В этой статье мы рассмотрим Альтернативное отопление частного дома, когда вы оказались без газа и электричества, как сделать отопление своими руками? Об этом подробнее в этой статье>>
Передовые страны всего мира уже давно переходят на альтернативные источники энергии. Это приносит огромное количество плюсов, как для самих хозяев, так и для окружающей среды. Как подобрать подходящий вариант отопления своего дома и не пожалеть о сделанном выборе?
Какая система может полностью обеспечить здание теплом, а какая лишь дополнит основное?
Жизнь в частном доме
![Альтернативное отопление дома]()
красочней чем в городской квартире. Большинство людей, понимая все преимущества собственного строения, всеми силами стремятся сменить душные комнаты на свободу частного участка.
И пусть это даже будет лишь летний сезон на даче, а не постоянное место жительства, хозяева стараются вложить в дом все самое лучшее. Подвод коммуникаций, централизованного газоснабжения не всегда доступно самостоятельным постройкам.
Альтернативное отопление частного дома
Как заменить систему отопления
Полноценно заменить привычную систему отопления альтернативной вполне реально. И тому уйма примеров по всему миру.
К сожалению, у нас, пока, такая тенденция только зарождается. Но, учитывая неуклонный рост, цены на обычное топливо, распространение альтернативных источников тепла будет набирать обороты.
Первое к чему нужно быть готовым, это весомые вложения на первоначальном этапе. Нужно выполнить немало расчетов, для достаточного обеспечения всего дома энергией, и составить схему расположения узлов.
После закупить необходимое оборудование. Для того, что бы расходы получились более демократичными последний пункт лучше выполнить своими руками.
Рассмотрим по-отдельности наиболее распространенные системы отопления без газа.
Тепловые насосы
Их действие основано на передачи тепла от источника с низким потенциалом в жилое помещение.
Интересно! Элементы системы тепловых насосов очень схожи с узлами самых обычных холодильников. В них есть теплообменник, испаритель, компрессор.
Фреон, через капиллярное отверстие, попадает в испаритель и испаряется при резкой смене давления. Стенки испарителя, нагретые от геотермальных вод, передают тепловую энергию хладагенту.
Компрессор в свою очередь всасывает и сжимает хладагент, тем самым нагревает его до125 градусов, а затем отдает в конденсатор, направляя тепло в отопительный контур.
Различают следующие виды тепловых насосов: грунт-вода, вода-вода, воздух-вода, воздух-воздух.
Насосы грунт-вода считаются наиболее универсальными из альтернативных источников отопления для зданий удаленных от города. Они менее привязаны к климатическим условиям.
Их универсальность обусловлена тем, что даже в зонах вечной мерзлоты на глубине десятков метров, температура грунта выше нуля.
Устройство, позволяющее забирать тепло у грунта, погружается в глубокие скважины, несколько десятков метров, отсюда ясно, что стоимость системы приличная.
Бурение только одной такой скважины оценивается в несколько тысяч рублей. А скважин требуется несколько.
Совет! Немного экономнее вариант насоса грунт-вода с горизонтальным коллектором.
Еще среди недостатков системы – требование немалых площадей для монтажа.
Насосы вода-вода уместны в случае, если около здания есть проточные грунтовые воды. Ценовая категория подобных систем невысокая и сложность выполнения доступная. Для нее необходим лишь один погружной зонд-теплообменник. Глубина погружения от 10 до 15 метров.
Насосы воздух-воздух самые дешевые. Примером подобного оборудования является сплит-система с режимом для обогревания.
Насосы воздух-вода функционируют на основе уличного воздуха. Теплообменник в таком случает, представляет собой радиатор с достаточной площадью оребрения, которая обдувается вентилятором. Системы также приятна в цене и проста в монтаже.
Недостатком будет то, что при снижении температуры воздуха теплоотдача падает.
Другие варианты альтернативного отопления дома
Солнечные аккумулирующие коллекторы
Система напрямую связана с интенсивностью солнечного света. В холодное время года и в пасмурные дни вырабатываемая энергия не может покрыть нужд жилого дома в полном объеме.
Однако применение солнечных батарей оптимально в качестве дополнительного источника.
