Альтернативные источники тепла для дома своими руками. Альтернативное отопление частного дома: инструкция по монтажу. Альтернативные виды отопления частного дома

К альтернативному отоплению дома относят все возможные варианты, которые не были использованы 20−30 лет назад. Сюда можно отнести геотермальные источники тепла, биотопливо, плёночные тёплые полы, инфракрасные обогреватели. В нашей статье мы рассмотрим минимально затратные источники отопления. Опишем некоторые источники отопления, за которые не нужно платить деньги коммунальным службам. Иногда из вспомогательных источников берётся некоторая часть тепловой энергии.

Причина использования альтернативного отопления понятна - это экономия средств. На сегодняшний день цены на энергоносители и электричество стремительно растут. Газ, твёрдое топливо, соляра становятся дороже. В современном мире альтернативное отопление просто необходимо, так как полезные ископаемые не безграничны, да и просто не разумно сжигать тонны дерева для обогрева небольшого помещения.

Это устройство, предназначенное для препревращения энергии радиации Солнца в другие виды энергии. Например, для нагревания и охлаждения воды и воздуха. Для нагрева теплоносителя используют циркуляционный насос , который направляет тепло в радиаторы или конвекторы.

Варианты гелиосистем

Энергия ветра

Человечество уже много лет использует энергию ветра. и сейчас во многих странах служат человеку. Но сейчас энергию ветра в основном используют для получения электроэнергии. Такой вид энергии экологически чистый и безвредный для окружающей среды.

Ветер, попадая на лопасти турбины, вращает её и при этом вырабатывается энергия. Эффективность энергии (КПД) не превышает 59%. Ещё 1920 году учёный Бец получил это значение. С того времени это значение называется «предел Беца». Таким образом, если узнать КПД преобразования, можно определить необходимую мощность электростанции.

Отличительные особенности ветряных генераторов

Установки различаются в зависимости от технических характеристик ветродвигателя :

• число лопастей;
• расположение оси вращения;
• шаг винта;
• материал элементов.

Ветряные генераторы бывают с вертикальной и горизонтальной осью вращения.

Пропеллерная конструкция с горизонтальной осью может быть с одной или несколькими лопастями. Такие ветряные установки наиболее распространенные, так как у них самый большой КПД .

Конструкции с вертикальной осью подразделяют на ортогональные и карусельные (ротор Дарье и Савониуса).

• Ротор Дарье - ортогональная конструкция, у которой аэродинамические лопасти располагаются симметрично друг другу и крепятся они на радиальных балках. Данный вариант ветродвигателя довольно сложный за счёт аэродинамической конструкции лопастей.
• - конструкции ветродвигателя карусельного типа с двумя лопастями, которые образуют форму синусоиды. У таких конструкций коэффициент полезного действия не высок (не более 15%). Но если лопасти по направлению волны ставить не горизонтально, а в вертикальное положение и сделать конструкцию многоярусной с угловым смещением пар лопастей относительно друг друга, тогда можно увеличить КПД практически вдвое.

Преимущества и недостатки ветряных электростанций

Главное преимущество «ветряков» в том, что человек получает возможность воспроизводить практически бесплатную электроэнергию , не учитывая небольших расходов на сооружение.

Для того, чтобы ветряная установка работала эффективно требуются постоянные ветровые потоки , а это зависит только от природы. Техническим недостатком является низкое качество электричества, поэтому систему необходимо дополнять вспомогательными модулями (зарядными устройствами, аккумуляторами, стабилизаторами и пр.).

У горизонтально-осевых установок достаточно высокий КПД, но для стабильной работы необходим контроллер направления ветрового потока и приспособления, которые защищают от ураганных ветров.

Вертикально-осевые установки имеют небольшой КПД, но они достаточно компактны и устойчивы во время сильных ветров. Работают без механизма, который позволяет следить за направлением ветра и практически бесшумны.

Тепловые насосы

Тепловые насосы обеспечивают обогрев дома, горячее водоснабжение, кондиционирование. Такая система работает благодаря заимствованию энергии от окружающей среды. Бесплатно можно аккумулировать тепло из земли, воздуха и воды. Работая от электросети, тепловые насосы распределяют затраченную энергию ощутимо продуктивнее, чем электрические, твердотопливные или газовые котлы. При расходе 1 кВт электроэнергии, получаем 4 кВт тепла. Итак, из окружающей среды получаем бесплатно 3 кВт тепла. Такие системы стоят больше, чем газовые, твёрдотопливные или электрические котлы, но за счёт бесплатной природной энергии тепловой котёл окупается за пару лет . Энергетическая производительность тепловых насосов напрямую зависит от температуры источника низкопотенциального тепла. Таким образом, чем она выше, тем значительнее экономия.

