Современный термин «альтернатива» позаимствован из латинского языка (alternatus – другой) для необходимости выбора из нескольких возможностей или обозначения каждой из этих рассматриваемых возможностей.
Источники энергии для отопления
Традиционный способ
Традиционные способы обогрева квартиры или частного дома требуют обустройства системы отопления, в состав которой входят:
- источник тепла, преобразующий энергию сжигания топлива или энергетику сетевого электричества в тепловую энергию;
- теплообменник для передачи тепловой энергии от энергоносителя к теплоносителю, для последующего распределения тепла по точкам теплопотребления;
- замкнутый трубопроводный контур, по которому естественным или принудительным способом побуждается движение теплоносителя;
- приборы отопления, распространяющие тепло от теплоносителя в окружающую обстановку помещения.
На рисунке ниже показана структура отопительной системы с котлом в качестве источника тепла и точками теплопотребления в виде радиаторов отопления и тёплых полов.
Структура традиционной отопительной системы частного дома Недостатки
Для большинства видов отопительных систем источниками тепловой энергии являются котлы отопления. В них происходит сжигание газа, жидкого или твёрдого топлива в целях использования теплоты сгорания топлива для нагрева теплоносителя (так называемые газовые, жидкотопливные и твердотопливные котлы).
Другим вариантом нагрева теплоносителя в теплообменнике котла отопления является использование энергии сетевого электричества (электрические котлы отопления).
Каждый тип котла и соответствующего энергоносителя имеет определённые негативные особенности, отражающиеся на эффективности его применения:
- Котлы на газовом топливе широко распространены благодаря доступности газа.
Негативными факторами, сопровождающими применение газа для отопления, являются:
- организационная и техническая сложность подключения к газовой магистрали;
- угроза воспламенения или взрыва при нарушении правил эксплуатации газового отопительного оборудования или неправильном монтаже своими руками;
- рост цен на газовые ресурсы.
- Электрические котлы самые простые в установке своими руками и обслуживании. Наиболее существенными недостатками являются:
- энергозависимость оборудования – при отключении электроснабжения прекращается поступление тепла в систему отопления;
- высокие тарифы на электроэнергию.
- Жидкотопливные котлы как источники тепловой энергии достаточно сложны в эксплуатации. Из негатива отметим следующие факторы:
- высокая стоимость жидкого топлива, сложность его доставки и безопасного хранения;
- шум в работе;
- неприятные запахи при сжигании топлива.
Домашняя котельная с жидкотопливным котлом - Твердотопливные котлы на угле, торфе, дровах или пеллетах импонируют дешевизной топливных ресурсов и энергонезависимостью в работе, но у них есть свои недостатки:
- топливо, загруженное своими руками в топку котла, быстро прогорает;
- отсутствие автоматизации процесса загрузки топлива;
- необходимость постоянного визуального контроля за работой котла.
У всех вышерассмотренных систем отопления имеются два общих недостатка:
- они работают на невосполнимых источниках тепловой энергии – топливо полностью сжигается без возможности какого-либо восстановления;
- эксплуатация оборудования, сжигающего природные ресурсы или использующего централизованно поставляемое электричество, сопровождается постоянной оплатой за объёмы затраченного энергоносителя и поставщикам услуг по его предоставлению.
На рисунке ниже показана доставка сжиженного газа для газового отопления дома.
Доставка сжиженного газа в частный дом Нюансы, требующие внимания:
- Столь удобное и привычное отопление частного дома путём сжигания не возобновляемых органических ресурсов приводит к катастрофическому уменьшению природных запасов топлива за деньги из нашего же кармана! Естественно, что цены на органическое топливо будут постоянно повышаться.
- Сжигание топлива сопровождается выделениями углекислого газа и летучих токсичных продуктов горения, при этом происходит выпадение смол и сажи.
- Каждый потребитель органического топлива вынужден обустраивать дополнительные помещения:
- для хранения топлива;
- для его сжигания с выводом в атмосферу продуктов горения.
