В условиях, когда энергоносители постоянно дорожают, актуальным становится альтернативное отопление частного дома. Владельцы дач и коттеджей ищут приемлемые варианты отопления своей собственности, рассматривая самые различные предложения: от твердотопливных котлов до солнечных коллекторов. Каждый вариант отопления, который отличается от стандартного, имеет определенные достоинства и недостатки. О них мы сегодня и будем говорить.
Немного об альтернативной энергии
Для некоторых домовладельцев подходящей альтернативой может стать любая возможность отказаться от привычного в сельской местности отопления газом. Другие же стремятся к полной автономии и присматриваются к возможностям аккумулировать и использовать солнечную энергию.
Поборники защиты окружающей среды ратуют за экологически безопасную энергию земли и воды. Некоторые озабочены тем, каким образом прогревается воздух в доме и тем, как отопительные приборы влияют на влажность в помещении.
Использование природных источников энергии в настоящее время достаточно дорогостоящее и окупается, как правило, в течение десяти и более лет
В целом современные альтернативные виды отопления выглядят достаточно разнообразно:
- котлы, работающие на твердом или жидком топливе, а также на биотопливе;
- тепловые насосы, в основе работы которых находится использование геотермальной энергии;
- солнечные коллекторы, использующие тепловую энергию солнца;
- инфракрасные обогреватели различного типа;
- «теплый плинтус».
Еще недавно к альтернативным методам отопления относились и системы типа «теплый пол», которые появились на рынке не так давно. Сегодня же они стали вполне привычными и прекрасно дополняют, а порой и полностью заменяют привычные способы отопления с помощью радиаторов.
Обратите внимание на статью с обзором энергосберегающих систем отопления: их виды преимущества и недостатки: .
Казалось бы, использование газового котла имеет множество преимуществ. Многие тысячи домов обогреваются именно так. Однако требования домовладельцев к качеству отопления постоянно растут.
Стоит отметить, что подключить газовый котел к магистрали технологически не так уж просто. Проблемы возникают и в процессе оформления всех соответствующих документов. Кроме того, стоимость газа постоянно растет. Наконец, нарекания вызывает и качество тепла. С помощью котла сложно обогреть дом равномерно: температура у радиаторов и пола намного выше, чем в центре помещения.
Вариант #1 - котел на биотопливе
Чтобы отказаться от газа и заменить его другим энергоносителем, достаточно сменить котел. Самые популярные варианты: электрический и твердотопливный. Но подогрев энергоносителя с помощью электричества не всегда бывает экономически выгодным.
Интересным вариантом может стать использование котлов на . Для их работы используются специальные брикеты и пеллеты, но подойдут и такие материалы, как:
- древесные гранулы и щепа;
- гранулированный торф;
- гранулы из соломы и т. п.
Использование брикетов позволяет сделать подачу топлива в котел автоматической, уже не нужно будет заботиться об этом. Однако следует отметить, что стоимость такого котла может в десять раз превышать цены на газовые аналоги, брикеты также стоят достаточно дорого.
Обратите внимание, что правильно устроенный камин - неплохая альтернатива современным способам отопления. Он вполне способен эффективно обогреть небольшой коттедж.
Вам может быть интересна статья о том, как можно сделать биореактор своими руками, рентабельно ли это и требуются ли специальные разрешения: .
Вариант #2 - применение тепловых насосов
Геотермальные тепловые насосы нагревают дом, используя энергию земли или воды. В летнее время такая система работает как кондиционер, т.е. помогает охлаждать здание, возвращая избыточное тепло земле. Это экологически чистый вид отопления, при котором используются возобновляемые ресурсы.
Если сравнивать расходы на обогрев тепловыми насосами с газовыми котлами, то можно отметить заметную экономию: около 15%. Однако альтернативные системы отопления этого типа встречаются редко, поскольку затраты на их создание остаются очень высокими.
Обратите внимание, что для работы теплового насоса нужно постоянное поступление электроэнергии. Поэтому не стоит монтировать такую систему в местности, где электричество часто отключают. Решить эту проблему можно с помощью собственного генератора, но в результате заметно увеличатся расходы на монтаж и обслуживание.
