Чем топить?

В наших краях для отопления современных коттеджей чаще всего используют природный газ. Такой вариант наиболее комфортен, экологичен и, безусловно, экономичен. Стоимость полезной энергии, получаемой в результате сгорания газа, в девять-десять раз ниже затрат на электричество, напрямую преобразованное в тепло. С учетом реального КПД котла (90–93 %) за голубое топливо вы заплатите примерно в восемь раз меньше, чем за киловатты. Сегодня газовая магистраль входит в число важнейших коммуникаций при строительстве коттеджных поселков, расположенных вблизи крупных городов. Надо лишь получить разрешение на подключение к магистрали, что, впрочем, хлопотно. Главный источник проблем при эксплуатации газового котла — падение давления в трубе, особенно в зимнее время, до уровня 6–8 мбар (60–80 мм вод. ст.). В этих условиях многие импортные горелки перестают нормально работать, ибо рассчитаны на европейские нормы давления (15–20 мбар).

Жидкое топливо по степени распространения занимает среднее положение между газом и электричеством. Для отопления применяют горючее, которое еще называют соляркой (что не совсем точно), осветительным керосином или печным топливом. Жидкотопливные котлы хороши своей автономностью — чаще всего их используют, когда нет газа. (Если теплогенерирующая установка расположена в жилой зоне, возможно потребуется согласование с экологами.)

Что же касается мощности и КПД, жидкотопливные котлы ни в чем не уступают газовым, но в них интенсивнее образуется сажа — котлы и горелки приходится чистить раз в год.

Электроэнергия для обогрева загородных домов наверняка будет применяться в нашей стране достаточно широко, но только в будущем, когда цены на голубое топливо приблизятся к мировым. Обогрев киловаттами, как уже отмечалось выше, сегодня обходится в копеечку (хотя сами электрокотлы примерно в пять раз дешевле газовых). Да и надежностью поставщики электроэнергии у нас не отличаются. Для подключения агрегатов мощностью 6 кВт и более требуется трехфазная сеть. Установить в коттедже котел на 10–15 кВт практически невозможно из-за перегруженности существующей системы энергоснабжения. В ближайшем Подмосковье подвести к дому кабель на 15–20 кВт зачастую можно только в неофициальном порядке, за большие деньги.

Достаточно новым для России является отопление на основе автономного либо резервного газоснабжения. Хотя за границами нашего отечества такие системы обрели поистине массовый характер. Например, в Италии курортные приморские города, реально функционирующие по 4-4,5 месяца в году, сплошь оснащены таким мобильным и необременительным (не надо прокладывать газовые сети) алгоритмом подачи газа для бытовых целей.

Традиционные типы энергоносителей постоянно дорожают. В отличие от них сжиженный газ имеет более стабильную цену. К тому же есть и ряд преимуществ. Отопление, горячая вода, газ для приготовления пищи, топки печи или камина… Для всех этих нужд потребитель использует энергию всего одного типа энергоносителя — сжиженного газа, который по сравнению с другими видами топлива имеет более высокую теплоотдачу (теплотворность).  

Система автономного газоснабжения представляет собой подземный резервуар хранения, блок регулирующей и предохранительной арматуры, газопровод и газовый котел. Ее установка и эксплуатация на базе сжиженного углеводородного газа (СУГ) объединяет в себе некоторые достоинства конкурентов.  

Во-первых, это привычный комфорт природного газа. СУГ отапливает дом, подогревает воду, идет для приготовления пищи и может быть использован в генераторах электричества, каминах и барбекю. Эта система неприхотлива в эксплуатации: нет ни золы, ни сажи, ни окислов и запаха серы (как от дизельного топлива). Сжиженный газ является одним из чистейших и энергоемких видов топлива. Его экономичность и низкие эксплуатационные расходы сравнимы с природным газом.

Во-вторых, безопасность. Система автономного газоснабжения спроектирована и изготовлена с учетом максимальной безопасности для человека и окружающей среды. Все комплектующие от резервуара до крана изготавливаются сертифицированными и аттестованными Ростехнадзором предприятиями. К монтажу оборудования допущены только квалифицированные и обученные специалисты. Запорно-предохранительная арматура способна предотвратить различные нештатные ситуации. Сам резервуар располагается под землей и обладает двукратным запасом прочности по отношению к рабочему режиму системы. Профессионально установленную систему невозможно вывести из строя, кроме как умышленно. Существуют и различные системы контроля. Например, система «ЭКОГАЗ» полностью автоматизирована. Все данные о количестве газа в резервуаре и о вашем фактическом потреблении автоматически поступают на диспетчерский пункт компании «ЭКОГАЗ», сотрудники которой в свою очередь позаботятся о своевременном  заполнении емкости. Платить за весь заполненный резервуар сразу тоже не придется. Ежемесячный расчет производится по счетчику только за потребленный газ. Кроме того, система телеметрии проконтролирует бесперебойную работу вашей газовой установки и перекроет подачу газа из резервуара в случае возникновения утечки или поломки.