Концепция альтернативного отопления
При рассмотрении вариантов альтернативного отопления дома необходимо определиться с самой концепцией.
К альтернативным источникам тепла для частного дома относятся два принципиально разных видов оборудования:
- Устройства, работающие в дополнение к установленному своими руками электрическому или газовому котлу. По каким-то причинам котёл, работающий на газе или электричестве, не обеспечивает полноценно теплом систему отопления всей постройки.
Основная отопительная мощность обеспечивается котлом, а в период пиковых нагрузок или межсезонья его работу поддерживают альтернативные источники. В этом случае альтернативным отоплением будет являться, например, котёл на пеллетах, сделанный своими руками, или агрегат, сжигающий отработку, и даже инфракрасные обогреватели.
- Устройства, полностью заменяющие котёл на газе, электричестве или на другом традиционном энергоносителе. Их тепловой мощности достаточно, чтобы обеспечить альтернативное отопление дома.
Наиболее распространёнными альтернативными вариантами обогрева жилья без сжигания газа и другого органического топлива являются технологии, использующие энергию природных ресурсов – тепло из недр земли, гейзеры, солнечный свет и климатических процессов – ветер, океанский прилив.
Дом, оснащённый солнечными батареями Современные способы отопления
Практическая реализация проектов по использованию энергии природных ресурсов и явлений как альтернативного источника тепла для обогрева жилища наиболее широко затрагивает:
- энергетику солнечного света (гелиотермические системы);
- энергетику ветра (ветроэнергетика);
- энергетику тёплых земных недр (геотермальные насосы).
Отмечают два варианта практического применения природной энергетики для нужд альтернативного отопления частного дома:
- трансформацию энергии природного явления в энергию электрическую, которая затем будет применена для автономного отопления, то есть отопление дома от собственного внутреннего источника электричества;
- непосредственный нагрев рабочего теплоносителя системы отопления.
Гелиотермическая система
При обустройстве отопительных гелиосистем своими руками используют оба варианта солнечного излучения:
- Преобразование энергии солнечного света в энергию электрическую, используя солнечные батареи.
Солнечными батареями принято называть группу полупроводниковых фотоэлектронных преобразователей, объединяемых в одном общем модуле для генерации электроэнергии. Несколько солнечных модулей создают цепь для обеспечения частного дома определённым количеством электроэнергии.
Мощность каждого солнечного модуля может составлять от 50 до 300 Вт. На рисунке ниже показан принцип использования солнечных батарей для альтернативного автономного отопления постройки.
Схема отопления дома с использованием солнечных батарей Принцип работы гелиосистемы:
- из солнечного модуля преобразованный световой поток поступает в блок аккумуляторов;
- аккумуляторы вырабатывают постоянный ток, который направляется в инвертор;
- в инверторе постоянный ток преобразуется в переменный, который используется для разогрева ТЭНов в системе отопления.
Солнечные батареи способны только вырабатывать электроэнергию. Тепловую энергию они не создают, не преобразуют и не накапливают. Они одинаково эффективно работают в морозный день или при плюсовой температуре окружающего воздуха, поскольку им важна интенсивность падающего солнечного потока.
- Использование солнечных коллекторов для прямого нагрева воды.
В частном домостроении установка своими руками солнечных коллекторов для альтернативного отопления более популярна, чем монтаж солнечных батарей. Коллекторы преобразуют солнечные световые потоки непосредственно в тепловую энергию, минуя образование электричества.
Монтируемые своими руками коллекторы для отопления имеют самые разнообразные конструктивные исполнения, которые можно разделить на два типа:
- плоские коллекторы, состоящие из абсорберов – элементов, поглощающих солнечные лучи (в простейшем случае – металлические пластины или листы чёрного цвета), соединённых с системой трубопроводов;
- трубные коллекторы, собранные из стеклянных трубок, внутри которых вставлен абсорбер-поглотитель из стали.
На рисунке ниже, показан один из вариантов изготовления своими руками солнечного коллектора с размещёнными в абсорбере медными трубками для нагрева теплоносителя.
