Расчет затрат на устройство автономного газового отопления
Сравнивая, какая из разновидностей отопительных систем окажется наименее затратной, нужно в первую очередь обратить внимание на расход сжиженного газа на отопление. Желательно сопоставить предстоящие затраты с аналогичными расходами для других видов топлива и решить, какой вариант будет выгоднее
Начальные затраты на оборудование и обустройство
Расходы на приобретение оборудования и устройство в своем доме автономной системы отопления на сжиженном газе могут несколько различаться в разных регионах проживания. Но в целом, если сравнивать с подключением к магистральному газопроводу, разница в стоимости будет несущественной. Дороже выйдет, только если использовать не баллоны, а газгольдер объемом в несколько кубов. Его стоимость будет больше 300 000 рублей.
Также почти равноценно по стоимости обустройство помещений для котлов, использующих СУГ, в сравнении с теми, что работают на солярке. Как свидетельствуют отзывы, отопление сжиженным газом лишь тогда требует более высоких начальных затрат, когда оно служит альтернативой твердотопливному или электрическому отоплению. Но в ходе дальнейшей эксплуатации вложенные в отопление частного дома сжиженным газом средства постепенно окупятся за счет выгодности этого вида топлива.
Расходы газа но отопление частного дома
Еще несколько лет назад пропан-бутановая смесь стоила намного дороже, чем магистральный газ (метан), но со временем ценовая разница между ними уменьшается. Поэтому относительные показатели стоимости и расхода сжиженного газа на отопление демонстрируют целесообразность использования данного энергоносителя.
Удельная теплота сгорания, мДж
Наиболее простым способом определить реальный расход сжиженного газа на отопление дома будет — соотнести массу газа в одном баллоне с технологическими характеристиками отопительного оборудования. При этом удобнее рассчитывать расход именно по массе, поскольку объем (в литрах) зависит от плотности и процентного состава закачанной в баллон пропан-бутановой смеси.
Стандартный 50-литровый баллон бывает заполнен 35–40 литрами СУГ, что в пересчете на массу дает в среднем 22 кг газа.
Разберем конкретный пример для определения необходимого количества сжиженного газа в баллонах на отопление дома площадью 100 м²:
- На обогрев указанной площади понадобится (по максимальным нормам) 10 кВт теплоэнергии;
- Однако котел не функционирует постоянно в максимальном режиме, и средний коэффициент его загрузки допустимо принять за 0,5. Значит, нам необходимо 5 кВт;
- При калорийности сжиженного газа 46 мДж/кг для производства 1 кВт теплоэнергии будет израсходовано около 0,1 кг СУГ в час, а для 5 кВт потребуется 0,5 кг СУГ;
- В сутки будет расходоваться 12 кг, или почти половина баллона;
- Месячный расход сжиженного газа на непрерывное отопление дома составит примерно 13–15 баллонов.
Объема газгольдера может хватить для работы отопительной системы в течение всего сезона
Каким будет расход, если пользоваться не баллонами, а закачивать топливо в газгольдер? Насколько часто придется вызывать заправщик для пополнения запаса газа в наиболее распространенном среди потребителей «пятикубовом» резервуаре? Давайте разберемся:
- Любую из емкостей для сжиженного газа заполняют не «под горлышко», а только на 80–85%. Соответственно, в резервуаре объемом 5 м³ будет находиться около 4250 литров или (в пересчете на массу) 2300 кг газа;
- Мы уже определили, что в нашем случае система отопления на сжиженном газе расходует 0,5 кг топлива в час;
- Делим общую массу содержащегося в газгольдере газа 2300 кг на 0,5 кг/час, и получаем 4600 часов — на такое время нам хватит запаса топлива;
- Разделив 4600 часов на 24, получаем итог — 190 дней. То есть, одной заправки газгольдера объемом 5 м³ достаточно для обогрева дома 100 м² практически на весь отопительный сезон (в условиях умеренного климата).
