Автономное отопление в частном доме. Какой системе отдать приоритет?

Что значит автономное отопление в частном доме и на каком котле её стоит реализовать. Обо всём этом пойдет речь в данной статье. Итак, что же значить автономное отопление. В большинстве случаев это означает что мы не зависим от внешнего подключения энергоносителя. Как правило — это газовая магистраль. Все мы знаем, что у нас в государстве газ есть но его нет.

Как выйти из ситуации и каким видом топлива отапливать помещение. В статье про выбор котла отопления для дома в 100 кв. м. я в вкратце упоминал о свойстве котлов на различном виде топлива работать в автономном режиме.

Введем еще одно понятие об автономности использования системы отопления. Это немаловажный фактор — возможность включать, оставлять без присмотра и без участия со стороны человека в процессе поддержания определенной температуры.

Согласитесь, что топить дровами можно, но неудобно. Возможно даже ночью придется просыпаться, чтобы подбросить в котел дровишек. Прошлый век.

Поэтому автономное отопление должно быть поистине автономным. Хотя бы на несколько дней, а лучше недель.

Автономное отопление — это как вообще?

Во-первых, это может быть отопление, которое не зависит от центральной энергосистемы дома. Т.е. в том случае, когда котельная находится у вас в квартире, а не работает на весь квартал или отдельно взятый дом (крышная котельная). Например, автономное отопление квартиры — это свой настенный котел. При этом газ должен заходить в квартиру. Такая система очень распространена в последнее время у строителей таунхаусов. Малоэтажное строительство с многоквартирными домами. В данном случае у таких жильцов тоже имеется автономное отопление от магистрального газа. И очень даже эффективно справляется со своими задачами позволяя своим хозяевам поддерживать ту комфортную температуру, которая им требуется и при этом иметь возможность экономить на ресурсах.

Во-вторых, под выражением автономное отопление в частном доме мы имеем ввиду её действительно автономность работы. Т.е. без участия нас с вами. Здесь, конечно, стоит немного уточнить на сколько именно мы хотим, чтобы долго по времени она (система) могла быть автономной. Сутки, трое, неделю. И не учитываем наличие или отсутствие подключения к сетям.

В-третьих, под автономным отоплением многие подразумевают систему, которая может работать на топливе отличном от магистрального газа. Потому что в большинстве случаев газ есть но его нет. По ряду причин. Возможно, у товарищества на котором построен дом расценки на подключение природного газа таковы, что проще топить дом электричеством. Возможно, участок находится в таком месте, что к нему провести газ целая масштабная операция и она не стоит того. В этом случае необходимо спроектировать систему, которая выйдет дешевле и эффективнее.

Давайте разберем какие же системы отопления мы действительно можем назвать автономными по тем или иным критериям.

Автономная система отопления квартиры (таунхауса). Это наличие котла отопления в самом помещении. Мы имеем полный доступ к нему, можем регулировать (прибавлять или убавлять) температуру в нашем жилище. Отключать или включать котел тогда, когда нам это действительно необходимо (очень актуально в межсезонье). Из недостатков можно отметить только один. Всё обслуживание системы ложится на нас. Также необходимо самим организовывать подогрев воды для хозяйственных нужд. Ставить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева. Это называется автономное отопление квартиры в многоквартирном доме.

Такое же автономное отопление можно организовать и в частном доме. Поистине оно будет являться автономным и надежным. Единственный момент, который следует здесь брать во внимание это подключение к газовой трубе. Если оно есть у нас всё хорошо. Мы можем управлять котлом удаленно с помощью смартфона. Задавать температуру с помощью термостата и поддерживать её около +10 градусов, когда мы не проживаем в доме. И прибавлять её к нашему приезду. Нам не нужно знать сколько сгорело дров и сколько осталось. Мы только регулируем котел и всё.

Какое автономное отопление можно выбрать если у нас нет магистрального газа?

Рассмотрим только те системы отопления, которые могут работать автономно без участия человека хотя бы трое суток. Потому как на меньшее мы не согласны.

Первая автономная система отопления частного дома — это система с твердотопливным пеллетным котлом с автоматическим розжигом и подачей топлива.

С такой системой впервые я столкнулся в 2017 году. Дом, который предполагалось отапливать был на участке с большим уклоном, до ближайшей газовой магистрали было около 5 км. А электричество в поселке (СНТ) было нестабильное. Площадь отапливаемая составляла 200 кв. м.

Заказчиком принято было решение установить пеллетный котел по расчетам бункер которого должен гореть не меньше трех суток. В котел также был встроен электрический тэн 9 кВт. В комплексе был установлен теплоаккумулятор ёмкостью 500 л. Нагрев воды осуществлялся от бойлера косвенного нагрева с электрическим догревателем.

Котел наш российский от компании теплодар с пеллетной горелкой. Система отопления была смонтирована к зиме 2017 г.

Плюсы и минусы такой системы показали себя уже в первый отопительный сезон. Автономная система отопления оказалась очень требовательной к присутствию внешнего присутствия. При сгорании древесных пеллет постоянно образуется шлак. Откуда он берется? Пеллеты производят в основном из отходов производства. И в них очень много песка и пр. грязи. Вот при сгорании и получается достаточно серьезный «корж» шлака. Из-за этого горение постепенно ухудшается и происходит затухание котла. Такую горелку необходимо очищать с периодичностью раз в сутки. Если пеллеты очень качественные, можно в раз в 2 суток.

Если такой котел выключается, то автоматический запуск становится невозможным. Лампа розжига не может прогреть пеллеты до температуры возгорания из-за толстого слоя шлака. Учитывайте этот факт. Как с этим бороться? Смотреть модели котлов с автоматической очисткой камеры сгорания. Но здесь стоит учитывать, что их стоимость в разы дороже. Плюс ко всему надежность такой автоматики может серьезно сказаться на сроке службы.

Второй вариант автономной системы отопления — это использование автономной газификации.

По стоимости на первоначальном этапе будет конечно дороже. В дальнейшем эксплуатация такой системы отопления будет гораздо удобнее. Раз или два раза в сезон заправили емкость (газгольдер) и всё работает как часики.

Газовые котлы гораздо долговечнее и проще в обслуживании. Плюс ко всему нет необходимости складировать где-то топливо.

Из всех систем (ИМХО) — это, пожалуй, самое удобное из автономных систем отопления помимо магистрального газа и электричества.

При выборе автономной системы газового отопления необходимо присмотреть конденсационный котел и использовать в доме низкотемпературное отопление с помощью теплых полов. Это даст существенную экономию по расходу газа. Конденсационные котлы способны работать с повышенным КПД по отношению к классическим газовым. Условие одно котел должен работать при температуре в системе 50/30 гр. 50 градусов на подаче и 30 гр. на обратке. Такое возможно достичь только, используя систему теплый пол.

Третий вариант автономной системы отопления — электрический котел.

Система получается полностью автономной. Расходы на эксплуатацию конечно чуть выше (очень сильно зависит от тарифа). Но капиталовложений на устройство такого отопления изначально ниже.

Четвертый вариант автономной системы отопления — жидкотопливные котлы.

Дизельное топливо, мазут. Вполне оправданная система для отопления больших загородных домов, автосервисов, складских помещений.

Какой вариант автономной системы отопления в частном доме выбрать?

В каждом случае решение будет сугубо индивидуально. У кого-то есть халявная солярка. Кто-то имеет возможность приобретать СУГ по дешевой цене. Я разложу все системы по удобству и автономности их использования.

Для частного дома в 100 кв. м. это будет выглядеть так:

1. Магистральный газ;
2. Электричество;
3. Автономное газовое отопление;
4. Дизтопливные системы;
5. Твердотопливные системы отопления.

Автономная система отопления: как все устроено

Оборудовать автономную систему отопления дома, значит, продумать размеры оборудования, местоположение, обстановку помещения для котельной. Единых шаблонов нет. Всё зависит от целей, задач, размеров дома, бюджета и предпочтений.

Автономная система отопления: как всё устроено

Она состоит из пяти элементов:

• Котёл — производит тепло. Работает на топливе: угле, солярке, газе или электричестве.
• Трубопровод – все трубы внутри системы, по ним передаётся тепло от котла в комнаты.
• Теплоноситель – это рабочая среда внутри системы трубопровода: вода, незамерзающий состав.
• Приборы отопления – радиаторы, они отдают тепло в комнату.
• Дополнительные элементы: запорно-регулирующая арматура, фильтры, комплектующие для котлов.

Посмотрим каждый элемент подробнее.

Котельное оборудование: какие критерии выбора

Котлы классифицируют по шести признакам:

По виду топлива

• Жидкотопливные котлы – надёжные, прогревают большой дом, наделены автоматикой. Имеют много минусов: дорогое топливо, обязывают по графику проводить профилактические работы, не экологичные. Основные части таких котлов это: жидкотопливная горелка, теплообменник, автоматическое управление, бак хранения топлива, дымоход.

Дизельные котлы

• Электрические котлы – доступное и надёжное оборудование. Не нужно делать вытяжку и дымоход. Чтобы ухаживать, не понадобится много времени. Экономят место в доме. Минусы: дорого стоят, зависят от электричества. Чаще всего производят ТЕНовые котлы. У них трубчатые нагреватели внутри, плюс блок управления и контроля. Рабочее давление создаёт циркуляционный насос. Главный плюс – теплоноситель не контактирует с электричеством, а значит, котлы безопасны.

• Твёрдотопливные котлы. Топливом служат дрова, уголь, кокс, пеллеты (древесные гранулы). Не зависят от электричества, стоят недорого. Они бывают пиролизные и пеллетные.

• Газовые котлы – самые востребованные, если дом подключен к газовой магистрали. Это дешёвое топливо, а недостатков почти нет. Если газ нужен, а вы ещё не подключены, тогда предстоит потратить немало времени и денег на газификацию. Главные составные части газовых котлов, это: горелка, арматура, тепловой обменник.

• Комбинированные котлы – работают на двух видах топлива. Когда нет одного, пользуешься другим. Тем самым предотвращаешь сбои в отоплении. Однако любое универсальное оборудование имеет минусы: сложно устанавливать, хлопотно ремонтировать, уступают в надёжности. Есть модели, которые работают на четырёх видах топлива. Для перехода на другой вид ресурса, иногда делают две ступени горелок. Все универсалы напольные и выполнены из чугуна. Котлом можно управлять в автоматическом режиме и контролировать его работу. Камеры внутри находятся друг над другом.

Затраты для отопления дома площадью 300 м² по виду топлива:

Параметры

Электричество

Дизель

Газ

Расход топлива в год, кВт*ч

Тепловая энергия, кВт/л

Затраты за год, руб.

212800

172000

122400

Котлы по конструкции

• Бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы работают в рамках отопительной системы. Их подключают, и теплоноситель только греет дом. Такой котёл не обслуживает хозяйственные нужды, систему горячего водоснабжения придётся продумать дополнительно.

Одноконтурный котёл

• Двухконтурный котёл и топит дом, и даёт горячее водоснабжение. Можно мыть пол и посуду, принимать ванну, стирать. Котёл нагревает воду через теплообменник.

Двухконтурный котёл

Котлы по размещению

• Котельная расположена отдельно – так делают, если дом большой и потребуется мощное оборудование для обогрева. Его размещают вне дома. Такое сооружение утепляют и отделывают негорючими материалами. Это дорого и сложно в проектировании, зато безопасно.

• Котельная в пристройке рядом с домом – подходит, когда агрегат шумный, и монтировать его в доме исключено. Пристройку делают из пожаробезопасных материалов. Это тоже требует значительных расходов. Для этих двух видов размещения подойдёт котёл мощностью не более 500 кВт.

Требования:

— пристройку делают с глухой стены. Расстояние до ближайшего окна или двери рассчитывать не менее 4 метров;

— при отдельном расположении котельной: пристройка не должна быть связана с домом общей стеной; минимальное расстояние от окон до перекрытия – 8 метров;

— объём помещения более 15 м, позаботиться о свободном доступе в процессе обслуживания котла и оборудования;

— минимальная высота потолка 2,5м 2 ;

— минимальный общий объём помещения 15 м 3 , и на каждый дополнительный киловатт мощности котла прибавлять 0,2 м 3 объёма помещения;

— отделить помещение от смежных стен огнеупорным слоем (с нулевым пределом распространения огня и огнестойкостью 0,75 часа);

— квадратура остекления должна соответствовать: 00,3 м 2 на каждый кубический метр помещения;

— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;

• Котельная в отдельном помещении дома. Для этого выделяют комнату, тоже продумывают пожаробезопасность. Удобно контролировать и обслуживать. Но занимает много места. Для такого размещения можно брать котёл мощностью не более 150 кВт.

Требования:

— минимальная высота потолка – 2,5 м и более;

— объём помещения более 15 м 3 , позаботиться о свободном доступе в процессе обслуживания котла и оборудования;

— отделить помещение от смежных стен огнеупорным слоем (с нулевым пределом распространения огня и огнестойкостью 0,75 часа);

— квадратура остекления должна соответствовать: 00,3 м 2 на каждый кубический метр помещения;

— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;

• Встроенная котельная – если нет отдельно стоящего помещения. Этот вариант самый бюджетный. Оборудование размещают в кухне или коридоре. Придётся выбирать компактные приборы, громоздкая аппаратура занимает много места и создаёт повышенную опасность. Для кухни нужен котёл мощностью не больше 60 кВт.

Требования:

— минимальная высота потолка 2,5 метра;

— минимальный общий объём помещения 15 м 3 ; и на каждый дополнительный киловатт мощности котла прибавлять 0,2 м 3 ;

— минимальный объём вытяжки должен быть равен трёхкратному воздухообмену этого помещения за час;

— окно с форточкой обязательно;

— внизу двери нужен зазор 0,025 и более для воздухообмена;

Котлы по местоположению

Бывают настенные и напольные. Первые подвешивают на стене. Они экономят место в доме, недорого стоят, проектировать сложный дымоход не нужно. Его выводят через короткую трубу сквозь стену над котлом. Недостаток в слабой мощности: в зависимости от модели, они работают в диапазоне до 42 кВт. Подходят для отопления домов и квартир площадью до 350-400 м2.

Напольные выбирают для дома до 600 м2 площади. Работают с мощностью до 80 кВт. Есть модели с показателем до 375 кВт. Из-за шума и больших размеров, требуют отдельного помещения и иногда звукоизоляцию. Потребуется отдельный дымоход.

Котельные по способу циркуляции

Жидкость внутри системы может перемещаться естественно и принудительно. Естественное движение происходит из-за баланса плотности и температуры. Такой вариант подходит при протяжённости трубопровода менее 30 метров. Монтировать систему нужно, соблюдая углы наклона. Недостаток наклонной магистрали в неэстетичном облике.

Принудительная циркуляция не ограничивает длину магистралей. Независимо от размещения труб, сохраняется высокое давление. Покупать придётся и циркуляционный насос. Он же потребует дополнительных расходов на электричество.

По способу подключения подводящих и отводящих труб

Бывает однотрубная и двухтрубная схемы. При однотрубной теплоноситель движется поэтапно по всем радиаторам. Стоит дешевле, но работает хуже: ближние радиаторы горячие, а дальние прохладные. Регулировать температуру невозможно, если не использовать усовершенствованный вариант однотрубной системы – ленинградку.

Двухтрубная система стоит дороже, но работает лучше: равномерно распределяет тепло по батареям. Можно регулировать температуру в каждой комнате. Подразделяется на виды в зависимости от размещения контура трубопровода:

• Горизонтальная подходит для одноэтажных домов с протяжённым трубопроводом;
• Вертикальная применяется в домах, где больше одного этажа. За счёт вертикального стояка система менее подвержена завоздушиванию. Пузырьки поднимаются к установленному сверху расширительному баку и не накапливаются в трубах.

Трубы: какие бывают, как выбирать

Чтобы автономная система работала исправно, трубы должны выдерживать давление до 2 атмосфер и температуру жидкости до 95 градусов. Должны служить десятки лет, обеспечивать герметичность. Для внешних труб неплохо ещё иметь приличный вид.

Можно увеличить тепловую энергию в трубе, если взять трубы с большим диаметром, или ускорить движение жидкости. При этом нужно помнить: чрезмерно быстрое движение жидкости создаёт гидравлические шумы. Это крайне некомфортно для жизни. Поэтому нельзя ускорять движение более 1,5 м/с. А знающие сантехники и вовсе не советуют превышать отметку 1 м/с. Делать его ниже 0,25 м/с, тоже не желательно – не хватит мощности продавить воздушные пробки.

В старых домах часто применяли систему из стальных труб в сочетании с чугунными батареями. Эта технология устарела. Новые материалы гарантируют новые характеристики. Какие материалы труб лучше?

• Металлопластик – основа из алюминиевого состава, оболочка из полиэтилена. Их применяют в горячем и холодном водоснабжении. Плюсы: герметичность, хорошая пропускная способность, стойкость к разрыву.

Металлопластиковые трубы

• Медные трубы – применяют 3 века и этот материал хорошо себя зарекомендовал. Трубы из меди прочные и стойкие, не разрушаются десятки лет. Для оболочки снаружи иногда делают слой полиэтилена или поливинилхлорида.

• Стальные трубы – при отсутствии альтернативы, самые востребованные. Обладают прочностью, имеют низкий коэффициент расширения, незаменимы в теплоснабжении и отоплении паром. Минусы: материал подвержен коррозии.

Стальные трубы

• Трубы из нержавейки – делают из легированной стали. За счёт долговечности и стойкости к коррозии, окупаются за несколько лет, хоть и стоят недёшево. Часто ремонтировать трубопровод и менять его отдельные детали не потребуется.

Трубы из нержавейки

• Полипропиленовые трубы (ПП или ППР) – из водоснабжения перешли в теплоснабжение. ПП-трубы прослужат от 30 до 50 лет. На них не образуется коррозия. Не боятся агрессивных компонентов в составе теплоносителя.

Полипропиленовые трубы

Трубопровод работает без сбоев, если:

• Учитывать схему системы обогрева перед покупкой труб;
• Рассчитать 4 параметра: необходимый диаметр труб, мощность отопительной системы, скорость теплоносителя, гидравлический расчёт;
• Брать только у проверенных производителей.

Радиаторы: какие бывают, от чего зависит выбор

Выбрать радиаторы для дома среди десятков моделей легко, если знать характеристики. Для автономной системы выбор ничем не ограничен: давление не зашкаливает, как при центральном отоплении, нет гидравлических скачков, теплоноситель не оказывает агрессивное воздействие. Выбирать можно по личным предпочтениям. А какие бывают в принципе?

• Чугунные радиаторы – проверены временем. Подходят и для частных домов и для многоквартирных. Долго служат, устойчивы к коррозии. Стойко переносят даже некачественный теплоноситель в центральных сетях.

• Алюминиевые радиаторы – отлично отдают тепло, лёгкие и мягкие. Регулируешь температурный режим по желанию. Выбирать можно по количеству секций и размерам.

• Стальные радиаторы – бывают трубчатого, секционного и панельного вида. Имеют доступную стоимость, хорошо отдают тепло, стойкие к воздействию щелочей в составе теплоносителя. Они исправно работают десятилетия, монтировать просто, вес небольшой.

Стальные панельные радиаторы

• Биметаллические радиаторы – состоят из стальных труб и алюминиевых коленей. Они универсальные в применении: частные дома с автономной системой, квартиры с центральным отоплением.

• Медные радиаторы – прогревают дом за несколько минут и превосходят по теплопроводности алюминий в 2 раза, а сталь – в 5 раз. Требуется минимум теплоносителя в трубопроводе.

Таблица параметров работы радиаторов в зависимости от материала

Если правильно рассчитать количество радиаторов, дом прогревается равномерно, а система работает эффективно. Мощность отопления рассчитывают по формуле: 100 Вт на 1 м 2 площади. Например, для отопления комнаты 25 м 2 , нужен радиатор с мощностью 2500Вт.

Запорно-регулирующая арматура: как работает

Это детали системы, которые управляют потоком теплоносителя. Они перекрывают полностью или частично проходные сечения труб. Их делят на три вида:

• Запорная арматура – например, шаровой кран. Он имеет два положения: открыть и закрыть. Корпус сделан из латуни. Процессом подачи воды управляет рукоятка. Такие краны в системе ставят:

— для перекрытия радиатора, чтобы провести ТО,

— для перекрытия стояков и ответвлений,

— чтобы отключить тепловые или насосные приборы с целью ремонта,

— для заполнения и опорожнения всей системы.

