Види опалення в приватному будинку: система теплої підлоги і інші способи обігріву, відео та фото

Шановний читач, які види опалення приватних будинків ви можете згадати? Ймовірно, у вас в пам’яті тільки що спливли грубка і дров’яної котел. Може бути, в уяві намалювався настінний газовий опалювальний прилад? Тим часом способів обігріти своє житло з мінімальними витратами куди більше, і з деякими з них ми сьогодні познайомимося.

Прекрасне, перевірене віками рішення. Але далеко не єдине.

Відсікаємо все зайве

Спочатку – про тих різновидах опалення, які ми навмисно залишимо без уваги.

  • Всі види так званих енергозберігаючих електричних котлів, електрорадіаторів і конвекторів. Що б не обіцяли рекламні проспекти, для отримання 1 кіловат-години тепла будь-який прилад прямого нагріву повинен витратити рівно 1 КВт-год електроенергії. В даний час в середньому по країні її ціна близько 4 гривень;

Енергозберігаючий електрокотел – фікція. ККД будь-якого приладу прямого нагріву завжди дорівнює 100%.

Існує кілька лазівок, що дозволяють зробити електроопалення більш економічним. Ці способи не мають ніякого відношення до використання «чарівних» нагрівачів, і про них я розповім у відповідному розділі статті.

  • Дизельні котли. Кіловат-годину тепла, отриманий при спалюванні дизпалива, варто споживачеві близько 3,5 гривень. Дорого.
    До того ж дизельний котел комплектується виключно гучної пальником, а його власник змушений зберігати в котельні або поблизу неї баки із соляркою об’ємом в сотні, а то й тисячі літрів;

Котельня з дизельним котлом і баками з паливом.

  • Газові котли на зрідженому газі в балонах. Знову-таки дорого: в цьому випадку кіловат-годину обійдеться в суму близько трьох гривень, а власник буде обтяжений необхідністю раз в декілька днів возити півдюжини балонів на заправку.

Газобалонне опалення.

транспортування тепла

Система опалення будинку може бути:

  1. Водяний (тобто використовувати для транспортування тепла від котла до опалювальних приладів воду або незамерзаючий теплоносій). Водяні системи найбільш популярні завдяки великій теплоємності води і, відповідно, невеликого діаметру розливу і підводок, які можуть бути прокладені вже після закінчення обробки будинку;
  2. Повітряної. Повітряне опалення поєднується з вентиляцією, вимагає транспортування великих обсягів повітря і, відповідно, великого перерізу повітропроводів. Недоліки – відносна дорожнеча (що ускладнюється необхідністю монтажу рекуператора, який відбирає тепло у відведеного на вулицю повітря) і можливість монтажу повітропроводів тільки на стадії будівництва або капітального ремонту;

Рукава повітряного опалення.

  1. Розподіленої: кожне приміщення забезпечується власним джерелом тепла. Така схема має на увазі використання електричних або газових приладів малої потужності – ІК-обігрівачів, газових конвекторів і т.д.

Кімната опалюється власним газовим конвектором.

Джерело енергії

Які види опалення приватного будинку нам цікаві?

Відповідь очевидна:

  • Економічні (тобто з мінімальною вартістю одиниці теплової енергії);
  • Недорогі. Скажімо, геотермальний тепловий насос може забезпечити мінімальні експлуатаційні витрати, але вартість самого приладу разом з його монтажем (від 10 тисяч USD для теплової потужності в 16 КВт) по кишені далеко не кожному власникові котеджу;

Котельня з геотермальних тепловим насосом.

  • Максимально автономні, тобто не потребують постійного догляду і обслуговування.

Решта рішення нам належить оцінити за двома параметрами.

економічність

Ось приблизна вартість кіловат-години теплової енергії, отриманої різними способами, на кінець 2016 року.

