Сравнение основных систем отопления

Система отопления выбирается на основании технико-экономического сопоставления различных вариантов, допустимых по санитарно-гигиеническим показателям, с учетом ее эксплуатационных особенностей.

Сравним капитальные вложения в различные системы центрального отопления. В равных расчетных условиях в системе парового отопления, учитывая уменьшение площади поверхности отопительных приборов и площади сечения конденсатопроводов, расходуется меньше металла и первоначальная ее стоимость несколько ниже, чем системы водяного отопления. Стоимость устройства системы воздушного отопления близка к капитальным затратам на создание системы водяного отопления, а расход металла в связи с ограниченными размерами теплообменника и возможностью изготовления воздуховодов из бетона и подобных материалов часто оказывается даже ниже, чем в системе парового отопления.

По капитальным затратам преимущество имеет местная система воздушного отопления без воздуховодов или с короткими воздуховодами с подачей высокотемпературного первичного теплоносителя (воды или пара) в теплообменник. На второе место можно поставить систему парового отопления и на последнее — системы отопления водяную и центрально-воздушную с протяженными металлическими воздуховодами.

Однако выбор системы отопления только по наименьшим капитальным затратам недопустим и экономически не может считаться полноценным без учета стоимости ее эксплуатации. Стоимость эксплуатации зависит, прежде всего, от расхода топлива и долговечности системы отопления.

Расход топлива на отопление при паровых и центрально-воздушных системах превышает расход топлива при водяном отоплении вследствие возрастания бесполезной попутной потери тепла. Срок службы паропроводов (до 10 лет) и особенно конденсатопроводов (около 4 лет) из-за интенсивной внутренней коррозии значительно меньше, чем теплопроводов водяного отопления (25-40 лет). Воздуховоды из тонколистовой стали также недолговечны, а неметаллические воздуховоды требуют частого ремонта в связи со сравнительно быстрым нарушением их плотности при действии в различных температурных условиях.

Таким образом, для выбора системы по экономическим показателям необходимо определять общие, так называемые приведенные затраты, учитывающие помимо капитальных затрат еще и стоимость эксплуатации системы отопления. В стоимость эксплуатации, кроме стоимости топлива и текущего ремонта и амортизационных расходов, входят также стоимость расходуемой электроэнергии, заработная плата обслуживающего персонала и некоторые другие затраты.

Экономические преимущества эксплуатации системы водяного отопления сокращают приведенные затраты, которые могут стать меньше приведенных затрат на систему парового отопления.

Технические показатели эксплуатации центральных систем отопления различны. Наибольшей надежностью действия, в том числе тепловой, обладает система водяного отопления, простая и удобная в эксплуатации. Близко к ней подходит система местного воздушного отопления при водяном теплоснабжении, действие которой легко автоматизируется, хотя надежность ее и понижается в зависимости от увеличения числа победителей циркуляции воздуха — вентиляторов.

Менее надежна система парового отопления как более сложная по конструкции и в обслуживании, имеющая сокращенный срок амортизации. Также понижена надежность системы центрально-воздушного отопления из-за усложнения и возможного нарушения распределения воздуха по помещениям. Все же решающими факторами в последнем случае могут оказаться попутное обеспечение вентиляции и устранение отопительных приборов из помещений.

При системах водяного и центрально-воздушного отопления обеспечиваются высокие гигиенические и акустические показатели, что, однако, связано с ограничением температуры и скорости движения теплоносителя, отражающимся на экономических показателях систем. Применение паровой и местной воздушной (при высокотемпературном первичном теплоносителе) систем сопровождается понижением гигиенических и акустических показателей отопления.

Радиус действия систем различен: при воздушном отоплении он ограничен; при водяном отоплении допустима значительная горизонтальная протяженность, но по вертикали он также ограничен величиной гидростатического давления; при паровом отоплении возможна значительная протяженность не только горизонтальная, но и вертикальная.

Система водяного отопления обладает значительной тепловой инерцией, особенно при массивных (таких, как бетонные панели) и водоемких (радиаторы) отопительных приборах; системы парового и воздушного отопления — малой инерцией. Это их качество может оказаться важным и даже предопределяющим выбор системы.

Показатели и свойства систем отопления, описанные выше, определяют область их применения. Система водяного отопления, надежная и гигиенически приемлемая, получившая широкое распространение в условиях теплофикации, применяется в гражданских и промышленных зданиях.

