Виды отопления домаВ 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

Альтернативные источники тепла


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

Три вида альтернативного отопленияПолноценно 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

Насос тепловой. Вид изнутриИх 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.

Подземный вид альтернативного отопленияНасосы 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

коллектор на алиекспресс


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

купить-ветрянное-альтернативное-электричество

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

электрокотел выбрать

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

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

Немного об альтернативной энергии

Для некоторых домовладельцев подходящей альтернативой может стать любая возможность отказаться от привычного в сельской местности отопления газом. Другие же стремятся к полной автономии и присматриваются к возможностям аккумулировать и использовать солнечную энергию.

Поборники защиты окружающей среды ратуют за экологически безопасную энергию земли и воды. Некоторые озабочены тем, каким образом прогревается воздух в доме и тем, как отопительные приборы влияют на влажность в помещении.

Использование природных источников энергии

Использование природных источников энергии в настоящее время достаточно дорогостоящее и окупается, как правило, в течение десяти и более лет

В целом современные альтернативные виды отопления выглядят достаточно разнообразно:

  • котлы, работающие на твердом или жидком топливе, а также на биотопливе;
  • тепловые насосы, в основе работы которых находится использование геотермальной энергии;
  • солнечные коллекторы, использующие тепловую энергию солнца;
  • инфракрасные обогреватели различного типа;
  • «теплый плинтус».

Еще недавно к альтернативным методам отопления относились и системы типа «теплый пол», которые появились на рынке не так давно. Сегодня же они стали вполне привычными и прекрасно дополняют, а порой и полностью заменяют привычные способы отопления с помощью радиаторов.

Казалось бы, использование газового котла для отопления частного дома имеет множество преимуществ. Многие тысячи домов обогреваются именно так. Однако требования домовладельцев к качеству отопления постоянно растут.

Стоит отметить, что подключить газовый котел к магистрали технологически не так уж просто. Проблемы возникают и в процессе оформления всех соответствующих документов. Кроме того, стоимость газа постоянно растет. Наконец, нарекания вызывает и качество тепла. С помощью котла сложно обогреть дом равномерно: температура у радиаторов и пола намного выше, чем в центре помещения.

Сравнительный анализ: почему стоит отказаться от газового отопления?

Альтернативные источники энергии - за ними будущее

Альтернативные источники энергии — за ними будущее!

Стоимость топлива. Природный газ только повышается в цене, и, являясь невозобновляемым энергоресурсом, будет еще дороже в будущем.

Сложность подключения. Как ни крути, а сегодня подключение к магистральному газопроводу сопровождается неизбежными сложностями – и в плане стоимости подключения, и в плане получения разрешения на подключение

Потенциальная взрывоопасность. Газовое топливо – одно из самых опасных веществ.

Как же решить проблему отопления загородного дома? Использовать электричество? Но использование электроэнергии окажется более затратным, чем использование газового топлива.

Поэтому и используют другие, альтернативные источники отопления, самым оптимальным вариантом из которых является тепловой насос.

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.

Схема отопления

Схема отопления на основе насоса рассол-вода.

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.

Частые причины перехода на альтернативное отопление

Основная причина, по которой используются альтернативные источники отопления частного дома, – это регулярное подорожание многих видов энергоносителей. К ним можно отнести газ, природный уголь, электроэнергию и другие разновидности.

Сегодня для отопления частного дома чаще всего используются газовые магистрали. Стоимость такого отопления является самой приемлемой, но и она постоянно повышается. Поскольку газ является энергоресурсом, который рано или поздно иссякнет, тенденция к росту цен будет сохраняться постоянно. В такой ситуации альтернативное отопление можно назвать не только выгодным с экономической точки зрения, но и прогрессивным, поскольку в качестве источников тепла используются восполняемые ресурсы. В итоге древесина и не восполняемые ископаемые ресурсы не расходуются.

Тепловые насосы

В этом случае топливно-энергетическими ресурсами могут выступать пары «вода – вода» или «рассол – вода».

«Вода-вода»

Принцип действия такого отопления следующий: вода, забираемая из земляной скважины, перекачивается через тепловой насос, и своей тепловой энергией обеспечивает подачу тепла в дом. Обратно отработанная вода сливается в грунт.

Для того, чтобы данная схема работала безупречно на дом площадью до 80 м2, хозяину дома понадобится бурить не менее двух водозаборных и сливных скважин, глубина которых составляет от 50 м и больше.

«Рассол-вода»

Принципиальная схема отопления тепловым насосом с топливом «рассол-вода» несколько иная: в качестве тепловой энергии топлива выступает раствор, помещенный в трубы U-образной формы.

Принципиальная схема работы теплового насоса. Нажмите для увеличения.

Трубы необходимо расположить в пробуренной скважине на глубине не менее 150 м, либо устроить из труб теплообменник, который будет находиться на глубине от 5 м и ниже. Это понадобится для того, чтобы снизить перепад температур в разное время года.

И количество скважин, и их размер будут определяться из расчета 50 Вт/мп, т.е., с каждого погонного метра одной скважины можно получить 50 Вт тепловой энергии. В случае же установки теплообменника расчет несколько другой – 40 Вт/м2 площади теплообменника с учетом межтрубного расстояния до 800 мм.

Вывод: альтернативные системы отопления загородного дома с применением теплового насоса на топливе «вода-вода» или «рассол-вода» покажутся слишком затратными, но это только на первый взгляд.

Лидер по сумме капиталовложений для обогрева частного дома тепловым насосом имеет больший срок окупаемости, но затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования окажутся минимальными относительно других видов отопительных систем.

Отработанные масла

Еще одной разновидностью можно назвать такие альтернативные источники энергии, как отработанные масла.

И, хотя этот вид топливно-энергетического ресурса не является возобновляемым и его часто утилизируют — собирают, хранят, перевозят, перерабатывают – очень многие производители котлов отопления домов используют отработанные масла в качестве топлива (при производстве мультитопливных котлов).

Почему именно масла? Потому что калорийность их превышает калорийность других видов топлива – дизтоплива, угля, древесины. Недостатки: потребность в специальной емкости-накопителе для хранения резервного запаса; альтернативное топливо обязательно должно быть надлежащего качества.

Виды альтернативного отопления, их плюсы и минусы

В качестве альтернативных ресурсов используется энергия ветра, солнца, тепло из недр земли, отходы жизнедеятельности человека и производственные отходы. Важным является и то, что использование этих ресурсов не ведет к загрязнению среды, потому что они являются натуральными и экологически чистыми.

энергия ветра

Основные преимущества экотоплива – существенная экономия, сохранение экологии и ископаемых ресурсов. Единственным недостатком альтернативных источников являются существенные капиталовложения на начальном этапе. Однако через 4-7 лет такие системы полностью окупаются и дают хозяину тепловую энергию без каких-либо финансовых вложений с его стороны.

Солнечное отопление

Гелиосистемы для отопления жилья могут использоваться двумя способами:

  • преобразование солнечной энергии в электрическую, которая используется для функционирования отопительного оборудования;
  • использование энергии солнца для подогрева жидкого теплоносителя, который будет циркулировать за счет работы насоса или естественным образом и проходить через отопительные радиаторы или конвекторы.

Важно! С использованием солнечного коллектора можно сделать самое простое альтернативное отопления жилья своими руками. Кроме коллектора понадобится циркуляционный насос и батареи.

солнечное отопление

Основным минусом гелиосистем является то, что в любом регионе бывают пасмурные дни, когда работа системы будет малоэффективной. Поскольку ночью солнечного света нет, гелиосистемы не подходят для круглосуточной эксплуатации.

Варианты реализации отопления дома с использованием энергии солнца:

  1. Для круглосуточного обогрева солнечный коллектор работает параллельно с электрообогревателями. Для контроля температуры теплоносителя применяют специальные датчики. Когда температура обогрева от гелиоколлектора снижается до установленного минимального значения, включаются отопительные ТЭНы.
  2. Солнечный коллектор и инвертор используются в комплексе с емкой аккумуляторной батареей. Ночью и в пасмурный день эта батарея будет источником питания. Недостаток такого варианта в том, что срок службы аккумуляторов составляет пять лет, а расходы на покупку новых изделий приравниваются к счетам за электроэнергию за пятилетний срок.
  3. Еще один вариант – гелиобатареи с инвертором и контроллером, которые эксплуатируются совместно с любыми электрообогревателями.

Ветровая энергия

Одним из вариантов альтернативного отопления коттеджа является использование энергии ветра. В продаже можно найти готовое оборудование для обустройства системы. Его стоимость вполне приемлемая. Однако поскольку это оборудование предназначено для промышленного использования, габариты крыльчатки внушительные. Например, ветрогенератор на 4 кВт может иметь крыльчатку размером 10 м.

Важно! Альтернативные способы обогрева дома с использованием ветрогенераторов подходят для регионов с постоянной ветреной погодой. Это территории в степной местности и населенные пункты на морском побережье.

ветровая энергия

Ветрогенераторы имеют те же проблемы с использованием, что и гелиосистемы. Одно если в последних солнечная энергия для обогрева задействуется напрямую, то при использовании силы ветра все намного сложнее. В этом случае механическая энергия от вращения лопастей ветряка должна преобразовываться в электрическую. Только после этого можно отапливать дом. Все это приводит к снижению КПД системы отопления.

Тепловая энергия земли

Для использования геотермальной энергии понадобятся специальные тепловые насосы. Они преобразуют тепло, которое отдают подземные воды, земля, окружающий воздух. При этом температура используемой среды должны быть выше нуля.

Принцип работы системы основан на сборе тепловыми насосами тепла, его преобразовании и передаче в контур отопления. В составе насоса есть три замкнутых контура:

  • внешний забирает тепло у источника (в этом контуре циркулирует соляной раствор или антифриз);
  • внутренний контур заполнен фреоном или другим хладагентом;
  • в третьем отопительном контуре циркулирует теплоноситель.

Такое альтернативное отопление частного дома своими руками можно сделать, если соорудить простейший вариант теплового насоса. В зависимости от типа используемого источника тепла и разновидности теплоносителя применяются разные тепловые насосы:

  • вода-вода;
  • воздух-воздух;
  • грунт-вода;
  • вода-воздух.

Важно! Насосы вода-воздух и воздух-воздух используются при реализации воздушного отопления дома. А ТН типа грунт-вода и вода-вода применяют в системах отопления дома с жидкими теплоносителями.

тепловая энергия земли

Экономически наиболее выгодным является насос вода-вода. Эти системы подходят для домов, рядом с которыми есть незамерзающие водоемы. В них укладываются трубопроводы забора тепла. С одного метра такой трубы получают 30 Вт тепловой энергии. Протяженность трубопровода определяется площадью отапливаемого дома и потребностями в тепловой энергии.

Насосы, использующие тепло из воздуха, не могут полностью заменить системы традиционного отопления в регионах с холодным климатом. Тепловые насосы, которые получают тепло из земли, считаются дорогостоящими. Эти системы лучше использовать в комплексе с водяными теплыми полами. Недостаток таких ТН в значительной протяженности трубопровода, который собирает тепло, дорогостоящих бурильных и земляных работах, а также в необходимости обустройства геотермального поля большой площади.

Котел на биотопливе

Котел, работающий на биотопливе, использует отходы сельскохозяйственного производства (шелуха, очистки), продукты деревообработки (опилки, щепки). Из них делают плотные гранулы, называемые пеллеты. Именно они и сжигаются в котлах. Пеллеты горят дольше, чем дрова, и дают больше тепла. Кроме пеллетов делают большие брикеты из растительных отходов. Брикеты дают в 2-4 раза больше тепла.

Для использования в газовых котлах подходит биогаз. Это продукт гниения органических отходов. Для получения биогаза нужно соорудить вместительный резервуар для укладки отходов, а также предусмотреть перемешивающую установку. Процесс гниения и выработки газа происходит с участием бактерий и воздуха. Отработанный материал собирается и выводится через специальный трубопровод. Кроме этого, понадобятся различные приспособления для сбора газа, его чистки и транспортировки в отопительную систему.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается о преимуществах и недостатках различных видов источников альтернативного отопления.

Итоги

При выборе вариантов отопления иногда более выгодным будет альтернативное отопление частного дома.  То есть система обогрева, построенная на использовании энергии ветра, солнца, воды, тепла из недр земля, биотоплива и других источников.

Есть и весомая экономия при использовании самопроизвольно возобновляемой энергии, хотя первоначально так не кажется. Обычно такие проекты окупаются за 4-7 лет, далее остаются только расходы по обслуживанию системы.

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

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.

Другие альтернативные системы без использования газа

Водородный котел – это альтернативный источник тепловой энергии, который отличается экологической чистотой. Принцип работы основан на реакции взаимодействия молекул кислорода и водорода. В результате этого взаимодействия выделяется огромное количество тепла. Однако для эксплуатации такого вида отопления важно строго соблюдать технику безопасности.

водородный котел

Главный недостаток такого устройства в высокой стоимости используемого оборудования. Единственным способом экономии можно считать вариант с самостоятельным изготовлением оборудования. Для работы система должна быть постоянно подключенной к водоснабжению и электропитанию. Также нужна водородная горелка, сам котел, катализаторы и водородный генератор. Тепло, которое вырабатывается в результате химической реакции, подается в теплообменник. В результате работы установки образуются отходы – обычная вода.

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.

TEK

Принцип работы.

Какие альтернативные системы можно применять в многоквартирном доме?

Альтернативное отопление квартиры в многоквартирном доме реализуется с использованием гелиобатареи с инвертором и контроллером, которые параллельно подключаются к розетке и используются совместно с электрообогревателями любого типа. Такую схему экономии электроэнергии в квартире несложно реализовать своими руками.

В жилье нужно установить механический дисковый счетчик, который будет отматывать электроэнергию в обратном направлении в ясную погоду, когда фотоэлементы будут вырабатывать намного больше электроэнергии, чем расходуется на обогрев. Электронные приборы учета не подходят, потому что не чувствительны к обратному направлению токов. При отматывании киловатт в обратном направлении получается существенная экономия.

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.

Биотопливо

Так выглядит биотопливо.

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.

Монтаж теплого пола

Процесс монтажа теплого пола.

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: kachestvolife.club

Авторы: Олег Петрович Ковалев, Александр Владимирович Волков

АННОТАЦИЯ

Представлены сравнительные экологические характеристики энергетических установок различного типа. Показаны преимущества нетрадиционных энергетических установок. Указаны стоимости зарубежных и отечественных солнечных водонагревательных и фотоэлектрических установок и их потенциальные потребители в Приморском крае.

В сельской местности России инженерные системы централизованного теплоснабжения охватывают только около 8% домов. При централизованном теплоснабжении теплоноситель поступает в систему отопления и горячего водоснабжения от котельных иногда удаленных от потребителей на десятки километров, что приводит к большим потерям производимой теплоты (до 50%) [1]. Анализ зарубежных концепций теплоснабжения показал, что в большинстве европейских стран от централизованного отопления отказались 30…40 лет назад. Теплоснабжение зданий не только в сельской местности, но и в городах, обеспечивается автономными котельными на одно или группу зданий с короткими теплотрассами. Ориентировочная мощность тепловых потерь зданий индивидуальной застройки в России составляет 0,143 кВт на квадратный метр общей площади. Таким образом, для среднего коттеджа требуемая мощность теплоисточника достигает 50…100 кВт тепловой мощности.

Следует отметить, что качество теплоизоляции наших домов уступает зарубежным. Так, удельный расход тепловой энергии финскими домами, по данным [2], составляет 45…50 кВт*ч/(м3/год). В России, в этих же условиях (Выборг, Петрозаводск), энергопотребление составляет 80…120 кВт*ч/(м3/год).

В настоящее время АО «Сибтепломаш» (г. Братск) готовит к выпуску серию автоматизированных универсальных мини-котельных (табл. 1) для отопления коттеджей. Рабочее давление теплоносителя — 0,4 МПа, температура 70…95 °С.

Таблица 1

Основные технические данные мини-котельной

  Типоразмер  котла Производи-тельность,  кВт Отапливаемый объем, м3 Габариты котла, мм
длина Ширина высота
КЧМ-2М — 5   29,5   675 540 475 1070
КЧМ-2М — 6   36,0   830 650 475 1070
КЧМ-2М — 7   42,5   1000 760 475 1070
КЧМ-2М — 8   49,0   1200 870 475 1070

Цена теплового центра мощностью 50 кВт производства Финляндии составляет 23 тыс. долл. США. С учетом доставки в Россию, привязки к проекту, монтажа и наладки эта сумма достигает 38…43 тыс. долл. США.

Альтернативные источники теплаПереход на децентрализованные системы теплоснабжения открывает новые перспективы перед использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Преимуществом нетрадиционных энергетических установок является их экологичность. Сравнение различных типов энергетических установок, по данным [3, 17], представлено в таблице 2.

В последнее время во всем мире большое внимание уделяется охране окружающей среды. В декабре 1997 г. Россия подписала «Киотский протокол» и взяла на себя обязательства по сокращению выбросов СО2 и других парниковых газов.

Основную долю электрической и тепловой энергии в России, да и во всем мире производят угольные ТЭС, дающие наибольшее количество вредных выбросов (табл. 3).

С другой стороны, по данным Мирового энергетического совета (МИРЭС), запасов нефти, угля и газа, при нынешнем уровне потребления, хватит, соответственно на 40, 250 и 60 лет [5]. Недостаточные электрофикация и механизация личных подсобных хозяйств (процессов кормоприготовления, обработки участков, отопления жилых и производственных помещений, подогрева воды, приготовления пищи и т.п.) обуславливают большие затраты труда сельской семьи на эти нужды. Такие затраты в 2,5 раза превышают затраты труда в общественном секторе сельскохозяйственного производства [6]. В среднем затраты труда одной семьи на ведение личного подсобного хозяйства составляют 5,4 ч. Затраты времени только на обслуживание источников теплоты на газе и жидком топливе составляют 0,1…0,3 ч., твердом топливе — 1,5…2 ч. [7].

Таблица 2

Сопоставительные эколого-экономические показатели энергетического производства

Показатель Угольная ГЭС Газомазутная ГЭС ГЭС АЭС Нетрадиционные источники энергии
солнечная ветровая геотермальная биомасса
1. Объем вредных выбросов в атмосферу, кг/(МВт.ч) 20…25 2…15 менее1 3…10
2.  Потребление свежей воды, м3/(МВт.ч) 40…60 25…35 70…    90 20
3.  Сброс загрязненных сточных вод,  м3/(МВт.ч) 0,5 0,2 до 0,5 0,02 0,01 0,1 0,2
4.  Объем твердых отходов, кг/(МВт.ч) 200…  500 0,2 0,2 0,2
5.  Изъятие земель, га/(МВт.ч) 1,5 0,5…  0,8 100 2,0 2…3 1…10 0,2 0,2…  0,3
6.  Затраты на охрану природы, руб./кВт установленной мощности 70…  160 10…80 1,5 400 1,0 0,5…  1,0 15…20
7.   Прогнозируемое увеличение себестоимости, 1 кВт.ч электроэнергии под влиянием природоохранных затрат, % 20…30 8…25 1,0 15…    40 1,0 1…3 3…10
8.  Количество сбрасываемой с охлаждающей водой теплоты, ГДж/(МВт.ч) ~7500 ~ 4500 7300 1500
9.  Стоимость энергии, долл./(кВт.ч ) 0,02…  0,04 0,025 0,1 1,0 …   2,0 0,05…  0,1 0,01
10.    Удельные капитальные вложения, долл./кВт
ФЭС
Солнечная ТЭС (LUZ)
1000…  1500 1000…  1500 1500 2000 10000
800
1500 2000

Основную долю электрической и тепловой энергии в России, да и во всем мире производят угольные ТЭС, дающие наибольшее количество вредных выбросов (табл. 3).

