Какое отопление в частном доме самое экономичное и как сделать его еще дешевле

Обогрев дома в зимние холода выливается в серьезные затраты. Хотите научиться экономить? Предлагаю сравнить несколько популярных разновидностей отопительного оборудования, дать оценку их экономичности и разобраться, как можно снизить накладные расходы на отопление.

Наша цель — сократить затраты на отопление.

Прямое сравнение по стоимости киловатт-часа

Давайте выясним, какой будет цена киловатт-часа тепла при использовании разных источников тепловой энергии.

Вот примерные цены на момент написания статьи (январь 2017 года):

1. Магистральный газ — 0,7 р.;
2. Сухие дрова — 0,9-1,2 р.;
3. Пеллеты — 1,4-1,5 р.;
4. Каменный уголь — 1,5-1,6 р.;
5. Пропан из газгольдера — 2,3-2,5 р.;
6. Пропан из баллонов — 2,8-3,0 р.;
7. Дизельное топливо — 3,2-3,6 р.;
8. Электроэнергия — 4,0-5,0 р.

КПД любого электрокотла равен 100%. Так называемые экономичные электрические котлы существуют только в воображении продавцов.

Стоимость киловатт-часа тепла в каждом регионе будет разной, поскольку зависит от местных цен и коммунальных тарифов. Например, в Севастополе, где я живу, электроэнергия на 40% дешевле, чем в Москве (до 600 кВт ч в месяц — 2,96 р./кВт ч против 5,38), а пеллеты — вдвое дороже (15000 рублей за тонну против 7000).

Выводы абсолютно очевидны. Безусловным лидером по дешевизне является магистральный газ.

Настенный газовый отопительный котел — лидер по дешевизне киловатт-часа.

Как экономично отопить дом в его отсутствие?

На удалении от газовых магистралей выгоднее всего топить дровами. За ними с минимальным отрывом следуют пеллеты и уголь.

Дешевле, еще дешевле

Камрады, выбрать источник тепла — не вся наша задача. Один и тот же источник можно использовать разными способами, и некоторые из них будут заметно экономичнее остальных. Я расскажу о нескольких решениях, которые позволят вам заметно снизить расходы на отопление.

Утепление фасада

Любые системы отопления всего лишь компенсируют утечки тепла через ограждающие конструкции здания, окна и вентиляцию. На потери через стены приходится до 35% от общего их количества, через крышу и окна — по 25%, через пол — до 15%.

Существует масса способов утепления загородного дома; я опишу лишь несколько наиболее популярных.

	Пенопластовая шуба (крепление на цементный клей и дюбели — «грибки» листов пенопласта с их последующим шпаклеванием по армирующей сетке).
	Шуба из минваты (схема утепления та же, но с другим теплоизолирующим материалом — матами проклеенной минеральной ваты). Она выгодно отличается от пенопластовой минимальной пожароопасностью.
	Утепленный вентфасад. Минвата крепится на стены и перекрывается ветрозащитной мембраной, а поверх нее — металлической или пластиковой облицовкой, закрепленной на каркасе из оцинкованного профиля или бруска.
	Утепленная стяжка. Она укладывается на бетонную плиту перекрытия или дощатый настил поверх слоя плотного пенопласта или пенополистирола.
	Утепленное перекрытие по деревянным балкам. Утеплитель укладывается в промежуток между балками, поверх подшитого снизу или уложенного на черепные бруски настила. Сверху он может быть перекрыт только гидроизоляцией (на холодном чердаке) или настильным полом по лагам (на жилом этаже или эксплуатируемом чердаке).
	Насыпное утепление. Промежутки между балками или плитное перекрытие засыпаются 20 — 30 сантиметрами керамзита или металлургического шлака.
	Энергосберегающие окна. Стекло с тончайшим металлическим напылением непрозрачно в инфракрасном спектре и отражает тепловое излучение в сторону отапливаемого помещения.
	Утепление крыши. Минвата или пенопласт укладываются в промежутки между стропилами и закрываются пароизоляцией.

Крыша моей мансарды утеплена двумя материалами — 50-миллиметовым слоем минваты и таким же по толщине пенопластом. Мансарде площадью 60 м2 с панорамными энергосберегающими окнами в 26 квадратов для поддержания в ней комфортных +20С в -20 на улице хватает тепловой мощности в 4 киловатта.

За счет чего экономим: за счет сокращения теплопотерь, которые должна компенсировать система отопления.

Размер экономии: коэффициенты утепления, используемые в теплотехнических расчетах, варьируются от 0,6 до 4. Разница между крайними сценариями (дом с наружной пенопластовой шубой и энергосберегающими окнами с одной стороны и неутепленный склад со стенами из профлиста с другой) — в 6 с лишним раз. Именно настолько можно сократить расходы на обогрев за счет утепления.

Тепловизор показывает утечки тепла.

Конденсационный газовый котел

Конденсационные газовые — это самые экономичные котлы для отопления частного дома.

Как устроены: в котле есть два теплообменника. Один из них отбирает тепло у продуктов сгорания магистрального газа. Второй служит для их конденсации. Конденсат отводится в канализацию дренажной трубкой.

Два теплообменника конденсационного котла отбирают тепло и у продуктов сгорания, и у продуктов их конденсации.

Справка: основные продукты сгорания углеводородов — углекислый газ и вода.

За счет чего экономим: за счет использования полной теплоты сгорания, включающей теплоту конденсации водяного пара. Как известно, испарение воды требует расхода энергии. При конденсации пара эта энергия выделяется и в нашем случае утилизируется теплообменником.

Размер экономии: 11 — 13%. С учетом теплоты сгорании газа это позволяет маркетологам заявить для конденсационных котлов невероятный КПД в 107%. За 100% берется, разумеется, теплота сгорания газа без учета конденсации водяного пара.

Так, по мнению продавцов, формируется КПД прибора.

Пиролизный котел

И без того экономное отопление дровами можно сделать еще более экономным при использовании пиролизного котла. Бонусом владелец получает увеличение промежутка между растопками с 2-4 до 10-12 часов.

Как устроен: в пиролизном котле (газогенераторе) сгорание топлива разбито на два этапа. Вначале дрова тлеют при ограниченном доступе воздуха и высокой температуре. В процессе пиролиза от них остается лишь небольшое количество золы, а основной объем топлива превращается в СО (угарный газ) и летучие углеводороды.

Попадая в камеру дожигания, перегретые горючие газы смешиваются с подающимся через инжекторы свежим воздухом. При этом они воспламеняются и полностью сгорают. На выходе котла — пресловутые СО2 и Н2О.

Принцип работы газогенераторного котла.

За счет чего экономим: за счет полного сгорания топлива (и, соответственно, максимального КПД) при ограничении тепловой мощности. В классическом твердотопливном котле для регулировки мощности служит заслонка поддувала (нередко снабжаемая термостатом). При ограниченном притоке воздуха часть топлива в буквальном смысле вылетает в трубу — газообразные углеводороды не успевают догореть в топке.

Цепочка соединяет термостат с поддувалом и прикрывает его при росте температуры теплоносителя.

Размер экономии: до 30%. Именно настолько падает КПД классического котла при неполном сгорании топлива.

Твердотопливный котел и теплоаккумулятор

Как сэкономить на отоплении, используя твердое топливо и классический котел?

Установить в разрыв отопительного контура теплоаккумулятор.

Как устроен: теплоаккумулятор — это большая теплоизолированная емкость с патрубками для подключения к нескольким отопительным контурам. Он используется, как легко догадаться по названию, для накопления тепла.

Бак объемом 3000 литров при нагреве воды с 40 до 80 градусов накопит 175 кВт ч тепловой энергии, которой хватит для обогрева дома в 90 квадратов в течение суток.

Буферная емкость в подвале коттеджа.

Теплоаккумулятор замыкает на себя два отопительных контура с принудительной циркуляцией:

1. Первый соединяет его с отопительным котлом;
2. Второй объединяет бак с отопительными приборами.

Схема подключение теплоаккумулятора.

За счет чего экономим: за счет работы котла на номинальной мощности и с максимальным КПД. Полученное тепло запасается в теплоаккумулятор и используется для того, чтобы обогреть дом в последующие несколько часов.

Бонусом владелец получит более редкие растопки котла — в зависимости от объема бака и площади дома от раза в 12 часов до раза в сутки.

Размер экономии: те же 10 — 30%, которые теряются при работе классического твердотопливного котла с принудительно ограниченной мощностью.

Электрокотел и теплоаккумулятор

Как сделать электрическое отопление более дешевым?

Связка из электрокотла, двухтарифного счетчика и уже знакомого нам теплоаккумулятора позволит обогревать дом сравнительно дешево.

Двухтарифный счетчик раздельно регистрирует дневной и ночной расход электроэнергии.

Как устроено:

• Буферная емкость и в этом случае замыкает на себя два контура, объединяющих ее с котлом и отопительными приборами;
• Ночью котел включается по таймеру и греет воду в баке;
• Днем накопленное тепло поддерживает комфортную температуру в доме.

За счет чего экономим: за счет расхода электроэнергии во время действия более дешевого ночного тарифа.

Размер экономии: я приведу московские цены. Если на одноставочном тарифе за киловатт-час электричества придется заплатить 5,38 рубля, то на двухставочном в ночное время тот же киловатт-час обойдется уже в 1,64 р. Экономия — 70%.

Теплый пол

Внутрипольное отопление может быть реализовано несколькими способами:

• Укладкой труб с теплоносителем в утепленную стяжку;

Укладка труб водяного теплого пола.

• Укладкой греющего кабеля в слой плиточного клея под кафельной плиткой;
• Пленочными нагревателями под паркетом, ламинатом или линолеумом.

Пленочный теплый пол под моим рабочим столом. Он создает комфортные условия для работы даже при +16 в доме.

Вне зависимости от того, какие виды топлива используются для обогрева, теплый пол позиционируется как экономичное отопление.

За счет чего экономим: за счет снижения средней температуры внутри дома. При конвекционном отоплении радиаторами или настенными конвекторами +22°С на уровне пола будет при +27 — +30 под потолком. Средняя температура — 25 – 26°С.

Вы часто ходите по потолку или отдыхаете на нем? Я вот тоже нет. Гравитация, знаете ли.

Очевидный вывод — нагрев воздуха под потолком абсолютно бесполезен. Он приводит лишь к росту утечек тепловой энергии через крышу или перекрытие: тепловой поток прямо пропорционален разнице температур по обе стороны ограждающей конструкции.

В случает теплого пола при его нагреве до +22 под потолком будет +16. Средняя температура — +19. Уменьшая среднюю температуру, мы уменьшает теплопотери.

Распределение температур в отапливаемом объеме: конвекционное отопление радиаторами и полы с подогревом.

Размер экономии: зависит от погоды на улице. Кроме шуток. При 0С на улице снижение температуры воздуха в доме с 25 до 19 даст экономию в 24%, а при -10 — всего в 15%.

Инфракрасный обогрев

Отопление дома электричеством можно удешевить, используя инфракрасные обогреватели. Они могут представлять собой:

• Приборы с высокотемпературной нагревательной спиралью в кварцевой трубке;
• Пленочные нагреватели, установленные под чистовую отделку стен или имитирующие картины, фотографии, настенные панно и т.д.;

Настенный пленочный обогреватель, стилизованный под картину.

• Стеклянные, керамические или металлические панели.

Ключевое отличие ИК-нагревателей от конвекционных прямо вытекает из их названия: большая часть тепла передается окружающей среде не при прямом контакте с воздухом, а благодаря тепловому излучению.

За счет чего экономим: разместив такой прибор под потолком, мы заставим его нагреть пол и стоящую на нем мебель. Они, в свою очередь, станут отдавать тепло воздуху в нижней части отапливаемого объема. В результате мы получаем аналог теплого пола, но с куда меньшими затратами.

Распределение температур — то же, что и в случае теплого пола.

Мало того, приборы могут быть легко установлены своими руками после окончания чистовой отделки. При монтаже теплого пола вам придется как минимум снять чистовое покрытие.

Поскольку ИК-излучение будет греть не только пол, но и всех находящихся в помещении людей, комфортная температура снизится еще сильнее, чем при использовании теплого пола — до 14-15 градусов.

Размер экономии: при 0С на улице снижение средней температуры в помещении с 25 до 15 градусов даст экономию в 40%.

Солнечные коллекторы

Если солнечные батареи предназначены для выработки электроэнергии, то солнечные коллекторы используются для нагрева воды. Коллектор может быть плоским или трубчатым; лучшие модели этих приборов утилизируют до 85% солнечного тепла.

Трубчатые коллекторы на крыше коттеджа.

Основная проблема этих приборов — в том, что они работают только в светлое время суток. Мало того: количества тепла, которое производит коллектор, меняется в зависимости от погодных условий. Именно поэтому солнечное тепло используется лишь в качестве дополнительного источника энергии для отопления.

Для накопления тепловой энергии в отопительных системах с солнечными коллекторами используется наш старый знакомый — теплоаккумулятор.

За счет чего экономим: за счет утилизации абсолютно бесплатного теплового излучения Солнца.

Эксплуатационные расходы — 0 рублей, 0 копеек.

Размер экономии: в средней полосе России ясным днем с квадратного метра поверхности коллектора можно снять киловатт тепла. При продолжительности светового дня в 8 часов теоретический максимум количества тепловой энергии, полученной с площади в 1 м2 — 8 кВт ч. Батарея коллекторов площадью в 60 м2 способна вырабатывать 8*60=240 кВт ч в сутки.

Даже один коллектор площадью 2 м 2 , вырабатывающий 8 киловатт-часов тепла в день, сократит расходы на электроотопление ТЭНовым котлом на 800 — 1000 рублей в месяц.

Все это в теории.

На практике картина не настолько безоблачна:

1. Пасмурным зимним днем мощность коллектора падает до 100 ватт на квадрат;

Плотная облачность снижает эффективность солнечного отопления в 10 раз.

2. Приборы с общей площадью в 60 м2 обойдутся по нынешним ценам в 600-700 тысяч рублей. Солнечное тепло — дешевое на стадии эксплуатации, но никак не при покупке оборудования.

Любопытный факт: энергетика Европы несколько лет назад взяла курс на солнечные коллекторы и другие альтернативные источники тепла. В частности, на Кипре общая площадь коллекторов составляет 800 м 2 на 1000 человек населения. В России — 0,2 м 2 на 1000 человек.

Их нравы.

Обогрев тепловыми насосами

Тепловые насосы работают на электроэнергии и, несмотря на это, являются источником очень дешевого тепла.

Как это возможно?

Давайте изучим рабочий цикл прибора.

Принципиальная схема теплового насоса.

1. Компрессор сжимает газообразный фреон. При избыточном давлении тот превращается в жидкость и нагревается;
2. В теплообменнике у нашего горячего парня отбирается избыточное тепло. Оно утилизируется для нагрева воздуха в доме (напрямую или при посредстве теплоносителя);
3. На расширительном клапане давление хладагента резко падает, и он испаряется. При этом температура фреона мгновенно падает на несколько десятков градусов;
4. Во внешнем теплообменнике газообразный хладагент греется за счет внешней среды;
5. Подогретый газ сжимается компрессором — и цикл повторяется.

Внешняя среда может быть гораздо холоднее, чем воздух в доме. Главное — чтобы фреон при прохождении теплообменника был еще холоднее.

Какие именно среды могут служить источником тепла?

• Уличный воздух. Лучшие модели воздушных тепловых насосов способны отапливать дом при -25 на улице;

Внешний блок воздушного теплового насоса Nibe F2300.

• Грунт. Глубже уровня промерзания его температура круглый год выше нуля. Теплообменники могут погружаться в скважины или укладываться в траншеи;

При горизонтальной укладке отведенная под коллектор площадь должна троекратно превышать отапливаемую.

Монтаж горизонтального коллектора геотермального теплового насоса.

• Вода. Теплообменник укладывается в незамерзающий водоем (желательно — проточный). Источником тепла могут служить и грунтовые воды: они отбираются из скважины и после охлаждения сбрасываются во вторую, дренажную скважину.

За счет чего экономим: за счет того, что на каждый потребляемый компрессором киловатт насос перекачивает в дом 3-6 киловатт тепла. Эта его особенность снижает стоимость киловатт-часа энергии до уровня дровяного котла — при несравнимом удобстве пользования. Тепловой насос может работать в автономном режиме, без всякого обслуживания неограниченно долго.

Большая часть тепла достается владельцу дома абсолютно бесплатно.

Размер экономии: по сравнению с прибором прямого нагрева — те самые 3-6 раз. Точное значение зависит от:

1. Температуры наружного теплообменника. Чем холоднее среда, тем меньше тепла у нее можно отобрать;
2. Температуры внутреннего теплообменника. С ее ростом уменьшается теплоотдача насоса на киловатт мощности.

Именно поэтому с тепловыми насосами обычно используют теплые полы или низкотемпературное радиаторное отопление.

Система отопления с геотермальным насосом и теплым полом.

Основной источник тепла в моем доме — инверторные кондиционеры, разновидность воздушных тепловых насосов. Полезную площадь в 154 квадрата отапливают 4 прибора с общей пиковой тепловой мощностью 14 кВт, потребляющие от 1,2 до 4 кВт в зависимости от уличной температуры. На нужды отопления уходит около 1500 кВт ч электроэнергии в месяц.

На фото — внешний блок сплит-системы, отапливающей мансарду.

Заключение

Искренне надеюсь, что мои рекомендации и опыт помогут читателю подобрать экономичную и доступную по цене схему отопления. Как всегда, видео в этой статье даст вам возможность познакомиться с дополнительной информацией. Жду ваших комментариев. Успехов, камрады!