Qual aquecimento é melhor para uma casa particular, comparação dos sistemas de aquecimento

Opções básicas de aquecimento de casa de campo

Ao planejar a construção de uma casa particular ou a mudança de um apartamento na cidade para uma casa de campo, estimamos não apenas o tamanho dos custos iniciais de construção ou reforma, mas também o custo de manutenção dessa moradia.
E difere significativamente do custo operacional de um apartamento na cidade. E um dos principais itens de custo aqui são os custos de aquecimento.

Considere e compare as principais opções disponíveis para organizar o aquecimento em uma casa de campo.

Tubos

À primeira vista, pode não parecer importante quais tubos são usados para aquecimento. Mas depois de considerar os prós e os contras de cada material, fica claro por que esse é um assunto sério.
Um dos tipos de tubos mais populares é o metal-plástico. Seu diâmetro varia de 16 a 63 mm.

tubos de metal-plástico
Entre as vantagens deste material estão:

a condutividade térmica é baixa,
facilmente reparado,
não há necessidade de ferramentas de edição profissionais.

As desvantagens incluem o seguinte:

as conexões podem vazar,
amassados permanecem no impacto.

Outra opção muito usada é o polipropileno.

tubos e conexões de polipropileno
Possui os seguintes pontos fortes:

grande diâmetro - até 125 mm,
resistência à pressão mecânica,
quando o sistema congela, os tubos não ficam inutilizáveis,
não pode haver vazamento de líquido após a soldagem.

No entanto, também existem pontos fracos:

a necessidade de equipamentos caros para fazer a instalação,
alongar com forte aquecimento do refrigerante,
se danificados, são difíceis de reparar.

Ao escolher os tubos, é melhor levar em consideração as condições climáticas, o tipo de aquecimento e a capacidade financeira.

Baterias de aquecimento

Um dos principais elementos do sistema de aquecimento. Da seleção errada da bateria, a eficiência de todo o aquecimento pode depender. Hoje em dia existe uma grande seleção de radiadores. Se você classificá-los pelo material de que são feitos, os seguintes tipos podem ser distinguidos: aço, ferro fundido, bimetálico e alumínio. Para não desmontar todas as opções possíveis, basta entender os princípios básicos da escolha de uma bateria.

Tipo de sistema. Os critérios necessários para o radiador dependem se há aquecimento autônomo ou central. Para um sistema centralizado, é melhor levar baterias que possam suportar picos de pressão e água de diferentes acidez. Radiadores de diferentes pressões podem ser usados para aquecimento autônomo.
Transferência de calor. De acordo com este indicador, o alumínio está em primeiro lugar, depois o aço e, a seguir, o ferro fundido. Mas também vale a pena considerar que, por exemplo, o mesmo ferro fundido esfria por mais tempo.
Tempo de vida. Neste parâmetro, os radiadores de ferro fundido estão em primeiro lugar, depois os bimetálicos, o aço e o ferro fundido.
Outros critérios. Isso inclui parâmetros mais visíveis - design, preço, fabricante e assim por diante.

Considerando todos esses fatores, você pode escolher a melhor opção para você.

Portador de calor

Sem este componente, o sistema de aquecimento não funcionará. Os fluidos térmicos mais comuns são água e anticongelante.

Água. Ainda assim, eles o usam com mais frequência. Como você não precisa comprar água para aquecimento, esta é uma opção muito econômica e transfere calor perfeitamente. Além disso, a água não é prejudicial ao meio ambiente.
Anticongelante. É feito especialmente para o sistema de aquecimento. Embora você tenha que pagar por isso, sua principal vantagem é que não congela em baixas temperaturas.

Ao escolher entre água e anticongelante, é bom pesar as possibilidades financeiras, falhas no sistema de aquecimento, condições climáticas e assim por diante. As informações acima irão ajudá-lo a escolher os diferentes elementos certos do sistema de aquecimento.Antes de escolher, é importante reler cuidadosamente todas as vantagens e desvantagens.

As principais opções para aquecer uma casa de campo 1. Gás principal

Esta solução parece ser a mais simples, mas só pode sê-lo se o local for inicialmente gaseificado. Caso contrário, o custo de colocar o gasoduto pode variar de 500 mil a três milhões de rublos por casa: tudo depende do tamanho da aldeia, da distância do gasoduto e de outras condições.

