Современные системы отопления загородного дома
Современные системы отопления загородного дома
|
|
При строительстве загородного дома выбор системы отопления стоит, пожалуй, на втором месте после выбора материала стен и кровли. В данной статье мы постараемся рассмотреть плюсы и минусы современных систем отопления.
Все системы отопления можно условно разделить на 3 типа: традиционное (жидкий теплоноситель нагревается, а затем, проходя по системе труб и радиаторов, отдает тепло отапливаемым помещениям), воздушное (в качестве теплоносителя используется воздух, подаваемый после подогрева в отапливаемые помещения), электрическое прямое (нагрев помещения осуществляется без теплоносителя и электрическая энергия непосредственно преобразуется в тепловую).
К традиционным системам отопления можно отнести все виды котельного оборудования, работающие на основе природного газа, жидкого топлива (дизельное топливо, мазут и т.д.), электричества, твердого топлива. Сегодня природный газ наиболее оптимальное и экономически выгодное топливо. Но стоимость работ по подключению частного дома к газовой сети достаточно ощутима. Что касается жидкого топлива, то следует учитывать неудобства, связанные с его доставкой и хранением. Кроме того, жидкое топливо может быть различного качества, в зависимости от его производителя.
Расположение помещения с отопительным котлом внутри здания определяет наличие в той или иной степени специфического запаха топлива (особенно при использовании солярки) и продуктов его сгорания. Сохраняется также возможность аварийных протечек, устранение которых при заполнении систем антифризом требует значительных затрат, т.к. вытекающая жидкость является ядовитым химикатом, который может испортить мебель, интерьер и строительные материалы конструкции дома, а также крайне вреден для людей в случае вдыхания его паров. Периодическое включение отопительного котла и циркуляционного насоса, даже при использовании дорогого импортного оборудования, создают дополнительный шум и вибрацию. Для длительной и надежной эксплуатации традиционных систем отопления необходима профилактика котельного оборудования. По мере эксплуатации снижается эффективность системы: камера, дымоходы, горелка покрываются сажей и пылью; теплоноситель из системы вытекает, частично испаряется; газы попадают в систему, создавая воздушные пробки. К тому же, котельное оборудование, работающее на первых двух видах топлива, в большинстве случаев зависит от электричества.
При использовании котлов, работающих на природном газе, следует учесть, что на их работе отрицательно сказывается пониженное давление газа в российских магистралях. Некачественное жидкое топливо приводит к преждевременному износу топливного насоса, засорению форсунок, образованию кислотных и сернистых компонентов. А скачки напряжения (150280 В), колебания частоты тока, длительная работа на пониженном напряжении выводят из строя автоматику.
Список сервисных работ значителен, и для их проведения нужны квалификация и соответствующая аппаратура. В зависимости от объема работ, цена на сервисное обслуживание одного отопительного котла за год составляет от $100 до $600, при этом запчасти и ремонт оцениваются отдельно. Остановка и сбои в работе традиционной системы могут привести к серьезным материальным затратам, т.к. выходит из строя сразу вся система. Поэтому специализированные фирмы организуют круглосуточное дежурство и диспетчерскую помощь с выездом на место аварии, что также оплачивает потребитель.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ
Рассмотрим традиционную систему отопления с точки зрения влияния на здоровье. Во-первых, при работе радиатора с высокой рабочей температурой (6070 С) гибнет находящаяся в воздухе микрофлора (происходит омертвление воздуха). Во-вторых, возникающие конвективные потоки создают в помещении постоянно движущиеся воздушные массы, поднимающие пыль и разносящие ее по всему помещению. В-третьих, возникает большой разброс температур по высоте помещения (холодный полгорячий потолок), что не полезно для нашего организма.
К несомненным плюсам этой системы отопления можно отнести невысокую стоимость топлива для котельного оборудования.
