Альтернативное отопление частного дома


Разработка проекта дома подразумевает решение вопроса о создании рациональной и эффективной системы отопления. Все большее число застройщиков склоняются к тому, чтобы использовать для обогрева своего жилища нетрадиционные способы.

альтернативное отопление
Тепло и уют в доме – задача грамотного отопления

Реализация альтернативного отопления в частном доме – задача посильная, так как существует целый ряд современных технологий.

Высокотехнологичное оборудование дает возможность извлекать энергию из возобновляемых источников. Применение его обеспечивает, кроме тепла и уюта в доме, существенную экономию средств на приобретение энергоресурсов.

Альтернативными способами отопления принято считать, кроме использования возобновляемых источников, инновационные технологии с использованием электричества.

Что это такое альтернативное отопление?


Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о существовании альтернативного отопления. Однако при классификации того или иного вида получения энергии нетрадиционным способом возникает некоторая путаница. Ошибочно считают, что применение и инфракрасного излучения, и биотоплива, и геотермальная энергия и ряд других – все это альтернативная энергетика. Поэтому при определении альтернативных методов получения энергии будет верно считать таковыми те, за которые потребитель не платит поставщику энергии и при этом затраты при ее получении находятся на приемлемом уровне.

Зачем это нужно?

альтернативное отопление
Солнечные батареи

Основной причиной применение альтернативных систем отопления в частных домах является стремление достичь максимальной экономии средств и создание автономного энергоснабжения. Это связано с тенденцией постоянного роста цен на энергоносители и неизбежное истощение природных ресурсов.

Кроме этого, истинная любовь к окружающей среде, желание сберечь ее служат одним из побуждающих мотивов к переходу на альтернативные виды энергии. Так или иначе, процесс извлечение из земных недр полезных ископаемых и их переработка приводят к загрязнению Земли.

Варианты исполнения альтернативного отопления


Каждая из технологий альтернативного отопления, используемых для отопления частного дома, имеет свои особенности и специфику. При выборе его следует понимать поставленную задачу, которую должно решать оборудование, и конкретные условия его работы. Правильный подбор способа отопления позволит полностью отказаться от традиционной энергетики, и хозяин дома получит ожидаемый экономический эффект.

Гелиосистемы

Для отопления дома энергия солнца может быть использована следующими способами:

  • Преобразованием в электрическую энергию, которая в дальнейшем необходима для работы нагревателей.
  • Использовать непосредственно для осуществления нагрева теплоносителя, который естественным образом или при помощи насоса поступает в радиаторы или конвекторы.
альтернативное отопление
Солнечная энергия для отопления

К простейшему методу альтернативного отопления относится создание, возможно, своими руками, отопительного коллектора, насоса и радиатора в частном доме.

Реализовать отопление за счет солнечной энергии можно следующим образом:


  • Подключение солнечного коллектора в систему отопления, снабженную электронагревателем. При этом осуществляется при помощи специально аппаратуры контроль над температурой теплоносителя. При снижении ее до уровня ниже заданного, в отсутствие в достаточном количестве солнечного света, происходит включение ТЭНов.
  • Устройство солнечной батареи оборудуется, кроме контроллера и инвертора, аккумулятором, обладающим большой емкостью. В те периоды, когда имеется достаточное количество солнечной энергии, происходит накопление электроэнергии. При отсутствии солнечного света накопленная в аккумуляторных батареях энергия расходуется на отопление. При создании достаточной площади фотоэлементов и наличии аккумуляторов с большой емкостью, можно добиться полной автономности энергетической системы частного дома.
    Однако следует понимать, что современный

    альтернативное отопление
    Солнечное отопление

    технологический уровень имеет определенные пределы. Поэтому через определенный срок неизбежно придется производить замену вышедших из строя аккумуляторных батарей, что сопряжено со значительными материальными затратами.


  • Самым простым решением, дающим ощутимую экономию электроэнергии и тепловой энергии, является параллельное подключение солнечной батареи в электрическую систему дома. От нее происходит запитка нагревательных устройств, работающих от электричества.

Энергия ветра

Конструкция и принцип действия

Ветрогенератор представляет собой конструкцию, смонтированную на штанге, которая оборудована лопастями, способными вращаться. Они подразделяются по расположению оси вращения на вертикальные и горизонтальные. По конструкции первые из них могут быть роторными или лопастными, вторые – крыльчатыми.

альтернативное отопление
Ветрогенератор

В состав ветряка входят следующие элементы: турбина, которая приводится в движение при помощи лопастей или ротора, электрический генератор, аккумуляторная батарея, контроллер и инвертер.

Работа подобного устройства достаточно проста и заключается в следующем: потоки ветра приводят во вращение лопасти, которое передается генератору. При вращении генератор вырабатывает электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторных батареях. При помощи преобразователя создается требуемое напряжение.


