Сравнение на ефективността на различните отоплителни системи

Основни възможности за отопление на вилата

Когато планираме изграждането на частна къща или преместването от градски апартамент в селска вила, ние оценяваме не само размера на първоначалните разходи за строителство или обновяване, но и разходите за поддържане на такива жилища.
И се различава значително от цената за експлоатация на градски апартамент. И една от основните разходни позиции тук са разходите за отопление.

Помислете и сравнете основните налични опции за организиране на отопление в дача.

Тръби

На пръв поглед може да не изглежда важно кои тръби се използват за отопление. Но след като разгледаме плюсовете и минусите на всеки материал, става ясно защо това е сериозен въпрос.
Един от най-популярните видове тръби е металопластмасата. Диаметърът им варира от 16 до 63 мм.

металопластикови тръби
Сред предимствата на този материал са:

• топлопроводимостта е ниска,
• лесно ремонтирани,
• няма нужда от професионални инструменти за редактиране.

Недостатъците включват следното:

• връзките могат да изтекат,
• вдлъбнатините остават при удар.

Друг вариант, който често се използва, е полипропиленът.

полипропиленови тръби и фитинги
Той има следните силни страни:

• голям диаметър - до 125 mm,
• устойчивост на механично налягане,
• когато системата замръзне, тръбите не стават неизползваеми,
• след запояване не може да има изтичане на течност.

Има обаче и слабости:

• необходимостта от скъпо оборудване за извършване на инсталацията,
• удължете със силно нагряване на охлаждащата течност,
• ако са повредени, те са трудни за ремонт.

При избора на тръби е по-добре да се вземат предвид метеорологичните условия, вид отопление и финансови възможности.

Отоплителни батерии

Един от основните елементи в отоплителната система. От неправилния избор на батерията може да зависи ефективността на цялото отопление. В днешно време има огромен избор от радиатори. Ако ги класифицирате по материала, от който са направени, тогава могат да се разграничат следните видове: стомана, чугун, биметал и алуминий. За да не разглобявате всички възможни опции, достатъчно е да разберете основните принципи за избор на батерия.

1. Тип система. Необходимите критерии за радиатора зависят от това дали има автономно или централно отопление. За централизирана система е по-добре да вземете батерии, които могат да издържат на скокове на налягане и вода с различна киселинност. За автономно отопление могат да се използват радиатори с различно налягане.
2. Топлообмен. Според този показател на първо място е алуминият, след това стоманата и след това чугунът. Но също така си струва да се има предвид, че например същият чугун се охлажда по-дълго.
3. Живот. По този параметър на първо място са чугунните радиатори, след това биметални, стоманени и чугунени.
4. Други критерии. Това включва по-видими параметри - дизайн, цена, производител и т.н.

Имайки предвид всички тези фактори, можете да изберете най-добрия вариант за себе си.

Топлоносител

Без този компонент отоплителната система няма да работи. Най-често срещаните топлинни течности са водата и антифризът.

1. Вода. И все пак го използват по-често. Тъй като не е нужно да купувате вода за отопление, това е много икономична опция и тя предава топлината перфектно. Освен това водата не е вредна за околната среда.
2. Антифриз. Има специално направена за отоплителната система. Въпреки че трябва да платите пари за него, основното му предимство е, че не замръзва при ниски температури.

Когато правите избор между вода и антифриз, добре е да прецените финансовите възможности, отказите на отоплителната система, метеорологичните условия и т.н. Горната информация ще ви помогне да изберете правилните различни елементи на отоплителната система.Преди да изберете, е важно внимателно да препрочетете всички предимства и недостатъци.

Основните опции за отопление на вила 1. Основен газ

Това решение изглежда най-простото, но може да бъде само ако сайтът първоначално е газифициран. В противен случай разходите за полагане на тръбопровода могат да варират от 500 хиляди до три милиона рубли на домакинство: всичко зависи от размера на селото, разстоянието на газопровода и други условия.

