Альтернативное отопление частного дома

Вариант #3 — использование солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы — это пластины, которые обычно устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют тепло солнечных лучей и и с помощью теплоносителя передают собранную энергию в котельную. Тепло поступает в теплообменник, который вмонтирован в бак-аккумулятор. После этого вода нагревается и может быть использована для отопления, бытовых нужд, бассейна и т. п.

Солнечные коллекторы могут эффективно работать при низких температурах и пасмурной погоде

Благодаря новым технологиям солнечные коллекторы способны получать тепло даже в пасмурную погоду или когда температура воздуха ниже нуля. Однако максимальный эффект от их использования можно получить в южных районах, где количество солнечной радиации достаточно высокое. В более холодной местности гелиоколлекторы лучше справятся с ролью дополнительного, а не основного отопления.

Разновидности альтернативного обогрева жилья

Первым делом необходимо четко очертить круг источников тепловой энергии, подпадающих под понятие «альтернативные». Информация по этому поводу на просторах интернета весьма противоречивая. Одни ресурсы причисляют к альтернативному отоплению инфракрасный обогрев и прочие электронагреватели, другие прибавляют туда теплые полы и так далее.

Определить альтернативные источники отопления достаточно просто. Если говорить понятным языком, то их главный признак – неисчерпаемость (иначе – возобновляемость). То есть, пополняются они самостоятельно вследствие различных природных процессов. Значит, к таковым вовсе не относится электроэнергия и горючие ископаемые углеводороды. Возобновляемую энергию можно получать от:

• всех видов биомассы, произрастающих на планете;
• движения воздуха (ветра);
• течения воды;
• излучения Солнца;
• извлекать из земли, воды и воздуха в виде теплоты.

Перечисленные источники могут поставлять нам тепло разными путями. Биомассу для этого надо сжечь или переработать в биогаз, а движение воды и ветра поможет сгенерировать электроэнергию, которую нагреватели преобразуют в тепло. Из солнечного излучения можно получить как электричество, так и тепло. Кроме того, окружающая среда сама по себе содержит тепло, его нужно лишь уметь извлекать. Теперь рассмотрим все альтернативные виды отопления подробнее.

Виды альтернативных источников энергоресурсов

В классическом понимании альтернативного источника снабжения энергией четко определена категория используемой энергии – это произвольно восполняемые природные ресурсы. К ним относятся:

1. Сила ветра;
2. Солнечная энергия;
3. Теплота недр, водных ресурсов и воздуха.

Многие авторы, кроме перечисленных типов энергетических источников, относят к альтернативным запасам энергии биотопливо, инфракрасные системы отопления, даже электрическое отопление. Следует понимать, что биотопливо – отходы производства, жизнедеятельности, сельского хозяйства – ресурсы, восполняемые принудительно и имеющие хотя бы минимальную стоимость. Отходы древесины, пеллеты, брикетированные виды топлива не раздают бесплатно.

Инфракрасные системы отопления являются экономичными, но принцип их работы базируется на преобразовании электроэнергии (самого дорогого энергоносителя) в излучение инфракрасного спектра. Использование электрической энергии – прямой признак традиционного отопления.

Выделяют 3 главных вида устройств, реализующих в работе системы отопления энергию альтернативных источников:

1. Ветряной электрический генератор;
2. Солнечные панели (батареи, коллекторы);
3. Тепловой насос.

Генерация электроэнергии

Как известно, жилище можно отапливать и электричеством, в идеале – из альтернативного источника. На данный момент его можно получить с помощью:

• ветровой электростанции;
• мини-ГЭС;
• солнечных батарей.

Получаемое таким образом электричество действительно ничего не стоит и это огромный плюс. При наличии в регионе постоянно дующих ветров или протекающей неподалеку речки добываемая энергия может стать панацеей. Электрическая система отопления будет полностью автономной.

Немного хуже обстоят дела с солнечными батареями, поскольку их КПД невысок. Чтобы сгенерировать более-менее значительную мощность, потребуется множество полупроводниковых панелей.

Отсюда огромный минус – дороговизна вышеперечисленного оборудования. По этой причине для большинства рядовых граждан подобное получение электроэнергии недоступно. Да и природные условия способствуют не везде: нет ветров или рек, а солнечную энергию, сгенерированную летом, на зиму не запасешь.