альтернативное отопление
Энергия ветра для отопления

Генерация электроэнергии при помощи ветряков целесообразна в промышленных масштабах, так как оборудование имеет значительную стоимость. Для осуществления отопления дома вполне достаточно установить один ветрогенератор. Аккумуляторы соединяются с ТЭНами отопительной системы и ГВС.

Преимущества и недостатки

К преимуществам такого отопления относят такие факторы:

  • восполняемость источника энергии;
  • экологическая чистота получения энергии;
  • относительно низкая стоимость электрической энергии;
  • безопасность процесса генерации энергии;
  • установка ветряков решает проблему получения энергии в труднодоступных местах.

Недостатками получения энергии при помощи ветрогенераторов являются:

  • скорость окупаемости оборудования возрастает с увеличением числа устройств;
  • для создания ветряных ферм требуется значительная площадь;
  • реализовать процесс возможно в ветреной местности;
  • значительная стоимость оборудования;
  • шум при работе.

Тепловые насосы

Каждый из нас ежедневно пользуется агрегатом, работающим по принципу теплового насоса, но не все об этом знают. Речь идет о холодильнике, правда, функции у него иные. Нельзя не заметить тот факт, что помимо холода, происходит нагрев с тыльной стороны. При работе теплового насоса происходят аналогичные процессы, при этом тепло используется на отопление дома.

альтернативное отопление
Тепловой насос

Современное отопительное оборудование, работа которого основана на принципе теплового насоса, позволяют производить отбор тепловой энергии из различных естественных источников. Почва или вода являются более эффективными источниками энергии по сравнению с воздухом.

Принцип действия теплового насоса

Жидкость с положительным значением температура (даже минимальным) проходит по испарителю, в котором происходит понижение ее температуры. Тепловая энергия, отобранная таким образом, передается в компрессор, производящий сжатие жидкости. При этом происходит увеличение ее температуры. Затем жидкость перемещается в теплообменник, где происходит снижение ее температуры, а полученная энергия передается контуру отопительной системы или ГВС. После этого остывшая жидкость движется в испаритель, и цикл повторяется.


Устройство отопительной системы с тепловым насосом

Отопление частного дома, организованное на основе технологии теплового насоса, состоит из следующих основных элементов:

  • Зонд. Конструкция представляет собой разветвленную трубопроводную систему, которая является змеевиком больших размеров, помещенную в определенную среду: воду, грунт или воздух. Функция зонда заключается в отборе энергии из той или иной среды и передача на тепловой насос.
  • Тепловой насос.
  • Отопительная система. Основная деталь этого устройства – теплообменник. Эффективность всей системы в основном зависит от его работы, то есть от способности производить передачу тепла одной среды в другую.
альтернативное отопление
Схема с тепловым насосом

Грунт-вода

Универсальность этого способа получения энергии заключается с точки зрения выбора региона для его реализации. Температура грунта, расположенного на глубине, в любом случае выше точки замерзания воды. Достижение требуемой разности температур может быть осуществлено в различных климатических зонах на различных глубинах.


альтернативное отопление
Грунт-вода

Забор тепла происходит при погружении в скважину зонда-теплообменника. При этом следует понимать, что стоимость проведения бурения, установка насосного оборудования и его приобретение существенно увеличивают стоимость воплощения проекта отопления.

С целью снижения стоимости отопления дома по системе грунт-вода прибегают к укладке теплообменника в горизонтальной плоскости. Однако для этого требуется наличие значительных площадей. Укладка в этом случае ведется на глубине, превышающем уровень промерзания грунта.

Вода-вода

При наличии в местности, где расположен дом, грунтовых вод, залегающих на высоких горизонтах, стоимость реализации отопления дома тепловым насосом существенно снижается.


альтернативное отопление
Энергия из воды

Энергию проще отбирать из проточной воды. При этом достаточно использовать один зонд-теплообменник.

Также не потребуется бурения скважины на существенную глубину, можно будет остановиться на 10-15 метрах.

Воздух-вода

альтернативное отопление
Вентилятор

При работе системы воздух-вода, в качестве источника энергии выступает атмосферный воздух. В этом случае радиатор является теплообменником, у которого большая площадь ребер. Обдув его происходит при помощи тихоходного вентилятора.

Оборудование и его установка по стоимости существенно ниже, чем при использовании системы вода-вода. Понижение температуры воздуха приводит к снижению его эффективности, так как затрудняется отбор энергии.

Воздух-воздух


Самым дешевым альтернативным способом получения тепла является тепловой насос, работающий по принципу воздух-воздух. Сплит-система, работающая в режиме обогрева, служит примером тому.

В этом случае электроэнергия расходуется не на осуществление нагрева воздуха, а тратится на поддержание работы компрессора. Этим достигается экономический эффект, если сравнивать с работой традиционного устройства для нагрева воздуха.

