В связи с постоянным ростом тарифов на все виды топлива для многих владельцев частных домов становится актуальным решение вопроса экономной эксплуатации системы отопления. Экономия топлива достигается различными способами, многие из которых зависят от общего устройства комплекса обогрева и применяемого оборудования. В материале данной статьи мы расскажем об основных методах снижения энергопотребления, экономии топлива – и как следствие – снижении размеров платежей за энергоносители в отопительном сезоне.
Содержание
Общие способы экономии топлива
Некоторые способы снижения потребления топлива зависят от вида и устройства системы отопления частного дома, но существуют и общие методы экономии. Основными методами экономии в потреблении топлива можно назвать следующие мероприятия:
- Сооружение эффективной системы тепловой изоляции помещений;
- Выбор наиболее дешевого вида топлива;
- Использование оборудования с максимальным КПД;
- Использование альтернативных источников энергии.
Качественная изоляция помещений во всех случаях является весьма весомым фактором, прямо влияющим на расход топлива. Современный рынок предлагает покупателям широчайший выбор теплоизоляционных материалов, обладающих различными характеристиками, способами монтажа и стоимостью.
Основные способы снижения тепловых потерь через строительные конструкции – установка окон с качественными стеклопакетами, сооружение слоев изоляции наружных стен и перекрытий пола, расположенного над холодными зонами, установка дверей с вмонтированным в конструкцию изделия слоем теплоизоляции. Мероприятия по тепловой изоляции отапливаемых помещений требуют финансовых вложений, но практика показала, что любые затраты на утепление довольно быстро окупаются, потребление топлива (и соответственно платежи) значительно снижается.
Второй, не менее важный критерий экономии – вид используемого топлива. Оптимальным вариантом является природный газ – он является самым дешевым энергоносителем. Но использование этого ресурса имеет ряд условий:
- Требуется наличие поблизости системы газораспределения и техническая возможность подключения к ней;
- Для подключения к газопроводу необходимо получить разрешение, выполнить и согласовать газовый проект, провести монтажные работы и сдать объект представителю газоснабжающей организации.
Выполнение этих мероприятий требует определенного времени и довольно серьезных финансовых вложений – но результат всегда оправдывает себя.
Следующим видом энергоносителя по величине затрат в течение отопительного сезона является твердое топливо – дрова, уголь, торф, различные сорта отопительных материалов на основе древесных отходов (пеллеты, брикеты). Использование твердых видов топлива также имеет свои особенности – требуется сооружение склада для хранения запаса, обслуживание большинства твердотопливных котлов производится вручную, всегда требуется строительство дымовой трубы и удаление отходов – зольного остатка.
Наиболее дорогими энергоносителями, примерно равными по величине общих затрат в отопительном сезоне, являются электроэнергия и жидкое топливо (обычно дизтопливо, реже – мазут). Платежи за эти ресурсы в разы превосходят затраты на природный газ и твердое топливо.
Выбор вида используемого топлива всегда зависит от конкретных условий – возможности подключения к газопроводам или сетям электроснабжения, наличия недорогих энергоносителей в регионе – например дров в зонах с крупными лесными массивами или угля в районах его массовой добычи.
Третьим важным критерием, влияющим на потребление топлива, является уровень КПД используемого оборудования. Самыми лучшими показателями в этом случае обладает электрическое отопительное оборудование. Если говорить о котлах, на базе которых сооружается водяная система отопления, то здесь несомненным лидером являются индукционные агрегаты – по заявлениям разработчиков и производителей их КПД близок к 100%. Второе место занимают электродные котлоагрегаты, третье – ТЭНовые изделия, которые пользуются наибольшей популярностью благодаря простоте устройства и надежности.
Отдельные отопительные приборы, работающие на электричестве, также в большинстве своем имеют КПД более 90%, особенно велик показатель у инфракрасных обогревателей. Электрические теплые полы имеют сниженный итоговый результат – их работа обычно подразумевает преодоление термического сопротивления конструкции пола.
Второе место по величине коэффициента полезного действия занимают газовые и твердотопливные котлы отопления. Общее значение КПД у этого оборудования находится в диапазоне от 88 до 96%. Следует отметить, что в спектре газовых устройств есть отдельная группа агрегатов – конденсационные котлы – они обладают более высоким КПД, но имеют некоторые особенности в эксплуатации.
Наименьшей эффективностью в реализации теплового потенциала топлива обладают твердотопливные котлы – классические модели имеют КПД в среднем от 65 до 80%, устройства длительного горения реализуют более качественное сгорание всех компонентов топлива и выдают результат в среднем от 80 до 87%.
Что касается альтернативных энергетических комплексов – тепловых насосов, электрических ветрогенераторов и солнечных панелей – то их использование требует определенных условий. В случае тепловых насосов – наличия поблизости водоема для использования его теплоты, значительной площади земельного участка при реализации теплоты грунта. Ветрогенераторы также требуют определенных условий размещения – на возвышенности, на определенном расстоянии от строений и растительности, важным критерием также является роза ветров региона. Если говорить об использовании солнечных панелей – здесь решающим фактором является уровень облачности для региона – если говорить о России, то здесь определенный эффект может быть достигнуть только в нескольких южных регионах. Подробнее об альтернативном энергетическом оборудовании можно прочитать здесь.
Далее мы рассмотрим способы экономии топлива в зависимости от конкретного устройства системы отопления.
Экономия в системах водяного отопления
Водяное отопление является наиболее распространенной конфигурацией обогрева частных домов. Кроме общих способов снижения расхода топлива, описанных в предыдущем разделе, здесь можно реализовать следующие мероприятия:
- Выбор оптимальных схем;
- Использование отопительных приборов с максимальным КПД;
- Использование котлов с модулируемыми типами горелок;
- Подключение комплексов погодозависимой автоматики;
- Оперативное регулирование.
Если говорить о схемах общего устройства комплекса, то здесь оптимальным вариантом является система с принудительной циркуляцией теплоносителя (закрытая). Системы открытого типа с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются очень низким КПД, практически не поддаются регулированию и имеют ограничение по величине отапливаемой площади.
Вторая группа схем – схемы обвязки приборов отопления. В качестве отопительных устройств в системах водяного отопления чаще всего используются радиаторы различных типов – они имеют 4 базовых варианта обвязки. Наиболее эффективным является диагональное подключение, второе место по эффективности реализации теплового потенциала батарей занимает боковое присоединение подводок, аутсайдерами являются нижняя и верхняя обвязка радиаторов. Для получения максимального эффекта при работе батарей на стенке за ними размещают отражающие экраны, размещение же радиаторов в нишах и наружное экранирование не рекомендуется.
Следует также отметить, что важным фактором также является собственно сам КПД радиаторов – он зависит от величины теплопроводности материала изготовления. Несомненным лидером здесь являются батареи из алюминия (классические и анодированные), им незначительно уступают радиаторы из биметаллического сплава, отопительные приборы из чугуна и стали имеют уровень теплоотдачи почти в 2 раза ниже.
Котлы являются базовым элементом системы и прямо влияют на величину общего потребления топлива. Здесь есть своя особенность – рекомендуется приобретать оборудование с модулируемым (плавным) типом горелочного устройства – это позволяет снизить потребление топлива по сравнению с нерегулируемыми или ступенчатыми горелками. Это утверждение справедливо для газовых и жидкотопливных котлов. Неплохой эффект для экономии дают комплексы погодозависимой автоматики – при изменении температуры наружного воздуха они оперативно меняют нагрузку и производительность котлоагрегата.
Следующий важный способ повышения общей энергоэффективности системы – оперативное управление температурой отопительных приборов – оно позволяет снизить расход топлива в среднем на 10 – 15%. Оптимальным вариантом управления является использование термостатических клапанов – они изменяют температуру радиаторов в зависимости от температуры воздуха в отапливаемом помещении. Ручное управление не имеет такой оперативности и требует постоянного вмешательства человека. Терморегулирующая арматура реализует свою работу с помощью термоголовок или датчиков и сервоприводов.
Следует отметить, что чугунные батареи очень медленно изменяют температуру и полноценно реализовать оперативное или автоматическое управление на этом оборудовании довольно трудно.
Способы экономии в электрическом и твердотопливном отоплении
Для водяных систем с электрическими и твердотопливными котлами в своей основе основным техническим решением для снижения потребления энергоносителя является включение в схему теплового аккумулятора (теплоаккумулятора). При использовании твердотопливных котлов классического устройства с низкой степенью регулирования сгорание топлива происходит в пикообразном режиме – максимальное количество теплоты выделяется на пике горения топливной закладки. Этого количества тепла зачастую бывает излишне много – поэтому оно накапливается в теплоаккумуляторе, откуда потом постепенно расходуется на нужды отопления и ГВС. Применение теплоаккумулятора в схеме в среднем позволяет сэкономить до 30% топлива.
При использовании электрических моделей котлов функция теплоаккумулятора реализуется немного по иному – здесь требуется использование двухставочного или трехставочного тарифа оплаты электроэнергии. Эти тарифы имеют низкое значение в ночное время – это позволяет эксплуатировать котел на увеличенной нагрузке, накапливать тепло и затем (днем) расходовать его в систему потребления.
В электрических системах отопления имеются и дополнительные возможности экономии. Они реализуются системами управления котлов и отдельных отопительных приборов – при наличии функции программирования задаются дежурные режимы — в отсутствие человека в помещении поддерживается пониженная температура, потом оборудование быстро нагревает помещение.
Максимальный эффект в экономии топлива лучше всего достигается при комплексной реализации всего набора мероприятий. Экономное отопление следует организовывать без ущерба комфорту, большинство способов снижения расхода топлива требуют вложения средств – но экономический эффект практически всегда превосходит ожидания и затраченные средства.