Это теоретические выкладки, но в реальности расход топлива можно существенно уменьшить. При правильной настройке режимов горения газовый котел отопления для сжиженного газа способен потреблять в 1,5–2 раза меньше топлива, а температура в доме при этом будет поддерживаться на приемлемом уровне.
Для уменьшения количества сгораемого газа используйте автоматику, которая в ночное время переводит котел в умеренный режим, снижая температуру в системе на 7–9 градусов, тем самым добиваясь сокращения расходов на 30%.
Каким может быть газовое отопление
Для отопления можно использовать два вида газа — магистральный и сжиженный. Магистральный газ под определенным давлением подается по трубам к потребителям. Это единая централизованная система. Сжиженный газ может поставляться в баллонах разной емкости, но обычно в 50 литровых. Также его заливают в газгольдеры — специальные герметичные емкости для хранения этого вида топлива.
Примерная картина по стоимости отопления разными видами топлива
Более дешевое отопление — с использованием магистрального газа (не считая подключения), применение сжиженного газа лишь чуть дешевле чем использование жидких видов топлива. Это общая статистика, но конкретно надо считать по каждому региону — цены отличаются значительно.
Водяное отопление
Традиционно в частных домах делают водяную систему отопления. Она состоит из:
- источника тепла — в данном случае — газового котла;
- радиаторов отопления;
- труб — соединяющих котел и радиаторы;
- теплоносителя — воды или незамерзающей жидкости, которая движется по системе перенося тепло от котла.Схема водяного газового отопления для частного дома.
Это самое общее описание системы водяного газового отопления частного дома, ведь есть еще немало дополнительных элементов, обеспечивающих работоспособность и безопасность. Но схематично — это основные компоненты. В данных системах котлы отопления могут быть на природном или сжиженном газе. Некоторые модели напольных котлов могут работать с двумя этими видами топлива, причем есть такие, которые даже не требуют замены горелки.
Воздушный (конвекторный) обогрев
Кроме того сжиженный газ также может использоваться как топливо для специальных конвекторов. В этом случае помещения отапливают нагретым воздухом, соответственно отопление — воздушное. Не так давно на рынке появились конвектора которые могут работать от сжиженного газа. Они требуют перенастройки, но могут работать и на этом виде топлива.
Газовые конвекторы хороши, если надо быстро поднять температуру в помещении. Они начинают прогрев помещения сразу после включения, но также быстро он перестают греть — как только выключаются. Еще один недостаток — они сушат воздух и выжигают кислород. Потому в помещении требуется хорошая вентиляция, зато нет необходимости ставить радиаторы и сооружать трубопровод. Так что и в этом варианте есть свои плюсы.
Камин для газового отопления дома
По стоимости оборудования камины на газу сравнимы с электрическими или дровяными аналогами. Но газовое топливо значительно дешевле.
И, в отличие от дров, газовое отопление с помощью камина в загородном доме предполагает отсутствие проблем с золой. Плюс, не придется постоянно следить за работой топки и заботиться о колке поленьев.
Камины, перерабатывающие газ в тепловую энергию, используются в системах отопления, т.к. не оснащены устройствами, необходимыми для обслуживания двух контуров
По типу установки камины на газу бывают:
- пристенными;
- островными;
- встраиваемыми.
По общей конструкции и внутреннему наполнению (горелки, автоматика, устройство камер сгорания) они полностью повторяют газовые котлы. В обоих случаях технология подключения к сетям идентична. Различия существуют лишь в принципе обогрева помещений.
По принципу подключения и организации системы отопления газовые камины схожи с напольными отопительными котлами
Водогрейный котел изначально предназначен для нагрева воды, а обычный камин – для конвекции воздуха от корпуса и лицевого экрана, за которым происходит горение топлива.
Альтернативные системы отопления
Системы этого типа базируются на использовании природных возобновляемых ресурсов:
- Солнечная энергия;
- Геотермальные источники тепла;
- Сила ветра.
