Автономное отопление и горячее водоснабжение
Одной из важнейших и дорогостоящих составляющих инженерного обеспечения является отопление.
На рациональный выбор автономной системы отопления влияет много факторов, и надо исходить из следующих критериев: доступность конкретного вида топлива, функциональность, экономичность по топливу, надежность и безопасность, полное автоматическое управление, возможность использования другого вида топлива, учет экологических аспектов, проектно-архитектурных решений и, конечно, общие затраты на приобретение и монтаж системы отопления.
Первый вопрос, который следует изучить при выборе системы отопления, - какой источник энергии будет использоваться:
- твердое топливо (уголь, дрова и др.);
- жидкое топливо (мазут, дизельное топливо, солярка, керосин);
- газ;
- электричество.
Топливо - основа для выбора отопительного оборудования и расчета общих затрат при максимальном наборе других показателей.
Расход топлива загородных домов существенно зависит от материала и конструкции стен, объема дома, режима его эксплуатации и возможностей системы отопления по управлению температурными характеристиками. Если загородный дом эксплуатируется весь отопительный сезон, то возможности экономии затрат минимальные и составляют около 10% (за счет регулирования режима отопления в дневное и ночное время суток). Если дом используется жильцами 2-3 дня в неделю, то экономия может достигнуть 20-25% (за счет автоматического поддерживания тепла в экономном режиме в отсутствие жильцов).
Источником тепла в коттеджах являются одноконтурные (только для отопления) и двухконтурные (отопление и горячее водоснабжение) котлы. С повышением герметичности окон и уровня теплозащиты наружных ограждений в последние 2-3 года появилась тенденция к снижению удельных нагрузок теплоснабжения в индивидуальной застройке.
Малая доля котлов, работающих на твердом топливе (при относительной доступности последнего), обусловлена неудобством их эксплуатации: необходимо топить 3-4 раза в сутки, иметь запас топлива, исчисляемый десятками кубометров, отводить площадки для его хранения, что требует больших трудозатрат на заготовку и загрузку. Кроме того, режим теплопроизводства у твердотопливного котла носит циклический характер, и колебания температуры воздуха в отапливаемых помещениях достигают 3-50С в течение суток.
Рассмотрим несколько подробнее применение различных видов топлива.
ОТОПЛЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА
Котлы на газообразном топливе получили наиболее широкое распространение. Впрочем, любой котел, предназначенный для работы на природном газе, можно с теми или иными потерями перевести на сжиженный газ. Природный газ в наших условиях - самое дешевое топливо. Экономические показатели при сжигании газа намного выше, чем при использовании жидкого топлива или электричества, а выбросы экологически вредных веществ значительно меньше предельно допустимых европейских норм. Но при его использовании возникает больше проблем, чем с любыми другими теплоносителями. Например, давление в наших газовых магистралях существенно ниже, чем в Европе, и отличается низкой стабильностью.
При газовом отоплении необходимы прокладка газопровода и отдельное помещение под котельную с окном и форточкой, а это дополнительные затраты. Кроме того, потребуются разработка проекта ввода газа, разводка и подключение газового оборудования.
Подключение газа запрещено без утвержденной и согласованной с соответствующими службами проектной документации, затраты на которую существенно снижают выигрыш от низкой цены за газ в период эксплуатации.
Для получения горячей воды некоторые котлы имеют встроенный бойлер, однако для доставки к месту использования (например, из подвала на первый и второй этажи, в другой конец дома) требуется проложить большое количество труб. Это удорожает монтаж и портит интерьер. Проходя по трубам, вода остывает, проявляется инерционность горячей и холодной воды, понижается экономичность системы.
Альтернативным вариантом может быть установка электрического водонагревателя по месту использования, что оказывается значительно удобнее, так как в летний период отопление выключают, а горячая вода нужна всегда.
Особенность эксплуатации отопления с газовым котлом является необходимость периодической профилактики и контроля горелок, кранов и автоматики. Проведение таких работ должны осуществлять фирмы, имеющие лицензии, иначе существует серьезная опасность возникновения аварийной ситуации.
ОТОПЛЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Твердотопливные котлы до сих пор не потеряли своей актуальности. К их неоспоримым достоинствам можно отнести невысокую цену и возможность работы без электричества. Недостатки - необходимость постоянного контроля горения, невозможность полной автоматизации котельной, потребность в ежедневной чистке топки котла.
Для отопления твердым топливом необходимо осуществлять его доставку, разгрузку, иметь площадку для хранения его запасов. Недостатком твердотопливных котлов является необходимость в течение суток постоянно следить за топочной камерой и вручную зажигать топливо. Сегодня на рынке отопительной техники можно приобрести современные твердотопливные котлы, которые способны поддерживать заданную температуру воды на выходе. Это осуществляется следующим образом. На выходе из котла установлен датчик, отслеживающий температуру воды (теплоносителя). Этот датчик механически соединен с заслонкой. В случае если температура носителя становится выше заданной вами, то заслонка автоматически прикрывается и процесс горения замедляется. Когда температура понижается, то заслонка приоткрывается. Данное устройство не требует подключения к электросети.
ОТОПЛЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКОГО ТОПЛИВА
Жидкое, нефтяное топливо является на сегодняшний день наиболее испытанным и универсальным топливом, не требующим создания специальных коллективных инфраструктур: газопроводов, электроподстанций и электросетей. Совершенная конструкция топливных горелок и топок самих котлов обеспечивает не только полную автоматизацию процесса сжигания топлива, но и исключительно высокий коэффициент полезного действия (до 95%) с минимальными выбросами экологически вредных веществ.
Ниже рассмотрены только котлы, работающие на солярке и оснащенные вентиляторными горелками импортного производства. Выпускающиеся ранее котлы типа «керогаз» обладали повышенной пожароопасностью и в настоящее время не производятся. Стоимость оборудования высокая, эксплуатационные расходы, при сегодняшнем уровне цен на дизельное топливо, также достаточно высоки. Если имеется возможность использования так называемого печного топлива, эти расходы могут быть снижены более чем вдвое при незначительной модернизации топливной системы. Достоинством котлов на жидком топливе является возможность полной автоматизации котельной, за исключением заправки топливных емкостей. Теплогенераторы на жидком топливе, как правило, работают долго и отличаются высокой надежностью при наличие нормального электроснабжения и своевременном проведении регламентных работ. Говоря о котлах с жидкотопливными горелками, хочется напомнить о том, что надежность и долговечность техники определяются технологией производства и качеством конструкции самого котла и горелки. Не следует гнаться за низкой первоначальной ценой котла: дешего - не всегда хорошо. Выясните у поставщика, какой гарантийный срок дает фирма-производитель на свое оборудование. Если гарантия 1 год, поинтересуйтесь возможностью продления гарантийного срока. Некоторые фирмы предоставляют заводскую гарантию только при условии заключения договора на арендное обслуживание, и они абсолютно правы, поскольку самую дорогую и надежную технику можно «угробить» в считанные дни. Если гарантия производителя более года, а, как правило серьезные фирмы дают гарантию до 5 лет, смело покупайте такой котел.
При установке жидкотопливных котлов (на солярке) дополнительно требуется монтаж емкости на 10 т топлива и помимо этого нужны подъездные пути для топливозаправщика. Обязательно необходим фильтр тонкой очистки топлива, иначе форсунки котла быстро засорятся, котел начнет дымить и существенно снизится КПД. При работе котла обязательно нужны подвод электричества в системах зажигания, устройство контроля горения и насос подачи топлива. Даже после кратковременного отключения электроэнергии требуется вмешательство человека для повторного включения отопления. Проблемы получения и подачи горячей воды, устройства котельной и дымоходов такие же, как у газового котла.
ОТОПЛЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Электричество является одним из самых чистых видов топлива. Электрические котлы просты в эксплуатации: не требуют наличия и обслуживания дымоходов, приточных и вентиляционных каналов, топочной и котельной. В городских условиях, где обеспечена бесперебойная подача электроэнергии практически любой мощности, аргументом против использования электрических котлов может быть только экономическая нецелесообразность их применения.
Электричество есть на любом объекте, но удовлетворяют ли возможности имеющейся электрической сети потребностям котла? Следует учитывать, что питание электрокотлов мощностью свыше 6 кВт трехфазное, а установка котлов мощностью свыше 10 кВт требует согласия со службами Энергонадзора. Расходы на эксплуатацию систем электроотопления превышают расходы на эксплуатацию всех остальных отопительных систем. Стоимость оборудования невысока и зависит от страны и фирмы производителя.
Электрокотлы, в зависимости от способа превращения электрической энергии в тепло, делятся на две группы:
-
Аппараты косвенного действия (реостатные)
Нагревательным элементом является реостатный патрон, например в виде тэна - трубчатого нагревательного элемента, представляющего собой металлическую трубку, внутри которой запрессована в электроизоляционном наполнителе спираль из нихромовой проволоки.
-
Аппараты прямого действия
К ним относятся электродные паровые котлы и электродные водонагреватели. Электрический ток, проходя через воду как через проводник между электродами, выделяет тепло и нагревает ее.
Остановимся более подробно на электродных котлах и электорокотлах не тэнах, работающих от сети переменного тока 220/380 В и предназначенных для обогрева помещений объемом до 3000 м2.
Электродные котлы по сравнению с электокотлами с тэнами обладают следующими преимуществами:
- ресурс работы до отказа выше в несколько раз;
- меньшие габаритные размеры и эксплуатационные расходы;
- более высокий КПД.
При использовании электрокотлов большое значение имеет марка теплоносителя. Например, КПД электрокотла, работающего на воде, снижается до 80% для мягкой воды и до 68% для очень жесткой воды в конце ресурса работы. В результате увеличивается продолжительность нагрева воды до рабочей температуры, а с ней и расход электроэнергии. При этом толщина накипи в котле через 300-400 часов работы доходит до 3 мм, температура под накипью достигает 840 С, а температура его спирали доходит до 10000С. Спираль при такой температуре работает не более 980 часов.
Электродам не страшны кратковременные отключения электропитания, они начинают работать сразу после подачи электроэнергии без вмешательства человека. При использовании современных автоматов защиты от короткого замыкания и перегрузок, а также устройств защитного отключения (УЗО) по току утечки вероятность пожара или поражения электрическим током близка к нулю. Кроме того, они сделаны из экологически чистых материалов, при работе не выделяют вредных веществ, абсолютно бесшумны.
ОТОПЛЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНИРОВАННЫХ И УНИВЕРСАЛЬНЫХ КОТЛОВ
Сегодня существующие комбинированные котлы на два вида топлива (газ - жидкое топливо) стоят значительно дороже и имеют свои особенности монтажа и эксплуатации.
Дополнительно нужно отметить, что переход от одного топлива на другое происходит в ручном режиме, то есть необходимо участие человека.
Приходится признать, что по характеристикам надежности, долговечности, расходу топлива отечественное отопительное оборудование уступает импортному. Однако до последнего времени цены на импортные котлы были достаточно высоки. Теперь же, когда производители снижают цены и аналогичное оборудование стоит на 20-30% дороже, чем отечественное, есть смысл приобретать котлы ведущих зарубежных производителей. Продукция этих фирм характеризуется эксплуатационной надежностью, экономией энергии, экологической чистотой и удобством в обращении.
В бытовых отопительных системах шведский производитель практикует использование комбинации электроэнергии и жидкого топлива или электроэнергии и газообразного топлива. Это позволяет использовать электроподогрев теплоносителя при недостаточной мощности топливной горелки, а также при выходе ее из строя. Помимо того, какие котлы обеспечивают значительную экономию при использовании более дешевого, так называемого ночного тарифа оплаты электроэнергии, который все шире применяется в городах и распространяется на другие населенные пункты.