альтернативное отопление
Система “воздух-воздух”

Преимущества и недостатки использования тепловых насосов

Применение тепловых насосов для отопления дома имеет ряд преимуществ:

  • возможность использования технологии в любом месте Земли;
  • абсолютная экологичность получения энергии;
  • универсальность способа заключается в возможности использования оборудования, при необходимости, в качестве кондиционера;
  • достаточно высокая эффективность системы отопления при условии создания хорошей теплоизоляции помещений дома;
  • высокая безопасность эксплуатации оборудования.

Основным недостатком тепловых насосов является высокая стоимость оборудования и его монтажа.

Источник: small-house.ru

Особенности использования альтернативных систем обогрева дома

Альтернативное отопление частного дома

Альтернативное отопление частного дома своими руками достаточно часто выполняется с применением инфракрасных отопителей. Их конструкций в торговых сетях предлагается всё больше. Изделия весьма просты и удобны в эксплуатации, предлагаются по вполне приемлемым ценам.

Основа подобных отопительных устройств – инфракрасная плёнка. Наиболее часто встречающиеся варианты: тёплые полы и тёплые плинтусы.

Альтернативные источники отопления можно использовать и подключать в качестве:

  • дополнения к центральному источнику тепла (например, газовому котлу);
  • основной источник обогрева всего дома.

Владельцы личных домовладений уделяют много внимания, рассматривая альтернативные источники отопления частного дома. Причём ими данная категория устройств трактуется более широко.

Сюда включают традиционные котлы, функционирующие на биологическом топливе, инфракрасное отопление, ветрогенераторы, солнечные батареи, коллекторы и насосы тепловые.

Рассмотрим альтернативные способы отопления более подробно.

Применение тепловых насосов (ТН) для обогрева помещений

Такие альтернативные источники отопления дома, как тепловые насосы, сегодня наиболее часто используются в качестве источника отопления помещений, являющегося альтернативным.

Причина этого заключается в том, что указанная технология наиболее отработана.

Принцип работы изделия, в двух словах, характеризуется, как «холодильник наоборот». Это устройство вбирает тепло из окружающей среды (воздух, грунт или вода) и перенаправляет его на альтернативное отопление помещений. В основу работы ТН положен физический принцип Карно.

Как работает тепловой насос?

Альтернативное отопление частного дома
Заправленный в замкнутый контур устройства хладагент подаётся на испаритель, где расширяется с одновременным понижением давления и возрастанием объём. Параллельно хладагент частично испаряется, в связи, с чем падает температура последнего.

Охлаждённый, он начинает интенсивно аккумулировать энергию, отбирая её у стенок испарителя, соединённого с теплообменником. В последнем интенсивно перемещается теплоноситель, неформально именуемый «рассолом». В ходе указанных манипуляций в систему поступает тепловая энергия, аккумулированная в недрах земли.

Производители и торговые сети предлагают альтернативные источники отопления частного дома в виде ТН четырёх основных групп, различающихся видами тепловой энергии, которую они привлекают для отопления помещения:

  1. Насосы геотермальные (как горизонтальные, так и вертикальные) осуществляют обогрев за счёт использования тепла подземных вод. Так называемая схема «вода-вода»;
  2. Тепловые насосы, работающие за счёт тепловой энергии, получаемой из открытых водоёмов природного происхождения (море, озеро, река и т.п.). Реализована схема «вода-вода»;
  3. Аккумулирование для отопления тепла, содержащегося в воздухе, осуществляется по схеме «воздух-вода»;
  4. Если насос извлекает энергию грунта, то работа идёт по схеме «грунт-вода».

Солнечная энергия или гелиосистемы для отопления дома

Энергия Солнца, благодаря развитию новых технологий, из разряда экзотических вариантов обогрева переходит в категорию «альтернативное отопление частного дома своими руками», которое реально применяют в качестве отопительных систем.

На сегодня она, чаще всего, используется для обогрева помещения по одному из двух вариантов:

  • Солнечная энергия трансформируется напрямую в электроэнергию. Затем аккумулированное электричество используется для работы ТЭНов.
  • Солнечная энергия идёт на прямой обогрев теплоносителя. Последний ЕЦ, либо ПЦ проходит по отопительным приборам, прогревая через них помещения дома.

Минусами аналогичных систем являются пасмурные дни, и, неизбежно сменяющая день, ночь. Поэтому используют солнечные коллекторы параллельно с разнообразными электрообогревателями.

Альтернативное отопление своими руками в данной версии предусматривает, что реальная температура теплоносителя контролируется встроенными датчиками и, если её значение опускается в ночное время или в пасмурную погоду ниже фиксированного минимально разрешённого, то автоматически включается электрообогреватель.

Солнечный отопительный коллектор можно считать одним из наиболее простых вариантов системы альтернативного отопления домов, которое может быть изготовлено своими руками.