Санитарно-гигиенические и эксплуатационные недостатки существенно ограничивают область применения парового отопления, которое не допускается в гражданских зданиях, предназначенных для постоянного или длительного пребывания людей. Паровое отопление допускается в промышленных зданиях, а также в общественных при непродолжительном пребывании людей и рекомендуется для периодического или дежурного (в нерабочее время) отопления помещений.

Возможность сочетания отопления и вентиляции способствует распространению воздушного отопления, в первую очередь в промышленных зданиях. Воздушное отопление используется также для периодического или дежурного обогревания помещений общественных и промышленных зданий.

Сказанное относится к холодной климатической зоне, где почти каждое здание нуждается в непрерывно действующей системе отопления. В теплой климатической зоне отопление зданий может быть периодическим с использованием стационарных центральных и местных систем или даже временных подогревательных установок.

Широко применяются газовые и электрические подогревательные установки. Большие запасы природного газа, значительный рост его добычи, высокая теплотворность и низкая стоимость способствуют развитию отопления газовыми приборами. Например, в США газовые приборы применяют для отопления промышленных зданий.

Использованию электричества для отопления благоприятствует снижение капитальных затрат и сравнительная простота прокладки кабелей, независимость действия одних электроотопительных приборов от других, их незначительная тепловая инерция, широкий диапазон и удобство индивидуального регулирования теплопередачи в помещение.

Повышение уровня выработки электроэнергии, а также разработка новых методов преобразования электроэнергии в тепло с использованием энтальпии наружного воздуха при помощи полупроводниковых элементов (эффект Пельтье) расширяют область ее применения для отопления. Можно отметить распространение электрического отопления гражданских зданий в Норвегии, Швейцарии, Англии, США и в других странах.

Общие рекомендации по выбору системы отопления в зданиях различного назначения даются в строительных нормах и правилах (СНиП и СП).

ПЛЭН — шаг в большую экономику

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Для сравнительного анализа применения различных систем отопления помещений, используемых на территории г. Челябинска, Челябинской области и всей России, нами были рассмотрены следующие системы отопления:

Центральная система отопления.

Система отопления на угле.

Система отопления с использованием электродных котлов.

Система отопления с использованием ТЭНов.

Для удобства расчетов нами было взято помещение, соответствующее МСН «Тепловая защита зданий», общей площадью 100 квадратных метра, с высотой потолков не более 3 метров.

Центральная система отопления

Монтаж центральной системы отопления состоит из монтажа элеваторного узла (примерная стоимость 70 000 рублей), собственно системы отопления (примерная стоимость 70 000 рублей), стоимости теплового счетчика с монтажом (примерно 25 000 рублей) и врезки в действующую систему центрального отопления. Всего стоимость монтажа данной системы без врезки в действующую систему центрального отопления составляет 165 000 рублей.

Преимущества данной системы в отсутствии обслуживания, основной недостаток – практическая невозможность регулирования температуры в помещении.

Стоимость эксплуатации на сегодняшний день, при цене 28 рублей в месяц (в не коммерческом использовании помещения) за квадратный метр отапливаемых помещений составляет 19 320 рублей за отопительный сезон.

Срок эксплуатации данной системы 8-10 лет.

Система отопления на угле

Монтаж системы на угле состоит из монтажа угольного котла (примерная стоимость 30 000 рублей) и собственно системы отопления (примерная стоимость 70 000 рублей). Всего стоимость монтажа данной системы составляет 100 000 рублей.

Преимущества данной системы в дешевизне монтажа, основной недостаток – необходимость постоянного обслуживания, необходимость помещении для хранения угля, грязь и копоть.

Стоимость эксплуатации на сегодняшний день, при цене 3000 за тонну при сезонной потребности примерно 9 тонн, составляет 27 000 рублей за отопительный сезон, плюс к этому заработная плата кочегаров.

Срок эксплуатации данной системы 8-10 лет.

Система отопления с использованием электродных котлов

Монтаж системы отопления с использованием электродных котлов состоит из монтажа блока управления и электрокотла (примерная стоимость 130 000 рублей), собственно системы отопления (примерная стоимость 60 000 рублей), и подключения к электросети с применением электросчетчика (примерно 10 000 рублей) Всего стоимость монтажа данной системы составляет 200 000 рублей.

