Туда, где тепло: как оценить проект отопления дома

Отопительные приборы

Как рассчитать отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие этой мощности отопительные приборы?

Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной комнаты полностью идентична приведенной выше.

К примеру, для комнаты площадью 12 м2с двумя окнами в описанном нами доме расчет будет иметь такой вид:

1. Объем комнаты равен 12*3,5=42 м3.
2. Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.
3. Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.
4. Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле вдвое. 2720*2=5440 ватт.

Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать количество и тип отопительных конвекторов?

Производители всегда указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.

Таблица мощности для конвекторов VarmannMiniKon.

• Для секционных радиаторов необходимую информацию обычно можно найти на сайтах дилеров и производителей. Там же нередко можно обнаружить калькулятор для пересчета киловатт в секции.
• Наконец, если вы используете секционные радиаторы неизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей можно ориентироваться на следующие усредненные значения:

Тепловая мощность на одну секцию, ватты

В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя чаще всего используются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена очень приятным образом сочетается с пристойным внешним видом и высокой теплоотдачей.

В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).

Разместить в одной комнате столько секций — нетривиальная задача.

Как всегда, есть пара тонкостей.

• При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему поможет простая инструкция: подключайте радиаторы по схеме «снизу вниз».
• Производители указывают тепловую мощность для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70 градусов (например, 90/20С). При ее снижении тепловой поток будет падать.

Особый случай

Нередко в качестве отопительных приборов в частных домах используются самодельные стальные регистры.

Обратите внимание: они привлекают не только низкой себестоимостью, но и исключительной прочностью на разрыв, что очень кстати при подключении дома к теплотрассе. В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным внешним видом и невысокой теплоотдачей на единицу объема отопительного прибора

Прямо скажем — не верх эстетики.

Тем не менее: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?

Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:

• Q — тепловой поток;
• Pi — число «пи», принимаемое равным 3,1415;
• Dн — наружный диаметр трубы в метрах;
• L — ее длина (тоже в метрах);
• k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
• Dt — дельта температур, разница между теплоносителем и воздухом в комнате.

В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, кроме первой, умножается на 0,9, поскольку они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.

В многосекционном регистре нижняя секция отдает больше всего тепла.

Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в комнате 18 С.

1. Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.
2. Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.
3. Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.

Печь

Рассматривая все варианты, как отопить дом, начнем с самого простого. В селах этим методом обогрева зданий пользуются и сейчас. Поставить печь правильно непросто. Обычно для этого приглашают печника. Но конструкция сможет прослужить долго. Если печь установлена между комнатами, она сможет одновременно нагревать несколько помещений.

Топят печь дровами, иногда углем. Необходимый запас дров следует запасти заранее.

Печное отопление требует постоянного ухода. Нужно правильно оборудовать дымоход, выносить пепел. Чтобы в доме зимой было тепло, придется несколько раз подкидывать дрова

Придется также соблюдать меры предосторожности, чтобы избежать пожара. Пол рядом с дверцей печки обязательно нужно оббить железом

Если искра попадет на паркет или линолеум, может случиться возгорание.

Пример №2

В доме монтирован один общий прибор, а также в некоторых помещениях жилого или нежилого плана есть индивидуальные приборы. Плата за отопление в квартире будет производиться по формулам №1 и №2.

По формуле №1 расчет будет производиться следующим методом:

1,5 * 1400 = 2100 рублей

• 1,5 это объем тепла в Гкал, который был взят из того, что показывает индивидуальный прибор;
• 1400 рублей составляет тариф на оплату 1 Гкал тепла;

По формуле №2 расчет производится следующим способом:

0,025 * 75 * 1400 = 2625 рублей

• цифра 75 – это площадь квартиры;
• 0,025 Гкал – норма потребления тепла на 1 кв.м.

То, как посчитать отопление в квартире, в таком случае будет зависеть от того, имеется ли в квартире индивидуальный прибор учитывания потребляемого тепла. Вторая составляющая квитанции будет рассчитываться по формулам 10 и 13. По первой будет рассчитан размер платы за тепло, а по второй объем услуги.

(250 – 10 -5000 * 0,25 – 8 -30) * 75 / 6000 = 0,9625 Гкал

Из неизвестных показателей можно выделит такие, как:

• 10 Гкал – объем тепловой энергии, которая была потреблена помещениях нежилого типа;
• 5000 кв. м. –  площадь общая всех квартир;
• 8 Гкал – это объем тепла, которое была потреблено в квартирах. Данные берутся с индивидуальных приборов.
• 30 Гкал – это объем тепла, которое необходимо на нужды горячего водоснабжения, в случае если отсутствует централизованная разводка отопления в квартире.

Чтобы посчитать стоимость оплаты в рублях, умножаем объем на установленный тариф на тепло:

0,9625 * 1 400 = 1 347, 50 руб.

Полная плата за отопление квартиры будет рассчитана таким методом:

2 100 + 1347,50 = 3 447, 50 – если система отопления квартиры имеет индивидуальный прибор;

2 625 + 1347,50 = 3 972,50 руб. – если прибора в квартире нет.

Установка счетчика тепла в квартире

Энергоэффективность дома

В российском ютубе полно роликов про воздушные тепловые насосы на кондиционерах, и почему то везде прослеживается четкая тенденция, что если кто-то их ругает, то обязательно упускает плюсы прибора и раздувает минусы, и наоборот.

В этой статье будут затронуты как положительные, так и отрицательные стороны вопроса.

Прежде чем задумываться об отоплении кондиционером, проверьте теплоизоляцию и энергоэффективность своего дома.

Если она никудышная, то какой-бы мощности агрегат вы не поставили, зимой вы не согреетесь. И вид отопления здесь будет не причем.

Не зря говорят – самое лучшее отопление, это утепление! Когда с этим у вас все в порядке, можно приступать к выбору кондиционера.

Исходные данные

Существуют различные способы отопления частного дома, и одним из решающих факторов при выборе отопления будут внешние условия. К ним можно отнести и нюансы, возникающие в каждой конкретной системе, и стоимость топлива с учетом динамики ее роста, и возможности, которым каждая система располагает.

Системы центрального отопления находятся в полной зависимости от удаленной котельной, поэтому контролировать температурный режим и уровень давления не получится, а вот автономное отопление целиком и полностью зависит от пользователя. Большинство котлов оснащено устройствами, позволяющими устанавливать температуру теплоносителя в довольно узких пределах. В центральном отоплении существует и такое явление, как возникновение гальванических пар. Происходит это из-за того, что на разных участках трубопровода устанавливаются элементы, изготовленные из металлов, которые при взаимодействии порождают небольшое напряжение, приводящее к форсированию износа деталей.

Когда речь заходит о стоимости энергоресурсов, то их все можно расположить в порядке повышения их цены:

1. Магистральный газ.
2. Дрова.
3. Уголь.
4. Сжиженный газ.
5. Отработанное масло.
6. Электричество.

Конечно, в зависимости от региона этот порядок может меняться, но существенных изменений не будет: газ всегда остается наиболее бюджетным энергоресурсом, а отопление за счет электричества в любом случае получается более затратным.

Но нельзя забывать о том, что ископаемые ресурсы ограничены, и их стоимость понижаться уже не будет, поэтому в ближайшие годы должен произойти переход на возобновляемые источники энергии. На сегодняшний день устройства, позволяющие использовать эти источники, имеют довольно высокую стоимость, но при эксплуатации расходы получаются очень низкими.

Устройство геотермальной отопительной системы

Геотермия (наука о тепловом состоянии Земли) сделала возможным практическое применение тепловой энергии, которую земная кора получает от раскаленной магмы в центре планеты.

Специально разработанный тепловой насос для отопления дома устанавливается на поверхности, а в грунте или на дне водоема монтируется теплообменник. Тепловая энергия «выкачивается» на поверхность и позволяет нагреть теплоноситель в контуре отопления дома или объекта нежилого назначения.

Как происходит процесс обогрева

Геотермальное отопление частного дома — экономически эффективный вариант. Если использовать энергию земли для отопления дома, то на каждый киловатт электроэнергии, необходимой для работы оборудования, приходится от 4 до 6 кВт полезной тепловой энергии, полученной из недр планеты.

В сравнении с функционированием кондиционера увидим, что при его эксплуатации на получение 1 кВт тепловой энергии требуется затратить более 1кВт электроэнергии. Это связано с неизбежными потерями на преобразование одной энергии в другую и т.д.

Отапливать жилой дом за счёт тепловой энергии земных недр очень выгодно, но период окупаемости оборудования и затрат на монтаж займет определенное время.

Использование тепла земли для отопления дома не требует установки традиционного котла для нагрева теплоносителя.

В данном случае система состоит из трех составляющих:

• контур нагревания — геотермальный источник тепловой энергии;
• отопительный контур внутри дома — низкотемпературный радиаторный либо напольный;
• насосная станция — тепловой насос для перекачивания в отопительный контур тепловой энергии из контура нагревания в толще грунта или под водой.

Геотермальная система отопления может применяться также для обогрева теплиц, вспомогательных построек, воды в бассейне, садовых дорожек и т.д.

Современные экономичные технологии

К такой технологии можно отнести тепловой насос. С помощью земных ресурсов он способен выдавать минимум в 4 раза больше энергии, чем потребляет сам. Если Вам нужен котел на дом мощностью 20 кВт, то для обогрева подойдет тепловой насос мощностью всего 5 кВт. Работает тепловой насос от электричества. Стоит насос так же в 3-4 раза дороже, чем первоклассный газовый котел с высоким КПД.

В качестве обогрева можно использовать солнечные коллекторы. Тут вообще не требуется никаких энергозатрат. При должной установке солнечные коллекторы способны обогреть теплые полы и обеспечить Вас необходимым количеством горячей воды. Но опять же, все упирается в финансы.

За этими технологиями наше будущее. Настанет тот момент, когда и тепловой насос, и солнечный коллектор станут доступными для каждого.

В итоге мы получаем, что используя теплый пол + регулировка температуры + тепловой насос (или коллектор) мы можем получить по-настоящему самое экономичное отопление дома.

Если Вы смотрите далеко вперед и уверены, что можете себе позволить такие траты, то Вы определенно не пожалеете, смонтировав все это у себя дома.

Водяной обогрев

Как отопить дом при помощи воды? Придется установить отопительную систему. Приобретают котел для нагрева жидкости (вместо воды иногда используют антифриз), трубы, отопительные батареи, возможно также насос и расширительный бачок.

Стоимость

Сколько стоит отопить дом горячей водой? Все зависит от типа оборудования. Опишем, как работает система. Итак, мы приобрели котел, который будет нагревать воду. Жидкость в котле разогревается, увеличивается в объеме и самотеком подается по трубам. Трубы приводят воду к радиаторам отопления, установленным в комнате. Батареи греются и отдают тепло. Потом вода охлаждается и возвращается в котел, где нагревается повторно. Система работает в замкнутом цикле.

Иногда для подачи жидкости используют принудительную систему, тогда нужно приобрести специальный насос. Сердце этой схемы – котел. Именно здесь нагревается жидкость. Решая вопрос, чем дешевле отапливать дом, нужно внимательно отнестись к выбору котла.

Котлы могут быть настенными и напольными. Напольные имеют более массивную конструкцию. Одноконтурные котлы нагревают воду только для отопления. Если контуров несколько, можно нагреть воду для душа. Можно даже подогреть воду для бассейна.

Котлы могут работать на разных источниках энергии. Все нагревательные котлы можно поделить на несколько групп:

• электрические котлы нагревают воду с помощью электричества;
• дизельные (жидкотопливные) котлы;
• твердотопливные;
• газовые;
• биотопливные котлы.

