Альтернативное отопление частного дома – нелегкий выбор
Домовладельцы частных домов рады возможности прямого подключения к центральным коммуникационным магистралям. Но чаще хозяину частного дома хочется автономности во всем, включая системы коммуникаций, чтобы не зависеть в дальнейшем от причуд муниципалитета. Увы, затраты на обслуживание собственных хором оказываются существенней, чем при проживании в одной из квартир многоэтажки. И все проблемы приходится решать самостоятельно, без помощи ЖКХ. При проектировании в своих владениях коммуникационных сетей хозяин вынужден думать не только о комфорте, но и об экономии. А обогрев жилья в условиях морозных русских зим – весомая статья домашних расходов.
Стилизованный под старину современный ветрогенератор как альтернатива традициям в отоплении.
Поэтому альтернативное отопление частного дома – решение, к которому приходит большинство домовладельцев. Нельзя не заметить, что в данной области постоянно появляются свежие разработки, а порой новое оказывается и изрядно подзабытым старым.
Например, ветряки успешно применяют некоторые современные фермеры для электрификации своих хозяйств.
Это, безусловно, вариант, но стоит рассмотреть и другие, чтобы выбрать приемлемый. Ведь место под ветровую установку можно выделить далеко не в каждом частном владении. И, конечно, многие хозяева предпочитают использовать элегантные решения для автономного обогрева своего жилья к рассмотрению которых мы и приступаем.
Гелиосистема
Солнце – самый мощный источник энергии, готовый поделиться ею с человеком. Особенно щедрость солнца актуальна при условии, что для сохранения тепла в доме его хозяином выбрана гелиосистема, то есть батарея, получающая энергию непосредственно от могучего светила для накопления ее в аккумуляторах, откуда она поступает в локальную электросеть, как только солнце уходит с небосклона. Увы, этот метод малопригоден именно как источник альтернативного отопления для жителей большинства регионов России по причине недостатка солнечного света в долгие зимние месяцы.
Монтаж гелиосистемы.
Энергия солнца в частном доме – альтернативный метод получения электричества.
Гелиосистему можно было бы использовать в качестве основной только в теплое время года, когда стоит ясная погода и отопление неактуально. Кроме того, сократив расходы на оплату счетов за электроэнергию, сэкономить все же не удастся. Дело в том, что солнечные батареи достаточно дороги сами по себе и нуждаются в профессиональном обслуживании. А аккумуляторы к ним, даже самые лучшие модели, представленные сегодня на рынке, уже через несколько лет активной работы потребуют замены в связи с выходом из строя.
Поэтому содержание гелиосистемы в качестве запасной тоже совершенно невыгодно.
Тепловой насос
Отдать предпочтение альтернативному отоплению частного дома при помощи теплового насоса – гораздо более приемлемый в холодном климате вариант, чем предыдущий. Суть функционирования такой системы сводится к получению энергии от источника с низким потенциалом.
Она очень проста и фактически состоит всего из трех звеньев: компрессора, теплообменника и испарителя.
Однако возможны разные источники энергии для теплового насоса, и в зависимости от их вида сложность и стоимость реализации могут существенно различаться. Наиболее популярны среди них:
- грунт;
- вода;
- воздух.
Если в первых двух случаях речь идет об обязательном бурении скважин ниже уровня промерзания грунта или до грунтовых вод, то принцип получения энергии из воздуха проще, поэтому существенно упрощается и монтаж работающего на этом принципе теплового насоса.
В перечисленных вариантах генерируемое тепло передается радиаторам большой площади, заполненным водой. Но в последнем случае возможна и альтернатива, которая успешно реализована в современных сплит-системах, функционирующих за счет преобразования холодного воздуха с улицы непосредственно в теплый, поступающий в помещение.
Устройство теплового насоса.
Принцип работы сплит-системы.
Так или иначе, тепловой насос занимает много места и требует достаточно сложного монтажа с существенными финансовыми затратами. Кроме того, для осуществления такого способа альтернативного отопления частного дома дополнительно нужна электроэнергия. Внедрение и обслуживание этой технологии обогрева довольно хлопотно и затратно, если не подразумевать установку готовой сплит-системы, лишенную первого недостатка, но дорогостоящую, нуждающуюся в подключении к электросети.
Впрочем, уменьшению расходов на электроэнергию способствует приобретение собственного генератора. Но это требует дополнительных затрат на покупку и обслуживание собственно агрегата, а затем и на топливо для него. Однако о том, чтобы обзавестись приличным генератором, следует все-таки подумать владельцам частных домов, особенно если жилье находится в населенном пункте, где нормой считается нестабильное напряжение в сети и частое отключение электричества.
Котельная установка
Котлы применяются для отопления жилых помещений настолько давно, что вряд ли могут считаться альтернативным способом обогрева.
Но даже в столь традиционной системе появляются новшества, которые могут заинтересовать домовладельцев. Итак, современная котельная может функционировать:
- на твердом или жидком топливе;
- за счет электроэнергии;
- от газопровода или газового баллона;
- комбинированным способом.
Установка котельного оборудования выполняется в отдельном помещении. Наиболее экономически выгодным может быть газовый котел при условии подключения к магистрали. Но реализация такого способа отопления чревата серьезной бюрократической волокитой. В этом отношении проще с котлами, работающими на дровах, угле, мазуте или солярке, для которых главное – своевременные поставки топлива.
Устаревшая котельная установка.
Современная домашняя котельная.
Что касается электрических котлов, возможны различные варианты. Но мощный котел, рассчитанный на обогрев всего дома, будет потреблять электричество в больших объемах. Поэтому наиболее предпочтителен для тех, кто выбирает альтернативное отопление частного дома при помощи котельной, будет комбинированный агрегат, способный работать от разных источников энергии.
