Хронограф
18152229
29162330
310172431
4111825
5121926
6132027
7142128

<декабрь>

Путеводители

Термо-дармовая демократия

Чтобы не выпрашивать тепло у городских властей, его можно брать просто из воздуха

Газовый конвектор, замаскированный под элегантный камин, экономно расходует энергию, не позволяя ей без пользы вылетать в дымоход. Фото (Creative Commons license): Billy A Chant

Если централизованное теплоснабжение снимает с жильцов всяческую заботу за его содержание, то индивидуальное дает возможность широкого выбора между наиболее привлекательными проектами. Отдать ли предпочтение экономным газовым котлам или же легко вписывающемуся в современный дизайн электричеству? А может, воспользоваться неистощимой энергией солнца или даже брать тепло из самой земли?

Мини-котельная на кухне

Уверенно войдя в городской быт более ста лет назад, централизованное отопление (паровое, а затем водяное) совершило настоящий технологический прорыв в будущее. Оно избавило людей от необходимости держать в прихожей ведро с углем или стопку нарубленных поленьев, регулярно следить за огнем в печи, натапливать её к вечеру — и ежиться по утрам в остывшей квартире. Забота об отоплении для жильцов больше не существовала, потому что она полностью перекладывалась на соответствующие службы. Постепенно во многих старых домах «голландки» и камины забрасывались, по мере установки в них чугунных радиаторов, а в новых — о печах знали лишь по воспоминаниям бабушек. В СССР централизованное водяное отопление было обязательным атрибутом большинства строящихся городских многоэтажек. Хотя случались и исключения, в том числе весьма курьезные, — например, «хрущевки» с угольными печами (в некоторых шахтерских поселках).

Кроме того, считается, что централизованное отопление с поставкой тепла от крупной котельной или городской ТЭЦ может быть еще и весьма экономным. Чем крупнее (мощнее) поставщик тепла, чем большую сеть домов он охватывает, тем меньше себестоимость тепловой энергии. И она может быть еще дешевле, если является «побочным продуктом» какого-то предприятия. Однако это только в идеале — так сказать, на бумаге.

В реальности сети централизованного отопления страдают многочисленными недостатками и проблемами, особенно на просторах постсоветских государств. Трудно говорить об их экономичности, когда многие котельные используют старое оборудование, теплотрассы паруют на морозе — а то и протекают, обрастая ледяными сталактитами. Нередко случаются аварии, и тогда среди зимы без отопления остаются целые дома и даже кварталы, а то и города — как это, к примеру, случилось зимой 2006 года в Алчевске (Украина).

Но даже исправно работающее централизованное отопление запускается только централизованно — а не тогда, когда это необходимо потребителю. Не обремененные нуждой следить за ним, мы вместе с тем и не можем его регулировать (ну разве что вертеть краники на радиаторах). А это не только создает массу неудобств, но и сказывается на расходах.

Накопительный электронагреватель, смонтированный прямо по месту применения. Его главный недостаток в том, что приходится  довольно долго ждать, когда горячей воды нужно много. Фото (SXC license): David Cramer

Как раз финансовый вопрос и стал той главной причиной, которая заставила горожан обратить внимание на варианты индивидуального отопления — в целях экономии и большего технического совершенства. Ведь если за прошедшее столетие централизованное отопление практически не модернизировалось, то индивидуальное прошло большой путь от дровяной печи к современным автоматическим системам. Так что времена, когда жители провинции завидовали городскому «паровому» отоплению, прошли. И уж конечно, без индивидуального отопления никак не обойтись тем, кто строит или покупает себе отдельный загородный дом, поскольку тянуть к нему магистраль от централизованной сети или дорого, или невозможно. Зато, если невдалеке проходит газовая труба, проблема решается быстро и дешево.

«Топить газом» можно по-разному. Например, установить газовый камин или даже всунуть газовую горелку в старую русскую печь (так проводилась первая газификация сел). Правда, при этом большая часть тепла уйдет в трубу. Поэтому для его более эффективного использования еще в середине прошлого века фирмой «Юнкерс» был создан первый газовый конвектор: компактная печь, которая может устанавливаться вместо радиатора прямо под каждым окном, при желании ее можно замаскировать под элегантный камин.

