Как отапливать дом

Ответ зависит от многих факторов. Так, выбирая топливо, нужно принять во внимание возможность его приобретения и условия хранения, а при выборе отопительного оборудования — учитывать его надежность, удобство обслуживания и, что очень важно, капитальные и эксплуатационные расходы

Выбор топлива

В качестве топлива для различных систем отопления чаще всего используют природный газ и твердое топливо — уголь, дрова или древесные отходы (брикеты, пеллеты). Жидкое топливо (дизельное, мазут) используется очень редко. Как дополнительный источник тепла иногда используется электроэнергия, но из-за высокой стоимости она не получила широкого применения.

В последние годы в связи с постоянным ростом цен на традиционные виды топлива потребители все чаще обращают взгляд в сторону альтернативных источников энергии. В первую очередь это касается использования энергии солнца: в солнечных коллекторах она преобразуется в тепловую энергию, в солнечных батареях — в электрическую. Однако оборудование для использования энергии солнца весьма дорогое.

Еще один возможный источник энергии — тепловые насосы, которые обеспечивают отопление и горячее водоснабжение зданий за счет преобразования низкотемпературного тепла из грунта, открытых водоемов, воздуха в высокотемпературное, необходимое для обогрева. Но из-за дороговизны используемого оборудования и выполнения трудоемких и дорогостоящих земляных работ (рытье котлованов большой протяженности или бурение скважин) для монтажа теплообменников (грунтовых или водяных) они пока не получили широкого распространения.

Выбор того или иного вида топлива в первую очередь зависит от его доступности в конкретном месте (например, наличие доступа к газопроводу), возможности приобретения этого топлива в необходимом объеме, а также его цены.

Электроэнергия на территории Украины доступна практически без ограничения. Сдерживающий фактор ее широкого применения для обогрева домов — высокая стоимость, которая, помимо прочего, в значительной степени зависит от объемов ее использования: чем больше потребление электро­энергии, тем выше тариф.

При использовании твердого топлива — угля, дров или пеллет (гранул из опилок) — нужно заранее предусмотреть место для их хранения.

Уголь можно хранить в любом месте вдали от чистых помещений.

Место его хранения лучше оборудовать поближе к котельной, куда есть подъезд для автомобиля. Для обогрева дома площадью 70 м² на отопительный сезон понадобится около 2 т угля со средней теплотой сгорания.

Дрова обычно хранят под достаточно большим навесом, чтобы там поместился запас топлива на весь сезон. Нужно учитывать, что лучше всего, если дрова будут выдержаны в течение полутора-двух лет.

Для обогрева дома площадью около 70 м² посредством камина с каминным вкладышем на отопительный сезон необходимо около 10 м³ дров.

В последнее время все более популярными становятся пеллеты. Для обогрева дома площадью около 70 м² понадобится 2,5—3,5 т (3,5—5,5 м³) пеллет.

Отопительное оборудование

В нашей стране самым распространенным и доступным видом топлива пока остается природный газ, поэтому на украинском рынке в наиболее широком ассортименте представлены газовые котлы. Благодаря высокому КПД они обеспечивают обогрев даже больших домов.

Использование для отопления твердотопливных котлов обходится недорого, но обременительно — нужно периодически добавлять топливо и удалять золу. Эта проблема частично решена в котлах с автоматической подачей топлива. Но в таких котлах может использоваться только топливо определенных размеров: пеллеты, уголь определенной фракции, щепа и пр. Кроме того, автоматическая подача топлива не решает проблему поддержания температуры воды в системе на заданном уровне, так как процесс горения отличается повышенной инерционностью.

Электрические котлы в качестве основного источника отопления дома используются редко — это дорого, так как тарифы на электроэнергию (по сравнению с иными энергоносителями) достаточно высоки. Те, кто вынужден обогревать дом электроэнергией, чаще всего используют электрические теплые полы, аккумуляционные печи и радиаторы с электрическим нагревом.

Иногда электрический котел ис­­пользуют в качестве временного ис­­точника энергии, допустим, если ря­­дом с участком планируется прокладка газопровода.

В качестве источника тепла также используют камины с каминным вкладышем. КПД такого источника достаточно высок и достигает 75—85% (в отличие от классического камина, у которого КПД не превышает 20—25%). Кроме того, одной загрузки топлива современного камина достаточно для его работы в течение 6—8 часов. Дополнив такой камин системой распределения горячего воздуха (РГВ), можно легко обогреть близлежащие комнаты. Если есть необходимость обогрева большего количества комнат, можно, используя систему воздуховодов и канальный вентилятор, доставлять горячий воздух на значительное расстояние.

Системы отопления

В качестве систем отопления в домах наиболее широко используются водяные системы центрального отопления, в которых котел греет теплоноситель (обычно воду). Теплоноситель разводится трубами к радиаторам или другим теплоизлучающим поверхностям (например, теплый пол), расположенным в обогреваемых помещениях.

Котлы бывают одноконтурными (только отапливают помещение) или двухконтурными (отапливают помещение и нагревают водопроводную воду). В систему отопления также входят: расширительный бак, воздушный клапан, циркуляционный насос, трубы, радиаторные батареи, терморегуляторы, теплоноситель (жидкость, циркулирующая по трубам) и устройства автоматического регулирования. Важнейшим элементом любой системы отопления являются отопительные приборы — радиаторы. Они могут изготовляться из различных материалов (чугуна, стали, алюминия, стали-алюминия), различаться по дизайну (трубчатые, панельные и секционные), передавать большую часть тепла посредством тепловой радиации (инфракрасное излучение с поверхности) или конвекцией (тепло передается воздуху при его прохождении через конструкцию конвектора, снизу вверх).