Геотермальное отопление дома

Схема работы геотермального отопления

Для практического применения по-настоящему полезного бесплатного отопления дома рекомендована установка геотермальных систем. Они представляют собой три контура, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Наружный контур. Должен располагаться в грунте на глубине не менее 10 м. Альтернатива – погружение труб в близлежащий водоем

Важно, чтобы температура среды была на 7-8°С выше, чем на поверхности;
Средний контур. В нем с помощью теплообменника энергия от нагретой воды (не менее 10-12°С) передается хладагенту

После сжатия в компрессоре его температура повышается до 65-70°С;
Внутренний контур. Для бесплатного отопления своими руками с помощью геотермальной установки нужно передать температур хладагента воде в системе отопления. Эту функцию выполняет второй теплообменник.

Однако еще на этапе проектирования нередко сталкиваются с проблемой самостоятельной организации бесплатного отопления частного дома. Прежде всего – в установке труб наружного контура. Предварительно выполняется расчет глубины залегания магистрали, где температура будет оптимальной в зимнее время. Использование водоема, как основной среды с повышенной температурой не всегда возможно физически.

Тепловой насос для отопления

Также для отопления дома с помощью бесплатной энергии нужно выполнить земляные работы. Для сверления вертикальных скважин потребуются услуги специализированной компании. И, кажется, что сделать самостоятельно без проекта отопление частного дома бесплатно невозможно. Стоимость комплексной услуги вместе с оборудованием в среднем составляет 750-800 тыс. руб. Но эту цифру можно существенно уменьшить, если сделать грамотное распределение средств при организации бесплатного автономного отопления частного дома:

• Тепловой насос можно приобрести самостоятельно. В среднем, на 1 кВт потребляемой электрической мощности он будет вырабатывать 10 Квт тепловой энергии. Стоимость грунтовых моделей составляет 290-300 тыс. руб. Насосы типа «земля-земля» обойдутся дороже – от 340 тыс. руб;
• Для расчета продолжительности наружной магистрали в бесплатном отоплении частного дома можно воспользоваться онлайн калькулятором. Но при этом точность будет значительно ниже, чем при заказе платного проекта геотермальной установки. Подобная документация может обойтись в 25-30 тыс. руб;
• Сверление скважин в грунте можно поручить компании по организации систем автономного водоснабжения. Они могут заниматься монтажом элементов бесплатного отопление дома. Своими руками сделать эту работу проблематично.

Все остальное делается самостоятельно. Пример организации бесплатного отопления частого дома своими руками показан на видео:

Что можно считать альтернативным отоплением

Так сложилось, что единого подхода к определению и классификации нет. Производители отопительных устройств, продавцы оборудования, средства массовой информации – все готовы по-своему эксплуатировать это понятие. Довольно часто альтернативными видами отопления дома называют всё, что работает не на газе. Сюда могут отнести пеллетную «биотопливную» установку, инфракрасные тёплые полы или ионный электрокотёл. Иногда упор делается на необычную реализацию, например, «тёплый плинтус» или «тёплые стены», словом, всё сравнительно новое, что начали активно использовать с конца прошлого века.

Так что же для частного дома действительно является альтернативой? Давайте остановимся на вариантах, где соблюдаются три основных принципа.

Во-первых, рассматриваем только восстанавливаемые источники энергии.

Во-вторых, производительности оборудования должно быть достаточно, чтобы хоть частично дополнить именно отопление (как самую энергоёмкую систему), а не просто обеспечить работу нескольких лампочек.

В-третьих, стоимость/рентабельность энергоустановки должна быть на таком уровне, чтобы было целесообразно использовать её в бытовых нуждах.

Варианты альтернативного отопления

Система теплового насоса

Работа теплового насоса основана на сборе теплоты от сторонних (геотермальных) низкотемпературных источников:

1. Грунт;
2. Вода – водоем или подземный слой;
3. Воздух.

Работа устройства реализуется через способность хладагента кипеть при низкой температуре. Наружная сеть сбора тепла наполнена теплоносителем (обычно незамерзающим). Теплоноситель циркулирует и доставляет тепло в испаритель. От нагрева на 5 – 7С хладагент закипает и его пары покидают теплообменный аппарат.

Затем они сжимаются компрессором (при этом приобретают большее давление и температуру) и подаются в конденсатор, где отдают тепло воде системы отопления. После конденсатора сжиженный хладагент проходит через дроссельный клапан. Там он резко расширяется и со сниженным давлением, охлажденный, вновь поступает в испаритель.

Наружные сети сбора тепла монтируются из полимерных трубопроводов.

Они забирают тепло от доступных источников на земельном участке. В случае сооружения сети в почве контуры заглубляют на глубину ниже точки промерзания для соответствующего региона (справочные данные).

Также сети монтируют в сопредельные водоемы или бурят скважины для доступа к грунтовым водам.

