Отопление домов в США – чем обогреваются американские жители?

В Соединенных Штатах у каждого многоквартирного дома есть собственная котельная. Бывает, что даже каждая квартира в таких домах отапливается отдельно. Топят там преимущественно маслом (Oil – в действительности это — дизельное топливо, однако американцы называют — масло), газом или электричеством. Масло – очень доступное топливо, но в тоже время и наименее надёжное, так как если оно в баке закончится, необходимо звонить в компанию, производящую торговлю им, после чего ты полностью зависишь от обязательности и загруженности работой данной компании.

По всему городу холодная вода подаётся по централизованному принципу, а греют воду непосредственно на месте, так и потери тепла отсутствуют. По большому счету, теплоцентраль — тут явление очень редкое, но все же встречается.

Капитальный ремонт производится при необходимости. Есть предел низкой температуры в квартире, и когда становится холоднее данного значения, жилец может вправе вызвать городского инспектора и причинить серьезных неприятностей хозяину квартиры. Поэтому, как только поддерживать текущую отопительную систему становится очень дорого и сложно — производится капитальный ремонт. Либо же когда появляются более экономичные виды нагревателей, и топливо поднимается в цене.

В частных американских домах очень часто практикуют воздушное отопление. Так, по трубам и в полу монтируются специальные резервуары для горячего воздуха, от которых и обогревается помещение. Это относительно экономичный и эффективный тип отопления.

Система воздушного отопления

Что такое система воздушного отопления, и чем она отличается от традиционного для нашей страны водяного отопления? Почему оно так распространено в США и Канаде, где системы воздушного отопления практически полностью вытеснили все другие виды систем отопления?

Основные причины популярности

Известно, что популярность воздушное отопление в Америке приобрело после энергетического кризиса, разразившегося там в середине 70-х. Оказалось, что монтаж «воздушки» позволяет экономить до 30% энергоносителей, эффективно обеспечивая при этом максимальный комфорт и экологичность. Если это так, то жители малоэтажной Америки нашили по-настоящему оптимальное решение! За счет чего же достигается эта экономия, комфорт и экология?

Первое, что надо отметить, это «встроенная» в воздушное отопление функция принудительной вентиляции всех помещений. Хороший пример этой технологии – климатическая система для дома. В помещениях поддерживается приемлемый химических состав воздуха, его чистота и подвижка, что в совокупности характеризуется понятием «свежий воздух». Вы скажете: это достигается за счет необходимой кратности воздухообмена, но причём здесь экономия? Ведь через дом 250 кв. м с высотой потолков 3 м нужно:

• прогонять 1500 куб. м в час уличного воздуха, чтобы обеспечить только 2-х кратный воздухообмен;
• нагреть воздух, почистить от пыли, распределить по помещениям;
• то же колоссальное количество уже «грязного» воздуха выбросить на улицу вместе с теплом дома.

Ну и где же здесь экономия?

Правильно. Известно, что на одного человека достаточно подавать в помещение, в котором он находится, порядка 60 куб. м свежего воздуха в час. Для, скажем, четырёх человек это будет, соответственно, 240 куб. м. Загвоздка заключается в том, что люди могут находиться в разных помещениях или собираться на время в одном. По этой причине и придумана схема кратности воздухообмена целиком в доме с её пугающим объёмом (в нашем примере 1500 куб. м).

Хитрые американцы

Но американцы смекнули: с улицы надо брать воздух только для дыхания всей семьи (240 куб. м). В доме же нужно обеспечить циркуляцию воздуха по всем помещениям с необходимой кратностью. Исключив, при этом, санузлы, кухни и технические помещения (из этих помещений и будут удаляться эти, но уже «грязные» 240 куб. м). Понятно, что с 240 куб. м выбрасываемого через вытяжку воздуха уйдёт в разы меньше тепла из дома, чем с 1500 куб. м (точнее в 6,25 раза меньше!). Вот Вам и экономия! Хорошо, а причём здесь отопление воздухом в частном доме?

Дело в том, что любая система отопления предназначена для компенсации теплопотерь дома с целью поддержания необходимого уровня температуры внутри. Именно этой цели служат теплогенераторы для воздушного отопления. Скажем, у рассматриваемого дома площадью 250 кв.м (внутренний объём 750 куб.м) теплопотери составляют 15 кВт (вместе с теплом, необходимым для нагрева 240 куб. м приточного воздуха). Что если использовать уже имеющуюся для вентиляции циркуляцию воздуха в доме для его отопления?

