Обзор наилучших энергосберегающих систем отопления для частного дома

Индукционные электрокотлы

Эта новинка появилась на рынке относительно недавно и вызвала немалый интерес, поскольку была разрекламирована, как очередная энергосберегающая установка. В действительности этот водонагреватель использует закон электромагнитной индукции, согласно которому неподвижный стальной стержень, помещенный внутрь катушки с протекающим по ней током, будет нагреваться. Никаких хитростей здесь нет, так называемый энергосберегающий котел функционирует с КПД порядка 98—99%, как и прочие его электрические «собратья».

Явное преимущество агрегата состоит в том, что проходящий через него теплоноситель не контактирует с важными элементами, а только с металлическим стержнем. Потому котел способен надежно прослужить много лет без всякого обслуживания, кроме периодической промывки. Другие достоинства индукционного аппарата заключаются в:

малых габаритах и массе, что очень важно при размещении теплогенератора в помещении топочной;
быстром прогреве теплоносителя.

Электрическое отопление в ряду обогревательных систем

Электро-отопители наибольшей популярностью стали пользоваться в последние годы. Это связано с тенденцией к выравниванию цен на энергоносители. Если раньше электричество стоило намного дороже, чем тот же газ, то сейчас его цена приближается к этому ископаемому энергоресурсу.

Раньше обогрев электроприборами использовался в основном в тех в регионах, где не было централизованного газоснабжения. В каком случае электрические системы отопления были единственным максимально удобным и доступным вариантом обогрева своего жилья. Но эта система требовала больших затрат на свою эксплуатацию. Даже в сравнении с оборудование на твердом топливе, электросистемы в большинстве случаев дороже. Но они удобнее и не требуют затрат времени на организацию функционирования отопления дровами или углем.

Для понимания места систем электрического отопления в общей массе оборудования для обогрева рассмотрим вообще какие виды используется. В общем, по виду теплоносителя обогревательные системы бывают:

• газовые;
• электрические;
• на твердом и жидком топливе;
• гелиосистемы (на энергии солнца)
• тепловые насосы.

В современных условиях самыми экономичными являются газовые, так как природный газ — доступный и достаточно недорогой источник тепла. Электричество практически во всех случаях дороже, а затраты на твердое и жидкое топливо зависит от их доступности и региона. По поводу тепловых насосов: сейчас оборудование для него достаточно дорогое, но оно одно из самых экономичных среди рассматриваемых. Хотя эти системы выделены в отдельную группу, для своей работы они используют электрику, так что их можно спокойно отнести к автономному электроотоплению.

Расчет системы отопления дома

Расчет системы – калькулятор онлайн

Для чего необходим предварительный расчет отопления в частном доме? Это требуется для выбора правильной мощности необходимого отопительного оборудования, позволяющей реализовать систему отопления, сбалансировано обеспечивающую теплом соответствующие помещения частного дома. Грамотный выбор оборудования и правильный расчёт мощности системы отопления частного дома позволят рационально компенсировать теплопотери от ограждающих конструкций и притока уличного воздуха на нужды вентиляции. Сами формулы для такого расчета достаточно сложны – поэтому мы предлагаем Вам воспользоваться онлайн расчетом (выше), или заполнив анкету (ниже) – в таком случае расчет произведет наш главный инженер, и эта услуга – совершенно бесплатная.

Как рассчитать отопление частного дома?

С чего начинается такой расчет? Во-первых, требуется определить максимальные теплопотери объекта (в нашем случае – это частный загородный дом) при наихудших погодных условиях (такой расчет ведется с учетом самой холодной пятидневки для данного региона). Рассчитывать систему отопления частного дома на коленке не получится – для этого используют специализированные формулы расчета и программы, позволяющие построить расчет на основе исходных данных о конструкции дома (стен, окон, кровли и т.д.). В результате полученных данных выбирается оборудование, полезная мощность которого должна быть больше или равна рассчитанному значению. В ходе расчёта системы отопления выбирается нужная модель канального воздухонагревателя (обычно это газовый воздухонагреватель, хотя мы можем использовать и другие типы обогревателей – водяной, электрический). Затем вычисляется максимальная производительность обогревателя по воздуху – иными словами, какой объем воздуха вентилятор данного оборудования нагнетает в единицу времени. Следует помнить, что производительность оборудования отличается в зависимости от предусмотренного режима его использования: так, например, при кондиционировании производительность больше, чем при отоплении. Поэтому если в перспективе планируется использовать кондиционер, то за исходное значение нужной производительности необходимо принимать расход воздуха именно в этом режиме – если же нет, то достаточно только значения в режиме отопления.

