Автономные энергонезависимые источники теплоснабжения загородного дома

Как вы помните, в первой части статьи об автономной жизни в загородном доме я подбирал необходимый для своего загородного дома источник автономного электроснабжения. В результате пришел к выводу, что оптимальным для меня станет дизельный электрогенератор мощностью 8 кВт. Затем, я проанализировал экономическую составляющую обустройства и эксплуатации автономной газовой системы теплоснабжения дома, и это получилось очень дорого.
Памятуя о том, что главным условиям функционирования системы теплоснабжения в моем доме должна быть полная независимость от внешних источников электроснабжения, то следующие системы, которые я рассматривал, стали автономные энергонезависимые источники теплоснабжения загородного дома на жидкостных и твердотопливных котлах.

Автономные источники теплоснабжения на жидкостных котлах

Если обобщить все что написано о жидкотопливных (дизельных) котлах, то к плюсам их применения можно отнести следующие характеристики:
- высокая степень автоматизации,
- большая мощность.

В принципе это все, что можно сказать хорошего о дизельных котлах. Самое главное для меня, что такие котлы не являются полностью энергонезависимыми, кроме того, в дополнение к такому котлу необходимо установка специального бака – емкостью на 3-5 тонн. Таких резервных площадей у меня в доме нет. Кроме того не стоит забывать, что дизельное топливо уже стоит как 93-й бензин, а судя по темпам роста, то уже скоро сравняется с 95-м. Тогда каждый килокалорий тепла вырабатываемый дизельным котлом будет по стоимости «золотым». То, что это не просто слова, легко подтверждается нижеприведенным расчетом.
Начальные условия: Время работы котла: 50% общего времени (12 часов/сутки).
Отопительный сезон: 8 месяцев.
Мощность на отопление 10 м2 (≈30 м³) хорошо утепленного помещения: 1кВт/час.
Необходимая мощность для обогрева 200 м² дома: 20 кВт/час.

Для производства тепловой энергии в 1 кВт/час потребляется примерно 0,15 литра солярки (в зависимости от КПД котла и т.д.). Стоимость 1 литра дизельного топлива равна примерно 20 руб.
Т.е. 1 кВт/час в этом случае стоит примерно 3,0 руб.
Если бы котел работал непрерывно, то в месяц понадобилось бы: 20 кВт х 24 часа х 30 дней = 14 400 кВт/час.
Принимая во внимание, что котел будет работать примерно 50% всего времени (или на половину максимальной мощности), делим 14 400 кВт/час на 2 и получаем 7 200 кВт/час. Это затраты в среднестатистический месяц отопительного сезона.
Умножаем на 8 месяцев отопительного сезона, и получает 57 600 кВт/час.
В зависимости от различных факторов (наружная температура, утепление стен и т.п.) эта цифра может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону. Теперь умножаем затраты энергии за сезон (57 600 кВт/час) на стоимость 1 кВт/час при использовании дизельного топлива (3,0 руб.) и получаем затраты на отопление за весь отопительный сезон 172 800 руб.
То есть стоимость отопления загородного дома общей площадью 200 кв.м. дизельным топливом составит 21600 руб. в месяц. После проведенного расчета вопрос с соляркой для меня был закрыт.

Теплоноситель: вода или антифриз

Прежде чем продолжить рассказ о том, как я выбирал котел для своей системы отопления загородного дома, хотел бы добавить, что кроме условия независимости системы отопления от внешнего электричества, я рассматривал вначале только котлы, в которых основным теплоносителем является незамерзающая жидкость (антифриз), а не вода. И полученная информация заставила меня крепко задуматься по этому поводу.
Принято считать, что разницы нет, что заливать в отопительную систему в качестве носителя тепла; воду или антифриз, мол, котлу все равно. Это не совсем так. Поясню, почему. Большинство зарубежных производителей котлов в качестве теплоносителя используют воду, так как такие котлы обладают лучшими характеристиками по отводу тепла и, следовательно, большим КПД, чем котлы на незамерзающих жидкостях. Условия эксплуатации и более теплый климат в Европе позволяют не заморачиваться проблемой размораживания теплосетей, а большее внимание уделять вопросам экономии и производительности таких систем. Так вот, используя в системе отопления, где теплоносителем является антифриз, котел, разработанный для носителя воды, можно быстро вывести его из строя. Дело в том, что в таких котлах с нерегламентированным использованием незамерзающей жидкости происходит небольшой, но постоянный перегрев, что ведет к выходу из строя теплообменника. В таких случаях большинство европейских производителей котлов, не осуществляют гарантийный ремонт при использовании в качестве теплоносителя незамерзающей жидкости. А самое главное, что система отопления, в которой теплоносителем является вода, элементарно не приспособлена для заправки ее антифризом. Если коротко говорить об этой проблеме, то суть ее в том, что физические свойства антифриза существенно отличаются от свойств воды. Теплоемкость антифризов на 15–20% меньше, чем у воды; вязкость в 2–3 раза выше; объемное расширение на 40–60% больше. Таким образом, системы отопления, в которых используется антифриз, отличаются от тех систем, где теплоносителем выступает вода. Для использования систем с антифризом требуется увеличить на 30–50% тепловую мощность радиаторов, на 40–60% — объем расширительного бака. Необходимо устанавливать и более мощный циркуляционный насос, увеличивать мощность котла. Так что просто залить вместо воды в систему антифриз — не получится. Прежде чем использовать антифриз в системе, необходимо привести в надлежащее соответствие все имеющееся отопительное оборудование. И еще, занимаясь поиском котла для отопления дома, многие менеджеры уверяли меня, что применение двухконтурных котлов менее надежный вариант, чем одноконтурные котлы.
Как вы понимаете, учитывание вышеперечисленных факторов, значительно сузило поиск необходимого для меня котла. Осталось только рассмотреть котлы на твердом топливе и так называемые комбинированные котлы.

Твердотопливные котлы для отопительных систем загородного дома

Современные твердотопливные котлы это не ветхозаветные буржуйки, а современные высокопроизводительные агрегаты, использующие в качестве топлива дрова, уголь, кокс, торф, специальные сублимированные гранулы (пеллеты) и т.д. Современные твердотопливные котлы различаются не только по источнику топлива, но и по принципу горения, например, так называемые котлы длительного горения, пиролизные (газогенераторные) и пеллетные.
Наиболее привлекательными для меня явились следующие характеристики твердотопливных котлов. По сравнению с газовыми и жидкотопливными, котлы на твердом топливе значительно дешевле, большинство предлагаемых моделей имеют возможность работать без электричества, они просты в эксплуатации и надежны, и, наконец, они экологически более безопасны. Единственным минусом было необходимость постоянного обслуживания, но теперь и эта проблема решена во многих моделях современных котлов на твердом топливе. Я не стал присматриваться к пиролизным котлам, так как при всех их очевидных плюсах, для меня лично они оказались не приемлемыми по причине высокой стоимости и самое главное невозможности работы без электричества.
Но если кому интересно, то вот короткая характеристика таких котлов:
- Пиролизные котлы (газогенераторные) – в них горит не только само топливо, но и выделяющийся из него газ под воздействием высокой температуры. Достоинствами таких котлов является высокий КПД, не образуется сажа, минимальное количество золы и увеличенное время автономной работы до 9 часов на одной загрузке топлива. Недостатком же является их слишком высокая стоимость и необходимость электропитания.

Котлы длительного горения

Основное преимущество твердотопливных котлов длительного горения заключается в возможности работы отопительной системы от одной загрузки топлива от 10 до 30 часов при отсутствии сложных механических систем подачи топлива в зону горения. Принцип работы в них примерно одинаков и заключается он в том, что горит только верхний слой топлива толщиной 15 -20 см, а не все загруженное в топку топливо. Подаваемый в топку воздух подогревается выходящим дымом и направляется в очаг горения посредством распределителя воздуха. После сгорания одного слоя дров распределитель воздуха (стимулирующий горение слоя дров толщиной 15-20 см) опускается ниже и всегда держится на уровне горящих дров - в очаге горения. В топке котла хорошо сгорают дрова, брикеты древесных опилок и торфяные брикеты. Твердотопливные котлы длительного горения предназначены не только для обогрева индивидуальных домов, но и промышленных помещений. Средний КПД котлов длительного горения составляет 87-93 %. Котлы разных производителей, как с минимальным энергопотреблением, так и полностью автономные.

