Использование инфракрасного обогрева
Когда вы зимой греетесь у костра в лесу, вам тепло, хотя вокруг морозный воздух. Вы пользуетесь потоком инфракрасного излучения.
Инфракрасные отопительные панели дают невидимое тепловое излучение. Эффект по этой технологии достигается, когда нагревающий элемент не раскаляется до температуры свечения, а дает тепло при нагреве до десятков или нескольких сотен градусов.
Эти устройства используются как энергосберегающее отопление, когда нужно обогреть небольшое помещение. Нагревать большие площади с высокими потолками дорого, т. к. теплый воздух поднимется вверх, а его место займет холодный.
Такое излучение проходит сквозь воздух, не нагревая его. Попав на поверхность пола, оборудования, инфракрасное излучение поглощается материалом, который нагревается и отдает конвекцией тепло в окружающий воздух. Возле инфракрасной панели человеку комфортно, как у горящего костра. Ученые провели эксперимент по технологии экономии тепла:
- нагрели воздух в помещении до + 45 – 50 °C, но при этом заморозили стены – люди ощущали холод;
- нагрели стены и охладили воздух до + 10° C – работникам было комфортно.
Лучевое отопление – это не только энергосбережение, но и комфорт в помещении:
- расход энергии на 50 – 65% меньше, чем при конвективном отоплении;
- нагревается сам человек и окружающие его предметы;
- температура воздуха в помещении на 3 – 5 °C меньше, чем при конвективном отоплении;
- эффект от инфракрасного излучения появляется сразу, без нагрева воздуха в помещении, его стен и потолка;
- перепад температур возле пола и потолка будет в десяток раз меньше, чем при традиционном отоплении.
КПД основных видов обогревателей для дома
Всем известно, что такое КПД, это разница между затраченной энергией и произведенной. При подсчете коэффициента мы постарались предоставить максимально развернутый ответ в табличной форме. Так как по мимо энергетической составляющей, есть еще и финансовые затраты на покупку самого аппарата, затраты на электроэнергию, подсчет производится с учетом данных факторов.
В таблице приведены средние значения, полученные в результате испытаний обогревателей различных видов (спасибо одному известному магазину за предоставленное оборудование для тестирования). Стоимость за 1кВт энергии составляет 4 руб. Нагрев происходил в течении 1 часа в мебелированном помещении 18кв.м с начальной температурой 22гр.С. Мощность нагревателей 1500 Вт. Тип управления – электронный.
| Вид | Средняя цена, р | Заявленная максимальная мощность, Вт | Изменение температуры в течении 1 часа, гр. С | Затрачено кВт по счетчику | Стоимость затраченной электроэнергии, р |
| Тепловентилятор | 1250 | 1500 | +3,9 | 1,69 | 6,76 |
| Масляный | 3200 | 1500 | +5,1 | 1,74 | 6,96 |
| Конвектор | 3540 | 1500 | +6,2 | 1,52 | 6,08 |
| Инфракрасный | 3580 | 1500 | +6,1 | 1,22 | 4,88 |
| Микатермический | 7800 | 1500 | +7,0 | 1,24 | 4,96 |
Полученные цифры являются приближенными, так как не учтено множество важных влияющих факторов на результат, таких как: единая марка производителя, влажность в помещении, модель самого нагревателя, направленность, напряжение в электрической цепи и т.д.
Но тем не менее цифры получились следующие, самый высокий коэффициент полезного действия получен у конвекторов, инфракрасных, микатермических нагревателей. Тепловентилятор с трудом смог нагреть помещение на 4 градуса.
Масляный радиатор нагрел помещение достаточно хорошо, после стопа эксперимента помещение продолжало нагреваться и оставаться прогретым дольше других, поэтому не стоит его списывать со счетов из-за высокого электропотребления.
Инверторный терморегуляторСтоимость обогревателей с инверторными блоками может варьироваться от 8000 до 30000 руб. В длительной перспективе, как правило, такие затраты окупаются. Подробнее в видео:
Использование солнечной энергии
Солнечное тепло является экологичным и достаточно эффективным источником для устройства целого ряда обогревательных систем. Некоторые модификации в качестве дополнительного питания используют электроэнергию, другие работают только от солнечных элементов. В некоторых случаях в дополнительном оборудовании нет необходимости – достаточно солнечных лучей.
