Альтернативное тепло для дома - Домашний мастер Dach-Master.ru
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Альтернативное тепло для дома

Какое альтернативное отопление лучше выбрать для загородного дома и почему?

Отопление без газа: 7 альтернативных источников тепла для частного дома

Традиционно частный дом отапливают газовым котлом. Но что делать, если участок не подключен к газовой магистрали? Или с подачей газа бывают перебои и вы хотите иметь страховку на этот случай? Либо же вы просто хотите уменьшить зависимость от газа и государства.

В таком случае необходимо рассмотреть вариант альтернативного отопления дома. И далее мы разберем, что можно использовать. Какие приборы послужат полноценной заменой газовому котлу и обеспечат отопление без газа, а какие можно использовать только в качестве дополнения.

Что такое альтернативный источник тепла

Так как традиционно дом отапливают газовым котлом, то под альтернативным отоплением дома будем подразумевать любой отопительный прибор, который работает не на газу.

Когда это актуально

  1. У вас нет возможности подключиться к газовой сети или это стоит слишком дорого;
  2. Вы хотите уменьшить зависимость от газа и иметь страховку в случае сильных морозов или перебоев с его подачей;
  3. Для экономии на отоплении. Комбинирование и правильное управление источниками тепла сократит ваши расходы на отопление.

Типы альтернативных источников энергии

Условно, альтернативные источники тепла делятся на два вида:

  1. Которые работают в дополнение к котлу. В силу разных причин они не способны полноценно обеспечить здание теплом. Основную отопительную мощность покрывает газовый котел, а другие источники поддерживают его работу в пиковые нагрузки или межсезонье.
  2. Которые заменяют газовый котел. Это те источники тепла, которые способны вырабатывать достаточную отопительную мощность, чтобы обогреть здание.

Рассмотрим, какие приборы можно использовать в каждом случае.

Тепловой насос

Тепловой насос — один из самых экономичных способов отопления. Он работает от электросети и преобразовывает природную энергию в тепло для обогрева дома. В зависимости от типа, насос может быть единственным источником тепла в доме и полноценно обеспечить отопление без газа, либо же работать в дополнение к котлу.

  • Грунтовые тепловые насосы — полноценная альтернатива газовому котлу. Они работают одинаково эффективно независимо от уличной температуры и полностью обеспечивают здание теплом. Их недостатки: высокая начальная стоимость, окупаемость более 10 лет и необходимое наличие большого участка земли, чтобы закопать грунтовый коллектор.
  • Воздушные тепловые насосы дешевле и проще в установке. Они также могут заменить газовое отопление, но при нуле градусов и минусовой температуре их КПД сильно падает. Отопление становится экономически невыгодным. Поэтому, «воздушники» оптимально использовать в паре с котлом: весной и осенью, когда на улице тепло, в основном работает насос, а зимой и при морозах в работу подключается газовый котел.

В дополнение к тепловому насосу вы можете подключить двухтарифный счетчик электроэнергии, который позволит еще на 30-50% сократить затраты на отопление.

Котлы на твердом топливе

Твердотопливные и пеллетные котлы — один из самых доступных способов отопления частного дома без газа. Они дешевле теплового насоса и способны полностью обеспечить здание теплом независимо от времени суток и уличной температуры.

Но при выборе и установке котлов на твердом топливе нужно учитывать:

  • Нужно постоянно контролировать горение и 1-2 раза в сутки добавлять дрова. Конечно это не так сложно, но в сравнении с газовым котлов доставляет неудобства. В пеллетных котлах с этим проще, так как в них предусмотрена автоматическая подача пеллет в топку из бункера.
  • Не во всех регионах развита деревообработка и возможно, хорошие дрова придется везти издалека. Поэтому убедитесь, что у вас есть доступ минимум к 2-3 продавцам дров.
  • Покупать дрова нужно за один год до начала отопительного сезона. Год — необходимый срок, чтобы дрова просохли и набрали энергетическую ценность. Начальная низкая влажность только у топливных брикетов.
  • Вы становитесь зависимы от дров, вместо газа.
  • При определенных объемах потребления, отопление дровами не дешевле газового.
  • Нужно место для складирования. Если дрова хранить неправильно, они намокнут и потеряют энергетический потенциал. См. статью как хранить дрова.
  • Время от времени вам придется чистить дымоход и внутренности котла от сажи.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы — хороший способ уменьшить расход газа и дополнить работу газового котла.