Как правило, любая солнечная батарея комплектуется не только инвертором и контроллером, благодаря которым формируется U=12/24 В (по I const) но и ёмкой аккумуляторной батареей, в которой аккумулируются излишки электроэнергии, выработанной в светлое время суток.

Альтернативные источники отопления дома, выполненные по указанным схемам, при необходимой площади фотоэлементов и соответствующих ёмкостях АБ, возможен вариант реализации полностью автономной системе отопления.

Применение котлов на биотопливе

Самостоятельное устройство систем отопления, состоящих из сложной конструкции труб в почве или солнечных коллекторов на крыше дома, можно заменить установкой специального котла, работающего на экологически чистом биотопливе.

Обогрев частного дома при помощи электрических или газовых котлов не всегда бывает оправданным и экономически выгодным.

Для растопки биокотла можно использовать:

  • дрова;
  • брикеты и пеллеты (например, из опилок или торфа);
  • биогаз;
  • древесные гранулы и щепа и пр.

Наилучшим топливом для подобного котла считаются брикеты, так как они долго горят и сохраняют тепло.

Использование энергии ветра

В торговых сетях сегодня можно встретить вполне работоспособные модели устройств, производящих тепловую энергию за счёт использования энергии ветра (ветрогенераторы), которые представляют альтернативные виды отопления.

Они имеют вполне приличную производительность и взвешенное соотношение эффективности работы устройства и его стоимости.

Такие альтернативные системы отопления частного дома обладают существенным недостатком, имеют большие размеры. Например, ветрогенератор, рассчитанный на выработку 4 кВт электроэнергии, имеет очень большие крылья (до 10 метров). Альтернативные виды отопления с использованием ветра полной мере обладают всеми недостатками, которыми «болеют» имеющиеся в настоящее время гелиосистемы.

Данный вариант альтернативного отопления может быть практически реализован только в районах, которым присущи постоянно дующие ветра. В первую очередь, это степи, побережье, горы.

Альтернативные виды отопления частных домов, реализованные с учётом ветрогенераторов, имеют минимум на один недостаток больше, чем гелиосистемы, рассмотренные выше. Здесь невозможно использовать получаемую энергию ветра сразу для нагрева теплоносителя. Предварительно следует трансформировать получаемую механическую энергию в электроэнергию, и лишь затем использовать последнюю для нагрева теплоносителя, а это снижает КПД таких систем.

Источник: vse-otoplenie.ru

Пару слов об альтернативном отоплении

Каждый понимает термин «альтернативное отопление» по-своему. Кто-то включает в него исключительно использование возобновляемых источников энергии, другие добавляют инфракрасные обогреватели, пленочные полы и множество других вариантов.

Однако классическое альтернативное отопление дома в качестве теплового источника использует именно самопроизвольно-восполняемые природные ресурсы, к которым относятся ветер, солнце, тепло земли. Оно реализуется с приемлемыми для каждого затратами, зато в дальнейшем нет необходимости платить поставщикам.

альтернативные источники отопления частного дома

Одним из самых доступных традиционных источников тепла является газ. Но его стоимость также постоянно растет, увеличивая затраты на отопление. Выходом из ситуации является альтернативное отопление частного дома, которое может быть реализовано многочисленными способами. Самыми распространенными можно назвать:

  1. Энергия ветра
  2. Гелиосистемы (солнечные батареи)
  3. Тепловые насосы
  4. Котлы, работающие на биотопливе

Наглядный видео пример

Ветровая энергия

Энергия, вырабатываемая специальным ветряком, является одной из самых востребованных, так как движение воздушных масс никогда не прекратится. Сегодня установки доступны каждому, однако должного распространения они не получили по объективным причинам:

схема работы ветряного генератора

  1. Высокая стоимость оборудования и монтажа
  2. Необходимость большой свободной площади для размещения крупногабаритного изделия

В районах, в которые ветра исключительно порывистые и нечастые, использование ветряков экономически нецелесообразно. Полученную механическую энергию напрямую использовать для нагрева теплоносителя нельзя без специального трансформирующего устройства.

Гелиосистемы

Наибольшее распространение получили солнечные батареи, которые можно использовать как альтернативное отопление частного дома. Простейшая схема состоит из циркулирующего насоса, коллектора и солнечного модуля.

альтернативное отопление на солнечных батареях

Реализовать отопление с использованием солнечных кремниевых модулей можно одним из 2-х способов:

  • При помощи водяного коллектора
  • Посредством электрических обогревателей

Наибольшее распространение получил первый метод, в котором энергия солнца аккумулируется непосредственно в электрическую энергию и используется для питания нагревательных элементов – Тэны. Последние в свою очередь разогревают в специальной емкости (коллекторе) жидкий теплоноситель, который посредством насоса циркулирует по отопительной системе. Чтоб не допустить перегрева, следует установить термостаты, контролирующие температуру жидкости и управляющие работой нагревательных элементов.