Воздушные модульные коллекторы
Солнечные батареи (коллекторы) устанавливают на южной стороне здания под таким углом, чтобы нагревание их солнечными лучами было максимальным. Система работает в автоматическом режиме: когда температура воздуха опускается ниже заданной отметки, воздух при помощи вентиляторов прогоняется через нагревательные модули. Одна воздушная батарея позволяет обогреть помещение площадью до 40 м², соответственно, комплект коллекторов способен обслужить весь дом.
Для южных регионов достаточно эффективным и недорогим оборудованием для создания системы обогрева являются солнечные воздушные коллекторы модульного типа
Солнечные модули экологичны и рентабельны, их удобно использовать совместно с другими отопительными системами в качестве резервного источника энергии. Конструкция устройств проста, поэтому существуют схемы сборки солнечных батарей своими руками. Готовые коллекторы также доступны по стоимости и быстро окупаются. Единственное, что необходимо сделать перед их покупкой – рассчитать мощность оборудования и размеры модулей.
В коттеджах и дачных домиках солнечные батареи устанавливают для резервного питания постоянного тока Вольт небольшой мощности или нагрузок переменного тока 220 Вольт
Воздушно-водяные коллекторы
Для любого климата подходят и системы горячего водоснабжения, работающие от солнечной энергии. Принцип работы системы прост: нагретая в коллекторах вода поступает по трубам в накопительный бак, а из него – по всему дому. Жидкость постоянно циркулирует под действием насоса, поэтому процесс является непрерывным. Несколько солнечных коллекторов и два больших резервуара могут обеспечить теплом дачный домик – конечно, при условии, что будет достаточно солнца. Высокотемпературные коллекторы позволяют установить «теплый пол».
Абсолютно не загрязняют воздух и не создают шума солнечные системы горячего водоснабжения, но для их установки требуется дополнительное оборудование: насос, пара накопительных баков, бойлер, трубопровод
Преимуществом оборудования, работающего на водяных коллекторах, является экологичность. Тишина и чистый воздух внутри дома не менее важны, чем отопление и горячая вода. Перед установкой солнечных коллекторов необходимо просчитать, насколько эффективны они будут в конкретном случае, потому что для полноценной работы важны все нюансы: от места установки до предполагаемой мощности приборов. Следует учитывать и один недостаток – в районах с длительным летним периодом появится излишек нагретой воды, которую придется сливать в грунт.
Солнечное отопление пассивного типа
Для устройства пассивного солнечного отопления не нужно дополнительного оборудования. Главными условиями являются три фактора:
- идеальная герметичность и теплоизоляция дома;
- солнечная, безоблачная погода;
- оптимальное расположение дома по отношению к солнцу.
Один из вариантов, подходящий для устройства подобной системы, — каркасный дом с большими стеклянными окнами, направленными в южную сторону. Солнце нагревает дом и с внешней стороны, и изнутри, так как его тепло поглощается стенами и полами.
С помощью пассивного солнечного оборудования, без применения электропитания и дорогостоящих насосов, можно сэкономить 60-80% расходов на отопление частного дома
Благодаря пассивной системе в солнечных районах экономия расходов на отопление превышает 80%. В северных областях данный метод обогрева не является эффективным, поэтому используется в качестве дополнительного.
Все энергосберегающие системы отопления имеют преимущества перед обычными, главное – выбрать наиболее оптимальный, возможно, комбинированный вариант, сочетающий эффективность работы и экономию ресурсов.
Виды источников энергии
Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:
Твердое топливо – дань традициям
Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.
Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла
Жидкое топливо – дорого, но популярно
Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.
Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.
Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления
Газ – доступно и дешево
В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.
Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах
Подробнее про газовые котлы читайте здесь.
Электричество – удобный и безопасный источник тепла
Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.
Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»
Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки
Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.
С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.
Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду
Гелиосистемы – перспективный источник энергии
Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.
С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.
Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца
Индукционные электрокотлы
Эта новинка появилась на рынке относительно недавно и вызвала немалый интерес, поскольку была разрекламирована, как очередная энергосберегающая установка. В действительности этот водонагреватель использует закон электромагнитной индукции, согласно которому неподвижный стальной стержень, помещенный внутрь катушки с протекающим по ней током, будет нагреваться. Никаких хитростей здесь нет, так называемый энергосберегающий котел функционирует с КПД порядка 98—99%, как и прочие его электрические «собратья».