Полноценно отапливать дом за счет коллекторов не получится. К ним в пару обязательно нужен второй (основной) источник тепла, потому что зимой световой день короче и солнечная интенсивность намного слабее, чем летом. Подробнее про интенсивность солнца на примерах читайте в статье про солнечную электростанцию для дома.

Коллектора идеально подойдут для нагрева воды для ГВС летом, весной и осенью. А зимой их можно использовать только для поддержки отопления.

Камин с водяным контуром

Такой камин это совмещение традиционного камина и твердотопливного котла: его устанавливают в помещении и подключают в общую систему отопления.

Внутри камина установлена емкость с водой, которая нагревается во время горения дров.

За счет этого вы не только греете воздух в помещении, но и подогреваете воду в системе отопления, которая потом поступает в радиаторы, теплый пол или бак-накопитель.

Теоретически, камин с водяным контуром может стать альтернативой газовому отоплению. Но так как у него нет автоматической подачи топлива и новые дрова нужно подкидывать каждые 2-4 часа, сильно на него рассчитывать не стоит. Если вовремя не подкинуть дрова, огонь погаснет и дом остынет.

А потому, такой камин стоит рассматривать как дополнение к основному источнику тепла.

Обычные воздушные камины

Обычные камины дешевле и проще в установке. Для него не нужно заранее подводить трубу, устанавливать бак-накопитель и предусматривать термозащиту. Достаточно только выделить место и построить дымоход.

Камин греет воздух только вокруг себя. И чтобы увеличить его эффективность, можно провести от камина воздушные каналы в каждую комнату. За счет этого камин будет обогревать не только помещение в котором установлен, но и другие комнаты, куда проведены воздушные каналы.

Сложности с обычным камином те же: он не заменит газовый котел, дрова так же придется регулярно подбрасывать и следить за горением. Это отличный дополнительный и альтернативный источник тепла, но не более.

Пеллетный камин

Пеллетный камин также греет воздух только вокруг себя. Но у него есть два важных преимущества:

  • Необязательно заранее иметь дымоход. Для такого камина нужен небольшой диаметр трубы, которую выводят в стену, а не через все этажи здания.
  • Есть автоматическая подача топлива. То есть вам не нужно постоянно контролировать горение. Достаточно лишь поддерживать запас топливных гранул в бункере. А потому, пеллетный камин вполне сойдет как альтернативное отопление без газа. Но с практической точки зрения это неудобно: камин эффективен локально и греет только помещение, в котором установлен. Использовать тепло в масштабах всего дома — невозможно.
  • Нужен доступ к качественным пеллетам, которые не будут сильно забивать горелку сажей и хорошо гореть.

Кондиционеры

Кондиционер — самый доступный и простой альтернативный источник отопления дома. Можно установить один мощный на весь этаж или по одному в каждой комнате.

Самый оптимальный вариант использования кондиционера – поздней весной или ранней осенью, когда на улице еще не слишком холодно и газовый котел можно пока не запускать. Это позволит сократить расход газа за счет электричества и не превысить месячную норму потребления газа.

  • Котел и кондиционер должны быть увязаны между собой для работы в паре. То есть, котел должен видеть, что работает кондиционер и не включаться в работу пока в помещении тепло. Здесь не обойтись без настенного термостата.
  • Отопление электричеством не дешевле газа. Поэтому не стоит полностью переключаться на обогрев кондиционерами.
  • Не все кондиционеры можно использовать при нуле и морозах.

