Проектування опалення: 10 рекомендацій щодо вибору параметрів і компонентів

Тема цієї статті – проектування опалення. Нам з читачем належить познайомитися з методами розрахунку потреби будинку в тепловій енергії і потужності окремих опалювальних приладів, з вибором матеріалів і розведення опалення, з особливостями різних джерел тепла і їх економічністю.

Проект системи опалення приватного будинку.

що вибираємо

Які саме параметри опалення підбираються на стадії проектування?

Ось повний перелік:

Джерело тепла і тип котла;

Я навмисно обмежу список можливих варіантів водяним опаленням. Печі, котли повітряного опалення та системи розподіленого обігріву (наприклад, газові конвектори або плівковий тепла підлога в кожній кімнаті) вимагають окремого вивчення в повністю присвяченій їм статті.

Монтаж плівкового теплої підлоги.

Теплова потужність котла;
Теплова потужність окремих опалювальних приладів;
Схема розведення і підключення радіаторів;
Матеріали для опалення будинку (труби, батареї, запірна арматура і т.д.);

Вибір труб – одна з проблем, які постануть перед нами при складанні проекту.

Діаметр розливу і підводок.

Джерело теплової енергії

За якими параметрами підбирається котел?

Економічність (тобто мінімальна вартість кіловат-години тепла);
Зручність користування (час автономної роботи опалювального обладнання і то кількість проблем, яке воно створює власнику).

Ідеальний джерело тепла не вимагає уваги власника.

економічність

Яке джерело тепла забезпечує найбільш економічне опалення заміського будинку?

Магістральний газ при використанні конденсаційного газового котла.

Цей прилад використовує не тільки теплоту згоряння газу, але і теплоту конденсації продукту згоряння – водяної пари.

Ось приблизні ціни на кіловат-годину теплової енергії, отриманої з різних джерел:

Природний газ – 50 копійок;
Дрова – 90 копійок;
Пелети (гранули з пресованої тирси) – 1,4 рубля;
Вугілля – 1,6 рубля;
Зріджений газ з газгольдера – 2,3 рубля;
Зріджений газ з балонів – 2,8 рубля;
Дизельне паливо – 3,2 рубля;

Пристрій дизельного котла.

Електроенергія – 4 рубля.

Так, у електричних систем опалення найбільш висока вартість кіловат-години тепла. Однак існує ряд способів її зменшити.

Обігрів водяним теплою підлогою з електрокотлом дозволить помітно (на 20- 30%) скоротити витрати за рахунок перерозподілу температур в приміщенні. Найтепліше повітря буде на рівні підлоги, а ось під стелею його температура знизиться до 16-20 градусів.

Звідси – менші витоку тепла через перекриття і зниження середньої температури в приміщенні, що приводить знову-таки до зменшення витрат теплової енергії через огороджувальні конструкції.

Розподіл температур: зліва – опалення радіаторами, праворуч – тепла підлога.

Ще більшу економію забезпечить використання теплоаккумулятора в комплекті з двухтарифні лічильником. Вода в баку об'ємом в 2-3 кубометра гріється вночі, коли ціна кіловат-години мінімальна. Днем накопичене тепло витрачається на обігрів будинку.

Нарешті, найбільшу економічність забезпечує експлуатація теплових насосів. Ці прилади витрачають електроенергію не на нагрівання повітря в будинку, а на перекачку тепла від низькопотенційних джерел (грунту, води в незамерзаючих водоймах або повітря). В результаті на кожен витрачений кіловат-годину електрики в опалювальне приміщення транспортується від 2,5 до 6 кіловат тепла.

Схема роботи геотермального теплового насоса.

Ахіллесова п'ята теплових насосів – висока вартість обладнання та його монтажу. Прилади, що працюють за схемою «повітря-вода», відрізняються ще й вередливістю до вуличній температурі: при її зниженні падає енергоефективність (тепловіддача на кіловат електричної потужності), а при температурах нижче -25 – -30 прилад просто виявляється працювати.

