Отопление в частном доме: его виды, как правильно выбрать
В большинстве случаев сердцем отопительной системы частного дома является котёл – мини-котельная, выдающая тепло, перерабатывая топливо. Поэтому при выборе системы отопления в первую очередь принимается решение по виду котла. Особенности каждого вида топлива влекут за собой особенности каждого вида котла. Но принцип работы котлов примерно одинаков: в камере сгорания сжигается топливо, вырабатываемое тепло передаётся теплоносителю (через теплообменник) и далее либо приборам отопления, либо к кранам горячей воды, исключением являются электрические котлы, в которых нагревательные элементы нагреваются от электричества.
Наиболее популярные котлы – газовые и электрические, потом – твердо- и жидко-топливные, комбинированные. Ниже вы найдете ответ на вопрос: какое отопление выбрать для частного дома?
Отопление дома электричеством
Если говорить об отоплении частного дома электричеством, то можно выделить следующие варианты систем отопления:
- на основе электрокотлов;
- конвертерные с термостатами инверторными;
- на основе инфракрасных обогревателей;
- конвекторные с термостатами электронными.
Все системы могут работать в умном доме с дистанционным управлением.
Варианты электрических котлов
Реализуются в двух подвариантах: ТЭНовом и индукционном.
ТЭНовые электрические котлы достаточно компактны, их можно установить практически везде. Принцип работы прост: ТЭН (электроспираль в металлической герметичной оболочке с наполнителем, хорошо проводящем тепло, но не проводящем ток), нагреваясь, передаёт тепло теплоносителю, который отапливает дом.
ТЭНовые электрические котлы
В таком котле собрано всё необходимое для системы отопления, включая расширительный бак, циркуляционный насос. Такой котёл очень просто монтируется (на стену). К тому же не требует ежегодного обслуживания и не требует согласования при установке. Минусом является образуемая в нём накипь, уменьшающая КПД котла и его срок эксплуатации.
Индукционные (электродные) электрокотлы работают на принципе магнитной индукции, возникающей в катушке с ферромагнитным сердечником. Сама катушка и есть нагревательный элемент. Теплоноситель движется внутри её вторичной обмотки.
Схема работы индукционного нагревателя
Через теплообменник в данной схеме проходит переменный ток, собственно что и нагревает воду, отсюда второе название – электродные котлы. Их минусы:
- дороже ТЭНовых;
- мощность регулируется не плавно, а ступенями;
- вода должна быть строго определённого качества и состава;
- довольно громоздки.
Инфракрасные обогреватели (ИО)
Из 3-х типов ИО два не входят как основные элементы системы отопления – коротковолновые ИО (спираль накаливания внутри кварце-стеклянной колбы) и плёночные ИО (плёнка с карбоновым напылением). У первых самый низкий КПД, у вторых – нагревают близ-расположенные предметы, от которых нагревается воздух.
Лишь только панельные ИО (ТЭНовые, в керамической моноплите) входят в систему отопления. Длинноволновое излучение нагревает керамическую панель почти до 90оС, на корпусе – пониже.
Но зато это самый дорогой вариант, даже с учётом наивысшего среди котлов (99%) КПД. Стоимость электро-киловатта в 10 раз больше газового кВт тепла. Вариант с механическим управлением довольно неточен, точность электронного термостата – до 1оС.
Ещё одна проблема с ним – возможная нехватка мощности электричества. К дому, например, подведено всего 5 кВт, при том, что одному лишь котлу требуется от 6 до 9 и более кВт. С большой вероятностью компания энергетическая не согласует мощность более 15 кВт. И значит под это обрезающее условие попадают дома с площадью более 110-160 м2.
Уменьшение мощности котла не всегда покрывают потребности хозяев дома для отопления и для горячего водоснабжения. В случаях, когда не хватает мощности, требуется подключение более мощного источника питания, как правило, это подключение второй и третьей фазы.
Электрический котёл считается оптимальным в роли резервного котла в паре с газовым – основным. Ещё один его явный плюс – автоматическая подача топлива. Может работать неделями без обслуживания. Стоит отметить что и как основной элемент системы отопления и горячего водоснабжения такой котёл сможет выполнить.
Конвекторы
Внешне это металлический корпус с двумя отверстиями, нагревательным элементом и термостатом внутри. Эволюционный путь нагревательных элементов: игольчатые (с нитями накаливания), ТЭНы, монолиты Х-образные и с чешуйками.