Вариант #3 - использование солнечных коллекторов
Это пластины, которые обычно устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют тепло солнечных лучей и и с помощью теплоносителя передают собранную энергию в котельную. Тепло поступает в теплообменник, который вмонтирован в бак-аккумулятор. После этого вода нагревается и может быть использована для отопления, бытовых нужд, бассейна и т. п.
Солнечные коллекторы могут эффективно работать при низких температурах и пасмурной погоде
Благодаря новым технологиям солнечные коллекторы способны получать тепло даже в пасмурную погоду или когда температура воздуха ниже нуля. Однако максимальный эффект от их использования можно получить в южных районах, где количество солнечной радиации достаточно высокое. В более холодной местности гелиоколлекторы лучше справятся с ролью дополнительного, а не основного отопления.
Вариант #4 - инфракрасное отопление
Инфракрасное отопление получает все более широкое распространение. Такие альтернативные источники отопления дома стоят относительно недорого и очень просты в монтаже. Компактные инфракрасные обогреватели эффективно обогревают комнаты, кроме того, могут украсить интерьер.
Не менее популярна инфракрасная пленка, которая используется при монтаже системы « ». Ее укладывают под слоем декоративного напольного покрытия, что заметно облегчает монтаж. Не нужно сложного ремонта, достаточно снять напольное покрытие, уложить пленку и настелить новое покрытие.
Теплый плинтус позволяет обогреть комнату эффективно и равномерно
Также, интересным решением для дома может стать система, получившая название « ». Эта система монтируется вдоль стен, которые нагреваются первыми и излучают тепло внутрь помещения, препятствуя его проникновению наружу. В результате температура воздуха в помещении становится очень равномерной.
Эти альтернативные источники отопления загородного дома также не требуют слишком высоких затрат для приобретения. А их монтаж отличается простотой. Например, электрическая система теплого плинтуса может быть установлена буквально за пару дней. При этом не понадобится монтировать дополнительные коммуникации, а это означает, что интерьер дома не пострадает. При использовании такого отопления влажность воздуха в комнатах остается оптимальной.
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:
- 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.
- 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:
- Путем трансформации в электричество, которое потом можно использовать для работы обогревателей.
- 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:
- Можно обойтись одним погружным зондом-теплообменником;
- 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!
Одна из основных статей расхода семейного бюджета – оплата коммунального отопления или приобретение горючего для обогрева дома. Каждый разумный хозяин наверняка задумывается о реальных и эффективных способах снижения этих затрат. А ведь сократить их можно буквально до минимума, используя альтернативные энергетические источники. Что они представляют собой и как используются? Согласитесь, это стоит узнать.
Все о том, как устроить альтернативное отопление частного дома, вы узнаете из представленной нами статьи. С нашей помощью вы без труда определитесь с наиболее подходящим для вас вариантом. Подробное описание принципов действия схем “зеленой энергетики” предоставит возможность решить, каким технологическим способом лучше воспользоваться для получения тепла.
В статье детально описаны виды источников бесплатной энергии, приведены методы генерации тепла для применения в быту. В помощь самостоятельным домашним мастерам и рачительным собственникам загородных владений прилагаются фото-подборки, схемы и весьма полезные видео-инструкции.
От традиционных источников тепла, многие годы используемых для отопления, можно отказаться. Как это ни удивительно, но вполне реально. Многие ярые противники утверждают о невозможности заменить природные ресурсы экологически чистыми аналогами.
Альтернативой становится энергия солнца, сила ветра, тепло, скрытое в недрах земли, отходы производства и жизнедеятельности человека. Такие варианты актуальны в современном мире, учитывая общую загрязненность окружающей среды.
Альтернативные источники способны обеспечить загородный дом электричеством и тепловой энергией
Еще одно существенное преимущество – ощутимая экономия при использовании экологических источников самопроизвольно возобновляемой энергии. На первый взгляд кажется, что это неоправданно дорого и вряд ли окупится.
Детальнее разобравшись с особенностями каждого способа, можно увидеть, что эко проект окупается через 4-7 лет, а далее остаются лишь текущие расходы на поддержание используемых механизмов в рабочем состоянии.