Основы работы тепловых насосов

1. Теплоноситель двигается по трубопроводу, который проложен, допустим, в землю, прогревается на 3−4 градуса. Потом он проходит через тепловой насос и теплообменник и передаёт тепло, которое накапливается в окружающей среде, во внутренний контур.
2. Внутренний контур заполнен хладогеном. Это вещество обладает довольно низкой температурой кипения. Хладоген проходит через испаритель и переходит из жидкого состояния в газообразное. Это происходит в условиях низкого давления и температуры.
3. В компрессоре происходит сжатие газообразного хладагента и повышение температуры
4. Далее горячий газ проникает в конденсатор, где происходит теплообмен между газом и теплоносителем. В отопительную систему хладоген передаёт собственное тепло, охлаждается, и опять становится жидкостью. После этого в отопительные приборы попадает нагретая жидкость.
5. Когда хладоген проходит через редукционный клапан - снижается давление. Далее хладоген переходит в испаритель, и происходит повторное движение цикла.

Виды тепловых насосов

Все тепловые насосы работают по такому же принципу, как и любой холодильник, но есть различия в их реализации. По типу применяемого теплоносителя тепловые насосы различаются таким образом.

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

Тепло и уют в доме – задача грамотного отопления

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

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

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

Что это такое альтернативное отопление?

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

Зачем это нужно?

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

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

Варианты исполнения альтернативного отопления

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

Гелиосистемы

Для отопления дома энергия солнца может быть использована следующими способами:

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

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

Реализовать отопление за счет солнечной энергии можно следующим образом:

Энергия ветра

Конструкция и принцип действия

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

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

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

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

Преимущества и недостатки

К преимуществам такого отопления относят такие факторы:

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

Недостатками получения энергии при помощи ветрогенераторов являются:

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

Тепловые насосы

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

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

Принцип действия теплового насоса

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

Устройство отопительной системы с тепловым насосом

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

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

Грунт-вода

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

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

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

Вода-вода

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

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

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

Воздух-вода

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

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

Воздух-воздух

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

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

Преимущества и недостатки использования тепловых насосов

Применение тепловых насосов для отопления дома имеет ряд преимуществ:

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

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

Так как с каждым годом наблюдается неумолимый рост цен на различные теплоносители, то альтернативное отопление дома становится все более актуальным. Владельцы частных домов или дачных построек ищут самые разнообразные методы организации отопительной системы. Любой вариант отопительной системы, которая не входит в категорию стандартных систем, имеет как свои достоинства, так и недостатки.

Альтернативное отопление дома — какое выбрать?

Типы альтернативного отопления

Для многих владельцев частных или загородных домов отказ от такой системы, которая работает на газе, уже является альтернативным решением. Многие стремятся к тому, чтобы организовать полностью автономную отопительную систему, которая может аккумулировать тепло солнечных лучей.

Те, кто заботятся о природе и окружающей среде, останавливают свой выбор на экологически чистых отопительных системах. Для многих также важен такой показатель, как влажность воздуха в доме при работе той или иной системы.

Природные источники энергии сейчас доступны для организации различных отопительных систем, но они стоят довольно дорого.

Конечно, они окупятся через 8-10 лет, но не каждого устроит ждать столько времени. Если судить в общем, то все современные альтернативные системы отопления частного дома выделяются большим разнообразием. Среди альтернативных устройств, необходимых для организации отопительной системы, можно выделить такие, как:

• Котлы, работающие на топливе жидкого или твердого типа, а также на топливе биологического происхождения.
• Тепловые насосы, которые функционируют благодаря энергии геотермального характера.
• Солнечные коллекторы, которые способны собирать тепло от солнечных лучей.
• Различные обогреватели инфракрасного типа.

Еще не так давно к альтернативному отоплению дома можно было отнести такое приспособление, как «теплый пол». Он появился на рынке относительно недавно, но уже многие относят теплый пол к обычным системам.

Некоторые все еще предпочитают традиционные отопительные системы, так как думают, что такие системы не могут доставить проблем. Кто-то ошибочно полагает, что газовые отопительные системы характеризуются исключительно своими преимуществами. На сегодняшний день посредством таких отопительных систем обогреваются тысячи домов, но, в то же время, растут и требования к качеству подобных систем.

