Отопление для частного дома: какое лучше выбрать

В качестве основной функции жидкости в системе отопления выступает эффективный перенос энергии от котельного оборудования к каждой точке теплообмена. Последними могут выступить:

Что предлагает рынок

Твердое топливо

Главное преимущество — автономность. Печи доказывают свою надежность столетиями. К тому же понравится и приятная цена, всегда по карману. Из минусов — длительный нагрев, низкий КПД, необходимость постоянно подбрасывать топливо. К сожалению, существуют местности, где подключение к газопроводу электросети невыгодно из-за высоких расходов на врезку, кое-где невозможно по причине удаленности. Владельцы небольших строений из 3-4 комнат останутся довольны. Кроме того, современные дизайнеры дополняют свои решения уютным камином.

  • Отопление

    Как прогреть дачу зимой и уменьшить теплопотери дома

Твердотопливные котлы — великолепная альтернатива печи. Принцип работы всем понятен — при сгорании горючих материалов, выделяется тепло и нагревается теплоноситель. Горячая вода распределяется по трубам и обогревает комнаты. Приятно отметить широкий ряд преимуществ, которые во многом перекликаются с печным способом отопления.

Но есть и недостатки.

Преимущества и недостатки твердотопливного отопления

К твердому топливу относятся:

  • уголь;
  • дрова;
  • торфяные брикеты.

Дровяные или угольные печки используются в России много веков. Как ни крути, именно они – самые дешевые и доступные виды отопления. Хотя если вы не хозяин леса, цена на дрова может вас неприятно удивить.

Но отапливаться дровами всё равно выгоднее, чем, например, электричеством. К тому же, электричество или газ есть далеко не везде. Печку можно собрать собственноручно. Существенный минус такой системы – на зиму хозяева дома превращаются в кочегаров. Также у дровяных или угольных печей высокая степень пожароопасности.

Преимущества и недостатки твердотопливного отопления

Твердотопливное отопление

Относительно новые модификации твердого топлива – торфяные брикеты или пеллеты (топливная крошка из торфа, древесных и сельскохозяйственных отходов). Они горят дольше, поэтому использовать их более выгодно, чем каменный уголь или простую древесину. Для такого топлива существуют специальные котлы – вам не нужно будет складывать в доме печь с трубой. Устройство оборудовано защитой от перегрева и контролем пламени, поэтому более безопасно. Для этого котла не нужно получать разрешительную документацию, как в случае с газовым. Важно только соблюдать рекомендации безопасности от производителей и соответствующие СНиП.

Внимание! Одна закладка в твердотопливный котел позволяет обогревать жилище не менее 3-х ч. Но максимальные показатели у рядового устройства тоже невелики. Чтобы у хозяина отпала потребность подбрасывать брикеты ночью, можно оснастить отопительную систему теплоаккумулятором, который будет накапливать и равномерно распределять тепло по жилищу.

Твердотопливные котлы

  • В топку помещаются продукты горения, которые выделяют энергию.
  • По жаровым трубам теплота передается водяной рубашке.
  • После горения отходы переходят в дымоход и выбрасываются наружу.

Чтобы повысить КПД котла на 3-5%, на выходе дымовых газов можно установить экономайзер, который будет забирать оставшееся тепло.

  • Заправлять его дровами следует раз или два в сутки. В моделях, работающих на пеллетах, предусмотрена автоматическая подача топлива.
  • Запасаться дровами нужно заранее – желательно за один год, чтобы дать им возможность хорошо подсохнуть.
  • Обустроить для хранения топлива сухое и накрытое помещение.
  • Найти несколько поставщиков дров, чтобы не страдать от их недостатка.

Во время эксплуатации такого котла требуется периодически чистить дымоход и внутреннюю часть котла от копоти и сажи.

Тепловой насос

  • Земля-вода. Это означает, что контур получает энергию из земли и воды. Он располагается в глубине грунта горизонтальным образом, поэтому предварительно потребуется проделать масштабные земельные работы.
  • Вода-вода. Это отличный вариант, если возле частного дома имеется водоем, в который потребуется опустить наружный контур.

Напомним, что в прошлых статьях мы уже описывали инструкцию, как сделать тепловой насос своими руками.