Возможность полноценной замены привычного топлива альтернативным доказана не одним реальным примером. Домовладельцы в разных странах мира прибегают к экологическим вариантам отопления. У нас – лишь единицы решаются кардинально сменить привычное топливо, дорожающее с каждым годом.
Галерея изображений
Основная проблема применения эко топлива – значительные капиталовложения на начальном этапе. Ведь сначала нужно детально просчитать количество необходимой энергии для определенного дома или коттеджа. Затем выяснить, какой тип эко ресурсов наиболее выгодный в конкретной местности.
Если всеми этими вопросами будут заниматься соответствующие специалисты, то конечная стоимость эко отопления будет очень высокой. Чтобы сэкономить, можно попытаться обойтись своими силами.
Для этого предстоит с головой погрузиться в тему альтернативных источников энергии, чтобы отказаться от привлечения посторонней помощи. В этом случае стоимость проекта окажется в разы дешевле.
Именно второй вариант выбирают многие хозяева частных домов. Их практика доказывает, что стать энергонезависимыми вполне реально. Можно полностью или частично заменить традиционное топливо – все зависит от размеров домовладения, финансовых возможностей на начальном этапе, выбранного варианта отопления.
Сферу применения “зеленой энергии” продемонстрирует фото-подборка:
Галерея изображений
Виды возобновляемых источников для отопления
Для обогрева дома можно успешно использовать энергию ветра, солнца, земли. А также биотопливо. Разберем детальнее, как именно это сделать и что для этого потребуется.
Вид #1 – сила ветра
Весьма успешно в качестве альтернативного источника для отопления загородного дома можно использовать энергию ветра. Этот ресурс невозможно исчерпать. Он имеет свойство возобновляться. Чтобы использовать силу ветра, потребуется специальное приспособление, называемое ветряк.
Принцип использования энергии ветра
Для преобразования силы ветра в альтернативный источник отопления потребуется ветрогенератор. Они бывают вертикальными и горизонтальными в зависимости от оси вращения. Существует много производителей, предлагающих свои модели клиентам.
Ветроэнергетические установки бывают с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Большая производительность у горизонтально ориентированных
Стоимость зависит от материала, размера самой установки и мощности. Также можно соорудить ветряной генератор своими силами, используя подручные материалы.
Любой ветряк состоит из таких составляющих:
- лопастей;
- мачты;
- флюгера, чтобы улавливать направление ветра;
- генератора;
- контроллера;
- аккумуляторных батарей;
- инвертора.
Принцип работы ветроэнергетической установки основан на силе ветра, вращающего лопасти ветряка. Лопасти, закрепленные на мачте, находятся высоко над землей. Чем выше, тем выше производительность. Так, для снабжения одного дома достаточно высоты 25 м.
Вращающиеся лопасти приводят в движение ротор генератора. Он начинает вырабатывать трехфазный переменный ток, требующий дальнейшего изменения. Этот ток поступает к контроллеру, где преобразуется в постоянный. Он используется для зарядки аккумуляторных батарей.
Пройдя через батареи, ток выравнивается и поступает на инвертор, где происходит его преобразование в однофазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 Вольт. Теперь его можно использовать для бытовых нужд, в системе электрического отопления.
Галерея изображений
Особенности расположения ветряков
Ветряные установки способны работать при определенных условиях. Во-первых, ветрогенератор – довольно объемное сооружение, требующее внушительной площади для устройства. Маленький прибор не способен удовлетворить потребности в энергии.
Его высота должна превышать минимум на 10 м окружающие дома, деревья и прочие строения, а линии электропередач и прочие объекты должны находится в 100 м от ветряка. Это требование не всегда выполнимо – не все владельцы частных домов имеют приусадебные участки достаточной площади.
Ветряки лучше всего располагать на возвышенности, холме, подальше от деревьев и зданий – минимум в 100 метрах
Во-вторых, хорошо, когда рассматриваемая местность обладает хорошим ветропотенциалом – возвышенность или степная зона. Для запуска генератора потребуется скорость ветра от 2 м/с.
Многие модели ветряных систем, предназначенные для использования частными домохозяйствами, способны полностью покрыть потребности в электроэнергии.
Так, ветряк мощностью 1,5 кВт может в месяц генерировать, в зависимости от времени года, 100-200 кВт час. Если высоту мачты увеличить, то производительность станет больше в 2 раза.
Но это потребует дополнительных затрат на монтаж и расходные материалы. Срок службы ветряных электростанций составляет в среднем 20 лет.
Также у нас на сайте есть другие материалы по устройству, разновидностям ветрогенератора, расчету и изготовлению своими руками, и по установке.
Предлагаем вам ознакомиться с ними:
Вид #2 – энергия Земли
Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН). Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля.
Устройство и принцип работы теплового насоса
Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.
Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.
Дешевле всего установить тепловой насос «воздух-воздух». Если соорудить его своими руками, то потребуется минимальные финансовые вложения
ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:
- внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор;
- внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном;
- отопительного контура, заполненного теплоносителем.
Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе.
Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.
Далее газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.
Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.
Сделать простейший вариант теплового насоса несложно собственными руками. Для этого потребуются фактически бросовые детали, дешево приобретенное оборудование и, конечно, терпение. Приводим схему тепловой системы с забором энергии тепла в скважине, заглубленной в доломит.
В конструктивном устройстве тепловых насосов много общего. Традиционные компоненты: 1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – испаритель; 4 – ТРВ, т.е. терморегулирующий клапан
Испаритель рассматриваемой в примере системы подключен к забирающей энергию грунта скважине.
Специфику устройства теплового насоса для системы напольного обогрева представляет фото-галерея:
Галерея изображений
Целесообразность использования ТН
Тепловые насосы – ТН, забирающие тепло из окружающей среды, бывают разные. Все зависит от типа окружающей среды, используемой в качестве источника забора тепла и типа используемого теплоносителя.
Соответственно, выделяют такие виды ТН:
- воздух-воздух;
- вода-воздух;
- вода-вода;
- грунт-вода.
Первые два вида насосов применяют в системах воздушного отопления, а вторые два вида – в системах с жидким теплоносителем.
Вертикальный вариант теплового насоса наиболее эффективный по получению энергии земли, но он наиболее дорогостоящий
Самым выгодным с экономической точки зрения будет использование теплового . Этот вариант целесообразно использовать, если рядом с домом располагается незамерзающий водоем, в который укладываются трубы для забора тепла.
Тепловой насос позволяет получать 30 Вт тепла с 1 м трубопровода. В зависимости от площади частного домовладения и потребностях в энергии потребуется уложить соответствующее количество труб.
Насосы, использующие воздух, не заменят традиционное отопление в регионах с суровым климатом. Что касается тепла, черпаемого из грунта, то это весьма дорогостоящий проект. Используют горизонтальное устройство геотермального поля, вертикальное и кластерное бурение.
При горизонтальном варианте предстоит соорудить геотермальное поле на глубину, большую уровня промерзания. Это около 1,5-2 м. Площадь такого поля получается внушительной – от 200 м 2 .
ТН способны заменить привычное топливо в системе отопления, обеспечив полную энергетическую независимость загородному дому
Для реализации вертикального и кластерного проекта потребуется бурение на значительную глубину с применением бурильных установок.
Это весьма дорогостоящая услуга. Оборудование такого вида тепловых насосов целесообразно для владельцев коттеджей, не задумывающихся о стоимости работ. Отопление, использующее тепло из недр земли, способно полностью заменить твердотопливное или газовое.
Геотермальное отопление выгоднее всего использовать в тандеме с устройством водяной «теплый пол». Оно позволяет получить самый оптимальный результат.
Из существенных недостатков – большая протяженность трубопровода для сбора тепла, дорогостоящие земляные работы по установке системы, потребность в большой площади для обустройства геотермального поля.
Вид #3 – солнечная энергия
Солнечная энергия, излучаемая светилом круглый год, способна даже в лютые морозы стать альтернативным видом для отопления загородного жилища. Важно научиться правильно ее собирать и использовать в отопительной системе.
Для сбора и преобразования энергии солнца используются солнечные батареи на фотоэлектрических преобразователях и коллекторы, представляющие собой систему трубок, наполненных теплоносителем.
Солнечные установки обладают высоким коэффициентом полезного действия. Многие рачительные хозяева самостоятельно оборудуют свои дома такими системами
Принципиальное отличие этих преобразователей заключается в том, что батареи вырабатывают ток, который можно использовать при электрическом отоплении загородного дома. Коллекторы же используются в системе водяного и воздушного отопления. Самый эффективный вариант – оборудование в помещениях системы теплых полов.
Мнение о том, что солнце не способно справиться с обогревом дома, справедливо лишь в случае неправильной установки и ошибочных расчетов количества необходимой энергии и тепла. Оптимально подобранная гелиоустановка вполне способна обеспечить автономное отопление.
Другой вопрос, что для этого потребуется вложить деньги в покупку оборудования, его монтаж и интегрирование в существующую отопительную систему.
Галерея изображений
Гелиосистема на фотоэлектрических преобразователях поглощает солнечную энергию, а кремниевые фотоэлементы сразу же превращают ее в постоянный электрический ток. 1 м 2 установки способен вырабатывать 120 Вт.
Помимо панелей, улавливающих солнечное излучение и преобразующих его, для солнечной системы отопления предстоит установить контроллер заряда, преобразователь постоянного тока в переменный и позаботиться о безопасности – поставить предохранители.
Прежде, чем решиться на монтаж гелиоустановок, нужно разобраться с их устройством и принципом работы
Преимущество панелей – возможность подключать аккумуляторные батареи, накапливающие излишки энергии, которую можно использовать в ночное время. Существенный недостаток при использовании гелио батарей – наибольшая их эффективность в южных регионах. В суровом климате экономически нецелесообразно их устанавливать для использования в качестве основного вида отопления.
Солнечные установки, оснащенные системой трубок, больше подходят для регионов с холодными зимами и отрицательной температурой. В зависимости от строения панели и материалов, различают вакуумные коллекторы, плоские и концентраторы.
Наиболее дорогостоящие среди них – с вакуумными трубками. Но они самые эффективные в любое время года и любую погоду, ведь умеют поглощать широкий спектр солнечного излучения. Еще одно их преимущество – вакуумные панели успешно функционируют при отрицательной температуре до -35 °C.
Установить солнечные коллекторы можно своими руками, не используя услуги организаций, специализирующихся на этом. Такая работа потребует помощника, но позволит сэкономить семейный бюджет
Принцип работы коллектора заключается в том, что он улавливает солнечное излучение, которое в вакуумных трубках преобразуется в тепло. Далее оно передается теплоносителю, который доставляет его в теплообменный бак. Затем теплоноситель поступает в отопительную систему.
Более подробно лучшие конструкции для солнечного отопления дома мы рассмотрели в .
Вид #4 – биологически чистое топливо
Одним из эффективных и доступных способов обогреть загородный дом служит котел, работающий на биологически чистом топливе.
Этот вид альтернативного отопления использует для своей работы отходы производства – шелуха сельскохозяйственных культур, щепа, опилки и другие побочные продукты деревообрабатывающей промышленности.
Котлов, работающих на пеллетах, существует много. Есть возможность автоматизировать процесс подачи топлива, чтобы все происходило без участия хозяина
Из различных отходов делают плотные спрессованные гранулы небольшого размера – пеллеты, которые сжигаются в котлах. По сравнению с обычными дровами такое топливо горит дольше и позволяет получить больше тепла.
Так же делают крупные плотные брикеты из различного рода отходов растительного происхождения. Такое спрессованное топливо позволяет получить в 2-4 раза больше тепловой энергии. Его теплотворная способность составляет до 5,0 кВт×ч/кг.
Пеллеты, в отличии от брикетов, имеют значительно меньший размер. Они применяются в автоматизированной системе отопления. Брикеты же, более эффективны, но обладают большим размером
Для газового котла можно использовать биогаз. Его несложно получить в процессе гниения органических отходов. Для этого потребуется соорудить достаточно объемный резервуар, поместить в него отходы, предусмотреть установку для их перемешивания.
Под воздействием воздуха и бактерий будет происходить процесс гниения и выделение газа. Предстоит установить трубопровод для сброса отработанного материала. Также для сбора газа в специальные резервуары, его очистки и перемещения в систему отопления, нужно использовать соответствующие приспособления.
Экологически чистый способ отопления, использующий альтернативный источник получения тепла – водородный котел.
В основе его работы лежит реакция взаимодействия молекул водорода с кислородом, в процессе которой выделяется огромное количество тепла. Этот вид отопления требует соблюдения правил эксплуатации и техники безопасности.
Принцип работы водородного котла основан на химическом расщеплении воды на водород с кислородом, в результате чего выделяется много тепла и никаких вредных веществ. Но нужно соблюдать правила безопасности
Основной недостаток – высокая стоимость фабричного оборудования. Выходом из сложившейся ситуации является оборудование водородной системы отопления своими силами.
Для ее работы потребуется постоянное подключение к источникам электроэнергии и воды, водородная горелка, водородный генератор, катализаторы и сам котел. Тепло, полученное в результате химической реакции, поступает в теплообменник, а в качестве отходов – простая вода.
Проанализировав финансовую составляющую альтернативных видов отопления, можно прийти к неутешительному выводу – потребуются значительные средства на первоначальном этапе.
Вот спустя 3-7 лет, в зависимости от выбранного способа отопления, станет заметна существенная экономия благодаря энергонезависимой системе.
Выгодно и удобно использовать комбинированные источник альтернативного отопления. Для этого можно подобрать наиболее оптимальную комбинацию для своего дома
Сэкономить на использовании и установке альтернативных установок для выработки тепла можно. Многие домашние мастера с большим энтузиазмом подходят к созданию своими руками аналогов фабричным приборам преобразования альтернативной энергии.
Так, достаточно просто и недорого можно собрать гелиоустановку из шланга, которая послужит дополнительным источником нагрева воды.
Успешно собираются в домашних условиях небольшие ветряки из подручных средств. Также начитанные фермеры, проживающие в сельской местности, сооружают установки по преобразованию биологических отходов растительного и животного происхождения в биогаз.
Самодельные ветрогенераторы вполне работоспособны. Но для их сборки потребуется произвести предварительные расчеты, приобрести расходные материалы, потратить свое время
В дальнейшем он используется для потребностей хозяйства. В зависимости от размера резервуара для сбраживания отходов и площади частного дома, возможно полностью обеспечить хозяйство биогазом для удовлетворения всех нужд.
Выводы и полезное видео по теме
Видео о комбинировании альтернативных источников для получения электричества в небольшом загородном доме:
Ролик об изготовлении ветрогенератора своими руками поможет легко разобраться в принципах устройства:
Небольшое видео об использовании теплового насоса:
Видео ролик о получении биогаза:
Отказаться от традиционных источников отопления вполне реально. Для этого нужно внимательно подобрать альтернативу или скомбинировать несколько, исходя из особенностей местности, площади своего загородного дома и придомовой территории.
Энергия солнца, земли, сила ветра, утилизация бытовых отходов растительного и животного происхождения вполне способны стать достойной заменой газу, углю, дровам и платному электричеству .
Вы используете один из альтернативных источников энергии для домашних целей? Поделитесь, в какую сумму вам обошлась сборка установки и как быстро она окупилась.
Или может кто-то из ваших знакомых обустроил свой загородный дом на возобновляемых источниках? Использовав систему солнечных батарей или тепловой насос в качестве независимого источника для получения тепла, ГВС и электроэнергии?
Расскажите об этом опыте в комментариях под статьей – наглядный пример будет полезен домовладельцам, все еще сомневающимся в реальности альтернативной энергетики.
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.
Гелиосистемы
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.
Ещё одним видом отопления, позволяющим серьёзно сэкономить, является воздушное:
Основы работы тепловых насосов
- 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.
- 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.
- В компрессоре происходит сжатие газообразного хладагента и повышение температуры
- 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.
- 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:
Сделать тепловой насос в домашних условиях поможет следующий материал:
Принимая во внимание все особенности каждого вида альтернативного отопления, можно придти к выводу, что при правильных расчетах и умелом монтаже можно получить отличный вариант обогрева практически из воздуха, без расходования природных ресурсов.
В большинстве случаев для работы теплоснабжения используются традиционные виды энергоносителей: дрова, уголь, газ, электричество, дизельное топливо. Однако наряду с ними применение нашли и другие источники тепловой энергии – солнечное излучение и геотермальные системы. Как правильно сделать альтернативное отопление частного дома своими руками и что нужно учитывать при комплектации и составлении схемы монтажа?
Особенности альтернативного отопления дома
Для работы любого теплоснабжения необходим источник тепловой энергии. Для этого используют все виды топлива. Но альтернативное отопление загородного дома работает по другому принципу. Нагрев теплоносителя происходит за счет воздействия солнечной энергии или температурной разницы в грунте.
На первый взгляд, альтернативные виды отопления частного дома являются наиболее эффективными и экономичными в финансовом плане. Их КПД редко бывает ниже 98%. Однако фактически использование альтернативных источников энергии сопряжено со следующими трудностями:
- Зависимость от погодных факторов. В особенности это касается солнечных коллекторов;
- Относительно небольшая мощность. Это нужно учитывать, если будет единственным источником тепла;
- Высокая стоимость оборудования;
- Сложность монтажа и дальнейшего обслуживания.
Почему же учитывая эти факторы, делают альтернативное отопление своими руками? Помимо них нужно учитывать главный положительный момент – низкие затраты на обслуживание. Фактически они выражаются только в расходе электроэнергии, необходимой для работы насосного оборудования и электронных блоков управления.
Целесообразность установки альтернативное отопление частного дома своими руками должна быть рассчитана в первую очередь. Для этого следует учитывать ряд важных факторов, свойственных каждой системе альтернативного теплоснабжения. Поэтому перед приобретением и установкой оборудования рекомендуется внимательно ознакомиться с особенностями его эксплуатации и техническими характеристиками.
На практике это альтернативное отопление, изготовленное своими руками, сильно зависит от текущих погодных условий. Так, при номинальной мощности 600 Вт/м² при солнечной погоде происходят такие ухудшения теплопередачи:
- Белые облака на небе – 200-100 Вт/м²;
- Темно-серая или серая облачность – 50-70 200-100 Вт/м².
Такие условия не позволят рассматривать гелиосистемы как основой альтернативный вид отопления частного коттеджа. Поэтому их устанавливают в качестве вспомогательных, либо для обеспечения ГВС в летний период.
Кроме этих компонентов при выборе этого способа альтернативного отопления коттеджа необходимо установить насосную систему. Ее мощность зависит от объема теплоносителя и продолжительности магистрали.
Во время монтажа гелиосистемы нужно соблюдать угол наклона панели. Он зависит от конкретной модели, ее площади и конструкции труб.
Обустройство альтернативного отопления
Выбрав оптимальную схему альтернативного отопления частного дома можно приступать к ее монтажу. Для этого лучше всего воспользоваться услугами специализированных компаний. Тем более во многих случаях гарантия на оборудование распространяется только в том случае, если его монтаж осуществлялся представителями продающей организации.
Намного проще установка альтернативных котлов отопления. Они монтируются в уже имеющуюся систему трубопроводов. Однако для правильной работы следует подобрать соответствующий теплоноситель (электродные котлы) и выставить режим его нагрева.
В целом технология монтажа во многом зависит от типа альтернативного теплоснабжения и конкретной модели отопительной установки. Но кроме этого нужно учитывать такие факторы:
- Минимизация тепловых потерь за счет использования современных теплоизоляционных материалов. В особенности это касается геотермального отопления;
- Обязательное наличие источника бесперебойного электрического питания (дизельный или бензиновый генератор), а также стабилизатора тока;
- Установка автоматизированного управления отопительной системой.
Следуя этим простым советам и внимательно изучив технические характеристики альтернативного теплоснабжения, можно существенно сэкономить на затратах.
В видеоматериале можно ознакомиться с примером изготовления гелиосистемы своими руками:
