Экономное отопление

Отопление – важнейший вид инженерных коммуникаций, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность любого человека. Но работа систем обогрева сопровождается довольно крупными эксплуатационными расходами – прежде всего платежами за топливо. Стоимость энергоресурсов сейчас повышается с завидной регулярностью – поэтому вопрос экономии становится весьма актуальным для владельцев помещений с автономными системами отопления или поквартирными вводами, оснащенными приборами учета потребленной тепловой энергии (теплосчетчиками). Материал статьи дает обзор основных способов снижения величины платежей за отопление.

В подавляющем большинстве случаев комплексы отопления имеют водяное построение – поэтому описание методов экономии будет ориентировано именно на этот вид систем обогрева.

Выбор вида потребляемого топлива

Стоимость потребляемого топлива является одним из главных критериев, влияющих на размер платежей за отопление. Правильный выбор энергоносителя можно реализовать только для автономных систем – в централизованных системах теплоснабжения такой возможности нет.

Основными видами топлива для индивидуальных систем обогрева являются:

1. Природный газ;
2. Твердое топливо;
3. Сжиженный газ;
4. Электроэнергия;
5. Жидкое топливо – чаще всего солярка или мазут.

Несомненным лидером здесь является природный газ – он считается самым дешевым энергоносителем. Использование этого вида топлива требует выполнения ряда предварительных мероприятий и вложения серьезных средств – но полученный результат всегда оправдывает себя.

Второе место по размеру платежей занимают твердые сорта топлива – дрова, уголь, брикеты и так далее – эти ресурсы дороже магистрального газа, но значительно дешевле остальных энергоносителей. Самыми дорогими видами топлива являются электроэнергия, жидкое топливо и сжиженный газ – размеры платежей за эти ресурсы в отопительном сезоне превосходят в несколько раз расходы на природный газ, уголь и дрова.

Тепловая изоляция помещений

Не менее важным фактором, влияющим на потребление энергоресурсов, является тепловая защита отапливаемых помещений. Сам принцип отопления основан на возмещении тепловых потерь через строительные конструкции – поэтому качество тепловой изоляции и величина теплопроводимости строительных конструкций прямо влияют на величину потребляемого тепла.

Современный рынок предлагает покупателям весьма широкий выбор материалов для сооружения системы тепловой изоляции, предлагаемые материалы отличаются своими характеристиками, методикой монтажа и стоимостью. Кроме непосредственного утепления ограждающих конструкций – стен, потолка и пола, особое внимание следует уделить окнам и дверям. Для снижения тепловых потерь рекомендуется устанавливать качественные стеклопакеты, дверные полотна должны иметь слой тепловой изоляции, исключаются неплотности и плохое прилегание.

Сооружение комплекса тепловой изоляции требует вложения сил и средств – но практика говорит о том, что полученный эффект позволяет весьма значительно снизить потребление топлива для обеспечения комфортной температуры в помещениях.

КПД отопительного оборудования

Третьим по важности критерием, влияющим на потребление топлива, является коэффициент полезного действия отопительного оборудования – котлов и отопительных приборов. По размеру КПД несомненным лидером является электрическое отопительное оборудование – диапазон реализации теплотворной способности энергоносителя у него варьируется от 90 до 99%. Среди котлов максимальную эффективность имеют индукционные котлы, им несколько уступают электродные и ТЭНовые котлоагрегаты. Отдельные отопительные приборы – конвекторы, масляные радиаторы, тепловентиляторы также отличаются высокой эффективностью, но несомненным лидером здесь являются комплексы, основанные на обогреве с помощью инфракрасного излучения.

Но все эти качества электрооборудования серьезно корректируются очень высокой стоимостью электроэнергии. Жидкотопливные котлы также имеют высокий КПД – но стоимость топлива здесь сопоставима с электроэнергией.

Газовое оборудование также довольно высокий КПД – обычно он превышает величину в 90%. Существует и специальная разновидность газовых котлов – конденсационные устройства – они обладают высочайшей эффективностью, приближающейся к 99%, но стоят довольно дорого и требуют выполнения ряда условий при эксплуатации.

Аутсайдером по эффективности являются классические твердотопливные котлы – КПД этих устройств находится в диапазоне 70 – 80%. Но и среди твердотопливных теплогенераторов имеются устройства с высоким КПД – это пиролизные котлы. Эти агрегаты имеют двухкамерное устройство и реализуют более глубокое сжигание всех компонентов топлива.

Оперативное регулирование

От оперативности управления температурой в отапливаемых помещениях также в значительной мере зависит итоговое потребление топлива. Своевременное снижение температуры на отопительных приборах и котле позволяет не вырабатывать излишки тепла. Регулирование тепловой мощности оборудования производится 2-мя методами:

1. Ручным;
2. Автоматическим.

Ручное управление обычно реализуется с помощью запорно-регулирующей арматуры на отопительных приборах и на котлах, не оснащенных качественными системами управления. Эффективность ручного управления довольно низка – постоянное изменение температуры на оборудовании человекам не всегда возможно в силу ряда объективных причин.

