Как согреть дом

Какими бы низкими ни были теплопотери современного загородного дома, без мощной системы отопления температура внутри него не будет принципиально отличаться от уличной. Просторные комнаты с высокими потолками, которые принято строить в современных домах, наполнены десятками кубометров воздуха, температуру которого надо не только поддерживать на комфортном уровне, но в некоторых случаях и быстро повышать на несколько десятков градусов. Перемножив площадь и высоту потолков дома, можно легко посчитать его внутренний объем и прикинуть, какой мощности должны быть обогреватели для того, чтобы поддерживать в нем комфортную температуру даже в трескучие морозы. В среднем, для поддержания в нормально утепленном доме температуры 18–24оС достаточно обогревателей мощностью 3,5 кВт на каждую сотню кубометров внутреннего объема дома. Если же дом в зимний период посещается только по выходным и стоит всю рабочую неделю без отопления, то для того, чтобы быстро поднять в нем температуру, потребуется как минимум втрое большая мощность.

Отапливать дом можно как несколькими отдельными маломощными отопительными приборами, установленными в разных комнатах, так и одним мощным теплогенератором, тепло от которого будет разводиться по всем помещениям дома с помощью какого-либо теплоносителя. Возможен и вариант, когда отдельные отопительные приборы будут дополнять основную систему отопления в особенно ответственных местах.

В этот раз мы в подробно остановимся на отопительных системах, в которых один теплогенератор греет сразу несколько комнат или даже все помещения дома.

В эту группу входят отопительные котлы, тепловые насосы, а также камины с водяными рубашками или конвекционными кожухами и системой воздуховодов.

Современные загородные дома отапливаются в основном системами на основе отопительных котлов. Наиболее популярны отопительные котлы, работающие на природном газе, но есть котлы на сжиженном газе, дизельном топливе, электричестве и твердом топливе. Есть также комбинированные модели котлов, имеющие несколько камер сгорания и оснащенные ТЭНами, благодаря чему они могут работать на двух, трех и даже четырех видах топлива (твердом, дизельном, газе, электричестве).

Если ваш дом подключен к газопроводу, выбор в пользу котла, работающего на природном газе, очевиден ввиду его в разы меньшей стоимости в сравнении с другими вариантами топлива. Наибольший КПД имеют конденсационные газовые котлы, в которых тепловая энергия выделяется как от сгорания газовой смеси, так и от конденсации пара, находящегося в воздушном потоке горелки.



Если же природный газ недоступен, то меньше всего затрат на отопление будет уходить при использовании твердотопливного котла, работающего на каменном угле. Проблема с этим вариантом состоит в необходимости вручную растапливать такой котел и периодически подбрасывать уголь в топку. Автоматизировать работу твердотопливного котла можно, если вместо угля будут использоваться топливные пеллеты, которые в автоматическом режиме могут подаваться в топку котла. Расходы на топливо в этом случае, правда, вырастут на треть. Если предполагается топить только дровами, то стоит предпочесть не всеядный твердотопливный котел (бурый и каменный уголь, дрова, торф, брикеты и пр.), а специальный дровяной котел, топка которого сконструирована для увеличения КПД при сжигании именно дров. Помимо обычных дровяных котлов есть газогенераторные дровяные котлы с более высоким КПД, в которых осуществляется пиролизное сжигание древесины. У таких котлов две топки, в одной из которых горят сами дрова, а во второй сжигается дровяной газ. Наибольший же КПД у твердотопливных котлов длительного горения, способных работать до двух суток на одной закладке дров и почти неделю на одной закладке угля. Секрет столь длительного горения на одной закладке заключается в использовании верхнего горения. То есть в вертикальную топку сверху вниз загружают дрова, уголь или иное твердое топливо, поджигают сверху, и начинается горение вниз. После того как верхние слои сгорают, огонь принимается за слои, находящиеся ниже и ниже, и так, пока не достигнет дна. Поскольку горит не все топливо разом, а только верхняя его часть, появляется возможность контроля горения. В таких котлах используется принцип «тления» топлива, что дает хорошую экономию.



Сжиженный газ, электричество и солярка в качестве топлива для отопительного котла обойдутся еще дороже, и останавливать свой выбор на них имеет смысл, только если все прочие варианты недоступны. Среди них электрический котел выглядит привлекательнее за счет относительно низкой стоимости, высокого уровня автоматизации работы, сравнительно малых размеров, отсутствия дымохода и необходимости места для хранения топлива. К сожалению, использование электрических отопительных котлов иногда оказывается невозможным или затруднительным ввиду недостатка выделенной мощности электросети.

Интересная возможность упростить себе жизнь, не особенно увеличивая расходы на отопление, существует в случае эксплуатации комбинированного котла, способного работать как на угле, так и на электричестве, или в случае параллельной установки твердотопливного и электрического котлов. Днем тепло будет давать твердотопливный котел, в который надо периодически подкидывать уголь, а на ночь, когда действует пониженный тариф на электроэнергию, будет включаться электрический котел, который не требует при своей работе участия человека.



Но система отопления дома может базироваться не только на отопительном котле, но и на камине или тепловом насосе.