Воздушные системы отопления также требуют установки отопительного котла и, следовательно, получают в наследство все связанные с этим проблемы, которые мы упомянули. Хотя с точки зрения экологии эта система заметно отличается от перечисленных в лучшую сторону. Использование воздуха в качестве теплоносителя повышает надежность системы отопления, количество поступающего в каждое отдельное помещение воздуха легко дозировать поворотом задвижки воздуховодов, гарантийное и послегарантийное обслуживание воздушного отопления связано в основном с работой котлов и поэтому дешевле и проще. Но, даже при наличии специальных фильтров, в воздухе, проходящем через нагревательный котел, остаются мельчайшие частички пыли и другой органики, которые выгорают или частично разлагаются на горячих поверхностях котла, увеличивая количество угарного газа.
Прямое электрическое отопление, как правило, не требует значительных капитальных затрат, а при применении современных систем электрообогрева в сочетании с современными теплоизолирующими материалами они могут быть незначительными. А выход из строя одной единицы в системе электроотопления не выводит из строя всю систему, да и замена оборудования предельно проста. К тому же, именно этот вид отопления легко интегрируется в единую систему управления зданием интеллектуальный дом.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Все системы электрического отопления можно разделить, в свою очередь, на конвекционные и излучательные.
Конвекционные системы можно условно разделить на конвекторы естественного потока воздуха и конвекторы принудительного поддува.
Электроконвекторы естественного протока воздуха это, по сути, те же радиаторы, но каждый конвектор может работать при включении в сеть автономно.
Следовательно, все недостатки (конвективные потоки, омертвление воздуха, высокий температурный градиент по высоте помещения, малая экономичность) сохраняются. Современные электроконвекторы выполняются с герметично запаянными электронагревательными элементами, поэтому допускают эксплуатацию во влажных и сырых помещениях, просты в монтаже и установке.
Конвекторы принудительного продува давно известны на рынке отопления в виде тепловентиляторов, воздушных тепловых завес и тепловых пушек. Из-за высокотемпературных ТЭНов, сильных потоков воздуха, высокого уровня шума и большой потребляемой мощности эти устройства едва ли можно представить в жилых или офисных помещениях (за исключением внештатных ситуаций, ремонта и т.п.). Их место в зданиях и сооружениях промышленного назначения. Вследствие этого говорить об экологии и экономичности в данном случае также не слишком уместно, но, впрочем, эти системы и не претендуют на лидерство в данных областях. Их задача быстрый и мощный прогрев воздуха, а все побочные эффекты при этом всеми признаются, но считаются все же второстепенными.
К излучательным системам отопления относятся инфракрасные обогреватели. Они делятся на высокотемпературные (температура греющей поверхности свыше 300 С), длинноволновые (температура поверхности 100200 С) и низкотемпературные (температура поверхности 2550 С). Излучение высокотемпературных ИК-излучателей (выше 300 С) характеризуется тем, что оно поглощается поверхностями предметов, одеждой, кожей и тонким слоем подкожной клетчатки. Нагретые этим излучением предметы отдают тепло воздуху, а тепло нагретого подкожного слоя разносится по организму током крови от тонких подкожных капилляров, а также передается внутренним органам за счет теплопроводности тканей организма.
Предназначенные для обогрева жилых помещений длинноволновые ИК-обогреватели (100200 С) являются более предпочтительными. Однако достаточно высокая температура поверхности, во избежание риска случайных ожогов, не позволяет располагать их в доступной человеку области в нижней части помещения, поэтому их исполнение, как правило, потолочное. При этом человек в зоне таких обогревателей неизбежно испытывает дискомфорт, связанный с перегревом головы и холодом в ногах.
Наиболее комфортным и экологичным следует признать лучистый обогрев жилых помещений, использующий температуру излучающих поверхностей излучателя, не превышающую 50 С. При такой температуре излучателя достигается максимальная эффективность отопления помещений. Такова, например, температура кирпичной стены русской печи или теплого песка на пляже. Для такого мягкого ИК-излучения одежда и кожные покровы полупрозрачны, оно глубоко проникает в организм и согревает его быстро и максимально эффективно.
Организм человека адаптирован к такому лучистому теплу на протяжении всего процесса биологической эволюции и эти лучи необходимы для нормальной жизнедеятельности организма так же, как пища, воздух и вода. Поэтому издавна подмечен оздоравливающий эффект южных пляжей, теплого мрамора в римских термах, кирпичной лежанки русской печи. Локальный нагрев внутренних тканей на доли и единицы градусов, как правило, способствует жизнедеятельности биологических объектов, повышая интенсивность процесса обмена веществ. Такое ИК-излучение является наиболее полезным для тканей живого организма и оказывает существенное позитивное влияние на протекающие в них биохимические процессы.
