ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАСХОДОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЖИЛОГО ДОМА В РЕСПУБЛИКЕ ТЫВА

FEASIBILITY STUDY OF HEAT SUPPLY COSTS FOR AN INDIVIDUAL RESIDENTIAL BUILDING IN THE REPUBLIC OF TYVA

Mengi Baldan

Student, Faculty of Economics, Tuva State University,

Russia, Kyzyl

Evgeny Mandy-ool

student of the Faculty of Engineering and Technology, Tuva State University,

Russia, Kyzyl

Arzhaana Ochur-ool

scientific supervisor, Senior Lecturer, Faculty of Engineering and Technology Tuva State University,

Russia, Kyzyl

АННОТАЦИЯ

В работе автор делится опытом применения различных способов теплоснабжения индивидуального жилого дома из бруса. В статье рассмотрены различные системы обогрева от локальных до автономных. Учтены климатические особенности республики Тыва. Рассмотрены уровни теплопроводности дома из бруса с шиферной кровлей. Автор приводит аргументы на основе точных расчетов затрат на установку оборудования и трат на топливо для каждой из систем отопления.

ABSTRACT

In the paper, the author shares the experience of using various methods of heat supply of an individual residential house made of timber. The article discusses various heating systems from local to autonomous. The climatic features of the Republic of Tyva are taken into account. The levels of thermal conductivity of a house made of timber with a slate roof are considered. The author gives arguments based on accurate calculations of the costs of installing equipment and fuel costs for each of the heating systems.

Ключевые слова: уголь, газ, электроэнергия, экономическое обоснование, кпд, теплоотдача.

Keywords: coal, gas, electricity, economic justification, efficiency, heat transfer.

Жилой дом площадью 100 м2, стены из бруса не утепленный, кровля шифер.

В настоящее время отопление является одним из наиболее важных аспектов жизни людей, особенно в холодных регионах. В Республике Тыва, где зимы холодные и продолжительные, выбор оптимального источника тепла для отопления дома может существенно влиять на комфорт проживания и экономическую эффективность.

В настоящее время отопление жилого дома является одной из наиболее актуальных проблем. В данной статье мы рассмотрим технико-экономическое обоснование расходов теплоснабжения индивидуального жилого дома в Республике Тыва. Расчет расходов теплоснабжения по трем видам работ: угольное отопление, электроснабжение, газовое отопление.

Рассмотрим подробнее климатические условия в республике Тыва. Климат резко- континентальный. Зимой стоят сильные морозы без ветра. В низинах редко идет снег. Средняя температура в холодное время года от -28 С до -35 С. Продолжительность зимы: с ноября по апрель. Исходя из вышеперечисленного к выбору отопления для дома стоит подходить очень ответственно.

Рассмотрим особенности теплообмена в доме из бруса. Данный вид построек отличается низкой теплопроводностью стен, то есть теплый воздух долгое время остается в доме. Чаще всего брус делают из хвойных пород. Теплопроводность бруса - около 0,18 Вт/ (м·К). Это очень низкий показатель. В доме из бруса проще поддерживать одну и ту же температуру длительное время. нужно учитывать, что для этого стены в доме должны быть одной толщины и не иметь трещин и зазоров. Древесина считается одним из лучших материалов для строительства, при условии соблюдения всех норм и правил.

Стоит рассмотреть и тот аспект, что кровля выполнена из шифера. Данный материал не меняет своих свойств при любой погоде, даже при морозе до -50° он не треснет и не деформируется. Его используют в качестве строительного материала в абсолютно любом регионе РФ. Рассмотрим коэффициент теплопроводности шифера. Он равен 0,35 Вт/м⋅К. Почти в два раза больше чем у бруса, но это самый малый показатель среди всех видов кровли.

Для того, чтобы пользоваться преимуществами деревянного дома с шиферной кровлей, следует выбрать правильную отопительную систему.

На что стоит обратить внимание при выборе способа отопления:

- стоимость, как установки системы, так и дальнейшего обслуживания;

- сложности при выполнении монтажных работ;

- простота обслуживания;

- экономичность;

- хорошие тепловые показатели.