Чаще используют котлы электрические или газовые. Но частные дома не всегда подключены к газу, а цены на электричество постоянно увеличиваются. Твердотопливные котлы могут работать на угле или на дровах. Но придется постоянно подбрасывать материал для горения и убирать золу.

Наиболее популярные источники тепловой энергии

В разных частях света для обогрева жилья используются различные ресурсы. В России – это традиционно твердое топливо, газ либо электроэнергия. Для того, чтобы организовать дешевое отопление дома своими руками нужно знать разницу в стоимости этих продуктов, в затратах на установку спецоборудования и еще много разных нюансов. При этом не стоит забывать, что для отопления жилья, тем более большого загородного дома, редко используется открытый источник тепла. Чаще всего устанавливают систему радиаторов, по которым подается горячая вода или нагретый воздух из центрального распределительного котла. А вот сам котел нагревают уже с помощью использования энергии какого-либо топлива

Важно помнить: дешевое отопление дома зависит не только от того, что вы будете сжигать, но и от того, какое оборудование и комплектующие будут использоваться. Сравним плюсы и минусы некоторых источников тепла и специального оборудования

Электроэнергия – не самый дешевый способ отопления дома

Главный плюс электрообогрева – это быстрое распространение тепла вокруг источника

Этот источник доступен практически повсеместно. Но вряд ли отопление частного дома с помощью электроэнергии можно будет назвать самым дешевым. Если вы решите использовать для обогрева электроприборы, то будьте готовы увидеть большие цифры в квитанции за электроэнергию. Главный плюс электрообогрева – это быстрое распространение тепла вокруг источника. Буквально в течение нескольких минут после включения, можно почувствовать результат. Именно поэтому электрообогреватели используют чаще всего не для постоянного отопления жилья, а в каких-то экстренных случаях. Также довольно высока пожароопасность электрических приборов отопления. Не рекомендуется оставлять их включенными на длительное время без присмотра.

Твердое топливо

Под этим наименованием чаще всего имеют в виду дрова и уголь. Дрова, хотя и являются очень распространенным топливом в России, не помогут вам решить вопрос дешевого отопления дома.

Брикеты топлива могут иметь различный состав

В частных домах их обычно используют для разжигания печей перед закладкой угля. В больших загородных домах, где, как правило, есть камины, также пользуются дровами. Уголь – наиболее дешевое и часто используемое твердое топливо для обогрева частных домов. Таким образом, если вы хотите обеспечить экономное отопление дома своими руками, внесите в проект, печь, которая будет отапливаться углем и обогревать ваше жилье. В некоторых районах используется и брикетированное топливо. Это может быть торф или прессованная древесная крошка. Однако в силу географических особенностей, такие виды топлива не очень распространены в России.

Жидкое топливо

В качестве жидкого топлива обычно используются производные химических производств – мазут, солярка и др. В частных домах эти источники тепла используются редко. Поскольку при сгорании выделяется едкий дым. Также, из-за повышенной горючести, довольно небезопасно хранить эти виды топлива вблизи жилых помещений.

Самое дешевое отопление загородного дома можно организовать с помощью газового оборудования. Себестоимость топлива очень низкая, а современное оборудование можно установить и смонтировать за считанные часы. Однако стоимость качественного оборудования довольно высока. А окончательная цена проекта будет зависеть от удаленности вашего дома от газопровода.

Альтернативные источники энергии

Установка солнечных батарей поможет сэкономить

Из всех известных в мире альтернативных источников, в России более-менее масштабно могут использоваться энергия солнца или ветра. Для этого соответственно нужны солнечные батареи или ветряки. Эти источники способны дать вам практически бесплатную энергию и обеспечить действительно самое дешевое отопление дома. Тем более что и те и другие могут быть очень разными по размеру, и, соответственно стоимости. Однако, в силу климатических особенностей, они не могут использоваться постоянно и повсеместно.