Теплый пол
Этот способ обогрева, быстро ставший популярным, на данный момент уже вызвал разочарование у многих домовладельцев. Во-первых, он все же достаточно дорого обходится в плане энергозатрат. Во-вторых, изрядно сушит воздух в помещениях. Но в принципе системы теплого пола по-прежнему пользуются спросом, и в этой сфере появились некоторые интересные новые разработки.
Одна из них – инфракрасная пленка, укладывающаяся непосредственно под напольное покрытие. Монтаж существенно проще, чем при укладке уже ставшего традиционным «теплого пола», а обогрев вполне эффективен. Однако, как и большинство систем отопления, функционирующих за счет электричества, пленочный пол получается теплым, но не дешевым в эксплуатации.
Монтаж электрического теплого пола.
Пленочный теплый пол
Теплый плинтус – еще одна профильная новинка. Производители позиционируют этот способ отопления как экономичный, экологичный и эффективный одновременно. Он устанавливается по периметру помещения, не требуя демонтажа пола, и прогревает примыкающие стены, препятствуя при этом выходу через них тепла, сохраняя нормальную влажность в доме.
Монтаж электрического теплого плинтуса.
Надежный тепловой щит обеспечивается электрическим ТЭНом или горячей водой в зависимости от греющего элемента, используемого в плинтусе от конкретного производителя. В отличие от конвекторного принципа, в данном случае нагревание воздуха в доме происходит за счет дальнейшего излучения тепла стенами, полом, потолком и находящимися в помещении предметами обихода, а не наоборот.
Оптимальный способ не замерзнуть
Как видите, любая система альтернативного отопления частного дома требует значительных усилий и вложений. Так неужели оптимального способа автономного обогрева попросту не существует? К сожалению, это именно так. Но выход есть. Комбинированный обогрев – единственный способ не замерзнуть и не разориться на оплате счетов. Необязательно пытаться реализовать все вышеперечисленное, пытаясь методом проб и ошибок выбрать из нескольких «зол» наименьшее.
Дровяная печь в современном интерьере.
Английский камин для отопления частного дома.
Достаточно задействовать одну из приведенных схем, а в дополнение к ней обзавестись традиционной русской печью или современным камином, который легко впишется в любой дизайн интерьера, превратившись в одну из ярких его деталей. Ведь, как уже говорилось, новое часто оказывается позабытым старым. А весело пылающий в очаге огонь – это не только гарантированное альтернативное тепло, но и уникальная атмосфера поистине душевного комфорта в вашем доме.
Альтернативные виды отопления частного дома
Содержание
- Альтернативное отопление частного дома: инструкция по монтажу.
- Общие сведения
- Использование биологического топлива
- Альтернативные виды отопления частного дома: насосы
- Солнечные аккумулирующие коллекторы
- Классификация коллекторов
- Энергия ветра
- Альтернативное отопление частного дома водородом
- Ход процесса
- Характеристика оборудования
- Развитие индустрии
- Варианты и схемы реализации альтернативного отопления частного дома
- Ветровая энергия
- Гелиосистемы
- Тепловые насосы
- Котлы, работающие на биологическом топливе
- Альтернативное отопление частного дома – прихоть или жизненная необходимость
- Самые популярные альтернативные источники энергии
- Принцип действия и преимущества твердотопливных котлов отопления
- Возможно ли устройство альтернативного отопления своими руками
Альтернативное отопление частного дома: инструкция по монтажу.
Прямое влияние на комфорт и уют в доме оказывает качество системы отопления. К ее обустройству необходимо отнестись внимательно, поскольку приходится достаточно долго находиться в помещении, в особенности в зимний период. В условиях современной жизни все больше владельцев собственной жилой недвижимости выбирают альтернативные способы отопления частного дома. Далее разберемся, что они собой представляют. В статье также будет рассказано о том, какие альтернативные источники отопления частного дома бывают.
Общие сведения
Под альтернативным отоплением следует понимать систему, работа которой осуществляется с теплогенератором на возобновляемом источнике по выработке энергии. Варианты бывают самые различные. Альтернативные источники отопления частного дома могут представлять собой механизмы, использующие биотопливо, энергию ветра, солнца или воды и прочее. В схемах присутствуют котлы и теплонасосы. Система может включать в себя солнечные батареи. Они аккумулируют поступающее тепло и преобразовывают его в электрическую энергию.
Использование биологического топлива
Такое альтернативное отопление частного дома с каждым днем становится все более популярным. Под биологическим топливом следует понимать массу, включающую в себя различные органические отходы, растения, навоз, стоки. В процессе разложения, в котором принимают участие бактерии, вырабатывается биогаз. В качестве топлива может выступать щепа из древесных гранул, поленья, прессованные отходы деревообрабатывающего производства. Эти материалы применяются, как правило, в малоэтажных домах. В более крупных сооружениях подача биологического топлива осуществляется с помощью автоматизированной системы. Альтернативное отопление частного дома малой этажности осуществляется вручную. Отопительные котлы, работающие на паллетах, представлены в нескольких вариантах. Однако во всех случаях топливо подается автоматически. Благодаря этому человеку нет необходимости постоянно находиться у котла. В агрегаты встроена система автоматического контроля, которая обеспечивает поддержание температуры на определенном уровне.
Альтернативные виды отопления частного дома: насосы
Для реализации этого варианта необходимо наличие скважины, из которой будет осуществляться забор грунтовых вод и обратный слив отработанного сырья в почву. Можно создать альтернативное отопление частного дома своими руками по типу «вода-вода». Однако пользователю для небольшого жилого сооружения придется вырыть 2-3 скважины для забора воды и 1-2 для слива. Бурить необходимо на глубину не меньше 50 метров. Для сооружения таких скважин следует также получить разрешение от государственных контрольных служб. В схеме такого отопления используются теплонасосы. Чтобы подключить альтернативное отопление частного дома своими руками по типу «рассол-вода», необходимо вырыть 200-метровую скважину. В ней следует уложить трубы с раствором U-образно. Для уменьшения разницы вырабатываемого тепла в разные месяцы устраивается теплообменник, который располагается на глубине не меньше пяти метров. Альтернативное отопление частного дома с использованием насосов считается наиболее экономичным в сравнении с прочими схемами.
Такое оборудование безопасно и для человека, и для окружающей среды. Наиболее перспективным сегодня считается именно это альтернативное отопление частного дома. Инструкция по монтажу достаточно проста. Справиться с установкой насоса и прокладкой труб можно самостоятельно.
Солнечные аккумулирующие коллекторы
Такое альтернативное отопление частного дома будет иметь прямую зависимость от интенсивности лучей, которая в разное время года различна. В пасмурную погоду и в ночные часы энергии излучения недостаточно для нормальной и стабильной работы коллекторов. Часто солнечные панели применяются в качестве элементов нагрева воды. Она может использоваться для бытовых либо хозяйственных нужд. Нагретая вода может участвовать в тепловом обмене в накопительных моновалентных баках. Солнечные батареи могут дополнительно использоваться для выработки энергии в биовалентных агрегатах.
Классификация коллекторов
Они бывают двух типов:
При использовании оборудования в летний период коэффициент производительности того и другого вида будет одинаковым.
В зимнее время предпочтение лучше отдать вакуумным коллекторам. Это оборудование способно работать при -35 градусах. Плоские коллекторы могут нагреть воздух до 60 градусов. Вакуумные агрегаты рассчитаны на повышение температуры до 90 градусов. По прочим параметрам отличий у приборов нет. Вакуумные солнечные коллекторы прекрасно подходят для использования в загородном доме в качестве альтернативного источника тепла. Кроме того, их можно применять для нагрева воды.
Энергия ветра
Изделия промышленного изготовления продаются сегодня достаточно свободно и стоят вполне приемлемых денег. Такой альтернативный источник энергии может использоваться в регионах, где преобладают постоянные умеренные ветры. В первую очередь это побережье и степи. Установка ветрогенератора не представляет собой ничего сверхсложного. Его основные конструктивные элементы – это лопасти, двигатель и мачта. Ветрогенератор имеет несколько сниженный КПД в сравнении с коллекторной системой. Это связано с тем, что элементы последней могут использоваться сразу для получения тепла или нагрева воды.
А в ветрогенераторе необходимо сначала преобразование механической энергии в электричество. Только после этого будет происходить нагрев воздуха в помещении.
Альтернативное отопление частного дома водородом
Это топливо применяется в специализированных котлах. Эти агрегаты способны вырабатывать неограниченное количество энергии. Вместе с этим водородные котлы считаются совершенно безопасными, поскольку такое отопление считается беспламенным, а в ходе нагрева не выделяются продукты горения.
Ход процесса
Работа основывается на каталитической реакции. Она протекает между водородом и кислородом. В результате выделяются молекулы воды. В ходе реакции производится достаточно большой объем тепла. Водородные котлы одновременно могут эффективно работать с системой прогрева полов.
Характеристика оборудования
Водородные котлы производятся разной мощности в соответствии с площадью помещения, которое предполагается обогревать. КПД агрегатов достаточно высок.
Он составляет порядка 96%. Число используемых каналов для подключения водородного отопления зависит от поставленных задач. Максимально можно создать их шесть. Все будет зависеть от того, какое количество тепла нужно будет вырабатывать котлу. Можно сказать, что агрегаты, по своей сути, считаются котельными модульными установками. Поэтому имеющиеся каналы мощности могут прекрасно выполнять свои задачи, не завися друг от друга. В каждом из них присутствует «катализатор». Он оказывает значительное влияние на формирование молекул Н2 О, сопровождающееся процессом образования тепловых потоков. Они заполняют камеру сгорания (теплообменник). Искусственным образом осуществляется нагрев до 40 градусов. Этот показатель считается приемлемым для поддержания постоянной оптимальной температуры как потолка, так и пола.
Развитие индустрии
Следует сказать, что отопление водородом сегодня только начинает набирать обороты. В качестве одного из несомненных достоинств системы следует отметить возможность работы котлов как вспомогательного оборудования при низких температурах.
Водород можно считать революционным типом топлива. Использование современных технологий позволяет без каких-либо затруднений адаптировать его под системы обогрева.
Варианты и схемы реализации альтернативного отопления частного дома
Подорожание традиционных видов топлива (газ, дрова, электричество, торф и т. д.) заставляет искать более дешевые методы обогрева. Традиционные котлы постепенно вытесняет альтернативное отопление частного дома, позволяющее получать тепловую энергию и при этом экономить средства.
Пару слов об альтернативном отоплении
Каждый понимает термин «альтернативное отопление» по-своему. Кто-то включает в него исключительно использование возобновляемых источников энергии, другие добавляют инфракрасные обогреватели, пленочные полы и множество других вариантов.
Однако классическое альтернативное отопление дома в качестве теплового источника использует именно самопроизвольно-восполняемые природные ресурсы, к которым относятся ветер, солнце, тепло земли. Оно реализуется с приемлемыми для каждого затратами, зато в дальнейшем нет необходимости платить поставщикам.
Одним из самых доступных традиционных источников тепла является газ. Но его стоимость также постоянно растет, увеличивая затраты на отопление. Выходом из ситуации является альтернативное отопление частного дома, которое может быть реализовано многочисленными способами. Самыми распространенными можно назвать:
- Энергия ветра
- Гелиосистемы (солнечные батареи)
- Тепловые насосы
- Котлы, работающие на биотопливе
Ветровая энергия
Энергия, вырабатываемая специальным ветряком, является одной из самых востребованных, так как движение воздушных масс никогда не прекратится. Сегодня установки доступны каждому, однако должного распространения они не получили по объективным причинам:
- Высокая стоимость оборудования и монтажа
- Необходимость большой свободной площади для размещения крупногабаритного изделия
В районах, в которые ветра исключительно порывистые и нечастые, использование ветряков экономически нецелесообразно. Полученную механическую энергию напрямую использовать для нагрева теплоносителя нельзя без специального трансформирующего устройства.
Гелиосистемы
Наибольшее распространение получили солнечные батареи, которые можно использовать как альтернативное отопление частного дома. Простейшая схема состоит из циркулирующего насоса, коллектора и солнечного модуля.
Реализовать отопление с использованием солнечных кремниевых модулей можно одним из 2-х способов:
- При помощи водяного коллектора
- Посредством электрических обогревателей
Наибольшее распространение получил первый метод, в котором энергия солнца аккумулируется непосредственно в электрическую энергию и используется для питания нагревательных элементов – Тэны. Последние в свою очередь разогревают в специальной емкости (коллекторе) жидкий теплоноситель, который посредством насоса циркулирует по отопительной системе. Чтоб не допустить перегрева, следует установить термостаты, контролирующие температуру жидкости и управляющие работой нагревательных элементов.
Второй метод заключается в эксплуатации в качестве отопительных элементов электрических устройств: конвекторы. обогреватели, пленочные теплые полы и т. д. Таким образом, солнечная энергия преобразуется в электрическую и посредством инвертора и контроллера направляется питать приборы отопления.
Использование солнечной энергии многим может показаться самым оптимальным и простым вариантам, однако не стоит забывать о смене суток или пасмурной погоде. В такие моменты времени модули могут не вырабатывать достаточного количества электроэнергии.
Выход из ситуации имеется – необходимо приобретать и устанавливать дорогостоящие аккумуляторы. Они будут накапливать энергию и снабжать ею в периоды, когда солнечные модули бездействуют. Недостаток заключается в непродолжительном сроке службы – 5-6 лет .
Тепловые насосы
Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.
Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:
Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.
КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.
«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.
Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.
Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.
В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.
Недостаток очевиден. сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.
Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:
- Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
- Можно обойтись 1-2 погружными насосами
Котлы, работающие на биологическом топливе
Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:
Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.
Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:
- Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
- Высокий КПД
Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.
Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.
Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть
Альтернативное отопление частного дома – прихоть или жизненная необходимость
Очень часто в последнее время говорят о постоянном подорожании традиционных источников энергии, таких как газ и электричество. В этой связи всё чаще упоминаются источники энергии, которые призваны прийти им на смену. Альтернативное отопление частного дома сегодня один из самых обсуждаемых вопросов. В первую очередь интересует стоимость тепловой энергии, получаемой альтернативным путём. Часто оказывается, что дешёвый на первый взгляд источник энергии оказывается не самым доступным.
Самые популярные альтернативные источники энергии
Сегодня существует множество видов энергии, которые могут быть задействованы для получения тепловой энергии, необходимой для отопления и горячего водоснабжения. Однако самостоятельно решить такие вопросы среднестатистический застройщик не может. Возьмём, к примеру, тепловой насос – отопление помещений за счёт тепловой энергии земли и воды. Сегодня это самый популярный способ отопления в развитых европейских странах, где этот вопрос решается на уровне государства. К сожалению, в странах постсоветского пространства пока ещё редко государство берёт на себя расходы, связанные с использованием альтернативных источников энергии.
Принцип действия теплового насоса
Среди наиболее перспективных поставщиков энергии, необходимой для получения тепла, можно отметить также солнечные батареи, которые используют на благо человека ультрафиолетовое излучение небесного светила, а также ветрогенераторы, которые используются для получения энергии с давних времён. Однако стоит отметить, что для устройства отопления частного дома в настоящее время эти альтернативные источники отопления не подходят. И связано это в первую очередь с большой дороговизной оборудования.
Такие виды отопления в настоящее время используются для получения малого количества тепла не достаточного для отопления дома даже средней величины, в то время как в той же Германии целые жилые массивы работают на энергии от солнечных батарей, а в Голландии, к примеру, очень развито использование энергии ветра.
Однако есть один источник тепловой энергии, который действительно является реальной альтернативой имеющимся видам энергии. Речь идёт о большой серии устройств, которые используют для получения тепла и горячей воды энергию, полученную от сгорания твёрдого топлива – твердотопливные котлы отопления, а также печи и камины, работающие на древесине и каменном угле. На этих устройствах стоит остановиться более подробно.
Принцип действия и преимущества твердотопливных котлов отопления
Твердотопливный котёл — альтернативный источник тепла
Рассматривая альтернативные источники энергии, стоит обращать внимание не на те, которые в большей мере можно назвать экзотическими, а таких наберётся не один десяток. Больше всего нас интересуют те источники, которые способны реально обеспечить всё возрастающие потребности населения в дешёвом топливе. В этой же связи стоит использовать только приборы и устройства, способные обеспечить строение теплом и горячей водой в полном объёме. Такие устройства, как печи и камины, работающие на твёрдом топливе, играют часто символическую роль и используются в качестве элемента декора. Настоящей же заменой газовым и электрическим отопительным устройствам являются твёрдотопливные котлы отопления, которые имеют следующие преимущества:
- относительная дешевизна и доступность используемого топлива. Притом, что чаще всего используемая древесина имеет традиционно большую стоимость, чем природный газ, большинство твердотопливных котлов может использовать для своей работы дешёвые отходы производства деревообрабатывающих предприятий;
- высокая эффективность — КПД твердотопливных котлов отопления часто значительно выше, чем у котлов, работающих на газу, не говоря уже об электрических приборах отопления, которые имеют большие потери тепла;
- автономность – все котлы, загружаемые твёрдым топливом, не используют природный газ, который подаётся часто с перебоями, особенно в отопительный сезон, а некоторые районы и вовсе не газифицированы;
- универсальность – большая часть твёрдотопливных котлов имеет возможность работы на различных видах топлива, выбор которого зависит от возможностей хозяина, времени года и других факторов.
При этом стоит отметить, что большинство твердотопливных котлов использует иногда достаточное количество электроэнергии, и их работа зависит от её наличия напрямую. Даже пиролизные котлы промышленного изготовления, имеющие КПД, превышающий часто 80%, не может работать без энергоснабжения, так как это необходимо для обеспечения принудительной вентиляции. Однако это решается в некоторых котлах, которые максимально используют естественный приток воздуха и имеют накопительные ёмкости, способные отапливать помещение в течение 2-3 дней, и работают даже без электричества. К тому же, для работы системы вентиляции достаточно установить такой же альтернативный источник энергоснабжения – дизельный генератор.
Возможно ли устройство альтернативного отопления своими руками
Учитывая все преимущества котлов, работающих на твёрдом топливе, встаёт резонный вопрос – а можно ли устроить подобные альтернативные системы отопления самостоятельно, и можно установить другие системы отопления, использующие альтернативные источники энергии. Естественно, сделать своими руками можно всё. Вот только для этого надо знать самые основные правила и относиться к вопросу отопления крайне серьёзно, особенно учитывая опасность, которая исходит от систем отопления в принципе.
Что касается твёрдотопливных котлов отопления, то задачи, связанные с их устройством, частные застройщики решать самостоятельно научились. Мало того, что в настоящее время существует большое количество возможных схем подключения твердотопливных котлов, где предлагаются не только варианты подключения самого котла, но и схемы его обвязки, а также рекомендации по используемым для этого материалам, есть возможность изготовления твердотопливных котлов своими руками. Причём стоит отметить, что не всегда эти котлы хуже тех, которые предлагает промышленность, а часто даже лучше. Наглядным примером могут служить пиролизные котлы, производимые домашними умельцами, которые имеют целый ряд конструктивных особенностей, позволяющих повысить КПД этих устройств до 90%.
Относительно других альтернативных источников энергии, рассмотренных выше, можно сказать, что их также можно без особого труда устроить самостоятельно. Вот только вряд ли они будут эффективными, учитывая большие объёмы задач, которые им часто предстоит решать. Или же придётся потратить очень солидные средства, которые окупятся ещё не скоро, а может, и вовсе не окупятся. Для того чтобы организовать отопление, используя энергию солнца, ветра или земли, необходимы государственные программы и современные инновационные технологии, которые помогут решить этот вопрос, сократив расходы населения на отопление и помогут сэкономить природные ресурсы, которые, к сожалению, не возобновляются.
Как вам статья?
Альтернативные источники отопления для дома | Путеводители по дому
Мари Бландо
Экологические проблемы и растущие затраты на электроэнергию заставляют многих домовладельцев рассматривать альтернативные источники отопления. Геотермальные, солнечные, пеллетные и каменные обогреватели могут служить либо основным источником тепла, либо дополнительным, чтобы снизить стоимость эксплуатации газовой, масляной или электрической системы.
Геотермальные
Геотермальные тепловые насосы используют подземную температуру для обогрева и даже охлаждения домов. Размеры насосов и цены варьируются в зависимости от размера здания, которое вы хотите обогреть. Хотя цена внедрения геотермального отопления может быть довольно высокой, по оценкам Министерства энергетики, эти затраты могут быть возмещены в виде экономии на счетах за электроэнергию в течение пяти-десяти лет (см. ссылку 1). Кроме того, до 31 декабря 2016 года домовладельцам, которые инвестируют в геотермальные тепловые насосы, соответствующие требованиям Energy Star Агентства по охране окружающей среды, предоставляется 30-процентная налоговая льгота. Чтобы узнать больше о налоговой льготе и о том, подходит ли система, которую вы рассматриваете, посетите веб-сайт Energy Star. Дополнительную информацию о геотермальных тепловых насосах можно найти на веб-сайте Министерства энергетики США.
Солнечное отопление
Солнечное отопление бывает двух видов: активное и пассивное.
Активное солнечное отопление использует солнечную энергию для нагрева жидкости или воздуха в коллекторах, установленных снаружи дома, часто на крыше. Затем он передает тепло в дом через систему принудительной вентиляции или лучистым путем через пол, плинтусы или радиаторы. Активные солнечные системы отопления могут работать даже в холодном климате, если есть достаточно солнечного света. Чтобы быть наиболее эффективными, коллекторы должны быть обращены на юг. Размер и стоимость вашей системы будут зависеть от ряда факторов, включая размер вашего дома и количество солнечного света, которое вы получаете. Пассивное солнечное отопление собирает тепло от солнца через окна, сохраняет и отдает его через теплоаккумулирующие материалы в доме. Надлежащая изоляция также важна для эффективного пассивного солнечного отопления. Более подробная информация о дизайне пассивных солнечных домов доступна на веб-сайте Министерства энергетики США. Кроме того, есть несколько недорогих проектов пассивного солнечного отопления, которые вы можете попробовать. Простой поиск в Интернете поможет вам начать.
Установки на пеллетах
Установки на пеллетах сжигают сельскохозяйственные отходы, опилки и другие органические материалы для производства тепла. Как правило, они стоят от 1700 до 3000 долларов. В зависимости от размера они вмещают от 35 до 130 фунтов пеллетного топлива. Мешок гранул весом 40 фунтов стоит примерно от 3 до 4 долларов. При выборе пеллетного котла важно, чтобы он подходил по размеру для помещения, которое вы хотите обогреть. Как правило, Министерство энергетики США рекомендует печь на 60 000 БТЕ для дома площадью 2000 квадратных футов и печь на 42 000 БТЕ для дома площадью 1300 квадратных футов.
Кладочные обогреватели
Кладочные обогреватели состоят из топки и массива кладки, например кирпичей. Они способны удерживать большое количество тепла, а значит, в них можно быстро сжечь много дров, не перегревая дом. Вместо этого тепло будет медленно распространяться по всему дому в течение дня.
Каменные обогреватели могут стоить от 10 000 до 30 000 долларов, в зависимости от размера и выбранных вами опций. Авторитетный установщик может помочь вам определить лучший вариант для ваших нужд.
Ссылки
- Министерство энергетики США: Геотермальные тепловые насосы
- Министерство энергетики США: Активное солнечное отопление
- Возобновляемая энергия Вермонт
- Новости Матери-Земли: Понимание пассивного солнечного отопления и охлаждения 900S.2 США. Отопление на дровах и пеллетах
- Североамериканская ассоциация обогревателей каменной кладки: что такое обогреватель каменной кладки?
- PRWeb: Местный подрядчик стал первым сертифицированным каменщиком обогревателей в районе 9 Канзас-Сити0012
Ресурсы
- Energy Star: Федеральные налоговые льготы за энергоэффективность потребителей
- Министерство энергетики США: Геотермальные тепловые насосы
- Министерство энергетики США: Пассивное солнечное проектирование дома
- Мир DIY: Самодельный пассивный солнечный обогреватель для окон
Писатель Биография
Мари Бландо пришла в журналистику в 2005 году в качестве редактора новостных лент. Она работала писателем и редактором многочисленных потребительских и торговых журналов, освещая, среди прочего, садоводство, стиль и обустройство дома.
9 Альтернативные способы обогреть дом
По мере того, как большая часть мира приближается к зиме, многие ищут альтернативные способы обогрева своего дома. В холодные месяцы наблюдается значительный всплеск электроэнергии из-за того, что люди полагаются на системы отопления.
К сожалению, эти системы не очень экологичны. Большинство из них полагаются на дровяные и угольные печи, которые способствуют выбросам парниковых газов.
В Climatebiz мы изучаем устойчивые автономные методы отопления, чтобы определить наиболее эффективные из них. В этой статье подведены итоги 9альтернативные способы, которыми вы можете обогреть свой дом более экологичным способом.
От обеспечения хорошей теплоизоляции вашего дома до отопления на биомассе — мы изучаем методы отопления, о которых вы, возможно, и не подозревали.
Предисловие
Специалисты по климатическому бизнесу тщательно разрабатывают, исследуют, проверяют факты и редактируют всю работу.
Отказ от ответственности для партнеров
Climatebiz поддерживается читателями. Мы можем получать партнерскую комиссию, когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте.
Содержание
9 Альтернативные способы обогрева дома
Эти альтернативные способы отопления дома подходят для устойчивой, автономной или более эффективной жизни. Большинство из них являются стандартной практикой для новых домовладельцев, поскольку мы движемся к более экологичному будущему, в то время как другие менее известны. В любом случае, они являются отличной альтернативой угольным печам, электрическим обогревателям и блокам переменного тока.
Вот 9 альтернативных способов обогрева дома:
- Дизайн пассивного отопления
- proper insulation
- thermal mass construction
- thermal energy storage
- ground-source heat pumps
- air-source heat pumps
- biomass heating
- biogas boilers
- solar water heating systems
Passive Heating
Пассивное отопление — это широкий термин, охватывающий принципы и методы обогрева бытовых помещений без механической помощи.
Вы можете достичь пассивного отопления с помощью нескольких принципов проектирования, таких как ориентация вашего дома в правильном положении по отношению к солнцу. Другой метод попутного отопления предполагает строительство дома с более толстыми стенами — мы коснемся этого позже.
Еще есть земные корабли, также известные как земные дома. Эти конструкции используют пассивное отопление, потому что они зависят от земли вокруг них для регулирования тепла.
В целом, концепция сводится к увеличению притока тепла в вашем доме и предотвращению потерь тепла. И хотя вы должны учитывать большинство этих принципов при строительстве своего дома, есть дополнительные шаги, которые вы можете предпринять, чтобы улучшить свой нынешний дом.
Диаграмма, иллюстрирующая различные принципы пассивного дома .Источник: Институт пассивного дома
С чего начать?
Вы можете начать с замены оконных рам пассивными оконными конструкциями. Эти специальные окна удерживают тепло внутри, позволяя естественному свету проникать в ваше пространство. Кроме того, их двухслойное стекло предотвращает передачу тепла между внутренней и внешней частью вашего дома, регулируя климат лучше, чем стандартные окна.
Похожие чтения : Лучшие окна для пассивного дома: какие установить?
Изоляция
Изоляция включает в себя материал, препятствующий передаче тепла. Правила часто требуют, чтобы в домах была установлена соответствующая изоляция. Это приведет к отличному удержанию тепла в вашем доме и сделает ваш интерьер более уютным.
Большая часть теплоизоляции изготавливается из материалов с низкой проводимостью, таких как целлюлозное волокно и стекловолокно. Таким образом, изоляция может по-разному сопротивляться нагреву в зависимости от используемого материала и толщины. Измерение того, насколько хорошо изоляция может выдерживать тепло, называется R-значением.
Изоляция обычно устанавливается между стойками в ваших стенах.Источник: Adobe Stock
Если вы живете в климате, где температура не колеблется более чем на 42 °F (6 °C), у вас должна быть изоляция с более низким значением R-значения. Напротив, изоляция вашего дома должна иметь более высокое значение R, если вы живете в более холодном климате.
Для тех, кто живет в Великобритании, Energy Savings Trust заявляет, что наличие хорошо изолированного дома может сэкономить до 410 долларов на счетах за электроэнергию.
В конце концов, легко понять, что изоляция является одним из принципов пассивного проектирования. С ним вы будете на пути к тому, чтобы превратить свой дом в пассивный дом.
Термическая масса
Термальная масса – это метод нагрева, который использовался на протяжении всей истории, модернизировался и использовался в наших домах. В настоящее время вы найдете дома, использующие тепловую массу в качестве метода пассивного отопления в климате с резкими перепадами температуры, например, в пустынях. Тем не менее, люди, живущие в другом климате, также могут извлечь из этого пользу.
Тепловая масса относится к способности материала улавливать, сохранять и выделять тепло. Например, кирпичная стена под прямыми солнечными лучами будет улавливать и отдавать тепло прохладной ночью. Кроме того, скорость, с которой материал выделяет тепло, называется термическим отставанием.
Включение в дизайн дома материалов, имеющих тепловую массу, — отличный способ регулировать микроклимат в помещении. К таким материалам относятся камень, бетон, кирпич и утрамбованная земля.
В целом, термомасса – отличная альтернатива обогреву дома и сохранению прохлады летом. Тем не менее, принцип тепловой массы недостаточно эффективен, чтобы обогреть весь ваш дом. Вместо этого вам нужно будет сочетать его с другими принципами пассивного дизайна, такими как упомянутые выше.
Аккумуляторы/аккумуляторы тепловой энергии
Батареи тепловой энергии (TBat) — это устройства, предназначенные для эффективного накопления тепла для последующего использования. Думайте о них как о гигантской грелке — тепло накапливается внутри батареи и медленно высвобождается с течением времени.
Как и тепловая масса, термальные батареи поглощают тепло на атомарном уровне, сохраняют энергию, а затем выделяют ее. В результате TBats — отличная альтернатива отоплению вашего дома.
В то время как существуют различные термобатареи и аккумуляторы, мы выделяем тепловые батареи солнечной энергии. Они просты, но эффективны и их легко реализовать в существующих домах.
Аккумулятор солнечной энергии
Этот термальный аккумулятор заряжается за счет солнечной энергии в виде тепла. «Батарея» состоит из котла с высокой изоляцией, в котором находится вода или другие жидкости-теплоносители.
Система нагревает воду и подает ее обратно в котел с помощью солнечных тепловых панелей. Там нагретая вода хранится до тех пор, пока она не понадобится для радиаторов или не будет использована для теплообмена.
Поскольку вода в котле неизбежно остывает, более холодная вода прокачивается через систему и снова нагревается.
Зачем использовать накопитель солнечной энергии
Хотя это может показаться излишним, многие дома выиграют от этих тепловых батарей.
Использование этой батареи может пригодиться, если вы живете в климате, где солнечные тепловые панели неэффективны. Вода в бойлере будет нагреваться в дни, когда достаточно солнечного света, и будет сохраняться теплой благодаря изоляции, когда вам это нужно.
На самом деле, некоторые термобатареи настолько эффективны, что их можно использовать сезонно. Батареи улавливают тепло в летние месяцы и сохраняют его до тех пор, пока оно не понадобится зимой.
Геотермальный тепловой насос
Тепловые насосы — это один из наиболее эффективных альтернативных способов отопления дома без блока переменного тока, печи или электрического обогревателя. По сути, они передают теплоту от одного вещества к другому. Среди геотермальных и воздушных тепловых насосов первый лидирует по эффективности.
Геотермальные тепловые насосы на 72 % более эффективны, чем печи, работающие на природном газе. В результате они являются одним из лучших альтернативных методов обогрева вашего дома, поскольку они передают тепло между землей и вашим домом.
Используя длинные трубы, заполненные теплопередающей жидкостью, такой как вода, GSHP поглощает тепло из земли и «накачивает» его в ваш дом.
На что способен GSHP?
GSHP может производить 4 единицы тепла всего за одну единицу электроэнергии. Существует два основных типа систем GSHP:
- системы с замкнутым контуром
- системы с открытым контуром
системы с замкнутым контуром
В системе с замкнутым контуром используется жидкий теплоноситель, который остается внутри труб системы. Эти системы обычно размещаются горизонтально или вертикально в земле рядом с вашим домом.
Трубы, расположенные на глубине не менее 5 футов от поверхности, передают холодную жидкость от теплообменника к земле. Затем устойчивая температура земли нагревает жидкость, прежде чем она снова будет передана в теплообмен.
Замкнутая система GSHP. После теплообмена горячая жидкость передает свое тепло испарителю. Тепло превращает жидкость в испарителе в газ, который проходит через компрессор. Этот процесс генерирует достаточно тепла, чтобы пройти через систему распределения и обогреть ваш дом.
Связанные материалы : Какова стоимость теплового насоса, работающего от грунта?
Системы с открытым контуром
Основное различие между системой с замкнутым контуром и системой с открытым контуром заключается в том, что в системах с открытым контуром в качестве основного источника тепла используются грунтовые воды. Если на вашем участке есть скважины или карманы с подземными водами, вы можете накачать более теплую воду в теплообменник.
Отсюда происходит тот же процесс сжатия, распределяя тепло по всему дому. Затем, когда грунтовые воды в системе остывают, их закачивают обратно в землю, чтобы пополнить естественные колодцы.
Эта альтернатива стандартному GSHP эффективна и эффективно работает для тех, у кого есть доступные ресурсы.
Здесь вы можете узнать о геотермальных тепловых насосах или узнать, чем они отличаются от печей, работающих на природном газе.
Связанные материалы : Стоят ли геотермальные тепловые насосы своих денег?
Воздушный тепловой насос
Альтернативой GSHP являются воздушные тепловые насосы. Они работают аналогичным образом, извлекая тепло из окружающей среды и передавая его туда, где оно нам нужно.
ASHP состоит из трех основных компонентов:
- два теплообменника
- компрессор
- расширительный клапан
Воздух забирается из внешней среды и проходит через систему в компрессор. Компрессор нагнетает воздух в более мелкие трубы, нагревая воздух. Воздух проходит через трубку, заполненную хладагентом с низкой температурой кипения.
Горячий воздух нагревает хладагент, распределяемый по домашней системе отопления. Хладагент охлаждается во время процесса и возвращается в тепловой насос для повторения процесса.
Как работает ASHP.Единственным недостатком воздушных тепловых насосов является то, что они теряют эффективность в холодном климате. Например, вы можете начать наблюдать падение уровня эффективности, как только температура упадет ниже 25°F (-3,8°C).
Биомасса Отопление
Природные органические материалы, такие как древесина, листья, пшеничная шелуха и мульча, известны как биомасса. Этот процесс нагрева использует эти органические материалы для выработки тепла для вашего дома. Это не только автономный метод отопления, но и отличный вариант для тех, кто живет на больших участках земли с естественными лесами/растительностью.
Существует два основных типа отопления на биомассе, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. К ним относятся:
- Котлы на биомассе
- Аэробное биоразложение Нагрев
Котлы на биомассе
Котлы на биомассе работают как стандартные котлы и печи, за исключением того, что они используют биомассу вместо угля или электричества. Хотя это предлагает альтернативный метод отопления и немного снижает углеродный след, есть один существенный недостаток — вам нужен большой запас биомассы.
На прилагаемой диаграмме показано, что биомасса, такая как переработанная древесная щепа, сено, высушенные листья и пшеничная шелуха, является источником топлива. Однако органический материал действует больше как трут и сгорает значительно быстрее. Поэтому вам потребуется значительное количество биомассы для топлива вашего котла.
Тем не менее, если вы фермер или живете на большом участке земли, использование органических отходов в качестве источника топлива — отличная альтернатива их выбрасыванию.
Недостатком котлов, работающих на биомассе, является количество биомассы, необходимое для подпитки системы.Аэробное биоразложение Нагрев
Подобно тепловым насосам, этот метод передает тепло от одного материала к другому, согревая ваш дом. Однако этот метод уникален, поскольку использует преимущества аэробной биодеградации.
Проще говоря, это процесс разложения органических веществ на воздухе. Микроорганизмы расщепляют органические вещества (такие как древесная щепа и листья), которые производят достаточно энергии для нагрева воды.
Холодная вода может проходить через биомассу для получения тепла для систем отопления. На самом деле, одно исследование доказало, что температура в куче биомассы может достигать 158 ºF. Таким образом, наличие системы, пропускающей холодную воду через кучу биомассы, подключенной к теплообменнику, может создать эффективную систему.
Однако этот процесс требует большого количества биомассы и правильных условий для разложения биомассы. Кроме того, процесс сильно зависит от времени года, что влияет на эффективность системы.
Биогазовые котлы
Биогаз – это топливо, получаемое в результате разложения и ферментации органических веществ, таких как сельскохозяйственные отходы, навоз и пищевые отходы. Газ состоит из различных газов, в основном метана, углекислого газа и сероводорода.
Органические отходы помещаются в большой резервуар, где они разлагаются и ферментируются. Газ от процесса собирается и используется для нагрева котла, который отапливает ваш дом.
Резервуары для биогаза создают газ, который можно использовать в качестве источника топлива для котлов. Биогазовые котлы имеют КПД 80%, но могут достигать 90% в зависимости от органического вещества. Этот источник топлива является фантастическим, и многие бедные страны полагаются на него для приготовления пищи и отопления.
Эти котлы отлично подходят для больших участков земли, общественных участков и ферм с домашним скотом или большим количеством зеленых отходов. Вы можете выбрасывать в бак все, от неурожая до навоза, и использовать его для обогрева дома.
Это не только эффективный метод, но и сокращение количества биологических отходов и воздействия на окружающую среду, а также возможность автономного отопления.
Солнечные водонагревательные системы
Солнечная энергия является отличной альтернативой для обогрева вашего дома, если вы живете в подходящем климате. Разместив солнечные тепловые панели на своей крыше, вы можете создать систему, распределяющую тепло по всему дому с помощью теплообмена.
Кроме того, вы можете пропустить горячую воду по трубам, залитым в бетонные полы, создавая солнечный подогрев пола.
Солнечные водонагреватели
Солнечные тепловые панели — это устройства, которые можно использовать для нагрева воды и других жидкостей с помощью солнечной энергии. Просто поместите эти панели на крышу и выставьте их на солнце.
Холодная вода течет по трубам и нагревается за счет солнечного излучения. Горячая вода подается в котел или гейзер, где она хранится и используется.
Солнечные гейзеры могут быть прямой подачей горячей воды в ваш дом или тепловой батареей, как обсуждалось ранее. В качестве альтернативы горячая вода может проходить через теплообмен, достигая более высоких температур.
Какой самый экологически чистый способ обогрева дома?
Геотермальные тепловые насосы являются наиболее эффективной альтернативой для обогрева вашего дома. И вот почему:
Мы знаем, что энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно только передать. Это не относится к теплу. К сожалению, независимо от процесса, тепловая энергия передается от одного вещества к другому, часто требуя ввода и оставляя нежелательный побочный продукт.
Имея это в виду, лучший альтернативный экологический метод обогрева вашего дома будет генерировать наименьшее количество нежелательных побочных продуктов.
Однако мы должны признать, что в игру вступает эффективность. Например, для неэффективного солнечного нагревателя потребуются дополнительные устройства или нагреватели. Или неэффективный котел на биомассе приведет к увеличению выбросов CO2 в результате сжигания большего количества топлива.
Таким образом, геотермальные тепловые насосы являются наиболее экологически безопасным способом отопления вашего дома в 2022 году.
Если это вас не убеждает, Агентство по охране окружающей среды получило награду «Самая энергоэффективная звезда 2022 года» за несколько геотермальных тепловых насосов.
Заключительные мысли
Как видите, альтернативные способы обогреть дом существуют — определенно существует не один способ ободрать кошку.
В то время как некоторые из них требуют больших мощностей, таких как биогазовые котлы, другие компактны, что означает, что вы можете установить их где угодно (пассивная конструкция и изоляция).
Подводя итог, можно сказать, что установка геотермального теплового насоса является лучшим альтернативным способом обогрева вашего дома.