Явное преимущество агрегата состоит в том, что проходящий через него теплоноситель не контактирует с важными элементами, а только с металлическим стержнем. Потому котел способен надежно прослужить много лет без всякого обслуживания, кроме периодической промывки. Другие достоинства индукционного аппарата заключаются в:
малых габаритах и массе, что очень важно при размещении теплогенератора в помещении топочной;
быстром прогреве теплоносителя.
Монолитные кварцевые модули
Этот метод отопления не имеет аналогов. Его изобрел С. Саркисян. Принцип действия теплоэлектронагревателей основан на способности кварцевого песка хорошо накапливать и отдавать тепло. Приборы продолжают нагревать воздух в помещении даже после отключения электропитания. Системы с монолитными кварцевыми электронагревательными модулями надежны, удобны в эксплуатации, не требуют особого ухода и технического обслуживания.
Нагревательный элемент в модуле полностью защищен от любых внешних воздействий. Благодаря этому отопительную систему можно монтировать в помещениях любого назначения. Срок эксплуатации не ограничен. Регулирование температуры осуществляется автоматически. Приборы пожаробезопасны, экологичны.
Экономия средств при использовании электронагревательных модулей составляет около 50%. Это стало возможным потому, что приборы работают не 24 часа в сутки, а лишь 3-12. Время, в течение которого модуль потребляет электроэнергию, зависит от степени теплоизоляции помещения, где он установлен. Чем выше потери тепла, тем большим будет расход электроэнергии. Отопление этого типа используют в частных домах, офисах, магазинах, гостиницах.
Монолитные кварцевые электронагревательные модули при работе не издают шума, не сжигают воздух, не поднимают пыль. Нагревательный элемент замоноличен в конструкцию и не боится никаких внешних воздействий
Cолнечное отопление частного дома
Одним из наиболее надёжных источников энергии является солнечный свет. Сейчас есть ряд способов преобразования энергии светила в тепловую энергию.
Конечно же, данный способ организации отопления коттеджа несколько затратный. Но стоит отметить, что кроме денег на приобретение оборудования, хозяевам дома больше не надо будет тратиться другие нужды
Поэтому данный вид отопления является наиболее перспективным и что немало важно экологически чистым
Примерный срок службы такого оборудования при правильной эксплуатации составит не менее четверти века, а через три года можно будет говорить и о полной окупаемости средств потраченных на организацию системы.
Основным устройством для получения энергии является солнечная батарея или коллектор. Сам же контур отопления в доме не отличается от других способов. При этом в качестве основного теплоносителя выступает вода, которая нагревается энергией полученной от солнечных батарей.
Монтировать такие батареи лучше на южной стороне дома (желательно на крыше) с углом наклона примерно в 30 градусов. Чтобы улучшить выработку энергии необходимо устранить дополнительные препятствия. Таковыми могут быть ветки деревьев.
Например, солнечные батареи для отопления дома площадью в 4 квадратных метра могут обеспечить обогрев загородного дома , в котором проживает семья из трёх человек.
Отопление на дровах
Издавна древесина имела распространённое применение для обогрева домов: это доступный для населения возобновляемый ресурс. Необязательно использовать полноценные деревья, отапливать помещение можно и древесными отходами: хворост, сучья, стружки. Для такого топлива существуют дровяные печи — сборная конструкция из чугуна или сварная из стали. Правда, подобные устройства имеют негативные характеристики, мешающие широкому их применению:
- Самые не экологичные нагреватели. При сгорании топлива выделяются токсичные вещества в большом количестве.
- Необходима заготовка дров.
- Требуется чистка нагоревшей золы.
- Самые пожароопасные обогреватели. При незнании техники чистки дымоходов может возникнуть возгорание.
- Отапливается комната, в которой установлена печь, а в других помещениях воздух остаётся прохладным длительное время.
Способы повышения энергоэффективности дома
Сократить затраты энергии, используемой для отопления, можно разными методами:
- повышением энергоэффективности строения;
- применением системы «Умный дом», а также другой автоматикой, позволяющей минимизировать затраты;
- снижением электропотерь при помощи радиаторов и иных приборов;
- увеличением КПД отопительных котлов или печей;
- использованием экологичных видов энергии (дрова, солнечные батареи).