Способ 2 — трубчатые электронагреватели

Передают тепло от трубчатого электро-нагревателя к теплоносителю на жидкой основе. Обычно в качестве теплоносителя используют воду и масло, иногда — антифриз. Принцип устройства нагревателей такой же, как у электрических чайников, поэтому их ещё называют калориферами и масляными радиаторами. Фактически это кипятильник, помещённый в сосуд с водой. КПД таких устройств достаточно высокий, а потери тепла на обогрев минимальны.

Плюсы

• К несомненным плюсам трубчатых нагревателей относится их безопасность, надёжность эксплуатации и универсальность применения.
• Могут быть использованы как в газообразных, так и в жидких средах.
• Не взрывоопасны, и не боятся вибраций и ударов.
• Трубчатые нагреватели выпускаются в разнообразных дизайнерских решениях, что позволяет, экономично отапливать частный дом электричеством не нарушая эстетики интерьера.

Минусы

Нагревательные ТЭНы имеют высокую стоимость из-за дорогих металлов, которые используют при производстве. Поскольку на трубках образуется накипь, необходимо заботиться о качестве воды.

Трубчатый радиатор— это тонкостенная металлическая трубка со спиралью внутри, поэтому, если вам не нужны особо высокие температуры, то нужно брать нагреватель с трубками из углеродистой стали. Если прибор должен выдавать стабильно высокую температуру или работать в агрессивной среде, то нужно брать устройство из нержавеющей стали.

На фото трубчатый электронагреватель, сделанный своими руками

Как сделать самое дешевое отопление дома?

Итак, если вы хотите сделать дешевое отопление частного дома своими руками, вам нужно выбрать какой из видов топлива будет для вас основным, а какой вспомогательным. Прежде всего, нужно исходить из местоположения вашего дома и доступности тех или иных источников тепла. Затем нужно просчитать затраты на установку оборудования для каждого ресурса и выбрать то, что вам наиболее подойдет

В таком важном вопросе желательно проконсультироваться со специалистами. Обычно фирмы-поставщики оборудования владеют полной информацией по этому вопросу. В частном доме желательно иметь несколько источников тепла

Для обогрева основного жилого помещения можно использовать трубную или радиаторную системы. которые подают тепла от распределительного котла. Нагревать его можно как с помощью твердого топлива, так и с помощью газа или электроэнергии

В частном доме желательно иметь несколько источников тепла. Для обогрева основного жилого помещения можно использовать трубную или радиаторную системы. которые подают тепла от распределительного котла. Нагревать его можно как с помощью твердого топлива, так и с помощью газа или электроэнергии.

Для создания особого уюта, нередко владельцы загородных домов используют камины. В камины, разумеется, следует закладывать только натуральные дрова либо древесный уголь. Правда есть еще электрокамины, но любителями такой имитации живого тепла станут скорее обитатели многоквартирных домов, чем обладатели загородного дома. Также в проекте частных домов нередко предусмотрена баня. Для ее отопления также могут использоваться как натуральные дрова, так и электропечи.

Использование солнечных батарей – хорошее подспорье бюджету. Поскольку солнечную энергию можно накапливать, то в условиях большинства регионов России можно использовать это оборудование для того чтобы иметь запасной источник тепла на случай форс-мажора. Кроме того электроэнергия полученная от солнечных батарей 100% экологична.

В любом частном доме, при установке системы отопления, необходимо предусмотреть различные ситуации. В том числе и аварийные. Чтобы при выходе из строя газового котла или прорыве трубы можно было без проблем перейти на запасной вариант. И во время починки основного оборудования не остаться без тепла и энергии. Таким образом, самое дешевое отопление загородного дома – это грамотно комбинированные различные источники тепла. Используя их в различных сочетаниях, вы обеспечите бесперебойную работу системы жизнеобеспечения своего жилья.