Подключение газового котла к магистрали не является простым процессом. Кроме того, что это достаточно трудный технологический процесс, перед подключением отопительной системы к магистрали необходимо собрать некоторые документы. Еще одним минусом газового отопления является постоянный рост тарифов на газ.

Качество такой отопительной системы тоже не всегда радует и соответствует требованиям владельцев частных домов. Котел не позволяет обогреть помещение максимально равномерным образом. Температура в той части помещения, где находятся радиаторы, всегда будет выше, чем температура в центральной части комнаты.

Котлы, работающие на биотопливе

Если вы намерены сменить газовую систему отопления на альтернативное отопление частного дома, то нет необходимости производить ее организацию с нуля. Очень часто требуется лишь замена котла. Наиболее популярными считаются такие котлы, которые работают на топливе твердого типа или электрические котлы. Не всегда такие котлы выгодны с точки зрения затрат на теплоноситель. Особое внимание нужно уделить таким котлам, которые работают на топливе биологического происхождения. Для работы системы отопления, в центре которой находится биотопливный котел, требуются специальные пеллеты или брикеты. Однако можно использовать и другие материалы, такие как:

• торф гранулированного типа;
• щепа и древесные гранулы;
• гранулы из соломы.

Брикеты – это такое топливо, благодаря которому можно организовать автоматическую подачу топлива в котел.

Главным недостатком является тот факт, что такое альтернативное отопление загородного дома может стоить намного дороже, чем газовый котел и, к тому же, достаточно дорогим материалом являются брикеты.

Камин может быть отличным альтернативным решением для организации такой системы, как альтернативное отопление дома своими руками. Посредством камина можно обогреть дом с небольшой площадью, но качество отопления будет во многом зависеть от того, насколько правильно был устроен камин.

Посредством насосов геоматермального типа можно нагреть даже большой дом. Для функционирования такие альтернативные способы отопления частного дома используют энергию воды или земли. Такая система может выполнять не только обогревательную функцию, но и работать как кондиционер. Это будет наиболее актуальным в жаркие месяца, когда дом нужно не обогреть, а охладить. Такой тип отопительной системы является экологически чистым и не вредит окружающей среде.

Солнечные альтернативные источники отопления загородного дома – коллекторы, представляют собой пластины, устанавливаемые на крыше здания. Они собирают солнечное тепло и посредством теплоносителя передают аккумулированную энергию в котельную. В баке-аккумуляторе установлен теплообменник, в который поступает тепло. После этого процесса происходит нагрев воды, которая может быть использована не только для обогрева дома, но и для различных нужд бытового характера. Современные технологии сделали возможным, чтоб такие альтернативные виды отопления частного дома собирали тепло даже в сырую или пасмурную погоду.

Тем не менее, наиболее хороший эффект таких отопительных систем можно получить только в более теплых и южных районах. В северных регионах такие альтернативные системы отопления загородного дома подойдут для организации дополнительной отопительной системы, но никак не основной.

Если не так давно солнечные батареи считались дорогим удовольствием, то на сегодняшний день они входят в категорию более доступных методов обогреть загородный коттедж или частный дом.

Конечно, это не самый доступный метод, но с каждым годом его популярность только растет. Альтернативное отопление коттеджа таким способом является наиболее простым с точки зрения такой науки, как физика. Солнечные панели выделяются дорогой ценовой категорией, потому что дорогими являются процессы изготовления фотоэлементов.

Инфракрасное отопление и система «теплый пол»

Все большей популярностью в последнее время пользуется такой тип отопления, который работает благодаря инфракрасным отопительным приборам. Такие устройства достаточно просты в установке, а также входят в доступную ценовую категорию. Помимо вышеперечисленных преимуществ, они выделяются своими компактными габаритами и способны украсить интерьер любого помещения.

Инфракрасная пленка, используемая при установке такой системы, как «теплый пол», тоже пользуется в последнее время широкой популярностью.

Ее монтаж не выделяется особой сложностью, так как укладывается она под таким слоем напольного покрытия как декоративный слой. В сущности, теплый пол – это уже не альтернативное отопление домов, а порой – и основное.

Еще одна система, которая набирает популярность, носит название «теплый плинтус». Устанавливается такая система вдоль стен. Стены нагреваются в первую очередь и раздают тепло в помещение. Также стены не дают теплу выйти наружу. Такая система обладает таким свойством, как равномерное нагревание воздуха во всех частях помещения. Такие альтернативные источники отопления дома выделяются простотой в монтаже и не требуют больших затрат на приобретение.

Добавить комментарий

Что это такое — альтернативное отопление? Каким оно бывает, что может служить источником тепловой энергии? Можно ли смонтировать альтернативное отопление частного дома своими руками?