Ветряки
Основным узлом является ветрогенератор (вертикальные или горизонтальные). Далее идут: лопасти, мачта, флюгер, контроллер, аккумуляторные батареи, инвертор. Ветер вращает лопасти, прикрепленные к мачте высоко от земли.
От высоты напрямую зависит производительность всей конструкции. Вращение лопастей воздействует на ротор генератора. Тот производит электроэнергию, преобразующуюся с помощью контроллера в постоянный ток.
Электричество накапливается в аккумуляторных батареях. На выходе из батарей ток поступает на инвертор, где преобразуется в переменный частотой 50Гц и напряжение в 220 Вт.
Инфракрасные излучатели
Их ещё называют экообогреватели. Их работа построена на отдаче тепла в виде инфракрасного излучения предметам, а он в свою уже передают его воздуху. Подобные системы способны обогревать и комнаты жилого здания и людей на открытом воздухе.
ИК излучатели дают значительную экономию в отоплении, за счет направленного обогрева только необходимого сегмента пространства. Могут крепится на стену, потолок, устанавливаться на пол.
Водородные котлы (наноспособ)
Относительно новый способ альтернативного отопления. Система водородного котла работает от реакции водорода с кислородом. Взаимодействие этих двух веществ дает молекулы H2О и тепло около 40 градусов. Именно оно и пускается на обогрев воздуха.
Электрокотлы
Биотопливо
К ним относятся производственные отходы:
- шелуха сельхоз культур,
- щепа, опилки и прочие остатки деревообработки.
Эти отходы плотно прессуют в своеобразные гранулы (пеллеты), которые предназначены для сжигания в котлах.
Преимущество подобных гранул перед обычными дровами в продолжительности горения и большом объеме высвобождающегося тепла. Одной из разновидностью биотоплива является биогаз. Он образуется в результате гниения органических отходов.
Источник: domsdelat.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
Что собой представляют альтернативные источники тепла
Основной задачей систем является получение энергии из возобновляемых источников. Большинство альтернативных устройств могут быть использованы для выработки теплоэнергии в любой местности, что говорит о простоте в их эксплуатации и минимальных требованиях.
Особенности гелиосистем для частного дома
Солнечный коллектор может применяться для отопления многоквартирных и частных домов. Гелиосистемы также нередко используются и при нагреве воды для личных нужд потребителей. Солнечные системы могут работать в различных режимах и в зависимости от выбранного оборудования обеспечивать выработку энергии в течение всего года либо определенных сезонов.
Панели и коллекторы за счет особых абсорбционных покрытий нагревают теплоноситель внутри установок. Жидкость подается в специальный резервуар, из которого попадает в отопительную систему дома либо в контуры для горячей воды.
Солнечные батареи пропускают теплоноситель между пластинами, а трубчатая система повышает температуру жидкости за счет вакуума между внешней и внутренней колбой. Под влиянием ультрафиолетовых лучей абсорбционный слой начинает взаимодействовать с жидкостью и может нагреть ее до 90 градусов.
Солнечные коллекторы являются источниками нагрева теплоносителя, поступающего непосредственно в отопительные контуры. Для использования энергии солнечных батарей понадобится расширительный бак и насос, который будет откачивать воду из установок по достижению заданной температуры.
Плюсы гелиосистем:
- Трубчатые коллекторы просты в монтаже.
- Солнечные панели отличаются небольшой стоимостью и высокой производительностью в теплое время года.
- Оборудование подходит для эксплуатации в различных климатических зонах.
Схема подключения ветряных генераторов
Установки представляют собой устройство с лопастями, при вращении которых вырабатывается электрический ток. Ветряки могут быть разных размеров и форм, что зависит от их назначения и особенностей местности.
При работе ветряных генераторов происходит зарядка аккумуляторов, которые впоследствии через преобразователь поставляют энергию для отопления зданий. Установки имеют два вида осей вращения — горизонтальный и вертикальный.
Фото 1. Схема подключения ветрогенератора в электросети через контроллер к бытовым приборам.
Оборудование с горизонтальным креплением лопастей предназначены для работы в той местности, где среднегодовая скорость ветра больше 5 м/с.
Ветряки с вертикальной осью вращения, благодаря своим компактным размерам, оптимально подойдут для использования в частных домах. Необходимая среднегодовая скорость ветряных потоков при этом должна быть выше трех метров в секунду.