Всъщност газът все още е най-евтиният вид гориво в Русия, но разходите за неговото производство в рубла нарастват, докато световните цени са склонни да намаляват. Поради това е трудно да се предвиди ситуацията за дълго време. Ние изхождаме от предположението, че адекватното изчисляване на разходите за отопление включва анализ на разходите за доста дълъг период от време, като се вземат предвид разходите за ремонт и експлоатация. По-специално, за селска къща е препоръчително да се обмисли 50-годишен период на експлоатация.

Ще приемем, че за отопление на двуетажна вила с площ от 300 м2 с кухня е необходим автоматичен котел с мощност 15 kW.

Цената на такова оборудване от известни производители днес е около 30 000 рубли. Необходимо е да се сменя на всеки 10 години, тоест над 50 години, при днешните цени 150 000 рубли ще "прегази". Като се вземат предвид разходите за годишна поддръжка (приблизително 5000 рубли) - 400 000 рубли или 8 000 рубли. в година.

С цената на основния газ 5,14 рубли / м3 (за Московския регион) и специфичната топлина на горене от 33 500 kJ / m3, цената на 1 kW * h топлина ще бъде не повече от 59 копейки (като се вземе предвид действителната ефективност на котела, което е приблизително 92%) ... По време на отоплителния сезон, който например в Московска област официално продължава 215 дни, за вила с площ от 300 м2 търсенето на топлина ще бъде 85 000 кВтч, което ще струва около 50 300 рубли. Общо, като се вземат предвид оперативните разходи, получаваме 58 300 рубли.

Общо в общия случай получаваме 58 300 рубли. на година (при условие, че в селото вече е доставен газ).

Кой котел да изберем?

Що се отнася до избора, трябва да започнете от 4 основни опции. Разглеждайки всеки един, трябва да се прецени какъв вид гориво е наличен и евтин в даден район.

Газ

Газовият котел е най-популярен поради наличието на това гориво. Ако говорим за неговите силни страни, тогава може да се отбележи следното:

• дълъг експлоатационен живот,
• висока ефективност, което означава спестяване на разходи,
• лекота на поддръжка,
• няма нужда да харчите енергия за снабдяване с гориво, когато има достъп до магистралата.

Сега за някои от слабостите:

• изисква се разрешение за инсталиране на котела,
• за да се свържете, трябва да се обадите на специални служби,
• поради скокове на налягането в газопровода, устройството се изключва,
• газът издава шум по време на горенето.

Като цяло, икономичен и надежден тип отопление, изискващ само правилна инсталация.

Електрически бойлер

Това устройство също е доста популярно. Тук отоплението на охлаждащата течност се дължи на електричество. Тъй като е широко достъпен, струва си да се разгледа този метод от различни ъгли. Плюсове на електрическо оборудване:

• работи без шум,
• относително ниска цена,
• не вреди на здравето или околната среда,
• лекота на управление.

Недостатъците включват:

• в случай на пренапрежение на напрежението, устройството се изключва и автоматиката също е деактивирана,
• консумация на електроенергия,
• за мощен блок е необходима 3-фазна мрежа от 380 V.

Такъв котел е особено подходящ, когато цената на електричеството е евтина.

Котли на твърдо гориво

Доста добре познат тип котли. Тук като гориво се използват въглища, дърва и така нататък. Говорейки за предимствата на такова оборудване, трябва да се помнят следните точки:

• евтин вид гориво,
• лекота на използване,
• не изисква никакви документи за инсталиране,
• лесно се ремонтира.

Ето някои от минусите:

• много време и усилия се изразходват за снабдяване с гориво и поддръжка на котел,
• трябва да има комин.

Този метод на отопление доста често се използва в населени места без газопровод.