В общем случае 1 куб.м воздуха, как теплоноситель, может нести около 10 Вт тепла. В доме у нас «вращается» порядка 1500 куб. м воздуха (2-х кратный воздухообмен), т.е. если нагреть весь этот воздух и распределить по помещениям, то получим 15000 Вт или те же 15кВт, которые нам так необходимы для отопления! Нет необходимости в батареях и трубах с горячей водой по всему дому! Нет «перетапливания» второго этажа! А как изящно можно решить проблему охлаждения (кондиционирования) летом, что, в силу географического положения, так важно для американцев!

Дополнительные «плюшки»

Циркулирующий по помещениям воздух мы в этом случае охлаждаем одним теплообменником (испарителем кондиционера или водяным охладителем) вместо 4-х, 5-ти «сплитов» с их реальными сквозняками внутри дома! Ничего не мешает «в одной точке» увлажнить весь воздух дома или обработать его ультрафиолетовой лампой для обеззараживания. Не говоря уже о том, что весь воздух дома, вместе с приточным, обязательно подвергается очистке в системном фильтре.

Думается, что теперь понятен выбор воздушного отопления частных домов американцами и канадцами. Остается вопрос о цене этого счастья. И здесь прагматичные жители Северной Америки не прогадали. Даже в российских условиях, для загородных домов площадью более 150 кв.м, «воздушка» дешевле, чем набор наших традиционных систем с теми же функциями. А для дома в 400 квадратов, не говоря уж о производственных помещениях, она дешевле уже в 2 раза!

А недостатки, ну должны же они быть? Да, если к ним относить сравнительно малое число специалистов, способных грамотно вписать воздушное отопление в новый дом. Именно в новый — на стадии проектирования. Это тоже недостаток?

Выгодно ли отапливать дом по-канадски? Что говорят о системах воздушного отопления

Какое бы топливо вы ни сжигали в своем котле, общая схема системы отопления будет одинаковой — котел нагревает воду, которая поступает по трубам к радиаторам. Те в свою очередь нагреваются и обогревают собой воздух и предметы в комнате. Такая система проверена временем и миллионами домовладельцев. Но у нее есть альтернатива — отапливать дом можно воздухом, без воды и радиаторов. И, кстати, в Северной Америке, Канаде именно воздушное отопление применяют в подавляющем большинстве частных домов. Такие системы появляются и в белорусских домах. Разбираемся, как они работают, какие задачи решают и сколько стоят.

Тепло без посредников

Главное отличие воздушного отопления от водяного в том, что в системе отсутствуют посредники — котел прогревает непосредственно воздух, а не воду в металлических радиаторах. Как следствие — затраты на отопление воздухом будут ниже. Еще одно важное преимущество — при оснащении дополнительным оборудованием система будет работать не только на обогрев помещений, но и на кондиционирование и вентиляцию комнат, фильтрацию и увлажнение воздуха.

Главный элемент системы воздушного отопления — газовый воздухонагреватель.

Простейшая система воздушного отопления состоит из газового воздухонагревателя, воздуховодов, фильтра и специальных решеток, через которые воздух поступает в помещения. Из них воздух по другим (обратным) воздуховодам идет в теплообменник воздухонагревателя. То есть система работает на рециркулируемом воздухе, с небольшой подпиткой наружного. Все подающие решетки имеют регулировку по направлению и расходу воздуха.

Самая важная и дорогая часть системы — воздухонагреватель. По сути, это мощный тепловентилятор — воздух из комнат втягивается по воздуховодам в его корпус со встроенным вентилятором и прогоняется через теплообменник, внутри которого горит газ. Продукты сгорания выводятся на улицу через дымоход. На рынке представлен достаточно широкий перечень оборудования таких марок, как Goodman, Lennox, Rheem, Carier. Все они производятся в США. Сергей Синяк, директор компании «Альтернативные системы комфорта» говорит, что конструктивно они схожи, но каждая марка имеет свои особенности:

— Goodman — наиболее прост в исполнении, значит, и более надежен. Это оборудование представлено на рынке РБ уже около 10 лет. Lennox стали поставлять в прошлом году. Обладает большим функционалом, в нем установлены уже двухступенчатые горелки. Это означает, что воздухонагреватели имеют два уровня тепловой мощности: высокий уровень для холодных зимних дней и низкий уровень для мягких дней. Двухэтапное отопление устраняет резкие перепады температуры, которые возможны при работе одноступенчатого нагрева. Плюс тихая работа, улучшенная фильтрация воздуха и экономия топлива.