Личный опыт

Я использую для обогрева дома четыре источника тепла: газовый котел (основной), камин с водяным контуром, шесть плоских солнечных коллекторов и инверторный кондиционер.

Зачем это нужно

  1. Иметь второй (резервный) источник тепла, если газовый котел выйдет из строя или его мощности станет недостаточно (сильные морозы).
  2. Экономить на отоплении. За счет разных источников тепла можно контролировать месячную и годовую норму потребления газа, чтобы не переходить в более дорогой тариф.

Немного статистики

Средний расход газа в январе 2016 года – 12 кубометров в сутки. При отапливаемой площади 200м2 и дополнительно подвала.

Читать еще:  Газовый котел rinnai показать кнопку ств

Варианты альтернативного отопления частного дома

К альтернативному отоплению частного дома мы относим те ресурсы, которые мы можем использовать здесь и сейчас и потребление которых по факту ничего для нас не стоит. Яркие примеры – это солнечная энергия и энергия земли.

Самое главное в этом всем, что на данный момент платить за эту энергию нам не приходится. Она дается как есть и все, что нам нужно, чтобы преобразовать ее в полезную для нас – это использовать специальные приспособления.

Альтернативное отопление частного дома – это по сути наше с Вами ближайшее будущее, которое мы можем внедрить в свои дома уже сейчас.

Итак, давайте разберем по порядку варианты альтернативного отопления.

Тепловой насос

Тепловой насос – это устройство, которое использует энергию земли для того, чтобы отопить наши дома. Тепловой насос работает по принципу холодильника, только наоборот. Он берет тепло у земли, воды или воздуха и отдает его на обогрев дома.

Несмотря на свою альтернативную составляющую, тепловой насос все же работает от электричества. Но потребляет его в очень малых количествах. Соотношение 4 к 1. То есть выдавая 20 кВт мощности насос будет потреблять всего 5 кВт.

Принцип работы теплового насоса

Хладагент попадает в испаритель во время циркуляции по кругу, расширяется, увеличивается в объеме и снижает уровень давления. В это время хладагент улетучивается, температура его понижается. Параллельно он берет тепло от испарителя, по которому движется теплоноситель и тепловая энергия земли попадает в тепловой насос.

Далее охлаждающая жидкость поступая в компрессор сдавливается и выбрасывается в конденсатор, где температура хладагента поднимается до 70-120C. В это время тепло передается теплоносителю и движется по теплообменному аппарату, подключенному к конденсатору. Тепловой насос работает от электричества. Надо сказать, что энергопотребление и расходы, которые затрачиваются при этом очень малы, что несомненно является немаловажным моментом для дополнительного отопления дома.

При функционировании теплового насоса, теплоноситель может достигнуть температуры более 100 С, этого вполне хватит, чтобы обеспечить ваш объект горячим водоснабжением и отопить его. Также, это дает вам возможность формировать резервы тепла, нагревая тепловой аккумулятор.

Чтобы сэкономить расход электроэнергии, тепловые насосы оборудуют термостатами. Термостаты служат для нагрева теплоносителя, чтобы держалась необходимая температура.

Тепловой насос — это отличный вариант альтернативного отопления частного дома

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы, как альтернативное отопление частного дома, группируются по виду тепловой энергии. К наиболее распространенным и популярным вариантам относятся тепловые насосы, которые забирают энергию из воздуха. Меньшим спросом пользуются грунтовые и водные насосы. К основным недостаткам воздушных тепловых насосов можно отнести низкий уровень эффективности при низких температурах воздуха.

Самый большой недостаток теплового насоса, как альтернативного источника отопления дома – это цена. Окупаемость такой вещицы достаточно долгая на сегодняшний день. Но в виду постоянного удорожания энергоносителей и удешевление тепловых насосов, вскоре срок окупаемости будет минимальным.