Попробуем разобраться.

Что это такое

Под этим названием, когда его употребляют в прессе, традиционно подразумеваются все способы обогреть жилье, которые не использовались двадцать-тридцать лет назад. В общую кучу валят и геотермальные источники тепла, и пленочные теплые полы, и биотопливо, и инфракрасные обогреватели.

В рамках статьи, однако же, мы позволим себе трактовать термин куда более узко.

Нас интересует альтернативное отопление дома, которое:

1. Использует в качестве тепла восполнимые источники тепловой энергии, за которые не нужно платить продавцам соответствующих услуг или товаров. Как вариант — из восполнимых источников берется хотя бы часть тепловой энергии.
2. Может быть реализовано с приемлемыми затратами. Как минимум — несопоставимыми со стоимостью самого дома.

Зачем это нужно

Причина, по которой альтернативные системы отопления частного дома привлекают внимание, проста и понятна: рост цен на энергоносители и, соответственно, электричество. Соляра, газ, уголь стабильно становятся дороже.

Полезно: магистральный газ сейчас обходится дешевле прочих видов отопления. Но продолжает дорожать. Его запасы ограничены, так что тенденция в ближайшие годы сохранится и усилится.

Ну и… не посчитайте автора идеалистом, но все же это варварство — сжигать ископаемое топливо или деревья, чтобы обогреть небольшое внутреннее пространство своего дома. В этом смысле альтернативные виды отопления не просто экономически выгодны. Они прогрессивны.

Варианты реализации

Гелиосистемы

Солнечная энергия используется для обогрева жилья двумя способами:

1. Путем трансформации в электричество, которое потом можно использовать для работы обогревателей.
2. Для непосредственного нагрева теплоносителя, естественная циркуляция или циркуляционный насос потом прогоняют через радиаторы или конвектора.
   Простейшее альтернативное отопление своими руками — это именно (часто самодельный), циркуляционный насос и радиатор в доме.

Особенность гелиосистем очевидна: солнечные дни даже в Крыму или Средней Азии все-таки сменяются пасмурными. Ночи тоже никто не отменял. Раз так — они непригодны в качестве постоянных источников тепла.

Какие варианты реализации возможны?

• работает параллельно с электронагревателем. Температура теплоносителя контролируется датчиками; при падении ниже определенного уровня в пасмурную погоду включается подогрев ТЭНами.
• снабжается не только контроллером и инвертором, формирующим сетевое напряжение из +12 или +24 вольт постоянного тока, но и аккумуляторной батареей большой емкости.
  В светлое время суток солнечные батареи накапливают энергию в аккумуляторах; ночью или в пасмурную погоду источником питания служат аккумуляторы. При соответствующей площади фотоэлементов и емкости аккумуляторов можно реализовать полностью энергетически автономную систему.
  Но здесь нас ждет неприятный сюрприз: мы упираемся в уровень имеющихся технологий аккумулирования электрической энергии. Лучшие образцы аккумуляторов проживут в такой системе не больше пяти лет, а стоимость их замены будет вполне сопоставима с затратами на купленное у энергокомпаний за этот период электричество.
• Наконец, простейшее решение, экономящее электрическую энергию (и тепло), легко может быть реализовано своими руками.
  Альтернативное отопление квартиры или частного дома (вернее, если быть точным, энергоснабжение) в этом случае представляет собой солнечную батарею с контроллером и инвертором, которая подключается параллельно любой розетке, и электрические обогреватели любого типа.

Нюанс: нужен механический, дисковый счетчик. Электронные не умеют регистрировать обратное направление тока. В солнечную погоду, когда фотоэлементы вырабатывают электричества больше, чем вы расходуете на обогрев, счетчик просто отсчитывает киловатт-часы в обратном направлении. Экономия более чем ощутима.

Энергия ветра

Для производства тепловой энергии может применяться и энергия, которая вырабатывается ветряком . Промышленные изделия продаются массово и стоят вполне разумных денег.

Единственная очевидная особенность этого решения — большой размер крыльчатки. У 4-киловаттного ветрогенератора он достигает десяти метров.

Все проблемы аккумулирования электрической энергии для обогрева, характерные для гелиосистем, в полной мере относятся и к ветрогенераторам.

• Понятно, что использующее энергию ветра альтернативное отопление загородного дома можно реализовать лишь в тех регионах, для которых характерны постоянные умеренные ветра — прежде всего в степях и на побережьях.
• Кроме того, если солнечную энергию коллектор может использовать непосредственно для нагрева теплоносителя, то здесь неизбежна трансформация механической энергии вращения ветряка вначале в электричество и лишь потом в нагрев воздуха в помещении. Что, как нетрудно догадаться, означает понижение КПД системы.

