Сучасні системи економного опалення приватних будинків

Вибір способу обігріву залежить від фінансових можливостей домовласника. Городян з середніми та високими доходами більше цікавлять сучасні системи опалення і новітнє енергозберігаюче обладнання. Сільські жителі, які мають невеликі статки, уявляють задачу інакше: економно обігріти квартиру чи приватний будинок, витративши мінімум коштів на монтаж.

Обидві групи домовласників об’єднує 1 цілком зрозуміле бажання – менше платити за комуналку. Варіантів вирішення проблеми теж два: користуватися новими технологіями чи уникати або зменшувати споживання дорогих енергоносіїв.

Високотехнологічні рішення

Обігрів житлових і виробничих приміщень – сфера досить консервативна, тут складно винайти нове рішення, яке кардинально відрізнятиметься від традиційних варіантів. Тому сучасні принципи опалення лишаються незмінними – перенесення тепла від джерела водяною системою або прямий нагрів повітря.

Більшість інновацій в опаленні зачіпають теплосилове обладнання. Виробники намагаються підвищити ККД твердопаливних і газових котлів, а також пропонують різноманітні альтернативні варіанти:

• теплові насоси;
• сонячні колектори;
• підлоговий та панельний електричний обігрів за допомогою інфрачервоної карбонової плівки.

За останні 10 років суттєво змінилися теплові мережі заміських та багатоквартирних будинків (новобудов). Виникли нові засоби автоматизації, безпеки і дистанційного керування обігрівом. Розглянемо ці технології по порядку.

Довідка. За минулий 10-річний період дуже мало змінилися опалювальні прилади. В квартирах використовується 4 типи водяних радіаторів: чавунні, алюмінієві, сталеві і біметалічні. Аналогічна картина спостерігається у сфері електрообігріву, де застосовуються конвектори, тепловентилятори та прилади інфрачервоного опалення.

Традиційні теплові установки

Котли, що спалюють різне паливо і використовують електроенергію, постійно удосконалюються. Модернізуються і традиційні установки повітряного опалення, які 20 років тому зустрічалися лише у виробничих будівлях. Ми однозначно відносимо до новинок таке обладнання:

• котли газові конденсаційні;
• автоматичні теплогенератори на пелетах і кам’яному вугіллі;
• установки нагріву повітря з регенерацією теплоти – рекуператори.

Примітка. Здавалося б, асортимент класичних електрообігрівачів теж доповнився новими приладами, наприклад, мікатермічні та кварцові моделі. Ці опалювачі не можна назвати інноваційними, оскільки їх принцип роботи і ККДне відрізняється від інфрачервоних обігрівачів.

Розберемося, за рахунок чого підвищено ефективність котельного обладнання:

1. В оптимальному режимі роботи конденсаційний котел використовує приховану теплоту згоряння природного газу, ККД досягає 96%. В звичайних умовах при спалюванні утворюється вода, яка випаровується та вилітає в димохід. Циліндричний теплообмінник нашого агрегата змушує пар сконденсуватися і забрати назад теплоту пароутворення.
2. Автоматична подача твердого палива в пальник дозволяє збільшити ККД спалювання вугілля і пелет до 86%. Вирішальну роль грає чітке дозування пального і об’єму повітря, що нагнітається вентилятором. Зауважте: теплообмінна частина котла мало відрізняється від дров’яних теплогенераторів прямого горіння.
3. Теплообмінник рекуператора вміє підігрівати припливне повітря, віднімаючи теплоту витяжного потоку. На практиці вдається передати 50…70% теплоти, решту 30…50 відсотків догріває опалювальна установка.

Особливість класичного рекуператора з перехресними повітряними потоками – енергонезалежність і абсолютна ізоляція витяжки від припливу. З іншого боку, для переміщення повітря знадобляться вентилятори, які споживають електрику.

Сучасне теплосилове обладнання коштує чимало грошей. Конденсаційні теплогенератори дорожчі за звичайні газові на 40–80%, а вартість ретортного пелетного пальника перевищує ціну простого котла з ланцюжком. Але з часом новітні котельні установки дешевшають, стають доступнішими з кожним роком.