Второй метод заключается в эксплуатации в качестве отопительных элементов электрических устройств: конвекторы, обогреватели, пленочные теплые полы и т. д. Таким образом, солнечная энергия преобразуется в электрическую и посредством инвертора и контроллера направляется питать приборы отопления.

солнечные модули

Выход из ситуации имеется – необходимо приобретать и устанавливать дорогостоящие аккумуляторы. Они будут накапливать энергию и снабжать ею в периоды, когда солнечные модули бездействуют. Недостаток заключается в непродолжительном сроке службы – 5-6 лет.

Тепловые насосы

Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.

тепловые насосы

Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:

  • Воздух-воздух
  • Воздух-вода
  • Вода-вода
  • Грунт-вода

Воздух-воздух

Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.

тепловой насос воздух-воздух

КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.

Воздух-вода

«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.

тепловой насос воздух-вода

Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.

Грунт-вода

Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.

тепловой насос грунт-вода

В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.

Недостаток очевиден: сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.

Вода-вода

Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:

тепловой насос вода-вода

  • Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
  • Можно обойтись 1-2 погружными насосами

Котлы, работающие на биологическом топливе

Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:

биокотел для альтернативного отопления

  1. Биогаз
  2. Гранулы из соломы
  3. Гранулы торфа
  4. Щепа и т. д.

Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.

Основные достоинства

Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:

  • Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
  • Высокий КПД

Подводим итоги

Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.

Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть

Источник: v-teplo.ru

Отопление дома тепловыми насосами по типу вода-вода

Данные способы обогрева предусматривают необходимость иметь скважину для забора грунтовой воды и для обратного слива отработанной воды в грунт. Потребителю для небольшого частного дома придется пробурить таких скважин 2-3 штуки для водозабора и 1-2 для отработанного слива. Глубина бурения должна составлять 50 м. Также необходимо получить разрешение государственных служб контроля.

Обогрев тепловыми насосами по типу рассол-вода

Для осуществления проекта необходимо пробурить скважину до 200 м в глубину. В ней должны располагаться трубы по U-образной форме вместе с раствором. Можно устроить теплообменник, который будет размещаться на глубине не меньше 5 м. Это необходимо для снижения разницы получаемого тепла в различные месяцы в году.

Глубину и количество скважин определяют на основе возможности получить необходимые 50 Вт тепловой энергии. Она получается с каждого погонного метра пробуренной скважины. В итоге альтернативное отопление частного дома при помощи тепловых насосов по схеме вода-вода или рассол-вода характеризуется минимальными затратами на отопления по сравнению с показателями, характеризующими другие виды отопительных систем.

Отопление дома солнечными теплоаккумулирующими коллекторами

Альтернативное отопление при помощи солнечных теплоаккумулирующих панелей будет напрямую зависеть от интенсивности солнечных лучей, которая является разной в различное время года. В ночное время и в пасмурную погоду солнечного излучения не хватает для работы коллекторов.

Для чего используют

Солнечные панели зачастую используются для подогрева воды или для бытовых и хозяйственных нужд. Горячая вода принимает участие в теплообмене в моновалентных накопительных баках. Солнечные панели могут выступать в роли дополнительного источника выработки тепловой энергии для систем подогрева воды и отопления в биовалентных баках накопления.

Типы солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы разделяют на два типа:

  • плоские;
  • имеющие вакуумную трубу.

Если оборудование применять в летнюю пору, то коэффициент производительности обоих видов будет одинаковым. Для зимы рекомендуется использовать вакуумные коллекторы. Они могут работать при температуре до -35 градусов.

Плоские коллекторы способны нагревать воздух до +60 градусов. Вакуумные коллекторы рассчитаны на нагрев до +90. В остальных параметрах приборы схожи.

Коллекторы с вакуумными трубами отлично применяются в виде альтернативного отопления загородного дома. Одновременно приборы могут нагревать воду.

ТЕК

Гидродинамическая водонагревательная установка – еще одна неплохая альтернатива газовому отоплению. Большой известности у нее еще нет, но простота, выгодность использования при отоплении дома делает ее заметной. Кроме воды, установки позволяют подогревать нефть, соленую, грязную воду.

Конструкция

Установка состоит из расширительного бака нагрева воды, помпы, электрического насоса. Нагрев происходит, когда потоки воды, подающиеся в бак, соударяются между собой – выделяется тепловая энергия. При отоплении помещения водонагревательная установка подключается к отопительной системе частного дома, дополнительной установки циркуляционного насоса не требуется, для нагрева воды подключают бойлер.

Вентиляция

Использование вентиляции, как источника отопления, по крайне мере, звучит интересно, ведь назначение вентиляции — удалять из помещений воздух, в котором содержится пыль, ощущается дефицит кислорода и наличие неприятных запахов. Но ведь с воздухом удаляется и часть теплоты. Как это может быть использовано? Также в систему вентиляции (в ее приточную часть) можно своими руками установить ТЭН для подачи в дом подогретого воздуха.

Наибольшая эффективность у системы приточно-вытяжной вентиляции, при принудительной циркуляции и утилизации тепла.

Системы используют теплый отходящий воздух для подогрева холодного, приточного воздуха. Лучшая экономичность, показатели использования оборудования достигаются при регулировании расхода воздуха согласно его действительной потребности.

Биотопливо

Из биомассы, которая включает в себя органические отходы, навоз, растения, сточные воды, получается биогаз в результате разложения при помощи бактерий. Малоэтажные дома целесообразно отапливать щепой из древесных гранул, поленьями, прессованными отходами деревообрабатывающей промышленности. В котлы топливо поступает, используя различные способы автоматизированной подачи. Что касается котлов, работающих на поленьях, то в них топливо загружается вручную.

Альтернатива газовому отоплению также включает в себя котлы, работающие на паллетах. Они могут быть как с ручной, так и с автоматической подачей топлива. Это способствует тому, что возле котла не нужно постоянно находиться человеку. Система автоматического контроля поддерживает температуру на определенном параметре.

Отопление дома котлами, которые работают на отработанных маслах

Отработанные масла не имеют отношения к возобновляемым источникам энергии, однако, они принимают участие в формировании материалов, которые необходимо утилизировать.

Система «теплый пол»

Для отопления загородного дома отлично подойдет известная схема отопления – «теплый пол». Во время монтажа не потребуется проведение дополнительных перепланировок. Можно экономить значительные суммы денег на отоплении. Система укладывается под напольное покрытие. При наличии необходимых знаний и навыков монтаж теплого пола можно выполнить своими руками.

Потолочные обогреватели

Еще один альтернативного отопления загородного дома – это установка потолочных специальных пленочных нагревателей. Например, фольга, которая монтируется просто на потолке. Под действием электрического тока происходит равномерное распределение тепла по помещению.

Источник: x-teplo.ru

Традиционный способ

Традиционные способы обогрева квартиры или частного дома требуют обустройства системы отопления, в состав которой входят:

  • источник тепла, преобразующий энергию сжигания топлива или энергетику сетевого электричества в тепловую энергию;
  • теплообменник для передачи тепловой энергии от энергоносителя к теплоносителю, для последующего распределения тепла по точкам теплопотребления;
  • замкнутый трубопроводный контур, по которому естественным или принудительным способом побуждается движение теплоносителя;
  • приборы отопления, распространяющие тепло от теплоносителя в окружающую обстановку помещения.

На рисунке ниже показана структура отопительной системы с котлом в качестве источника тепла и точками теплопотребления в виде радиаторов отопления и тёплых полов.

Структура
Структура традиционной отопительной системы частного дома

Недостатки

Для большинства видов отопительных систем источниками тепловой энергии являются котлы отопления. В них происходит сжигание газа, жидкого или твёрдого топлива в целях использования теплоты сгорания топлива для нагрева теплоносителя (так называемые газовые, жидкотопливные и твердотопливные котлы).

Другим вариантом нагрева теплоносителя в теплообменнике котла отопления является использование энергии сетевого электричества (электрические котлы отопления).

Каждый тип котла и соответствующего энергоносителя имеет определённые негативные особенности, отражающиеся на эффективности его применения:

  1. Котлы на газовом топливе широко распространены благодаря доступности газа.

Негативными факторами, сопровождающими применение газа для отопления, являются:

  • организационная и техническая сложность подключения к газовой магистрали;
  • угроза воспламенения или взрыва при нарушении правил эксплуатации газового отопительного оборудования или неправильном монтаже своими руками;
  • рост цен на газовые ресурсы.
  1. Электрические котлы самые простые в установке своими руками и обслуживании. Наиболее существенными недостатками являются:
  • энергозависимость оборудования – при отключении электроснабжения прекращается поступление тепла в систему отопления;
  • высокие тарифы на электроэнергию.
  1. Жидкотопливные котлы как источники тепловой энергии достаточно сложны в эксплуатации. Из негатива отметим следующие факторы:
  • высокая стоимость жидкого топлива, сложность его доставки и безопасного хранения;
  • шум в работе;
  • неприятные запахи при сжигании топлива.
Котельная
Домашняя котельная с жидкотопливным котлом
  1. Твердотопливные котлы на угле, торфе, дровах или пеллетах импонируют дешевизной топливных ресурсов и энергонезависимостью в работе, но у них есть свои недостатки:
  • топливо, загруженное своими руками в топку котла, быстро прогорает;
  • отсутствие автоматизации процесса загрузки топлива;
  • необходимость постоянного визуального контроля за работой котла.
  • они работают на невосполнимых источниках тепловой энергии – топливо полностью сжигается без возможности какого-либо восстановления;
  • эксплуатация оборудования, сжигающего природные ресурсы или использующего централизованно поставляемое электричество, сопровождается постоянной оплатой за объёмы затраченного энергоносителя и поставщикам услуг по его предоставлению.