Одно отверстие – впускной канал, прикрыто фильтрами от пыли. Второе отверстие – канал выпускной, прикрыто декоративной решёткой – для более равномерного выхода нагретого воздуха и защиты от мелких предметов. За счёт отверстий ускоряется выход нагретого воздуха, поэтому конвектор нагревает помещение быстрее батареи водяного отопления.
Термостат (электронный и механический) – термореле, включающее и выключающее прибор при достижении установленной температуры.
Инверторный конвектор
Инверторный термостат работает на ином принципе – в зависимости от скорости изменения температур и образующейся разницы температур он плавно увеличивает/уменьшает мощность нагрева. Благодаря этому он экономит от 40 до 70% энергии в сравнении с обычным конвектором.
С такой экономией инверторный конвектор становится самым удобным и экономически целесообразным элементом системы отопления частного дома. Другие виды конвекторов применяются как вспомогательные обогреватели. Они слишком энергозатратны для постоянной работы.
Панель управления инверторного конвектора
По результатам МЭИ( Московского энергетического института) инверторная система отопления может давать экономию электроэнергии до 40% по сравнению с системой из электрокотла с радиаторами. Причина понятна из схемы:
Кроме экономии инверторная система отопления более комфортна, поскольку передаёт большую часть тепла (75%) конвекцией, а не излучением. В то время как у водяных радиаторов этот показатель = 20%. Также можно управлять некоторыми моделями инверторных конвекторов со смартфона, используя мобильное приложение Hommyn.
Отопление с помощью газового котла
Газовые котлы считаются оптимальным вариантом для россиян – газа в стране много, и он самый дешёвый вид топлива (в пересчёте на выделяемое тепло). Главная проблема в том, что до сих пор газ отсутствует во многих населенных пунктах, СНТ, и пр. Если газ не подведён к дому, но это возможно, то при расчёте экономики проекта надо учитывать стоимость его подключения. И время подключения – уйдут месяцы на регистрацию дома, получение разрешения от компании поставщика, оборудование вентиляции и котельной с дымоходом.
Важным моментов является, что ежегодно требуется обслуживать газовый котёл, для этого требуется вызывать специалистов из компании поставщика.
Виды газовых котлов
Газовые котлы различают:
- по типу монтажа:
- настенные: по функционалу:
- только для отопления – достаточно одноконтурного котла;
- ещё нагревается вода для технических нужд – нужен двухконтурный котёл;
- напольные;
- конденсационные.
В кухнях редко устанавливают напольные котлы (можно до 6 кВт и кухня должна соответствовать некоторым требованиям), но они могут работать с двумя типами природного газа – ещё и со сжиженным.
Настенный и напольный газовые котлы
Настенные котлы
Они предназначены установки на кухне – безопасны и автоматизированы.
Разделение настенных котлов – по дымоотводу:
- атмосферные дымоходы – у них камеры сгорания открытые; необходима хорошая тяга, в помещении с котлом должен быть обеспечен приток воздуха и дымоход;
- турбированные – с закрытыми камерами сгорания, тяга принудительная, может обходиться без дымохода – из котла дым может выводиться в стену (по коаксиальной трубе). У коаксиальной трубы один минус – обрастает инеем зимой, тяга ухудшается, автомат гасит котёл.
Конденсационные котлы
Считаются самыми высокоэффективными – осуществляется дополнительный отбор тепла у дымовых газов, с конденсацией паров. Но для такой эффективности котёл должен работать в низкотемпературном режиме – температура теплоносителя в обратке не должна превышать 40о. Такие условия идеальны при отоплении помещения водяными полами.
Минусы конденсационных котлов: дороже настенных и напольных котлов и требующий дымохода из нержавейки, едкий конденсат.
Напольные котлы
Применяются в условиях, требующих большой мощности. Имеют стальные корпуса, а теплообменник может быть и чугунным. Последние дороже и тяжелее, но дольше (на 10-15 лет) служат. Кроме теплообменника внутри ещё электроника и горелка. Помимо стандартного функционала автоматика в некоторых видах котлов может производить другие функции, но все зависит от модели и компании производителя. Дополнительные функции могут сделать агрегат дороже, но в свою очередь позволит экономить топливо.
Вывод: и газовая, и электрическая системы отопления в качестве теплоносителя чаще используют воду. Поэтому можно сказать, что водяное отопление в частом доме – основное.