Использование солнечной энергии актуально для южных широт – южнее 50 северной широты. Реализуется работа гелиоустановок двумя способами:
- Выработка электрической энергии фотоэлектрическими преобразователями солнечных панелей;
- Непосредственный нагрев жидкого теплоносителя в панелях коллекторного типа.
Хранение и расходование накопленных объемов энергии производится с помощью электрических и тепловых аккумуляторов.
Работа тепловых насосов реализуется в сборе тепла из геотермальных источников – почвы, воды, воздуха. Принцип работы устройства основан на свойствах хладагентов, кипящих при низкой температуре.
Наружные сети из полимерных труб погружаются в котлованы (грунт), водоемы и скважины (вода), используют тепло воздуха (при положительной температуре). Агрегат теплового насоса преобразует полученное из сторонних источников низкотемпературное тепло до более высокого потенциала и передает его в систему отопления.
Ветровые электрические генераторы вырабатывают электроэнергию, используя силу ветра. Накопленный запас концентрируется в аккумуляторах.
К месту установки ветрогенераторов существую технические условия по расположению относительно других объектов. Чаще всего для их размещения требуется земельный участок с большой площадью и неплотной застройкой.
Использование альтернативных источников отопления в нашей стране не развито, так как оборудование обладает очень высокой стоимостью. К тому же мощности установок не всегда могут дать требуемое количество тепла и используются чаще в качестве дополнительных источников обогрева.
Схема подключения отопления газового котла
Возможно обустройство с самотечной или принудительной циркуляцией теплоносителя. Системы с самотечной схемой работают по принципу разности плотности холодного/горячего потока, а принудительная циркуляция достигается интеграцией в схему циркуляционного насоса. Системы с принудительным движением теплоносителя являются энергозависимыми, требуют постоянной подачи тока.
Как выбрать газовый котел?
Чтобы подобрать оборудование подходящего типа, следует обращать внимание на несколько параметров:
- Мощность. При расчетах применяется простая формула 1 кВт на 10 м2 площади. Плюс 15-20% на запас. В продаже есть приборы с малыми (до 65 кВт) и средними (1700 кВт) параметрами мощности. Чтобы точнее определиться с нужным показателем, следует воспользоваться расчетными калькуляторами на сайте производителей, где расчеты проводятся с учетом теплопотерь, материала дома и прочих показателей.
- Если в доме нужна подача ГВС, то выбирается котел с двумя контурами, в противном случае достаточно одноконтурного агрегата.
- Монтаж может быть напольным или настенным. Тяжелые приборы нужно ставить только на пол, причем с предварительным обустройством чистой и защищенной от возгорания площадкой.
- Бывают коты с атмосферной горелкой, для которых нужен дымоход и приборы с турбированной горелкой с принудительной вентиляцией камеры сгорания. Приборы второго типа отличаются высоким КПД и независимостью от перепадов давления подаваемого топлива.
- Котлы с горелкой закрытого типа стоят дороже, но считаются более безопасными и обладают повышенным КПД.
- Регулировка мощности. Для обеспечения четкой работы нужна плавная регулировка, но можно выбрать двухступенчатую, если схема отопления простая и не требует снижения интенсивности подачи теплоносителя.
Проектирование и расчет системы
Установка газового отопления в доме или квартире без предварительного составления, утверждения проекта категорически запрещена. Проектированием занимаются специальные компании, которые составляют схему с учетом расхода газа по формуле 1 кВт на 10 м2.
Примерные подсчеты позволяют понять, что для дома в 200 м2 нужен котел мощности 20 кВт с потреблением 2 кубометра газа в час. Рассматривая климатические особенности средней полосы, газовое оборудование должно работать не менее 100 дней в регулярном режиме на полной мощности и еще 100 дней в половину мощности. Расход за сезон составит (20 х 0,1 х 24) 48 кубических метров в период зимних холодов и 24 м3 в период межсезонья, общий расход равняется 7200 кубометров.
Схемы разводки газового отопления в частном доме
Различается два типа разводки:
- Однотрубная. Простая схема может выполняться самостоятельно, но применяется редко. Причина – вода в крайний радиатор доходит уже со сниженной температурой, поэтому батарея остается холодной. Однотрубная разводка отопления от газового котла применяется в домах площади до 100 м2. Плюс – небольшие финансовые вложения.
- Двухтрубная. Требует затрат на трубопроводы, запорные элементы – все детали покупаются в двойном объеме, но это единственный минус. К плюсам относят равномерную подачу тепла, возможность регулировки интенсивности поступления теплоносителя к батареям вообще и на каждый радиатор по отдельности.
Теплообменник и терморегулятор
Теплообменник
Теплообменник – важнейший элемент всей отопительной системы. В нём происходит нагрев или охлаждение воды до нужных параметров, после чего она поступает в домашний трубопровод, обогревая помещение. Несколько видов теплообменников
- первичные;
- вторичные;
- термические;
- косвенного нагрева;
- битермические.
Битермические – наиболее оптимальный вариант для тех людей, кто хочет сэкономить на потреблении электричества. В них есть сразу два контура, которые служат для подогрева воды и для распределения её по патрубкам в системе отопления.
Обычно при использовании газовых и твердотопливных котлов температуру подогрева воды можно регулировать вручную или автоматически. Соответственно, можно самостоятельно влиять и на уровень расхода энергии по системе отопления и подогрева воды в целом, что теоретически позволит сэкономить немалые средства (установить их можно и своими руками).
Схема подключения пластинчатого теплообменника
Теплоаккумулятор
Теплоаккумуляторы – это устройства, позволяющее накапливать тепло, сохранённое во время работы котла (в теплоаккумуляторы встраиваются и теплообменники). То есть, если говорить простым языком, тепло будет накапливаться после частичной остановки котла.
Схема стандартного теплоаккумулятора
Поздней ночью тарифы на электроэнергию являются самыми маленькими. В это время теплоаккумулятор накапливает тепло, которое можно использовать уже при выключенном котле. Теоретически, расход потребления электроэнергии в данном случае можно сократить до 200%, то есть, в целых 2 раза! В целом можно выделить наиболее важные преимущества, которые предоставляет такой аккумулятор:
экономия расхода электроэнергии до 200% от первоначального объёма использования (не важно, речь идёт о кирпичных, каркасных или домах из СИП-панелей);
увеличенный срок эксплуатации котлов (не важно, используют они для работы газ или нечто иное);
работа после отключения обогрева (самое важное);
температурные скачки будут отсутствовать или сведены к минимуму (хотя они все равно будут – не дровами ведь загородный дом отапливается и не про насос сейчас разговор);
безотказность работы системы отопления в различных климатических условиях (прямо говоря, с теплообменником любая система отопления будет бесперебойно работать, находясь она в Арктике или Сахаре).
В настоящий момент теплоакумуляторы больше используются уже не как выгодная опция, а как необходимый элемент всей автономной системы теплоснабжения
Однако есть случаи, когда использование теплоаккумуляторов нецелесообразно
- Если дом нуждается лишь в минимальном обеспечении горячей водой (малое количество санитарных узлов, малая общая площадь строения или речь идёт о деревянном доме);
- Если используется для подогрева воды только один вид топлива, с одним и тем же распределением и коэффициентом выделения тепла (тепловой бак в данном случае использовать нецелесообразно).
Внутреннее устройство аккумулятора тепла
Самостоятельный монтаж
Приступать к монтажу автономного отопления возможно только после создания и утверждения проекта. В соответствии с проектом приобретаются материалы и оборудование.
Оборудовать обогрев дома с помощью нетрадиционных альтернативных способов вполне реально своими руками. Что же касается автономного газового отопления, то самостоятельный монтаж в данном случае крайне нежелателен. Это связано с повышенной опасностью при использовании газа, а также с тем обстоятельством, что приемку оборудования в эксплуатацию необходимо производить специализированными службами. А осуществляется она только в отношении оборудования и работ, произведенных по нормативам и требованиям.
Как сделать газовое отопление частного дома своими руками
Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ
Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям
Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:
- врезки системы отопления дома в газовую сеть;
- проектирования газового отопления дома.
Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии.
Порядок работ
Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).
Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:
- монтаж котла в котельной на первом этаже;
- монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
- установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
- установка коллектора для теплого пола;
- укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
- установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
- по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.
Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:
1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)
2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)
Схемы разводки автономного отопления
Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:
- Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
- Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
- Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
- Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
- Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.
Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:
1. Система отопления открытого типа
Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.
Схема автономного газового отопления открытого типа
2. Система отопления закрытого типа
В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.
Схема с естественной и принудительной рециркуляцией, которые используются при отоплении двухэтажного частного дома
Двухтрубная система
Горизонтальная двухтрубная попутная система отопления
В двухтрубных схемах отопления частного дома разводка труб осуществляется в двух плоскостях. Такая система отопления является самой широко применяемой. Суть схемы лежит в параллельном подключении радиаторов. Параллельная разводка труб отопления делает систему сбалансированной, и нет необходимости совершать сложные расчеты. Если речь идет о небольшом доме, до 150 м2, то температура первого и последнего распределителя практически не будет отличаться. Разница в пару градусов настолько несущественная, что на температуре в помещении это никак не отразится.
Разводка труб отопления в частном доме осуществляется от котла и может быть выполнена в двух вариантах:
вертикальная.
Вертикальная разводка контура применяется только в домах с двумя и более этажами. Такой метод подразумевает подсоединение радиаторов отопления к вертикальному стояку.
Вертикальная система с верхней и нижней разводкой
При этом есть разные схемы, в которых расположение распределяющей магистрали отличается:
o вверху;
o внизу.
Верхняя подводка в системе с вертикальной разводкой труб отопления в частном доме — это когда теплоноситель поднимается по центральному стояку в пиковую точку, где прокладывается верхняя магистраль. В открытых системах там же находится экспанзомат, он же является воздухоотводчиком. При такой разводке труб отопления в двухэтажном доме подающая магистраль находится на чердаке, при этом ее обязательно нужно утеплить. От нее вниз опускаются стояки, а к ним подключаются распределители. После первого радиатора в вертикальном контуре добавляется второй стояк обратного потока.
К верхней подводке можно отнести и отопление в новостройке, где разводка труб по квартире начинается от вертикального стояка. В нем теплоноситель двигается сверху вниз. В случае с нижней подводкой, при правильной разводке труб отопления, распределительная магистраль находится в подвале или цокольном этаже, обратка находится еще ниже. Так что движение воды осуществляется снизу вверх;
горизонтальная.
Горизонтальная схема разводки отопления применяется в одноэтажных домах. В этом случае магистрали находятся параллельно полу – это две трубы отопления: прямая и обратка. При этом трубы могут быть спрятаны под полом, а к радиаторам будут подниматься два патрубка. Горизонтальная разводка труб отопления в деревянном доме выполняется по трем схемам:
o проточная «б»(попутка);
o тупиковая «а»;
o коллекторная.
Тупиковая и проточная двухконтурная система отопления
Исходя из этой классификации, выделяют последовательное и лучевое подсоединение радиаторов.
Проточная двухтрубная горизонтальная разводка труб отопления характеризуется одинаковым направлением движения теплоносителя на прямой и обратном потоке. Горячая вода, попадая в первый радиатор, отдает свое тепло. Затем выходит из него и двигается дальше, только уже по другой трубе. По ходу в обратный поток врезаются все остальные батареи, а затем уже остывшая вода направляется к котельной. Также как при разводке труб отопления в квартире, когда теплоноситель попутно двигается от одного стояка к другому.
При тупиковой разводке труб системы отопления теплоноситель на подаче и обратке двигается в противоположном направлении. Вода доходит до первого радиатора, а с него попадает в трубу обратного потока и сразу устремляется к нагревателю. То же самое происходит и во всех последующих батареях. В каждой из этих схем применено последовательное подключение распределителей, в зависимости от их отдаленности от нагревателя.
Коллектор отопления