Среди плюсов генераторов можно отметить экологичность, эргономичность и возобновляемость источника энергии. К недостаткам ветряков относят их нестабильность, низкую эффективность, высокую стоимость.
Геотермальный вид обогрева — надежность и долговечность?
Тепловые насосы представляют собой два контура с теплоносителями, соединяющиеся специальным оборудованием. Один из контуров находится ниже уровня почвы, а другой расположен в здании, которое он отапливает. Геотермальная отопительная система использует тепло, извлеченное из недр земли. В местах прокладки оборудования среднегодовая температура окружающей среды составляет 8-10 градусов.
Жидкость, которая находится во внешних контурах, нагревается от грунта либо воды и подается в насос, после чего прибор охлаждает вещество до отрицательных температур, а высвободившееся тепло перенаправляет во внутридомовую систему отопления. Геотермальное оборудование станет отличным вариантом для обогрева помещений при помощи низкотемпературных приборов.
Фото 2. Прокладка тепловых магистралей, которые располагаются горизонтально, ниже уровня промерзания земли.
Тепловые системы устанавливаются тремя способами:
- Горизонтальным.
- Вертикальным.
- Подводным.
К плюсам геотермального отопления можно отнести неиссякаемость природного ресурса, отсутствие выбросов вредных веществ в атмосферу, высокую эффективность системы. Минусами оборудования является небольшая температура теплоносителя во внутренних контурах (в пределах 35-60 градусов), высокая стоимость установок.
Когда на помощь приходит биотопливо
Биотопливо — это вещество, полученное из животного или растительного сырья, органических отходов промышленности, результатов человеческой жизнедеятельности. Биологическое топливо бывает разных видов, но самыми распространенными вариантами являются пеллеты либо брикеты.
Для отопления дома биотопливом нужно установить котел, который будет совместим с альтернативным источником энергии.
При сгорании вещество выделяет тепло, которое нагревает жидкость в системе отопления и обеспечивает поддержание нужной температуры.
Главным плюсом данного вида альтернативной энергии выступает его мобильность. В процессе использования биотоплива для обогрева зданий не выбрасываются вредные вещества в атмосферу. Основным минусом сырья является использование больших площадей под посев культур, из которых можно произвести это топливо.
Возможен ли монтаж альтернативного отопления своими руками
Большинство систем сложно установить самостоятельно, так как процесс монтажа требует специальных инструментов и навыков.
Схемы подключения ветрогенераторов подбираются индивидуально в зависимости от поставленной задачи. Ветряки подсоединяются к контроллеру, который заряжает аккумуляторы и передает электроэнергию на инвертор. Данная конструкция может прекрасно использоваться для обеспечения частного дома электричеством.
Тепловые насосы чаще всего устанавливаются вертикальным способом. Для монтажа оборудования понадобится бурение скважин на глубину более 50 метров. Размер контуров зависит от мощности теплового насоса. Иногда общая длина скважин достигает двухсот метров. Внешние контуры подключаются к насосу, который забирает из них тепло и передает его системе отопления дома. Низкотемпературное оборудование получает нагретый теплоноситель и отапливает здание.
Котлы для биотоплива монтируются на предварительно подготовленную стяжку, толщина которой составляет не менее 7 см. Для наиболее эффективной работы отопительной системы подключают буферную емкость, представляющую собой бак с водой.
Объем прибора рассчитывается в зависимости от мощности котла. Если отопительное оборудование является энергозависимым, то следует обеспечить подвод к нему электричества.
Дымоход, который устанавливают на котел для биотоплива, должен быть оборудован сборником конденсата и иметь диаметр не менее 18 сантиметров. Высота дымохода обычно составляет более четырех метров. Для защиты системы отопления от обратного давления и сифонного дренажа в нее монтируют обратный клапан, который располагается на трубе общей подачи воды. Регулировка жидкости и контроль температуры осуществляется при помощи балансировочного и смесительного клапанов.
Для установки солнечных коллекторов нужно подготовить каркас, на котором будет расположена гелиосистема. Для стабильности и безопасности системы в нее монтируется теплоаккумулятор и расширительный бак. Контроль и регулировка оборудования осуществляется при помощи манометра, подрывного клапана, воздухоотводчика, термометров, насоса, обратных клапанов, механического фильтра и расходометра. Установка гелиосистем требует точности и внимательности.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается о преимуществах и недостатках различных видов источников альтернативного отопления.
Экономическая целесообразность установки систем
Несмотря на то, что системы имеют довольно высокую стоимость, приобретение оборудования окупается менее чем за пять лет. Срок службы у таких устройств зачастую превышает 20 лет, что обуславливается высоким качеством оборудования и его повышенной износостойкостью. Установив однажды альтернативную систему отопления можно в течение долгого времени экономить на тех средствах, которые ежегодно тратились бы для обогрева здания.
Источник: ogon.guru
Плюсы и минусы альтернативной энергетики
От традиционных источников тепла, многие годы используемых для отопления, можно отказаться. Как это ни удивительно, но вполне реально. Многие ярые противники утверждают о невозможности заменить природные ресурсы экологически чистыми аналогами.
Альтернативой становится энергия солнца, сила ветра, тепло, скрытое в недрах земли, отходы производства и жизнедеятельности человека. Такие варианты актуальны в современном мире, учитывая общую загрязненность окружающей среды.
Еще одно существенное преимущество – ощутимая экономия при использовании экологических источников самопроизвольно возобновляемой энергии. На первый взгляд кажется, что это неоправданно дорого и вряд ли окупится.
Детальнее разобравшись с особенностями каждого способа, можно увидеть, что эко проект окупается через 4-7 лет, а далее остаются лишь текущие расходы на поддержание используемых механизмов в рабочем состоянии.
Возможность полноценной замены привычного топлива альтернативным доказана не одним реальным примером. Домовладельцы в разных странах мира прибегают к экологическим вариантам отопления. У нас – лишь единицы решаются кардинально сменить привычное топливо, дорожающее с каждым годом.
Основная проблема применения эко топлива – значительные капиталовложения на начальном этапе. Ведь сначала нужно детально просчитать количество необходимой энергии для определенного дома или коттеджа. Затем выяснить, какой тип эко ресурсов наиболее выгодный в конкретной местности.
Далее предстоит составить план расположения оборудования, генерирующего энергию, купить все необходимое и установить.
Если всеми этими вопросами будут заниматься соответствующие специалисты, то конечная стоимость эко отопления будет очень высокой. Чтобы сэкономить, можно попытаться обойтись своими силами.
Для этого предстоит с головой погрузиться в тему альтернативных источников энергии, чтобы отказаться от привлечения посторонней помощи. В этом случае стоимость проекта окажется в разы дешевле.
Именно второй вариант выбирают многие хозяева частных домов. Их практика доказывает, что стать энергонезависимыми вполне реально. Можно полностью или частично заменить традиционное топливо – все зависит от размеров домовладения, финансовых возможностей на начальном этапе, выбранного варианта отопления.
Сферу применения “зеленой энергии” продемонстрирует фото-подборка:
Виды возобновляемых источников для отопления
Для обогрева дома можно успешно использовать энергию ветра, солнца, земли. А также биотопливо. Разберем детальнее, как именно это сделать и что для этого потребуется.
Вид #1 – сила ветра
Весьма успешно в качестве альтернативного источника для отопления загородного дома можно использовать энергию ветра. Этот ресурс невозможно исчерпать. Он имеет свойство возобновляться. Чтобы использовать силу ветра, потребуется специальное приспособление, называемое ветряк.
Принцип использования энергии ветра
Для преобразования силы ветра в альтернативный источник отопления потребуется ветрогенератор. Они бывают вертикальными и горизонтальными в зависимости от оси вращения. Существует много производителей, предлагающих свои модели клиентам.
Стоимость зависит от материала, размера самой установки и мощности. Также можно соорудить ветряной генератор своими силами, используя подручные материалы.
Любой ветряк состоит из таких составляющих:
- лопастей;
- мачты;
- флюгера, чтобы улавливать направление ветра;
- генератора;
- контроллера;
- аккумуляторных батарей;
- инвертора.
Принцип работы ветроэнергетической установки основан на силе ветра, вращающего лопасти ветряка. Лопасти, закрепленные на мачте, находятся высоко над землей. Чем выше, тем выше производительность. Так, для снабжения одного дома достаточно высоты 25 м.