Обладнання для альтернативного опалення

Вище ми привели список нетрадиційних джерел тепла, тепер розкриємо секрети їх ефективності:

1. Теплові насоси (ТН), використовуючи принцип роботи кондиціонера, переносять енергію в житлові приміщення. Агрегат забирає низькопотенційне тепло грунту, води або повітря. Співвідношення спожитої електрики до перенесеної теплової енергії становить 1 : 3 у повітряних та 1 : 5 у геотермальних установок.

   

2. Розташовані на відкритій ділянці сонячні колектори гріють воду напряму або за допомогою речовини, закачаної в прозорі вакуумні трубки. Енергія отримується майже задарма, але з перебоями – вночі та взимку геліосистеми суттєво втрачають ефективність.

   

3. Тонка полімерна плівка з нагрівальним карбоновим шаром сама не економить електроенергію. Але закладена під підлогове покриття (стелю, стіни) по всій площі кімнати, плівка дозволяє зменшити витрати на електрику за рахунок невисокої температури нагріву.

Уточнення. Теплові агрегати різних типів гріють безпосередньо повітря кімнат або теплоносій, що направляється до приладів опалення. Найкращою за ефективністю є сучасна геотермальна установка, яка добуває енергію землі. На кожен витрачений кіловат електроенергії вона приносить 4–5 кВт теплоти.

Через високу вартість обладнання і монтажу перераховані способи опалення будинку реалізуються небагатьма користувачами. Виняток – інфрачервона плівка, вона відносно дешева и укладається без особливих навичок.

Поступово дешевшають і теплові насоси – деякі фірми вже показують більш-менш прийнятні цифри. Наприклад, 300 у. о. за 1 кВт опалювальної потужності (без урахування буріння свердловин) разом с монтажем. При великому бажанні грунтовий ТН можна зробити самостійно із старої спліт-системи.

Опалювальні мережі

Водяні системи не збираються здавати позиції повітряному опаленню і прямому електричному нагріву, вони лишаються найпоширенішим способом передачі тепла в приміщення. Виділимо 3 схеми опалення, які поступово витісняють класичну двотрубну систему закритого типу:

• радіаторна мережа, підключена колекторним (променевим) способом;
• контури підлогового опалення;
• панельний обігрів – так звані теплі стіни.

Примітка. В принципі, тільки променеву схему слід вважати сучасною. Тепла підлога й стіни описані ще в радянських підручниках з опалення та вентиляції, але широку популярність здобули в середині 2000-х років.

Суть колекторної розводки полягає в прихованій прямій прокладці труб до кожної батареї індивідуально. Регулювання здійснюється на гребінці, куди приєднуються всі трубопроводи, заховані в підлозі, за підшивкою стелі чи замуровані в стінах. Схема дозволяє максимально автоматизувати роботу опалення і управляти температурою кожної кімнати окремо.

Переваги теплої підлоги (скорочено – ТП) – комфортний обігрів нижньої зони приміщень теплоносієм низької температури (30…50 °C), звідси виникає економія палива 10…30%. Істотний недолік – інерційність (тривале прогрівання і остигання бетонного моноліту).

Довідка. У санвузлах і коридорах малої площі краще влаштовувати електричну теплу підлогу, де нагрівальним елементом служить резистивний кабель або та сама плівка. Причина – менші витрати на монтаж.

Панельний обігрів – це аналог теплої підлоги, тільки труба кріпиться до стіни і закривається штукатуркою. При підключенні до теплового насоса або чіллера настінний контур може охолоджувати кімнату влітку. Детальніше про сучасний варіант опалення дивіться на відео.

