современные экономичные системы и источники обогрева частного дома
В холодных регионах страны, особенно на периферии, в пригородах и дачных сообществах всегда существует проблема обогрева жилья, решить которую сегодня можно с применением альтернативных источников отопления.
Без сомнения, газовое оборудование может обойтись несколько дешевле в плане монтажа – однако современные технологии предоставляют выбор – либо продолжить использовать в качестве отопления природный газ, либо попробовать совершенно другой тип источника тепловой энергии – альтернативное отопление загородного дома.
Сравнительный анализ: почему стоит отказаться от газового отопления?
Альтернативные источники энергии — за ними будущее!
Стоимость топлива. Природный газ только повышается в цене, и, являясь невозобновляемым энергоресурсом, будет еще дороже в будущем.
Сложность подключения. Как ни крути, а сегодня подключение к магистральному газопроводу сопровождается неизбежными сложностями – и в плане стоимости подключения, и в плане получения разрешения на подключение
Потенциальная взрывоопасность. Газовое топливо – одно из самых опасных веществ.
Как же решить проблему отопления загородного дома? Использовать электричество? Но использование электроэнергии окажется более затратным, чем использование газового топлива.
Поэтому и используют другие, альтернативные источники отопления, самым оптимальным вариантом из которых является тепловой насос.
Преимущества применения тепловых насосов
Экономия. Если сравнить расходы на отопление с помощью теплового насоса с расходами на газовое оборудование, то получится внушительная сумма с разницей в пользу насосов. А все потому, что альтернативные источники в системе отопления — это тепловая энергия воды и земли.
Безопасная работа. Относительно взрыво- и пожароопасности отопительного оборудования, работающего на газу, электрический тепловой насос для отопления дома является вполне безобидным прибором! Сюда же можно отнести и простоту эксплуатации оборудования.
Универсальность применения. Тепловой насос может работать как на обогрев помещений, так и на их охлаждение (нечто сродни работе сплит-систем в режимах «тепло-холод»).
Полная автоматизация работы. В отличие от твердотопливных котлов, тепловые насосы не требуют постоянной загрузки топлива, к тому же они не нуждаются в постоянном контроле, осмотре, чистке.
А еще тепловому насосу не требуется подключение к магистральному газопроводу – это автономное отопление загородного дома, которое обеспечивается простым подключением к сети электропитания.
Тепловые насосы
В этом случае топливно-энергетическими ресурсами могут выступать пары «вода – вода» или «рассол – вода».
«Вода-вода»
Принцип действия такого отопления следующий: вода, забираемая из земляной скважины, перекачивается через тепловой насос, и своей тепловой энергией обеспечивает подачу тепла в дом. Обратно отработанная вода сливается в грунт.
Для того, чтобы данная схема работала безупречно на дом площадью до 80 м2, хозяину дома понадобится бурить не менее двух водозаборных и сливных скважин, глубина которых составляет от 50 м и больше.
«Рассол-вода»
Принципиальная схема отопления тепловым насосом с топливом «рассол-вода» несколько иная: в качестве тепловой энергии топлива выступает раствор, помещенный в трубы U-образной формы.
Принципиальная схема работы теплового насоса. Нажмите для увеличения.
Трубы необходимо расположить в пробуренной скважине на глубине не менее 150 м, либо устроить из труб теплообменник, который будет находиться на глубине от 5 м и ниже. Это понадобится для того, чтобы снизить перепад температур в разное время года.
И количество скважин, и их размер будут определяться из расчета 50 Вт/мп, т.е., с каждого погонного метра одной скважины можно получить 50 Вт тепловой энергии. В случае же установки теплообменника расчет несколько другой – 40 Вт/м2 площади теплообменника с учетом межтрубного расстояния до 800 мм.
Вывод: альтернативные системы отопления загородного дома с применением теплового насоса на топливе «вода-вода» или «рассол-вода» покажутся слишком затратными, но это только на первый взгляд.
Лидер по сумме капиталовложений для обогрева частного дома тепловым насосом имеет больший срок окупаемости, но затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования окажутся минимальными относительно других видов отопительных систем.
Отработанные масла
Еще одной разновидностью можно назвать такие альтернативные источники энергии, как отработанные масла.