Принцип работы похож на обыкновенный радиатор. Внутри конвектора находится камера сгорания, от которой разогреваются стенки теплообменника, а они, в свою очередь, нагревают циркулирующий через конвектор воздух. Дым выходит либо прямо на улицу по специальной трубе, либо через имеющийся в жилище дымоход. Температурным режимом управляют датчики и регуляторы, а за общей безопасностью в самых современных моделях следит электроника. Весьма просто и удобно! Единственный его недостаток в том, что для жилья со множеством комнат (и окон) таких конвекторов потребуется тоже много. И к каждому нужно подводить газ, каждому пробивать отверстие под «выхлоп». Правда, в этом есть и свой плюс: каждый конвектор можно настроить индивидуально. В гостиной выставить умеренную температуру, а в спальне сделать потеплее.

Если на Западе предпочитают именно конвекторы, то в наших краях большей популярностью пользуются газо-водяные котлы. По сути, это миниатюрная котельная, которую можно установить в отдельном помещении коттеджа, на кухне городской квартиры или в собственном магазине. Так же, как и конвекторы, они бывают дымоходными (выхлопная труба выводится в существующий дымоход здания) или могут устанавливаться на наружной стене, с пробиванием в ней отверстия.

В отличие от чрезвычайно простых котлов, которыми пользовались еще наши родители (жившие в собственных домах), их конструкция более совершенна. Они гораздо компактнее — но вместе с тем и мощнее, поскольку их конструкция предусматривает выжимание максимальной эффективности (в дело идет до 95% выделившегося тепла). Их неотъемлемой частью стал насос для принудительной циркуляции воды в системе: это позволяет не только быстро запустить отопление, но и прокладывать идущие к радиаторам трубы так, как вам удобно. Например, спрятав их под пол, чтобы не портить ими дизайн комнаты.

Давно забыто зажигание «от руки», спичками. Теперь это делает электричество. Кроме того, котлы снабжены термодатчиками, которые следят за пламенем и наличием тяги и с большой точностью регулируют температуру. Это позволяет потребителю настроить желаемый режим. Последнее слово техники — котлы (и конвекторы) с пультом дистанционного управления. То есть, для того чтобы наполнить дом теплом, вам достаточно в любой момент просто нажать несколько кнопок. При этом, по отзывам людей, поменявших централизованное отопление на индивидуальное газовое, их финансовые расходы на тепло снизились очень существенно, в 2–3,5 раза!

Кстати, газо-водяные системы выгодно отличает еще одна особенность: наличие в котле второго контура позволяет одновременно с отоплением помещения греть воду для бытовых нужд, заменяя собой и газовую колонку.

Тепло из розетки

Однако при всех своих достоинствах газовые системы индивидуального отопления грешат одним очень существенным недостатком — для их работы необходимо наличие этого самого газа. На сегодня газификация еще не охватила всю Россию, и это вовсе не свидетельство какой-то отсталости: существует немало «домов с электроплитами», в которых проведена более мощная электропроводка, чем в домах газифицированных. Там и отопительные системы логичнее делать электрифицированными.

Впервые с электрическим обогревом мы познакомились еще несколько десятилетий назад, когда в продажу поступили первые спиральные электрообогреватели. Сегодня их ассортимент расширился до ТЭНовых (ТЭН — часто встречающееся сокращение для трубчатого электронагревателя) и масляных, керамических, инфракрасных и галогеновых нагревателей, тепловентиляторов, электрических каминов и других полезных в быту устройств. Отличные штуки, чтобы немного подогреть комнату в случае проблем с централизованным отоплением! Однако для постоянного обогрева «из розетки» обычно рекомендуют выбирать электрический конвектор. В основном он повторяет конструкцию газового: нагревательная часть спрятана внутри корпуса (это делает его максимально безопасным), через который проходит воздушный поток — он затем устремляется кверху, обогревая помещение благодаря конвекции. Но при этом он имеет два неоспоримых достоинства. Во-первых, не нужно никакой газовой трубы и дымохода, достаточно подключить его к электросети. Во-вторых, электрический конвектор имеет весьма небольшую «толщину» — это панель, которую можно повесить на стену куда угодно.

Снимок пола с электроподогревом в инфракрасных лучах. Фото (Creative Commons license): Brandon Stafford

Впрочем, по части размеров и дизайна конвекторы уже «побили» пленочные электрообогреватели. Их недорогие настенные модели нетрудно спутать с обыкновенным плакатом или фотокартиной, под которые они стилизованы. Вот только этот «плакат», толщиной в доли миллиметра, изготовлен из специального карбонового волокна, покрытого защитным слоем. При прохождении электрического тока они излучают свет в инфракрасном диапазоне. А при этом для нагревания окружающих тел не требуется посредник в виде воздуха.