Пеллетные котлы

Справка:
Пеллеты - (пилеты, пеллетс, древесные топливные гранулы) представляют собой цилиндрической формы прессованные отходы древесного производства. За рубежом пеллеты широко используются в качестве топлива для автоматизированных отопительных систем, как бытового, так и промышленного назначения. К достоинствам пеллет можно отнести экологичность, высокую степень теплоотдачи, сопоставимую с углем, и сравнительную дешевизну.
Прежде чем рассматривать более подробно информацию о твердотопливных котлах на пеллетах я решил проверить последнее утверждение о сравнительной дешевизне в использование этого вида топлива.
Прежде всего, я выяснил, что проблем с покупкой пеллет нет никаких. Поставщиков этой продукции на Российском рынке предостаточно.
Итак, средняя стоимость 1 тонны (1000 кг.) пеллет составляет примерно 6500 руб.
В описание производителей котлов на пеллетах указано, что 1 кг. топлива вырабатывает 4.5 квт/ч. энергии (зависит от КПД).
То есть стоимость 1 квт/ч. = 1.33 руб.
Повторяя алгоритм расчета общих затрат на отопительный сезон получаем следующий результат: 76608.00 руб. в год при отоплении загородного дома площадью 200 кв.м. котлом на пеллетах.
Ежемесячные траты составят, таким образом, 9576 руб./месяц.
Что ж это значительно дешевле чем рассмотренные нами котлы на дизельном топливе, но в то же время сопоставимы по затратам с отоплением дома автономной системой отопления сжиженным газом (10800 руб. в месяц).
Поэтому я отложил тему котлов на пеллетах в сторонку и решил просчитать стоимость производимого тепла двумя единственно оставшимся альтернативным источником тепла; дрова и уголь.
Стоимость каменного угля для населения в Московской области составляет примерно 4 руб. за кг. Цена за 1 квт/ч = 1,15 руб. угля. Снова подставляем данные в исходные формулы и получаем, что стоимость отопительного сезона на угле составит 66240.00 рублей или 8280 руб./месяц.
Стоимость дров в каждой деревне Московской области совершенно разная, поэтому я ориентировался по своей. Стоимость 1 куб.м. дров с доставкой у нас составляет 1500 руб. Объемная масса сухого бревна 600 кг. Итого 1 кг. бревен = 2.5 руб.
Для получения 1 кВт/час тепловой энергии дровяной печью расходуется в среднем 0,4 кг сухих дров.
Таким образом, получается, что стоимость 1 кВт/час тепловой энергии при сжигании дров равна 1,00 руб.
Опять проводим расчет и в итоге у нас вырисовываются следующие цифры, что за отопительный сезон при использовании дровяного отопления мы потратим 57600 руб./год или 7200 руб./месяц.
Все, больше реальных альтернативных природному газу источников тепла в нашей модернизируемой стране не наблюдается. О таких экзотических в нашей местности источниках как солнечные батареи, ветряки и прочая я, будут силы и желания, еще напишу. А пока я свел все полученные результаты в одну таблицу, сел и задумался, как быть дальше.

Отдельно ставить, скажем, котел на дровах и газовый, понятное дело нерентабельно, технически сложно, и для моей котельной просто нереально. Но, в принципе, видя полученные результаты, имея соответствующие технические (размеры участка, состояние грунтов, уровень вод и т.д.) и финансовые возможности я бы, наверное, смонтировал в качестве аварийного источника теплоснабжения при отключении магистрального газа, систему автономного газоснабжения. Тем более, что для работы в таких режимах выпускаются универсальные котлы на сжиженном и магистральном газе, а грамотные специалисты монтируют такие системы без особых проблем. Но, как я уже отметил, и финансово, и технически, реализация обозначенной схемы теплоснабжения дома для меня оказалась невозможна.
И теперь мое внимание привлекли так называемые комбинированные котлы.

Комбинированные котлы (многотопливные)

Справка:
Комбинированные котлы (многотопливные котлы) - самое главное достоинство многотопливного котла, при отсутствии одного топлива он может работать на другом.
К сожалению кроме обозначенного выше умение работать на различных топливных ресурсах, комбинированные котлы имеют ряд серьезных недостатков : их сложно устанавливать, управлять, проводить профилактику и ремонтировать. Кроме этих недостатков многие специалисты отмечают ненадежность таких котлов в эксплуатации. И еще один минус заключается в том, что по КПД комбинированные котлы при производстве тепла проигрывают монотопливным котлам.
Несмотря на все вышеперечисленные недостатки (мнимые или это действительно так - не знаю) на сегодняшний день я склонен все-таки сделать свой выбор в пользу комбинированного котла для установки в своей системе теплоснабжения дома. Как наиболее интересные из рассмотренных вариантов, особенно приглянулись мне следующие две модели комбинированных котлов.

Котел СТС 2200 TRIO (производство Швеция)

Котел СТС 2200 TRIO (производство Швеция)

Вот что говорится в буклетах производителя:
Комбинированный котел СТС 2200 TRIO является современной отопительной системой, рассчитанной на высокие требования в отношении экономии потребления энергии, топлива, комфорта и экологичности. СТС 2200 TRIO — компактный 2-контурный стальной отопительный котел со встроенным в корпус котла скоростным теплообменным узлом, который в автоматическом режиме обеспечивает приготовление санитарно-чистой горячей воды для бытовых нужд. В отличие от традиционных бойлеров, этот узел не ограничивает время горячего водоразбора и не требует времени ожидания для нагрева воды. Котел имеет две раздельные камеры сгорания - для твердого, жидкого/газообразного топлива. Встроенный электропакет (ТЭН) мощностью от 2,5 до 15,75 кВт позволяет использовать также электрическую энергию для отопления и горячего водоснабжения. Электричество используется в виде альтернативного или дополнительного источника энергии. СТС 2200 TRIO комплектуется устройством регулирования тяги, которое уменьшает потери тепла в котле, а также снижает риск образования конденсата в дымоходе. Простая и элегантная панель управления оснащена приборами безопасности и контроля. Устанавливаемый непосредственно на котле 4-ходовой смесительный кран при необходимости может оснащаться электрическим шунт-мотором. Для управления котлом в полном автоматическом режиме в предусмотренную ячейку на панели устанавливается программный блок управления. Котел одинаково эффективно работает в системах отопления и с естественной, и с принудительной циркуляцией. При работе на твердом топливе СТС 2200 TRIO не требует электропитания. Многотопливный котел СТС 2200 TRIO — это поистине универсальное решение для автономного отопления жилого дома площадью до 500 кв.м.

В принципе это наиболее оптимальный вариант решения проблемы с отоплением загородного дома. При любых вариантах отключения внешних источников электроснабжения, газа, перебоев с углем, соляркой и т.д., всегда есть в запасе резервный вид топлива - дрова. Единственное, что смущает, это избыточный для моего дома запас по мощности и цена. У разных дилеров стоимость котла колеблется в диапазоне от 215000 до 230000 руб.
Поэтому, как альтернатива ему, я еще рассматриваю комбинированнй котел TUPLA 2 (Финляндия).

Комбинированнй котел TUPLA 2 (Финляндия)

Комбинированнй котел TUPLA 2 (Финляндия)

Tupla-2 - надежный и эффективный отопительный котел. Хорошая изоляция и современная техника горения гарантируют высокий кпд, а эффективный змеевик из гребенчатой меди вырабатывает достаточное количество горячей бытовой воды. В Jaspi Tupla дизельная/газовая и твердотопливная топки полностью разделены, но подключаются к одной дымовой трубе, объединяясь только перед штуцером дымохода.
При эксплуатации на газе /дизельном топливе:
Котел работает с очень высоким кпд. С современной, правильно отрегулированной горелочной техникой потребность в очистке котла составляет всего один раз в год.
При эксплуатации на твердом топливе:
Просторная топка дает возможность эксплуатации на дровах длиной 50 см (Tupla 2 S). Современная техника сжигания твердого топлива обеспечивает экологически чистое и эффективное горение. При регулярной эксплуатации на дровах или угле рекомендуется установка теплоаккумулятора (500-1200 л). При этом котел может работать на полной мощности, не закипая, с более высоким кпд и чистым горением. Получаемого из аккумулятора тепла достаточно как для отопления, так и для выработки гвс, в летнее время даже на несколько дней. При правильно выбранном теплоаккумуляторе котел Jaspi Tupla даже в сильные морозы не требует более двух полных закладок дров в топку.
Электронагрев:
К постоянному оснащению моделей Tupla S относится 6 кВт электротэн (под заказ 2 х 6 кВт и 3 х 6 кВт), мощности которого хватает для поддержания минимального уровня тепла в сети отопления или выработки ГВС для одного душа.

Я специально рассматривал комбинированные котлы скандинавских производителей, основываясь, прежде всего, на рекомендациях менеджеров компаний по продаже отопительного оборудования. Если же расширить поиск и не ограничиваться скандинавами, то вполне можно найти модели комбинированных котлов дешевле, чем эти две модели.

©Автор: О. Негин.

Читайте:
- Автономная жизнь в загородном доме. Автономные источники электроснабжения. Автономная система газоснабжения. >>>