Тепловые насосы

Наконец, самая универсальная альтернатива центральному отоплению — это тепловые насосы . Принцип работы всех устройств этого типа один: перенос тепловой энергии от низкопотенциального источника в дом. Попросту говоря, насос отбирает тепло у холодного объекту и отдает ее горячему.

Так работают тепловые насосы всех типов. Разница между ними — в источнике низкопотенциального тепла.

В основе всех тепловых насосов лежит та же нехитрая системы, которую можно увидеть, разобрав любой холодильник: компрессор, теплообменник и испаритель. А вот конкретная реализация может различаться очень сильно, давая большой разброс стоимости решения.

Грунт-вода

Тепловые насосы грунт-вода — наиболее универсальные в плане климатической зоны альтернативные источники отопления загородного дома. Принцип их работы основан на том, что даже в областях вечной мерзлоты на глубине нескольких десятков метров температура грунта стабильно выше нуля.

Соответственно, теплообменники, забирающие тепло у грунта, представляют собой погружаемые в скважины зонды. Длина магистралей составляет десятки метров; помимо большой стоимости самого теплового насоса, впечатляет цена его установки.

Стоимость бурения одной скважины оценивается в 1500 — 2000 рублей за погонный метр; скважин бурится несколько. А ведь еще нужно смонтировать сам насос и погрузить зонды…

Несколько дешевле обходится, впрочем, монтаж теплового насоса грунт-вода с горизонтальным расположением коллектора. Теплообменники заглубляются в траншеи ниже уровня промерзания. Оборотная сторона такого решения — большая площадь, необходимая для установки насоса.

Полученное тепло используется для нагрева воды, которая используется для хознужд и для передачи тепла отопительным приборам.

Вода-вода

Если на небольшой глубине в вашем районе есть проточные грунтовые воды — стоимость реализации проекта для вас резко уменьшится.

У проточной воды куда легче отобрать нужное нам тепло:

1. Можно обойтись одним погружным зондом-теплообменником;
2. Глубина бурения может ограничиться 10-15 метрами.

Воздух-вода

В тепловом насосе, работающем по схеме воздух-вода, источником тепла служит воздух улицы. Теплообменник — радиатор с внушительной площадью оребрения; он обдувается тихоходным вентилятором.

Такие насосы имеют куда более демократичную стоимость по сравнению с предыдущими и куда дешевле в монтаже. Однако при падении температуры на улице их эффективность тоже сильно падает: у холодного воздуха труднее отобрать тепловую энергию.

Параметр COP — это соотношение между потреблением и тепловой мощностью. Можно видеть, как оно меняется при температурах от +7 до -15.

Воздух-воздух

Наконец, перечисляя альтернативные источники отопления дома, нельзя не упомянуть абсолютного рекордсмена по дешевизне проекта — тепловой насос воздух-воздух. Простейший образец такого устройства — обычная сплит-система в режиме обогрева.

Благодаря тому, что электричество тратится не на нагрев воздуха, а на работу перекачивающего с улицы тепло компрессора, обогрев кондиционером намного экономичнее обычного обогревателя.

У лучших образцов инверторных (использующих обратное преобразование переменного тока в постоянный и обратно для изменения частоты оборотов компрессора) кондиционеров на каждый киловатт потраченного электричества в дом перекачивается 5 КВт тепла.

Инверторы от приличного производителя обходятся в сумму до тысячи долларов с установкой и способны работать при уличной температуре до -25С.

Инверторный кондиционер — прекрасное решение для умеренного климата.

Заключение

Безусловно, мы перечислили не все альтернативные способы отопления. Возможно, полезную вам дополнительную информацию вы сможете извлечь из видео в конце статьи. Теплых зим!

Рост цен на энергоносители и, соответственно, на электричество, постоянное подорожание солярки, газа, угля – все это заставляет искать иные пути получения тепловой энергии. Поэтому все чаще в частных домах используется нетрадиционное отопление – солнечное, воздушное, геотермальное, вихревое и даже при помощи биогаза. Каждый из этих видов нетрадиционного отопления имеет свои преимущества и недостатки, однако – обо всем по порядку.

Традиционно для обогрева домов используются такие виды топлива, как уголь, газ, электроэнергия, дрова и т. д. В то же время экологическая ситуация постепенно ухудшается. Поэтому сегодня все чаще используются те виды энергии, которые не наносят вреда окружающей среде и являются экономически выгодными.

