Способы обогрева деревянного дома

Электрические помощники

В целом, с точки зрения инженерных коммуникации деревянный дом аналогичен постройке из любого другого материала. И если там где он расположен, нет централизованного отопления, то владельцу приходится самостоятельно выбирать и организовывать автономную систему теплоснабжения своего жилища. Существуют два основных способа решить поставленную задачу: использовать приборы локального обогрева (дровяные печи и камины, электрические конвекторы, тепловентиляторы и проч.) либо создать автономную отопительную систему.

Проще всею отопить помещения устройствами локальною действия, подключаемыми к электрической сети. Они вполне самодостаточны, то есть оснащены термостатом, защитой от перегрева, таймером включения-выключения и не требуют объединения в систему с общей контрольной панелью: температура в каждой комнате выставляется индивидуально регулятором на самом устройстве. Простейшей разновидностью отопительных приборов этого типа являются спиральные электрообогреватели. Их очевидным достоинствам, таким как низкая цена, противостоит главный недостаток: из-за высокой температуры нагревательных элементов (до 600 °С) аппараты нужно размещать на безопасном расстоянии (не менее 1,2 м) от стен и мебели, то есть они отнимают некоторое полезное пространство. Масляные обогреватели не создают такой проблемы и в целом выигрывают у спиральных аналогов. Во-первых, теплоноситель (минеральное масло, которым конструкция заполнена внутри) повышает тепловую инерционность устройства и при постоянном использовании приводит к заметной экономии электроэнергии. А во-вторых, увеличенная площадь поверхности теплообмена позволяет снизить температуру корпуса до 60-90 °С что практически исключает вероятность пожара или даже банального ожога. Еще один тип локальных электрообогревателей — конвекторы. Их основное отличие от предыдущих устройств в том, что нагревательный элемент надежно скрыт, а температура внешних частей поддерживается на совершенно безопасном для человека уровне — чуть выше комнатной. Остывший воздух помещения поступает во внутренние каналы конструкции, проходит вдоль поверхности теплообмена, отбирает у нее тепло и возвращается в комнату. При этом конвекция может быть естественной либо принудительной (усиленной вентилятором): в первом случае прибор не производит шума, зато во втором работает намного эффективнее и быстрее прогревает жилище.

Наконец, последний тип применяемых в быту отопительных электрических приборов — инфракрасные обогреватели. Поскольку их энергия в основном идет на повышение температуры окружающих объектов, а не воздуха, устройства этого типа допускают как напольный, так и настенный и даже потолочный монтаж. К их достоинствам следует отнести быстрый прогрев помещения, а также отсутствие циркуляции пыли. Монтаж и подключение всех рассмотренных отопительных электроприборов в подавляющем большинстве случаев не требуют особого мастерства, сложных расчетов или серьезных капиталовложений. Однако существует простая житейская формула: чем ниже затраты на обустройство системы, тем выше эксплуатационные расходы. Не секрет; что электричество является одним из самых дорогих энергоносителей, и это не единственный недостаток рассматриваемого метода обогрева. Отопление организуется по формуле — 1 кВт мощности на 10 м² помещения при высоте потолков до 3 м². Простой подсчет показывает, что обогрев далеко не самого крупного коттеджа площадью, скажем. 300 м² потребует 30 кВт электроэнергии, то есть, к примеру 15 конвекторов по 2 кВт каждый. Нагрузку, возникающую при одновременном включении этих устройств, выдержит далеко не каждая поселковая электросеть.

Таким образом, если речь идет не о маленьком дачном домике, то локальным электрообогревателям лучше отнести вспомогательную роль резервных источников тепла. Иногда можно услышать, что какие-то нагревательные приборы сжигают кислород, а какие-то нет. Однако не стоит серьезно относиться к таким рассуждениям — это уловки маркетологов, не имеющие ничего общего с физикой. Сжигание кислорода может происходить, только когда материал нагревателя вступает в реакцию с кислородом воздуха. При этом нагреватель должен был бы сгорать или хотя бы корродировать, чего мы не наблюдаем даже у спиральных электрообогревателей, нить которых раскалена до 600 ºС.