На следующем этапе расчёт систем воздушного отопления частного дома сводится к правильному определению конфигурации воздухораспределительной системы и расчёту сечений воздуховодов. Для наших систем мы используем бесфланцевые прямоугольные воздуховоды прямоугольного сечения – они просты в сборке, надежны и удобно располагаются в пространстве между конструктивными элементами дома. Поскольку воздушное отопление является низконапорной системой, то при ее построении необходимо учитывать определённые требования, например, минимизировать количество поворотов воздуховода – как магистрального, так и оконечных веток, идущих к решёткам. Статическое сопротивление трассы не должно превышать 100 Па. На основе производительности оборудования и конфигурации воздухораспределительной системы рассчитывается нужное сечение магистрального воздуховода. Количество оконечных веток определяется исходя из количества подающих решёток, необходимых для каждого конкретного помещения дома. В системе воздушного отопления дома обычно используются стандартные подающие решётки размером 250х100 мм с фиксированной пропускной способностью – она вычисляется с учетом минимальной скорости движения воздуха на выходе. Благодаря такой скорости в помещениях дома не ощущается движение воздуха, отсутствуют сквозняки и посторонний шум.

онлайн-калькулятором

Виды источников энергии

Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:

Твердое топливо – дань традициям

Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.

Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла

Жидкое топливо – дорого, но популярно

Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.

Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.

Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления

Газ – доступно и дешево

В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.

Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах

Подробнее про газовые котлы читайте здесь.

Электричество – удобный и безопасный источник тепла

Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.

Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»

Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки

Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.

С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.

Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду

Гелиосистемы – перспективный источник энергии

Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.

С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.

Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца

Тепловые насосы двух видов

Эти конструкции пользуются большой популярностью. Устройство считается самым эффективным вариантом для отопления, поскольку неопасен для окружающей среды. Есть такая разновидность теплонасосов, которая называется «мини-сплит». У него наружный и один или несколько внутренних блоков, которые подают как горячий, так и холодный воздух. В продаже имеются модели двух видов:

1. Воздушные тепловые насосы. Это конструкции, имеющие устройства, которые даже при -20 градусах забирают тепло из наружных воздушных масс и распространяют его по дому за счёт установленных воздуховодов.
2. Геотермальные тепловые насосы. Приборы, при помощи которых можно пользоваться энергией грунта. В земле они горизонтально прокладываются кольцами на глубине 1,5 метра, не меньше (следует учитывать промерзание почвы). Можно располагать насосы вертикально. Для этого бурятся скважины глубиной до 200 м.

Хотя и работают на электричестве, устройства отличаются энергоэффективностью. Учитывая затраты, КПД у них очень высок (1:3 для воздушных, 1:4 для геотермальных конструкций).

Кроме того, агрегаты экологически безвредны и абсолютно безопасны. Ещё одно преимущество тепловых насосов — это работа в обратном режиме. Они не только нагревают, но и охлаждают воздух. Геотермальный прибор можно совместить с водонагревателем, который будет снабжать водой до +60 градусов.

Энергия Земли способна бесплатно обогревать дом

Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН)

Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля

Устройство и принцип работы теплового насоса

Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.

Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.

ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:

• внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор;
• внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном;
• отопительного контура, заполненного теплоносителем.

Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе. Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.

Далее, газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.

Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.

Целесообразность использования ТН

Тепловые насосы – ТН, забирающие тепло из окружающей среды, бывают разные. Все зависит от типа окружающей среды, используемой в качестве источника забора тепла и типа используемого теплоносителя. Соответственно, выделяют такие виды ТН:

• воздух-воздух;
• вода-воздух;
• вода-вода;
• грунт-вода.

Первые два вида насосов применяют в системах воздушного отопления, а вторые два вида – в системах с жидким теплоносителем.

Вертикальный вариант теплового насоса наиболее эффективный по получению энергии земли, но он наиболее дорогостоящий

Самым выгодным с экономической точки зрения будет использование ТН типа «вода-вода». Этот вариант целесообразно использовать, если рядом с домом располагается незамерзающий водоем, в который укладываются трубы для забора тепла. Тепловой насос позволяет получать 30 Вт тепла с 1 м трубопровода. В зависимости от площади частного домовладения и потребностях в энергии потребуется уложить соответствующее количество труб.