Интересное по теме:

• Электрические обогреватели
• Инфракрасное отопление частного дома
• Автономное отопление
• Отопление с системой «Умный дом»

Другие способы повышения эффективности и экономичности отопления

Если вас интересует только вид топлива, пролистывайте сюда. Но мы считаем, что правильно начать с основ. Борьба за экономичность возможна не только через снижение потерь, но и другими способами:

• правильным выбором вида и типа отопления;
• соблюдением правил установки оборудования;
• использованием датчиков температуры, связанных с нагревательным оборудованием;
• установкой запорно-регулировочной арматуры;
• монтажом энергоэффективных приборов;
• своевременным техническим обслуживанием.

Виды и типы систем отопления

Правильно подобранная система позволяет использовать выбранное топливо с наибольшей выгодой.

Наглядная схема типичной однотрубной системы отопления.

Однотрубная разводка оптимальна для небольших домов с 3-4 радиаторами в контуре. Небольшое количество труб сводит к минимуму неэффективную отдачу тепла через их стенки.

Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.

Двухтрубные разводки обеспечивают равномерный прогрев всех радиаторов. Не придётся увеличивать мощность котла и потребление энергоносителей, так как в самой дальней комнате температура поддерживается на нужном уровне.

Дома до 2 этажей и площадью до 150 м2 эффективно оборудовать энергонезависимой системой гравитационного типа, не требующей циркуляционных насосов и дорогостоящих расширительных баков.

В регионах с тарифами на электроэнергию, зависимыми от времени суток, выгодно устанавливать гидроаккумуляторы большой ёмкости. Ночью котёл нагревает воду, а после подключения дневного тарифа около 2-3 часов отопление происходит за счёт циркуляции теплоносителя из гидроаккумулятора.

Правила монтажа радиаторов

Правильное размещение радиаторов позволяет избежать снижения теплоотдачи:

• до пола оставляют 50-70 мм;
• до наружной стены от 30 мм;
• до подоконника не менее 80 мм.

Точные рекомендации указаны в паспортах приборов. Примерные потери по теплоотдаче при различных вариантах размещения показаны на рисунке ниже.

Изменение тепловой мощности радиатора в зависимости от размещения и наличия экрана.

Снижение температуры компенсируют установкой радиаторов с большим количеством секций. Увеличивается объём циркулирующего теплоносителя, на разогрев которого понадобится дополнительное топливо.

Повысить эффективность теплоотдачи можно, используя диагональное подключение радиаторов. Боковое подключение снижает теплоотдачу, но лучше всего подходит для гравитационных систем. Менее всего эффективны радиаторы с нижним подключением – это можно считать «платой» за невидимые трубы, скрытые в полу или стене.

Датчики температуры

Блоки управления газовых и электрических котлов реагируют на температуру теплоносителя, что не позволяет своевременно регулировать интенсивность работы при изменение погодных условий. Современные котлы допускают подключение выносных датчиков температуры воздуха в помещении, что объективнее отражает потребность в увеличении или снижении мощности оборудования.

Котёл с подключенными датчиками и таймерами поддерживает необходимую температуру ночью и в период отсутствии хозяев, что также снижает затраты на отопление.

Регулировочная арматура

При любом типе разводки труб и подключении радиаторов есть возможность изменять теплоотдачу прибора.

Устанавливают ручные или автоматические регуляторы. Это позволяет в некоторых помещения поддерживать пониженную температуру, что сказывается на экономии энергоносителя.

Эффективность радиаторов

Современные радиаторы имеют мощность одной секции от 100 до 210 Вт

При покупке обращают внимание на этот параметр, указанный в паспорте прибора. Дополнительные секции заполняют теплоносителем, который придётся разогревать и перемещать по трубам с помощью более мощного циркуляционного насоса, что увеличивает расходы. Теплоотдача радиаторов отопленияСравнение показателей и способы расчета

Теплоотдача радиаторов отопленияСравнение показателей и способы расчета

Техническое обслуживание

Образование кальциевых отложений на внутренних стенках теплообменника и радиаторов снижает эффективность оборудования.

Важно использовать чистую мягкую воду или антифриз, рекомендованный производителем теплового оборудования. Необходимо контролировать состояние фильтров грубой и тонкой очистки теплоносителя, а также чистоту воды (антифриза)