Современные технологии шагнули так далеко, что сегодня можно устанавливать не только «классические» системы, но и использовать нетрадиционное отопление дома, при котором используется энергия, поставляемая нам окружающей средой - солнцем, воздухом и водой.

Если вы, конечно, решитесь на монтаж этих дорогостоящих систем...

Принцип работы геотермальной системы отопления загородного дома

Геотермальное отопление дома является современной инновационной системой. Она вполне может заменить традиционные методы подачи тепла, а также снизить вредоносные выбросы и уменьшить потребление газа, угля, жидкого топлива

Принцип работы геотермального отопления основан на физическом процессе передачи тепла хладагенту из окружающей среды. Тот же процесс происходит в обычном холодильнике. Только это холодильная система «наоборот». Испаритель (морозилка) вкопан в землю, а конденсатор (в холодильнике это медный змеевик на задней части корпуса) используется для нагрева помещений. При этом температура испарителя ниже окружающей среды, поскольку на глубине этот показатель постоянен и составляет +5...+8 °С. 80 % тепла, передаваемое помещениям, - это энергия, которая поставляется, накапливается и способна само восстанавливаться.

Главный элемент геотермальной системы отопления - тепловой насос. Благодаря ему подземное «низкокачественное» тепло преобразуется в то, которое подходит для обогрева любых помещений. В процессе работы насоса никакое топливо не сгорает, следовательно, отсутствует вероятность взрыва или возгорания системы. Установив такую нетрадиционную систему отопления, не требуется оборудовать жилье специальным дымоходом и вытяжной системой. Насос занимает мало места, не выделяет при работе неприятных запахов и вредных испарений, действует бесшумно. Оборудование для геотермального отопления загородного дома легко впишется в любой современный интерьер и не будет заметно ни жильцам, ни их гостям. Кроме того, с установкой системы можно забыть о таких вопросах, как доставка и хранение топлива, так как понадобится только энергия земли, а она неисчерпаема. Интересно, что для охлаждения дома и отопления можно использовать одно и то же геотермальное оборудование, а значит, не понадобится установка кондиционера в летний период.

Противники геотермального отопления геотермальное отопление частного дома частного дома могут возразить, что его установка обойдется владельцу дома гораздо дороже, чем монтаж того же газового котла. Заплатив один раз, потом можно будет экономить на оплате за топливо и электроэнергию. К примеру, при работе насоса на 1 кВт потраченной электроэнергии возвращено будет 3-5 кВт тепловой энергии и немного меньше, если включен режим кондиционирования.

Чтобы тепловой насос занимал меньшую площадь при установке, воспользуйтесь следующими рекомендациями.

1. Используйте подземные зонды. Контур с антифризом следует опустить в скважину на глубину около 100 м.

2. Используйте тепло грунтовых вод. Необходимо пробурить скважину и выкачать из нее воду с помощью насоса.

Затем прогнать ее через теплообменник и сбросить в другую скважину, которая пробурена ниже течения грунтовых вод.

3. Проложите горизонтальные зонды на дне водоема. Они должны располагаться ниже уровня оледенения. Водяные системы имеют высокий коэффициент трансформации по сравнению с системами с закрытым первичным контуром.

Для максимально эффективного использования геотермального отопления рекомендуется совместить его с системой теплых полов. Такое сочетание позволит распределить тепло по всей площади пола равномерно, без возникновения участков перегрева. Теплоноситель геотермальной системы обычно находится в пределах 35 °С, а если используются теплые полы, его можно снизить еще на 2 °С. Это позволяет экономить за время отопительного сезона до 18 % денежных средств, направленных на обогрев жилья.

Система солнечного отопления загородного дома

Без солнечного света невозможно представить жизнь на планете. Современные технологии позволили использовать солнечную энергию в разных сферах, в том числе для обогрева жилья - для питания нагревателей, батарей отопления и т. д. Такое солнечное отопление дома получило название гелиосистема.

С помощью солнечной системы отопления можно наполовину обеспечить потребность в обогреве для целого строения. Солнечный коллектор способен улавливать до 70 % энергии Солнца и использовать ее по назначению. Часто можно столкнуться с одним распространенным заблуждением, касающимся обогрева дома в зимний период.

Считается, что гелиосистема отопления в это время эффективно работать не сможет. Однако это неверно. Вакуумный солнечный коллектор улавливает лучи даже тогда, когда, казалось бы, солнце не выглядывает из-за туч. Кроме того, гелиосистема безопасна и проста в обслуживании. А крыша дома с установленными солнечными панелями выглядит эффектно и необычно.