Джерело енергії Ціна КВт-год
Газ (магістральний) 50 коп.
Дрова 0,9-1,3 рубля
Кам’яне вугілля 1,4-1,6 рубля
Пелети (гранули з пресованої тирси) 1,4-1,6 рубля
Газ скраплений з газгольдера 2 – 2,3 рубля
Газ скраплений з балонів 2,8-3 рубля
дизпаливо 3,2-3,5 рубля
електроенергія 3,8-4 рубля

Висновки очевидні: кращий результат у газового котла; від електричних приладів прямого нагріву, дизельних котлів і балонного газу ми вже домовилися відвернутися з презирством.

Лідер по економічності – настінний газовий котел.

зручність

У якому порядку ті ж види палива для опалення приватного будинку вишикуються з точки зору зручності користування опалювальним устаткуванням?

  1. Магістральний газ і електроенергія ділять п’єдестал пошани. Прилади можуть працювати без обслуговування необмежено довго, дозволяють підтримувати в автоматичному режимі задану температуру в будинку і не вимагають зберігання запасів палива;

Електроенергія виглядає трохи більш виграшно, оскільки їй не потрібен відведення продуктів згоряння (значить, можна розмістити прилад в будь-якій точці будинку, без прив’язки до вентиляції або зовнішніх стін).

ТЕНовий електрокотел з бойлером непрямого нагріву.

  1. Дизельний котел і газ з газгольдера обмежують автономність наявним запасом палива. При правильному підборі обсягу резервуарів заправка газгольдера і бака з соляркою потрібно раз на рік;
  2. Газові балони та пелети (для котла з бункером і автоматичною подачею палива) зменшують час автономної роботи опалювальної системи до тижня;
  3. Водяне та пічне опалення твердим паливом (вугіллям і дровами) вимагають уваги власника кожні кілька годин. Цикл обслуговування включає чистку зольника, завантаження нової порції палива і розпалювання.

Розпалювання твердопаливного котла.

Отже, дешевизна тепла і зручність користування обладнанням одночасно досяжні тільки при наявності магістрального газу. Але що робити жителям негазифікованих населених пунктів?

розумний компроміс

Деякі способи опалення дозволяють або збільшити до максимуму автономність систем на недорогому твердому паливі, або істотно зменшити експлуатаційні витрати при використанні порівняно дорогих джерел тепла.

піроліз

Піролізні твердопаливні котли відрізняються від традиційних тим, що в них процес згоряння органічного палива розбитий на два етапи:

  1. Спочатку воно тліє при обмеженому доступі повітря з виділенням летючих вуглеводнів і чадного газу (до слова, виключно токсичного);
  2. Потім продукти неповного згоряння перегоняются вентилятором в камеру допалювання, де до них домішується надходить через інжектори повітря. Перегріті вуглеводні миттєво спалахують і при згорянні віддають тепло водяній сорочці і розташованої вище камері первинного згоряння.

Пристрій традиційного і піролізного котлів.

Чим піролізний опалювальний котел вигідніше традиційного?

  • Можливістю гнучкого управління тепловою потужністю приладу (в тому числі з використанням виносних електронних термостатів). Обмежуючи швидкість наддувного вентилятора, можна регулювати швидкість згоряння дров і пічних газів;

Робота котла може контролюватися електронікою.

  • Відсутністю падіння ККД на потужності, що відрізняється від номінальної. Традиційні котли страждають цим недоліком саме через неповного згоряння палива при прикритому піддувалі;
  • Тривалим періодом роботи на одній закладці при обмеженні припливу повітря. Час автономної роботи може досягати 10-12 годин проти 3-4 у звичайного приладу.

На тому ж принципі працює пиролизная піч-булерьян. Від піролізного котла вона відрізняється лише тим, що замість водяної сорочки тепло віддається безпосередньо повітрю в приміщенні. Для прискорення конвекції використовуються оперізують топку відкриті зверху і знизу труби.

Пристрій печі-Булерьян.