В-третьих, экономичность. Отопление с использованием автономного газообеспечения дешевле, чем дизельным топливом, электричеством.

Эксплуатация и обслуживание системы не являются обременительным для клиента процессом. После ее монтажа и устройства котельной в доме в резервуар закачивается СУГ. Заправка газом не сложнее заправки автомобиля на АЗС. Необходимо только обеспечить подъездные пути и доступ к резервуару. Бесперебойная доставка газа для систем автономного газоснабжения происходит в течение трех рабочих дней после поступления заявки.

Принцип работы системы.  В резервуаре находится СУГ в сжиженном состоянии под давлением около 10 атм. К слову, при производстве сосуд испытывается избыточным давлением 24 атм. На горловине емкости установлен редуктор, который понижает давление испаряющегося газа до 0,3–0,5 атм.  — именно это давление в подземном трубопроводе и на входе в газовый котел, оно соответствует давлению сетевого газа в наших квартирах, поэтому никаких отличий в эксплуатации нет.

 Свойства сжиженного газа 

Сжиженным нефтяным газом называют пропан, бутан или их смесь.     Наиболее важные свойства сжиженного нефтяного газа: высокая теплотворная способность и возможность хранить достаточно большой объем энергии в небольшой емкости. Сжиженный газ является экологически дружественным для окружающей среды видом топлива, так как при его использовании не остается запаха или иных загрязнений, а после сгорания токсичных или твердых отходов. СУГ широко применяют в качестве источника энергии для обогрева помещений, приготовления пищи, подогрева воды, топлива для автомобилей, производства пара, в технологических процессах.

Существуют некоторые особенности устройства котельной в доме, но описывать их здесь не имеет смысла, поскольку монтаж системы автономного газоснабжения, газового котла, устройство котельной обязаны выполнять специализированные организации. В качестве обслуживания завод — изготовитель резервуара предусматривает один раз в 10 лет осуществлять технический осмотр емкости с привлечением аттестованного специалиста, о чем делается соответствующая запись в паспорте сосуда. Добавим лишь, что завод-изготовитель гарантирует срок службы резервуара не менее 20 лет.

Перспективность автономной газификации заключается в том, что на сегодняшний день сжиженный углеводородный газ является универсальным топливом и альтернативой ему в данном случае может быть только природный. Но стоимость газификации своего дома с помощью магистрали природного газа в центральном регионе России имеет очень широкий разброс цен. Газификация с помощью СУГ начинается от 300 000 рублей. Разница в цене первичного монтажа оборудования относительно отопления дизельным топливом окупится очень быстро, и после этого вы будете только экономить. Одновременно можно решить вопрос и с перебоями электричества. На рынке много предложений газогенераторов и газоэлектростанций. Эта тема актуальна как для индивидуального жилья, так и для коттеджных поселков. (Более подробно о преимуществах и работе газогенератора см. дальше.)

Сегодня сжиженный газ дешевле дизельного топлива и стоит около 12–14 рублей за литр. На мировом рынке его стоимость составляет 0,6–0,7 цены на бензин. Этих пропорций мы почти достигли, поэтому резких изменений цен быть не должно.

Наиболее часто задаваемые вопросы о СУГ

Зачем емкости для хранения СУГ размещают под землей?

Для предотвращения замерзания бутановой составляющей СУГ, а следовательно, снижения производительности испарения газа и подачи его в котельное оборудование вокруг емкости должна быть положительная температура. Поэтому емкости помещают ниже точки промерзания грунта (1,5 метра).

В чем преимущество горизонтальных емкостей над вертикальными?

У горизонтальных емкостей площадь испарения газа больше, чем у вертикальных, почти в три раза, и соответственно при всех прочих равных условиях производительность горизонтальных емкостей выше, чем вертикальных.

 Каковы требования к размещению системы АГ?

Система должна располагаться на расстоянии 10 метров от жилого здания, 2 метров от забора, 5 метров от септиков и 10 метров от скважины.

 Какие размеры емкостей чаще пользуются спросом?

Наиболее востребованы емкости на 4 500 и 6 100 литров, так как они  обеспечивают стабильную работу котельного оборудования  мощностью до 60 кВт.

 Каковы основные требования к резервуарам, устанавливаемым в РФ?

Толщина металла 6–10 мм, высота горловины 80 см, обязательный двухсторонний сварной шов, двухслойная гидроизоляция. Все это важно из-за большого перепада годовых температур  — от –40 до + 40 °C.

Автономное электроснабжение и ИБП

Для обеспечения индивидуальных домов гарантированным электропитанием, а также нормального функционирования основных инженерных систем (отопление, водоснабжение, сигнализация) необходимо применять следующие дополнительные системы защиты: источники бесперебойного питания (ИБП), стабилизаторы напряжения и дизель-генераторные или газо-генераторные установки. Касательно последних установок необходимо подчеркнуть, что к ним, по сути, примыкают агрегаты, где в качестве топлива   используется  газ или бензин. Каждое из этих устройств предназначено для решения конкретных задач и защищает от определенного вида неполадок сетевого электропитания.

Набор аккумуляторов, стабилизатор и инвертор могут послужить основой для комплексной системы полностью автономного питания. При помощи специальных контроллеров можно подключить различные источники энергии: комплект солнечных батарей, ветрогенератор, бензиновый, дизельный или газовый генератор.

При выборе стабилизатора обратите внимание, что выгоднее купить один мощный прибор и обезопасить весь объект сразу. Мощный стабилизатор более надежен в эксплуатации. Впрочем, как показывает опыт, для защиты простейших котельных автономных систем отопления достаточно стабилизатора мощностью 1 кВт. При прекращении подачи электроэнергии из центральной сети на помощь приходят источники бесперебойного питания или генераторные установки, обеспечивающие автоматическое возобновление подачи электроснабжения.

Источники бесперебойного питания

При отключении электроэнергии они обеспечивают длительную (до нескольких суток) непрерывную работу системы отопления. Качественные ИБП обеспечивают соответственно электропитанием отопительные системы даже тогда, когда полностью прекращается подача напряжения либо ухудшается его качество в основной сети. В первом случае электрогенераторы переходят в режим резерва и генерируют стабилизированное переменное напряжение 220 В, 50 Гц синусоидальной формы, используя аккумуляторные батареи. Когда сеть восстанавливается, они заряжают аккумуляторы. Принцип работы ИБП прост: ваш дом питается от сетевого напряжения, а на время перебоев автоматика переводит питание на резервные аккумуляторы. Электронное устройство, преобразующее переменное напряжение 220–230 В в постоянное 12, 24 или 48 В и обратно, называется инвертор. Дешевые инверторы выдают на выходе ступенчатую синусоиду переменного тока (квазисинусоиду или модифицированный синус), более дорогие генерируют «чистый синус», который предпочтительнее для требовательных электроприборов. Попытка сэкономить не всегда приведет к положительному результату — автоматика газовых котлов и некоторые электроприборы откажутся работать без синусоиды либо будут функционировать нестабильно.

ИБП не смогут заменить генератор в случае постоянных отключений энергии более чем на сутки или при полном ее отсутствии, но могут явиться хорошим дополнением к нему. Если использовать генератор кратковременно, только для зарядки аккумуляторов ИБП по мере необходимости, можно сэкономить на уменьшении потребления топлива, увеличить срок его службы и какое-то время просто пожить в тишине. Поэтому генератор, работающий на солярке, бензине или газе, является прекрасным дополнением к ИБП.

Пути преодоления неравномерности суточного расходования электроэнергии

Любой объект (дом, квартира, предприятие, офисный центр и т. д.) имеет подключение к линии электроснабжения напряжением 220  или 380 В установленной мощности (например, для проекта загородного дома это около 15 кВт). Подведенная мощность (сила тока) определяет максимально допустимую нагрузку на электросеть (количество электрических приборов, которые могут работать одновременно). Что же происходит по причине недостатка мощности?.. Совершенно верно, отключается автоматический предохранитель, устройство защиты, когда одновременно работают кондиционеры, сауна, включается насос в бассейне и т. п. Как правило, в данной ситуации владельцу не остается ничего, кроме выбора, какие приборы отключить, чтобы могла работать оставшаяся электротехника. Такие всплески электропотребления происходят не все время, а в определенные периоды. Если это дом, то, как правило, это вечернее время, когда вся семья дома. В остальное время, особенно ночью, когда электричество особенно дешево (при 2- или 3-тарифной системе), ваши подведенные электрические мощности простаивают, не загружены. Можно, конечно, увеличить мощность за счет подключения генератора. Но возникает крайне неприятная ситуация. С одной стороны, постоянные потребители требуют значительно меньше электроэнергии, чем вырабатывает генератор, и значительную часть времени он расходует топливо вхолостую. С другой стороны, оборудование, создающее всплески потребления, требует, хоть и кратковременно, но гораздо большей мощности, чем в состоянии обеспечить генератор, что приводит к перегрузкам и выходу из строя генератора.