По-другому обстоит ситуация при наличии систем автоматического управления – изменение параметров в этом случае происходит автономно, без вмешательства человека. Принцип автоматического управления температурой реализуется следующими основными способами:

1. На отопительных приборах и узлах управления водяными теплыми полами – с помощью термостатических клапанов, оборудованных термоголовками или сервоприводами с выносными датчиками температуры;
2. Непосредственно на котлах – заданием определенной температуры теплоносителя;
3. С помощью погодозависимой автоматики;
4. На электрических нагревательных приборах и комплексах электрополов – с помощью термостатов.

Следует отметить, что конфигурация систем управления оборудованием может иметь функции программирования – то есть возникает возможность организации определенных температурных режимов работы. Основной принцип таких систем – при отсутствии человека нагреватели работают на ограниченной мощности и поддерживают сниженную температуру в отапливаемых помещениях, при появлении человека оборудование увеличивает производительность и в короткий промежуток времени достигается комфортный уровень температуры воздуха.

Еще одни важный аспект, влияющий на возможности регулирования – схема, по которой сооружается водяная система отопления. В открытых системах с естественной циркуляцией теплоносителя регулирование практически невозможно – при использовании арматуры чаще всего нарушается принцип гравитационного движения воды – отопление вообще может перестать работать. Основные схемы принудительной циркуляции также отличаются различной маневренностью – наиболее эффективны двухтрубная и коллекторно-лучевая система, однотрубная схема (особенно без байпасов) регулируется намного хуже.

Применение термостатической арматуры возможно не на всех типах радиаторов водяного отопления – на чугунных батареях автоматическое изменение расхода теплоносителя в автоматическом режиме практически не дает результата – температура меняется слишком медленно – чугун отличается инертностью.

Альтернативные источники энергии

Существуют источники энергии (тепловой и электрической), которые считаются условно бесплатными – обычно их называют альтернативными. К ним относят теплоту водоемов и подземных вод, воздуха и грунта, энергию силы ветра и теплоту солнечного излучения. Эти разновидности энергии можно применять для целей отопления, производства горячей воды и освещения, сбор энергоресурсов производится с помощью специального оборудования:

1. Тепловых насосов различных модификаций;
2. Электрических ветрогенераторов;
3. Солнечных панелей и коллекторов.

Действительно – полученная энергия является бесплатной и восполняется природой – ресурсы ее практически неисчерпаемы. Но получить альтернативные энергоносители не так просто. Для реализации альтернативного энергоснабжения требуется наличие источника энергии, необходимо приобрести и смонтировать дорогостоящее оборудование. Применение альтернативных установок также требует выполнения целого ряда условий – поэтому применение их в наших широтах не получило распространения. Важным аспектом является и стоимость оборудования – сроки его окупаемости часто совпадают с нормативным сроком службы – в этом случае извлечь экономическую выгоду довольно трудно.

Теплоаккумуляторы для систем водяного отопления

Тепловые аккумуляторы являются емкостным оборудованием и по конструкции во многом схожи с бойлерами косвенного нагрева. Их основная функция – накопление тепла для его последующего потребления в систему отопления и для производства горячей воды.

Чаще всего теплоаккумуляторы интегрируются в схемы водяного отопления, котлы которых работают на твердых сортах топлива или электроэнергии. Работа твердотопливных котлоагрегатов обычно отличается пикообразным тепловым режимом – при этом возникают значительные излишки тепла – для их сбора и хранения предназначены тепловые аккумуляторы.

В случае использования электрических котлов алгоритм энергосбережения выглядит иначе. Здесь необходимо использование двухставочного или трехставочного тарифа оплаты – в ночное время они имеют малое значение – в это время оборудование работает с повышенной нагрузкой и происходит накопление тепла для дневного потребления. Эффективность теплоаккумуляторов имеет различное значение – в среднем с помощью этого оборудования достигается экономия твердого топлива до 30% и снижение платежей за электроэнергию в пределах 10 – 20%.

Экономное отопление в квартирах и частных домах

Не все способы экономии в отоплении возможны к реализации и в квартирах, и в частных домах. В квартирах снизить размер платежей можно при наличии квартирного теплосчетчика или автономной конфигурации системы отопления. Основными методами экономии топлива в квартирах являются:

1. Тепловая изоляция помещений;
2. Двухставочный или трехставочный тариф оплаты электроэнергии при использовании электрического котла – причем теплоаккумуляторы в квартирах обычно не устанавливают из-за их больших габаритов;
3. Оперативное управление температурой;
4. Использование устройств с максимальным КПД (твердотопливное и жидкотопливное оборудование в квартирах не используется);
5. Использование дешевого вида топлива – природного газа.

В автономных водяных системах отопления частных домов возможности экономии намного шире – здесь можно реализовать практически любые мероприятия по снижению энергозатрат и энергосбережению.