Повітряний тепловий насос.

Яка система опалення приватного будинку створює мінімум проблем власникові?

Лідируюче положення займають всі види електричних опалювальних установок.Вони працюють в автономному режимі необмежений час, не вимагають обслуговування, відведення продуктів згоряння і сумісні з виносними термостатами (в тому числі програмованими), що дозволяє з мінімальними витратами підтримувати в будинку комфортний температурний режим.

На фото – ТЕНовий електрокотел, який я використовую в якості резервного джерела тепла.

Незначно поступаються їм газові котли в поєднанні з магістральним природним газом. Котел з електророзпалом теж може необмежено довго працювати автономно, але він вимагає відводу продуктів згоряння.

Ця особливість прив'язує розташування приладу до димоходу, вентиляції або зовнішній стіні будинку (при використанні наддувной пальника з коаксіальним воздуховодом).

Висновок коаксіального воздуховода газового котла.

Газовий котел, який живиться від газгольдера або балонів, вимагає періодичного поповнення запасів енергоносія. Газгольдер заправляється один-два рази на рік, комплект балонів доведеться возити на заправку приблизно раз в тиждень.

Установка газгольдера у дворі котеджу.

Дизельний котел працює до тих пір, поки в баку є паливо. До його мінусів ми віднесемо неминучий запах солярки, необхідність зберігання в котельні великого обсягу палива (сотень, а то і тисяч літрів) і високий рівень шуму, що супроводжує роботу дизельного пальника.

У хвості нашого хіт-параду понуро плетуться твердопаливні котли. Вони вимагають чищення зольника і розпалювання раз в декілька годин.

Розпалювання твердопаливного котла.

І в цьому випадку є ряд способів підтягнути позицію аутсайдера.

Піролізний котел розбиває процес горіння твердого палива на два етапи: спочатку воно тліє при обмеженому притоці повітря, потім летючі продукти неповного згоряння допалюються в окремій топці. Результат – гнучке регулювання теплової потужності без втрати ККД і, як наслідок, автономність в 10-12 годин;

Піролізний (газогенераторний) котел.

Котел верхнього горіння переносить процес піролізу дров або вугілля на верхню поверхню закладки палива. При такій схемі роботи збільшення обсягу закладки палива призводить не до зростання теплової потужності котла, а до збільшення тривалості горіння. В результаті розпалювання потрібно лише раз на добу, а то й того рідше;

Рекорд належить котла литовської компанії Stropuva (до слова, розробнику концепції верхнього горіння), який пропрацював на одній закладці вугілля 31 годину.

Пристрій котла верхнього горіння.

Приблизно такий же автономності можна домогтися, використовуючи класичний твердопаливний котел в поєднанні з теплоаккумулятором великого обсягу;

При охолодженні на 40 градусів 3 кубометра води віддають 175 кіловат-годин тепла. Цього достатньо для обігріву будинку площею близько 80 м2 протягом доби.

Нарешті, пелетний котел з бункером для палива і його шнековим поданням в топку здатний працювати без обслуговування до тижня.

Пелетний котел з автоматичною подачею пелет з бункера.

потужність котла

Як виконати тепловий розрахунок опалювальної системи при відомих параметрах опалювального будинку?

Потреба будинку в теплі розраховується за формулою Q = V * Dt * k / 860, в якій:

Q – потужність котла в кіловатах;
V – опалювальний обсяг (в м3);
Dt – різниця між вуличної температурою і температурою в приміщенні;
k – коефіцієнт тепловтрат, пов'язаний з якістю утеплення будинку.

Останні два параметри потребують коментарів.
Різниця температур обчислюється як різниця температури в житловому приміщенні, що відповідає санітарним нормам, і температури самої холодної п'ятиденки зими.

Розподіл температур самої холодної п'ятиденки по території Росії.

Ось значення санітарних норм для житлових приміщень: