Котел для дома: 6 рекомендаций по выбору отопительного оборудования

По каким признакам нужно подбирать котел для дома? Сегодня нам с читателем предстоит знакомство с современным рынком отопительных котлов и некоторых других источников тепла. Мы выясним, какие из них наиболее экономичны и удобны, и познакомимся с решениями, позволяющими дополнительно снизить эксплуатационные расходы или повысить комфортабельность пользования. Статья будет построена в виде ответов на часто задаваемые вопросы.

Котельная в частном доме.

Огласите весь список

1. Какие бывают котлы для отопления частного дома по типу топлива?

Список невелик:

• Твердотопливные (на дровах и угле);
• Пеллетные. Я выделяю этот вид твердого топлива в отдельную категорию из-за особенностей устройства котла, увеличивающих автономность этого источника тепла с нескольких часов до недели;
• Дизельные (на соляре);
• Котлы на отработанном моторном масле;

Котел на отработке.

Этот вид топлива поставляется станциями техобслуживания и авторемонтными мастерскими. При той же теплоте сгорания, что у солярки, стоимость литра отработки в 5-6 раз ниже. Главная проблема отработки в том, что далеко не всегда есть возможность наладить ее постоянную поставку, поэтому я исключу этот источник тепла из дальнейшего сравнения.

СТО платят за утилизация отработанного масла. Однако оно может служить топливом.

• Газовые. Как правило, они универсальны и могут после смены сопла переходить с природного магистрального газа на сжиженный пропан;
• Электрические. Они могут использовать для нагрева теплоносителя ТЭНы, электромагнитную индукцию (нагрев ферромагнитного теплообменника через диэлектрические стенки котла наведенными в нем вихревыми токами) или погруженную в воду пару электродов.

Многие производители предлагают комбинированные решения, позволяющие перейти с одного источника тепла на другой.

Вот несколько примеров:

• Твердотопливные котлы с дополнительными ТЭНовыми нагревателями;
• Универсальные котлы, сочетающие дровяную топку с камерой сгорания дизтоплива;
• Газовый котел, позволяющий после смены горелки перейти на солярку.

Устройство котла на дровах и газе.

Табель о рангах

Экономичность

2. Какой тип котла обеспечивает минимальную стоимость тепловой энергии?

Газовый. При сгорании магистрального газа цена киловатт-часа полученного тепла составит 0,5 — 0,7 рубля в зависимости от КПД прибора и региональных тарифов.

На фото — настенные и напольные газовые котлы.

Наиболее экономичны так называемые конденсационные газовые котлы. В отличие от традиционных, они утилизируют не только теплоту сгорания газа, но и теплоту конденсации водяного пара (напомню: при сгорании углеводородов образуются H2O и CO2). За счет этого КПД оборудования увеличивается на 11 — 13%.

Переход на сжиженный газ из газгольдера увеличит расходы примерно до 2,3 рублей за киловатт-час, а на баллоны — до 2,8 р/КВт-ч.

Установка газгольдера.

В затылок газовому оборудованию дышат дровяные и угольные котлы (0,9-1,2 и 1,5-1,6 рубля за киловатт-час соответственно).

Пеллеты занимают промежуточное положение между двумя другими видами твердого топлива (примерно 1,4 рубля/КВт-ч). Впрочем, региональные цены на них могут различаться в разы. Если в Москве они начинаются от 7000 рублей за тонну, то в Крыму, где я живу, самое выгодное предложение — 15000 р/т.

Дизельный котел в плане расходов держится на уровне сжиженного газа в баллонах — 2,8 — 3,2 рубля за киловатт-час.

Наконец, замыкают наш хит-парад электрические котлы с показателем 4 р/КВт-ч.

Электрокотел — самый невыгодный источник тепла.

Точная стоимость тепловой энергии, вырабатываемой электрокотлом, зависит от местных тарифов на электроэнергию.

Удобство

3. Какие виды котлов отопления для частного дома обеспечивают владельцу максимальный комфорт?

Начнем с определений.

Понятие комфортабельности пользования отопительным оборудованием включает:

• Автономность (способность котла длительное время поддерживать температуру в доме без участия владельца);
• Возможность гибко регулировать тепловую мощность, поддерживая постоянную температуру воздуха или хотя бы теплоносителя;

Выносной термостат дает возможность задать температуру воздуха в отапливаемом помещении и поддерживать ее независимо от погоды на улице.

• Минимальное количество раздражающих факторов (запахи, шум, занимаемое оборудованием пространство).

С точки зрения удобства пользования виды отопительных котлов для частного дома выстроятся уже в ином порядке.

На первом месте — электрические котлы. Они работают в автономном режиме неограниченно долго, гибко регулируют мощность в зависимости от потребности в тепле и не привязаны к дымоходу или вентканалу ввиду отсутствия продуктов сгорания.

Панель управления электрокотлом.

Сочетание газового котла с магистральным газом уступает электрическому лишь необходимостью отвода продуктов сгорания. Соответственно, оборудование привязано к вентиляции или (при использовании наддувной горелки и коаксиального воздуховода) к наружной стене дома.

Газовый котел, питающийся от газгольдера, требует заправки последнего один-два раза в отопительный сезон.

Дизельные котлы обладают автономностью, ограниченной только запасом топлива. К их минусам стоит добавить специфический запах солярового масла, необходимость хранения большого объема солярки (сотен, а то и тысяч литров) и высокий уровень шума, заставляющий выносить котельную в отдельное помещение.

Дизельная котельная с топливными баками.

Впрочем, уличные котлы отопления для частного дома могут устанавливаться под открытым небом. От предназначенных для внутреннего монтажа они отличаются утепленным кожухом, защищающим корпус от атмосферных воздействий и ограничивающим теплопотери.

Дизельный уличный котел для отопления частного дома.

Пеллетный котел с бункером для топлива и механизмом его подачи в топку может работать на одной загрузке до недели. Из ухода ему требуется только периодическая чистка зольника.

Пеллетный котел с топливным бункером.

Примерно столько же газовый котел способен проработать от 4-6 параллельно подключенных баллонов. Увы, раз в неделю владельцу предстоит не только сменить их, но и отвезти опустевшие баллоны на заправку.

В хвосте уныло плетутся дровяные и угольные отопительные котлы. Загрузка топки и чистка зольника нужна им каждые 3 — 6 часов. При растопке неизбежен запах дыма, а запас топлива (в случае угольного котла это и собственно уголь, и дрова для его розжига) нужно хранить в сухом месте — под навесом или в отапливаемом помещении.

Растопка угольного котла.

Промежуточные выводы

4. Как выбрать оборудование, отвечающее обоим требованиям — максимальной экономичности и удобству использования?

Несомненный лидер по совокупности экономичности и удобства — магистральный газ. Там, где нет газовых магистралей (либо газ по какой-то причине не может быть заведен в дом), экономному домовладельцу придется волей — неволей отапливаться углем или дровами, уделяя значительное время уходу за отопительным оборудованием.

В отсутствие газа твердое топливо делается самым дешевым источником тепла.

Пространство для маневра

Электричество

5. Есть ли какие-то способы сделать электроотопление более экономичным?

Да. Вот возможные решения для водяного отопления электрокотлом.

Теплый пол

Внутрипольные системы отопления (теплые полы) позволяют уменьшить расход тепла (и, соответственно, электроэнергии) за счет снижения средней температуры в помещении. Она, в свою очередь, снижается благодаря более рациональному распределению нагрева.

Теплый пол греет воздух именно там, где тепло необходимо — на высоте не выше человеческого роста. Под потолком температура на несколько градусов ниже. В результате уменьшается характерная для конвекционного отопления бесполезная утечка тепла через перекрытие и крышу.

Температура в помещении при конвекционном и внутрипольном отоплении.

Напомню: теплопотери пропорциональны разнице температур по обе стороны ограждающей конструкции здания.

У реализации водяного теплого пола есть пара тонкостей:

• В стяжку укладываются трубы без обслуживаемых соединений;

Для монтажа теплого пола используются трубы из гофрированной нержавеющей стали, сшитого и термомодифицированного полиэтилена, а также металлопластиковые.

Укладка теплого пола термомодифицированным полиэтиленом PE-RT.

• Максимальная длина контура теплого пола не может превышать 120 метров. Инструкция связана с высоким гидравлическим сопротивлением длинной трубы небольшого сечения. При дальнейшем увеличении ее длины циркуляционный насос просто-напросто не сможет продавить через нее достаточное количество горячей воды.

В больших помещениях проблема решается параллельным подключением к общему коллектору нескольких независимых контуров теплого пола.

Схема теплого пола с коллекторным подключением двух контуров.

Ночной тариф

Двухтарифная ставка подразумевает снижение стоимости электроэнергии в ночное время. Именно за счет ночного тарифа и достигается экономия: электрические котлы работают ночью, а днем простаивают.

Двухтарифный счетчик.

Но позвольте, разве днем в доме не станет холодно?

Нет, если запасти тепловую энергию в теплоаккумуляторе. Так называется объемный теплоизолированный бак с несколькими патрубками для подключения к двум и более контурам.

Схема с теплоаккумулятором работает так:

• Ночью вода циркулирует в двух контурах: котел — теплоаккумулятор и теплоаккумулятор — радиаторы. При избыточной мощности котла вода в баке нагревается на 30-40 градусов относительно исходной;

При нагреве с 30 до 70 градусов 3 кубометра воды поглощают 175 КВт-ч тепла. Этого достаточно для обогрева в течение 18 часов (времени действия дневного тарифа) дома площадью 100 — 120 м2.

Энергии, запасенной в этом баке, хватит на обогрев дома в течение суток.

• Днем котел простаивает, а теплоаккумулятор постепенно отдает накопленное тепло через отопительные приборы.

Принципиальная схема системы отопления с теплоаккумулятором и теплообменником ГВС.

Тепловые насосы

Прямой нагрев — самый неэффективный способ использования электроэнергии для отопления. Независимо от вида нагревательного элемента (будь то ТЭН, индукционная катушка с ферромагнитным сердечником или электроды) для получения киловатта тепла вам придется потратить киловатт электричества.

А разве можно иначе?

Можно. Но для этого нужно отказаться от отопительного котла.

Тепловой насос не греет воду или воздух сам. Он лишь перемещает тепловую энергию из-за пределов дома. Ее источниками могут служить грунт ниже уровня промерзания, вода в незамерзающем водоеме (или, при наличии скважины с достаточным дебитом, грунтовая) или воздух с температурой не ниже -25С.

Так работает геотермальный тепловой насос.

Поскольку электроэнергия тратится только на работу компрессора, на каждый потраченный киловатт электричества тепловой насос перемещает в дом от 2,5 до 6 киловатт тепла. При этом схема с тепловым насосом обладает всеми достоинствами электроотопления — неограниченной автономностью, гибкой регулировкой мощности, отсутствием продуктов сгорания и прочих неудобств.

Наиболее дешевый и простой в монтаже вид тепловых насосов — приборы, работающие по схеме «воздух-воздух». Да-да, это привычные всем кондиционеры. При работе на обогрев они оказываются гораздо экономичнее любой другой схемы электрического отопления.

Самый доступный тепловой насос.

В качестве примера я могу привести систему отопления моего дома с площадью двух жилых этажей в 154 квадратных метра. Они отапливаются четырьмя инверторными кондиционерами с общей тепловой мощностью около 14 киловатт.

Внутренний блок сплит-системы, отвечающей за климат в мансарде.

Кондиционеры сохраняют работоспособность вплоть до редких в Крыму, где я живу, -20 — -25 градусов и в пик зимних холодов расходуют около 1500 киловатт-часов электроэнергии в месяц.

Внешние блоки кондиционеров в детской и спальне.

Твердое топливо

6. Можно ли добиться от твердотопливного котла для отопления дома более длительной автономной работы?

Да. Некоторые типы котлов работают гораздо дольше традиционных и более удобны в использовании.

Пиролиз

Пиролизом называется разложение соединений при ограниченном доступе воздуха.

Пиролизный котел работает так:

• Топливо тлеет в бедной кислородом атмосфере основной топки. При этом оно выделяет летучие углеводороды и угарный газ;
• Продукты неполного сгорания принудительно перемещаются в камеру дожигания, где к ним подмешивается поступающий через инжекторы воздух. Перегретые горючие газы воспламеняются и отдают тепло первичной топке, поддерживая процесс пиролиза в ней, и водяной рубашке котла.

Устройство пиролизного (газогенераторного) котла.

Что это дает?

• Тепловая мощность может регулироваться простым изменением оборотов наддувного вентилятора;
• При уменьшении мощности котла его КПД не падает, поскольку топливо сгорает полностью;
• Регулировка тепловой мощности в сочетании с максимальным КПД позволяют увеличить автономность котла до 10-12 часов.

Растопка этого прибора нужна всего два раза в сутки.

Верхнее горение

Еще одна любопытная концепция — верхнее горение — была разработана и реализована инженерами литовской компании Stropuva. Они перенесли тление топлива в пиролизном котле на верхнюю поверхность закладки дров или угля, организовав подачу воздуха к ней телескопическим воздуховодом.

Котел верхнего горения: внешний вид и устройство.

Как это работает?

• Топливо загружается в объемную топку;
• Оно поджигается сверху;
• Затем на закладку опускается воздуховод — стальная труба с массивным диском на конце (стаскоблином). На нижней поверхности диска присутствует оребрение, позволяющее распределить поступающий воздух по всей поверхности тлеющего топлива. Стаскоблин, среди прочего, разделяет камеры пиролиза и дожигания продуктов неполного сгорания;

Стаскоблин изготовленного своими руками котла верхнего горения.

• По мере прогорания дров или угля воздуховод опускается под собственной тяжестью, в каждый момент времени доставляя воздух к области пиролиза и в камеру дожигания;
• Зола уносится восходящим потоком горячего воздуха.

Рекорд автономной работы котла верхнего горения был установлен при работе на угле и равен 31 часу.

Прошу любить и жаловать: рекордсмен от компании Stropuva.

Теплоаккумулятор

Наш старый знакомый — теплоаккумулятор — готов прийти на помощь и при использовании твердого топлива. Разводка отопительной системы будет такой же, как в случае электрокотла.

Во время редких (один-два раза в сутки) растопок твердотопливный котел будет работать на полной мощности (и, соответственно, с максимальным КПД), а остальное время накопленное в теплоаккумуляторе тепло станет постепенно расходоваться отопительными приборами.

Котельная с твердотопливным котлом и баком — теплоаккумулятором.

Выводы

Лучшим выбором для отопления частного дома был и остается магистральный газ. Однако в его отсутствие можно найти источники тепла, обеспечивающие приемлемое сочетание экономичности и удобства пользования.

Как всегда, дополнительные материалы вы сможете найти в видео в этой статье. Жду ваших комментариев. Успехов, камрады!