И, хотя этот вид топливно-энергетического ресурса не является возобновляемым и его часто утилизируют — собирают, хранят, перевозят, перерабатывают – очень многие производители котлов отопления домов используют отработанные масла в качестве топлива (при производстве мультитопливных котлов).
Почему именно масла? Потому что калорийность их превышает калорийность других видов топлива – дизтоплива, угля, древесины. Недостатки: потребность в специальной емкости-накопителе для хранения резервного запаса; альтернативное топливо обязательно должно быть надлежащего качества.
Солнечные коллекторы
Несмотря на то, что отопление загородного дома солнечными панелями практически невозможно в суровом климате, не рассмотреть этот вид альтернативного источника энергии и тепла невозможно.
Наибольшей эффективности можно достичь лишь при интенсивном солнечном излучении – только в этом случае температура в помещениях будет максимально комфортной.
Разновидности
Солнечные системы нагрева теплоносителя (в нашем случае это раствор «вода-гликоль») условно можно разделить на пассивные и активные.
Первые объединены в один так называемый «водонагреватель», который располагается на кровле. Резервуар с теплоносителем находится выше отметки коллектора, а холодная вода в бак подается снизу.
Схема работы плоского солнечного коллектора. Нажмите для увеличения.
Вторые же имеют конструктивное отличие от пассивных солнечных систем обогрева: сами солнечные коллекторы размещаются на кровле дома, а резервуар для теплоносителя – в доме.
Теплоноситель – вода, циркулирует в системе отопления с помощью насоса.
Чаще всего солнечные коллекторы применяются для хозяйственно-бытовых нужд – нагрева воды в баках-резервуарах.
Но в этом случае в зимнее время придется сливать всю воду из бака во избежание перемерзания.
Существуют два разных типа солнечных коллекторов: плоский и вакуумный (трубный).
Плоский коллектор представляет собой поглотитель солнечных лучей с остеклением по верху, имеющий слой фольгированной с внутренней стороны теплоизоляции.
Схема работы трубного коллектора. Нажмите для увеличения.
Поглотителем выступает плоский лист металла, соединенный с системой трубопроводов.
Он «собирает» солнечное тепло, передавая его теплоносителю. Стекло не должно отражать бликов – для достижения максимального эффекта от световой энергии.
Трубный коллектор отличается от плоского только наличием вакуумных стеклянных труб, собранных в один пучок.
В каждую трубку вставляется поглотитель из листа стали – его можно вращать внутри, чтобы выровнять попадание солнечных лучей.
Трубные солнечные коллекторы дороже в монтаже и обслуживании, однако они дают больший эффект, нежели плоские за счет более длительного удержания солнечного тепла.
И те, и другие виды систем обогрева монтируются на кровле дома – в наклонной части.
В последнее время производители предлагают так называемые «солнечные» крыши, в которые уже вмонтированы солнечные панели, однако широкого распространения данный вариант не получил из-за нарушения герметичности кровельного покрытия.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Альтернативное отопление частного загородного дома
На данный момент существуют такие варианты альтернативного отопления дома:
- Котел на биотопливе.
- Тепловые насосы.
- Солнечные коллекторы.
- Инфракрасные обогреватели.
Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому их нужно рассмотреть подробнее. Использование альтернативных источников отопления позволяет сделать свое жилье полностью автономным, что имеет смысл в удаленных местах, где существует опасность потери контакта с цивилизацией.
Альтернативное отопление коттеджа
Также преимуществом альтернативного отопления частного дома выступает экологическая чистота. Традиционные источники энергии – нефть, газ и уголь предполагают сжигание топлива, что приводит к выбросу в атмосферу вредных продуктов горения. Процесс добычи, хранения и транспортировки топлива также часто причиняет вред окружающей среде. Достаточно часто случаются разливы нефти, которые приводят к экологической катастрофе. Использование альтернативных источников энергии безопасно для окружающей среды.
Существенным недостатком всех способов альтернативного отопления выступает высокая стоимость оборудования. Она во многом обусловлена несовершенством используемых технологий. Также неотработанно серийное производство многих элементов. Средний срок окупаемости альтернативного отопления составляет 8-10 лет.