В систему солнечного отопления входит коллектор, который улавливает свет и трансформирует его в кинетическую энергию. Площадь коллектора составляет до 70 м2. Монтаж осуществляется посредством специальной техники, а отдельные пластины связываются металлической окантовкой. Кроме того, в состав системы входит бойлер-накопитель и водонагреватель. Бойлер в солнечном отоплении загородного дома позволяет аккумулировать кинетическую энергию и трансформировать ее в тепло. Объем водонагревателя составляет около 100-300 л. Иногда установки для большей эффективности дополняются котлами на биотопливе.

Чтобы быстро обогреть помещение, используются стенные и напольные панели. Они представляют собой медные трубы, распределенные по поверхности и подключенные к накопителю. Панели имеют низкую температуру, излучение производится равномерно, что позволяет прогреть помещение в кратчайшие сроки.

Система отопления частного дома солнечными коллекторами работает по следующему принципу. Если наметилась разница в температурах коллектора и накопителя, теплоноситель (вода и антифриз) начинает перемещаться по системе, в результате производится кинетическая энергия. Она затем преобразуется в энергию тепловую посредством многослойного устройства накопителя и нагревает помещения до комфортных температур. Такие процессы позволяют хранить тепло максимально долго, солнечные системы отопления частного дома работают в любое время суток вне зависимости от сезона.

Воздушная система отопления загородного дома

На сегодня воздушное отопление дома является одной из наиболее перспективных разновидностей систем обогрева зданий и помещений. Даже если дом используется в зимнее время только изредка, с воздушной системой в нем всегда будет тепло и уютно. Например, за 30 мин в холодном помещении можно поднять температуру более чем на 30 °С! Поддерживать заданную температуру можно с помощью пульта управления и при этом даже не обязательно держать включенным воздухонагреватель. При воздушном отоплении в частном доме достаточно использовать его несколько раз в сутки на 10-15 мин. В результате существенно снижаются расходы на электроэнергию.

Система воздушного отопления позволяет поддерживать один и тот же уровень влажности, осушения, вентиляции и притока воздуха во всех помещениях жилья. Воздушное отопление относится к экологически чистому оборудованию. Владельцу дома не придется столкнуться с протечками или замораживанием системы, а домочадцы могут не бояться получить ожоги, так как температура воздушного потока составляет 50-55 °С. Система легко монтируется и не требует выполнения точных соединений. Оборудование работает практически бесшумно, уровень звука, который оно издает, можно сравнить с очень тихим шепотом.

Система воздушного отопления частного дома работает следующим образом. Воздух нагревается с помощью воздухонагревателя и выступает в роли теплоносителя. Воздуховоды прокладываются внутри стен, пола и потолка во всех помещениях и по ним проходит нагретый воздух.

Прокладываются также возвратные воздуховоды, в которых отработанный холодный воздух проходит фильтрацию и поступает в теплогенератор, дополнительно забирается с улицы, нагревается и подается в помещения по воздуховодам. В летний период в дом подается охлажденный воздух. Управлять системой обогрева можно с помощью процессора (электронного блока). Преимущества воздушной системы отопления очевидны, ведь в ней отсутствует промежуточный теплоноситель, и воздух нагревается равномерно. В связи с этим можно выделить несколько положительных моментов.

Нет необходимости в обустройстве котельной и системы водяного отопления. Площадь, которую занимает бойлерная, небольшая, всего 1,5 м2. На ней размещается все необходимое оборудование: внутренний блок, воздухонагреватель, увлажнитель и фильтр.

В воздушной системе отопления загородного дома не предусмотрено радиаторов и труб. Оборудование надежно прячется в стенах, а жители дома видят только декоративные решетки приточных и вытяжных воздуховодов. В результате пространство используется рационально, появляется возможность оформить интерьер необычным образом. Например, оконный проем можно продлить до самого пола, что в обычном доме сделать невозможно из-за радиаторов.

Зимой система не разморозится, включать ее можно по желанию. Даже если домом в этот период не пользуются, система не будет испорчена. А нагреваются комнаты очень быстро, даже если температура воздуха ниже нуля.

Эта система очень экономна. Воду использовать нет необходимости, а радиаторы не нагревают стены позади себя. Помещение прогревается равномерно. Дополнительно экономия достигается за счет термостатов. Это оборудование реагирует на присутствие и отсутствие людей и переходит в режим ожидания, если это требуется. Электромеханический термостат устанавливается в контрольном помещении с целью измерения температуры. Когда она достигает определенного уровня, система автоматически отключается. Если температура снижается до определенной отметки, термостат включает систему вновь. Можно установить программируемый термостат, который позволит регулировать температуру в соответствии с заданным распорядком.

Автоматически отслеживаются основные климатические параметры воздуха: влажность, температура, состав. Фильтры активно поглощают запахи, а ионизатор избавляет жильцов дома от вредных бактерий.

Отопление ветрогенераторами

С незапамятных времен человек пытался использовать энергию ветра себе во благо. Когда-то мельники производили муку с помощью ветряных мельниц, а сегодня ветер помогает вырабатывать электричество, которое затем преобразуется посредством ТЭНов в тепло. Тепло затем может использоваться для обогрева или получения горячей воды.

Преимущества использования энергии ветра для отопления:

• простота использования ветрогенератора;
• экологичность;
• возможность использования бойлера в качестве накопителя энергии и тепло аккумулятора для отопления;
• колебания в работе ветрогенератора не столь критичны, как при использовании электроэнергии.

Отопление биогазом

Биогаз выделяется в процессе бактериального разложения органических отходов. Современная наука биоэнергетика уже давно занимается поиском путей его эффективного сбора и использования в качестве энергии для отопления.

И сегодня можно говорить о том, что биогаз может с успехом заменить некоторые источники энергии для отопления домов.

Существует три типа биогаза:

• полученный в результате переработки сточных вод;
• добытый путем переработки сельскохозяйственных и бытовых отходов фермерских хозяйств и животноводческих комплексов;
• полученный из переработки мусора.

Чтобы добыть биогаз, устанавливаются газгольдеры в районах, где организованы свалки, или вблизи от станций сточных вод. Газгольдер имеет куполообразную форму, изготавливается из полиэфирной ткани. Внешняя мембрана имеет ПВХ покрытие. Внутренняя разделяет газгольдер на две части. Одна часть заполняется воздухом под давлением, а в другую поступает биогаз. Объем газгольдеров достигает 2150 м3.

Вихревая система отопления и принцип работы вихревого теплогенератора

Вихревой отопительный теплогенератор используется для преобразования электричества в тепловую энергию и работает на воде. Устройство было разработано для обогрева помещений, его можно использовать для получения механической и электрической энергии. Внешне теплогенератор выглядит как цилиндр, оснащенный циклоном и гидравлическим тормозным устройством.

Принцип работ вихревого теплогенератора заключается в следующем. На вход вихря под давлением подается рабочая жидкость, затем проходит по нему и в тормозном устройстве останавливается. В результате обеспечивается заданный режим температур и при этом не создается избыточного давления в трубах теплосети.

В качестве теплоносителя может использоваться как вода, так и тосол или антифриз. Выбор зависит от климатической зоны применения агрегата. При этом воду можно специально не очищать, так как она нагревается за счет вращения, а не благодаря воздействию нагревательного элемента. В отличие от других устройств, используемых для вырабатывания теплоэнергии, теплогенератор расходует электроэнергию только на прокачивающий воду насос, которая выделяет тепло.

Установка вихревой системы отопления работает автоматически в зависимости от температуры воздуха за окном обогреваемого дома. Тепловая энергия вырабатывается с учетом всех требований к экологической чистоте процесса, а сам теплогенератор относится к пожаро взрывобезопасным агрегатам. Удивительно, но коэффициент преобразования электроэнергии в тепловую у аппарата даже выше 100 %. Здесь используются другие физические свойства, специальные насосы, которые преобразуют электрическую энергию в гидравлические потоки.

Нагрев теплоносителя происходит за счет вихревых токов, которые нагревают поверхности устройства, а уже от них тепло передается теплоносителю.

Управлять теплогенератором можно в автоматическом режиме, например, поддерживать температуру теплоносителя. Устройство оснащено датчиками температуры и датчиком защиты от недопустимого перегрева.

Сегодня вихревые отопительные теплогенераторы используются лишь немногими домовладельцами. Между тем, уже сейчас можно говорить о том, что устройство может не только сэкономить такие ресурсы, как нефть или газ, но и положительно повлиять на отдельные системы отопления. Те, кто уже использовали агрегат у себя дома, заметили, что теплоноситель, закрученный теплогенератором, приобретает другую структуру. Благодаря этому трубы перестают ржаветь, на них больше не откладываются соли. Следовательно, возрастает срок эксплуатации трубопровода. Если учесть, что у нас в стране сложилась критическая ситуация с износом трубопроводов, вихревая энергетика может стать настоящим спасением.