В трубки закачивается теплоноситель, обладающий минимальным порогом кристаллизации. В средней полосе России рекомендован к использованию 60-% водный раствор пропиленгликоля с температурой начала кристаллизации -39 0 Ц.
Солнечный коллектор из медных трубок Оба вида коллекторных систем монтируются на наклонной части кровли дома. На рисунке ниже, показан принцип обогрева здания с использованием коллектора.
Нагретый в солнечном коллекторе теплоноситель (линия красного цвета) поступает в буферный бак, выполняющий функции аккумулятора тепла и автоматизированной системы поддержания температуры в контурах отопления и ГВС.
При недостатке поступающего тепла в пасмурные дни вода в буферном баке подогревается другим доступным источником тепла, например, водой от котла на газе, являющимся основным теплоисточником системы отопления.
Благодаря автоматике ведётся постоянный контроль температуры в системе отопления. В ночное время отсутствие поступления солнечного тепла компенсируется подключением ТЭНа для поддержания комфортного уровня температуры.
Принцип работы системы отопления от солнечного коллектора Домашняя ветроэнергетика
Использование кинетической энергии воздушных потоков для нужд обогрева частного дома осуществляется в двух направлениях:
- Преобразование кинетической энергии ветра в электрическую путём вращения ротора специальных ветрогенераторов.
Полученная электроэнергия аккумулируется в аккумуляторных батареях и, по мере надобности, через инверторы (по аналогии с технологией обогрева от солнечных батарей) используется для подогрева воды в системе отопления. В безветренную погоду приборы отопления подключаются в общую электросеть.
- Преобразование энергии вращающего ротора ветряка в тепловую для непосредственного нагрева теплоносителя с использованием вихревых теплогенераторов ВТГ.
Доминирующим способом в частном домостроении является изготовление своими руками и монтаж устройств, состоящих из ветряка, генератора и аккумулятора для получения собственной электроэнергии. Конструкция подкупает своей простотой и возможностью самостоятельной сборки.
Различаются между собой ветряные генераторы по следующим показателям:
- расположение оси вращения – вертикальное или горизонтальное;
- количество пропеллерных лопастей;
- шаг винта.
На рисунке ниже показан дом, оснащённый ветрогенераторами с горизонтальной осью вращения.
Ветрогенераторы для энергообеспечения частного дома Геотермальные (тепловые) насосы
Устройства, способные использовать геотермальную энергию земных недр, позволяют владельцам частных домов существенно сэкономить на газе или другом виде топлива при обогреве своего жилища. Тепловая энергия добывается непосредственно из земных глубин или со дна водоёма при помощи устройства, названного тепловым насосом.
Принцип функционирования теплового насоса аналогичен работе холодильной установки с использованием фреона:
- при прохождении жидкого фреона по трубкам на значительной глубине в водоёме или в пробурённой скважине, в которых даже зимой сохраняется плюсовая температура, фреон начинает испаряться, переходя в газообразное состояние;
- газообразная фаза фреона поднимается наверх и попадает в компрессор, который его сильно сжимает;
- при сжатии газа в ограниченном объёме происходит его нагрев до 80 градусов Ц;
- в теплообменнике фреон охлаждается;
- в дроссельной камере за счёт понижения температуры и давления фреон опять превращается в жидкость;
- цикл повторяется.
Тепловые насосы являются энергозависимыми агрегатами, однако, расход электроэнергии для работы устройства несоизмеримо ниже, чем потребовалось бы для непосредственного электрического нагрева теплоносителя.
Температура теплоносителя в системе отопления с геотермальными устройствами не превышает 50 градусов, что недостаточно для радиаторного отопления, но для «тёплых полов» – вполне достаточно.
Тепловые насосы конструктивно различаются по технологии нагрева фреона до перехода его в газообразное состояние. В зависимости от источника «низкоуровневого тепла» выделяют:
- водяные установки для получения тепла от наземных водоёмов или подземных грунтовых вод;
- земляные, «отбирающие» тепло из грунта;
- воздушные.