Na verdade, o gás ainda é o tipo de combustível mais barato na Rússia, mas o custo do rublo de sua produção está crescendo e os preços mundiais apresentam tendência de queda. Portanto, é difícil prever a situação por muito tempo. Partimos do pressuposto de que um cálculo adequado do custo de aquecimento envolve uma análise dos custos por um período de tempo bastante longo, levando em consideração os custos de reparo e operação. Em particular, para uma casa de campo, é aconselhável considerar um período de operação de 50 anos.

Vamos supor que para o aquecimento de uma casa de dois andares com uma área de 300 m2 com cozinha, é necessária uma caldeira automática com capacidade de 15 kW.

O custo desse equipamento de fabricantes conhecidos hoje é de cerca de 30.000 rublos. Ele precisa ser trocado a cada 10 anos, ou seja, ao longo de 50 anos, aos preços de hoje, 150.000 rublos irão "atropelar". Tendo em conta o custo do serviço anual (aproximadamente 5.000 rublos) - 400.000 rublos, ou 8.000 rublos. no ano.

Com o custo do gás principal 5,14 rublos / m3 (para a região de Moscou) e o calor específico de combustão de 33.500 kJ / m3, o custo de 1 kW * h de calor não será superior a 59 copeques (levando em consideração o valor real eficiência da caldeira, que é de aproximadamente 92%) ... Durante a temporada de aquecimento, que, por exemplo, na região de Moscou dura oficialmente 215 dias, para uma cabana com área de 300 m2, a demanda de calor será de 85.000 kWh, que custará cerca de 50.300 rublos. No total, levando em consideração os custos operacionais, temos 58.300 rublos.

No total, no caso geral, obtemos 58.300 rublos. por ano (desde que o gás já tenha sido fornecido à aldeia).

Qual caldeira escolher?

Quando se trata de escolha, você deve começar com 4 opções principais. Considerando cada um deles, deve-se considerar que tipo de combustível está disponível e barato em uma determinada área.

Gás

A caldeira a gás é a mais popular devido à disponibilidade deste combustível. Se falarmos sobre seus pontos fortes, o seguinte pode ser notado:

longa vida útil,
alta eficiência, o que significa economia de custos,
facilidade de manutenção,
não há necessidade de gastar energia na aquisição de combustível quando há acesso à rodovia.

Agora sobre alguns dos pontos fracos:

permissão para instalar a caldeira é necessária,
para se conectar, você precisa ligar para serviços especiais,
devido a picos de pressão no gasoduto, a unidade é desligada,
o gás faz barulho durante a combustão.

Em geral, um tipo de aquecimento econômico e confiável, exigindo apenas uma instalação correta.

Caldeira eletrica

Este dispositivo também é bastante popular. Aqui, o aquecimento do refrigerante é devido à eletricidade. Por estar amplamente disponível, vale a pena considerar esse método de diferentes ângulos. Vantagens do equipamento elétrico:

funciona sem ruído,
custo relativamente baixo,
não prejudica a saúde ou o meio ambiente,
facilidade de gerenciamento.

As desvantagens incluem:

em caso de surtos de tensão, o dispositivo é desligado, e a automação também é desabilitada,
consumo elétrico,
para uma unidade potente, é necessária uma rede de 380 V trifásica.

Essa caldeira é especialmente adequada quando o preço da eletricidade é barato.

Caldeiras de combustível sólido

Um tipo bastante conhecido de caldeiras. Aqui, carvão, madeira e assim por diante são usados como combustível. Falando sobre as vantagens de tais equipamentos, deve-se lembrar os seguintes pontos:

tipo de combustível barato,
fácil de usar,
não requer nenhum documento para instalação,
facilmente reparado.

Aqui estão alguns dos contras:

muito tempo e esforço são gastos na aquisição de combustível e manutenção da caldeira,
deve haver uma chaminé.

Este método de aquecimento é freqüentemente usado em assentamentos sem tubulação de gás.