Мы уже выяснили, что в республике Тыва средняя зимняя температура -28 / - 35. Берем показатель – 30 градусов. Следовательно, необходимо обеспечить внутри дома комфортную температуру +25.

Сделаем пометку, что для деревянного дома с постоянным проживанием стоит обратить внимание на систему, в которой в качестве теплоносителя используется вода или электричество.

Так как перед нами стоит задача выбора отопительной системы, то начнем с деления на автономную и локальную. Разберем последнюю систему. К локальным способам обогрева можно отнести конвекторы, тепловые пушки, камины, обогреватели, печки. Они хороши лишь в том случае, если человек находится в доме непродолжительное время. задача таких средств обогрева сводится к нагреванию одной комнаты или какого-либо небольшого помещения. Использовать их постоянно очень экономически невыгодно и небезопасно, также они имеют малый КПД.

Рассмотрим печное отопление.

Печью дома топили испокон веков. Это древний и надежный способ. Он имеет как плюсы, так и большие минусы. В печи выделяется тепло в результате сгорания твердого топлива. Топливом могут быть дрова, уголь и т.д. Минусы печи в том, что она обеспечивает теплом лишь ту комнату, в которой находится сама. Этот вариант подойдет для дома в 20 метров, но не 100. Для большого пространства потребуется несколько печей, а это потеря лишних метров. Для монтажа печи нужно следующее: огнеупорный кирпич, спец. раствор, трубы, заслонки, отдельная огнеупорная гарнитура. Это лишь малые затраты, также нужно найти мастера, который сможет правильно сложить печь и ввести ее в эксплуатацию. При обслуживании возникают сложности: необходимо постоянно контролировать процесс горения и поступления топлива, в противном случае велик риск возгорания, задымления или выхолаживания помещения. КПД русской печи на дровах составляет около 20%, следовательно, остальные 80 просто улетают в трубу. Посчитаем, что на 10 м2 на нужен 1 куб дров. 100: 10 = 10. Умножим на коэффициент 1,5. И получим 15 м3. Берем от 2500 рублей за 1 куб. получим 37.500 р. Этот расчет берется из минимальной цены и минимального расхода дров. Со всевозможными погодными и ценовыми изменениями стоимость зимнего отопления может значительно вырасти. Способ отопления печью на дровах не очень подходит для дома из бруса в 100 м2.

Еще одним локальным средством отопления является буржуйка на дровах. Металлический агрегат, направленный на обогрев небольшого по площади помещения. Принцип ее работы заключается в том, что в специальное отверстие кладется топливо – дрова, которые сгорают, выделяя тепло и нагревая стенки буржуйки. Среди плюсов – это компактность, нетребовательность к помещению, где ее нужно установить, мобильность – можно перенести в другую комнату и даже дом. Имеет малый размер, не занимает много места. Стоит относительно недорого. По сути буржуйка – это железный ящик с трубой, из которой удаляются продукты горения. Для большого дома из бруса данный агрегат не годится так как его КПД составляет около 20 %. То есть расход дров будет такой же как и у печи, но отапливаться будет меньшая территория, для дома в 100м2 нужен целый комплект буржуек.

Разберем котельное отопление: электрическое, угольное, газовое.

Электрическое отопление – это быстрый и простой вариант. В данном случае котел-нагреватель легко устанавливается, вы можете выбрать как стандартное отопление трубами или батареями, так и популярный теплый пол. Установка электрической системы обогрева обойдется намного дешевле, чем к примеру, газовой. Вы не тратите деньги и время на оформление проекта и кучу разрешений от различных инстанций. Монтировать электрическое отопление можно даже самостоятельно. Данный котел использует и преобразует в тепло всю поступаемую в него энергию. Он не загрязняет воздух и не имеет вредных излучений.