Мазутни котли

Той използва течни горива като мазут, керосин и т.н. Изброявайки предимствата на оборудването с течно гориво, трябва да се посочат следните области:

• отопление, независимо от комуникациите,
• лекота на използване,
• висока ефективност,

Говорейки за минусите, трябва да запомните следните нюанси:

• отделно помещение за котела е задължително,
• скъпо оборудване,
• високи разходи за гориво,
• необходимостта от големи резервоари за гориво.

Обикновено отоплителните тела с течно гориво не се използват често.

Основните опции за отопление на вила 2. Резервоар за газ

Ако няма основен газ, можете да съхранявате втечнен газ. Мнозина правят това, въпреки че този метод предполага, че огромен контейнер с експлозивен втечнен газ постоянно ще бъде погребан на вашия сайт. Като минимум това изисква доста голяма оградена площ, където нищо не може да бъде засадено или построено, и специални мерки за сигурност. Освен това се изисква достъпен източник на втечнен газ с възможност за доставка до обекта.

Разходите и ефективността на котлите за втечнен газ са приблизително същите като при мрежовите мрежи. Инсталирането на резервоара за газ ще струва около 400 000 рубли. По отношение на 50 години получаваме 800 000 рубли или 16 000 рубли. в година.

С цената на втечнения газ 15 рубли на литър (с доставка в рамките на 100 км от голям град) и специфичната топлина на изгаряне на пропан-бутанова смес от около 12,8 kW * h / l, получаваме цената от 1 kW * h топлина при 1,23 рубли, което се равнява на разходи в размер на 104 550 рубли. в година.

И като се вземат предвид разходите за операция - 120 550 рубли. в година.

Видове носители на енергия и топлина

Отоплителните системи могат да бъдат класифицирани, както следва:

• традиционни, използващи течни топлоносители, прехвърлящи топлина от отоплителното тяло през тръбопровода към отоплителните устройства;
• въздух, като се използва въздух с охлаждаща течност, който се нагрява и подава в отопляемото помещение;
• директно електрическо, разпределящо с охлаждаща течност, но директно преобразуващо електричеството в топлина.

(Вижте също: Отопление на дървена къща с котел на твърдо гориво)

Традиционните системи могат да използват газ като топлоносител, течни горива - дизелово гориво, мазут, електричество, твърдо гориво.

Най-икономичният и оптимален вид гориво е газът. Най-големият недостатък на тези системи е значителната цена и сложността на документирането на връзката към централизирана система.

Използването на течно гориво носи много неудобства: сложността на доставката и съхранението на енергийния носител, необходимостта от повишени мерки за сигурност. (Вижте също: Котел за отопление с воден кръг)

Недостатъкът на традиционните системи за топлоснабдяване е възможността за аварийно изтичане на охлаждаща течност, особено ако се използва антифриз, отровно и опасно съединение. Периодичното включване на отоплителни тела и помпи създава шум и вибрации. За безпроблемна работа на отоплителната система е необходима периодична профилактична поддръжка на котлите.

За работата на въздушните отоплителни системи е необходимо също така да се инсталира котелно оборудване, което води до всички горепосочени недостатъци. Но от екологична гледна точка тази система е по-приемлива и обещаваща. Отоплителната система, използваща въздух като отоплителна среда, е надеждна и лесно регулируема. Въпреки това, дори когато се използват специални филтри, той не предпазва помещението от проникването на прахови частици и други органични вещества във въздуха, които изгарят на повърхността на котелното оборудване и образуват въглероден окис.