Солнечные коллекторы для обогрева помещений и нагрева воды

В настоящее время есть большая разновидность солнечных коллекторов, как варианта альтернативного отопления частного дома. Трубчатые вакуумные коллекторы считаются самыми надежными, результативными и подходящими как для индустриальных, так и для бытовых надобностей. Солнечные нагреватели, которые имеют форму цилиндра впитывают намного больше солнечных лучей, чем иные виды. Такими нагревателями можно пользоваться круглый год. Их используют для нагревания воды в бассейнах открытого и закрытого типа и для отопления. Также они могут быть в виде автономного отопления, либо как дополнительный источник к существующему отоплению.

Результативность солнечной энергии

Работоспособность гелиоколлектора довольно — таки высока. В чем ее отличие? Благодаря трубам, которые выполнены в виде цилиндра, солнечные лучи падают на поверхность параллельно к оси трубки, что способствует большей выработке энергии с единицей теплоприемной поверхности. Даже при облачной погоде, гелиоколлектор «впитывает» рассеянный солнечный свет. Пустота снабжает значительной теплоизоляцией, благодаря чему у коллекторов высокая работоспособность при низких температурах. Коллектор может «впитывать» и отдавать энергию солнца даже при очень низких температурах.

Разработка, установка, обслуживание

Солнечные коллекторы – это крупномасштабная конструкция. Сколько горячей воды вырабатывает коллектор зависит от размера системы, какой объем солнечного излучения на участке, немаловажную роль играет угол установки. Солнечные нагреватели можно смонтировать на открытой местности или на крыше строения.

Какое существует альтернативное отопление частного дома без газа и электричества?

Если частный дом расположен в сельской местности или даже в пригородной зоне, его не всегда возможно подключить к централизованному электроснабжению и газоснабжению. А потому встает вопрос о его отоплении. Есть и другие причины подобной проблемы, например, растущая стоимость газа в качестве топлива, или высокая цена подключения к коммуникациям. В таких случаях приходится искать наиболее рациональные варианты для отопления дома, а потому многие и обращают внимание на альтернативные источники обогрева. Однако последние следует выбирать, исходя из местонахождения дома и прочих факторов.

Современные технологии предлагают несколько альтернативных источников тепла, в том числе и те, что дарит людям природа – энергию солнца, земли и воды, а также всевозможные биологические виды топлива. В этой статье мы рассмотрим наиболее востребованные на сегодняшний день альтернативные источники отопления частного дома. Большинство из них применяются как альтернативу обогрева с использованием газа, как самого популярного вида топлива.

Альтернативное отопление частного дома: котлы на биотопливе

Биотопливные котлы – это довольно распространенные сейчас источники энергии, отличающиеся высоким качеством исполнения. В данном случае топливо представляет собой пеллеты или брикеты из сырья растительного происхождения – опилок, стружки, лузги подсолнечника или отходов пиломатериалов. Такое альтернативное топливо служит хорошей заменой газу, благодаря высокой теплоотдаче – 6000-8000 килокалорий на килограмм массы.

А котлы для сжигания биотоплива – это универсальные устройства для отопления дома, обладающее высоким коэффициентом полезного действия и оснащенные автоматической системой управления. Более того, такое оборудование можно использовать для отопления самыми разными видами твердого топлива, например, дровами, углем или угольными брикетами.

Котлы на биотопливе сейчас применяются не только для обустройства индивидуального обогрева, но и для обеспечения частных домовладений горячей водой. Для этих целей обычно приобретается специальный двухконтурный котел. А можно к уже работающему устройству подключить дополнительный контур с проточным либо накопительным бойлером.

Котел на биотопливе

Альтернативное отопление в частном доме своими руками можно сделать с применением одноконтурных или двухконтурных котлов на биотопливе. Устроены последние несложно, а потому это дает возможность немного сэкономить на дорогостоящем монтаже.

Отопление загородного дома с использованием тепловых насосов

Не стоит забывать и о тепловых насосах, которые используют природную энергию для обогрева частных домов. Здесь энергия берется из грунта, подземных и наземных вод, и даже из воздуха. А потому в зависимости от источника тепла принято различать несколько видов тепловых насосов.