Насосы, использующие воздух, не заменят традиционное отопление в регионах с суровым климатом. Что касается тепла, черпаемого из грунта, то это весьма дорогостоящий проект. Используют горизонтальное устройство геотермального поля, вертикальное и кластерное бурение. При горизонтальном варианте предстоит соорудить геотермальное поле на глубину, большую уровня промерзания. Это около 1,5-2 м. Площадь такого поля получается внушительной – от 200 м2.

ТН способны заменить привычное топливо в системе отопления, обеспечив полную энергетическую независимость загородному дому

Для реализации вертикального и кластерного проекта потребуется бурение на значительную глубину с применением бурильных установок. Это весьма дорогостоящая услуга. Оборудование такого вида тепловых насосов целесообразно для владельцев коттеджей, не задумывающихся о стоимости работ. Отопление, использующее тепло из недр земли, способно полностью заменить твердотопливное или газовое.

Геотермальное отопление выгоднее всего использовать в тандеме с устройством водяной «теплый пол». Оно позволяет получить самый оптимальный результат. Из существенных недостатков – большая протяженность трубопровода для сбора тепла, дорогостоящие земляные работы по установке системы, потребность в большой площади для обустройства геотермального поля.

Стоимость монтажа отопления дома

Наша компания может оказать полный перечень всех услуг по монтажу систем отопления различного типа. Наши цены являются наиболее выгодными как для столицы, так и для области.

собственном домекороткие сроки

Традиционное твердое топливо

Твердое топливо и по сей день остается основным видом топлива для отопления жилищ. Во многом это связано с тем, что до сих пор большинство частных домов являются зданиями старой постройки, которым уже более 40-50 лет. Сегодня для таких зданий отопления дровами, углем или торфом является скорее данью традиции, чем стремление сэкономить, хотя учитывая цену на тот же уголь, приходится экономить и на нем.

Для современных построек использование твердого топлива связано, прежде всего с желанием домовладельцев обеспечить жилье гарантированным источником тепла, и это понятно, ведь твердое топливо в современных здания, коттеджах или малоэтажных жилых домах для постоянного отопления применяется уже довольно редко в основном как запасной вариант в многотопливных котлах.

Вместе с тем к положительным сторонам твердого топлива можно отнести:

• относительную дешевизну
• возможность использования как запасной вид топлива в многотопливных котлах
• возможность использования местных ресурсов
• небольшую стоимость по сравнению с другими видами отопительных систем оборудования и обслуживания

С другой стороны, твердое топливо, имеет и отрицательные стороны:

• отопительные системы малоэффективны в плане обеспечения долговременного горения, и требуют постоянного контроля
• весьма проблематично получение постоянного горячего водоснабжения домовладения
• топка дровами, углем или торфяным брикетом не совсем экологически чистое занятие – копоть, сажа и необходимость постоянной чистки золы будут постоянно напоминать о себе
• неудобство в плане складирования, как самого топлива, так и продуктов сгорания

Однако, сегодня современные отопительные системы позволяют использовать потенциал твердотопливных котлов намного больше, связано это во-первых, с тем, что котлы нового поколения дают возможность повысить КПД системы. Вторым направлением является создание системы энергосберегающего отопления частного дома с энергоаккумулятором.

Такое решение позволит существенно снизить затраты как на само отопление, так и на возможность пользования горячей водой. В-третьих, такое новшество дает возможность осуществлять заправку топливом несколько раз в неделю, особенно с использованием в качестве отопительного прибора пиролизного котла, топливо, в котором сгорает почти полностью, а КПД почти приближается к коэффициенту полезного действия газовых установок.

Загородный дом: отопление солнцем

Солнечная энергия, излучаемая светилом круглый год, способна даже в лютые морозы стать альтернативным видом для отопления загородного жилища

Важно научиться правильно ее собирать и использовать в отопительной системе

Для сбора и преобразования энергии солнца используются солнечные батареи на фотоэлектрических преобразователях и коллекторы, представляющие собой систему трубок, наполненных теплоносителем.

Солнечные установки обладают высоким коэффициентом полезного действия. Многие рачительные хозяева самостоятельно оборудуют свои дома такими системами

Принципиальное отличие этих преобразователей заключается в том, что батареи вырабатывают ток, который можно использовать при электрическом отоплении загородного дома. Коллекторы же используются в системе водяного и воздушного отопления. Самый эффективный вариант – оборудование в помещениях системы теплых полов.