Директното електрическо отопление е евтино за инсталиране, но използва изключително скъп източник на топлинна енергия - електричество. (Вижте също: Схема и монтаж на отоплителни кабели с металопластика)

Основните опции за отопление на вила 3. Дизелово гориво

Дизеловото гориво е за предпочитане да се използва в отдалечени населени места, тъй като обикновено е по-лесно да се купи и достави до обекта. Освен това можете да го транспортирате сами. Ефективността на дизеловия котел е с няколко процента по-ниска, струва малко повече (котел с 15 киловата, около 40 000 рубли) и трае малко по-дълго - до 15 години. Подземен резервоар за гориво със захранваща система и инсталация ще струва около 200 000 рубли. В допълнение, дизеловият котел зависи от електричеството: при чести прекъсвания ще трябва да се погрижите за закупуването на генератор. Ще считаме, че цената на услугата е приблизително еднаква навсякъде - 5000 рубли. в година. Ако оперираме с тези цифри, тогава оперативните разходи за 50 години по текущи цени ще възлизат на 610 000 рубли. или 12 200 рубли. в година. Цената на дизеловото гориво за котелни помещения, като се вземе предвид доставката, е равна на 36 рубли. на литър (варира в зависимост от региона). Специфичната топлина на изгарянето му е 10,3 kW * h / l. Тези. цената на 1 kW * h топлина, като се вземе предвид ефективността на дизеловите котли, ще бъде 3,93 рубли, а цената на отоплителния сезон - 333 800 рубли.

Като се вземат предвид оперативните разходи - 346 000 рубли. в година.

Основните опции за отопление на вила 4. Твърдо гориво

В това си качество могат да се използват дърва за огрев, пелети (брикети) или въглища. Трябва обаче да разберете, че котелът на твърдо гориво не е напълно автоматичен. Това означава, че някой трябва постоянно да работи като пожарникар. При пелетните котли нивото на автоматизация е по-високо, но нивото на опасност от запалване на горивото също е по-високо.

Това трябва да се вземе предвид при използване на котли на въглища. Следователно и в двата случая ще са необходими допълнителни мерки за сигурност. Цената на оборудването варира значително. Например, 15-киловатният котел с ръчно зареждане ще струва около 25 000 рубли, но перспективата постоянно да влизате в котелното и да хвърляте дърва за огрев или въглища на ръка, едва ли ще ви се усмихне. Котел с автоматично подаване на гориво може да струва от 100 000 (пелети) до 200 000 рубли. (въглероден). Вярно е, че всички те служат 20-25 години.

В резултат на това работата на котел на дърва ще струва 6250 рубли. годишно, автоматични пелети - на 10 000 и автоматични въглища - на 15 000 (всички - като се вземат предвид разходите за годишна поддръжка).

Цената на горивото зависи значително от региона. Например в Московска област 1 кубичен метър (средно 650 кг) брезови дърва за огрев на цена на едро днес ще струва 1400 рубли. (ние вярваме, че при поръчка на голям обем наведнъж доставката ще бъде безплатна), въглища с приемливо качество - 6 000 рубли. на тон, горивни брикети - приблизително същата цена.

Ако приемем, че специфичната топлина на изгаряне на дърва за огрев е приблизително 3,4 kW * h / kg, въглища - 7,5 kW * h / kg и брикети - 5,6 kW * h / kg; че ефективността на котел на дърва е приблизително 75%, а на автоматичен котел е 80%; тогава получаваме цената на 1 kW * h топлина, съответно равна на 0,84, 0,64 и 0,85 рубли. (дърва за огрев, въглища и брикети). Тоест отоплението с дърва ще струва 71 400 рубли годишно и 54 060 рубли с въглища. и брикети - 72 420 рубли.

И като се вземат предвид оперативните разходи: дърва за огрев - 77 650 рубли. в година; въглища - 69 060 рубли. в година; брикети - 82 420 рубли. в година.

Както виждаме, отоплението с въглища е по-евтино от отоплението с други видове твърдо гориво, но дървата за огрев през 2020 г. са станали по-изгодни от брикетите. Но всяко твърдо гориво излиза по-скъпо от основното гориво.