Шаровой кран в разрезе

• Запорно-регулирующая – есть 3 вида деталей:

— Вентили балансировки, их монтируют на обратной магистрали в начале разветвления, на стояке или на радиаторном выходе. Эти детали регулируют количество жидкости в трубе. Если частично перекрыть сечение трубопровода, то можно уменьшить потребление воды на конкретном отрезке системы.

— Регуляторы давления в автоматическом режиме нужны, если в доме много радиаторов. Работают в паре с балансовым вентилем: один регулирует расход, другой корректирует, согласно показателей термостатов радиатора.

— Радиаторные клапаны термостатики – уменьшают и ускоряют поток горячей воды в радиаторе по желанию. Его считают важным элементом для управления — помогает экономить на энергоносителе.

Радиаторные клапаны термостатики

• Смесительно-регулирующая – регулирует температурный режим жидкости в системе.

Термостатический смесительный клапан

Запорно-регулирующая арматура помогает равномерно раздавать тепло в доме. Она управляет движением теплоносителя и температурой. Это экономит деньги собственника и делает безопасной работу системы в целом.

Фильтры: зачем нужны

Часто ремонтировать систему отопления от засоров – сомнительное удовольствие, и дорого стоит. Гораздо правильнее защитить технику. От извести, ржавчины, накипи систему оберегают фильтры. Это продлит срок службы оборудования и предотвратит внезапные ремонты. Главное, не забывать менять их своевременно.

Есть несколько видов фильтров:

Фильтр грубой очистки

Фильтр тонкой очистки

Фильтры также бывают механические и электронные. Их главное отличие в размере задерживаемых частиц. Электронные модели выполняют более глубокую очистку, до 0,01 мкм.

Советы для выбора и установки фильтров:

— Проверять, совместимы ли материалы фильтра и системы;

— Устанавливать перед входом трубы в котёл или перед насосом;

— Чтобы без проблем чистить и менять фильтры, устанавливать их в удобном месте;

— В отопительный сезон чистить фильтры нужно 1 раз в 30-40 дней.

Аксессуары для котлов: что дают системе

Терморегуляторы– помогают экономить на электроэнергии, продлевают срок службы оборудования. Через него контролируют температуру внутри дома, нужно только задать предпочтительный уровень тепла. Он подаёт сигнал, когда нужно включить и выключить котёл. Сам регулирует подачу тепла в зависимости от количества людей в доме.

На работу терморегулятора влияют внешние факторы:

— Интенсивность и частота проветривания;

— Прямые солнечные лучи от окна;

— Ощутимый перепад уличной температуры.

Теплорегулятор для котла отопления

Монтируют устройство в горизонтальном положении. Важно обеспечить прямой доступ к нему, скрыть от воздействия прямых лучей солнца.

Стабилизаторы — это электрические приборы, работают от сети, пропускают сквозь себя ток перед подачей в оборудование. Энергия в рабочую цепь поступает с оптимальным напряжением, даже при внешних скачках. Это защищает котёл от риска поломки из-за резких перепадов тока.

Бывают двух видов:

— Электронные – работают с высоким КПД, можно точно настроить, быстро действуют;

— Электромеханические – точно настраиваются, не влияют перегрузки извне, работают в большом диапазоне. Из минусов: регулируешь в ручном режиме, медленно работают, не всегда подходит для газового котла.

Стабилизатор напряжения для котла отопления

По каким параметрам выбирать

• Мощность стабилизатора должна значительно превышать мощность котла. Отопительные котлы обычно покупают в диапазоне 200-350Вт. Значит, стабилизатор нужно брать не менее 400Вт.
• Напряжение стабилизатора также выбирают по потребности котла. Для типовых моделей это обычно 160-270Вт.

Для грубой очистки– ставят на входе в систему. Иногда сразу в нескольких местах. Они исполняют предварительную очистку. Хорошо, когда в конструкции этого фильтра есть накопитель в виде колбы для скопления грязи.

Для тонкой очистки – очищает от мельчайших включений.

Магнитные устройства – затягивают металлические частицы в виде сколов и ржавчины.