Преимущества данной системы в отсутствии обслуживания, возможности регулирования температуры в помещении, существенные недостатки отсутствуют.

Стоимость эксплуатации на сегодняшний день, при цене 1,7 (при не коммерческом использовании помещения) за кВт потребленной электроэнергии, при потребности примерно 15000 кВт в отопительный сезон составляет 25 500 рублей за отопительный сезон.

Срок эксплуатации данной системы 10-15 лет.

Система отопления с использованием ТЭНов

Монтаж системы отопления с использованием электродных котлов состоит из монтажа блока управления и ТЭНов (примерная стоимость 10 000 рублей), собственно системы отопления (примерная стоимость 60 000 рублей), и подключения к электросети с применением электросчетчика (примерно 15 000 рублей) Всего стоимость монтажа данной системы составляет 85 000 рублей.

Преимущества данной системы в отсутствии обслуживания, возможности регулирования температуры в помещении, существенные недостатки – очень низкий срок службы ТЭНов, в среднем не более 2 лет.

Стоимость эксплуатации на сегодняшний день, при цене 1,7 рублей за кВт потребленной электроэнергии, при потребности примерно 20000 кВт в отопительный сезон составляет 34000 рублей за отопительный сезон.

Срок эксплуатации данной системы 10-15 лет, с учетом постоянной замены ТЭНов.

Лучистая система отопления ПЛЭН

Монтаж лучистой системы отопления состоит из собственно монтажа самой системы. Всего стоимость монтажа данной системы составляет 130 000 рублей ( Калькулятор ).

Преимущества данной системы в отсутствии обслуживания, возможности регулирования температуры в помещении, низкое энергопотребление, невозможность размораживания системы ввиду отсутствия теплоносителя, существенные недостатки отсутствуют.

Стоимость эксплуатации на сегодняшний день, при цене 1,7 рублей за кВт потребленной электроэнергии, при потребности примерно 15 Вт в час на один квадратный метр отапливаемой площади составляет 7560 кВт или 12850 рублей за отопительный сезон.

Срок эксплуатации данной системы 25-50 лет, при этом гарантийный срок завода-изготовителя 25 лет. Действующая система инфракрасного отопления подтверждена 10 годами безотказной работы .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из рассмотренных систем отопления наиболее перспективной является система лучистого отопления ПЛЭН .

При самом низком энергопотреблении данная система не нуждается в регулярном обслуживании, пожаровзрывобезопасна (степень защиты IP-67) чему соответствует пожарный сертификат № НСОПБ,RU.ПРЩ72.Н.00008, электробезопасна, не боится влаги и низких температур.

В отличии от других рассматриваемых систем, которые основаны на конвекции воздуха, система отопления ПЛЭН не инертна, помещение нагревается равномерно, при самой высокой температуре у поверхности пола. Так же, у лучистой системы отопления ПЛЭН срок эксплуатации в 4-6 раз выше, чем у всех рассмотренных систем отопления, что позволяет значительно экономить на обслуживании и капитальном ремонте. Наши нагреватели закрываются любым декором, кроме металла и зеркала.

Все расчеты приведены для частного использования. Коммерческая цена за электроэнергию (2,5–8 рублей за кВт).

Окупаемость системы отопления ПЛЭН 2–3 года.

Сравнение эффективности различных систем отопления

Основные варианты отопления коттеджа

Планируя строительство частного дома или переезд из городской квартиры в загородный коттедж, мы оцениваем не только размер первоначальных затрат на строительство или ремонт, но и стоимость содержания такого жилья.
А она существенно отличается от расходов на эксплуатацию городской квартиры. И одной из основных затратных статей здесь становятся расходы на отопление.

Рассмотрим и сравним основные доступные варианты организации отопления в коттедже.

Трубы

На первый взгляд может казаться не важным, какие используются трубы для отопления. Но рассмотрев плюсы и минусы каждого материала, становится ясно, почему это серьёзный вопрос.
Один из самых популярных видов труб – это металлопластиковые. Их диаметр бывает от 16 до 63 мм.

металлопластиковые трубы
Среди преимуществ этого материала есть:

• теплопроводность низкая,
• легко ремонтируется,
• не нужно профессионального инструмента для монтажа.

К недостаткам можно отнести следующее:

• в соединениях может произойти утечка,
• остаются вмятины при ударе.

Ещё один вариант, который часто используется – полипропилен.

полипропиленовые трубы и фитинги
Он имеет такие сильные стороны:

• большой диаметр – до 125 мм,
• устойчивость к механическому давлению,
• при замерзании системы, трубы не приходят в негодность,
• после спайки не может быть утечки жидкости.

Однако есть и слабые стороны:

• необходимость дорогого оборудования, чтобы сделать монтаж,
• удлиняются при сильном нагреве теплоносителя,
• при повреждении сложно ремонтируются.

Выбирая трубы, лучше учесть погодные условия, вид отопления и финансовые возможности.

Батареи отопления

Один из главных элементов в отопительной системе. От неправильного подбора батареи, может зависеть эффективность всего отопления. В наше время существует огромный выбор радиаторов. Если классифицировать их по материалу, из которого они выполнены, то можно выделить следующие виды: стальные, чугунные, биметаллические и алюминиевые. Чтобы не разбирать все возможные варианты, достаточно понять основные принципы для выбора батареи.

1. Тип системы. От того автономное или центральное отопление, зависят и необходимые критерии радиатора. Для централизованной системы лучше брать батареи, которые выдержат скачки давления и воду разной кислотности. Для автономного отопления можно использовать радиаторы разного давления.
2. Теплоотдача. По этому показателю на первом месте алюминий, затем сталь, а потом чугун. Но также стоит учесть, что например, тот же чугун дольше остывает.
3. Срок службы. В данном параметре на первом месте стоят чугунные радиаторы, затем биметаллические, стальные и чугунные.
4. Остальные критерии. Сюда входят более видимые параметры – дизайн, цена, производитель и так далее.

Учитывая все эти факторы, можно выбрать оптимальный для себя вариант.

Теплоноситель

Без этой составляющей отопительная система не будет работать. Самые распространённые теплоносители – это вода и антифриз.

1. Вода. Всё-таки чаще используют именно её. Так как воду для отопления покупать не нужно, то это очень экономный вариант, и тепло она передаёт отлично. Кроме того, вода не приносит экологического вреда.
2. Антифриз. Есть специально изготовленный для отопительной системы. Хотя за него нужно платить деньги, но главное его преимущество, что он не замерзает при низкой температуре.

Делая выбор между водой и антифризом, хорошо взвесить финансовые возможности, сбои отопительной системы, погодные условия и так далее. Перечисленная выше информация, поможет правильно выбрать разные элементы системы отопления. Перед выбором важно внимательно перечитать все преимущества и недостатки.

Основные варианты отопления коттеджа 1. Магистральный газ

Это решение кажется самым простым, однако может быть таким только при условии, что участок изначально газифицирован. В противном случае затраты на прокладку магистрали могут составить от 500 тысяч до трех миллионов рублей с каждого домохозяйства: все зависит от размеров поселка, удаленности газопровода и других условий.

Собственно, газ является пока что самым дешевым в России видом топлива, но рублевая себестоимость его добычи растет, а мировые цены имеют тенденцию к снижению. Поэтому прогнозировать ситуацию надолго трудно. Мы же исходим из того, что адекватный расчет стоимости отопления предполагает анализ затрат за какой-то достаточно продолжительный отрезок времени с учетом ремонтно-эксплуатационных расходов. В частности, для загородного дома целесообразно рассматривать 50-летний период эксплуатации.

Будем считать, что для отопления двухэтажного коттеджа площадью 300 м2 с кухней нужен автоматический котел мощностью 15 кВт.

Стоимость такого оборудования от известных производителей на сегодняшний день составляет примерно 30 000 руб. Менять его нужно раз в 10 лет, то есть за 50 лет в сегодняшних ценах «набежит» 150 000 руб. С учетом стоимости ежегодного обслуживания (примерно 5 000 руб.) — 400 000 руб., или 8000 руб. в год.

При стоимости магистрального газа 5,14 руб./м3 (для Московской области) и удельной теплоте его сгорания 33 500 кДж/м3 стоимость 1 кВт*ч тепла будет не более 59 копеек (с учетом реального КПД котла, который примерно равен 92%). За отопительный сезон, который, к примеру, в Московском регионе официально длится 215 дней, для коттеджа площадью 300 м2 потребность в тепле составит 85 000 кВт*ч, что обойдется примерно в 50 300 руб. Итого, с учетом эксплуатационных расходов, получим 58 300 руб.

Итого в общем случае получим 58 300 руб. в год (при условии, что газ к поселку уже подведен).

Какой выбрать котёл?

Когда речь идёт о выборе, то следует отталкиваться от 4 основных вариантов. Рассматривая каждый, надо учитывать, какое топливо доступное и дешёвое в определённой местности.

Газовый

Газовый котёл является самым популярным, за счёт доступности этого топлива. Если говорить о его сильных сторонах, то можно отметить следующее:

• долгий срок службы,
• высокий КПД, а значит экономия средств,
• простота в обслуживании,
• не нужно тратить силы на заготовку топлива, когда есть доступ к магистрали.

Теперь о некоторых слабых сторонах:

• обязательно разрешение на установку котла,
• для подключения необходимо вызывать специальные службы,
• из-за скачков давления в газопроводе, агрегат отключается,
• при сгорании газ шумит.

В целом экономичный и надёжный вид отопления, требующий только правильного монтажа.

Электрический котёл

Этот аппарат тоже довольно популярный. Здесь нагрев теплоносителя происходит благодаря электричеству. Так как оно повсеместно доступно, стоит рассмотреть такой способ с разных сторон. Плюсы электрического оборудования:

• работает без шума,
• сравнительно невысокая стоимость,
• не вредит здоровью или окружающей среде,
• простота в управлении.

К минусам можно отнести:

• при скачках напряжения происходит отключения аппарата, а также выводится из строя автоматика,
• расход электричества,
• для мощного агрегата нужна 3-х фазная сеть на 380 В.

Такой котёл особенно подойдёт, когда недорогая цена электроэнергии.

Твёрдотопливные котлы

Довольно известный вид котлов. Здесь в виде топлива используются уголь, дрова и так далее. Говоря о преимуществах такого оборудования, следует вспомнить о таких моментах:

• недорогой вид топлива,
• простота в эксплуатации,
• не требует каких-либо документов для установки,
• легко ремонтируется.

А вот некоторые минусы:

• расходуется немало времени и сил на заготовку топлива и обслуживание котла,
• обязательно должен быть дымоход.

Этот способ отопления довольно часто используется в населённых пунктах без газовой магистрали.

Жидкотопливные котлы

Здесь используется жидкое топливо, такое как мазута, керосин и так далее. Перечисляя достоинства жидкотопливного оборудования, следует назвать такие области:

• независимое от коммуникаций отопление,
• простота в использовании,
• высокий КПД,

Говоря о минусах, необходимо вспомнить такие нюансы:

• обязательно отдельное помещение для котла,
• дорогостоящее оборудование,
• высокая стоимость топлива,
• потребность в больших баках для топлива.

Обычно, отопительные агрегаты на жидком топливе используются не часто.

Основные варианты отопления коттеджа 2. Газгольдер

Если нет магистрального газа — можно запасать сжиженный. Многие так и поступают, хотя этот способ предполагает, что у вас на участке будет постоянно зарыта огромная емкость со взрывоопасным сжиженным газом. Как минимум это требует наличия довольно большой огороженной площади, где нельзя ничего сажать или строить, и специальных мер безопасности. Кроме того, необходим доступный источник сжиженного газа с возможностью доставки до участка.

Стоимость и КПД котлов для сжиженного газа примерно такие же, как и для магистрального. Установка газгольдера будет стоит около 400 000 руб. В пересчете на 50 лет получим 800 000 руб., или 16 000 руб. в год.

При стоимости сжиженного газа 15 рублей за литр (с доставкой в пределах 100 км от крупного города) и удельной теплоте сгорания пропан-бутановой смеси порядка 12,8 Квт*ч/л получим стоимость 1 кВт*ч тепла в 1,23 руб., что равносильно затратам в объеме 104 550 руб. в год.

А с учетом стоимости эксплуатации — 120 550 руб. в год.

Виды энерго- и теплоносителей

Системы теплоснабжения можно классифицировать следующим образом:

• традиционные, использующие жидкостные теплоносители, передающие тепло от отопительного агрегата по трубопроводу к отопительным приборам;
• воздушные, использующие теплоносителем воздух, который подогревается и подается в отапливаемое помещение;
• прямые электрические, обходящиеся без теплоносителя, а напрямую преобразующие электроэнергию в тепло.

(См. также: Отопление деревянного дома твердотопливным котлом)

Традиционные системы могут использовать в качестве теплоносителя газ, жидкие виды топлива – дизтопливо, мазут, электричество, твердое топливо.

Наиболее экономичным и оптимальным видом топлива является газ. Самым большим недостатком данных систем является значительная стоимость и сложность документального оформления присоединения к централизованной системе.

Использование жидкого топлива несет в себе массу неудобств: сложность доставки и хранения энергоносителя, необходимость в повышенных мерах безопасности. (См. также: Котёл отопительный с водяным контуром)

Недостатком традиционных систем теплоснабжения является возможность аварийных протечек теплоносителя, особенно если используется антифриз, ядовитое и опасное соединение. Периодическое включение отопительных агрегатов и насосов создает шум и вибрацию. Для безаварийного функционирования отопительной системы необходима периодическая профилактика котлов.

Для работы воздушных отопительных систем также необходима установка котельного оборудования, что влечет все вышеперечисленные недостатки. Но с экологической точки зрения данная система является более приемлемой и перспективной. Использующая воздух в качестве теплоносителя отопительная система является надежной и легко регулируемой. Однако даже при использовании специальных фильтров не предохраняет помещение от попадания в воздух частиц пыли и другой органики, которые сгорают на поверхности котельного оборудования и образуют угарный газ.

Прямое электрическое отопление является малозатратным при установке, но использует крайне дорогой источник тепловой энергии – электричество. (См. также: Схема и монтаж разводки отопления металлопластиком)

Основные варианты отопления коттеджа 3. Дизтопливо

Дизельное топливо предпочтительнее использовать в отдаленных населенных пунктах, поскольку его обычно проще купить и доставить на участок. К тому же, перевозить его можно самостоятельно. КПД у дизельного котла на несколько процентов ниже, стоит он чуть дороже (15-киловаттный около 40 000 руб.), а служит чуть дольше — до 15 лет. Подземная емкость для топлива с системой подачи и установкой обойдется примерно в 200 000 руб. Кроме того, дизельный котел зависим от электроэнергии: при частом отключении света придется позаботиться о покупке генератора. Стоимость обслуживания мы будем везде считать примерно одинаковой — 5 000 руб. в год. Если оперировать этими цифрами, то эксплуатационные расходы за 50 лет в текущих ценах составят 610 000 руб. или 12 200 руб. в год. Стоимость дизельного топлива для котельных с учетом доставки возьмем равной 36 руб. за литр (варьируется в зависимости от региона). Удельная теплота его сгорания — 10,3 кВт*ч/л. Т.е. стоимость 1 кВт*ч тепла с учетом КПД дизельных котлов составит 3,93 руб., а затраты на отопительный сезон — 333 800 руб.

С учетом эксплуатационных расходов — 346 000 руб. в год.

Основные варианты отопления коттеджа 4. Твердое топливо

В этом качестве могут использоваться дрова, пеллеты (брикеты) или уголь. Однако нужно понимать, что твердотопливный котел не бывает полностью автоматическим. Значит, кто-то постоянно должен работать кочегаром. В случае с пеллетными котлами уровень автоматизации выше, но выше и уровень опасности возгорания топлива.

Это нужно учитывать и при использовании угольных котлов. Поэтому в обоих случаях потребуются дополнительные меры безопасности. Стоимость оборудования разнится очень сильно. Например, 15-киловаттный котел с ручной загрузкой обойдется примерно в 25 000 руб., однако вряд ли вам улыбается перспектива постоянно бегать в котельную и подбрасывать дрова или уголь вручную. Котел же с автоматической подачей топлива может стоить от 100 000 (пеллетный) до 200 000 руб. (угольный). Правда, служат они все по 20–25 лет.

В итоге эксплуатация дровяного котла обойдется в 6250 руб. в год, автоматического пеллетного — в 10 000, а автоматического угольного — в 15 000 (все — с учетом стоимости ежегодного обслуживания).

Стоимость топлива существенно зависит от региона. Например, в Московской области 1 кубометр (в среднем 650 кг) березовых дров по оптовой цене на сегодняшний день обойдется в 1400 руб. (считаем, что при заказе сразу большого объема доставка будет бесплатной), каменный уголь приемлемого качества — в 6000 руб. за тонну, топливные брикеты — примерно в такую же цену.

Если принять, что удельная теплота сгорания дров приблизительно равна 3,4 кВт*ч/кг, угля — 7,5 кВт*ч/кг и брикетов — 5,6 кВт*ч/кг; что КПД дровяного котла примерно равен 75%, а автоматического — 80%; то получим стоимость 1 кВт*ч тепла, соответственно равную 0,84, 0,64 и 0,85 руб. (дрова, уголь и брикеты). То есть в год отопление дровами обойдется в 71 400 руб., углем — в 54 060 руб. и брикетами — в 72 420 руб.

А с учетом эксплуатационных расходов: дрова — 77 650 руб. в год; уголь — 69 060 руб. в год; брикеты — 82 420 руб. в год.

Угольное отопление, как видим, обходится дешевле обогрева другими видами твердого топлива, а вот дрова в 2020 году стали выгоднее брикетов. Но любое твердое топливо выходит дороже магистрального газа.

Сравнение эффективности различных систем отопления

Статья эта писалась очень долго и тяжело. Не потому, что приходилось что-то придумывать, а лишь из-за того, что объяснить простыми понятными для большинства словами в чем преимущества, например, водяного теплого пола перед радиаторным отоплением в энерго-сберегающем отношении оказалось не такой уж и простой задачей. Без введения специальных физических терминов и определений это попросту невозможно. Пришлось как-то обмусоливать эти аспекты и объяснять их более привычным для нас с вами языком.

Итак, многие наверняка уже слышали о том, что отопление водяным теплым полом эффективнее радиаторного отопления. Эффективнее радиаторов и отопление теплым плинтусом. Но вот в чем же кроется эта самая эффективность, выражающаяся в конечном итоге в ежемесяных коммунальных платах, наверное понимают не все. Попробуем разобраться.

Отопление при помощи радиаторов в принципе ведет свою историю из далекого 1875 года, когда в России да и во всей Европе появилась первая квартира с водяным отоплением. В роли радиаторов в те времена выступали достаточно громоздкие пилястры. До этого отопление было преимущественно печным. Проблема состояла в том, что для больших, многокомнатных помещений система печного отопления не подходила, т.к. в комнате, в которой непосредственно находилась печь, создавались комфортные условия за счет лучистого теплообмена, а остальные оставались за конвективной теплопередачей. Ввиду низкой эффективности последней приходилось топить печи значительно сильнее, что увеличивало и без того немалый расход топлива.

Ввиду того, что теплофизические свойства воды, такие как теплоемкость и теплопроводность на несколько порядков превосходят в этом отношении воздух, система радиаторного отопления позволила значительно повысить эффектиность обогрева зданий и снизить расход дров и угля.

Прошло уже почти 140 лет с тех пор. Конструкция радиаторов совершенствовалась, в результате чего увеличился теплосъем с единицы поверхности этих приборов, но вот основного и главного недостатка эти усовершенствования не устранили.

Дело в том, что по сравнению с площадью помещения поверхность радиаторов сравнительно мала. Это создает необходимость нагрева подаваемого теплоносителя, до высоких температур (70-90 оС). А имея такую высокую температуру, радиатор по-сути перестает быть радиатором, т.е. главным способом передачи тепла становится уже не излучение, а конвекция.

Поле температур же при таком способе выглядит так: нагретый от радиатора воздух естественным

способом устремляется вверх под потолок, где первоначально имея температуру порядка + 30 оС, охлаждаясь воздух опускается вниз, постепенно теряя свою температуру. В районе ступней температура воздуха составляет 17-20 оС. Температура пола при этом – 16-17 оС. На рисунке наглядно видно, что в помещении постоянно поддерживается циркуляция воздуха, которая во-первых переносит пыль и взвешенные частицы, а во-вторых, что немаловажно, на циркуляцию затрачивается определенная тепловая работа. То есть радиаторы не просто нагревают воздух, но и придают ему энергию движения. Ничего не появляется из ниоткуда и на циркуляцию воздушной массы затрачивается дополнительно от 4 до 7% всей тепловой энергии.

Самым же главным недостатком радиаторов, как Вы вероятно успели заметить из схемы, является то, что вне полезного объема помещения температуры сравнительно высоки (до 30 оС), что не имеет никакого бытового смысла (какая Вам разница, сколько градусов в 1 метре над вашей макушкой. ), а при этом наоборот значительно увеличивает потери тепла через потолок и на вентиляцию.

Короче говоря, отопление радиаторами требует прогрева всего объема помещения определенным образом. Температуры помещения по высоте в среднем располагаются так: 1,5 метра над уровнем пола (60% объема помещения) – средняя температура около + 20 оС, уровень пола от 1,5 м до 2,5 м (40% помещения) – средняя температура около +26 оС. Таким образом, средняя фактифеская температура в помещении объемом V определится по уравнению:

Тсррад. = (0,6×22 +0,4×26) = 24 оС.

Заметим, что чем выше температура в помещении тем естественным образом выше и его тепловые потери.

Для того, чтобы начать рассматривать системы лучистого отопления, к коим относятся система теплого водяного пола и система теплого плинтуса, необходимо ввести еще один важный физический термин – коэффициент облученности. Не прибегая к замысловатым формулировкам из физики и тригонометрии поясним. Коэффициент облученности – это та порция тепловой энергии, которая способна излучаться на Ваше тело с какой либо поверхности. Так, как человек существо чаще всего прямоходящее, располагающееся по меньшей мере 16 часов в день в вертикальной плоскости, то очевидно, что с поверхности пола излучить тепло на наше тело сложнее чем с поверхности стен. Так и получается физически. Справочные значения коэффициентов облученности на поверхность тела человека будут составлять: от пола

0,130, с поверхности стены

0,240. Дальше по порядку.

Если например мощность системы теплого пола в помещении составляет 500 Вт, то при ее работе на тело человека будет нарямую излучаться порядка 65 Вт (восполняя около 60% всех тепловых потерь организма), остальное тепло передается посредством теплопередачи через стопы (смотри статью «Водяной теплый пол АВАНТЭН. Принципы снижения эксплуатационных затрат») и конвекцией. Распределение температур воздуха по помещению достаточно ровное (см. рисунок) и в среднем составляет около 20 оС. Циркуляция воздуха отсутствует, тепло между воздушными слоями передается преимущественно диффузионно.

Отопление теплым плинтусом – это посути комбинированное отопление теплыми стенами и теплым полом. Плинтус не работает по-другому (смотри статью «Физический аспект эффективности плинтусного отопления зданий»). При этом, благодаря еще большей лучистой составляющей в таком виде отопления (коэффициент облученности 0,240) человек себя достаточно комфортно ощущает в помещении даже если температуа воздуха в нем установлена на уровне +18 оС, благодаря достаточно равномерному ее распределению по объему. Среднюю температуру с небольшим приближением можно принять порядка 19 оС. Отопление теплым плинтусом не напряму нагревает поверхность пола и стен, а в основном за счет конвекции небольшого объема воздуха, струящегося вдоль их поверхностей. При этом на тепловую работу тратится в лучшем случае около 1% тепловой энергии.

Таким образом по соотношению средних температур в помещениях несложным будет посчитать в цифрах сравнительную эффективность той или иной системы отопления.

Физический смысл цифр приведенных в таблице сводится к тому, что
если одно и тоже помещение отапливать, так чтобы человеку, находящемуся в нем было комфортно, попеременно тремя разными системами, то самые большие потери тепла будут у помещения с радиаторами, помещение с водяным теплым полом потребует на 21% энергии меньше, помещение же с теплым плинтусом позволит на 24% уменьшить потребность в теплоте. И, все это благодаря, главным образом, более рациональному распределению тепла по объему здания.

Считаем необходимым отметить, что как видно из материала статьи расчетный пример показан для здания со стандартной (квартирной) высотой потолков. С увеличением высоты помещения, разница в энерго-эффективности между радиаторами и излучательными системами отопления (водяным теплым полом и теплыми плинтусами) будет только увеличиваться.

Основные варианты отопления коттеджа 5. Электрический котел

Стоимость автоматического электрокотла нужной нам мощности (30 кВт) составит примерно 50 тыс. рублей (менять его придется каждые 10 лет). Еще придется доплатить за дополнительную мощность ввода, а это как минимум 10 тыс. рублей за киловатт (мы берем в расчет самые разумные цены на рынке). Итого стоимость подключения составит 300 тыс. рублей.

Стоимость киловатт-часа электроэнергии в Московской области — 4,81 руб./кВт*ч, КПД котла — 99%. Итого получим ежегодную стоимость отопления — 413 000 руб.

А с учетом стоимости оборудования — 424 000 руб. в год.