Глубина скважин варьируется от 30 до 150 метров, стоимость работ по их строительству довольно высока.

Использование теплоты воздуха реализуется чаще всего в самых южных регионах, где наружная температура редко достигает отрицательных значений.

Схема работы теплового насоса является энергозависимой – работа компрессора обеспечивается электрическим приводом. При затратах 1 кВт электроэнергии получают от 4,5 до 5,5 кВт теплоты. Температура теплоносителя, произведенного тепловым насосом, наиболее приемлема для работы низкотемпературных комплексов отопления – теплых полов, теплых стен, медных конвекторов.

Начальные вложения для всех систем альтернативного отопления имеют солидные значения. Самостоятельное изготовление и монтаж энергопроизводящих альтернативных установок имеет свои сложности. Внедрение систем отопления на базе альтернативного источника энергии доступно пока немногим из-за высокой стоимости оборудования.

Но техника развивается и совершенствуется, запасы углеводородов неумолимо истощаются, все виды топлива дорожают. Такие тенденции дают новые перспективы развития комплексам альтернативного отопления, что наиболее актуально для владельцев частных домов и дач.

(Просмотров 192 , 1 сегодня)

Классификация коллекторов

Они бывают двух типов:

• С вакуумной трубой.
• Плоские.

При использовании оборудования в летний период коэффициент производительности того и другого вида будет одинаковым. В зимнее время предпочтение лучше отдать вакуумным коллекторам. Это оборудование способно работать при -35 градусах. Плоские коллекторы могут нагреть воздух до 60 градусов. Вакуумные агрегаты рассчитаны на повышение температуры до 90 градусов. По прочим параметрам отличий у приборов нет. Вакуумные солнечные коллекторы прекрасно подходят для использования в загородном доме в качестве альтернативного источника тепла. Кроме того, их можно применять для нагрева воды.

Вариант #1 — котел на биотопливе

Чтобы отказаться от газа и заменить его другим энергоносителем, достаточно сменить котел. Самые популярные варианты: электрический и твердотопливный. Но подогрев энергоносителя с помощью электричества не всегда бывает экономически выгодным.

Интересным вариантом может стать использование котлов на биотопливе. Для их работы используются специальные брикеты и пеллеты, но подойдут и такие материалы, как:

• древесные гранулы и щепа;
• гранулированный торф;
• гранулы из соломы и т. п.

Использование брикетов позволяет сделать подачу топлива в котел автоматической, уже не нужно будет заботиться об этом. Однако следует отметить, что стоимость такого котла может в десять раз превышать цены на газовые аналоги, брикеты также стоят достаточно дорого.

Обратите внимание, что  правильно устроенный камин — неплохая альтернатива современным способам отопления. Он вполне способен эффективно обогреть небольшой коттедж

Вариант #2 — применение тепловых насосов

Геотермальные тепловые насосы нагревают дом, используя энергию земли или воды. В летнее время такая система работает как кондиционер, т.е. помогает охлаждать здание, возвращая избыточное тепло земле. Это экологически чистый вид отопления, при котором используются возобновляемые ресурсы.

Если сравнивать расходы на обогрев тепловыми насосами с газовыми котлами, то можно отметить заметную экономию: около 15%. Однако альтернативные системы отопления этого типа встречаются редко, поскольку затраты на их создание остаются очень высокими.

Обратите внимание, что для работы теплового насоса нужно постоянное поступление электроэнергии. Поэтому не стоит монтировать такую систему в местности, где электричество часто отключают

Решить эту проблему можно с помощью собственного генератора, но в результате заметно увеличатся расходы на монтаж и обслуживание.

Достоинства и недостатки таких систем

Застройщики по разным причинам задумываются об альтернативном отоплении дома или квартиры. Владельцев жилья меньше всего интересуют модные тенденции, всем нужны новые возможности, которые можно получить:

• Экономия средств на оплату счетов за использованные энергоносители. Электричество, газ, солярка и даже дрова – всё это регулярно дорожает, и процесс этот необратим.
• Обеспечение полной автономности, или хотя бы снижение зависимости от общих сетей и сторонних поставщиков. Практика показывает, что подобные системы чаще всего используются как альтернатива газовому отоплению за неимением возможности подключиться к магистрали.
• Не нужно общаться с чиновниками, чтобы получить целый ряд необходимых документов. Не придётся просить выделения дополнительных мощностей (электричество), или, например, разрешения на врезку в газовую трубу.
• Сторонников экологичности не может не радовать тот факт, что ветряки, тепловые насосы или гелиосистемы позволяют использовать действительно чистые источники энергии.
• Энергоустановки полностью безопасны для людей и жилища, так как нет процесса горения (огонь, легковоспламеняющееся топливо, дымовые газы).

К сожалению, во всех отношениях идеального варианта пока нет. Где-то получаем уж очень малый КПД, в других случаях имеем жёсткие ограничения по условиям эксплуатации, что на практике выливается в слишком нестабильные параметры энергоснабжения. Некоторые установки для работы нуждаются в электроэнергии и не способны работать автономно. Другие имеют слишком высокий ценник, из-за чего окупаемость капиталовложений может растянуться на десятилетия или вовсе быть под вопросом.

Солнечные коллекторы в отопительной системе

Отдельный вопрос – техническая сложность подобных энергоустановок. Непрофессионалу непросто их установить и настроить, не говоря уже о том, чтобы «с нуля» сделать альтернативное отопление своими руками. Например, создать достаточно мощный (а главное – рабочий) ветряк.

Выбирая альтернативные способы отопления частного дома, нужно уделить внимание следующим моментам:

• стоимости капитальных затрат,
• расходам при эксплуатации,
• сроку службы оборудования до первых отказов,
• техническим возможностям для установки,
• требованиям к условиям эксплуатации (количество солнечных дней, наличие ветров и т.п.),
• реальной производительности.

Виды альтернативных источников отопления

Для того, чтобы обустроить альтернативное отопление частного дома своими руками, есть несколько вариантов, которые помогут сэкономить немалую сумму денег, расходуя при этом абсолютно возобновляемую энергию.

1. Биотопливо. Этот вариант полностью экологичен за счет использования специальных брикетов и пеллетов, в состав которых входит навоз, растения, сточные воды и прочие природные отходы. Кстати, такое удобрение можно получать и в домашних условиях.

В качестве преобразующего устройства используется котел, подача топлива в который осуществляется автоматически. Чтобы перейти с газового отопления на биотопливное, нет смысла менять всю отопительную систему: просто замените котел и подключите его к системе.

Чтобы самостоятельно организовать эффективную систему отопления на биотопливе, можно также построить камин, который, при соблюдении всех правил монтажа, вполне способен качественно прогреть небольшой частный дом.

2. Солнечная энергия. Преобразование солнечной энергии в тепловую – современный и достаточно экономичный способ обогрева помещения. Такое отопление получается практически бесплатное: все, что от вас потребуется – это купить солнечный коллектор или собрать его самому из комплектующих, которые без труда можно найти в специализированных магазинах. Установка коллектора достаточно проста, поэтому ее можно осуществить самостоятельно. Монтаж коллектора осуществляется на крыше, где устройство будет собирать энергию солнца и передавать ее в мини-котельную, находящуюся внутри дома. Современные солнечные коллекторы эффективны даже в пасмурную погоду.

Этот вариант обогрева частного дома позволит вам бесплатно обогревать дом даже при сильных морозах. Более того, если вы правильно установили коллектор и подсоединили его к внутренним коммуникациям, с помощью энергии солнца можно нагревать воду для бытовых нужд.

3. Энергия земли и воды. Чтобы обустроить такую отопительную систему, вам понадобится установить тепловой насос, для работы которого требуется электроэнергия. В этом случае, можно сэкономить 10-20% денежных затрат, по сравнению с газовым обогревом. Тепловой насос также можно установить самостоятельно, тем более,что по сравнению с газовым оборудованием, он является абсолютно безопасным.

Тепловые насосы могут работать по 2-типам:
— вода-вода;
— рассол-вода.

Для первого типа необходимо будет пробурить 2 скважины для подъема и 2 — для слива воды, глубиной около 50 м. Все эти работы можно проводить своими силами, но с разрешения госорганов.

Для второго типа понадобится скважина, глубина которой не менее 200 м. В скважине необходимо проложить трубы с раствором. Чтобы в разное время года снизить разницу тепла на выходе, можно вмонтировать теплообменник.

Несмотря на относительную сложность монтажа, такая отопительная система позволит вам получать практически бесплатное тепло, главное – сделать правильные расчеты и учесть все нюансы.

4. Инфракрасное отопление и система «теплый пол». Обогрев с помощью инфракрасных источников тепла можно с легкостью обустроить самостоятельно. Для этого нужно просто купить инфракрасные обогреватели и расставить их в доме. Стоимость их относительно недорогая, к тому же такие устройства могут стать эффектным элементом домашнего декора.