При классификации геотермальных аппаратов учитывают также вид теплоносителя в системе отопления – вода или воздух. Соответственно, устройства получают обозначения «грунт – вода», «грунт – воздух», «вода – вода» и т. п.
Видео про отопление
Как организовать экономичное отопление дома своими руками, рассказывается в видео ниже.
Логика перехода на альтернативное отопление заключается не только в экономии денежных средств на покупку газа или оплаты счетов за электричество.
Разумеется, цены на невозобновляемые энергоносители стремительно растут. Но как тут не вспомнить слова Д. Менделеева, сказавшего: «Сжигать нефть, всё равно, что топить печку ассигнациями»?
Неразумно сжигать тонны угля или десятки кубометров древесины ради обогрева скромного помещения и при этом наносить непоправимый урон чистоте окружающей экологии.
Во многих странах альтернативные виды отопления и энергетического обеспечения индивидуальной жилой постройки превосходят по востребованности традиционные способы обогрева. Рынок аппаратуры для отопления наполняется инновационными приборами альтернативного отопления, ассортимент которых постоянно расширяется.
Тепловой насос «воздух-вода» Вконтакте
В условиях, когда энергоносители постоянно дорожают, актуальным становится альтернативное отопление частного дома. Владельцы дач и коттеджей ищут приемлемые варианты отопления своей собственности, рассматривая самые различные предложения: от твердотопливных котлов до солнечных коллекторов. Каждый вариант отопления, который отличается от стандартного, имеет определенные достоинства и недостатки. О них мы сегодня и будем говорить.
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 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.
Обратите внимание на статью с обзором энергосберегающих систем отопления: их виды преимущества и недостатки: .
Казалось бы, использование газового котла 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.
Вариант #1 - котел на биотопливе
Чтобы отказаться от газа и заменить его другим энергоносителем, достаточно сменить котел. Самые популярные варианты: электрический и твердотопливный. Но подогрев энергоносителя с помощью электричества не всегда бывает экономически выгодным.
Интересным вариантом может стать использование котлов на . Для их работы используются специальные брикеты и пеллеты, но подойдут и такие материалы, как:
- древесные гранулы и щепа;
- гранулированный торф;
- гранулы из соломы и т. п.
Использование брикетов позволяет сделать подачу топлива в котел автоматической, уже не нужно будет заботиться об этом. Однако следует отметить, что стоимость такого котла может в десять раз превышать цены на газовые аналоги, брикеты также стоят достаточно дорого.
Обратите внимание, что правильно устроенный камин - неплохая альтернатива современным способам отопления. Он вполне способен эффективно обогреть небольшой коттедж.
Вам может быть интересна статья о том, как можно сделать биореактор своими руками, рентабельно ли это и требуются ли специальные разрешения: .
Вариант #2 - применение тепловых насосов
Геотермальные тепловые насосы нагревают дом, используя энергию земли или воды. В летнее время такая система работает как кондиционер, т.е. помогает охлаждать здание, возвращая избыточное тепло земле. Это экологически чистый вид отопления, при котором используются возобновляемые ресурсы.
Если сравнивать расходы на обогрев тепловыми насосами с газовыми котлами, то можно отметить заметную экономию: около 15%. Однако альтернативные системы отопления этого типа встречаются редко, поскольку затраты на их создание остаются очень высокими.
Обратите внимание, что для работы теплового насоса нужно постоянное поступление электроэнергии. Поэтому не стоит монтировать такую систему в местности, где электричество часто отключают. Решить эту проблему можно с помощью собственного генератора, но в результате заметно увеличатся расходы на монтаж и обслуживание.
Вариант #3 - использование солнечных коллекторов
Это пластины, которые обычно устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют тепло солнечных лучей и и с помощью теплоносителя передают собранную энергию в котельную. Тепло поступает в теплообменник, который вмонтирован в бак-аккумулятор. После этого вода нагревается и может быть использована для отопления, бытовых нужд, бассейна и т. п.