Принцип работы таких устройств основан на следующем. В специальный испаритель через капиллярные отверстия попадает фреон; там вещество испаряется из-за резкого падения давления. Нагретые геотермальными водами стенки испарителя отдают свое тепло хладагенту, выталкивают его в конденсатор, а оттуда – в отопительный контур. На последней стадии цикла остывший хладагент снова превращается в жидкость.

И этот процесс будет повторяться до тех пор, пока температура в помещении не достигнет определенной отметки. Это зафиксируют специальный терморегулятор, который сразу остановит работу теплового насоса. Соответственно, при остывании воздуха в помещении до заданного уровня, терморегулятор запустит оборудование вновь.

Альтернативное отопление частного дома с использованием солнечных коллекторов

Среди многочисленных способов отопления частного дома особое место занимают солнечные коллекторы. Такой способ обогрева считается одним из наиболее эффективных. В подобных устройствах накапливается энергия солнца, а потом идет на нагрев теплоносителя. В качестве последнего чаще всего применяются:

Принцип работы солнечных коллекторов заключается в следующем. В коллекторе циркулирует теплоноситель; он нагревается от солнца, и направляется в особый резервуар-накопитель, а оттуда – в систему отопления. В более сложных схемах нагретая вода используется еще и для горячего водоснабжения.

Альтернативные системы отопления частного дома – инфракрасные излучатели

В этом случае в качестве источников тепла используются инфракрасные излучатели. Эти приборы можно устанавливать не только в доме, но и на производстве, и в офисах. Принцип работы данного оборудования основан на том, что инфракрасное излучение нагревает пол, стены и предметы в помещении, а уже от них тепло передается воздуху.

Читать еще:  Утепление колодца на зиму своими руками

Это говорит о том, что ИК-излучатели могут эффективно обогреть всех жильцов дома, а также людей, которые работают на открытом воздухе. Более того, использование таких панелей позволяет здорово экономить на отоплении, обогревая исключительно нужную или полезную часть пространства, например, жилую комнату. Все такие обогреватели можно разделить на несколько видов по месту и способу крепления на:

  • потолочные,
  • настенные;
  • напольные;
  • направленного действия.

Альтернатива классической отопительной системе – водородные котлы

Такие устройства для индивидуального обогрева, как водородные котлы на рынке появились совсем недавно. Принцип действия данных приборов основан на том, что в особом котле образуется тепловая энергия в результате реакции водорода и кислорода, то есть, в результате сгорания самого легкого газа. Образуется вода и большое количество теплоты, которой вполне хватает для обогрева жилых помещений.

Электричество

Однако сейчас все же сложно говорить о схемах альтернативного отопления частного дома, вообще, без газа и электричества, поскольку электроэнергия плотно вошла в нашу жизнь. А потому даже системы отопления с использованием исключительно природных источников энергии все же редко применяются совсем без использования электрического тока.

Ведь и самый простой солнечный коллектор гораздо эффективней будет работать, если по системе теплоноситель разгоняет циркуляционный насос. Однако есть и полноценные устройства для отопления электричеством, которые могут быть гораздо эффективнее, чем источники тепла на газе не только на даче и в квартире, но и в большом загородном доме. О них мы и расскажем в этом разделе.

Электрический котел действительно может заменить газовый, тем более, в условиях небольшого дачного домика. Это вообще наиболее оптимальный выход, если вам требуется недорогой и эффективный способ обогрева помещения. Подобрать такое устройство под размеры дома несложно, достаточно проконсультироваться по поводу его мощности со специалистом либо самостоятельно просмотреть соответствующие каталоги.

В любом случае перед включением электрического котла в схему отопления надо проверить сопротивление имеющейся проводки, на предмет ее соответствия мощности дополнительного оборудования. А для того чтобы избежать неприятных последствий от возможных скачков напряжения, лучше всего сразу включить в электрическую цепь хороший стабилизатор напряжения.