Caldeiras a óleo

Ele usa combustíveis líquidos, como óleo combustível, querosene e assim por diante. Listando as vantagens do equipamento de combustível líquido, as seguintes áreas devem ser nomeadas:

aquecimento independente de comunicações,
fácil de usar,
alta eficiência,

Falando sobre os contras, você precisa se lembrar das seguintes nuances:

uma sala separada para a caldeira é obrigatória,
equipamento caro,
alto custo de combustível,
a necessidade de grandes tanques de combustível.

Normalmente, unidades de aquecimento com combustível líquido não são usadas com frequência.

As principais opções para o aquecimento de uma casa 2. Tanque de gás

Se não houver gás principal, você pode armazenar gás liquefeito. Muitos fazem isso, embora esse método presuma que um enorme recipiente com gás liquefeito explosivo será constantemente enterrado em seu local. No mínimo, isso requer uma área cercada razoavelmente grande, onde nada pode ser plantado ou construído, e medidas especiais de segurança. Além disso, é necessária uma fonte acessível de gás liquefeito com a possibilidade de entrega no local.

O custo e a eficiência das caldeiras para gás liquefeito são aproximadamente iguais aos da rede elétrica. A instalação do tanque de gás custará cerca de 400.000 rublos. Em termos de 50 anos, obtemos 800.000 rublos, ou 16.000 rublos. no ano.

Com o custo do gás liquefeito de 15 rublos por litro (com entrega dentro de 100 km de uma grande cidade) e o calor específico de combustão de uma mistura de propano-butano de cerca de 12,8 kW * h / l, obtemos o custo de 1 kW * h de calor a 1,23 rublos, o que equivale a despesas no valor de 104.550 rublos. no ano.

E tendo em conta o custo de operação - 120 550 rublos. no ano.

Tipos de transportadores de energia e calor

Os sistemas de aquecimento podem ser classificados da seguinte forma:

tradicional, usando transportadores de calor líquidos, transferindo calor da unidade de aquecimento através da tubulação para os dispositivos de aquecimento;
ar, utilizando um ar refrigerante, que é aquecido e fornecido à sala aquecida;
elétrica direta, dispensando refrigerante, mas convertendo diretamente eletricidade em calor.

(Veja também: Aquecimento de uma casa de madeira com uma caldeira de combustível sólido)

Os sistemas tradicionais podem usar gás como transportador de calor, combustíveis líquidos - óleo diesel, óleo combustível, eletricidade, combustível sólido.

O tipo de combustível mais econômico e ideal é o gás. A maior desvantagem desses sistemas é o custo significativo e a complexidade de documentar a conexão com um sistema centralizado.

A utilização de combustível líquido acarreta muitos inconvenientes: a complexidade da entrega e armazenamento do transportador de energia, a necessidade de medidas de segurança acrescidas. (Ver também: Caldeira de aquecimento com circuito de água)

A desvantagem dos sistemas de fornecimento de calor tradicionais é a possibilidade de vazamentos de refrigerante de emergência, especialmente se anticongelante, um composto venenoso e perigoso for usado. A ligação periódica de unidades de aquecimento e bombas cria ruído e vibração. Para um funcionamento sem problemas do sistema de aquecimento, é necessária uma manutenção preventiva periódica das caldeiras.

Para a operação de sistemas de aquecimento de ar, também é necessário instalar um equipamento de caldeira, o que acarreta todas as desvantagens acima. Mas do ponto de vista ambiental, esse sistema é mais aceitável e promissor. O sistema de aquecimento usando ar como meio de aquecimento é confiável e facilmente ajustável. No entanto, mesmo ao usar filtros especiais, ele não protege o ambiente da entrada de partículas de poeira e outras matérias orgânicas no ar, que queimam na superfície do equipamento da caldeira e formam monóxido de carbono.

O aquecimento elétrico direto é barato de instalar, mas usa uma fonte extremamente cara de energia térmica - eletricidade. (Veja também: Esquema e instalação de fiação de aquecimento com metal-plástico)

As principais opções para aquecer uma casa de campo 3. Combustível diesel

O óleo diesel é preferível para uso em assentamentos remotos, pois geralmente é mais fácil de comprar e entregar no local. Além disso, você mesmo pode transportá-lo. A eficiência de uma caldeira a diesel é vários por cento menor, custa um pouco mais (uma caldeira de 15 quilowatts, cerca de 40.000 rublos) e dura um pouco mais - até 15 anos. Um tanque de combustível subterrâneo com sistema de abastecimento e instalação custará cerca de 200.000 rublos. Além disso, uma caldeira a diesel depende da eletricidade: com apagões frequentes, terá de se preocupar com a compra de um gerador. Consideraremos o custo do serviço aproximadamente o mesmo em todos os lugares - 5.000 rublos. no ano. Se operarmos com esses números, os custos operacionais por 50 anos a preços atuais chegarão a 610.000 rublos. ou 12.200 rublos. no ano. O custo do óleo diesel para as caldeiras, levando em consideração a entrega, é igual a 36 rublos. por litro (varia conforme a região). O calor específico de sua combustão é de 10,3 kW * h / l. Aqueles. o custo de 1 kW * h de calor, levando em consideração a eficiência das caldeiras a diesel, será de 3,93 rublos, e o custo da estação de aquecimento - 333.800 rublos.

Levando em conta os custos operacionais - 346.000 rublos. no ano.

As principais opções para aquecer uma casa de campo 4. Combustível sólido

Nessa capacidade, podem ser utilizados lenha, pellets (briquetes) ou carvão. No entanto, você precisa entender que uma caldeira de combustível sólido não é totalmente automática. Isso significa que alguém deve trabalhar constantemente como bombeiro. No caso das caldeiras a pellets, o nível de automação é maior, mas o nível de perigo de ignição do combustível também é maior.

Isso deve ser levado em consideração ao usar caldeiras a carvão. Portanto, em ambos os casos, medidas de segurança adicionais serão necessárias. O custo do equipamento varia muito. Por exemplo, uma caldeira de 15 quilowatts com carregamento manual custará cerca de 25.000 rublos, mas a perspectiva de correr constantemente para a sala da caldeira e jogar lenha ou carvão com as mãos provavelmente não vai sorrir para você. Uma caldeira com abastecimento automático de combustível pode custar de 100.000 (pellet) a 200.000 rublos. (carbônico). É verdade que todos eles servem por 20-25 anos.

Como resultado, a operação de uma caldeira a lenha custará 6.250 rublos. por ano, pellet automático - a 10.000, e carvão automático - a 15.000 (todos - levando em consideração o custo de manutenção anual).

O custo do combustível depende significativamente da região. Por exemplo, na região de Moscou, 1 metro cúbico (em média 650 kg) de lenha de bétula a um preço de atacado hoje custará 1.400 rublos. (acreditamos que, ao solicitar um grande volume de uma vez, a entrega será gratuita), carvão de qualidade aceitável - 6.000 rublos. por tonelada, briquetes de combustível - aproximadamente o mesmo preço.

Se assumirmos que o calor específico de combustão da lenha é de aproximadamente 3,4 kW * h / kg, carvão - 7,5 kW * h / kg e briquetes - 5,6 kW * h / kg; que a eficiência de uma caldeira a lenha é de aproximadamente 75%, e a de uma caldeira automática é de 80%; então temos o custo de 1 kW * h de calor, respectivamente igual a 0,84, 0,64 e 0,85 rublos. (lenha, carvão e briquetes). Ou seja, o aquecimento com lenha custará 71.400 rublos por ano e 54.060 rublos com carvão. e briquetes - 72 420 rublos.

E tendo em conta os custos operacionais: lenha - 77 650 rublos. no ano; carvão - 69.060 rublos. no ano; briquetes - 82 420 rublos. no ano.

O aquecimento a carvão, como podemos ver, é mais barato do que o aquecimento com outros tipos de combustível sólido, mas a lenha em 2020 tornou-se mais lucrativa do que os briquetes. Mas qualquer combustível sólido sai mais caro do que o gás principal.

Comparação da eficiência de diferentes sistemas de aquecimento

Este artigo foi escrito muito longo e difícil. Não porque você teve que inventar algo, mas apenas pelo fato de ser explicado em palavras simples e compreensíveis para a maioria, quais são as vantagens, por exemplo, aquecimento radiante de água na frente do aquecimento do radiador, em termos de economia de energia, acabou não sendo uma tarefa tão fácil. Isso é simplesmente impossível sem a introdução de termos físicos especiais e definições. Tive que debater esses aspectos de alguma forma e explicá-los em uma linguagem que seja mais familiar para você e para mim.

Então, muitos provavelmente já ouviram que o aquecimento aquecimento por piso radiante é mais eficiente do que aquecimento por radiador. Mais eficiente que radiadores e aquecimento com rodapé quente... Mas em que reside essa mesma eficiência, que em última análise se expressa nas contas mensais de serviços públicos, provavelmente nem todos entendem. Vamos tentar descobrir.

Aquecimento com radiadores em princípio, sua história remonta ao distante 1875, quando o primeiro apartamento com aquecimento de água apareceu na Rússia e em toda a Europa. Naqueles dias, pilastras bastante volumosas desempenhavam o papel de radiadores. Antes disso, o aquecimento era principalmente o fogão. O problema era que o sistema de aquecimento do fogão não era adequado para instalações grandes com várias divisões. na sala em que o forno estava localizado diretamente, as condições de conforto foram criadas devido à transferência de calor radiante, e o restante permaneceu por trás da transferência de calor por convecção. Devido ao baixo rendimento deste último, foi necessário aquecer muito mais os fornos, o que aumentou o já considerável consumo de combustível.

Devido ao fato de que as propriedades termofísicas da água, como capacidade de calor e condutividade térmica, são várias ordens de magnitude superiores às do ar neste aspecto, sistema de aquecimento do radiador permitiu aumentar significativamente a eficiência de aquecimento de edifícios e reduzir o consumo de lenha e carvão.

Quase 140 anos se passaram desde então. Projeto radiadores melhorou, como resultado a remoção de calor de uma unidade da superfície desses dispositivos aumentou, mas essas melhorias não eliminaram a desvantagem principal e principal.

O fato é que em comparação com a área da sala, a superfície dos radiadores é relativamente pequena. Isso cria a necessidade de aquecer o transportador de calor fornecido a altas temperaturas (70-90 oC) E tendo uma temperatura tão elevada, o radiador deixa essencialmente de ser um radiador, ou seja, o principal método de transferência de calor não é mais a radiação, mas a convecção.

O campo de temperatura com este método é assim: o ar aquecido do radiador é natural

de certa forma corre até o teto, onde inicialmente tendo uma temperatura da ordem de + 30 оСconforme o ar esfria, ele perde gradualmente sua temperatura. Na área dos pés, a temperatura do ar é 17-20 оС... Ao mesmo tempo, a temperatura do piso é - 16-17 оС... A figura mostra claramente que a circulação do ar é mantida constantemente na sala, que, em primeiro lugar, transfere poeira e partículas suspensas e, em segundo lugar, o que é importante, um certo trabalho térmico é gasto na circulação. Ou seja, os radiadores não apenas aquecem o ar, mas também fornecem a energia do movimento. Nada aparece do nada e mais 4 a 7% de toda a energia térmica é gasta na circulação da massa de ar.

O mais importante desvantagem radiadores, como você provavelmente notou no diagrama, é que fora volume útil as temperaturas ambientes são relativamente altas (até 30 ° C), o que não faz sentido do dia-a-dia (que diferença faz para você, quantos graus existem em 1 metro acima da sua cabeça ..?), mas, pelo contrário, aumenta significativamente a perda de calor através do teto e para a ventilação.

Falando em breve, aquecimento com radiadores requer aquecimento de todo o volume da sala de certa forma. A altura média da temperatura ambiente é a seguinte: 1,5 metros acima do nível do chão (60% do volume da sala) - a temperatura média é de cerca + 20 оС, nível do chão de 1,5 m a 2,5 m (40% da sala) - temperatura média de cerca +26 оС... Assim, a temperatura média real em uma sala com volume V é determinada pela equação:

Tsrrad. = (0,6 × 22 + 0,4 × 26) = 24 ° C.

Observe que quanto mais alta a temperatura ambiente, naturalmente maior é a perda de calor.

Para começar a considerar os sistemas de aquecimento radiante, que incluem o sistema chão de água quente e o sistema rodapé quente, é necessário introduzir outro termo físico importante - o coeficiente de irradiância. Sem recorrer a formulações intrincadas da física e trigonometria, vamos explicar.O coeficiente de irradiância é a parte da energia térmica que pode ser irradiada para o corpo de qualquer superfície. Uma vez que uma pessoa é uma criatura geralmente ereta, localizada pelo menos 16 horas por dia em um plano vertical, é óbvio que é mais difícil irradiar calor da superfície do chão para o nosso corpo do que da superfície das paredes. E assim acontece fisicamente. Os valores de referência dos coeficientes de exposição à superfície do corpo humano serão: do chão ~ 0,130, da superfície paredes ~ 0,240... Mais em ordem.

Se, por exemplo, o poder do sistema chão quente dentro é 500 watts, então, quando funciona no corpo humano, a ordem de 65 watts (reabastecendo cerca de 60% de todas as perdas de calor do corpo), o restante do calor é transferido por meio de transferência de calor pelos pés (ver o artigo "Pavimento Aquecido a Água AVANTEN. Princípios de Redução de Custos Operacionais") e convecção. A distribuição das temperaturas do ar por toda a sala é bastante uniforme (ver figura) e, em média, é de cerca de 20 oC... Não há circulação de ar, o calor entre as camadas de ar é transferido principalmente por difusão.

Aquecimento rodapé quente Na verdade é um aquecimento combinado paredes quentes e pisos quentes... O rodapé não funciona de forma diferente (ver artigo "O aspecto físico da eficiência do aquecimento dos rodapés em edifícios"). Ao mesmo tempo, devido a um componente radiante ainda maior neste tipo de aquecimento (coeficiente de irradiância 0,240) uma pessoa se sente bastante confortável na sala, mesmo que a temperatura do ar nela esteja regulada em +18 ° C, devido à sua distribuição bastante uniforme no volume. Com uma pequena aproximação, a temperatura média pode ser considerada cerca de 19 ° C. O aquecimento com rodapé quente não aquece diretamente a superfície do piso e das paredes, mas principalmente devido à convecção de um pequeno volume de ar que flui ao longo de suas superfícies. Ao mesmo tempo, na melhor das hipóteses, cerca de 1% da energia térmica é gasta em trabalho térmico.

Assim, de acordo com a relação das temperaturas médias nas instalações, será fácil calcular em números a eficiência comparativa de um determinado sistema de aquecimento.

O significado físico dos números dados na tabela se resume ao fato de que
se a mesma sala for aquecida, para que a pessoa nela estivesse confortável, alternadamente três sistemas diferentes, então as maiores perdas de calor serão em uma sala com radiadores, uma sala com piso aquecido a água exigirá 21% menos energia, enquanto uma sala com um rodapé quente reduzirá a necessidade de calor em 24%... E, tudo isso se deve principalmente a uma distribuição mais racional do calor em todo o edifício.

Consideramos necessário notar que, como pode ser visto pelo material do artigo, o exemplo de projeto é mostrado para um edifício com altura de teto padrão (apartamento). Com o aumento da altura da sala, a diferença na eficiência energética entre radiadores e sistemas de aquecimento radiante (piso radiante de água e rodapés quentes) só vai aumentar.

Empresa AVANTEN,

18.07.2013.

As principais opções para aquecimento de uma casa 5. Caldeira elétrica

O custo de uma caldeira elétrica automática com a energia de que precisamos (30 kW) será de cerca de 50 mil rublos (terá que ser trocada a cada 10 anos). Você também terá que pagar a mais pela capacidade de entrada adicional, que é de pelo menos 10 mil rublos por quilowatt (levamos em consideração os preços mais razoáveis do mercado). O custo total da conexão será de 300 mil rublos.

O custo de um quilowatt-hora de eletricidade na região de Moscou é 4,81 rublos / kW * h, a eficiência da caldeira é de 99%. No total, temos o custo anual de aquecimento - 413.000 rublos.

E tendo em conta o custo do equipamento - 424.000 rublos. no ano.