Ветряной электрический генератор

Ветрогенератор реализует в своей работе принцип преобразования механического движения в электрическую энергию. В состав устройства входят следующие составные элементы:

  • Мачта;
  • Рабочее колесо с лопастями;
  • Электрический генератор;
  • Аккумуляторные батареи;
  • Контроллер;
  • Инвертор.
Ветряной электрический генератор

При силе ветра от 2 м/с начинается вращение колеса с лопастями. Усилие вращения передается через редуктор на генератор, который вырабатывает электрический ток. Стоит отметить, что рабочее колесо обычно имеет флюгерное устройство – это позволяет менять ориентацию лопастей при изменении направления ветра.

Выработанная энергия аккумулируется в аккумуляторах и передается к точкам потребления – отопительным устройствам (котлам, обогревателям, конвекторам, излучателям).

Но применение ветряных электростанций имеет ряд обязательных технических условий. В зависимости от мощности установки изменяются размеры лопастей и требуемое минимальное расстояние до строений, наружных коммуникаций, деревьев и так далее. Минимальная высота над окружающими элементами должна составлять не менее 10 метров, линейное расстояние до них – до 100 метров.

Ветряной электрический генератор

Такие требования подразумевают обширные размеры земельного участка, что как правило редко встретишь. Ветряк рекомендуется устанавливать на возвышенностях или равнинной местности, в зонах с естественными природными преградами ветру работа его малоэффективна.

Главное препятствие для популярного использования ветряных электростанций – их огромная стоимость. Изделия малой мощности не покроют потребностей отопления, могут выступать только в качестве дополнительного источника отопления. Генераторы мощностью более 10 кВт стоят в среднем от 600 – 800 тыс. рублей и более.

Срок эксплуатации устройств объявляется в пределах 18 – 20 лет. Окупить свою стоимость за такой период ветрогенератор сможет с трудом. Гелиоустановки

Ветряной электрический генератор

Энергия Солнца является практически неисчерпаемым ресурсом. На использовании солнечного излучения основан принцип работы гелиоустановок.

Солнечные панели поглощают энергию излучения и преобразуют ее в другие типы — электрическую или тепловую. Преобразование в электрический ток происходит посредством фотоэлектрических элементов. Другой тип батарей – коллекторы – нагревает циркулирующий через них теплоноситель.

В случае производства электричества к системе подключаются аккумуляторы, в которых концентрируется неиспользованное количество энергии. При непосредственном нагреве теплоносителя в систему интегрируют теплоаккумулятор.

Ветряной электрический генератор

Практика показала, что полноценное замещение традиционного топлива для нужд отопления возможно в южных широтах нашей страны – южнее 500 северной широты. Расположенные севернее регионы характеризуются более частыми явлениями облачности, при этом производительность систем солнечного отопления значительно снижается.

При этом гелиоустановки все равно можно использовать в качестве дополнительного источника энергии. Снижение производительности позволяет переключить систему на покрытие нужд горячего водоснабжения.

Генерация электроэнергии

Как известно, жилище можно отапливать и электричеством, в идеале – из альтернативного источника. На данный момент его можно получить с помощью:

  • ветровой электростанции;
  • мини-ГЭС;
  • солнечных батарей.

Получаемое таким образом электричество действительно ничего не стоит и это огромный плюс. При наличии в регионе постоянно дующих ветров или протекающей неподалеку речки добываемая энергия может стать панацеей. Электрическая система отопления будет полностью автономной.

Немного хуже обстоят дела с солнечными батареями, поскольку их КПД невысок. Чтобы сгенерировать более-менее значительную мощность, потребуется множество полупроводниковых панелей.

Отсюда огромный минус – дороговизна вышеперечисленного оборудования. По этой причине для большинства рядовых граждан подобное получение электроэнергии недоступно. Да и природные условия способствуют не везде: нет ветров или рек, а солнечную энергию, сгенерированную летом, на зиму не запасешь.

Сравнение популярных систем обогрева частного дома.

Сравнение стоимости при использовании основных типов энергоносителей для обогрева частного дома.