верхнє горіння

Зазвичай збільшення обсягу топки котла на твердому паливі призводить лише до збільшення його теплової потужності: через короткий час після розтоплення дрова чи вугілля горять по всьому її об’єму. А що буде, якщо перенести процес горіння (точніше, тління) палива в верхню частину топки?

Литовські інженери з компанії Stropuva пішли саме таким шляхом і сконструювали котел, здатний пропрацювати на одному завантаженні більше доби (рекорд, встановлений на вугіллі, дорівнює 31 годині).

Котел Стропува в котельні котеджу.

Як працює такий котел?

  • Зольник відсутня як клас. Зола несеться висхідним потоком повітря разом з пічними газами;
  • Повітря подається до області горіння рухомим телескопічним воздуховодом, який опускається в міру прогорання палива;
  • Низ воздуховода є масивний сталевий диск з ребрами (стаскоблін). Диск відокремлює область піролізу (горіння з обмеженим припливом повітря) від області дожигания продуктів неповного згоряння. Ребра на ньому забезпечують доступ повітря по всій площі тління палива.

Пристрій приладу верхнього горіння.

Розпал топки. На знімку добре видно стаскоблін.

теплоаккумулятор

Система водяного опалення з класичним твердопаливним котлом теж може забезпечити автономність на добу. При цьому котел буде працювати на номінальній потужності (і з максимальним ККД) всього 2 – 3 години.

Як?

Дуже просто: теплова енергія, отримана при згорянні твердого палива, буде запасена в теплоаккумуляторе – теплоизолированном баку для води. При обсязі в 3000 літрів охолодження води в ньому на 40 градусів вивільнить 170 КВт-год тепла, чого вистачить для опалення будинку площею 70-90 м2 протягом 24 годин.

Твердопаливний котел і теплоаккумулятор.

Схема опалення в цьому випадку представляє собою два контури з примусовою циркуляцією, що об’єднують:

  • Котел і теплоаккумулятор;
  • Теплоаккумулятор і опалювальні прилади.

Систему з електрокотлом можна зробити вдвічі більше економічною завдяки застосуванню того ж теплоаккумулятора і двухтарифні лічильника. Котел в нічний час, коли діє дешевий тариф, використовується для нагріву води в баку, вдень же накопичене тепло поступово витрачається для обігріву будинку.

Схема опалення з теплоаккумулятором.

Тепла підлога

Всі системи теплої підлоги дозволяють зменшити витрату тепла на 20 – 40%. Незалежно від того, яким чином отримано тепло – при роботі котла на рідкому паливі, електрокотла або газового приладу.

Що таке система теплої підлоги?

Всього лише схема опалення, при якій в якості опалювального приладу використовується вся поверхня підлоги.

Його нагрів може забезпечуватися:

  • Покладеної в стяжку трубою, через яку циркулює теплоносій;
  • Кабелем (покладеним в стяжку або в шар плиткового клею під кахлем);
  • Плівковим нагрівачем, який укладається під чистове покриття з досить високою теплопровідністю (ламінат або лінолеум).

Плівкова тепла підлога: укладання під ламінат.

Звідки береться економія?

Справа в тому, що нагрів підлоги призводить до перерозподілу температур в опалювальному приміщенні. Якщо при класичному конвекційному опаленні для отримання мінімально комфортних + 20С на рівні підлоги повітря під стелею доводиться нагрівати до 28-30 градусів, то опалення підлоги при власній температурі в +25 знизить температуру у верхній частині кімнати до 16-18 градусів.

Втрати тепла через огороджувальні конструкції прямо пропорційні різниці температур між внутрішнім приміщенням і вулицею.

В результаті при збереженні як мінімум того ж рівня комфорту для мешканців будинку знизиться середня температура в ньому, а слідом за нею – і тепловтрати, і витрати на їх компенсацію.

Розподіл температури повітря: зліва – конвекційне опалення, праворуч – тепла підлога.