Котел на биотопливе
В большинстве случаев для обогрева частного дома используется газовое отопление. Использование других источников обогрева предполагает и применение альтернативного котла отопления. Хорошая альтернатива газу – твердое биологическое топливо. Оно формируется в виде брикетов и пеллетов. Некоторые модели котлов также позволяют использовать опилки, цепки, древесные, соломенные и торфяные гранулы.
Принцип работы котла на биотопливе
Применение брикетов дает возможность автоматизировать подачу топлива в котел. Таким образом, можно очень долго отапливать дом с одной загрузки котла. Однако недостатком, как брикетов, так и работающих на них котлах является высокая стоимость. При возможности обустройства газового отопления твердотопливный котел на брикетах является совершенно невыгодным.
Тепловые насосы
В этом случае альтернативные источники отопления являются энергией воды и земли. В теплый период времени эта система используется как крупный кондиционер – она охлаждает здание, передавая избыток тепла земле.
Принцип работы теплового насоса с использованием энергии воды
Достоинством данного способа обогрева является полная экологическая чистота, что достигается использование одних только возобновляемых ресурсов. Стоимость альтернативного отопления в доме тепловыми насосами ниже, чем у газового отопления на 15%. Тем не менее, недостатком выступает высокая стоимость оборудования.
Также минусом является потребность в электроэнергии. Эту проблему можно решить двумя способами. Обычно дешевле использовать центральную энергосеть, однако этот вариант не подходит для отдаленных населенных пунктов, где часто встречаются перебои с электроэнергией.
Хорошим решением выступает использование собственного генератора, но и оно не идеально. С одной стороны, это позволяет сделать дом полностью автономным, а с другой – возникает потребность в монтаже генераторной установки и её обслуживании. Это снижает экономическую эффективность использования тепловых насосов, но мощный генератор может обеспечивать энергией не только отопительную систему, но и другие приборы в доме.
Солнечные коллекторы
Солнечные коллекторы представляют собой пластины, устанавливаемые на крыше дома. Они собирают тепло из солнечного излучения и при помощи теплоносителя передают энергию в теплообменник. Там происходит обмен теплом с водой, которая может использоваться для отопления и горячего водоснабжения.
Солнечные коллекторы
Таким образом, разница между коллекторами и батареями заключается в том, что коллектор позволяет получить нагретую воду, а батарея – электрическую энергию. Схема с переводом электроэнергии в тепловую энергию неэффективна, потери слишком велики.
В отличие от обычных солнечных батарей, коллекторы незначительно теряют свою эффективность при низкой температуре или солнечной погоде. Тем не менее, наибольшее количество энергии солнечные коллекторы вырабатывают в южных районах, где солнечное излучение максимально. Также на эффективности работы сказывается расположение участка и строения. В холодных регионах солнечные коллекторы лучше использовать в качестве дополнительного источника энергии.
Как и многих альтернативных видов отопления, системы, построенные с использование солнечной энергии, имеют высокую стоимость.
Солнечные батареи могут использоваться в качестве источника электрической энергии, однако из-за непостоянства их работы они нуждаются в аккумуляторах, которые способны накапливать достаточно энергии для ночи и пасмурной погоды.
Существенным минусом аккумуляторов выступает ограниченный срок службы, после истечения которого он не поддается ремонту. Также при использовании солнечных батарей рекомендуется использовать дисковый счетчик, способный фиксировать движение электроэнергии в обе стороны в отличие от цифрового. Это дает возможность установить энергетический баланс.
Инфракрасные обогреватели
Еще один способ обустройства отопления, альтернативного газовому. Сейчас оно набирает популярность. Преимуществом данных отопительных элементов является низкая стоимость и простота монтажа, что несвойственно для многих вариантов альтернативного отопления. Инфракрасные обогреватели имеют компактные размеры и высокую эффективность. При этом промышленные модели имеют приятный вид и выступают как украшение интерьера.
Сравнение централизованного и инфракрасного отопления комнаты
Инфракрасное альтернативное отопление газом может выполняться не только при помощи больших приборов, а и инфракрасных пленок. Такая пленка применяется при монтаже систем типа «теплый пол». Укладка пленки производится под слой декоративного покрытия, что значительно облегчает процесс монтажа. Для готового пола перестройка под использование данных пленок также не вызывает проблем. Достаточно аккуратно снять имеющееся напольное, выполнить укладку пленки и настелить его обратно.
