Муравейник или крепость? Строю дом по цене квартиры. 2 часть. Отопление

Для начала немного теории, чтобы понимать, чем различаются различные системы отопления и из чего можно выбирать. Для начала надо отметить, что существует несколько способов передачи тепла.
1. конвекционный
2. инфракрасный

При этом Конвекционный способ предусматривает нагрев помещения за счет нагрева воздуха, а уже теплый воздух согревает все предметы. Инфракрасный способ отопления действует иначе: инфракрасный источник тепла нагревает предметы, а предметы уже согревают воздух.
Теперь надо разделить способы передачи тепла на типы используемых устройств. Если с инфракрасным источником все более-менее просто - это могут быть инфракрасные потолочные панели или инфракрасная пленка под напольным покрытием, то у конвекционного способа нагрева есть масса реализаций. Но для простоты я их разделю на несколько типов: воздушный, батарейный и подогреваемый пол.
1. К воздушному типу относятся все типы обогрева, где подается теплый воздух: тепловые завесы, сплит-системы, электровентиляторы с ТЭНами и т.д.

2. К батарейному типу относятся конвекционные системы, где предусмотрена установка радиаторов: настенных или внутрипольных. При этом радиаторы могут быть как водяными, так и электрическими - это уже вопрос энергоносителя.

3. Третий тип - это подогреваемые полы. Также называемые теплыми полами. Они могут быть реализованы тремя способами: теплый водяной пол, теплый пол, подогреваемый спиралью или пленочный инфракрасный подогрев.

Батарейные системы являются самыми распространенными и Мой выбор - теплый пол
Почему я решил выбрать подогреваемые полы? Начнем действовать методом исключения. Инфракрасный тип обогрева меня не прельщает потому, что энергоносителем для таких систем является электроэнергия. То есть в случае перебоев с питанием, однозначно система отопления выйдет из строя. Кроме того, из физики помним, что чем ближе объект к излучателю, тем сильнее греется. Если рассматривать потолочные обогреватели, то мне не очень нравится, что голова у меня будет нагреваться сильнее, а ноги мерзнуть. Поэтому инфракрасный нагрев исключаем.
Воздушные системы также являются энергозависимыми, а значит, отключение электричества оставит дом без отопления. Добавим к этому, что я люблю походить босиком, а пол все равно останется холодным. Минус!
довольно простыми в монтаже. Но я не хотел прятать трубы в пол, а вести их вдоль всех стен и ставить радиаторы под окнами и отнимать место не очень интересно. Кроме того, батарейные системы все равно не лишают проблему холодного пола, так как нагреваемый воздух естественным образом уходит вверх. Исключаем батареи.
Остаются подогреваемые или теплые полы. Тут есть три варианта: инфракрасная пленка, греющий кабель и водяной подогрев. Первые два варианта являются электрозависимыми, а значит не подходят. А последний вариант позволяет использовать любой источник тепла, будь то электро, газовый, дизельный или твердотопливный котел. То есть при отключении электричества, можно продолжить топить печку дровами, только необходимо обеспечить энергией циркуляционный насос. Но с этим может справится простенький бесперебойник. Решено! Делаю теплый водяной пол.