Расширительный бак служит для приёма избытка воды, возникающего при её расширении в результате нагревания. В зависимости от типа расширительного бака системы отопления делятся на открытые и закрытые.

В открытых системах отопления используется открытый расширительный бак, свободно сообщающийся с атмосферой. Только такие системы могут использоваться совместно с твердотопливными котлами, которые отличаются повышенной инерционностью. Горение в таком котле нельзя прекратить мгновенно, даже полностью перекрыв подачу воздуха. Вследствие этого может происходить неконтролируемый рост температуры воды в системе и, как следствие, увеличение ее объема. В этом случае избыток воды через переливную трубу сливается в канализацию. Чтобы сгладить колебания температуры воды в системе с твердотопливным котлом, связанные с инерционностью процесса горения, лучше всего такой котел эксплуатировать совместно с системой с большим объемом воды.

Закрытые системы оснащены диафрагменным расширительным баком, эластичная мембрана которого, расширяясь, принимает избыток нагретой воды. В то же время мембрана изолирует воду от контакта с атмосферным воздухом. Такое решение исключает растворение кислорода в воде и значительно снижает возможные коррозионные процессы как в теплообменнике котла, так и радиаторах. Закрытые системы отопления используются совместно с газовыми и электрическими котлами, у которых регулирование интенсивности нагрева теплоносителя происходит синхронно с управляющими сигналами. В случае возникновения аварийной ситуации, повлекшей неконтролируемый рост температуры воды и, как следствие, рост давления, срабатывает предохранительный клапан, который сбрасывает давление, защищая систему от разрушения.

При использовании электричества в качестве основного источника тепла электрические котлы устанавливают редко, ведь это предполагает монтаж водяной системы центрального отопления. В последнее время чаще всего выполняют системы теплых полов, используя электрические нагревательные кабели или маты.

Такие системы оснащены датчиками температуры пола и воздуха в помещении.

Это позволяет поддерживать температуру воздуха в помещении на определенном уровне, не допуская превышения температуры пола сверх допустимой величины. Используются также радиаторы с электрическим нагревом, оснащенные управляющей автоматикой, поддерживающей температуру воздуха на заданном уровне.

При двух- или трехзонном учете потребляемой электроэнергии в качестве обогревателей используют аккумуляционные печи. В ночное время (при более низком тарифе) печь аккумулирует энергию, а в дневное время ее отдает. Это снижает расходы на отопление.

Сколько места нужно для отопительной системы?

Наиболее привлекательным в этом отношении выглядит обогрев электро­энергией. Она передается по тонким кабелям, проложенным в штукатурке. Отопительное оборудование занимает немного места и устанавливается непосредственно в тех помещениях, которые обогреваются (исключение — система центрального водяного отопления с электрическим котлом). Электрические радиаторы обычно меньше по размеру, чем водяные такой же мощности.

Кабели системы электрического теплого пола также занимают меньше места, чем трубы водяного теплого пола. Кроме того, не нужны вентили, насосы и коллекторы, для установки которых также требуется место.

При использовании системы электрического обогрева не нужны ни дополнительная вентиляция, ни дымоход.

Газовые котлы мощностью до 30 кВт, которой достаточно для обогрева большинства частных домов, могут быть установлены в нежилых помещениях, например на кухне или в прихожей. Эти помещения должны иметь кубатуру не меньше 8 м³ (высоту — не меньше 2,2 м).

Твердотопливные котлы обязательно должны устанавливаться в отделенных технических помещениях площадью не меньше 8 м² (для котлов мощностью до 30 кВт) и иметь высоту не меньше 2,5 м.

Помещение, в котором установлен котел (независимо от вида топлива), должно иметь естественное освещение и быть оснащено естественной вытяжной вентиляцией с воздуховодом сечением не меньше 200 см². Кроме того, помещение с котлом с открытой камерой сгорания должно быть оснащено приточным вентиляционным отверстием сечением 200 см².

При эксплуатации любого отопительного оборудования (котел, камин, печь), где происходит сжигание топлива и образование продуктов сгорания, необходим дымоход для их удаления за пределы дома.

Поскольку при соединении продуктов сгорания с влагой образуются кислоты, для сооружения дымохода лучше всего использовать кислотостойкие материалы (керамика, нержавеющая сталь). Для эффективной работы дымохода газового или твердотопливного котла его высота должна составлять не меньше 4 м. Сечение дымохода зависит от мощности котла и, например, для котла мощностью 5,2—7,2 кВт должно составлять не менее 370 см².

Современные газовые котлы с закрытой камерой сгорания не требуют сооружения дымохода и оснащения помещения приточной вентиляцией. Продукты сгорания из них отводятся наружу с помощью коаксиального канала (труба в трубе), проложенного через стену дома. По внутренней трубе канала отводятся продукты сгорания, а по внешней — с улицы нагнетается (с помощью турбины) воздух для поддержания горения. Есть некоторые ограничения при использовании такого канала: мощность котла не должна превышать 30 кВт, а дом должен быть несколько удален от других домов.

Для воздушного отопления необходимо предусмотреть место для установки камина и место для прокладки воздуховодов, обеспечивающих подачу в помещения теплого воздуха. Лучше всего, если места прокладки воздуховодов будут запроектированы заранее. Это требование обязательно для больших домов. В небольших домах со смежными комнатами воздушное отопление может быть осуществлено без использования воздуховодов. Для этого камин устанавливают в гостиной, а в стенах предусматривают соответствующие отверстия для поступления горячего воздуха в соседние комнаты.

Федор ЧУЙ, инженер
© «Огородник»