ПРИМЕНЕНИЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ЧАСТНЫХ ДОМОВ

APPLICATION OF THE MOST EFFICIENT HEAT SUPPLY SYSTEMS FOR PRIVATE HOUSES

Mikhail Sergeev

student, Department of Thermal Power Engineering, Omsk State Transport University,

Russia, Omsk

Artem Gusarov

scientific supervisor, senior lecturer. Department of Thermal Power Engineering, Omsk State Transport University,

Russia, Omsk

АННОТАЦИЯ

В статье проанализированы наиболее пригодные системы для теплоснабжения частных домов. Представлена их классификация, указаны преимущества и недостатки данных систем. Произведена оценка эффективности при сравнении систем между собой.

ABSTRACT

The article analyzes the most suitable systems for heating private houses. Their classification is presented, the advantages and disadvantages of these systems are indicated. Efficiency was assessed when comparing systems with each other.

Ключевые слова: котел, автономность, автоматика, топливо, теплоноситель.

Keywords: boiler, autonomy, automation, fuel, coolant.

В связи с перманентным ростом цен на топливо владельцы жилья стремятся минимизировать свои затраты на обогрев помещений. Возникает актуальный вопрос – какое отопление самое экономичное в частном доме, и каким образом можно снизить нагрузку на бюджет домовладельцев. При этом необходимо обеспечить комфортные условия проживания в холодное время года.

Жители городских многоквартирных домов, обогрев которых осуществляется от централизованных сетей, как правило, не могут выбирать и довольствуются предложенным способом отопления.

Владельцы частных коттеджей в этом плане имеют больше возможностей и могут обеспечить себе наиболее подходящий способ отопления, установив эффективную и удобную в обслуживании отопительную систему. При этом некоторые из последних можно смонтировать и своими руками, не привлекая специалистов (рис 1).

Рисунок 1. Пример реализации системы отопления для частного дома

Выбирая способ обогрева частного дома, владелец сталкивается с огромным разнообразием отопительных систем, предлагаемых отечественными и зарубежными производителями. Последние классифицируются по трем признакам:

• по типу используемого топлива: твёрдотопливные, электрические, газовые, универсальные;
• по методу отопления: традиционное водяное и воздуховоды;
• по принципу действия: химическая реакция горения, преобразование электричества в тепловую энергию.

На сегодняшний день активно изучаются и предлагаются альтернативные методы получения тепла. Так, солнечные коллекторы используются для отопления и подогрева воды. Однако значительная часть нашей страны расположена в таких широтах, где уровень инсоляции недостаточен для того, чтобы использование таких систем было по-настоящему эффективно [1].

Рассмотрим подробнее наиболее традиционные способы отопления частных домов.

Для обогрева жилья используется преимущественно метан, который подается через системы магистральных трубопроводов и распределительных сетей. На данный момент это самый экономичный способ отопления частного дома. На рис. 2 представлен Котел Куппер ОК-10 с газовой горелкой АГГ-26К с мощностью 10 кВт, что достаточно обеспечит теплом небольшой частный дом.

Рисунок 2. Газовый котел

В местностях, где еще не проведена газификация, могут примяться газгольдеры со сжиженной пропанобутановой смесью.

Современный газовый котел является полностью автоматизированным и обеспечивает поддержание заданного температурного режима в доме в зависимости от погодных условий.

Вместе с тем, цены на газ растут, что в совокупности с высокими затратами на приобретение и монтаж соответствующего оборудования и получения разрешения на его эксплуатацию делает использование данной разновидности топлива не таким уж выгодным [2].

Использование электрических котлов имеет ряд преимуществ, особенно с использованием теплых полов. При монтаже комбинированного обогрева в одной системе потребуется совместить два контура: водяного отопления и теплого пола. При обогреве двухэтажных зданий эффективной является схема, при которой контуры комбинированного отопления размещены на разных этажах. На первом этаже устанавливают систему «теплый пол», а на втором – трубы с радиаторами. В качестве источника для подачи теплоносителя в частном доме служит электрокотел. Можно также использовать отопительное устройство и на жидком топливе, только в этом случае потребуется организовать его доставку и хранение. Обвязка котла при комбинированном отоплении предусматривает установку циркуляционного насоса и смесительного узла. Кроме того, необходимы вентили и группа безопасности. Подача теплоносителя осуществляется через смесительный узел. При необходимости к рабочей среде с помощью трехходового клапана с термостатической головкой и датчиком добавляется охлажденная вода из обратного трубопровода. Смешанный теплоноситель, температура которого составляет около +40…+50 °C, поступает в гребенки коллектора, а затем распределяется по отдельным веткам.

Рисунок 3. Электрический котел

Газ будет электричества, но в сельской местности тарифы ниже, а при наличии субсидий и установке специального счетчика электроотопление становится неплохим вариантом по стоимости [3].

Классические твердотопливные котлы стоят относительно недорого и просты в монтаже. По сути, это чуть улучшенный вариант обычной печки со всеми ее недостатками: низким КПД и необходимостью регулярного подбрасывания дров или угля. На рис. 4 представлен твердотопливный котел «Куппер».

Рисунок 4. Твердотопливный котел

Самыми экономичными системами отопления частного дома на текущий момент можно считать твердотопливные котлы – пиролизные и длительного горения. Использование пеллет обходится в разы дешевле сжигания обычных дров, а сама система является абсолютно автоматизированной. [4].

При теплоснабжении с использованием тепловых насосов затрачивается гораздо меньше первичного топлива, чем при теплоснабжении с использованием традиционных теплогенерирующих установок, и как следствие, происходит выброс меньшего количества вредных веществ, пагубно влияющих на экологическую обстановку населенных пунктов. Также, применение систем теплоснабжения на их основе позволит создавать автономные центры вдали от систем централизованного энерго и теплоснабжения. Использование тепловых насосов для систем отопления связано с значительным увеличением начальных капитальных затрат по сравнению с обычными системами, использующими традиционные отопительные теплогенераторы. Однако в течение короткого периода эксплуатации этих систем суммарные затраты на владение снижаются примерно в 3-5 раз и продолжают дальнейшее снижение с течением времени [5].

В результате анализа данных систем выявлено, что каждое решение будет применимо в зависимости от расположения частного дома, региона и обеспеченности топливом или источником электрической энергии. Подводя итог можно сказать, что газовый котел будет самым лучшим средством, если дом подключен к газовому снабжению, электрокотел подойдет только для пассивных домов (с очень хорошей изоляцией и рекуператорами), твердотопливный котел, также нуждается в электричестве, если оснащен непрерывной шнековой подачей топлива, будет экономичнее, если в месте расположения доступно дешевое топливо (пеллеты, уголь), тепловой насос без специальных субсидий со стороны государства за нулевые выбросы в атмосферу остаётся очень дорогой системой, при этом еще и имеет ряд недостатков – через несколько лет может наблюдаться вымораживание грунта при использовании зондов в скважинах.

Список литературы:

1. Полозкова, А. П. Повышение эффективности работы солнечных коллекторов в системах теплоснабжения / А. П. Полозкова // Студент: наука, профессия, жизнь : Материалы VIII всероссийской студенческой научной конференции с международным участием : в 4 ч., Омск, 26–30 апреля 2021 года. – Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2021. – С. 437-442.
2. Панков, Н. А. Мировой рынок газа: оценка потенциала основных направлений и рисков / Н. А. Панков, А. Г. Рыбинец // Московский экономический журнал. – 2021. – № 6.
3. Постановление Правительства РФ № 1444 «Об основах ценообразования в отношении электрической энергии, потребляемой населением»
4. Ковязина, В. А. Оценка эффективности использования пеллет / В. А. Ковязина, К. И. Белоглазов // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе : Материалы Национальной с международным участием научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых учёных и специалистов, посвященной 10-летию создания Института промышленных технологий и инжиниринга, Тюмень, 19 декабря 2018 года / Ответственный редактор А. Н. Халин. – Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2018. – С. 117-121.
5. Финиченко, А. Ю. Использование теплонасосных установок для обеспечения потребителей тепловой энергией / А. Ю. Финиченко, М. В. Глухова, С. В. Глухов // Известия Транссиба. – 2021. – № 1(45). – С. 133-141.
6. Компания Теплодар [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.teplodar.ru/ (дата обращения: 02.07.22).