Актуальные данные по Ленинградской области 2019 (для уточнения и актуализации шаблонных расчетов)

Энергоноситель Единица Теплотворность Средняя стоимость единицы Итоговая стоитоимость
измерения единицы (квт) измерения (руб) 1 квт на энергоносителе (руб)
Электричество квт 1 3 3
Газ пригодный куб м 9,3 6,5 0,6
Газ сжиженый л 6,2 23 3,6
Дрова сухие кг 3,9 1,25 0,3
Дизельное топливо л 11,9 40 3,2
Уголь кг 7,5 5,2 0,6

Здесь приводится ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫЙ расчет затрат на отопление дома с площадью 100 м² при использовании различных видов топлива (электричества, солярки, природного газа, угля, дров, сжиженного газа) и системы инфракрасного отопления.

При сравнении затрат будем исходить из одинаковых условий: за отопительный сезон, который длиться 7 месяцев, нашему хорошо утепленному дому потребуется “условно” – 7000 кВт

1. Затраты на отопление с помощью твердотопливного котла работающего на дровах:

Расчетные цифры по таблице 7000 кВт х 0,3р = 2100р год. Но на практике эти цифры не соответствуют действительности никогда.

Все дело в том что теплотворность дров очень сильно падает из-за влажности и типа сжигания (особенно длительное горение). Это значит, чтобы получить вменяемые, нам нужно иметь хороший котел с высоким КПД, обязательно систему теплого пола, узел подмеса и ТЕПЛОАККУМУЛЯТОР желательно 2 куба! Только в такая система максимально эффективна при полном сжигании. Максимальный КПД дровяных котлов расчитан только на полное горение, полученную избыточную энергию принимает теплоаккумулятор. Все котлы в режиме ДЛИТЕЛЬНОГО ГОРЕНИЯ – имеют сильно просаженный КПД!

Что имеем в итоге:

Реальная средняя теплотворность дров меньше по отзывам эксплуатации, возьмем в среднем раз в 5 (если не больше) – 0,7 квткг, т.е. стоимость равна примерно 1,

Добавим сюда 60% КПД котла и получим цифры уже приближенные к действительности

– чтобы получить наши 7000 кВт нужно сжечь примерно 11800 Квт.

– реальная средняя стоимость кВт по теплотворности примерно 1,6 р.

11800 кВт х 1,6 руб – 18888 р. отопительный сезон.

2. Затраты на отопление с помощью газового котла, работающего на природном (магистральном) газе:

Расчетные цифры по таблице 7000 кВт х 0,6р = 4200р год.

Тут все намного проще чем с дровами. Теплотворность газа постоянна, КПД котла возьмем среднюю 90%. Также для получения максимальной эффективности используем “теплый пол”.

чтобы получить наши 7000 кВт нужно сжечь примерно 7800 Квт.

7800 кВт х 0,6 руб – 4680 р. отопительный сезон.

3. Затраты на отопление с помощью твердотопливного котла работающего на угле:

Расчетные цифры по таблице 7000 кВт х 0,6р = 4200р год.

Расчеты по углю получаются экономичней чем дрова. КПД котла 60%.

– чтобы получить наши 7000 кВт нужно сжечь примерно 11800 Квт.

– стоимость кВт по теплотворности примерно 0,6 р.

11800 кВт х 0,6 руб – 7080 р. отопительный сезон.

4. Затраты на отопление с помощью жидкотопливного котла, работающего на солярке:

Расчетные цифры по таблице 7000 кВт х 3,2р = 22400р год.

Расчеты по солярке похожи с расчетами по газгольдеру. Теплотворность газа постоянна, КПД котла возьмем среднюю 90%. Также для получения максимальной эффективности используем “теплый пол”.

– чтобы получить наши 7000 кВт нужно сжечь примерно 7800 Квт.

7800 кВт х 3,2 руб – 24960 р. отопительный сезон.

Автономное отопление (газгольдер)

Является лучшим вариантом для небольших или загородных домов, где не проживают постоянно. Устройство позволяет получить тепло, горячую воду и электрическую энергию.

Представляет собой большую емкость, в которой находится сжиженный газ (бутан, метан, различные их смеси). Объем сосуда выбирают таким образом, чтобы его хватило на один сезон.