Такие коллизии  решаются с помощью работы инверторных систем, когда переменный ток конвертируется (преобразуется) в постоянный (именно в таком виде его можно накапливать) и заряжает аккумуляторные батареи. Затем постоянный ток конвертируется обратно в переменный (230 или 400 В) и подается в дом. Это так называемая система двойного  преобразования. Таким образом, когда потребление электричества  минимальное и входящие либо вырабатываемые  генератором при автономном электроснабжении мощности не загружены на 100 процентов, электроэнергия  накапливается в аккумуляторах, а в тот период, когда возникает пик потребления, дополнительная  энергия потребляется от аккумуляторов. Необходимо заметить, что инвертор выдает на выходе высококачественное электричество как по амплитуде, так и по форме в независимости от качества входящего электроснабжения. Это позволяет значительно продлить жизнь вашим электроприборам и оборудованию. На диаграмме приведена характерная загрузка электросети частного дома площадью 500 кв. м в выходной день. Как видно из диаграммы, в ночное  время и утром потребление электричества меньше мощности подводимой сети, а во второй половине  дня нагрузка значительно возрастает и превышает входную мощность. Более того, вы  сможете существенно экономить, если у вас многотарифная система оплаты электроэнергии. В этом случае накапливание энергии будет происходить ночью по дешевому тарифу, а возврат будет днем, когда электроэнергия особенно дорога.

Наиболее часто задаваемые вопросы  об  инверторных системах

Надолго ли хватает работы аккумуляторов? Насколько безопасно их использование?

Срок службы аккумуляторов составляет 15 лет, а если не будет жесткой эксплуатации (частой глубокой разрядки и т. д.) то до 20 лет. Аккумуляторы необслуживаемые и полностью герметичные, поэтому от них нет никаких вредных испарений.

Нужно ли согласовывать установку с электросетями?

Нет, так как система для сетей будет как обыкновенный линейный потребитель, например, как печь или лампочка  накаливания.

Я хочу заряжать аккумуляторы ночью по дешевому тарифу и расходовать днем.

Пожалуйста, для этого необходимо будет нарастить аккумуляторную емкость до необходимого для вас объема.

Зачем мне ваш инвертор,  если у меня есть генератор?

Наличие генератора не защищает от отключения питания. Генератор должен быть достаточной мощности, чтобы выдержать нагрузку проекта дома,  иначе сгорит! Более того, если одновременно включается большое количество

потребителей, то автомат выбьет, либо отключится что-то менее  приоритетное. И так будет до тех пор, пока не раскрутится и не включится в работу генератор (минимум 1 мин), только после этого автоматика  переключит электроснабжение дома на генератор. А что делать, если  всплески нагрузок регулярные? Через неделю такой работы вы устанете  от обслуживания генератора и замены домашней техники, чувствительной к перепадам напряжения.

При постоянной работе генератор непрерывно потребляет топливо. При потреблении 10 литров в час (на 35кВА) вам потребуется 240 литров топлива в сутки, независимо под нагрузкой он работает или нет. При использовании инвертора генератор будет работать максимально эффективно только под нагрузкой и короткие промежутки времени, заряжая батареи. В результате не потребуются   тонны топлива, а обслуживание генератора будет происходить во много раз реже! И главное: мощность генератора будет добавляться к основной мощности системы, и только по необходимости.

Газогенераторные установки

Отдельной главой в этом обзоре следует выделить достаточно новую для российского строительного рынка технику —электрический генератор с приводом от двигателя, работающего на бытовом газе. Для установки и подключения газового генератора в некоторых случаях понадобится  разработка проекта его подключения к газовой магистрали либо к газовому резервуару, согласование проекта. Однако преимуществом использования газовых генераторов является дешевизна и непрерывность подачи топлива. Таким образом, установив один раз оборудование для производства электричества из газа, вы единовременно и на много лет обеспечиваете себя стабильным, дешевым и безопасным энергоносителем. При выборе газогенераторной установки надо прежде всего решить для себя, какая ее версия наиболее подходящая для вашего коттеджа — однофазная или трехфазная.

Однофазный вариант можно назвать наиболее рациональным  выбором для полного использования мощности станции и удешевления проекта. Это решение технически реализуемо даже при трехфазном вводе в дом и отсутствии трехфазных электроприборов.

Выбор трехфазного электрогенератора (380/220 В), даже если вы пока не имеете в доме трехфазных дивайсов, — это  прицел на будущее. При этом потребуется обдуманное подключение, чтобы, например, однофазные электроприборы были равномерно подключены ко всем трем фазам электрогенератора во избежание перекоса фаз. Разница мощностей нагрузок на различных фазах не должна превышать 20–25 процентов. К одной фазе можно подключить электроприборы суммарной мощностью не более 1/3 от номинальной мощности электрогенератора. Но все эти технические преграды легко преодолимы профессионалами, а вы  в результате получаете современную технику, обеспечивающую  надежную энергонезависимость вашему проекту коттеджа.