Похожим вариантом выступает монтаж отопительных элементов внутри плинтуса. Размещение инфракрасных обогревателей вдоль стен позволяет нагреть их достаточно быстро, и в дальнейшем стены отдают это тепло помещению. Такой способ нагрева способствует равномерному обогреву всей комнаты.
Существенным достоинством всех инфракрасных обогревательных элементов является низкая цена. Однако она требует постоянного наличия электрической энергии, что бывает сложно в отдаленных населенных пунктах. Для автономного обеспечения электроэнергией возможно использование топливных генераторов, ветряных электростанций или солнечных панелей. Конкретный выбор следует вести в зависимости от доступности сырья и природных условий.
Также советуем посмотреть:
применение тепловых насосов и солнечных коллекторов
Современные альтернативные источники отопления могут эффективно заменить традиционное оборудование, работающее на дорогостоящем топливе. Кроме того во многих регионах использование природного газа до сих пор недоступно, а организация отопления с применением дров, угля, мазута достаточно трудоемка и требует приложения значительных усилий.
Кроме того, еще одним мотивом перехода на альтернативное отопление может служить желание обеспечить экологическую безопасность места проживания, возможность использовать возобновляемые источники природной энергии.
Схема отопления загородного дома
Сложности организации отопления газом, дровами, углем
Альтернативные источники отопления дома в последнее время становятся все более популярными.
По своей эффективности они не только не уступают, но и во многом превосходят системы отопления на традиционных видах топлива:
Газовое отопление
- Газовое отопление, несомненно, очень удобно и практично. Но существует целый ряд причин (от технической невозможности подключения к магистрали газоснабжения до нестабильной политической ситуации) которой не позволяет воспользоваться данным видом топлива. Именно поэтому альтернативные источники отопления частного дома используются не только в качестве резерва, они вполне могут заменить собой газовое оборудование.
- Угольное отопление в основном применяется в промышленных регионах, где происходит добыча этого полезного ископаемого. В других районах стоимость доставки данного топлива достаточно высока, кроме того применение угля влечет за собой целый ряд сопутствующих проблем — невозможность автоматизации, необходимость утилизации отходов (зола, шлак). Альтернативные системы отопления данных недостатков лишены.
- Применение в качестве топлива обычных дров тоже имеет свои недостатки. Их заготовка требует приложения немалых усилий, кроме того, вырубка лесов в некоторых регионах уже приводит к масштабным экологическим катастрофам. Использование дров нельзя назвать выгодным и удобным вариантом отопления, его применяют при невозможности применения других видов топлива.
Именно эти причины позволили выдвинуть альтернативные системы отопления частного дома на лидирующие позиции, в последнее время существенно активизировались разработки в данном направлении, все чаще можно встретить жилые и производственные помещения, для обогрева которых используют различные устройства получения тепловой энергии.
Использование биотоплива
Данные технологии приветствуются сторонниками экологической безопасности, такой вид источников энергии позволяет минимизировать вред наносимый природе. В разряд биотоплива причисляют различные ресурсы, получаемые в основном из отходов промышленной или сельскохозяйственной деятельности человека.
Оборудование на пеллетах
Поэтому альтернативные виды отопления частного дома, работающие на данном виде топлива, целесообразны только при наличии бесплатного доступа к подобным ресурсам:
- В сельскохозяйственных регионах широко применяют установки, работающие на биогазе, получаемом из отходов жизнедеятельности крупного рогатого скота и других животных. Все более популярными становятся котлы на биотопливе, основным сырьем для которых является солома, подвергнутая гранулированию.
- В районах, где в промышленных масштабах осуществляется лесозаготовка и деревообработка, широко используют оборудование на пеллетах, брикетированных опилок, щепы. Устройства данного типа могут быть автоматизированы, что существенно упростит их эксплуатацию и обслуживание.
Эксплуатация тепловых насосов
Тепловой насос для дома
Наиболее эффективные альтернативные виды отопления создаются на основе тепловых насосов, позволяющих использовать практически неисчерпаемую геотермальную энергию. Конечно, такое оборудование имеет достаточно высокую стоимость, но все первоначальные вложения быстро окупаются. Это связано с тем, что постоянные эксплуатационные расходы на обслуживание системы на 15% дешевле эксплуатации традиционного газового оборудования.