Обустройство теплого водяного пола.
Для своего подогреваемого водяного пола я выбрал трубу из сшитого полиэтилена, но точно также можно использовать металлопластиковые трубы. Кто-то говорит, что металлопласт лучше передает тепло, но мне кажется, что тут уже дело вкуса. Этапы создания теплого пола выглядят так:
1. Утепление пола фольгоизолом (в моем случае можно было и не утеплять, так как внизу плиты SIP с толщиной пенополистирола 224мм).
2. Раскладка металлической сетки с шагом 5 см.
3. Раскладка трубы с длиной сегмента не более 84 м. Шаг между укладкой трубы 15 см. Утепление этой трубы до пункта обогрева вспененным полиэтиленом.
4. Заправка труб водяного пола теплоносителем (можно использовать воду или антифриз. Я выбрал антифриз с температурой до -30).
5. Заливка мокрой стяжки.
6. Заливка выравнивающего слоя наливного пола.
Именно в такой последовательности проходили все этапы создания подогреваемого теплого пола в моем доме. Что это дает? Во-первых, я получаю возможность использовать любой котел для обогрева, ведь теплоносителю совершенно неважно, как он нагреется. Во-вторых, я получаю огромный теплоаккумулятор - стяжка толщиной 9-10 см на площади 74 квадратных метра - это от 5,9 до 7,4 кубометра бетона. Теплоемкость 1 куб.м бетона составляет 2375 кДж/(м3*K). Надо отметить, что теплоемкость воды составляет 4187 кДж/(м3*K), вот только теплоаккумулятор займет много места, а бетон просто лежит под ногами и является одной огромной батареей, которая долго отдает тепло, даже когда вы отключаете отопление.

Система отопления электричеством.
Так как на данный момент у меня к дому подведена мощность 15 кВт, а теплопотери дома составляют 7.4 кВт из расчетных 100 Вт на 10 кв.м, то выделенной мощности мне достаточно для полноценного отопления и работы всех электроприборов в доме. Практика показала, что теплопотери в доме почти в два раза ниже расчетных, что является неплохим результатом. Подключение народного достояния-газа, является недопустимо дорогим и составляет от 400 до 500 тысяч рублей. Простейшая математика показывает, что отопление дома по ночному тарифу позволит обогревать дом в течение 8-9 лет только за стоимость подключения газа. Ночью работает электрокотел с максимальной мощностью 12 кВт, нагревая помещение и бетонную стяжку, а днем стяжка медленно остывает, продолжая отдавать тепло в помещение. Такой цикл, 1/3 суток пол греется, 2/3 суток пол остывает, позволяет поддерживать температуру в доме с перепадом до 3 градусов в сутки. То есть, если утром в помещении было +25, то к ночи будет +22 +23 градуса, что также комфортно.
Кроме того, в случае ЧП, обрыва проводов надолго или техногенной катастрофы, к данной системе отопления легко подключается газовый или твердотопливный котел, который продолжит греть полы. В планах, повесить газовый котел, настроить его на работу от баллонного газа (пропан-бутан) и оставить аварийным вариантом. Баллона в 50 литров должно хватить для отопления дома на 7-10 дней, в зависимости от температуры на улице.

Электрокотел и его управление
Я выбрал один из простейших котлов, но с хорошими отзывами и надежностью. По сути, котел - это проточная емкость с ТЭНами, контакторы ТЭНов и плата управления зависимостью работы нагревателей от выходной температуры. Теперь стояла задача сделать котел более интеллектуальным и обеспечить возможность работы по расписанию и/или температуре. Для этого можно взять котел с микрокомпьютером, но это стоит заметно дороже (+50-100% стоимости котла) или обеспечить внешнее управление котлом. Сам нагреватель позволяет установить внешнее управление и имеет пару сухих контактов, при замыкании которых он начинает работать, а при размыкании отключается. То есть нужно внешнее устройство, которое бы замыкало контакты.

Поначалу я подумал о реле с таймером, которое бы просто замыкало реле в 23 часа, а размыкало в 7 утра. Но тогда сложно выставить зависимость от температуры. Кроме того, мне захотелось управлять климатом дома удаленно, потому что хочется уехать и не переплачивать за отопление, когда достаточно поддерживать в доме температуру в 10-15 градусов. Итак, сформировался список требований к устройству:
1. Работа по расписанию (по часам, дням недели)
2. Работа по температуре
3. Удаленное управление
4. Очень желательно иметь несколько профилей отопления (отпуск, проживание в доме, дачный вариант, когда греем в выходные и не даем замерзнуть в будни)

Во всех своих статьях я упоминаю, что стараюсь пользоваться продуктами российского производства и ищу им альтернативу только в том случае, если наша техника заметно уступает по качеству, не отвечает требованиям надежности или уступает критериям отбора. В этот раз я выбрал котел не российского производства, но управляющий модуль нашел наш - им оказался термостат NUT производства компании Microart. Продукт свежий, но из опыта работы с их техникой (я описывал свой опыт работы с солнечной электростанцией от этой же компании), решил попробовать. Для меня прибор оказался с избыточными функциями. Как заявляет производитель, термостат может управлять климатом в заданном помещении с точностью до 0.1 градуса. При этом он может управлять фанкоилами, кондиционерами, вытяжками, котлами, регулировать головки на батареях или теплых полах.

Кроме того, он имеет встроенные датчики температуры и влажности, а подключаемый датчик внешней температуры позволит сделать погодозависимую автоматику. Есть также и загрузка погоды из Интернета, но больше всего мне понравилась возможность управления термостатом удаленно со смартфона.

Сам прибор может быть смонтирован как на глухой стене, так и в подрозетнике - для подключения лучше использовать гибкие провода, так как утопить провод ВВГнГ, подключенный к термостату довольно проблематично. После подключения к питанию и к Wi-Fi прибор показал наличие свежей прошивки и я его обновил. Вообще, судя по частоте обновлений, потенциал устройства большой и производитель дальше будет развивать продукт. Термостат имеет пару реле, которые у меня задействованы следующим образом: 1 реле включает котел с 23 до 7 часов, 2 реле включает греющий кабель водопровода при температуре за бортом ниже -10 градусов и тоже только ночью, так как днем проточная вода при открывании кранов не дает образоваться льду в трубах. Естественно, сама труба также утеплена. Если тема водопровода в частном доме интересна, то я сделаю о ней отдельный материал, так как там не меньше нюансов, чем с отоплением.

Итак, термостат NUT был смонтирован и запущен в работу примерно за час времени со всем монтажом и настройками, приложение на смартфон установлено. Что интересно, приложение позволяет мониторить и управлять сразу несколькими термостатами. Правда количество доступных настроек через смартфон заметно меньше, чем на самом устройстве, но это больше вопрос к разработчикам программы и он остается открытым. Второй термостат я установил в ванной для управления климатом. Так как ванная - это помещение с повышенной влажностью, то я хотел управлять вытяжкой в зависимости от влажности в помещении, благо этот датчик уже установлен в устройстве. В предыдущей прошивке этой возможности не было, но на днях вышла новая и я пока не успел проверить работу этой функции. Из плюсов устройства хочу отметить работу от стандартных 220В, то есть термостат не требует батареек и не отключится внезапно, оставив без управления все внешние устройства. Потребляет он крайне мало, цвет корпуса можно выбрать из 5 возможных: белый, молочный, серый, шоколадный и чёрный. Ну и управление климатом возможно не только с точки зрения отопления, но и охлаждения - это однозначно пригодится летом в южных широтах, где люди часто простывают под кондиционером после жары на улице. А понаблюдав за цикличностью графика температур, можно предсказывать, когда и какой режим работы включать: охлаждение, или подогрев.

Заключение
Подытожу. Отопление теплыми водяными полами позволило решить сразу несколько задач: сэкономить на отоплении электрокотлом по ночному тарифу, сэкономить пространство, исключив из системы отопления большой теплоаккумулятор, решить проблему холодного пола и мерзнущих ног, убрать из интерьера трубы и радиаторы, сделать работу отопления полностью бесшумной. Ну а применение термостата позволило приобрести надежный, но недорогой котел и управлять климатом в доме по расписанию и удаленно. Система отопления смонтирована, проверена, запущена и опробована. Она справляется со своей задачей, а значит зима, хоть и близится, но правильное отопление не даст замерзнуть. В следующий раз я расскажу об электроснабжении и резервировании электропитания дома.