Можно ли заменить радиаторы тёплыми полами
В принципе можно поднять температуру напольного покрытия до 33о, при этом получить теплоотдачу в 100 Вт/м2 и даже больше. Но стоять на таком полу босиком будет некомфортно, через некоторое время пол покажется горячим. Чтобы всё время оставалось ощущение комфорта, температура пола не должна превышать 28о, но и не быть < 20о. Теплоотдача пола уменьшится до 30-50 Вт/м2.
Важно понимать — что ограничиться лишь тёплыми полами в частном доме вряд ли получится, радиаторы для отопления в любом случае лишними не будут.
Можно ли заменить радиаторы обычными конвекторами и тёплыми полами
В условиях отсутствия газа электрокотёл можно заменить конвекторами и тёплыми полами. Например, молодая семья с маленьким ребёнком жила в доме площадью 65 м2 на дачном участке. В спальне они установили один конвектор в сочетании с теплым полом. В гостиной с S=36 м2 – два конвектора. Конвекторы с теплыми полами в совокупности, вполне могут задать комфортную температуру в комнате и в целом в доме. Можно смело называть это своеобразной системой отопления.
Конвекторы в принципе могут быть основной системой отопления.
Рекуператор в работе с конвекторами помогает устранить сухость воздуха в доме который обогревается конвекторами или другими системами отопления. Он позволяет получить комфортную и влажную температуру и влажность в жилом помещении. Многие отзываются о рекуператорах положительно жить в таком доме после установки рекуператора стало более комфортно.
Принцип работы рекуператора воздуха (бытового)
Считается, что экономически рекуператор оправдывается только при работе в мощных системах отопления (> 45 кВт), потому что их КПД не превышает 60%. При объединении казалось бы альтернативных систем отопления в совокупности между собой, они создают полноценную систему для отопления частного дома.
Паровое и воздушное отопление
Несомненный плюс воздушных систем отопления – от них не ожидаешь ЧП, аварий. Они удобны и экономичны, позволяют управлять температурным режимом всего дома.
Ядро системы воздушного отопления – теплогенератор (горелка с теплообменником), нагревающий воздух до 45-70о, который далее поступает в помещения по воздуховодам.
Воздушная система отопления
Система парового отопления требует меньше металла на прокладку труб, потому экономичней воздушной системы. Оборудование и комплектующие тоже недороги. Но высокий КПД у этой системы – на больших площадях, поэтому редко применяется в небольших частных домах.
Минусы системы: поверхность отопительных приборов раскаляется до 100о и даже выше, кроме того – шум.
Принцип работы: кипящая в паровом котле вода испаряется и в виде пара попадает в нагреватели, остывая выпадает конденсатом и возвращается в котёл.
Система парового отопления
Критерии выбора для систем отопления и ГВС в частном доме
На выбор вида отопления может повлиять отсутствие электричества или наоборот, отсутствие газа. Твёрдотопливные котлы не требуют электричества. Также важно иметь в виду, что одноконтурные котлы не способны работать сразу и на отопление и на горячее водоснабжение, за исключением некоторых случаев когда, на котле имеется клапан который позволит переключать работу нагревателя на отопление или на ГВС. Для того, чтобы выполнялись сразу обе эти функции, требуется выбирать всё-таки двухконтурные котлы.
При выборе котла в дом важным параметром является его мощность. В среднероссийской полосе исходят из правила: для отопления 1 м2 площади требуется 100 Вт мощности, плюс запас – 10-20%. На один кран горячей воды нужно 5 кВт. Поэтому на площадь 70м2 и 3 крана горячей воды потребуется: W = 0,1х70х1,2 + 5х3 = 23,4 кВт.
Другие параметры при выборе котла:
- настенный или напольный котёл; напольные обычно крупнее, Обычно для них отводится специально место, подвал или какая-то комната(котельная)
- материал теплообменника:
- чугун не боится коррозии, но дороже и тяжелее;
- медные используются в небольших котлах, так как компактны, но они менее долговечны;
- стальные – боятся коррозии, но дешевле и легче;
- открытая или закрытая камера сгорания, для открытой нужен дымоход и приток воздуха.
Важно! Стоит напомнить, что ночью стоимость электричества становится ниже, при выборе и расчёте котла если будет стоять выбор между газовым и электрическим стоит это учесть.