Впрочем, в этом есть и свой недостаток: такой нагрев неравномерен. Стоя лицом к источнику излучения, вы будете греться только спереди — а спина будет мерзнуть до тех пор, пока все же не прогреется воздух в помещении. Кстати, подобный опыт поможет вам на личном опыте ознакомиться с особенностями нагрева космических тел в лучах нашего Солнца.

Избежать ненужных экспериментов помогут пленочные электрообогреватели в варианте «теплых полов» или таких же «теплых потолков». Которые, к тому же, великолепно вписываются в современный дизайн жилища. Сейчас это самый писк моды, хотя по-прежнему пользуются успехом и старые инженерные решения: классический «теплый пол» с уложенными под ним ТЭНами или электронагреватели в виде плинтусов. Словом, выбор огромен.

Ну и конечно, электричество используется для нагрева воды. Сегодня «баки», как часто называют накопительные электрические водонагреватели, висят на стенах многих частных домов и городских квартир. Причем, и в тех зданиях, которые подключены к централизованному горячему водоснабжению: кто-то использует их как резервный вариант на случай очередной аварии теплотрассы, а для кого-то это оказалось экономнее, чем платить по тарифу — и он вообще отказался от услуг ТЭЦ. В меньшей мере распространены проточные электрические водонагреватели: в силу своей мощности (от 2,5 кВт и больше) они требуют наличия в доме соответствующей проводки, с их помощью трудно получить хороший напор горячей воды для душа (нужно ставить очень мощные модели), да и вообще многих пугает сам факт пользования водой, проходящей через включенный электроприбор. Хотя страхи эти напрасны: конструкция проточных водонагревателей известных производителей продумана и отработана, а дополнительную защиту от риска получить удар током поможет обеспечить устройство защитного отключения (УЗО), который сегодня стоит установить в каждом жилище. Береженого, как говорится, Бог бережет!

Идеология коммунальной независимости

Удобство электрического обогрева очевидно, но всё же и за электроэнергия приходится платить. За удобство и красоту необходимо платить по счетчику. Кроме того, вышеописанные системы в любом случае остаются привязанными к газовой трубе или линии электропередачи. А можно ли стать независимыми от них? Кто-то задумывается об этом в поисках варианта, который бы максимально снизил коммунальные платежи или вообще избавил от них домашний бюджет. А кто-то и рад бы оплачивать счета, да вот незадача: построенные в удаленном живописном месте коттедж или дача так же самоудалены и от благ цивилизации. И если решить проблему с водоснабжением довольно просто, пробурив скважину, то как быть с отоплением? Что же делать: рубить дрова, завозить уголь, собирать хворост или устанавливать электрический обогрев от генератора, который влетит в копеечку?

Столкнувшиеся с такой проблемой сообразительные люди давно уже придумали брать дармовое тепло из ниоткуда. Точнее, из окружающей среды, где его более чем достаточно. Например, использовать неисчерпаемую энергию солнца.

Что такое солнечные электрические батареи, знают все. Но вот о солнечных тепловых коллекторах наслышаны немногие. А жаль. Принцип их работы чрезвычайно прост, самый простой вариант такого устройства — деревенский душ с черной бочкой на крыше, в которой жаркими лучами солнца нагревается вода для купания. Одно плохо: работает он только жарким летом. Поэтому эта система была модернизирована.

В квантовой физике солнечный свет описывается как фотонный идеальный газ. Его температура около 6000 К. Поэтому теоретически его можно использовать не только для обогрева жилища, но и для приготовления пищи. Только из-за того, что давление этого газа очень низкое, процесс с неизбежностью затянется. Фото (Creative Commons license): VeloBusDriver

Для начала бочка была «разделена» на две части: непосредственно накопитель горячей воды, который теплоизолируется, и плоскую солнечную панель — направленную под прямым углом к солнцу (45–60° к горизонтали), чтобы увеличить освещаемую площадь. Внутри этого стеклянного короба находятся поглощающие элементы — по сути это радиатор, который не отдает, а поглощает тепло солнечных лучей, нагревая проходящую через него воду. А нагреть её он может весьма прилично: даже кустарные солнечные коллекторы, которые можно собрать своими руками из подручных материалов, выдают до 60–70 °C. Кстати, это прекрасное решение вопроса устройства душа на даче — поскольку, в отличие от варианта «будка с черной бочкой», панель можно разместить на улице или на крыше, а накопитель горячей воды установить где угодно, в том числе над цивилизованным душем внутри дома (на чердаке).