Различают два вида конструкций:

  • Вертикальные. Имеют небольшую площадь испарения. Часто устанавливаются несколько резервуаров параллельно для увеличения поверхности испарения.
  • Горизонтальные. Требуют большего места для установки.

Горизонтальный газгольдер под землей

Устройство

Корпус бака выполняют из высокоуглеродистой стали или железобетона, которые справляются с большими нагрузками и высоким давлением газовой смеси. На поверхность обязательно наносится слой антикоррозионного покрытия. Современные модели изготавливаются на постоянный объем с приборами КИПиА, позволяющими осуществлять постоянный мониторинг за газовым давлением. Внизу корпуса расположен конденсатосборник, в котором собирается жидкость, образованная во время испарении газов.

Емкость следует располагать на бетонных плитах вдали от сооружений и зданий (минимум 10 м) над землей или в котловане. В северных регионах допускается только скрытая установка сосудов. К тому же в данном случае нет необходимости дополнительно устанавливать устройства подогрева и испарения газа.

Недостатки:

  • Хранение топлива;
  • Высокая стоимость установок;
  • Малое количество компаний, обслуживающих данное тепловое оборудование;
  • Высокие требования к технике безопасности;
  • Большие габариты.
  • Использование небольших баллонов крайне неудобно из-за необходимости постоянной заправки их топливом.

Принцип действия

Аналогичен обычным газовым котлам. Отличия – другой вид топлива и специфичная разводка трубопровода. При сжигании сжиженного газа, смесь поступает в реактор, поддерживая рабочее давление в системе, после чего распределяется по трубопроводам системы отопления.

Дозаправку емкости следует проводить раз в отопительный сезон, поэтому расчет объема бака необходимо производить исходя из площади отапливаемых помещений.

Важно! Распространены мобильные модели (объемом до 500 л) с встроенной системой подогрева.

Какой способ отопления лучше?

Для подсчета тепла используется две единицы измерения – гигакалории (Гкал/ч) и киловатт-часы (кВт/ч). Также региональные органы часто используют для расчетов килоджоули (кДж). Следуя общепринятым расчетам в гигакалориях, можно определить стоимость Гкал /ч для любого помещения. Так, для отопления помещения 150 м2нужно израсходовать 16 Гкал за отопительный сезон, или 2,5 Гкал за месяц. Определение цены 1 Гкал можно провести сравнительным способом.

  1. Для примера возьмем газ, стоимость которого 1 м3 в 2014 году была 4 рубля. Калорийность сетевого газа складывается из калорийности смеси, из которой состоит сетевой газ. Поэтому удельная теплота 1м3 смеси газа лежит в пределах от 7500-9600 Ккал. Газовые котлы имеют средний КПД 90%, в итоге получим стоимость 1 Гкал тепла в пределах 600-700 рублей. Если нет магистрального газа, то баллонным газом проблему не решить — и состав газа другой, и оборудование придется переделывать. При сравнении стоимости 1 Гкал пропан-бутановой смеси (баллонный газ) и стоимости природного газа видно, что смесь газ в 4-5 раз дороже.
  2. Удельная теплота сгорания жидкого топлива лежит в пределах 10000 Ккал/кг или 8650 Ккал/л, так как плотность жидкого топлива разная, особенно с учетом времени года. КПД котла на жидком топливе — 90%. При стоимости 1 литра ДТ 33 рубля 1 Гкал будет стоить 3300 рублей. Вывод — отопление на жидком топливе будет дорогим удовольствием. Учитывая тенденцию постоянного роста цен на ДТ и ГСМ, это не самый экономный способ отопления загородного дома.
  3. Уголь – топливо дешевое, и КПД твердотопливных котлов часто больше 80 %. Антрацит – самая дорогая марка угля, и для отопления дома можно использовать более дешевый уголь – марки ДПК (длиннопламенный, плита крупная), марки ДКО (длиннопламенный крупный орех) или курной уголь. Тонна угля стоит в среднем 6000 рублей. Удельная теплота сгорания угля – 5300-5800 Ккал/кг. Расчеты показывают, что стоимость 1 Гкал при отоплении углем составит 1200-1300 рублей.
  4. Использование торфа для отопления дома обойдется дороже. Удельная теплота сгорания торфа — 4000 Ккал/кг. Это значит, что стоимость 1 Гкал равняется 1300-1400 рублей.
  5. Пеллеты – один из видов твердого топлива. Пеллеты производятся из отходов деревообрабатывающей промышленности в виде гранул. Их удобно использовать в твердотопливных котлах с автоматической загрузкой. Удельная теплота сгорания пеллет — 4,2 Ккал/кг. При стоимости пеллет за 1 тонну 5000 рублей за тонну стоимость 1 Гкал будет составлять примерно 1500 рублей.
  6. Электрическая энергия – самый простой способ отопления дома без газа. КПД электрического обогревателя стремится к 100 %. 1 Гкал – это 1163 кВт/ч. Поэтому при сегодняшней цене электричества для села 2 рубля за 1 кВт/ч 1 Гкал будет стоить приблизительно 1600 рублей.
  7. Снизить стоимость пользования электричеством для отопления можно эксплуатацией теплового насоса. Работает тепловой насос по принципу холодильника — хладагент испаряется при низких положительных температурах. Трасса прокладывается по тонким длинным трубкам в грунте или на дне естественного водоема. Даже в сильные холода правильный расчет требуемой глубины прокладки труб не позволит им замерзнуть. Дойдя до дома, хладагент начинает конденсироваться и отдает тепло, накопленное от воды или грунта, в отопительную систему. Движением хладагента управляет компрессор, который работает от электричества. Среднее потребление электроэнергии компрессором — 300 Вт для вырабатывания 1 кВт тепловой энергии. Цена 1 Гкал тепла составит 880 рублей.