Солнечные коллекторы могут эффективно работать при низких температурах и пасмурной погоде
Благодаря новым технологиям солнечные коллекторы способны получать тепло даже в пасмурную погоду или когда температура воздуха ниже нуля. Однако максимальный эффект от их использования можно получить в южных районах, где количество солнечной радиации достаточно высокое. В более холодной местности гелиоколлекторы лучше справятся с ролью дополнительного, а не основного отопления.
Вариант #4 - инфракрасное отопление
Инфракрасное отопление получает все более широкое распространение. Такие альтернативные источники отопления дома стоят относительно недорого и очень просты в монтаже. Компактные инфракрасные обогреватели эффективно обогревают комнаты, кроме того, могут украсить интерьер.
Не менее популярна инфракрасная пленка, которая используется при монтаже системы « ». Ее укладывают под слоем декоративного напольного покрытия, что заметно облегчает монтаж. Не нужно сложного ремонта, достаточно снять напольное покрытие, уложить пленку и настелить новое покрытие.
Теплый плинтус позволяет обогреть комнату эффективно и равномерно
Также, интересным решением для дома может стать система, получившая название « ». Эта система монтируется вдоль стен, которые нагреваются первыми и излучают тепло внутрь помещения, препятствуя его проникновению наружу. В результате температура воздуха в помещении становится очень равномерной.
Эти альтернативные источники отопления загородного дома также не требуют слишком высоких затрат для приобретения. А их монтаж отличается простотой. Например, электрическая система теплого плинтуса может быть установлена буквально за пару дней. При этом не понадобится монтировать дополнительные коммуникации, а это означает, что интерьер дома не пострадает. При использовании такого отопления влажность воздуха в комнатах остается оптимальной.
С ростом общего благосостояния всё больше и больше соотечественников открывают для себя прелести частного домовладения. При средней стоимости хорошего дома сравнимой со стоимостью городской квартиры – насколько лучше жить отдельно от всех, на свежем воздухе! Тут и тишина и покой, и отсутствие пьющих соседей и хулиганов, тишина за окнами и благодать.
При планирование переезда в частный дом необходимо понимать, что все обязанности, которые раннее лежали на плечах домовой компании станут вашими.
Вместе с тем, многие, переехав в свой дом, или только начав планировать такой переезд, сталкиваются с тем, что целый комплекс работ, выполняющийся ранее обще домовыми службами – ложится теперь полностью на плечи домовладельца.
Сюда относится и уборка придомовой территории и уход за кровлей, и обновление фасадов, и конечно отопление – без которого невозможно представить себе комфортных условий проживания в нашем суровом климате.
Многие знают, как отапливаются дома с помощью газовых или твёрдотопливных котлов, но не все слышали о таком направлении, как альтернативное отопление частного дома, которое набирает всё большую популярность в европейском строительстве, а оттуда приходит и к нам.
Альтернативное отопление дома – это термин подразумевающий использование для обогрева альтернативных источников тепловой энергии, или энергии электрической, обращённой в тепло и полученной альтернативным способом. Именно об этих системах хочется поговорить немножко подробнее.
Геоколлекторные системы
Нельзя сказать, что такие системы реальная альтернатива отоплению в частном доме, однако они уже успешно запущены и работаю в ряде домохозяйств. Критичным для подобных систем является количество солнечных дней в году. Что существенно ограничивает область их применения.
Геоколлекторная система отопления подойдет не всем, так как работа такого устройства полностью зависит от солнечного света.
Геоколлекторы, безусловно, альтернативное отопление. Система работает следующим образом:
- На крыше дома располагают непосредственно коллекторы, которые выглядят как система трубок или колб, окружённых специальными покрытиями, цель которых собрать и удержать тепловую энергию излучаемую солнцем. Они замкнуты на общую ёмкость, из неё происходит движение теплоносителя по трубам в дом;
- Дополнительно такие системы могут снабжаться насосом и даже нагревательным элементом, который включается в работу в пасмурные дни.