С другой стороны, по данным Мирового энергетического совета (МИРЭС), запасов нефти, угля и газа, при нынешнем уровне потребления, хватит, соответственно на 40, 250 и 60 лет [5]. Недостаточные электрофикация и механизация личных подсобных хозяйств (процессов кормоприготовления, обработки участков, отопления жилых и производственных помещений, подогрева воды, приготовления пищи и т.п.) обуславливают большие затраты труда сельской семьи на эти нужды. Такие затраты в 2,5 раза превышают затраты труда в общественном секторе сельскохозяйственного производства [6]. В среднем затраты труда одной семьи на ведение личного подсобного хозяйства составляют 5,4 ч. Затраты времени только на обслуживание источников теплоты на газе и жидком топливе составляют 0,1…0,3 ч., твердом топливе — 1,5…2 ч. [7].

Перечисленные причины, а также тенденция к повышению стоимости органического топлива и тарифов на электрическую и тепловую энергию, приводят к более широкому использованию возобновляемых источников энергии. Использование солнечной энергии для горячего водоснабжения в Европе выросло с начала 80-х годов на 18% [8]. Сейчас площадь остекленных коллекторов для нагрева воды составляет 23 млн. м2, а неостекленных для подогрева воды в бассейнах — 5 млн.м2. Стоимость самых простых солнечных установок горячего водоснабжения (термосифонных) во Франции составляет 8…10 тыс. франков, тогда как электроустановок той же тепловой мощности — 4…5 тыс. франков. В среднем, стоимость солнечных металлических плоских коллекторов для получения тепловой энергии составляет 350…1000 долл./м2 (включая затраты на монтаж). Ожидается, что к 2020 г. их стоимость снизится до 50…400 долл./м2 [9].

Таблица 3

Вредные выбросы при производстве энергии на традиционных ТЭС [4]

Вид вырабатываемой энергии

Вредные выбросы

SO2 ,

т

NOх ,

т

CO2 ,

т

Зола,

шлак, т

Тепловое заг-

рязнение, МДж

Потребление

кислорода, т

1. Электрическая энергия (на 1000 МВт.ч)

31,8

3,0

870,0

73,0

(6…8)×106

633,0

2. Тепловая энергия (на 1000 Гкал)

18,0

1,7

492

41

(3…4)×106

358,0

Американской компанией Heliodyne, Inc. выпускается ряд коллекторов Gobi площадью 2,24, 3,00 и 3,74 м2 при стоимости 388, 519 и 647 долл. США соответственно (данные 1998 г.). Удельная стоимость собственно коллекторов 173 долл./м2. Этой же компанией выпускаются и солнечные водонагревательные установки одноконтурные (летний вариант) и двухконтурные, которые могут работать круглый год. В комплект установки входит 1 коллектор Gobi 308 площадью 3 м2, бак-аккумулятор емкостью 240 л, насос, система контроля и управления. Стоимость одноконтурной установки — 1096 долл., двухконтурной — 1689 долл. Удельная стоимость 365,3 долл./м2 и 563 долл./м2  соответственно.

Кроме небольших установок, обеспечивающих потребности в горячей воде отдельных коттеджей, в США разработан и смонтирован ряд крупных установок (табл.4).

Таблица 4

Солнечные водонагревательные установки большой тепловой мощности

Местоположение Год запуска Общее теплопотребление здания, Гкал(МДж) Теплопроизводи-тельность солнечной установки, Гкал(МДж) Площадь солнечной установки, м2 Стоимость (с учетом монтажа), долл. США Удельная стоимость, долл./м2
State Transportation Building (Boston MA) 1982 205(862·103) 171(0,7·106) 371,6 250000 672
University, California, Los Angeles 1984 3273(13,7·106) 1964(8,2·106) 2267 940800 415
Saint Rose Hospital,Texas 1990 378(1,58·106) 302(1,27·106) 465 145000 311,8
The Greenview Condominium Honolulu,Hawaii 1994 322(1,35·106) 209(0,876·106) 223 156000 699,5

По разработкам лаборатории нетрадиционной энергетики ИПМТ ДВО РАН [10, 11, 12] в г. Уссурийске налажен серийный выпуск солнечных водонагревательных установок. Стоимость солнечного коллектора КС-3, площадью 3 м2 составляет (в ценах на 1.10.1999 г.) 12357 руб. Стоимость солнечной водонагревательной установки площадью 24 м2 с баком-аккумулятором емкостью 2 м3 составляет 180000 руб. Сравнение с данными табл.4 показывает целесообразность развития производства солнечных водонагревательных установок на отечественных предприятиях.

Решение проблемы обеспечения потребителей горячей водой заданной температуры от гелиосистемы в условиях неравномерного поступления солнечной энергии возможно путем включения в схему дублирующего источника энергии, например, мини-котельной.

Удельный  расход условного топлива в мелких котельных [10] превышает 71 кг у.т./ГДж при удельном теплопотреблении, в среднем по Дальневосточному региону, — 58,5 ГДж/(чел.год) и потреблении электроэнергии — 1570 кВт.ч/(чел.год).

Производство теплоты солнечной водонагревательной установкой в Приморском крае может достигать 3,5 ГДж/(м2·год). Таким образом, каждый квадратный метр солнечной водонагревательной установки может экономить в год до 200…250 кг у.т.

В общем случае, экономию органического топлива за счет использования солнечной энергии в (кг/год) можно рассчитать по выражению

где Q — суммарное количество теплоты, выработанное солнечной водонагревательной установкой за год, ГДж/год; hзам — КПД замещаемого источника теплоты; Qн — низшая теплота сгорания органического топлива, кДж/кг.

Потенциал потребителей солнечных водонагревательных установок в Приморском крае довольно высок. В крае насчитывается (по данным на 1.12.1999 г.) 140816 индивидуальных домов, 153033 дачных участков и 2525 фермерских хозяйств. 

Для обеспечения горячей водой индивидуальной семьи достаточно СВНУ площадью 4…6 м2 и бак-аккумулятор емкостью 300 л; дачного участка — 2 м2; фермерского хозяйства — 15…25 м2 и бак- Суммарная потребность Приморского края в солнечных коллекторах может составить до 1 млн.м2. При этом может быть обеспечена экономия органического топлива в объеме 71000 т у.т., снижение выброса вредных веществ. Кроме этого, улучшаются социально-бытовые условия жизни населения и экономятся непроизводительные затраты труда на отопление и горячее водоснабжение.

В настоящее время электроснабжение автономных потребителей за счет фотоэлектрического преобразования солнечной энергии используется слабо и, в основном, как маломощные источники для электронной аппаратуры. Считается [15], что электроснабжение за счет солнечной энергии экономически целесообразно при суточном энергопотреблении до 4 кВт.ч. Расчеты показывают, что, в зависимости от состава семьи, времени года, наличия домашних электроприборов расход электроэнергии составляет от 0,5 до 4 кВт.ч/сут.

Освоенные отечественной промышленностью солнечные фотоэлектрические модули позволяют получить с 1 м2 при КПД = 12% до 120 кВт.ч электроэнергии в год.

Таким образом, площадь солнечных фотоэлектрических модулей для обеспечения потребностей средней семьи составит от 1,5 до 12 м2. При стоимости 10 долл. США за 1 Вт установленной мощности стоимость фотоэлектрической станции составит 2000…16000 долл. США в ценах 1999 г.

Потенциальные потребности в фотоэлектрических станциях для обеспечения электроэнергией фермерских хозяйств, индивидуальных застройщиков и дачных участков (из расчета 4 кВт.ч/сут.) могут достигнуть 35000…50000 кВт.

В США и Германии существуют и проводятся в жизнь государственные программы по использованию фотоэлектрических станций для электроснабжения автономных объектов («миллион» и «сто тысяч солнечных крыш», соответственно).

Приморский край относится к благоприятным районам России по потенциальным ресурсам солнечной энергии. Практические ресурсы солнечной энергии с учетом экологических и других ограничений составляют: при получении только тепловой энергии — 16,0 млн.кВт электрической энергии — 4,9 млн.кВт [16], в то время как установленная электрическая мощность оборудования электростанций в крае по данным [18] составляет 2,7 млн.кВт. Таким образом, мощность электростанций и ресурс солнечной энергии при получении электрической величины одного порядка.

Широкое внедрение нетрадиционной энергетики в России сдерживается дороговизной и большой материалоемкостью оборудования, а также неустойчивостью внутриполитического и экономического положения. Существующее законодательство не создает стимулов для производителей и пользователей возобновляемых источников энергии. Привлечь внимание к нетрадиционным видам энергии может сеть демонстрационных установок различного назначения, а также постоянное повышение стоимости органического топлива и тарифов на электрическую и тепловую энергию, что приводит к росту конкурентоспособности возобновляемых источников энергии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Поляков В.А. Автономное теплоснабжение // Энергетическое строительство, № 10, 1994, с. 11-14.

2. Никкинен Рейо Энергетическое сравнение систем централизованного теплоснабжения России и Финляндии // Теплоэнергетика, 1999, № 4, с. 75-78.

3. Перспективы развития альтернативной энергетики и ее воздействие на окружающую среду / В.В.Алексеев, Н.А.Рустамов, К.В.Чекарев, Л.А.Ковешников. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 1999, с. 152.

4. Благородов В.Н. Проблемы и перспективы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии // Энергетик, 1999, № 10, с. 16-18.

5. Долгов В.Н. Перспективы создания подземных атомных электростанций на базе корабельных технологий // Судостроение, № 5, 1999, с. 32-36.

6 Стребков Д.С., Тихомиров А.В. Задачи энергообеспечения и энергосбережения в сельскохозяйственном производстве в условиях многоукладной экономики // Энергетическое строительство, № 8, 1994, с. 20-25.

7. Братенков В.Н., Хаванов П.А., Вэскер Л.Я. Теплоснабжение малых населенных пунктов. М.: Стройиздат, 1988, 223с.

8. Chauffe eau et piscines tirent le marche du sobairethermu // Usine non , 1998, № 2638, p 74-76.

9. Solar energy utilization on the verge of market introduction — facts and figures / Rasch W., Sanchez F., Winter C.-J // 15th Congr. World Energy Counc., Madrid, Sept. 20-25, 1992. Div. 3. Pt.1-(Madrid)- P. 279-300.

10. А.С. 1814003. Солнечный водонагреватель / Ильин А.К., Ковалев О.П., Волков А.В. Бюлл. № 17. 1993.

11. Патент 2037107. Солнечный жидкостный нагреватель / Ильин А.К., Ковалев О.П., Лощенков В.В. Бюлл. № 16, 1995.

12. Патент № 2086864. Солнечная водонагревательная установка / Ильин А.К., Ковалев О.П., Лощенков В.В. Бюлл. № 22, 1997.

13. Апполонов Ю.Е., Миклашевич И.В. О комплексном использовании нетрадиционных возобновляемых источников энергии // Энергетическое строительство, № 1, 1994. С. 15-18.

14. Смирнов П.Н., Наседкин С.П. К оценке экономической эффективности солнечных установок горячего водоснабжения // Технология судостроения, 1991, № 5. С. 86-88.

15. Солнечные фотоэлектрические системы // Возобновляемая энергия, 1997, № 1, с. 15-17.

16.Ильин А.К., Ковалев О.П. Нетрадиционная энергетика в Приморском крае: ресурсы и технические возможности. Владивосток: ДВО РАН, 1994. 40 с.

17. Reality check on renewables // ECOal, 1999. № 29, p 4-5.

18. Башаров Ю.Д., Штым А.М., Манякин Ю.И. Обоснование и выбор направления совершенствования сжигания твердого топлива на станциях АО «Дальэнерго» // Материалы 35 научно-технической конференции. ч.2. Владивосток: ДВГТУ, 1995. С. 51-53.

Эта статья прочитана 5516 раз(а)!

Источник: www.solarhome.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.