Верность традициям

Рассматривая способы отоплении, нельзя обойти вниманием печи и печи-камины. Конечно, по КПД и удобству использования они проигрывают современным электрообогревателям, зато не знают себе равных по красоте, естественности и способности накапливать тепло.

Правда, расплатой за высокую теплоемкость являются их крупные габариты и немалый вес. Еще один недостаток подобных конструкций заключается в том что воздух эффективно нагревается лишь в одной комнате или нескольких сообщающихся помещениях. Впрочем, данную проблему вполне можно решить за счет монтажа системы воздушных рукавов или применения водяного регистра (прибора из нескольких соединенных вместе стальных труб, образующих каналы для теплоносителя). В итоге печь классическая из локального нагревательного прибора превращается в сердце мощной отопительной системы, способной обслуживал, целый дом, правда, средних размеров.

Отопительная автоматика

Большинство владельцев частных домов, как деревянных, так и любых других, предпочитают идти иным путем, максимально оптимизируя и автоматизируя процесс обогрева жилища. Ни одним из описанных выше методов этого достичь невозможно, гак как прямое электрическое отопление обходится пользователю слишком дорого, а каминно-печное требует постоянной заботы, ведь подкладывать дрока и убирать золу из топки в любом случае приходится вручную. На помощь приходят современные отопительные системы, которые обладают высочайшей эффективностью и успешно решают возложенные на них задачи практически без участии людей. В общем виде данный метод выглядит следующим образом. Центральной фигурой выступает генератор тепла. Выработанная им тепловая энергия по специальным каналам с помощью промежуточного теплоносителя распределяется по зданию и тем или иным способом рассеивается в помещениях.

Домашняя котельная

Современный рынок предлагает целый ряд устройств, вырабатывающих тепловую энергию. Наиболее распространенные из них — это автоматические отопительные котлы, которые по типу используемого энергоносителя подразделяют на газовые, жидкотопливные, твердотопливные и электрические. Отдельную нишу занимают комбинированные агрегаты, способные работать на двух и более видах топлива. Самыми удобными и экономичными на сегодняшний день остаются генераторы тепла, функционирующие на природном (магистральном) газе. Максимальная степень автоматизации, большой потенциал мощности, отсутствие необходимости хранения запаса топлива — вот далеко не полный список их достоинств. А недостаток, по сути, только один, зато в ряде случаев абсолютно непреодолимый. И обусловлен он отнюдь не отсутствием повсеместной газификации российских населенных пунктов. Конечно, подобные котлы легко перенастраиваются па сжиженный газ, однако монтаж газгольдера, во-первых, существенно повышает общую стоимость системы, во-вторых, несколько усложняет ее эксплуатацию, вынуждая периодически пополнять запасы горючего, ну а в-третьих, газгольдер попросту занимает место на приусадебном участке. Наконец, но цене сжиженный газ заметно дороже природного.

Следующее место по популярности принадлежит жидкотопливным котлам. К слову, к ним относятся и промышленные установки, способные функционировать на мазуте, отработанном машинном масле, однако бытовые модели в подавляющем большинстве рассчитаны исключительно на дизельное топливо. Очевидный недостаток в виде высокой стоимости качественной солярки компенсируется здесь двумя несомненными достоинствами: большим потенциалом мощности, позволяющим обогревать сколь угодно крупные здания, и возможностью быстрого перевода котла на магистральный газ (если в перспективе ожидается газификация населенного пункта) простой заменой навесной горелки. Во всяком случае, именно эти аргументы в пользу дизельных агрегатов приводят продавцы отопительной техники. Далее по списку идут твердотопливные установки, которые работают в основном на древесине (в том числе ее отходах), реже — торфе, каменном угле и тд. Многие потребители считают подобное оборудование пережитком прошлого, и совершенно напрасно. Как это ни парадоксально па первый взгляд, по дрова являются весьма перспективным и главное, возобновляемым энергоносителем, можно сказать, топливом будущего. В европейских странах, где природный газ, солярка и электроэнергия дороже, чем у нас а с недавних пор запущены целые правительственные программы по высадке энергетических лесов на низкосортных пород деревьев, ассортимент твердотопливных котлов значительно превосходит тот скромный набор моделей, который предлагают отечественные поставщики.