ІЧ-обігрівачі

Інфрачервоний електричний обігрівач – це класичний прилад прямого нагріву. Однак він набагато економічніший, ніж будь-який електричний конвектор або котел. Причому економія – цілком реальна, а не вигадана маркетологами.

ІК-прилад віддає тепло не при безпосередньому контакті з повітрям, а за рахунок випромінювання в інфрачервоній частині спектра. Розміщена під стелею панель нагріває всі предмети в нижній частині приміщення. В результаті власник отримує функціональний аналог теплої підлоги: повітря сильніше прогрівається внизу, вгорі ж температура мінімальна.

Інфрачервоне опалення забезпечує той же розподіл температур, що і тепла підлога.

Додаткова економія досягається за рахунок безпосереднього нагріву ІК-випромінюванням шкіри і одягу мешканців будинку. Пам’ятайте, як тепло взимку біля багаття? Тут діє той же ефект: суб’єктивне відчуття тепла дозволяє знизити комфортну температуру в кімнаті з 20-22 до 14-16 градусів.

теплові насоси

Всі види систем опалення приватного будинку, що використовують теплові насоси, харчуються від електрики. І разом з тим по експлуатаційних витрат вони лише незначно програють газу, перебуваючи за вартістю кіловата тепла трохи попереду вугілля і дров.

Зауважте, що при цьому вони володіють усіма перевагами електричного опалення – необмеженої автономністю, гнучким управлінням потужністю, відсутністю продуктів згоряння і можливістю програмування добових і тижневих циклів.

Що за чудеса? Як електричний джерело тепла може бути настільки економічним?

Секрет простий: тепловий насос не виробляє тепло, а перекачує його в будинок ззовні, відбираючи у грунту, води або повітря. Енергія витрачається лише на роботу компресора. В результаті на кожен кіловат-годину витраченого електрики будинок отримує від 2,5 до 6 КВт-год тепла.

Принципова схема теплового насоса.

Найбільш незалежні від примх клімату геотермальні насоси, що відбирають тепло у грунту. Нижче за рівень промерзання його температура постійна і тримається на рівні 8-12 градусів. Однак висока вартість самих насосів цього типу і, головне, їх монтажу (який вимагає буріння глибоких свердловин або риття великого котловану під горизонтальний теплообмінник) відлякує від них потенційних покупців.

Помітно дешевше обходиться монтаж насоса, що працює за схемою «вода-вода». Зовнішній колектор поміщається в розташований неподалік незамерзаючий проточний водойму.

Прилад з водяним зовнішнім теплообмінником.

Можлива й інша схема – з двома свердловинами (дебетові і дренажної, в яку зливається віддала тепло вода), але вона по вартості незначно відрізняється від витрат на геотермальний прилад.

Ще дешевше тепловий насос «повітря-вода». Зовнішній теплообмінник відбирає тепло у повітря і використовує його для нагріву теплоносія. На жаль, тут існує ліміт по мінімальної вуличній температурі: температура конденсації холодоагенту обмежує її на рівні -25 – 30С.

Нарешті, абсолютний лідер по дешевизні – насос «повітря-повітря», відомий як … так-так, правильно. Кондиціонер. У режимі нагріву внутрішній теплообмінник обдувається вентилятором і віддає тепло не теплоносія, а безпосередньо повітрю в кімнаті.

Мій будинок опалюється саме таким способом.

Зовнішній блок опалювати мансарду інвертора.

Ось короткий звіт про умови роботи системи опалення і її ефективності.

  • Будинок розташований в Севастополі (середня температура січня – +3, мінімальна температура за останні 4 зими – 21С);
  • Площа двох житлових поверхів – 150 м2;
  • За їх обігрів відповідають 4 цілодобово працюють інверторних кондиціонера потужністю 9000 і 12000 BTU;
  • У будинку підтримується температура +20 – + 24С (в залежності від функцій приміщення);
  • Витрата електроенергії взимку (з урахуванням електроплити, бойлера та іншої побутової техніки) – 2000 – 2500 КВт-год / місяць.

Спліт-системи на фото відповідають за клімат в спальні і дитячої.

Ази водяного опалення

Будемо реалістами: на більшій частині території країни єдиної розумною альтернативою відсутньому газу є недорогий (при покупці і в процесі експлуатації) твердопаливний котел, що має на увазі класичну систему водяного опалення. Як спроектувати і побудувати її своїми руками?

Теплова потужність

Потужність котла для будинку з якісним утепленням найпростіше розрахувати за наступною схемою:

  • На один кубометр опалювального об’єму приміщення береться 40 ват тепла;
  • Результат множиться на регіональний коефіцієнт. Він береться рівним:
регіон країни коефіцієнт
Краснодар, Крим 0,7-0,9
Волгоград, Ставрополь 1
Київ 1,2
Новосибірськ, Хабаровськ 1,4-1,5
Якутськ, Анадир 2

Зима в Якутську.

Скажімо, для будинку розміром 8х8 метрів з триметровими стелями, що стоїть десь в Ялті, необхідно 8х8х3х40х0,7 = 5376 ват теплової енергії, а для такого ж будинку на Чукотці – 8х8х3х40х2 = 15360 ват.

Потужність опалювальних приладів для окремої кімнати підбирається за такою ж схемою. Інструкція по перерахунку теплової потужності в кількість секцій секційного радіатора теж не відрізняється складністю: достатньо потреба приміщення в теплі розділити на значення теплового потоку для однієї секції (для алюмінієвої батареї він в середньому дорівнює 200 ват).

Технічні характеристики деяких радіаторів.

Гравітаційна і примусова

В системі з примусовою циркуляцією рух теплоносія забезпечується циркуляційним насосом. Він робить систему енергозалежною, зате забезпечує високу швидкість циркуляції, яка б означала максимально рівномірний і швидкий нагрів всіх опалювальних приладів.

У гравітаційної системі циркуляція забезпечується різницею в щільності гарячої та холодної води.

Вона функціонує так:

  • Нагріта котлом вода витісняється з теплообмінника в розгінний колектор вертикальний ділянку розливу;
  • Звідти вона самопливом повертається по прокладеному з ухилом розливу, поступово віддаючи тепло радіаторів.

Гравітаційна опалювальна система.

Компромісом між швидкістю циркуляції і енергонезалежністю є комбінована система, здатна працювати в обох режимах. Вона проектується як гравітаційна, але паралельно розливу врізається насос, а між врізки монтується кран або кульковий зворотний клапан.

У закритому положенні він забезпечує примусову перекачку теплоносія насосом, у відкритому – не заважає природної циркуляції.

Врізка насоса в гравітаційну систему.

діаметри труб

Для системи з примусовою циркуляцією теплоносія діаметр розливу розраховується виходячи з швидкості руху води 0,4 – 0,7 м / с. При меншій швидкості збільшиться розкид температур між першими і останніми батареями, при більшій – можуть з’явитися гідравлічні шуми.

ось значення внутрішнього діаметра розливу для різних значень теплового навантаження на ділянку контуру:

Внутрішній діаметр, мм Теплове навантаження при швидкості теплоносія 0,6 м / с, КВт
12 5,5
15 8,6
20 15,3
25 24
32 39,2
40 61,3
50 95,8

Технічні характеристики деяких радіаторів.

В системі з природною циркуляцією (без циркуляційного насоса) діаметр розливу збільшується як мінімум на один крок (32 мм замість 25, 40 замість 32 і так далі). Збільшення внутрішнього перерізу труби зменшує її гідравлічний опір. Це необхідно, оскільки натиск в гравітаційної системі мінімальний і зазвичай обчислюється десятими частками метра.

розведення

Вона може бути однотрубної (з одним розливом по периметру будинку) і двухтрубной (з розливу подачі, обратки і опалювальними приладами на що з’єднують їх перемичках).

Однотрубні системи, або розведення барачного типу (ленінградки), привабливі низькою матеріаломісткістю і абсолютної отказоустойчивостью. Якщо в контурі є хоча б мінімальний перепад, жоден його ділянка не може зупинитися і замерзнути.

Ленинградка: просто, вигідно, надійно.

Однак монтаж ленінградки може бути утруднений:

  • Великий протяжністю контуру і, як наслідок, значним перепадом температур на перших і останніх радіаторах;
  • Наявністю перешкод для прокладки розливу (панорамних вікон, високих дверних прорізів).

У двухтрубной системі рух теплоносія може бути тупиковим і попутним.

У першому випадку при переході з подає в зворотний розлив напрямок руху змінюється на протилежне. Це означає, що в системі утворюється кілька малих контурів різної протяжності. Велика частина обсягу теплоносія буде циркулювати через коротші контури, залишивши далекі радіатори холодними і роблячи більш ніж вірогідною їх розмороження в сильні холоди.

Проблема нерівномірного нагрівання різних ділянок тупикової системи вирішується балансуванням – дроселюванням ближніх до котла радіаторів.

Балансування системи опалення.

Ця проблема дуже витончено вирішена в двотрубної системі попутного типу, або петлі Тіхельмана. Вона утворює декілька паралельних контурів однакової довжини, що дозволяє обійтися без балансування.

Тупикова і попутна схеми.

врізка приладів

Підключити секційні радіатори можна трьома способами:

  • Бокове підключення має на увазі дві підводки з одного боку (до верхнього і нижнього колекторів);

Одностороннє бокове підключення алюмінієвого радіатора.

  • Діагональне – верхню підводку з одного боку батареї і нижню з іншого;
  • Двостороннє нижнє – дві підводки до нижнього колектора.

Про них корисно знати наступне:

  • Бокове підключення забезпечує максимальний нагрів батареї при кількості секцій не більше 7 – 10;
  • Діагональне підключення рівномірно прогріває будь-яку кількість секцій. Але тепловіддача короткого радіатора буде трохи менше, ніж в першому випадку;
  • Нижня підключення вигідно тим, що допускає роботу завоздушенних батарей. Повітря витісняється в верхній колектор, а циркуляція йде через нижній. Верх секцій прогрівається за рахунок їх теплопровідності.

Ця батарея грітиме навіть з повітряною пробкою.

Додаткове обладнання

Крім котла, труб і батарей, всі види опалювальних систем в приватному будинку з рідким теплоносієм вимагають наявності ряду додаткових елементів обв’язки.

Ось їх перелік:

  • Розширювальний бак вміщує надлишок теплоносія при його тепловому розширенні. У закритих системах використовується мембранний бак, в відкритих – відповідно, відкритий;
  • Запобіжний клапан скидає надлишковий тиск при перегріванні, з яким нездатний правиться розширювальний бак;

У відкритій системі його функції виконує відкритий бачок.

  • Автоматичні воздухоотводчики і / або крани Маєвського відповідають за відведення повітряних пробок. У відкритій системі вони не потрібні;
  • Опціонально в закритій системі може бути присутнім манометр для контролю тиску;
  • Окремі ділянки контуру і опалювальні прилади можуть відсікатися кульовими кранами або дросселіроваться клапанами з ручним керуванням і термоголовки.

Термоголовка регулює прохідність підводки в автоматичному режимі.

висновок

Сподіваюся, що цей матеріал допоможе читачеві спроектувати зручну у використанні і економічну систему опалення. Дізнатися більше про принципи монтажу опалення в приватному будинку можна з відео в цій статті. Чекаю на ваші коментарі. Успіхів, камаради!

Ссылка на основную публикацию