Добавим, что для установки такого котла, как правило, не требуется и отдельное помещение, в отличие от работы с газом. Как нет необходимости и в дымоходах, и вытяжках. Более того, отопление электричеством, вообще, соответствует экологическим нормам в полной мере. А потому вы можете спокойно заметить им старый газовый котел в частном доме.

Альтернативное отопление в частном доме – как сделать?

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.

Солнечная энергия для отопления

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:

  • Подключение солнечного коллектора в систему отопления, снабженную электронагревателем. При этом осуществляется при помощи специально аппаратуры контроль над температурой теплоносителя. При снижении ее до уровня ниже заданного, в отсутствие в достаточном количестве солнечного света, происходит включение ТЭНов.
  • Устройство солнечной батареи оборудуется, кроме контроллера и инвертора, аккумулятором, обладающим большой емкостью. В те периоды, когда имеется достаточное количество солнечной энергии, происходит накопление электроэнергии. При отсутствии солнечного света накопленная в аккумуляторных батареях энергия расходуется на отопление. При создании достаточной площади фотоэлементов и наличии аккумуляторов с большой емкостью, можно добиться полной автономности энергетической системы частного дома.
    Однако следует понимать, что современный

Солнечное отопление

технологический уровень имеет определенные пределы. Поэтому через определенный срок неизбежно придется производить замену вышедших из строя аккумуляторных батарей, что сопряжено со значительными материальными затратами.

  • Самым простым решением, дающим ощутимую экономию электроэнергии и тепловой энергии, является параллельное подключение солнечной батареи в электрическую систему дома. От нее происходит запитка нагревательных устройств, работающих от электричества.
  • 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.

    Ветрогенератор

    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.

    Энергия ветра для отопления

    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.

    Тепловой насос

    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.

    Схема с тепловым насосом

    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.

    Грунт-вода

    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.

    Энергия из воды

    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.

    Система “воздух-воздух”

    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.

    Альтернативное отопление частного дома

    Постоянное повышение стоимости традиционных видов топлива заставляют владельцев частных домов все чаще задумываться не только об экономии топлива, но и об использовании альтернативных источников энергии для работы систем отопления. Существует несколько вариантов использования возобновляемых природных ресурсов. Материал статьи дает обзор основных направлений реализации работы отопления дома на базе альтернативных видов энергии.

    Виды альтернативных источников энергоресурсов

    В классическом понимании альтернативного источника снабжения энергией четко определена категория используемой энергии – это произвольно восполняемые природные ресурсы. К ним относятся:

    1. Сила ветра;
    2. Солнечная энергия;
    3. Теплота недр, водных ресурсов и воздуха.

    Инфракрасные системы отопления являются экономичными, но принцип их работы базируется на преобразовании электроэнергии (самого дорогого энергоносителя) в излучение инфракрасного спектра. Использование электрической энергии – прямой признак традиционного отопления.

    Выделяют 3 главных вида устройств, реализующих в работе системы отопления энергию альтернативных источников:

    1. Ветряной электрический генератор;
    2. Солнечные панели (батареи, коллекторы);
    3. Тепловой насос.

    Ветряной электрический генератор

    Ветрогенератор реализует в своей работе принцип преобразования механического движения в электрическую энергию. В состав устройства входят следующие составные элементы:

    • Мачта;
    • Рабочее колесо с лопастями;
    • Электрический генератор;
    • Аккумуляторные батареи;
    • Контроллер;
    • Инвертор.

    При силе ветра от 2 м/с начинается вращение колеса с лопастями. Усилие вращения передается через редуктор на генератор, который вырабатывает электрический ток. Стоит отметить, что рабочее колесо обычно имеет флюгерное устройство – это позволяет менять ориентацию лопастей при изменении направления ветра.

    Выработанная энергия аккумулируется в аккумуляторах и передается к точкам потребления – отопительным устройствам (котлам, обогревателям, конвекторам, излучателям).