Засоби автоматизації і арматура безпеки

В сучасних системах опалення застосовуються такі пристрої автоматики:

1. Терморегулятори-програматори підключаються до газових чи електрокотлів, які мають електронний блок керування. Фіксуючи температуру повітря, прилад управляє горінням/нагріванням опалювача та підтримує мікроклімат в будинку. За настройками користувача регулятор змінює температуру залежно від присутності людей в різний час доби.
2. Радіаторні термоголовки + термостатичні вентилі обмежують протікання теплоносія крізь батареї, не дозволяючи нагрівати приміщення вище встановленої температури.
3. Термоголовки RTL керують витратою теплоносія в петлях ТП, орієнтуючись за температурою зворотного потоку.
4. Змішувальні вузли на базі дво– і триходових клапанів обмежують температуру теплоносія в будь-який магістралі – водяних підлогових контурах, тупикових гілках з радіаторами, малому кільці нагріву твердопаливного котла.
5. Система зонального контролю включає електронний блок, кімнатні терморегулятори і сервоприводи, встановлені на вентилях розподільного колектора. Контролер регулює витрату води в контурах і автоматично підтримує в приміщеннях різну температуру, яка задана користувачем.
6. Дистанційне керування обігрівом через GSM-канал або інтернет. До котла підключається електронний блок, він обмінюються інформацією зі стільниковим телефоном домовласника. Хазяїн завжди бачить режим роботи теплогенератора, температуру в будинку і може дистанційно віддавати різні команди.

Довідка. В останні роки з’явилися додатки для смартфона, які взаємодіють з котлом в режимі реального часу через інтернет.

Справжньою новинкою в сфері безпеки опалення ми вважаємо клапани теплового скидання, що застосовуються в закритих системах з ТТ-котлами. На відміну від звичайних запобіжних клапанів, що спрацьовують за високого тиску, ці пристрої реагують на перевищення температури води і швидко охолоджують сорочку котла в разі закипання.

Принцип такий: через один патрубок клапан скидає пару та окріп в каналізацію, а по другому подає в котловий бак холодну воду з водопроводу. Ймовірність вибуху твердопаливного котла зводиться до нуля.

Варіанти бюджетного опалення

В сільській місцевості та віддалених районах опалювальні системи приватних будинків монтуються з урахуванням ускладнюючих факторів:

• якщо подача електроенергії нестабільна, будь-які інновації та технологічні рішення перетворюються на купу непотрібного мотлоху, після відімкнення світла приміщення остигають;
• часто доводиться розглядати варіанти опалення без газу, оскільки підключення до магістралі надто дороге або неможливе технічно;
• ціна скрапленого газу та відповідного обладнання не дозволяє господареві з невеликими доходами влаштувати автономне опалення;
• обмежений бюджет.

Зауваження. Якщо відімкнення світла чи перепади напруги є постійними, купувати блок безперебійного живлення або електрогенератор безглуздо. У першого може не вистачити заряду, другий без допомоги господаря не запуститься. Результат: ви повертаєтеся з роботи і потрапляєте в холодний будинок.

В таких умовах сучасною вважається незалежна схема обігріву, що реалізується 2 способами:

1. Монтується самопливна розводка з труб збільшеного діаметру з дотриманням ухилів на горизонтальних ділянках, як зроблено вище на схемі двоповерхового будинку. Теплоносій нагріває піч з водяним контуром або котел, що не потребує електрики.
2. Будується цегляна піч з виходом у 3–4 кімнати. В невеликому дачному будиночку ставиться металева або чавунна грубка на дровах.

Джерелом тепла може виступати підлоговий газовий котел з енергонезалежною автоматикою типу «Житомир», «Лемакс», АОГВ тощо. Якщо газ на ділянці відсутній, можна встановити твердопаливний теплогенератор прямого горіння, керований ланцюговим регулятором тяги.

За часів СРСР, коли населені пункти масово газифікувалися, власники житлових будинків руйнували цегляні грубки, які займали корисну площу. Тепер спостерігається зворотна тенденція – печі відновлюються або муруються з нуля.

Багато сучасних забудовників воліють закласти в проект добротну грубку з цегли, аби не залежати від зовнішніх факторів. Якщо ж в будинку збереглася стара піч, її можна відновити, як показано у відео:

Заключний висновок

Сучасна система опалення в нашому розумінні – це ефективний та економний спосіб обігріву, який відповідний нинішнім умовам. Немає сенсу вкладати кошти і ставити автоматику, що відключатиметься разом з електроенергією. Не дуже розумно купувати одні апарати (генератори, безперебійники), щоб працювали інші (котли, насоси, контролери, приводи). Сповідуйте принцип економічної доцільності.