Применение тепловых насосов позволяет аккумулировать тепловую энергию, получаемую из незамерзающих даже зимой слоев грунта или воды в естественных водоемах. Даже небольшая разница в температурах способна обеспечить получение такого количества энергии, которого будет вполне достаточно для обеспечения и отопления, и горячего водоснабжения.
Солнечные коллекторы — доступны по стоимости
Солнечные коллекторы
Непосредственное преобразование солнечной энергии в тепловую широко применяется дачниками для обеспечения горячей водой для душа. При грамотном подходе к разработке вполне можно смонтировать систему, которая обеспечит отопление даже большого дома.
Использование солнечных коллекторов целесообразно в регионах, отличающихся большим количеством ясных дней. Нагреваемый солнцем теплоноситель аккумулируется в накопительной емкости и распределяется по потребителям. Основное преимущество данных систем — возможность собрать коллектор самостоятельно из доступных материалов. При этом монтаж устройств данного типа не требует серьезных финансовых вложений.
Инфракрасные устройства для отопления
Инфракрасный пленочный теплый пол
Подобные установки позволяют эффективно преобразовывать электрическую энергию в тепловую. При этом передача тепла осуществляется при помощи излучения в инфракрасном диапазоне. Благодаря этому происходит нагрев различных поверхностей, которые сами начинают играть роль элементов системы отопления.
Наиболее популярно инфракрасное отопление частного дома на основе пленочных элементов ПЛЭН, монтируемых на потолочных конструкциях. Данные устройства отличаются экономичностью, они могут подключаться к системе автоматизированного управления отоплением, позволяющей существенно упростить эксплуатацию, необходимо только установить уровень желаемой температуры в помещении.
По такому же принципу работают и инфракрасные плинтуса, которые могут устанавливаться в дополнение к традиционным системам теплого пола. Благодаря им происходит нагрев внутренней поверхности стен, которые начинают сами излучать тепловую энергию. Благодаря этому воздух в комнате прогревается более равномерно, что обеспечивает достаточно комфортную атмосферу.
При выборе того или иного вида альтернативного отопления стоит проконсультироваться у специалиста, способного подобрать наиболее эффективную систему для конкретных условий.
Главное не пугаться высокой стоимости подобных устройств, благодаря своей экономичности они довольно быстро окупаются.
Альтернативное отопление для загородного дома
В желании наносить как можно меньший урон экологии и сократить потребление невозобновляемых ресурсов энергии, многие домовладельцы рассматривают альтернативное отопление в качестве источника для обогрева своего дома в зимний период времени. В настоящий момент домовладельцам доступны разнообразные источники отопления альтернативные, которые в процессе выработки тепла используют солнечную энергию, топливные гранулы, древесные брикеты, геотермальные насосы и пр.
Такие системы не только являются безопасными для окружающей среды, а и предоставляют ряд преимуществ владельцам дома – они не предполагают использование продуктов добычи газовой, нефтяной или энергетической промышленности и снижают ежемесячные затраты на отопление. Чтобы узнать, какая альтернатива отопления дома является наиболее приемлемой и выгодной, стоит ознакомиться со спецификой работы каждой системы обогрева, доступной на современном рынке.
Геотермальная система – использование тепла Земли
В настоящее время альтернативные виды отопления представлены множеством устройств, среди которых присутствует геотермальный насос, позволяющий эффективно генерировать тепло в домах, расположенных в умеренном климатическом поясе. По принципу работу, геотермальная система похожа на стандартную схему обогрева дома – для ее функционирование необходим монтаж радиаторов для циркуляции теплоносителя, однако ключевым элементом подобной системы является не котел, а геотермальный насос. Как и традиционный газовый котел, этот прибор отличается компактными габаритами и не займет много места в доме.
Коэффициент полезного действия насоса впечатляет – при одном киловатте затраченной электроэнергии, он генерирует пять киловатт тепловой.
Принцип работы геотермальной системы состоит в том, что теплообменник помещается в толще земли или в толще термальных вод, и циркулирующий в нем теплоноситель принимает температуры окружающей среды. Далее подогретый теплоноситель поступает в тепловой насос и затем подается в контур, отдавая тепло помещению.
Этот альтернативный способ обогрева бесшумный, безопасный и очень эффективный. При этом источником тепла для системы геотермального отопления служит нескончаемый ресурс, который доступен в любой момент времени. Среди недостатков данного метода есть такие нюансы как сложность монтажа, дороговизна оборудования, трудоемкость земельных работ, поэтому геотермальные альтернативные источники отопления своими руками сделать будет довольно проблематично и придется прибегать к помощи специалистов по геодезии.
Использование солнечной энергии
Солнечные системы отопления альтернативные могут быть активными или пассивными. Пассивное солнечное отопление опирается на использование в конструкции здания особых элементов, предназначенных для сбора и сохранения энергии. Проекты строительства таких домов предусматривают размещение больших окон на южной стороне фасада, а также наличие поверхностей внутри дома для поглощения и сохранения солнечной энергии. Такими поглощающими поверхностями могут выступать бетонные стены и полы и прочие теплосберегающие материалы в конструкции дома. Они собирают тепло и хранят его для дальнейшего использования.
Активные системы отопления частного дома альтернативные, предусматривают наличие сложного и дорогостоящего оборудования — солнечных коллекторов, тепловых насосов, теплообменников, резервуаров и элементов для контроля над сбором энергии, параболический солнечный паровой котел и пр. В процессе работы активные системы солнечного отопления полагаются на использовании электричества, необходимого для питания некоторых элементов.
Обе системы отопления довольно эффективны и в качестве источника тепла используют полностью возобновляемую энергию Солнца.
Они могут использоваться для отопления и горячего водоснабжения домов. Среди преимуществ данного типа обогрева стоит отметить отсутствие вредных выбросов, экологичность, стабильность работы, сокращение ежемесячных расходов на отопление. Недостатки также присутствуют и кроются в дороговизне оборудования и сложности его монтажа в доме.
Котлы, использующие возобновляемые источники энергии
В отличие от перечисленных выше систем, отличающихся сложным устройством и высокой ценой, отопление частного дома дровяным котлом может стать доступным и эффективным вариантом обогрева дома для широкого круга рациональных и экономных собственников. В настоящий момент, дровяное отопление загородного дома – это хорошая альтернатива традиционным газовым котлам, использование которых предполагает неизбежное получение каждый месяц солидных счетов за газ. А как организовать отопление дома без газа можно узнать здесь.
При этом владельцы дома, выбравшие этот вариант обогрева, дрова для отопления купить могут по доступной цене или же заготовить их самостоятельно и добиться еще более впечатляющей экономии. Купить котлы на дровах для отопления дома цены на которые зависят от выбранной модели, можно в магазине либо на сайте производителя. В момент выбора котла стоит обращать внимание на его спецификацию.
Решающее значение имеют следующие показатели:
- КПД;
- номинальная мощность;
- энергоэффективность;
- полезный объем загрузочной камеры;
- эксплуатационные расходы;
- срок службы;
- зависимость от внешних источников энергии;
- надежность в работе.
Стоит отметить, что дрова – это не единственный вид топлива, на котором могут работать котлы. В частности, котлы отопления альтернативные могут использовать в качестве сжигаемого топлива опилки, торфяные брикеты, пеллеты, топливные гранулы. Такие материалы гораздо дешевле, нежели газ и жидкое топливо, например, мазут. К тому же они могут быть произведены в любой стране и не требуют налаживания поставок из других государств.
Котлы, работающие на возобновляемом древесном топливе можно использовать в качестве основных или дополнительных источников тепла в доме, при этом владелец может выбрать модель, которая оптимальным образом дополнит существующую систему отопления и сделает ее более рациональной и экономичной.
Перспективы
Конкуренция среди компаний, занимающихся производством и продажей альтернативных систем отопления, мотивирует производителей к установлению все более приемлемых цен для привлечения клиентов. В использовании альтернативного отопления также заинтересованы и власти государств, не имеющих собственных источников нефти и газа и зависящих от экспортных поставок топлива. Поэтому, вполне вероятно, что в течение ближайших лет установка в доме альтернативных систем отопления станет обыденностью, и собственники жилья смогут воспользоваться работой экологичной системы, которая качественно отличается от традиционных источников тепла.