Вращающиеся лопасти приводят в движение ротор генератора. Он начинает вырабатывать трехфазный переменный ток, требующий дальнейшего изменения. Этот ток поступает к контроллеру, где преобразуется в постоянный. Он используется для зарядки аккумуляторных батарей.
Пройдя через батареи, ток выравнивается и поступает на инвертор, где происходит его преобразование в однофазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 Вольт. Теперь его можно использовать для бытовых нужд, в системе электрического отопления.
Особенности расположения ветряков
Ветряные установки способны работать при определенных условиях. Во-первых, ветрогенератор – довольно объемное сооружение, требующее внушительной площади для устройства. Маленький прибор не способен удовлетворить потребности в энергии.
Его высота должна превышать минимум на 10 м окружающие дома, деревья и прочие строения, а линии электропередач и прочие объекты должны находится в 100 м от ветряка. Это требование не всегда выполнимо – не все владельцы частных домов имеют приусадебные участки достаточной площади.
Во-вторых, хорошо, когда рассматриваемая местность обладает хорошим ветропотенциалом – возвышенность или степная зона. Для запуска генератора потребуется скорость ветра от 2 м/с.
Многие модели ветряных систем, предназначенные для использования частными домохозяйствами, способны полностью покрыть потребности в электроэнергии.
Так, ветряк мощностью 1,5 кВт может в месяц генерировать, в зависимости от времени года, 100-200 кВт час. Если высоту мачты увеличить, то производительность станет больше в 2 раза.
Но это потребует дополнительных затрат на монтаж и расходные материалы. Срок службы ветряных электростанций составляет в среднем 20 лет.
Также у нас на сайте есть другие материалы по устройству, разновидностям ветрогенератора, расчету и изготовлению своими руками, и по установке.
Предлагаем вам ознакомиться с ними:
- Кинетический ветрогенератор: устройство, принцип работы, применение
- Ветрогенератор для частного дома: виды и особенности агрегатов, тонкости выбора, расчеты окупаемости + лучшие предложения
- Как произвести расчет ветрогенератора: формулы + практический пример расчета
- Ветрогенератор своими руками из стиральной машины: инструкция по сборке ветряка
- Как соорудить лопасти для ветрогенератора своими руками: примеры самостоятельного изготовления лопастей для ветряка
Вид #2 – энергия Земли
Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН). Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля.
Устройство и принцип работы теплового насоса
Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.
Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.
ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:
- внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор;
- внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном;
- отопительного контура, заполненного теплоносителем.
Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе.
Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.
Далее газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.
Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.
Сделать простейший вариант теплового насоса несложно собственными руками. Для этого потребуются фактически бросовые детали, дешево приобретенное оборудование и, конечно, терпение. Приводим схему тепловой системы с забором энергии тепла в скважине, заглубленной в доломит.
Испаритель рассматриваемой в примере системы подключен к забирающей энергию грунта скважине.
Специфику устройства теплового насоса для системы напольного обогрева представляет фото-галерея:
Целесообразность использования ТН
Тепловые насосы – ТН, забирающие тепло из окружающей среды, бывают разные. Все зависит от типа окружающей среды, используемой в качестве источника забора тепла и типа используемого теплоносителя.
Соответственно, выделяют такие виды ТН:
- воздух-воздух;
- вода-воздух;
- вода-вода;
- грунт-вода.
Первые два вида насосов применяют в системах воздушного отопления, а вторые два вида – в системах с жидким теплоносителем.
Самым выгодным с экономической точки зрения будет использование теплового насоса «вода-вода». Этот вариант целесообразно использовать, если рядом с домом располагается незамерзающий водоем, в который укладываются трубы для забора тепла.
Тепловой насос позволяет получать 30 Вт тепла с 1 м трубопровода. В зависимости от площади частного домовладения и потребностях в энергии потребуется уложить соответствующее количество труб.
Насосы, использующие воздух, не заменят традиционное отопление в регионах с суровым климатом. Что касается тепла, черпаемого из грунта, то это весьма дорогостоящий проект. Используют горизонтальное устройство геотермального поля, вертикальное и кластерное бурение.