Помимо прочего, в состав таких сетей входят аккумуляторы тепловой энергии, накапливающие потенциал во время солнечного дня и отдающие его в ночное время. В целом они могут обеспечить достаточно комфортное пребывание в доме, если речь идёт о южных регионах, для более сурового климата они малоэффективны.
Использование ветряков
Здесь уместнее говорить не про альтернативное отопление дома в целом, а про альтернативный источник энергии для отопления. Ветряные электрогенераторы уже получили довольно широкое распространение и не нуждаются в дополнительном представлении, всё происходит предельно просто.
На опору устанавливают динамо, снабжённое специальной насадкой, приводящей его в движение. Насадка имеет несколько лопастей, от размера и количества которых зависит чувствительность ветряка. Вращаясь на оси подобно флюгеру, вслед за ветром, и преобразуя кинетическую энергию в электрическую – они вырабатывают напряжение. Затем энергия поступает в аккумуляторы, для дальнейшего применения в бытовых целях.
Она может служить кроме прочего для работы электрического отопительного котла, обеспечивая отопление в доме. Это уже реальная альтернатива отоплению в частном доме. Использование энергии ветра известно уже более нескольких веков, здесь нет ничего революционного – этот метод давно известен и проверен, в его надёжности можно не сомневаться, однако это не единственный реально работающий способ альтернативного отопления дома.
Тепловой насос
Это сложный и современный инженерный комплекс, обеспечивающий действительно эффективное отопление при минимальных затратах в период эксплуатации. Существенным недостатком такой системы является только неоспоримая дороговизна её монтажа. Тем не менее многие идут на эти расходы – ведь они многократно окупаются со временем. Насколько приятно ни от кого ни зависеть, не тратить деньги на обогрев каждый месяц и, тем не менее, быть в тепле.
Принцип действия прост и оригинален. Тепловой насос перекачивает тепловую энергию из глубинных слоёв грунта, которые всегда остаются нагретыми, и передаёт её всему сооружению. Это несложная система труб, закопанных глубоко в землю. Строго по законам физики – нагретый теплоноситель стремится вверх, остывая же он, возвращается, и цикл замыкается.
Кроме этого – в летний зной система может служить для охлаждения дома. Главное помнить, что для корректной её работы необходим насос, а значит электричество. Нет электричества – нет отопления. Так что стоит иметь как минимум генератор, ведь никогда нельзя быть уверенным до конца, что свет не отключат, а вместе с ним уйдёт и тепло из труб.
Ещё одним важным моментом в работе такой системы является использование специального антифриза, которое позволить повысить КПД системы. Экономия будет весьма и весьма ощутима.
Инфракрасные системы
Одним из реально работающих вариантов альтернативного отопления дома являются инфракрасные системы, известные под названием ПЛЭН (плёночный электрический нагреватель). Выглядят они как тонкая плёнка, состоящая из нескольких спрессованных слоёв, включающих в себя нагревательный элемент. Он излучает тепловую энергию в инфракрасном спектре и монтируется, как правило, под пол помещения.
Простота монтажа и обслуживания, а также низкий показатель электропотребления и отсутствие видимых частей системы – сделали их на сегодняшний день очень популярными. Нагрев идёт от пола к потолку, воздух не сушится, а на уровне от пояса и выше создаётся максимально комфортная температура.
Управление обеспечивается посредством электронного реостата. Монтируется система на черновой пол, который выстилают специальным материалом – изолоном, представляющим собой строительную пенку с нанесённой с одной стороны фольгой, отражающей тепло в помещение.
Монтаж может производиться самостоятельно, в нём нет ничего сложного. По окончанию сборки систему проверяют на работоспособность и перекрывают плотным полиэтиленом. По окончании этих работ пол выстилают ламинатом или линолеумом.
Дополнить такое решение можно отдельными инфракрасными обогревателями, установленными в местах скопления людей возле окон и дверей, выполняющих функцию дополнительной тепловой изоляции помещения.