Что же сдерживает появление этой продукции на российских просторах? Во-первых, отсутствие возможности полностью автоматизировать работу большинства разновидностей таких устройств — горючее в топку приходится подбрасывать вручную. Исключение составляют разве что пеллетные установки. Во-вторых, неудобства, связанные с необходимостью складирования достаточных запасов поленьев, пеллет, торфяных брикетов или каменного угля, которые к тому же довольно требовательны к условиям хранения. И наконец, следующую ступеньку занимают электрические котлы. Покупатели ценят такие их плюсы, как простота в монтаже и обслуживании, компактность и умеренная стоимость. Однако есть и минусы, главный из которых — жесткие ограничения по максимальной мощности агрегатов. В самом деле, согласно приведенному выше правилу, для обогрева частного дома площадью 300 м² понадобится установка суммарной мощностью 30 кВт. Далеко не каждая энергетическая компания, эксплуатирующая местную электросеть разрешит подключение столь могучего потребителя. Постоянно растущую цену на электроэнергию тоже нельзя назвать веским доводом в пользу покупки котлов данною типа. Существует еще один класс генераторов тепла, рассуждать о популярности которых пока не приходится, — тепловые насосы. Они хоть и воспринимаются многими как экзотика, все же становятся понемногу востребованными в негазифицированных областях нашей страны. Функционирование подобных установок обеспечивается за счет низкопотенциальных возобновляемых источников тепловой энергии, в роли которых выступают воздух, почва и поверхностные пли подземные водоемы. Для работы устройствам также требуется электричество, однако в итоге достигается четырех- или даже пятикратная экономия энергии, то есть 1 кВт затраченной электроэнергии позволяет получить до 4-5 кВт тепла. Картина выглядела бы весьма заманчивой, но ее сильно портит довольно высокая стоимость необходимого оборудования, его монтажа и настройки, что особенно актуально для геотермальных систем.

Несущие тепло

На просторах Северной Америки весьма популярны автономные системы отопления с использованием воздуха в качестве теплоносителя. В России они пока не получили широкого распространения. Метод имеет ряд достоинств. Одно из них в том, что прогрев (а при необходимости и охлаждение) комнат осуществляется очень оперативно. Добавим также отсутствие отопительных приборов в жилых помещениях: тепло проникает через небольшие аккуратные решетки в полу или стенах (реже — в потолке). Минус у подобного подхода, пожалуй, только один, зато для многих он перевешивает все плюсы. Речь идет о низкой теплоемкости воздуха, вынуждающей обустраивать воздуховоды довольно большого сечения, которые уменьшают полезное пространство дома. В идеале наличие такой системы следует предусматривать еще на этапе проектирования здания, а монтаж выполнять в процессе строительства. При реконструкции зданий установка воздушного отопления нередко связана с огромными сложностями или вовсе невозможна. Другим методом (он традиционен для России) является обогрев с применением жидкого теплоносителя – особым образом подготовленной воды либо специальною антифриза. У них сопоставимые значения теплоемкости, однако незамерзайка может обладать химической агрессивностью по отношению к элементам системы отопления и деталям котла, поэтому ее нужно выбирать в точном соответствии с требованиями монтажников и изготовителей оборудования.