При горизонтальном варианте предстоит соорудить геотермальное поле на глубину, большую уровня промерзания. Это около 1,5-2 м. Площадь такого поля получается внушительной – от 200 м2.
Для реализации вертикального и кластерного проекта потребуется бурение на значительную глубину с применением бурильных установок.
Это весьма дорогостоящая услуга. Оборудование такого вида тепловых насосов целесообразно для владельцев коттеджей, не задумывающихся о стоимости работ. Отопление, использующее тепло из недр земли, способно полностью заменить твердотопливное или газовое.
Геотермальное отопление выгоднее всего использовать в тандеме с устройством водяной «теплый пол». Оно позволяет получить самый оптимальный результат.
Из существенных недостатков – большая протяженность трубопровода для сбора тепла, дорогостоящие земляные работы по установке системы, потребность в большой площади для обустройства геотермального поля.
Вид #3 – солнечная энергия
Солнечная энергия, излучаемая светилом круглый год, способна даже в лютые морозы стать альтернативным видом для отопления загородного жилища. Важно научиться правильно ее собирать и использовать в отопительной системе.
Для сбора и преобразования энергии солнца используются солнечные батареи на фотоэлектрических преобразователях и коллекторы, представляющие собой систему трубок, наполненных теплоносителем.
Принципиальное отличие этих преобразователей заключается в том, что батареи вырабатывают ток, который можно использовать при электрическом отоплении загородного дома. Коллекторы же используются в системе водяного и воздушного отопления. Самый эффективный вариант – оборудование в помещениях системы теплых полов.
Мнение о том, что солнце не способно справиться с обогревом дома, справедливо лишь в случае неправильной установки и ошибочных расчетов количества необходимой энергии и тепла. Оптимально подобранная гелиоустановка вполне способна обеспечить автономное отопление.
Другой вопрос, что для этого потребуется вложить деньги в покупку оборудования, его монтаж и интегрирование в существующую отопительную систему.
Гелиосистема на фотоэлектрических преобразователях поглощает солнечную энергию, а кремниевые фотоэлементы сразу же превращают ее в постоянный электрический ток. 1 м2 установки способен вырабатывать 120 Вт.
Помимо панелей, улавливающих солнечное излучение и преобразующих его, для солнечной системы отопления предстоит установить контроллер заряда, преобразователь постоянного тока в переменный и позаботиться о безопасности – поставить предохранители.
Преимущество панелей – возможность подключать аккумуляторные батареи, накапливающие излишки энергии, которую можно использовать в ночное время. Существенный недостаток при использовании гелио батарей – наибольшая их эффективность в южных регионах. В суровом климате экономически нецелесообразно их устанавливать для использования в качестве основного вида отопления.
Солнечные установки, оснащенные системой трубок, больше подходят для регионов с холодными зимами и отрицательной температурой. В зависимости от строения панели и материалов, различают вакуумные коллекторы, плоские и концентраторы.
Наиболее дорогостоящие среди них – с вакуумными трубками. Но они самые эффективные в любое время года и любую погоду, ведь умеют поглощать широкий спектр солнечного излучения. Еще одно их преимущество – вакуумные панели успешно функционируют при отрицательной температуре до -35 °C.
Принцип работы коллектора заключается в том, что он улавливает солнечное излучение, которое в вакуумных трубках преобразуется в тепло. Далее оно передается теплоносителю, который доставляет его в теплообменный бак. Затем теплоноситель поступает в отопительную систему.
Более подробно лучшие конструкции для солнечного отопления дома мы рассмотрели в другой нашей статье.
Вид #4 – биологически чистое топливо
Одним из эффективных и доступных способов обогреть загородный дом служит котел, работающий на биологически чистом топливе.
Этот вид альтернативного отопления использует для своей работы отходы производства – шелуха сельскохозяйственных культур, щепа, опилки и другие побочные продукты деревообрабатывающей промышленности.
Из различных отходов делают плотные спрессованные гранулы небольшого размера – пеллеты, которые сжигаются в котлах. По сравнению с обычными дровами такое топливо горит дольше и позволяет получить больше тепла.