Заключение
В статье были разобраны представленные на сегодняшний день на рынке альтернативные способы отопления дома. Не стоит забывать, что классический вариант отопления с использованием котла, расширительного бака и системы труб и клапанов несмотря на значительные энергетические затраты является наиболее предпочтительным вариантом для сурового климата. А все способы, описанные в статье, могут стать дополнением к базовой системе отопления, но самостоятельное их использование может поставить под угрозу вопрос о теплоснабжении здания в зимний период. Так что не забывайте подстраховать себя классикой, какую бы современную систему не предлагал вам рынок.
Прямое влияние на комфорт и уют в доме оказывает качество системы отопления. К ее обустройству необходимо отнестись внимательно, поскольку приходится достаточно долго находиться в помещении, в особенности в зимний период. В условиях современной жизни все больше владельцев собственной жилой недвижимости выбирают альтернативные способы отопления частного дома. Далее разберемся, что они собой представляют. В статье также будет рассказано о том, какие альтернативные источники отопления частного дома бывают.
Общие сведения
Под альтернативным отоплением следует понимать систему, работа которой осуществляется с теплогенератором на возобновляемом источнике по выработке энергии. Варианты бывают самые различные. Альтернативные источники отопления частного дома могут представлять собой механизмы, использующие биотопливо, энергию ветра, солнца или воды и прочее. В схемах присутствуют котлы и теплонасосы. Система может включать в себя солнечные батареи. Они аккумулируют поступающее тепло и преобразовывают его в электрическую энергию.
Использование биологического топлива
Такое альтернативное отопление частного дома с каждым днем становится все более популярным. Под биологическим топливом следует понимать массу, включающую в себя различные органические отходы, растения, навоз, стоки. В процессе разложения, в котором принимают участие бактерии, вырабатывается биогаз. В качестве топлива может выступать щепа из древесных гранул, поленья, прессованные отходы Эти материалы применяются, как правило, в малоэтажных домах. В более крупных сооружениях подача биологического топлива осуществляется с помощью автоматизированной системы. Альтернативное отопление частного дома малой этажности осуществляется вручную. Отопительные котлы, работающие на паллетах, представлены в нескольких вариантах. Однако во всех случаях топливо подается автоматически. Благодаря этому человеку нет необходимости постоянно находиться у котла. В агрегаты встроена система автоматического контроля, которая обеспечивает поддержание температуры на определенном уровне.
Альтернативные виды отопления частного дома: насосы
Для реализации этого варианта необходимо наличие скважины, из которой будет осуществляться забор грунтовых вод и обратный слив отработанного сырья в почву. Можно создать альтернативное по типу "вода-вода". Однако пользователю для небольшого жилого сооружения придется вырыть 2-3 скважины для забора воды и 1-2 для слива. Бурить необходимо на глубину не меньше 50 метров. Для сооружения таких скважин следует также получить разрешение от государственных контрольных служб. В схеме такого отопления используются теплонасосы. Чтобы подключить альтернативное отопление частного дома своими руками по типу "рассол-вода", необходимо вырыть 200-метровую скважину. В ней следует уложить трубы с раствором U-образно. Для уменьшения разницы вырабатываемого тепла в разные месяцы устраивается теплообменник, который располагается на глубине не меньше пяти метров. Альтернативное отопление частного дома с использованием насосов считается наиболее экономичным в сравнении с прочими схемами. Такое оборудование безопасно и для человека, и для окружающей среды. Наиболее перспективным сегодня считается именно это альтернативное отопление частного дома. Инструкция по монтажу достаточно проста. Справиться с установкой насоса и прокладкой труб можно самостоятельно.
Солнечные аккумулирующие коллекторы
Такое альтернативное отопление частного дома будет иметь прямую зависимость от интенсивности лучей, которая в разное время года различна. В пасмурную погоду и в ночные часы энергии излучения недостаточно для нормальной и стабильной работы коллекторов. Часто солнечные панели применяются в качестве элементов нагрева воды. Она может использоваться для бытовых либо хозяйственных нужд. Нагретая вода может участвовать в тепловом обмене в накопительных моновалентных баках. Солнечные батареи могут дополнительно использоваться для выработки энергии в биовалентных агрегатах.