Разными путями

Как уже говорилось, в воздушной системе отопления тепло передастся по воздуховодам металлическим или пластиковым конструкциям круглого либо прямоугольного сечения. Первичная настройка распределения воздушных потоков и дальнейшее управление обогревом помещений производятся дроссельными заслонками. За температурой в комнатах следят термостаты, передающие данные контроллеру, который регулирует производительность воздушных вентиляторов и величину факела горелки генератора тепла. Водяные системы устроены несколько сложнее, хотя и намного привычнее. В них тепло переносится жидкостью по металлическим металлопластиковым или пластиковым трубам, причем вторые и третьи выигрывают у первых по долговечности, простоте монтажа и прочим характеристикам. Движение теплоносителя по отопительному контуру организуется при помощи циркуляционных насосов, реже – самотеком гравитационный, или безнасосный, метод, подходящий только для домов небольшой площади. Для компенсации теплового расширения жидкости применяются расширительные баки. В состав водяных систем входят также распределительные коллекторы, клапаны и прочие элементы запорно-регулирующей арматуры. Сушат ли отопительные приборы воздух? Да. любой нагревательный прибор снижает уровень влажности, причем в одинаковой степени, определяемой только температурой в помещении. Дело в том что наше ощущение сухости воздуха обусловливается его относительной влажностью — отношением текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. В последних словах разгадка. При нагреве холодного воздуха растет максимально возможное количество «растворенной» в нем влаги. То есть знаменатель увеличивается при неизменном числителе (влага никуда не пропадает, и ей неоткуда взяться), что дает а результате понижение относительной влажности.

Радиаторы: выбор есть

Эти приспособления применяют только в водяных системах отопления, в воздушных их просто нет. В основном выделяют два их типа: настенные и напольные. К первому относятся привычные комнатные радиаторы. Их ассортимент чрезвычайно широк: здесь и типовые модели, и дизайнерские изделия — настоящие произведения искусства. Для производства подобной продукции независимо от внешнего вида используют чугун, сталь, алюминий, медь. Чугунные батареи, верой и правдой служившие людям па протяжении многих лет, постепенно уходят в прошлое. Их главные достоинства – простота изготовления, способность выдерживать высокое давление и гидравлические удары в магистрали — тускнеют перед основным недостатком в виде низкой теплопроводности и механической хрупкости чугуна. Тяжелые и громоздкие гармошки, отличающиеся максимальной тепловой инерцией, уступили место стальным панельным и секционным радиаторам, характеризующимся удачным соотношением цены и эффективности работа. Однако по теплопроводности последние проигрывают конструкциям из алюминия. Лидером с этой точки зрения являются радиаторы из меди, но мягкость данного металла вынуждает потребителей соблюдать определенную осторожность при использовании подобных приспособлений: они легко сминаются, что чревато образованием протечек.

Наконец, отдельную позицию в этом списке занимают биметаллические модели. объединяющие достоинства различных материалов в одном изделии. На сегодняшний день изготовители комбинируют сталь или медь с алюминием. Стальные трубки хорошо переносят возможные скачки давления в магистралях (что для частных домов, как правило, неактуально), зато медные каналы отличаются более эффективной теплопередачей, а алюминиевый короб хорошо рассеивает тепло в пространстве комнат. Стоит отметить, что вышеприведенное сравнение радиаторов будет полезно для владельцев домов, которые обеспечивают нужное качество теплоносителя в своей системе отопления. Для жителей многоквартирных домов с централизованной системой отопления, где теплоноситель нередко с нестабильным pH-фактором богатый шламом и кислородом, расклад может оказаться совсем другим. В таких условиях стальные радиаторы подвержены коррозии, а алюминиевые газообразованию. И то, и другое приводит к выходу отопительного прибора из строя. И поэтому зачастую оптимальным вариантом становятся чугунные радиаторы, непривередливые и некапризные. Электрический теплый пол в деревянных домах монтируют с воздушной прослойкой на металлической сетке таким образом, чтобы нагревательные кабели не соприкасались с элементами перекрытий и прочими деталями, выполненными из дерева. Если возникает необходимость отступить от этого правила, то следует обеспечить надежную теплоизоляцию места контакта.

