Системы отопления загородного дома

Какой может быть система отопления в загородном доме?

Статья не претендует на полный обзор всех существующих отопительных систем: мы лишь предложим несколько схем, которые не требуют больших первоначальных вложений и при этом максимально экономичны.

Вступление

Давайте обозначим граничные условия нескольких сценариев.

1. К дому подведен магистральный газ.
2. Район, в котором построен дом, не газифицирован.
   Для этого случая мы отдельно разберем три подварианта:
   
   
   • Владельцы дома живут в нем постоянно.
   • В холодное время года дом посещается периодически, существенную часть времени проводя пустым.
   • Дом расположен в регионе с теплым климатом; средняя температура самого холодного месяца в году ненамного ниже нуля.

В этом порядке мы и разберем возможные решения.

Магистральный газ

Этот вид топлива был и остается самым дешевым источником тепловой энергии. Почетное второе место делят дрова и уголь; затем ноздря в ноздрю следуют пеллеты, сжиженный газ и соляровое масло. Самый дорогой способ отапливать свой дом — использовать для этого электроэнергию.

Однако: цены на ископаемые виды топлива растут куда быстрее, чем стоимость электроэнергии.
Отчасти это связано с исчерпанием невосполнимых запасов сырья, отчасти — с переходом энергетики развитых стран на так называемые «зеленые» источники — солнце, ветер и геотермальное тепло.
В ближайшем будущем картина может радикально измениться.

Какой будет наша система отопления для загородного дома в этом случае?

Схема

Ничего неожиданного ждать не стоит: мы смонтируем обычный контур водяного отопления. В качестве теплоносителя будет использована вода — ведь отоплению предстоит работать круглосуточно; разводка — простейшая однотрубная схема для одноэтажного дома и двухтрубная — для многоэтажного.

Котел

Если у вас нет длительных перебоев с электроэнергией, стоит предпочесть газовый котел с электронным розжигом. Он примерно на 20 % экономичнее только за счет того, что не нуждается в пилотной горелке. Кроме того, электронное управление позволяет использовать выносные пульты управления и термостаты в произвольной точке дома.

А вот следующий логичный шаг на пути экономии — выбор конденсационного котла отопления  — уже не столь однозначен. Устройства этого типа еще примерно на 10% экономичнее; однако и их цена в полтора-два раза выше. Кроме того, они требуют весьма низкой температуры обратки, что заставит вас сильно усложнить отопительную систему.

Материалы

Что нам потребуется помимо котла?

• Трубы для разводки. Для автономного отопления лучший выбор — полипропиленовые трубы с армирующим слоем. Они дешевы, просты в монтаже и обладают достаточной надежностью для автономной системы с ее полностью контролируемыми параметрами.

Полезно: армирование нужно не для увеличения прочности на разрыв, а для уменьшения теплового удлинения.
Трубы из неармированного полипропилена с жестким креплением и без специальных компенсаторов при нагреве заметно провисают или идут волной.

В бюджетной системе с принудительной циркуляцией при разумной площади дома используются, как правило, трубы с внешним диаметром 25 миллиметров (что соответствует стальным трубам ДУ20).

• Радиаторы. И здесь никакие изыски не требуются: лучшим выбором станут обычные алюминиевые батареи отопления с их скромной стоимостью и великолепной теплоотдачей.
• Запорная арматура и группа безопасности. Набор из циркуляционного насоса, предохранительного клапана, расширительного бачка, автоматического воздухоотводчика и манометра сейчас монтируется в корпусах даже самых недорогих газовых котлов.
  Из дополнительного оборудования могут потребоваться:
  • Дроссели или, что куда лучше, термостатические головки на подводках обратки радиаторов. Они позволят независимо регулировать температуру для каждой комнаты.
  • Шаровые краны на второй нитке подводки каждого отопительного прибора. Они пригодятся, если нужно будет отсечь радиатор полностью, не сбрасывая основной контур.
  • Во всех воздушных карманах ставятся воздушники — ручные или автоматические.
  • При большой площади дома может потребоваться дополнительный расширительный бачок. В котлах стоят бачки объемом 8 литров; суммарный объем расширительных баков в системе должен быть примерно равен 10 % объема теплоносителя.
  
  

Твердое топливо

Водяное отопление

В отсутствие магистрального газа и в холодном климате единственный бюджетный вариант — система отопления на твердом топливе. И в этом случае вода по дому разводится армированным полипропиленом; остальные характеристики тоже не отличаются принципиально от тех, что актуальны для газовых котлов. Однако ряд особенностей все же есть.

Если у вас часты длительные отключения света — не стоит делать ставку только на циркуляционный насос. Твердотопливный котел прекрасно работает в гравитационной системе; вполне возможна схема, которая работает и с естественной, и с принудительной циркуляцией.

Как она реализуется?

1. Котел устанавливается максимально низко относительно радиаторов. Если это возможно — в подвале.
2. Сразу после котла розлив вертикально поднимается на максимальную высоту, откуда опускается по контуру дома с небольшим постоянным уклоном. При естественной циркуляции вода, нагревшись, будет вытесняться более плотным и холодным теплоносителем вверх и оттуда самотеком возвращаться через батареи, отдавая им тепло.
3. Основной контур выполняется трубой не тоньше ДУ32. В режиме естественной циркуляции важно минимальное гидравлическое сопротивление.Оно падает с ростом диаметра магистрали.
4. Насос ставится перед котлом по ходу воды. Он врезается меньшим диаметром, не разрывая основной розлив. Между врезками на розливе ставится шаровый кран или шариковый обратный клапан (строго горизонтально, чтобы обеспечить минимальное усилие срабатывания).

Группа безопасности в этом случае, как правило, монтируется отдельно от котла.

Как работают такие отопительные системы для загородного дома? При штатной подаче питания циркуляцию обеспечивает насос. Если питание пропадает — через короткое время теплоноситель прогревается достаточно неравномерно для того, чтобы запустился процесс естественной циркуляции.

Для этого нужно лишь открыть байпас между врезками насоса. При установленном обратном клапане это будет сделано автоматически.

Теплоаккумулятор

Одна из проблем твердого топлива и бюджетных котлов — необходимость частых растопок. Однако есть сравнительно недорогой способ сделать их более редкими, а заодно и поднять КПД котла до максимума.

Дело в том, что КПД дровяных и угольных котлов максимален при номинальной мощности. Ее ограничение заслонками приводит к неполному сгоранию топлива.

В продаже можно встретить странное на первый взгляд устройство — большой стальной бак с теплоизоляцией, снабженный несколькими патрубками для подключения трубопроводов. Это так называемый теплоаккумулятор. При растопке котел в течение часа-полутора нагревает воду в баке; следующие несколько часов циркуляционный насос гоняет нагретую воду через отопительные приборы с постепенной отдачей тепла воздуху в доме.

Инструкция по подключению теплоаккумулятора проста: он подключается в разрыв между подачей и обраткой основного контура. При этом оба получившихся кольца отопительной системы комплектуются независимыми насосами.

Воздушное отопление

Водяное отопление обладает несколькими существенными недостатками. Среди прочего — вода при падении температуры ниже нуля замерзает с увеличением объема, при этом система отопления приходит в негодность. Незамерзающие теплоносители дороги, обладают меньшей теплоемкостью и зачастую токсичны.

Простое решение для системы отопления загородного дома — своими руками установить печь-булерьян и развести от нее систему воздуховодов. Непонятные термины? Минутку внимания.

Булерьян — некогда имя собственное, ныне название целого класса газогенераторных конвекционных печей воздушного отопления.

У них есть две характерные особенности:

1. Длительное горение на одной закладке дров.
2. Эффективное перемешивание воздуха в помещении за счет толстых труб, нагревающихся топкой и генерирующих конвекционные потоки.

В небольшом доме с парой-тройкой смежных помещений булерьян просто ставится в самом большом из них. Если дом имеет много изолированных комнат — горячий воздух разводится по ним системой воздуховодов из оцинковки или алюминиевых рукавов в теплоизоляции. Вверх горячий воздух поднимется сам; транспортировку по горизонтали и с контруклоном обеспечит наддув вентилятором, принудительно подающим воздух снизу в конвекционные трубы печи.

Электричество

В теплых регионах станы (и не только нашей) все чаще новые системы отопления загородного дома работают на… электроэнергии.

Да, это самый дорогой способ обогрева. Но лишь при использовании прямого нагрева. Тепловой насос, в отличие от нагревателя, тратит электричество лишь на транспортировку тепла в дом из внешнего источника.

Насосы, извлекающие тепло из грунта или проточной воды, довольно дороги. А вот работающие по схеме воздух — воздух стоят более чем разумных денег. Простейший прибор этого класса знаком каждому из нас — это кондиционер, сплит-система.

Что еще можно добавить к описанию этого способа отопления?

• Стоимость современного инверторного кондиционера, производящего в режиме нагрева около 3 КВт тепла — 20-22 тысячи рублей.
• Потребляемая мощность при этом не превышает 1 киловатта.

Полезно: наиболее современные модели (включая бюджетные) отдают до 5 КВт тепла на киловатт электрической мощности.

• Диапазон рабочей температуры при работе на обогрев — до -15 — -25С.

При необходимости для транспортировки теплого воздуха и здесь используется принудительная вентиляция комнат с использованием системы воздуховодов.

Вывод

Недорогие и экономичные схемы отопления — реальность. Для любых климатических условий и любого вида топлива не проблема подобрать бюджетное решение. В предоставленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

Теплых зим!

otoplenie-gid.ru

Типы отопления – плюсы и минусы разных систем

Несмотря на периодически появляющиеся новые типы отопления, например отопление на солнечной энергии, подавляющее большинство владельцев загородных домов используют классические, проверенные десятилетиями способы обогрева. Самые распространенные из них:

1. 1. Отопление твердым топливом.
2. 2. Отопление газом.
3. 3. Электрическое отопление.

Кроме того, на данный момент существует большой выбор решений, которые используют комбинированное топливо, то есть могут обогревать строение как за счет электричества, так и путем сжигания различных видов топлива.

Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки. Наиболее простой и дешевый способ отопления дачного дома – это использование котла, работающего на газе. Преимущества его очевидны – низкая стоимость топлива, отопление по принципу «включил и забыл», возможность регулировки необходимой температуры в помещениях, безопасность эксплуатации благодаря современному оборудованию. Недостаток у газового отопления только один – при отсутствии централизованной газовой магистрали рядом с загородным домом придется подводить отдельную трубу за свой счет. Расходы на осуществление таких работ сопоставимы со стоимостью постройки дома.

Котлы, работающие на твердом или жидком топливе, обойдутся в меньшую сумму, однако их особенностью является повышенная пожароопасность. Также необходимо постоянно контролировать наличие необходимого для выработки тепла топлива, поэтому такой вариант никак нельзя назвать автономным. Такие решения отлично подойдут для тех случаев, когда загородный дом используется периодически, по приезде котел затапливается и на протяжении всего периода пребывания в загородном доме осуществляется добавление топлива для поддержания оптимальной температуры в помещениях. Эксплуатация систем отопления, работающих на дровах, угле или мазуте, обойдется дороже, нежели использование газового оборудования, однако гораздо дешевле, чем электричество.

Системы отопления, использующие электричество, являются наиболее удобными и безопасными в эксплуатации.  Плюсами такого решения являются его полная автономность, отсутствие необходимости в заготовке топлива, возможность автоматической регулировки температуры в помещении без вмешательства извне. Современные электрические отопительные системы даже имеют возможность регулировки удаленно со смартфона, при наличии сотовой связи на загородном участке. К минусам можно отнести высокую стоимость электричества и оборудования при использовании индивидуальных приборов в каждом помещении.

Также для каждого конкретного загородного дома выбор системы отопления будет зависеть от площади и длительности эксплуатации:

1. 1. Небольшой дачный дом площадью до 30 м², используемый в летнее время. Предпочтительнее всего использовать твердотопливные конвекционные котлы, не требующие подключения к магистралям с теплоносителем, либо газовые котлы, работающие автономно от баллона со сжиженным газом.
2. 2. Одно- или двухэтажный дом площадью до 100 м², используемый для круглогодичного проживания. В данном случае целесообразно использовать централизованную систему отопления с подачей теплоносителя по трубам к радиаторам отопления. При этом можно использовать газовый, электрический, твердотопливный или комбинированный тип котла, в зависимости от доступности энергоресурсов.
3. 3. Загородный дом площадью от 100 м². Строения подобного типа, как правило, строят в дачных поселках, где имеется централизованные котельные, либо по всему поселку проходит газовая магистраль. Рекомендуется использовать именно центральное отопление или газ, однако за неимением такой возможности, можно также использовать котлы любого типа с обустройством циркуляционной системы с жидкостным теплоносителем.

obustroen.ru

Что важно знать?

Прежде, чем перейти к рассмотрению схем отопления надо сказать, что любая схема является замкнутой системой. В состав ее входит тепловой котел, трубопровод, батареи. В качестве дополнительных элементов могут использоваться термометры, запорная арматура, манометры, циркуляционные насосы, расширительный бачок и т.п. Принцип обогрева заключается в следующем: теплоноситель, нагретый при помощи котла, циркулирует по трубопроводу и попадает в батареи, которые в свою очередь передают тепло комнате. Далее теплоноситель возвращается обратно к котельной установке. Цикл повторяется.

Схема водяного теплоснабжения

В большинстве жилых домах и офисных зданиях сегодня используется водяное отопление. Система состоит из котла, трубы, расширительного бака и радиатора. Такая схема отопления водяного типа имеет ряд неоспоримых преимуществ: высокая теплоотдача теплоносителя, отличная теплоемкость, используются трубы среднего сечения.

Правда, присущи ей и такие недостатки:

• после монтажа требуется проведение ремонтных работ;
• образование завоздушин;
• подверженность конструкции коррозионным процессам.

Также зимой водяная система не должна находиться в бездейственном состоянии. Если вода в контуре замерзнет, это может привести к разрыву труб.

Рассматривая водяные системы отопления схема может классифицироваться по ряду признаков:

1. По типу соединения радиаторов и стояков схема бывает двухтрубной и однотрубной. Последний вид является более распространенным в виду более дешевой стоимости. Хотя и имеет один существенный недостаток — неравномерность обогрева. Двухтрубный вариант в этом плане предпочтительнее, но обходится немного дороже.
2. По типу расположения подающего трубопровода система может иметь верхнюю либо нижнюю разводку. Не зависимо от того, какая схема разводки отопления двухэтажного дома выбрана, система должна иметь расширительный бак, который располагать стоит в наивысшей точке системы. Обычно, бачок монтируют на чердаке.
3. По типу подключения батарей к стояку выделяют вертикальные и горизонтальные схемы. К горизонтальному стояку подключаются все обогревательные приборы, расположенные на одном этаже. Это более экономичный способ. Правда, высока вероятность образования воздушных пробок. Во время монтажа системы отопления схема подключения радиаторов к вертикальным стоякам отличается меньшим расходом труб. С вертикальными стояками соединяются батареи, расположенные на разных этажах.

Для одноэтажных домов с плоской кровлей больше подходит система с горизонтальным типом разводки. А для одноэтажных сооружений с крутой крышей идеальным вариантом является двухтрубная система, разводка может быть нижней либо верхней, стояки предпочтительнее вертикальные, циркуляция воды естественная. Для многоэтажных домов стоит выбирать двухтрубные системы, с нижней либо верхней разводкой, стояки вертикальные.

Схемы отопления двухэтажного здания

На данный момент существует схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом и с одноконтурным. Последний вариант отличается простотой.

Одноконтурный котел

Суть одноконтурной разводки в следующем: теплоноситель движется от котла по магистрали к батареям, и возвращается обратно в котел. В плане использования труб, данный вариант является более экономичным. Но до последних радиаторов теплоноситель доходит уже охлажденным. Для выхода из такой ситуации некоторые устанавливают дополнительные секции, увеличивая таким путем теплоотдачу.

Сбалансировать тепло можно и при помощи запорной арматуры, регулирующей поступление воды в первые обогревательные агрегаты. Также одноконтурная система отопления схема которой не обеспечивает равномерное распределение тепла по всему помещению, может быть дополнена циркуляционными насосами.

Двухконтурный котел

Если одноконтурная схема позволяет только обогревать помещение, то схема двухконтурного газового котла обеспечивает и водоснабжение. Это идеальный вариант, позволяющий сэкономить и место в доме, и финансовые средства.

Горизонтальный тип подключения двухконтурного котла может быть исполнен в таких вариантах: с коллекторным распределением, с попутным движением, тупиковые схемы. Также выделяют и параллельное подключение тепловых котлов. Надо сказать, что схема отопления с двумя котлами является очень удобной. Правда, не всегда ее можно назвать целесообразной. Стоит помнить, что схема отопления котла требует грамотного подхода.

Разновидностью двухтрубной системы является схема обогрева Тихельмана. Это возвратная система теплоснабжения с реверсом. В народе схема отопления Тихельмана еще называется трехтрубной. Циркуляционные контуры в ней уравновешены. Для теплоносителя это наиболее благоприятный вариант. Данная схема обеспечивает равномерность обогрева. Конечно, есть некоторые недостатки. Например, больший расход труб, чем при тупиковой установке. Подходит схема для домов с небольшой площадью.

Альтернативное отопление

Последнее время при организации обогрева двухэтажного дома часто используются инженерные разработки климатических систем, которые работают на альтернативных источниках энергии. В этом плане наиболее перспективной является термосифонная система отопления схема которой предполагает использование солнечного света, и состоит из солнечных коллекторов, специального теплообменника и соединительных магистралей. Правда, в качестве основного источника тепла такие устройства не подходят, поскольку вырабатываемой тепловой энергии просто не хватает для обогрева всего дома.

Особенности монтажа обогревательных систем

Однотрубная схема монтажа отопления считается независимой от внешних условий и менее затратной. Монтаж может выполняться с горизонтальной и вертикальной разводкой. Однотрубную проводку еще часто называют Ленинградкой. Ее достоинствами является универсальность и экономичность. А как подключить систему отопления Ленинградка в частном доме можно узнать здесь.

А вот монтаж отопления схема отопления двухтрубного типа имеет свои особенности. К ним можно отнести: повышенные расходы комплектующих и материалов, объемность работ. Но такая схема отличается универсальностью и может быть применена в частых домах любой этажности и любой площади. Но при организации системы теплоснабжения могут быть использованы и другие способы монтажа, которые повышают эффективность работы обогревательных агрегатов в определенных условиях. Но в любом случае заниматься этим должны только высококвалифицированные мастера.

В загородном доме выбор типа системы должен проводиться с учетом доступности и дешевизны энергоносителей.

Например, если есть газовая магистраль, идеальным вариантом будет схема газового отопления в частном доме (правда, при отсутствии такой магистрали, многие используют автономную газовую котельную).

spetsotoplenie.ru

Отказ от привычных энергетических доноров

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:

Сильный ветер согреет дом

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.

Ролик об изготовлении ветрогенератора своими руками поможет легко разобраться в принципах устройства:

Энергия Земли способна бесплатно обогревать дом

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 ТН типа «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.

Небольшое видео об использовании теплового насоса:

Отопление загородного дома солнцем

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.

Биотопливо как альтернатива традициям

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.

Видео ролик о получении биогаза:

Экономная «зеленая энергетика»

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:

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.

sovet-ingenera.com

Другие статьи по теме:

Газовый котел на пропане Отопительные системы Котельная на пеллетах Клапан для сброса избыточного давления воды Котлы на пеллетах Монтаж системы отопления дома