На рисунке ниже показана доставка сжиженного газа для газового отопления дома.

Доставка
Доставка сжиженного газа в частный дом

Нюансы, требующие внимания:

  1. Столь удобное и привычное отопление частного дома путём сжигания не возобновляемых органических ресурсов приводит к катастрофическому уменьшению природных запасов топлива за деньги из нашего же кармана! Естественно, что цены на органическое топливо будут постоянно повышаться.
  2. Сжигание топлива сопровождается выделениями углекислого газа и летучих токсичных продуктов горения, при этом происходит выпадение смол и сажи.
  3. Каждый потребитель органического топлива вынужден обустраивать дополнительные помещения:
  • для хранения топлива;
  • для его сжигания с выводом в атмосферу продуктов горения.

Концепция альтернативного отопления

При рассмотрении вариантов альтернативного отопления дома необходимо определиться с самой концепцией.

К альтернативным источникам тепла для частного дома относятся два принципиально разных видов оборудования:

  1. Устройства, работающие в дополнение к установленному своими руками электрическому или газовому котлу. По каким-то причинам котёл, работающий на газе или электричестве, не обеспечивает полноценно теплом систему отопления всей постройки.

Основная отопительная мощность обеспечивается котлом, а в период пиковых нагрузок или межсезонья его работу поддерживают альтернативные источники. В этом случае альтернативным отоплением будет являться, например, котёл на пеллетах, сделанный своими руками, или агрегат, сжигающий отработку, и даже инфракрасные обогреватели.

  1. Устройства, полностью заменяющие котёл на газе, электричестве или на другом традиционном энергоносителе. Их тепловой мощности достаточно, чтобы обеспечить альтернативное отопление дома.

Наиболее распространёнными альтернативными вариантами обогрева жилья без сжигания газа и другого органического топлива являются технологии, использующие энергию природных ресурсов – тепло из недр земли, гейзеры, солнечный свет и климатических процессов – ветер, океанский прилив.

Батареи
Дом, оснащённый солнечными батареями

Современные способы отопления

Практическая реализация проектов по использованию энергии природных ресурсов и явлений как альтернативного источника тепла для обогрева жилища наиболее широко затрагивает:

  1. энергетику солнечного света (гелиотермические системы);
  2. энергетику ветра (ветроэнергетика);
  3. энергетику тёплых земных недр (геотермальные насосы).

Отмечают два варианта практического применения природной энергетики для нужд альтернативного отопления частного дома:

  • трансформацию энергии природного явления в энергию электрическую, которая затем будет применена для автономного отопления, то есть отопление дома от собственного внутреннего источника электричества;
  • непосредственный нагрев рабочего теплоносителя системы отопления.

Гелиотермическая система

При обустройстве отопительных гелиосистем своими руками используют оба варианта солнечного излучения:

  1. Преобразование энергии солнечного света в энергию электрическую, используя солнечные батареи.

Солнечными батареями принято называть группу полупроводниковых фотоэлектронных преобразователей, объединяемых в одном общем модуле для генерации электроэнергии. Несколько солнечных модулей создают цепь для обеспечения частного дома определённым количеством электроэнергии.

Мощность каждого солнечного модуля может составлять от 50 до 300 Вт. На рисунке ниже показан принцип использования солнечных батарей для альтернативного автономного отопления постройки.

Батареи
Схема отопления дома с использованием солнечных батарей

Принцип работы гелиосистемы:

  • из солнечного модуля преобразованный световой поток поступает в блок аккумуляторов;
  • аккумуляторы вырабатывают постоянный ток, который направляется в инвертор;
  • в инверторе постоянный ток преобразуется в переменный, который используется для разогрева ТЭНов в системе отопления.
  1. Использование солнечных коллекторов для прямого нагрева воды.

В частном домостроении установка своими руками солнечных коллекторов для альтернативного отопления более популярна, чем монтаж солнечных батарей. Коллекторы преобразуют солнечные световые потоки непосредственно в тепловую энергию, минуя образование электричества.

Монтируемые своими руками коллекторы для отопления имеют самые разнообразные конструктивные исполнения, которые можно разделить на два типа:

  • плоские коллекторы, состоящие из абсорберов – элементов, поглощающих солнечные лучи (в простейшем случае – металлические пластины или листы чёрного цвета), соединённых с системой трубопроводов;
  • трубные коллекторы, собранные из стеклянных трубок, внутри которых вставлен абсорбер-поглотитель из стали.

На рисунке ниже, показан один из вариантов изготовления своими руками солнечного коллектора с размещёнными в абсорбере медными трубками для нагрева теплоносителя.