Для достижения лучших результатов можно применять комбинацию двух или более вариантов.
Даже самая надежная и качественная система отопления не принесет особой пользы, если в доме происходит масштабная отдача тепла, поэтому следует предпринять меры, которые будут препятствовать утечкам теплоэнергии через щели и открытые форточки.
Важно предпринять простые, но эффективные шаги, обложив теплоизоляционным материалом полы, стены, двери, потолки, оконные рамы. Помимо утепления по нормативным требованиям можно разместить и дополнительную изоляцию
Это позволит еще больше сократить теплопотери, тем самым повысив энергоэффективность здания.
Для проведения качественной теплоизоляции можно вызвать специалиста-энергоаудитора. Он произведет тепловизионную съемку дома, что позволит выявить места наиболее интенсивных теплопотерь, изоляцию которых нужно осуществить в первую очередь
Виды электрического отопления
Отопление при помощи электричества можно сделать несколькими способами. В первую очередь вам стоит определиться с типом системы, которую вы хотите реализовать. Будет это традиционное водяное отопление, воздушное или теплый пол. Все три системы могут применяться как единственный способ обогрева, так и комбинированный — любые две или даже все три. Чтобы определиться нужно представлять достоинства и недостатки каждой их них.
Электроотопление не обязательно должно быть однотипным
Водяное отопление с электрическим котлом
Начнем с достоинств. Самая стабильная система, которая за счет инерционности продолжает поддерживать температуру некоторое время после того, как котел перестал работать. Во время работы минимально сушит воздух, работает практически бесшумно. Высокая ремонтопригодность. Если не прятать трубы отопления в стены, они всегда доступны для ремонта и замены.
Водяное отопление с электрокотлом ничем не отличается
Недостатки таковы. Сложная система из труб и радиаторов требует больших затрат времени и денег на стадии монтажа. За счет инерционности невозможно быстро менять температуру — быстро нагреть помещение не получится. При останове системы в зимнее время она может разрушится — если вода замерзнет в трубах, их разорвет. Для серьезного ремонта необходим полный останов и слив теплоносителя.
Воздушное отопление на электрических обогревателях
Отопление этого типа быстро монтируется. Все что надо — купить обогреватели, повесить и включить в сеть. Воздух начинает нагреваться сразу после включения. При заморозке системы, она остается работоспособной — замерзать нечему. Элементы отопления между собой не связаны. Выход из строя одного никак не сказывается на работоспособности других. Его можно спокойно ремонтировать.
Повесить обогреватели — вот и все что нужно
Недостатки воздушного отопления такие. Первый — при отключении обогревателей температура быстро снижается. Чтобы обеспечить постоянную работу необходима система резервного электропитания. Второй — из-за непосредственного контакта с нагревательными элементами воздух пересыхает, необходимы меры/приборы для увлажнения воздуха. Третий — многие воздушные обогреватели имеют встроенные вентиляторы, что повышает эффективность, но они издают шум.
Теплый пол на электрических элементах
Электрический теплый пол — самая молодая система отопления. Из всех описанных выше она дает наиболее комфортные условия — самая высокая температура получается на уровне ног, а в районе головы — она средняя. Также эта система инертна — пока нагреется/остынет массив пола проходит значительный промежуток времени. По этой причине после выключения температура держится еще некоторое время. Сложность монтажа зависит от типа электрического теплого пола. Есть системы, которые требуют стяжки (электрические греющие кабели и маты), есть те, которые монтируются на ровное жесткое основание без мокрых работ (пленочный теплый пол) и могут использоваться для подогрева ламината, линолеума и т.д.
Теплый пол есть разных видов. Это комфортный способ отопления частного дома электричеством
Электрическое отопление частного дома при помощи теплого пола имеет и недостатки. Первый — средняя или низкая ремонтопригодность. Прямого доступа к системе отопления нет. Приходится разбирать/разбивать пол. Второй — затраты времени и сил на устройство электрического подогрева теплого пола низкими не назовешь. Системы, требующие стяжки монтируются около месяца (пока «зреет» стяжка пользоваться нельзя), теплый пол для «сухого» монтажа можно собрать за день, но стоимость обогревательных элементов довольно высокая.