Сравнение на ефективността на различните отоплителни системи

Тази статия е написана много дълго и упорито. Не защото трябваше да измислите нещо, а само поради факта, че е обяснено с прости думи, разбираеми за повечето, какви са предимствата, например, водно подово отопление пред радиаторното отопление, от гледна точка на икономия на енергия, се оказа не толкова лесна задача. Това е просто невъзможно без въвеждането на специални физически термини и определения. Трябваше по някакъв начин да обсъдя тези аспекти и да ги обясня на език, който е по-познат на вас и мен.

Така че, много хора вероятно вече са чували това отопление подово отопление е по-ефективно от радиаторното отопление. По-ефективни от радиаторите и отопление с топъл перваз... Но в какво се крие тази много ефективност, която в крайна сметка се изразява в месечните сметки за комунални услуги, вероятно не всеки разбира. Нека се опитаме да го разберем.

Отопление с радиатори по принцип историята му датира от далечната 1875 г., когато първият апартамент с водно отопление се появява в Русия и в цяла Европа. По онова време доста обемисти пиластри играеха ролята на радиатори. Преди това отоплението беше основно печка. Проблемът беше, че отоплителната система на печката не беше подходяща за големи многостайни помещения. в помещението, в което е била директно разположена фурната, са създадени комфортни условия благодарение на лъчистия топлообмен, а останалите остават зад конвективния топлопренос. Поради ниския коефициент на полезно действие на последното, беше необходимо много повече да се затоплят пещите, което увеличи и без това значителния разход на гориво.

Поради факта, че топлофизичните свойства на водата, като топлинен капацитет и топлопроводимост, са на няколко порядъка по-добри от въздуха в това отношение, радиаторна отоплителна система позволи значително да се увеличи ефективността на отоплението на сградите и да се намали консумацията на дърва за огрев и въглища.

Оттогава са изминали почти 140 години. Дизайн радиатори подобрено, в резултат на което отвеждането на топлина от единица от повърхността на тези устройства се увеличи, но тези подобрения не премахнаха основния и основния недостатък.

Факт е, че в сравнение с площта на помещението, повърхността на радиаторите е сравнително малка. Това създава необходимост от нагряване на доставения топлоносител до високи температури (70-90 oC). И имайки толкова висока температура, радиаторът по същество престава да бъде радиатор, т.е. основният метод за пренос на топлина вече не е радиация, а конвекция.

Температурното поле с този метод изглежда така: въздухът, нагряван от радиатора, е естествен

по някакъв начин се втурва до тавана, където първоначално има температура от порядъка на + 30 оСкато въздухът се охлажда, постепенно губи температурата си. В областта на краката температурата на въздуха е 17-20 оС... В същото време температурата на пода е - 16-17 оС... Фигурата ясно показва, че в помещението постоянно се поддържа циркулация на въздуха, което, първо, прехвърля прах и суспендирани частици, и второ, което е важно, определена топлинна работа се изразходва за циркулация. Тоест радиаторите не само загряват въздуха, но и му придават енергията на движение. Нищо не се появява от нищото и допълнителни 4 до 7% от цялата топлинна енергия се изразходват за циркулация на въздушната маса.

Най-важните недостатък радиатори, както вероятно сте забелязали от схемата, е това отвън полезен обем стайните температури са относително високи (до 30 ° C), което няма никакъв ежедневен смисъл (каква разлика има за вас, колко градуса има на 1 метър над главата ви??), а, напротив, значително увеличава топлинните загуби през тавана и до вентилацията.

Накратко казано, отоплението с радиатори изисква отопление на целия обем на помещението по определен начин. Средната височина на стайната температура е както следва: 1,5 метра над нивото на пода (60% от обема на стаята) - средната температура е около + 20 оС, ниво на пода от 1,5 м до 2,5 м (40% от стаята) - средна температура около +26 оС... По този начин средната действителна температура в помещение с обем V се определя от уравнението:

Цррад. = (0,6 × 22 + 0,4 × 26) = 24 ° C.

Имайте предвид, че колкото по-висока е температурата в помещението, толкова по-високи са топлинните загуби.