    Но применение ветряных электростанций имеет ряд обязательных технических условий. В зависимости от мощности установки изменяются размеры лопастей и требуемое минимальное расстояние до строений, наружных коммуникаций, деревьев и так далее. Минимальная высота над окружающими элементами должна составлять не менее 10 метров, линейное расстояние до них – до 100 метров.

    Такие требования подразумевают обширные размеры земельного участка, что как правило редко встретишь. Ветряк рекомендуется устанавливать на возвышенностях или равнинной местности, в зонах с естественными природными преградами ветру работа его малоэффективна.

    Главное препятствие для популярного использования ветряных электростанций – их огромная стоимость. Изделия малой мощности не покроют потребностей отопления, могут выступать только в качестве дополнительного источника отопления. Генераторы мощностью более 10 кВт стоят в среднем от 600 – 800 тыс. рублей и более.

    Срок эксплуатации устройств объявляется в пределах 18 – 20 лет. Окупить свою стоимость за такой период ветрогенератор сможет с трудом.

    Гелиоустановки

    Энергия Солнца является практически неисчерпаемым ресурсом. На использовании солнечного излучения основан принцип работы гелиоустановок.

    Солнечные панели поглощают энергию излучения и преобразуют ее в другие типы — электрическую или тепловую. Преобразование в электрический ток происходит посредством фотоэлектрических элементов. Другой тип батарей – коллекторы – нагревает циркулирующий через них теплоноситель.

    В случае производства электричества к системе подключаются аккумуляторы, в которых концентрируется неиспользованное количество энергии. При непосредственном нагреве теплоносителя в систему интегрируют теплоаккумулятор.

    При этом гелиоустановки все равно можно использовать в качестве дополнительного источника энергии. Снижение производительности позволяет переключить систему на покрытие нужд горячего водоснабжения.

    Система теплового насоса

    Работа теплового насоса основана на сборе теплоты от сторонних (геотермальных) низкотемпературных источников:

    1. Грунт;
    2. Вода – водоем или подземный слой;
    3. Воздух.

    Работа устройства реализуется через способность хладагента кипеть при низкой температуре. Наружная сеть сбора тепла наполнена теплоносителем (обычно незамерзающим). Теплоноситель циркулирует и доставляет тепло в испаритель. От нагрева на 5 – 7 0 С хладагент закипает и его пары покидают теплообменный аппарат.

    Затем они сжимаются компрессором (при этом приобретают большее давление и температуру) и подаются в конденсатор, где отдают тепло воде системы отопления. После конденсатора сжиженный хладагент проходит через дроссельный клапан. Там он резко расширяется и со сниженным давлением, охлажденный, вновь поступает в испаритель.

    Наружные сети сбора тепла монтируются из полимерных трубопроводов.

    Они забирают тепло от доступных источников на земельном участке. В случае сооружения сети в почве контуры заглубляют на глубину ниже точки промерзания для соответствующего региона (справочные данные).

    Также сети монтируют в сопредельные водоемы или бурят скважины для доступа к грунтовым водам.

    Глубина скважин варьируется от 30 до 150 метров, стоимость работ по их строительству довольно высока.

    Схема работы теплового насоса является энергозависимой – работа компрессора обеспечивается электрическим приводом. При затратах 1 кВт электроэнергии получают от 4,5 до 5,5 кВт теплоты. Температура теплоносителя, произведенного тепловым насосом, наиболее приемлема для работы низкотемпературных комплексов отопления – теплых полов, теплых стен, медных конвекторов.

    Начальные вложения для всех систем альтернативного отопления имеют солидные значения. Самостоятельное изготовление и монтаж энергопроизводящих альтернативных установок имеет свои сложности. Внедрение систем отопления на базе альтернативного источника энергии доступно пока немногим из-за высокой стоимости оборудования.

    Но техника развивается и совершенствуется, запасы углеводородов неумолимо истощаются, все виды топлива дорожают. Такие тенденции дают новые перспективы развития комплексам альтернативного отопления, что наиболее актуально для владельцев частных домов и дач.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector