют, утилизаторы. Они «употребляют все, что горит»: дерево, пластик, резину, промышленные отходы и даже обычный мусор. В случае самого жесткого топливного кризиса, замерзнуть не даст склад «лысых» покрышек на соседнем шиномонтаже или, на худой конец, городская свалка.