Так же делают крупные плотные брикеты из различного рода отходов растительного происхождения. Такое спрессованное топливо позволяет получить в 2-4 раза больше тепловой энергии. Его теплотворная способность составляет до 5,0 кВт×ч/кг.
Для газового котла можно использовать биогаз. Его несложно получить в процессе гниения органических отходов. Для этого потребуется соорудить достаточно объемный резервуар, поместить в него отходы, предусмотреть установку для их перемешивания.
Под воздействием воздуха и бактерий будет происходить процесс гниения и выделение газа. Предстоит установить трубопровод для сброса отработанного материала. Также для сбора газа в специальные резервуары, его очистки и перемещения в систему отопления, нужно использовать соответствующие приспособления.
Экологически чистый способ отопления, использующий альтернативный источник получения тепла – водородный котел.
В основе его работы лежит реакция взаимодействия молекул водорода с кислородом, в процессе которой выделяется огромное количество тепла. Этот вид отопления требует соблюдения правил эксплуатации и техники безопасности.
Основной недостаток – высокая стоимость фабричного оборудования. Выходом из сложившейся ситуации является оборудование водородной системы отопления своими силами.
Для ее работы потребуется постоянное подключение к источникам электроэнергии и воды, водородная горелка, водородный генератор, катализаторы и сам котел. Тепло, полученное в результате химической реакции, поступает в теплообменник, а в качестве отходов – простая вода.
Чтобы больше узнать о биотопливе, рекомендуем ознакомиться с другими нашими статьями по этой теме:
- Биогазовая установка для частного дома своими руками: рекомендации по устройству и пример обустройства самоделки
- Как получить биогаз из навоза: технология и устройство установки по производству
- Водородный котел отопления: устройство + принцип работы + критерии выбора
- Как сделать водородный генератор для дома своими руками: практические советы по изготовлению и монтажу
Как сэкономить на внедрении “зеленой энергетики”?
Проанализировав финансовую составляющую альтернативных видов отопления, можно прийти к неутешительному выводу – потребуются значительные средства на первоначальном этапе.
Вот спустя 3-7 лет, в зависимости от выбранного способа отопления, станет заметна существенная экономия благодаря энергонезависимой системе.
Сэкономить на использовании и установке альтернативных установок для выработки тепла можно. Многие домашние мастера с большим энтузиазмом подходят к созданию своими руками аналогов фабричным приборам преобразования альтернативной энергии.
Так, достаточно просто и недорого можно собрать гелиоустановку из шланга, которая послужит дополнительным источником нагрева воды.
Успешно собираются в домашних условиях небольшие ветряки из подручных средств. Также начитанные фермеры, проживающие в сельской местности, сооружают установки по преобразованию биологических отходов растительного и животного происхождения в биогаз.
В дальнейшем он используется для потребностей хозяйства. В зависимости от размера резервуара для сбраживания отходов и площади частного дома, возможно полностью обеспечить хозяйство биогазом для удовлетворения всех нужд.
Выводы и полезное видео по теме
Видео о комбинировании альтернативных источников для получения электричества в небольшом загородном доме:
Ролик об изготовлении ветрогенератора своими руками поможет легко разобраться в принципах устройства:
Небольшое видео об использовании теплового насоса:
Видео ролик о получении биогаза:
Отказаться от традиционных источников отопления вполне реально. Для этого нужно внимательно подобрать альтернативу или скомбинировать несколько, исходя из особенностей местности, площади своего загородного дома и придомовой территории.
Энергия солнца, земли, сила ветра, утилизация бытовых отходов растительного и животного происхождения вполне способны стать достойной заменой газу, углю, дровам и платному электричеству.
Вы используете один из альтернативных источников энергии для домашних целей? Поделитесь, в какую сумму вам обошлась сборка установки и как быстро она окупилась.
Или может кто-то из ваших знакомых обустроил свой загородный дом на возобновляемых источниках? Использовав систему солнечных батарей или тепловой насос в качестве независимого источника для получения тепла, ГВС и электроэнергии?
Расскажите об этом опыте в комментариях под статьей – наглядный пример будет полезен домовладельцам, все еще сомневающимся в реальности альтернативной энергетики.
Источник: sovet-ingenera.com
Полноценно заменить привычную систему отопления альтернативной вполне реально. И тому уйма примеров по всему миру.