Система теплый пол также может быть вмонтирована своими силами буквально за пару дней. Для этого вам понадобится инфракрасная пленка, которую необходимо уложить сразу под верхним слоем напольного покрытия. Никаких специальных навыков этот процесс не требует, достаточно только снять существующее покрытие, постелить пленку и положить новое покрытие.

Такой альтернативный обогрев частного дома достаточно просто монтируется и позволяет эффективно протопить помещение.

Современные технологии отопления

Варианты отопления частного дома:

• Система получения тепла в традиционном варианте. Источник тепла – котел. Тепловая энергия распределяется теплоносителем (вода, воздух). Улучшить можно посредством увеличения теплоотдачи котла.
• Энергосберегающее оборудование, которое применяется в новых технологиях отопления. Для обогрева жилья энергоносителем выступает электричество (гелиосистема, разные типы электрического обогрева и солнечные коллекторы).

Новые технологии в отоплении должны помощь в решении вопросов:

• Уменьшение затрат;
• Бережное отношение к природным ресурсам.

Теплый пол

Инфракрасный пол (ИК) – современная технология обогрева. Основным материалом выступает необычная пленка. Положительные качества – гибкость, повышенная прочность, влагостойкость, огнеустойчивость. Укладывать можно под любой напольный материал. Излучение ИК пола хорошо влияет на самочувствие, идентично действию солнечных лучей на организм человека. Денежные расходы на укладку ИК пола меньше на 30-40% чем при затратах на установку полов с электрическими элементами подогрева. Экономия электроэнергии при использовании пленочного пола 15-20%. Пульт управления регулирует температуру в каждой комнате. Нет шума, запаха, пыли.

При водяном способе подачи тепла в стяжку пола ложится металлопластиковая труба. Температура нагрева ограничивается 40 градусами.

Водяные солнечные коллекторы

Инновационная отопительная технология применяется в местах с большой солнечной активностью. Водяные солнечные коллекторы располагают на открытых для солнца местах. Обычно это крыша здания. От солнечных лучей вода нагревается и направляется внутрь дома.

Отрицательным моментом является невозможность использования коллектора в ночное время. Нет смысла применять в районах северного направления. Большим плюсом использования этого принципа получения тепла будет общедоступность энергии солнца. Не приносит вреда природе. Не занимает полезную площадь во дворе дома.

Гелиосистемы

Применяются тепловые насосы. При общем расходе электроэнергии в 3-5 кВт насосы перекачивают от природных источников в 5-10 раз больше энергии. Источником выступают природные ресурсы. Полученная тепловая энергия поступает в теплоноситель при помощи тепловых насосов.

Инфракрасное отопление

Инфракрасные обогреватели нашли применение в виде основного и дополнительного отопления в любом помещении. При низком потреблении электроэнергии получаем большую теплоотдачу. Воздух в помещении не пересушивается.

Установка легко крепится, не нужны дополнительные разрешения на этот вид обогрева. Секрет экономии – в том, что тепло накапливается в предметах и стенах. Применяют потолочные и настенные системы. У них большой срок службы, более 20 лет.

Плинтусная технология отопления

Схема работы плинтусной технологии обогрева помещения напоминает работу ИК-нагревателей. Нагревается стена. Потом она начинает отдавать тепло. Инфракрасное тепло отлично переносится человеком. Стены не будут подвержены грибку и плесени, поскольку всегда будут сухими.

Легко устанавливается. Регулируется подача тепла в каждой комнате. Летом можно систему использовать для охлаждения стен. Принцип действия, как и при обогреве.

Воздушная система отопления

Отопительная система построена по принципу терморегуляции. Горячий или холодный воздух подается непосредственно в помещение. Основной элемент – печь с газовой горелкой. Сгораемый газ отдает тепло в теплообменник. Оттуда нагретый воздух поступает в помещение. Не требует водопроводных труб, радиаторов. Решает три вопроса – отопление помещения, вентиляция.

Преимущество в том, что отопление можно запустить в работу постепенно. При этом действующее отопление не пострадает.

Теплоаккумуляторы

Теплоноситель нагревается ночью в целях экономии денежных расходов на электроэнергию. Теплоизолированный бак, емкость больших размеров представляет собой аккумулятор. Ночью он нагревается, днём идет отдача тепловой энергии для отопления.

Использование компьютерных модулей и выделяемого ими тепла

Для запуска системы подачи тепла необходимо подключение интернета и электричества. Принцип работы: используется тепло, которое выделяет процессор при работе.

Применяют компактные и недорогие ASIC-чипы. Собирают в одно устройство несколько сотен чипов. По себестоимости эта установка выходит, как обычный компьютер.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 12.06.2020 Пользователем admin