Рассчитаем стоимость эксплуатации. Для отопления жилого дома потребуется около 35000 кВтч электроэнергии в год. Стоимость 1 кВтч электроэнергии в Республике Тыва составляет 4,19 и 2,93 р. для различных категорий граждан. Если считаем по 4,19, выходит 146 650 рублей в год. С расчетом того, что отопительный сезон составляет около 7 месяцев, то на электричество мы потратим около 85 тысяч рублей.

Подведем итог: из плюсов наблюдаем легкость в обиходе, компактность и простота оборудования, легкость монтажа, нет необходимости в согласовании проекта. Минусы – большая стоимость электроэнергии и ее расход. Также при плохих погодных условиях есть вероятность остаться без отопления при отключении света при обрыве провода.

Угольное отопление – довольно дешевый способ отопления. КПД угольного котла 70%, в усовершенствованных современных моделях около 80%. Это значительно ниже электрического способа обогрева. Работает угольный котел следующим образом: в топку поступает топливо, оно поджигается, сгорает, выделяя тепло. Это тепло по системе передается в помещения. Если выбран двухконтурный котел, то помимо просто обогрева дома, его используют еще для теплого водоснабжения. Какие имеются плюсы: теплоотдача в 3 раза больше чем у древесины. Полностью автономен, не требует никаких планов, проектов и оформлений. Не требует подключения к газовой или электросети. Посчитаем траты на топливо. Стоимость угля в Туве составляет около 2620 рублей за тонну. Таким образом, годовые затраты на топливо составят 7860 рублей. КПД угольного котла составляет около 70%, что означает, что из 3 тонн угля можно получить около 21 Гкал тепла. При стоимости топлива 7860 рублей и КПД 70% стоимость 1 Гкал тепла составит около 374 рубля. Это значительно дешевле электрической системы обогрева.

Газовая система отопления – самый дорогой по установке и оформлению вид отопления. Но несмотря на это имеется много плюсов: автономность процесса горения – не нужно постоянно следить, поджигать фитиль или пополнять топливо. Газовый котел прост в эксплуатации и имеет большой срок службы. Также может быть использован не только для обогрева помещения, но и снабжения дома теплой водой. С газовым котлом можно выбрать абсолютно любую систему обогрева: паровое отопление на батареях, теплый пол и т.д. Внешний вид газовых котлов имеет разнообразный ассортимент от напольных, до аккуратных настенных. Газовый котел имеет самый большой КПД.

Для отопления нашего объекта потребуется около 2 тонн сжиженного газа пропан-бутан в год. Стоимость 1 тонны сжиженного газа пропан-бутан в Туве составляет 76540 рублей. Таким образом, годовые затраты на топливо составят 153080 рублей. КПД газового котла составляет около 90%, что означает, что из 2 тонн сжиженного газа пропан-бутан можно получить около 52 Гкал тепла. При стоимости топлива 70 000 рублей и КПД 90% стоимость 1 Гкал тепла составит около 1 346 рублей.

Сравнение всех систем отопления показано в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнение видов отопления

Исходя из рассмотренных выше расчетов, можно сделать вывод, что самыми дорогими являются газовый и электрический котлы, а печь и угольный котел - наиболее дешевым. Несмотря на это, использование угля и дров наносит урон экологии и является не самым безопасным способом отопления в доме из бруса.

Список литературы:

1. Климат республики Тыва // https://trasa.ru/region/tuva_clim.html [Электронный ресурс];
2. Отопление брусчатого дома // https://www.stroy-kotedj.ru/blog/otoplenie-doma-iz-brusa / [Электронный ресурс];
3. Теплопроводность бруса // https://housederevo.ru/vazhno-znat/teploprovodnost [Электронный ресурс];
4. Современная кровля // https://www.forumhouse.ru/journal/articles/7365-krovlya-iz-shifera [Электронный ресурс];
5. Отопление в частном доме // https://otoplenie-v-chastnom-dome.ru/ [Электронный ресурс];
6. Что такое КПД бытовых отопительных котлов, как он рассчитывается и от чего зависит // https://teploburg.ru/kpd-kotla-pb/ [Электронный ресурс];