В трубки закачивается теплоноситель, обладающий минимальным порогом кристаллизации. В средней полосе России рекомендован к использованию 60-% водный раствор пропиленгликоля с температурой начала кристаллизации -390 Ц.

Коллектор
Солнечный коллектор из медных трубок

Оба вида коллекторных систем монтируются на наклонной части кровли дома. На рисунке ниже, показан принцип обогрева здания с использованием коллектора.

Нагретый в солнечном коллекторе теплоноситель (линия красного цвета) поступает в буферный бак, выполняющий функции аккумулятора тепла и автоматизированной системы поддержания температуры в контурах отопления и ГВС.

При недостатке поступающего тепла в пасмурные дни вода в буферном баке подогревается другим доступным источником тепла, например, водой от котла на газе, являющимся основным теплоисточником системы отопления.

Благодаря автоматике ведётся постоянный контроль температуры в системе отопления. В ночное время отсутствие поступления солнечного тепла компенсируется подключением ТЭНа для поддержания комфортного уровня температуры.

Работа
Принцип работы системы отопления от солнечного коллектора

Домашняя ветроэнергетика

Использование кинетической энергии воздушных потоков для нужд обогрева частного дома осуществляется в двух направлениях:

  1. Преобразование кинетической энергии ветра в электрическую путём вращения ротора специальных ветрогенераторов.

Полученная электроэнергия аккумулируется в аккумуляторных батареях и, по мере надобности, через инверторы (по аналогии с технологией обогрева от солнечных батарей) используется для подогрева воды в системе отопления. В безветренную погоду приборы отопления подключаются в общую электросеть.

  1. Преобразование энергии вращающего ротора ветряка в тепловую для непосредственного нагрева теплоносителя с использованием вихревых теплогенераторов ВТГ.

Различаются между собой ветряные генераторы по следующим показателям:

  • расположение оси вращения – вертикальное или горизонтальное;
  • количество пропеллерных лопастей;
  • шаг винта.

На рисунке ниже показан дом, оснащённый ветрогенераторами с горизонтальной осью вращения.

Ветрогенераторы
Ветрогенераторы для энергообеспечения частного дома

Геотермальные (тепловые) насосы

Устройства, способные использовать геотермальную энергию земных недр, позволяют владельцам частных домов существенно сэкономить на газе или другом виде топлива при обогреве своего жилища. Тепловая энергия добывается непосредственно из земных глубин или со дна водоёма при помощи устройства, названного тепловым насосом.

Принцип функционирования теплового насоса аналогичен работе холодильной установки с использованием фреона:

  • при прохождении жидкого фреона по трубкам на значительной глубине в водоёме или в пробурённой скважине, в которых даже зимой сохраняется плюсовая температура, фреон начинает испаряться, переходя в газообразное состояние;
  • газообразная фаза фреона поднимается наверх и попадает в компрессор, который его сильно сжимает;
  • при сжатии газа в ограниченном объёме происходит его нагрев до 80 градусов Ц;
  • в теплообменнике фреон охлаждается;
  • в дроссельной камере за счёт понижения температуры и давления фреон опять превращается в жидкость;
  • цикл повторяется.

Температура теплоносителя в системе отопления с геотермальными устройствами не превышает 50 градусов, что недостаточно для радиаторного отопления, но для «тёплых полов» – вполне достаточно.

Тепловые насосы конструктивно различаются по технологии нагрева фреона до перехода его в газообразное состояние. В зависимости от источника «низкоуровневого тепла» выделяют:

  • водяные установки для получения тепла от наземных водоёмов или подземных грунтовых вод;
  • земляные, «отбирающие» тепло из грунта;
  • воздушные.
Схема
Схема работы грунтового теплового насоса

При классификации геотермальных аппаратов учитывают также вид теплоносителя в системе отопления – вода или воздух. Соответственно, устройства получают обозначения «грунт – вода», «грунт – воздух», «вода – вода» и т. п.

Видео про отопление

Как организовать экономичное отопление дома своими руками, рассказывается в видео ниже.

Логика перехода на альтернативное отопление заключается не только в экономии денежных средств на покупку газа или оплаты счетов за электричество.

Разумеется, цены на невозобновляемые энергоносители стремительно растут. Но как тут не вспомнить слова Д. Менделеева, сказавшего: «Сжигать нефть, всё равно, что топить печку ассигнациями»?

Неразумно сжигать тонны угля или десятки кубометров древесины ради обогрева скромного помещения и при этом наносить непоправимый урон чистоте окружающей экологии.

Во многих странах альтернативные виды отопления и энергетического обеспечения индивидуальной жилой постройки превосходят по востребованности традиционные способы обогрева. Рынок аппаратуры для отопления наполняется инновационными приборами альтернативного отопления, ассортимент которых постоянно расширяется.

Насос
Тепловой насос «воздух-вода»

Источник: aqueo.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.