Классификация коллекторов
Они бывают двух типов:
- С вакуумной трубой.
- Плоские.
При использовании оборудования в летний период коэффициент производительности того и другого вида будет одинаковым. В зимнее время предпочтение лучше отдать Это оборудование способно работать при -35 градусах. Плоские коллекторы могут нагреть воздух до 60 градусов. Вакуумные агрегаты рассчитаны на повышение температуры до 90 градусов. По прочим параметрам отличий у приборов нет. Вакуумные прекрасно подходят для использования в загородном доме в качестве Кроме того, их можно применять для нагрева воды.
Энергия ветра
Изделия промышленного изготовления продаются сегодня достаточно свободно и стоят вполне приемлемых денег. Такой может использоваться в регионах, где преобладают постоянные умеренные ветры. В первую очередь это побережье и степи. Установка ветрогенератора не представляет собой ничего сверхсложного. Его основные конструктивные элементы - это лопасти, двигатель и мачта. Ветрогенератор имеет несколько сниженный КПД в сравнении с коллекторной системой. Это связано с тем, что элементы последней могут использоваться сразу для получения тепла или нагрева воды. А в ветрогенераторе необходимо сначала преобразование механической энергии в электричество. Только после этого будет происходить нагрев воздуха в помещении.
Альтернативное отопление частного дома водородом
Это топливо применяется в специализированных котлах. Эти агрегаты способны вырабатывать неограниченное количество энергии. Вместе с этим водородные котлы считаются совершенно безопасными, поскольку такое отопление считается беспламенным, а в ходе нагрева не выделяются продукты горения.
Ход процесса
Работа основывается на каталитической реакции. Она протекает между водородом и кислородом. В результате выделяются молекулы воды. В ходе реакции производится достаточно большой объем тепла. Водородные котлы одновременно могут эффективно работать с системой прогрева полов.
Характеристика оборудования
Водородные котлы производятся разной мощности в соответствии с площадью помещения, которое предполагается обогревать. КПД агрегатов достаточно высок. Он составляет порядка 96%. Число используемых каналов для подключения водородного отопления зависит от поставленных задач. Максимально можно создать их шесть. Все будет зависеть от того, какое количество тепла нужно будет вырабатывать котлу. Можно сказать, что агрегаты, по своей сути, считаются котельными модульными установками. Поэтому имеющиеся каналы мощности могут прекрасно выполнять свои задачи, не завися друг от друга. В каждом из них присутствует "катализатор". Он оказывает значительное влияние на формирование молекул Н 2 О, сопровождающееся процессом образования тепловых потоков. Они заполняют камеру сгорания (теплообменник). Искусственным образом осуществляется нагрев до 40 градусов. Этот показатель считается приемлемым для поддержания постоянной оптимальной температуры как потолка, так и пола.
Развитие индустрии
Следует сказать, что отопление водородом сегодня только начинает набирать обороты. В качестве одного из несомненных достоинств системы следует отметить возможность работы котлов как вспомогательного оборудования при низких температурах. Водород можно считать революционным типом топлива. Использование современных технологий позволяет без каких-либо затруднений адаптировать его под системы обогрева.
Различные энергоресурсы, вода и газ с каждым годом дорожают, поэтому владельцы квартир и домов все чаще задумываются о способах экономии. Существенную экономию дает альтернативное отопление частного дома без газа. Эта и многие другие системы позволяют хозяевам сделать свое жилье полностью энергонезависимым. Существует несколько разновидностей альтернативных источников энергии, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Понятие «альтернативное отопление дома» характеризует разные способы теплоснабжения жилья. Ранее они не применялись в частных домовладениях.
Основные условия для использования этих видов теплоснабжения:
- Для генерации тепловой энергии применяются восполняемые источники энергии, которые не нуждаются в оплате коммунальных счетов. При этом возможно их полное или частичное использование.
- Затраты на обустройство этих систем должны быть вполне приемлемыми и не превышать стоимость самой обогреваемой постройки.
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.
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.
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.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
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.
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.
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.
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.
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.