В линейках многих производителей каминных топок и печей-каминов есть одна или несколько моделей, имеющих встроенный водяной теплообменник. Можно сказать, что такие каминные топки и печи-камины являются красивым вариантом дровяного отопительного котла. По внешнему виду камины с такими топками ничем не отличаются от своих собратьев, не имеющих водяных контуров. У них такая же большая стеклянная дверца, водяной же теплообменник и ведущие от него трубы скрыты за каминной облицовкой. Помещение, в котором установлена такая топка, отапливается за счет инфракрасного излучения камина и нагреваемого корпусом топки воздуха. Нагретый же камином жидкий теплоноситель через систему трубопроводов может поступать в радиаторы, расположенные в других помещениях, и таким образом отапливать и их.

Другой вариант использования камина как основного теплогенератора в доме заключается в разводке теплого воздуха, нагретого корпусом камина, по другим помещениям. В этом случае от конвекционного кожуха камина делают воздуховод в комнаты второго этажа или соседние комнаты. Для улучшения переноса тепла в воздуховоды может быть установлен специальный каминный вентилятор, предназначенный для нагнетания горячего воздуха в удаленные помещения.

Стоимость отопления геотермальным тепловым насосом ненамного превышает стоимость отопления газом, вот только стоимость такого теплового насоса, в сумме со стоимостью земляных работ, необходимых для укладки глубоко под землю протяженного теплообменника, очень высока. Низкая стоимость эксплуатации геотермального теплового насоса объясняется тем, что электричество, питающее тепловой насос, используется не для преобразования в тепло, а для работы компрессора, заставляющего циркулировать теплоноситель по подземному теплообменнику. Таким образом, на каждый потраченный киловатт электроэнергии тепловой насос может выдать до четырех киловатт тепла. Кроме тепловых насосов, собирающих тепло из земли, существуют и тепловые насосы, способные собрать тепло из большого водоема или из воздуха. Самыми недорогими вариантами тепловых насосов являются кондиционеры, способные работать не только в режиме охлаждения, но и в режиме обогрева, что, кстати, умеет большая часть современных моделей. Отопить весь дом с помощью кондиционера можно, установив мультисплит систему с одним внеш- ним блоком и несколькими (до девяти) внутренними блоками, расположенными в разных комнатах. Внутренние блоки могут быть не только разной мощности, но и разных типов: на- стенные, кассетные, канальные, напольные, напольно-потолочные и подпотолочные. Помимо этого, каждый из них может работать в своем режиме независимо от того, в каком режиме работают и включены ли вообще остальные внутренние блоки. Коттеджи с большим количеством помещений можно отапливать мультизональными VRV или VRF системами кондиционирования, которые могут иметь до 50 внутренних блоков.



При всей привлекательности использования кондиционеров для отопления загородного дома, их нельзя рассматривать как единственную си- стему отопления, поскольку у большинства моделей предельной температурой воздуха на улице, при которой они могут работать в режиме обогрева, является минус 5–10oС. То есть, пока на улице выше нуля или слабый минус, они будут обогревать дом эффективно и относительно недорого, а вот когда грянут настоящие морозы, они не смогут работать вообще. Исключение составляют модели имеющие так называемый зимний комплект, а проще говоря, электрический подогреватель дренажа и картера компрессора, которые могут работать на обогрев вплоть до минус 25-ти. Поэтому отопление кондиционером или воздушным тепловым насосом можно применять в период с апреля по ноябрь, а оставшиеся зимние месяцы отапливать дом с по- мощью других типов обогревателей.

Большинство описанных нами систем для переноса тепла от теплогенератора по всем помещениям дома использует жидкие теплоносители (антифризы). Наиболее распространены системы с принудительной циркуляцией антифриза по отопительной системе с помощью циркуляционного насоса. Это очень удобно, так как позволяет делать разводку трубопроводов любой конфигурации и протяженности. Но, поскольку циркуляционный насос электрический, то при перебоях с электричеством работа всей отопительной системы останавливается, несмотря на отсутствие перебоев с подачей топлива в топку отопительного котла. В поселениях, где часто случаются перебои с электричеством, владельцы котлов вынуждены оснащать их системой аварийного электропитания от источника бесперебойного питания или электрогенератора. Альтернативным решением может стать проверенная временем гравитационная система циркулирования теплоносителя по системе. Движение теплоносителя по такой системе осуществляется за счет того, что горячая жидкость от теплогенератора, за счет разницы давлений, естественным образом поднимается вверх по разгонному стояку, идущему обычно до чердака, где устанавливается расширительный бак, после чего, постепенно остывая, стекает через всю систему радиаторов. Трубы, ведущие к радиаторам, при такой системе располагаются не как удобно хозяевам дома, а по определенной схеме, обеспечивающей естественную циркуляцию по ним теплоносителя.

В заключение, напомним главный принцип выбора системы отопления. Если отопительными приборами пользуются редко или в малом объеме, разумно выбирать недорогие отопительные приборы работающие на возможно не самом дешевом топливе. Если же отопительные приборы эксплуатируются постоянно и обогревают большой дом, то надо выбирать приборы, использующие самое недорогое топливо, несмотря на значительные затраты на покупку самих отопительных приборов и их подключение.