У «фирменных» гелиосистем эффективность использования поглощенной энергии куда выше, особенно у двухконтурных: в солнечной панели нагревается специальный теплоноситель, который поступает в теплообменник, где уже нагревает воду. Эта вода может использоваться для бытовых нужд (мытье посуды, душ), но еще большее значение она имеет как аккумулятор тепла, применяясь в классической системе водяного отопления здания. Чем больше объем этого бака и площадь солнечных панелей, тем больше горячей воды можно запасти за день — и быть с теплом до самого утра. Впрочем, на тот случай, если вода начнет остывать раньше срока, бак-накопитель имеет электрический ТЭН. При его включении ваша система отопления превратится из солнечной в электро-водяную. Разумеется, вырабатывая тепло уже не бесплатно.

Еще более производительны вакуумные коллекторы, в которых теплопоглощающий элемент заключен в стеклянную вакуумную трубку, эдакий термос, позволяющий лучше сохранять улавливаемое тепло. В них температура в жаркий летний день может достигать 250–300 °C! Но не этот рекорд делает их наиболее интересными. Дело в том, что они могут прекрасно греть воду даже зимой, когда на улице мороз, и даже в облачную погоду! Их теплопоглощающие элементы жадно впитывают даже слабое тепловое излучение.

Такие солнечные коллекторы сегодня стоят на крышах, балконах и стенах многих домов по всему миру — где в качестве основной отопительной системы, где в роли вспомогательной, для экономии газа или электроэнергии. От частных коттеджей до небоскребов, от мелких магазинчиков до производственных цехов. В Германии один ловкий священник даже установил их на крышу своей церкви! Однако стоимость гелиосистем (до $15 тыс. для среднего коттеджа) сводит на нет весь смысл потребления дармового тепла и сдерживает их массовое распространение у нас.

К сожалению, у энергии солнца есть один недостаток — она ослабевает в пасмурную погоду, а после заката иссякает. Но брать бесплатную тепловую энергию можно и из других источников: земли, воды и даже воздуха. Для этого потребуется тепловой насос. Чтобы понять, что такое тепловой насос, достаточно посмотреть на холодильник — который является одним из его вариантов. Тепло отбирается изнутри нашего «продуктового шкафчика» и с помощью радиатора (на задней стенке) рассеивается в комнату. Еще один хороший пример — кондиционер. Особенно работающий в режиме обогрева.

Даже относительного подземного тепла вполне достаточно для создания теплового насоса — холодильника наоборот. И даже зарываться очень глубоко не надо! Фото (Creative Commons license): Giles Douglas

Японские кондиционеры высшего класса могут работать в режиме обогрева даже на морозе, однако при этом нужно прокрутить через внешний блок массу холодного воздуха, что далеко не выгодно с точки зрения экономии электроэнергии. Поэтому тепловые насосы берут тепло из других источников: водоема (моря, реки, пруда, болота, даже водопровода или канализации) или земли, которые даже зимой не остывают ниже плюс 5–8 °C. Еще лучше тем, кто живет возле термальных источников!

Теплообменники топят в воде (еще лучше в более теплых промышленных стоках или гниющем иле) или зарывают в землю. Циркулирующий в них хладагент нагревается, испаряется, возвращается по трубкам в компрессор и отдает тепло в контур отопления. Где уже нагревается до 60–70 °C вода или воздух помещения. Вполне хватает для отопления и горячего душа! Более того, летом можно включить тепловой насос в обратную сторону, то есть он будет работать уже на охлаждение помещения! Правда, тогда он не будет производить горячую воду.

На сегодня в мире успешно работают миллионы тепловых насосов разной мощности. Причем, самым большим считается станция, работающая в Стокгольме: установленная на баржах, она берет тепло прямо из Балтийского моря, успешно заменяя собой целую ТЭЦ. Но наиболее интересны не эти заводские системы «купи и установи», а оригинальные солнечные системы и тепловые насосы, сделанные руками российских кулибиных для своих неказистых хат — зачастую из деталей, подобранных на свалке. Пусть они выглядят не столь эстетично и современно, пусть их мощность оставляет желать лучшего, но ведь они работают и вполне себя окупают!

В анонсе статьи использовано фото Kasia and Mike (Creative Commons license)

Сергей Кутовой, 08.09.2010

 

Новости партнёров