Газовоздушный теплообменник, изготовленный из высокопрочной алюминизированной стали.

Rheem и Carier отличаются от Lennox улучшенными показателями по уровню шума и по показателям КПД.

Если в традиционной системе отопления оборудование можно установить с «запасом» по мощности, то для воздушного отопления такие подходы неприемлемы:

— Требуемая мощность воздухонагревателя определяется только теплотехническим расчетом, — говорит Сергей Синяк. — Сначала суммируются все теплопотери помещений здания. Зная величину теплопотерь, мы подбираем необходимое оборудование. В отличие от водяных систем, просчеты на данном этапе для воздушного отопления крайне чувствительны. Если в водяном отоплении можно заложить запас по мощности 30% и при этом значительного удорожания системы не будет, то для воздушного отопления такой роскоши нет. Увеличение мощности оборудования неизменно влечет за собой увеличение количества воздуховодов, сечения решеток, увеличения диаметров регулировочных клапанов и т.д. В результате стоимость системы резко возрастает.

Элементы системы

Система способна наращиваться по мере необходимости и финансовых возможностей владельца дома.

Важный элемент системы — модуль фильтрации. В воздухе жилых помещений всегда есть пыль, пыльца, споры микроорганизмов и растений, бактерии, перхоть домашних животных, частицы жира и дыма из кухни. И от всего этого воздух надо очистить.

Самый простой механический фильтр улавливает крупные частицы пыли. Электростатический способен очистить воздух от частиц размером до 0,03 мкм. Как опция в электронный фильтр устанавливается дополнительная секция с угольным фильтром. В фильтрационном модуле можно установить еще и бактерицидную лампу для обработки воздуха ультрафиолетом. УФ-свет убивает бактерии, вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы.

Для регулирования влажности воздуха (что актуально в зимний период) систему воздушного отопления дополняют увлажнителем.

Для энергоэффективной вентиляции в состав системы воздушного отопления может быть включена еще и приточно-вытяжная установка с пластинчатым рекуператором.

При желании система дополняется и кондиционером. Он состоит из двух блоков: испарительного и конденсаторного. Испарительный блок устанавливается на выходе воздухонагревателя в системе воздушного отопления или в вентиляторный блок. Конденсаторный блок устанавливается снаружи помещения. Циркуляцию воздуха по системе воздуховодов обеспечивает вентилятор воздухонагревателя.

Комнатный термостат.

Наиболее простой способ регулирования температуры воздуха в доме предполагает наличие программируемого термостата. Он управляет работой обогревателя, кондиционера и вентиляции. При отсутствии людей в доме поддерживается экономичный режим работы оборудования, а к их приходу, в соответствии с установленным заданием, термостат создает более комфортные условия — включит кондиционер или обогреватель, проветрит дом.

Система также позволяет управлять температурой и влажностью в нескольких зонах внутри здания. Каждая из зон может иметь собственную независимую температурную настройку.

Сети воздуховодов от воздухонагревателя разумнее прокладывать до этапа внутренних отделочных работ в стенах, потолках полах. Разумеется, в каркасном доме это сделать гораздо проще. Как правило, расположение воздуховодов и тип воздухораспределительных устройств проектировщик определяет еще на стадии проектирования коттеджа или при его реконструкции.

Крайне важно, из чего изготовлены воздуховоды. Они передают теплоноситель и влияют на потери тепла при транспортировке, и именно от них зависит, будет ли образовываться шум при работе системы.

Например, на практике доказано, что металлические оцинкованные воздуховоды, хоть и самые дешевые, очень хорошо проводят шум. Следовательно, в жилых домах их использовать не стоит. А вот на производстве, в административном здании — без проблем. Подающие воздуховоды из металла также необходимо термоизолировать.

Гибкие теплоизолированные воздуховоды позволяют построить достаточно дешевую систему. Они прекрасно транспортируют тепло без потерь. К недостаткам применения этих воздуховодов следует отнести большие гидравлические сопротивления, относительно невысокий срок службы, невозможность очистки от пыли, сложность изготовления центральных трасс.

Наилучший материал для изготовления воздуховодов для систем воздушного отопления — плиты на основе минваты Ursaair или Climaver. Единственным его недостатком является высокая стоимость.

В топочной Алексея.

«В самый холодный месяц нагорает не больше 250 кубов газа»

Алексей, владелец частного коттеджа недалеко от Минска, одним из первых в Беларуси установил систему воздушного отопления и после четырех лет эксплуатации о своем решении нисколько не жалеет:

— Дом строился по каркасной технологии. Еще до внутренних работ решался вопрос, как его отапливать. Газ к участку не был подведен, и перспективы были довольно туманными. И все же, взвесив все плюсы и минусы, решился на воздушную систему. Нашел специалистов, которые сделали проект и смонтировали все оборудование. После монтажа всех воздуховодов закончил внутреннюю отделку. Для интерьера это несомненный плюс — нет радиаторов и труб. Видимая часть системы — это всего лишь вентиляционные решетки в полу и потолках.

Система воздушного отопления не нарушает дизайн интерьеров: в комнатах нет ни радиаторов, ни труб с теплоносителем.

Решетка — вверху.

— Сердце системы — воздухонагреватель, или как его по-другому еще называют, газовая печь «Гудман», — рассказывает Алексей. — От котла по всему дому протянуты воздуховоды. Часто спрашивают — не свистит ли, не шумит при подаче в комнаты воздух. Нет, посторонних звуков система не издает. Возможно, если бы система прокладывалась без проекта и серьезных расчетов, то все бы это проявилось. А так гудение котла слышно только в топочной.

Кстати, требования к котельной такие же, как и для помещений с газовым котлом: следует предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию, окно и форточку, а также ввод электропитания с заземлением. Кроме того, должен быть выполнен проект ввода, разводки и подключения магистрального газа. Все разрешения я получил без проблем.

К завершению строительства газ так и не подвели, поэтому некоторое время котел работал на баллонном газе. Одного баллона хватало на 4 дня. К счастью, наш район все же газифицировали, и вот уже четыре года система работает на природном газе.

Самый большой плюс воздушного отопления — быстрый прогрев помещения. Энергия сжигаемого газа сразу передается воздуху. Например, температура в помещении с 16 до 22 градусов поднимается максимум за полчаса.

Еще один важный плюс — существенная экономия газа. В самый холодный январь на отопление 160 м² расходуется всего 250 кубов. В более теплые дни расход еще меньше — 150−200 кубов. Для меня было важно, чтобы работу системы можно было отрегулировать под потребности семьи. Когда нас нет, автоматика поддерживает минимальную температуру, например, 18 градусов. А к нашему приезду дом прогревается до 22 градусов.

Подача теплого воздуха в обогреваемые помещения осуществляется по сети приточных воздуховодов, выпуски которых подключены к диффузорам, вмонтированным в пол или стены и декорированным воздуховыпускными решетками.

В моей системе из всех возможных опций есть только увлажнитель воздуха. Кондиционер устанавливать пока не собираюсь. С фильтрацией воздуха прекрасно справляется электронный фильтр, но думаю дополнительно установить лампы УФ очистки воздуха. Пыли, кстати, в доме нет совершенно.

Обслуживать систему достаточно просто. Из всех забот — лишь промывка фильтра раз в два месяца. Возможно, нужно будет через какое-то время чистить воздуховоды, но этим занимаются специалисты компании, которая устанавливала оборудование. Но пока этого не требуется.

А вот горячую воду мой котел не делает — для этих целей установил газовый котел, который греет воду и отапливает баню. Следовательно, если решитесь на воздушное отопление, будьте готовы дополнительно решать вопрос с подогревом бытовой воды.

Еще нужно учесть, что воздушка не предполагает теплых полов. Поэтому, если у вас напольное покрытие плиточное, то оно будет всегда холодным. Тут или электрические полы под плитку предусмотреть нужно, или от газового котла сделать контур.

Вся система, с проектированием, оборудованием и монтажом, обошлась мне в 12 тысяч долларов. За все время эксплуатации система не дала ни одного повода для расстройства — все работает в штатном режиме. Выскакивала пару раз ошибка на котле, но приезжал специалист и все быстро исправлял.