За да започнете да обмисляте лъчисти отоплителни системи, които включват системата топъл воден под и системата топъл перваз, е необходимо да се въведе друг важен физически термин - коефициентът на облъчване. Без да прибягваме до сложни формулировки от физиката и тригонометрията, нека обясним.Коефициентът на облъчване е частта от топлинната енергия, която може да бъде излъчена към тялото ви от всякаква повърхност. Тъй като човек е същество, най-често изправено, разположено най-малко 16 часа на ден във вертикална равнина, очевидно е, че е по-трудно да излъчваме топлина от повърхността на пода към нашето тяло, отколкото от повърхността на стените. И така се оказва физически. Референтните стойности на коефициентите на излагане на повърхността на човешкото тяло ще бъдат: от пода ~ 0,130, от повърхността стени ~ 0,240... По-нататък по ред.

Ако например мощността на системата топъл под на закрито е 500 вата, тогава, когато действа върху човешкото тяло, реда на 65 вата (попълване на около 60% от всички топлинни загуби на тялото), останалата част от топлината се предава чрез топлопредаване през краката (вижте статията "AVANTEN воден топъл под. Принципи за намаляване на оперативните разходи") и конвекция. Разпределението на температурите на въздуха в помещението е доста равномерно (виж фигурата) и средно е около 20 oC... Няма циркулация на въздуха, топлината между въздушните слоеве се пренася главно чрез дифузия.

Отопление топъл перваз Всъщност е комбинирано отопление топли стени и топли подове... Первазът не работи по различен начин (вижте статията „Физическият аспект на ефективността на отоплението на первази в сградите“). В същото време, поради още по-голям лъчист компонент в този тип отопление (коефициент на облъчване 0,240) човек се чувства доста комфортно в стаята, дори ако температурата на въздуха в него е зададена на +18 ° C, поради сравнително равномерното му разпределение върху обема. С малко приближение средната температура може да се приеме за около 19 ° C. Отоплението с топъл цокъл не загрява директно повърхността на пода и стените, но главно поради конвекцията на малък обем въздух, протичащ по техните повърхности. В същото време в най-добрия случай около 1% от топлинната енергия се изразходва за топлинна работа.

По този начин, според съотношението на средните температури в помещенията, ще бъде лесно да се изчисли в цифри сравнителната ефективност на определена отоплителна система.

Физическото значение на числата, дадени в таблицата, се свежда до факта, че
ако същата стая се отоплява, така че на човека в него да му е било удобно, последователно три различни системи, тогава най-големите топлинни загуби ще бъдат в стая с радиатори, стая с под с водно отопление ще изисква 21% по-малко енергия, докато стая с топло цокъл ще намали нуждата от топлина с 24%... И всичко това се дължи главно на по-рационалното разпределение на топлината в цялата сграда.

Считаме за необходимо да отбележим, че, както се вижда от материала на статията, примерният проект е показан за сграда с стандартна (апартамент) височина на тавана. С увеличаване на височината на помещението, разликата в енергийната ефективност между радиатори и лъчисти отоплителни системи (водно подово отопление и топли первази) само ще се увеличи.

Фирма АВАНТЕН,

18.07.2013.

Основните опции за отопление на вила 5. Електрически котел

Цената на автоматичен електрически котел с необходимата ни мощност (30 kW) ще бъде около 50 хиляди рубли (ще трябва да се сменя на всеки 10 години). Също така ще трябва да платите допълнително за допълнителен входящ капацитет, който е най-малко 10 хиляди рубли за киловат (ние вземаме предвид най-разумните цени на пазара). Общата цена на връзката ще бъде 300 хиляди рубли.

Цената на киловатчас електроенергия в Московска област е 4,81 рубли / kW * h, ефективността на котела е 99%. Общо получаваме годишните разходи за отопление - 413 000 рубли.

И като се вземат предвид разходите за оборудване - 424 000 рубли. в година.