Тепло от пола

Появившись сравнительно недавно, напольный метод отопления успел завоевать огромную популярность у владельцев частных домов и даже жителей городских квартир. Обогрев производится электрическими пленочными нагревателями, электрическими кабелями либо трубами с циркулирующим но ним жидким теплоносителем. Первым способ характеризуется простотой монтажа (пленка укладывается под чистовое напольное покрытие) и сравнительно низким энергопотреблением. Стать самым популярным вариантом отопления ему мешают немалая стоимость электроэнергии и высокая мощность, потребляемая оборудованием (в деревянном доме она не должна превышать 130 Вт на 1 м² то есть 39 кВт для коттеджа жилой площадью 300 м²). Поэтому рассматривать греющую пленку в качестве основного источника тепла в среднестатистическом российском доме пока не приходится. Второй метод, предполагающий использование электрических кабелей, нс сильно уступает первому по сложности монтажа и подключения, однако он имеет аналогичные минусы. Наиболее практичным можно было бы назвать водяной теплый пол но затраты на его эксплуатацию всецело зависят от типа генератора тепла, вернее, разновидности используемого топлива. Если энергоносителем служит дорогостоящая солярка или сердцем системы отопления является электрический котел, то выгода становится спорной.Проще всею отопить помещения устройствами локальною действия, подключаемыми к электрической сети. Они вполне самодостаточны, то есть оснащены термостатом, защитой от перегрева, таймером включения-выключения и не требуют объединения в систему с общей контрольной панелью: температура в каждой комнате выставляется индивидуально регулятором на самом устройстве.

Простейшей разновидностью отопительных приборов этого типа являются спиральные электрообогреватели. Их очевидным достоинствам, таким как низкая цена, противостоит главный недостаток: из-за высокой температуры нагревательных элементов (до 600 °С) аппараты нужно размещать на безопасном расстоянии (не менее 1,2 м) от стен и мебели, то есть они отнимают некоторое полезное пространство.

Масляные обогреватели не создают такой проблемы и в целом выигрывают у спиральных аналогов. Во-первых, теплоноситель (минеральное масло, которым конструкция заполнена внутри) повышает тепловую инерционность устройства и при постоянном использовании приводит к заметной экономии электроэнергии. А во-вторых, увеличенная площадь поверхности теплообмена позволяет снизить температуру корпуса до 60-90 °С что практически исключает вероятность пожара или даже банального ожога.

Еще один тип локальных электрообогревателей — конвекторы. Их основное отличие от предыдущих устройств в том, что нагревательный элемент надежно скрыт, а температура внешних частей поддерживается на совершенно безопасном для человека уровне — чуть выше комнатной. Остывший воздух помещения поступает во внутренние каналы конструкции, проходит вдоль поверхности теплообмена, отбирает у нее тепло и возвращается в комнату. При этом конвекция может быть естественной либо принудительной (усиленной вентилятором): в первом случае прибор не производит шума, зато во втором работает намного эффективнее и быстрее прогревает жилище.

Наконец, последний тип применяемых в быту отопительных электрических приборов — инфракрасные обогреватели. Поскольку их энергия в основном идет на повышение температуры окружающих объектов, а не воздуха, устройства этого типа допускают как напольный, так и настенный и даже потолочный монтаж. К их достоинствам следует отнести быстрый прогрев помещения, а также отсутствие циркуляции пыли.

Монтаж и подключение всех рассмотренных отопительных электроприборов в подавляющем большинстве случаев не требуют особого мастерства, сложных расчетов или серьезных капиталовложений. Однако существует простая житейская формула: чем ниже затраты на обустройство системы, тем выше эксплуатационные расходы. Не секрет; что электричество является одним из самых дорогих энергоносителей, и это не единственный недостаток рассматриваемого метода обогрева. Отопление организуется по формуле — 1 кВт мощности на 10 м² помещения при высоте потолков до 3 м². Простой подсчет показывает, что обогрев далеко не самого крупного коттеджа площадью, скажем. 300 м² потребует 30 кВт электроэнергии, то есть, к примеру 15 конвекторов по 2 кВт каждый. Нагрузку, возникающую при одновременном включении этих устройств, выдержит далеко не каждая поселковая электросеть. Таким образом, если речь идет не о маленьком дачном домике, то локальным электрообогревателям лучше отнести вспомогательную роль резервных источников тепла.

Иногда можно услышать, что какие-то нагревательные приборы сжигают кислород, а какие-то нет. Однако не стоит серьезно относиться к таким рассуждениям — это уловки маркетологов, не имеющие ничего общего с физикой. Сжигание кислорода может происходить, только когда материал нагревателя вступает в реакцию с кислородом воздуха. При этом нагреватель должен был бы сгорать или хотя бы корродировать, чего мы не наблюдаем даже у спиральных электрообогревателей, нить которых раскалена до 600 ºС.