Какой вид отопления электричеством лучший
Как видите, сказать какой вид электроотопления в доме лучший, не получится. Идеального нет. Исходить надо из условий эксплуатации:
- Для домов с постоянным проживанием чаще используется водяное отопление. Но следить за системой необходимо ежедневно.
- Для дач временного посещения более удачный вариант — воздушное отопление. Его можно включать в нескольких комнатах и заморозка таким обогревателям нестрашна.
Выбирать вид электрического отопления надо исходя из условий проживания
- Теплый пол используется, в основном, как дополнительный источник тепла. Для повышения комфортности в отопительный сезон, для улучшения микроклимата в межсезонье. Может он быть и основной системой отопления, но используется в этом качестве редко (во всяком случае, пока).
Сказанное выше основано на выборе большинства. Это не значит, что нельзя в доме с постоянным проживанием делать воздушное электрическое отопление частного дома. Можно, и делают. Просто надо четко представлять достоинства и недостатки.
Энергосберегающее отопление: виды топлива
Энергосберегающий дом нового поколения должен, прежде всего, экономить деньги своего владельца. Для этой цели дом следует обеспечить системой отопления, требующей минимальных затрат.
Системы отопления, которые на сегодняшний день можно использовать в доме:
- Отопление магистральным газом (газовые котлы);
- Древесина (дровяной котел);
- Уголь;
- Переработанная древесина и сельскохозяйственные отходы;
- Жидкое топливо.
Также существуют специальные брикеты для отопления. Они не очень популярны среди населения, но могут использоваться для энергосбережения.
Виды брикетов:
- Древесные;
- Торфяные;
- Угольные.
Каждый описанный выше способ обогрева уже давно используется при постройке частного дома в разных странах. Но существуют и более инновационные технологии, созданные для поддержания тепла.
Основные разновидности топлива
В современных системах отопления частных домовладений сегодня задействованы самые разные виды тепловых носителей и топлива.
| Топливо | Теплота сгорания кВт/ккал | |
| Электрическая энергия | 1 | 864 |
| Природный газ | 9,3 | 8000 |
| Сжиженный газ | 12,2 | 10500 |
| Каменный уголь | 12,5 | 10800 |
| Древесный уголь | 7,8 | 6700 |
| Древесные пеллеты | 4,9 | 4200 |
| Древесина (дрова) | 2,2 | 1940 |
Самыми дорогими видами топлива принято считать солярку, мазут и сжиженный газ, а также электроэнергию, используемую котлами, конвекторами, обогревателями и излучателями. Менее затратным вариантом является использование твёрдого топлива. Самым практичным – использование природного газа
Как экономить в традиционных системах?
С середины ХХ века для отопления частного дома и многоэтажных зданий использовали технологии водяного отопления. Правильно спроектированная система позволяла вручную регулировать теплоотдачу каждой батареи и так обеспечивать энергосбережение. Но с дешевым топливом при перегреве открывали форточку, а не закручивали вентиль на батарее.
Энергетический кризис привел к многократному росту цен на топливо. Вместо ручного вентиля стали использовать технологии термостатических клапанов. Они сами поддерживают нужную температуру радиатора. При перегреве помещения клапан уменьшит подачу воды в батарею, а ее избыток пойдет через байпас – обходную трубу. Такой способ увеличит энергосбережение и снизит расходы на отопление на 1/5, а то и 1/4.
Еще больший эффект получают, связав все термостатические клапаны при автоматизации управления системой отопления.
Отопление керамическими панелями
Сейчас популярным становиться отопление с помощью керамических панелей. Они имеют прекрасный внешний вид и не занимают много места.
Источником энергии для таких нагревательных элементов служит электричество. При этом они потребляют в несколько раз меньше энергии, чем обычные радиаторы или конвекторы. Они помогут оформить помещение. Они могут вешаться на стены в качестве картин (на них наносится различное изображение).
Толщина такого нагревателя не превышает 15-ти миллиметров, а мощность в 370 Ватт позволит обогреть одну комнату.
При этом данные агрегаты являются безопасными с экологической точки зрения и позволяют значительно экономить деньги жильцов частного дома, которые тратятся на оплату за электричество.