Выводы очевидны и однозначны – чтобы организовать экономичное отопление загородного дома без газа, лучше всего использовать тепловой насос или твердое топливо в любом виде.

Параметры теплоносителя

Температура теплоносителя в системе отопления, нормы которой будут представлены ниже, должна определяется на этапе возвращения к котельной установке. Этот параметр обычно составляет 70%. При определении графика температуры теплоносителя важно помнить о начале и конце отопительного периода. Эти параметры выглядят следующим образом: среднесуточная температура внешнего воздуха должна удерживаться на отметке в +8 °С в течение 3 суток. Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления указывает на то, что внутренний воздух в жилищно-коммунальных и отапливаемых зданиях, а также домах общественного назначения должен удерживаться на отметке в 20 °С. Если речь идет о промышленных зданиях, то этот параметр составляет 16 °С.

Температура теплоносителя в системе отопления, нормы которой были упомянуты выше, должна учитывать еще и минимальный нагрев в котле. Температура теплоносителя или воды не должна опускаться ниже точки росы. Как правило, этот параметр удерживается в пределах от 60 до 70 °С. Но в некоторых случаях он зависит от технических характеристик агрегата и разновидности топлива. Если же не соблюсти эти правила, то при горении теплогенератора будет возникать конденсат, который станет причиной повышенного износа прибора.

Тепловые насосы грунт-вода

Данные устройства являются самыми универсальными альтернативными источниками отопления загородного домовладения в плане зависимости от климатической зоны.

Принцип их функционирования основан на том, что даже на глубине нескольких десятков метров в районах вечной мерзлоты, температура грунта превышает ноль градусов.

Тепловые насосы грунт-вода

Теплообменники, предназначенные для отбора тепла у грунта, представляют собой зонды, которые погружают в специальные скважины. Требуется прокладка магистралей, длина которых превышает не один десяток метров, а помимо высокой цены насоса и сама стоимость его монтажа немаленькая. Так бурение одной скважины обходится примерно в несколько тысяч рублей на один погонный метр, а ведь она нужна не одна. Кроме этого, еще требуется установить насос и погрузить в скважину зонды.

Немного дешевле будет стоить монтаж насоса грунт-вода, имеющего горизонтально расположенный коллектор. Теплообменники погружают в траншеи ниже, чем находится уровень промерзания. Недостаток такого отопления заключается в большой площади, необходимой для установки теплового насоса. Полученное тепло расходуется на подогрев воды для бытовых нужд и передачи тепловой энергии отопительным приборам.

Читайте также:  Двухтрубная или лучевая схема отопления. Какая лучше?