Следует также отметить, что прогрев всего организма в целом до достижения состояния теплового комфорта по рассматриваемому способу предпочтительнее прогрева через кожные покровы по следующим причинам. Непосредственное поглощение тепла внутренними тканями требует меньших затрат энергии для достижения сходного результата. Кроме того, не требуется интенсивная вентиляция, т.к. воздух живой и в нем отсутствуют недоокисленные продукты распада содержащихся в воздухе органических соединений. Поэтому по всем показателям применение отопителей мягкого
ИК-излучения наиболее предпочтительно с точки зрения здоровья.
Невысокая температура нагревательных элементов гарантия их длительной и надежной службы. Экономия электропотребления на отоплении, по сравнению с отопителями конвективного типа, ИК-нагревателями и прочими подобными системами, составляет не менее 2030%. При использовании современных автоматов защиты от короткого замыкания и перегрузок, а также устройств защитного отключения по току утечки, вероятность пожара или поражения электрическим током близка к нулю. Помимо низкотемпературных панелей, внешний вид которых не всегда вписывается в интерьер, к мягким ИК-излучателям можно отнести потолочную пленку, встраиваемую в потолок и превращающую всю поверхность потолка в излучающую поверхность.
НЕОБХОДИМОЕ ДОПОЛНЕНИЕ
Итак, сегодня у центрального отопления появились достойные и перспективные конкуренты, и на наших глазах начинает происходить последовательный переход к автономным системам отопления. Внутри же самих автономных систем традиционное отопление с его большими капитальными и эксплуатационными затратами начинает уступать воздушному и прямому электрическому.
О финансовой стороне вопроса можно судить по данным таблицы. Цифры в ней относятся к стоимости оборудования, его монтажа, но не учитывают дополнительных проектных и строительных работ, а именно:
при традиционном и воздушном отоплении требуется помещение под котельную с приточно-вытяжной вентиляцией площадью не менее 7,5 м2, с окном и форточкой, вводом электропитания с контуром заземления. Стоимость 1 м2 для загородного строительства $200300. Если для отопления используется газ, то должен быть выполнен проект ввода, разводки и подключения. Стоимость этих работ около $2000. При строительстве следует предусмотреть проход труб отопления через межэтажные перекрытия и стены. То же самое относится к воздуховодам теплого воздуха. Если эти работы не учесть в проекте, монтаж отопления обойдется значительно дороже. Для загородного дома площадью более 300 м2 сечение дымохода должно быть не менее 250х250 мм, а учитывая, что высота составляет 1012 м, придется затратить еще $8001000;
при газовом отоплении следует учесть, что прокладка трубопровода стоит $620 п.м и может сразу поставить под сомнение экономическую эффективность независимо от относительной дешевизны самого газа. Следует учитывать также ограниченность срока службы труб: для металлических около 20 лет, полиэтиленовых более 50 лет;
жидкое топливо требует емкости для хранения на 710 т и подъездные пути для топливозаправщика еще примерно $20003000;
из соображений пожаро- и взрывобезопасности желательно обеспечить резервирование электропитания, а также установить стабилизатор напряжения (220В15) мощностью не менее 0,6 кВт (около $100). Для автоматического управления температурными режимами необходимо дополнительно приобрести специальный регулятор и термостат, что обойдется в $5001500;
если потребуется перестройка системы на различные режимы (зимний, осенний, отключение отдельных комнат), то желательно систему дополнить балансировочными клапанами и регулятором давления. Каждый клапан стоит $2565, а регулятор давления $120140.
Таким образом, капитальные затраты для традиционного отопления возрастают еще на $710 тыс.
Немного статистики
Большая часть территории России приходится на зоны с умеренным и холодным климатом, и отопительный сезон длится, в среднем, 6-9 месяцев. На отопление тратится, по разным оценкам специалистов, 25-35% всех энергоресурсов, при этом потери достигают 30%.
добавить свою компанию