Системы воздушного отопления: выбираем источник тепла

Что могут использовать в качестве источник тепла системы воздушного отопления? Мы рассмотрим воздушное отопление трех разных типов. Точнее, нашему анализу подвергнутся три полноценных климатических комплекса с их основными достоинствами и недостатками.

Чтобы развести тепло по дому, вначале нужно его выработать. Мы собираемся сравнить три разных способа производства тепловой энергии.

Сжиженный пропан в баллонах будет обходиться примерно в 6-8 раз дороже и сделает отопление с его помощью крайне невыгодным.

Задача

Она проста и понятна: круглый год поддерживать в доме комфортную температуру. Разумеется, с обязательной вентиляцией помещения.

Нам предстоит оценить:

Первоначальные затраты на все интересные нам воздушные системы отопления.
Удобство использования комплексного решения.
Эксплуатационные расходы. Попросту говоря — то, сколько в каждом случае предстоит платить за отопление.
Перспективность вложений. Понятное, что слишком далеко вперед заглядывать смысла нет; однако отопление частного дома обычно служит не год, и не два, и оценить ближайшие перспективы определенно стоит.

Дано:

Площадь коттеджа, который предстоит отапливать, возьмем равной 150 метрам.
Наличие электричества и газа подразумевается. Электрификация необходима для реализации всех трех проектов; стоимость подключения к газу колеблется от 1000 до 5000 евро в зависимости от расстояния до трассы и явно очень сильно повлияет на наш выбор. Условимся считать, что газ уже есть.

Рассмотреть мы готовимся три варианта:

Климатический комплекс на основе газового котла воздушного отопления и канального кондиционера. Типичный пример — отечественная система Антарес Комфорт.

Полезно: это далеко не единственная схема работы климатического комплекса на основе тепла сгорания какого-либо вида топлива. Например, воздушная система отопления Jotul использует теплоту сгорания дров и разводку оцинкованной трубой горячего воздуха от камина; в продаже легко найти работающие на соляре тепловые пушки и так далее.

Геотермальный тепловой насос. Модельный ряд ведущих производителей достаточно широк; мы можем на выбор взять любую модель от 6 до 80 КВт. Впрочем, потребность в тепловой мощности нам еще предстоит выяснить.

Системы воздушного отопления: выбираем источник тепла

Геотермальный насос отбирает низкопотенциальное тепло у почвы и переносит его в дом.

Отопление и кондиционирование воздуха инверторными бытовыми кондиционерами. Каждый из них — тепловой насос, работающий по схеме воздух-воздух. В этом случае мы избавляемся от необходимости разводить воздуховоды по дому, и приобретаем в виде внешнего украшения коттеджа несколько наружных блоков сплит-систем.

Читайте также статью о завоздушивании системы отопления, причинах возникновения и методах устранения.

Сколько тепла нужно для отопления

Приблизительный расчет системы воздушного отопления опирается на тот же СНиП 2.04.05-91: на один квадратный метр площади помещения должно приходиться 100 ватт эффективной тепловой мощности.

Понятно, что чем выше температура поступающего в помещение воздуха — тем меньший его объем нам придется нагреть. Однако тот же СНиП ограничиваем максимальную температуру нагнетаемого в жилое или производственное помещение воздуха 70-ю градусами (и 50-ю для тепловых завес).

Нюанс: нормы тепловой мощности актуальны для стандартной высоты потолков в 2,5 — 2,7 метра. При большей высоте для упрощенного расчета применяется другая формула: 40 ватт на кубометр объема помещения.

Итак, при площади коттеджа в 150м2 нам необходима тепловая мощность приблизительно в 15 киловатт.

Сравниваем климатические комплексы

Первоначальные вложения

Они складываются из стоимости оборудования и стоимости услуг по его монтажу. Если речь идет о комплексе, произведенном под одним брендом и смонтированном под ключ — понятное дело, продавец включает в цену и собственные расходы на неизбежное сервисное и гарантийное обслуживание.

Итак, что мы видим?

Отечественная система «Антарес Комфорт», позиционирующаяся как недорогая на фоне импортных аналогов, обойдется покупателю вместе с монтажом примерно в 3000 рублей за квадратный метр площади обслуживаемого помещения. При площади в 150 м2цена решения составит 450000 рублей, или около 10000 евро.
Геотермальный тепловой насос вместе с установкой обойдется примерно в ту же сумму. Причем затраты на оборудование и на монтаж распределятся примерно пополам.

Высокая стоимость монтажа геотермальных насосов связана и с вертикальным бурением на несколько десятков метров, и с довольно специфичными требованиями к зондам, теплоносителю и магистралям, которым предстоит провести в почве без извлечения не менее нескольких десятков лет.

Затраты можно заметно сократить, смонтировав своими руками горизонтальный коллектор с глубиной заложения на 0,2 метра ниже точки промерзания. Однако под него потребуется площадь, в несколько раз превышающая площадь самого дома.

Бурение скважин и установка зондов составят очень весомую часть стоимости проекта.

Чтобы рассчитать, во сколько обойдется воздушная система отопления дома на инверторных кондиционерах, сделаем несколько несложных умозаключений. 150м2 — это как минимум 4-6 независимых помещений.

Возьмем для расчета 4 инверторных кондиционера Cooper&Hunter CH-S09FTXN с тепловой мощностью по 3,6 КВт. Именно они выбраны благодаря низкой минимальной рабочей температуре: эти кондиционеры (к слову, изготовитель позиционирует их как бытовые тепловые насосы) способны перекачивать в дом тепло с улицы при температуре -25С.

Стоимость каждого — 23 тысячи рублей; установка обойдется еще примерно в 4-5 тысяч. Возьмем максимум: (23 5)х4=112 тысяч рублей, или 2,5 тысячи евро.

Как легко заметить, по результатам первого забега у нас наметился явный фаворит.

Опрессовка системы отопления — гарантия теплой зимы. Читайте здесь.

Удобство эксплуатации

Здесь мы наблюдаем паритет. Каждая система воздушного отопления управляется термостатом; каждая выбирает необходимую температуру воздуха в зависимости от текущей потребности в тепле.

Есть несколько нюансов.

Системы отопления с геотермальным тепловым насосом и газовым котлом автоматически контролируют работу не только отопления, но и вентиляции. В случае кондиционеров приточно-вытяжную вентиляцию приходится организовывать отдельно.

Обычные Cплит-системы не предусматривают обмен воздухом с внешним пространством.

Оборотная сторона использования газа — необходимость отводить продукты сгорания. Инструкция по технике безопасности газового оборудования, кроме того, предписывает устанавливать газовый котел в отдельном помещении с определенной минимальной кубатурой и отдельным окном, что не всегда удобно.

Геотермальный насос с зондами или горизонтальным коллектором накладывает ограничения на использование земельного участка. В частности, рядом с коллектором или зондами нельзя садить деревья; многие культуры не перенесут неизбежных при работе теплового насоса колебаний температуры почвы.

В целом по результатам этого сравнения — примерный паритет.

Эксплуатационные расходы

Наконец, главное для воздушного отопления и других способов обогрева — экономичность. Во сколько будет обходиться работа каждой из систем?

Чтобы не усложнять себе жизнь и не выводить сложных графиков, возьмем среднее потребление равным тому, которое заложено в проект. 15 киловатт тепловой энергии круглосуточно. Да, это большая натяжка; но все участники нашего соревнования окажутся в равных условиях.

Для производства 1 киловатт-часа тепловой энергии современному газовому котлу требуется примерно 0,1 м3 природного газа. Для домов с газовым отоплением кубометр стоит около 4 рублей. Таким образом, в сутки на работу отопления мы будем тратить 0,1 х15КВт х24 часа = 36 м3 газа, которые обойдутся нам в 36х4=144 рубля. Именно такими будут затраты на сутки работы климатической системы Антарес зимой.

На фото — газовый котел для воздушного отопления.

Геотермальный тепловой насос имеет КПД около 400%. Для производства 15 КВт тепловой энергии ему придется потреблять 3,75 киловатта электрической мощности. Киловатт-час стоит около 4 рулей (точное значение зависит от региона). Итого: 3,75х24=90 КВт/ч суточного потребления за 90х4=360 рублей.
Система инверторных кондиционеров будет иметь примерно те же параметры. КПД, заявленный производителем, для тепла равен 420% благодаря новейшим роторным компрессорам Daikin. Однако по мере снижения температуры на улице этот КПД будет падать.

Раздумья вслух

А теперь — расчеты и размышления. Чтобы компенсировать падение КПД, возьмем затраты на работу системы кондиционеров равными, не 360, а 500 рублям. При температуре в -10С примерно так и будет.

Заметьте: мы говорим об умеренном климате. В Хабаровском крае в -45 ни один кондиционер работать на обогрев просто не сможет.

Разница в стоимости с двумя первыми решениями в рублях примерно равна 340 тысячам рублей. Проигрыш в стоимости эксплуатации в худшем случае (если сравнивать с газом) — 356 рублей в сутки. Разница в стоимости решений окупится у климатической системы с газовым котлом за 340000/365=931 день, или примерно три года. Даже меньше.

Важно: фактический период окупаемости будет в несколько раз больше, поскольку в реальности обе системы далеко не всегда работают на полную мощность. Меньшее потребление газа и электричества означают уменьшение и абсолютного значения расходов, и разницы между ними, а раз так — то и рост периода окупаемости.

Европейские цены на электричество в пересчете на российскую валюту — около 6-8 рублей за киловатт-час. Газ — 30-45 рублей за кубометр. И наши расценки постепенно нивелируются именно по этим значениям.

Цена газа растет в среднем быстрее, чем цена электричества. Причина понятна: газ — невосполнимый ресурс, в то время, как все больше электричества получается от солнечных и ветровых электростанций.

Эта таблица не только любопытна сама по себе. Она позволяет оценить ближние перспективы.

Выводы? Их каждый делает самостоятельно.

Автор живет в теплом регионе, где -10 зимой — редкий случай, и отапливает площадь обитаемого зимой этажа в 75м2 двумя кондиционерами. Фактические затраты на электричество в отопительный сезон составляют от 1200 до 3000 рублей в месяц в зависимости от забортной температуры. Возможно, это опыт для вас не подойдет, но вдруг, да окажется полезным?

Заключение

Еще немного о том, какими могут быть системы воздушного отопления — в видео в конце статьи. Теплых зим!

Читайте также статью «Воздушные отопители – автономное отопление транспорта и нежилых помещений».