Мнение о том, что солнце не способно справиться с обогревом дома, справедливо лишь в случае неправильной установки и ошибочных расчетов количества необходимой энергии и тепла. Оптимально подобранная гелиоустановка вполне способна обеспечить автономное отопление. Другой вопрос, что для этого потребуется вложить деньги в покупку оборудования, его монтаж и интегрирование в существующую отопительную систему.

Как устроена и работает гелиосистема

Гелиосистема на фотоэлектрических преобразователях поглощает солнечную энергию, а кремниевые фотоэлементы сразу же превращают ее в постоянный электрический ток. 1 м2установки способен вырабатывать 120 Вт. Помимо панелей, улавливающих солнечное излучение и преобразующих его, для солнечной системы отопления предстоит установить контроллер заряда, преобразователь постоянного тока в переменный и позаботиться о безопасности – поставить предохранители.

Прежде, чем решиться на монтаж гелиоустановок, нужно разобраться с их устройством и принципом работы

Преимущество панелей – возможность подключать аккумуляторные батареи, накапливающие излишки энергии, которую можно использовать в ночное время. Существенный недостаток при использовании гелио батарей – наибольшая их эффективность в южных регионах. В суровом климате экономически нецелесообразно их устанавливать для использования в качестве основного вида отопления.

Солнечные установки, оснащенные системой трубок, больше подходят для регионов с холодными зимами и отрицательной температурой. В зависимости от строения панели и материалов, различают вакуумные коллекторы, плоские и концентраторы. Наиболее дорогостоящие среди них – с вакуумными трубками. Но они самые эффективные в любое время года и любую погоду, ведь умеют поглощать широкий спектр солнечного излучения. Еще одно их преимущество – вакуумные панели успешно функционируют при отрицательной температуре до -35°C.

Установить солнечные коллекторы можно своими руками, не используя услуги организаций, специализирующихся на этом. Такая работа потребует помощника, но позволит сэкономить семейный бюджет

Принцип работы коллектора заключается в том, что он улавливает солнечное излучение, которое в вакуумных трубках преобразуется в тепло. Далее оно передается теплоносителю, который доставляет его в теплообменный бак. Затем теплоноситель поступает в отопительную систему.

Системы инфракрасного обогрева

Принцип работы приборов инфракрасного обогрева любой конструкции заключается в том, чтобы преобразовать электроэнергию в тепловую, выдав последнюю в виде инфракрасного излучения. С помощью этого излучения аппарат нагревает все поверхности, находящиеся в зоне его действия, а потом от них прогревается воздух в помещении. В отличие от конвективного, такое тепло не оказывает влияние на самочувствие человека и в этом отношении считается оптимальным вариантом.

Новинками на современном рынке, набирающими все большую популярность, считается 2 вида инфракрасных систем:

• длинноволновые потолочные обогреватели;
• пленочные напольные системы.

В отличие от привычных нам обогревателей типа UFO длинноволновые излучатели не светятся, так как их нагревательные элементы работают по другому принципу. Алюминиевая пластина нагревается прикрепленным к ней ТЭНом до температуры не более 600 ºС и выдает направленный поток инфракрасного излучения с длиной волны до 100 мкм. Прибор с пластинами подвешивается к потолку и осуществляет нагрев поверхностей, расположенных в зоне его действия.

На самом деле подобные энергосберегающие системы электрического отопления дадут в помещение ровно столько тепла, сколько затратили энергии из сети. Только сделают это иным путем, через излучение. Человек может ощущать тепловой поток, лишь находясь прямо под нагревателем.

Для поднятия температуры воздуха в комнате подобным системам, в отличие от конвективных, требуется много времени. Это неудивительно, ведь передача тепла идет не напрямую воздуху, а через посредников – полы, стены и другие поверхности.

Посредники используют и напольные системы отопления ПЛЭН. Это 2 слоя прочной пленки с греющим элементом из углерода между ними, для отражения тепла вверх нижний слой покрыт серебряной пастой. Пленка укладывается на стяжку или между лагами под напольное покрытие из ламината или других материалов. Это покрытие и служит посредником, система сначала прогревает ламинат, а от него тепло передается воздуху помещения.

Получается, что напольное покрытие преобразует инфракрасное тепло в конвективное, — на это также требуется время. Так называемое энергосберегающее отопление дома с помощью пленочных теплых полов обладает все той же эффективностью – 99%. В чем же тогда реальное преимущество таких систем? Оно заключается в равномерности обогрева, при этом оборудование не занимает полезное пространство комнаты. Да и монтаж в этом случае не сравнить по сложности с водяным теплым полом или радиаторной системой.