Альтернативное отопление частного дома виды, способы сделать своими руками, системы альтернативного отопления на примерах фото и видео

Тепловые насосы

Тепловые насосы – реальная альтернатива традиционным теплогенераторам и котлам. Принцип работы этой энергосберегающей системы чем-то напоминает кондиционер, который передает тепло из помещения на улицу.

Тепловой насос передает тепло от земли в отапливаемое помещение и отводит холод обратно.

Когда тепловой насос работает, энергия расходуется не на выработку тепла, а исключительно на его перемещение.

Схема работы теплового насоса. Нажмите, чтобы увеличить.

Функциональные возможности данной системы позволяют получать около 4,5 кВт тепловой энергии, затрачивая на ее транспортировку всего 1 кВт электроэнергии.

Тепловые насосы отличаются высокой эффективностью, надежностью и экономичностью. Альтернативный обогрев описанного типа имеет только один существенный недостаток – решение о его установке следует принимать только на нулевом строительном цикле.

Это требование продиктовано большим объемом землеройных работ.

Солнечные коллекторы

Несмотря на то, что обогреть загородный дом солнечными батареями в суровом климате практически невозможно, нельзя не рассматривать этот вид альтернативного источника энергии и тепла.

Максимальной эффективности можно добиться только при интенсивном солнечном излучении: только в этом случае температура в комнатах будет максимально комфортной.

Разнообразие

Гелиосистемы для подогрева теплоносителя (в нашем случае это «водно-гликолевый» раствор) условно можно разделить на пассивные и активные.

Первые объединены в так называемый «водонагреватель», который находится на крыше. Бак с теплоносителем располагается над отметкой коллектора, а холодная вода подается в бак снизу.

Схема плоского солнечного коллектора. Нажмите, чтобы увеличить.

Последние имеют конструктивное отличие от систем пассивного солнечного отопления: сами солнечные коллекторы расположены на крыше дома, а резервуар для теплоносителя находится в доме.

Теплоноситель – вода – циркулирует в системе отопления с помощью насоса.

Чаще всего солнечные коллекторы используются для бытовых нужд – для нагрева воды в накопительных баках.

Но в этом случае зимой придется слить из бака всю воду, чтобы избежать замерзания.

Есть два разных типа солнечных коллекторов: плоские и вакуумные (трубчатые).

Плоский коллектор представляет собой застекленный солнечный поглотитель наверху, с ламинированным слоем теплоизоляции внутри.

Схема трубного коллектора. Нажмите, чтобы увеличить.

Поглотитель представляет собой плоский лист, соединенный с системой трубопроводов.

Он «собирает» солнечное тепло, передавая его теплоносителю. Стекло не должно отражать блики для максимального эффекта световой энергии.

Трубчатый коллектор отличается от плоского только наличием собранных в жгут вакуумных стеклянных трубок.

В каждую трубку вставлен стальной абсорбирующий лист, который можно вращать внутри, чтобы выровнять солнечный свет.

Трубчатые солнечные коллекторы дороже в установке и обслуживании, но они имеют больший эффект, чем плоские солнечные коллекторы, из-за большего удержания солнечного тепла.

И эти, и другие системы отопления монтируются на крыше дома в наклонной части.

В последнее время производители предлагали так называемые «солнечные» крыши, в которых уже установлены солнечные батареи, но этот вариант не получил широкого распространения из-за нарушения герметичности кровли.

Тепловые насосы

В этом случае пары «вода – вода» или «рассол – вода» могут служить топливом и энергией».

«Вода-вода»

Принцип работы такого отопления заключается в следующем: забираемая из земляного колодца вода прокачивается через тепловой насос и своей тепловой энергией поставляет тепло в дом. Сточные воды сбрасываются обратно в землю.

Чтобы такая схема идеально работала для дома площадью до 80 м2, хозяину дома придется пробурить не менее двух водовыпусков и дренажных колодцев, глубина которых составляет 50 м и более.

“соленая вода»

Принципиальная схема отопления с помощью теплового насоса на водно-рассолном топливе немного отличается: раствор, помещенный в U-образные трубы, служит тепловой энергией топлива.

Принципиальная схема теплового насоса. Нажмите, чтобы увеличить.

Трубы необходимо поместить в скважину, пробуренную на глубину не менее 150 м, либо из труб устроить теплообменник, который будет размещаться на глубине 5 м и менее. Это будет необходимо для уменьшения перепада температур в разное время года.

Как количество скважин, так и их размер будут определяться из расчета 50 Вт / м3, т.е. 50 Вт тепловой энергии можно получить с каждого погонного метра скважины. В случае установки теплообменника расчет немного другой: 40 Вт / м2 площади теплообменника с учетом расстояния между трубами до 800 мм.

Лидер по объему вложений на отопление частного дома тепловым насосом имеет более длительный срок окупаемости, но затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования будут минимальными по сравнению с другими типами систем отопления.

Отработанные масла

Другой разновидностью являются альтернативные источники энергии, такие как отработанные масла.

И хотя этот вид топливно-энергетического ресурса не является возобновляемым и часто используется – собирается, хранится, транспортируется, перерабатывается, – многие производители бытовых отопительных котлов используют отработанные масла в качестве топлива (при производстве многотопливных котлов).

Почему масла? Потому что их калорийность превышает теплотворную способность других видов топлива: дизельного, угольного, древесного. Недостатки: необходимость в специальных хранилищах для хранения резервных запасов; альтернативные виды топлива должны быть надлежащего качества.

Преимущества применения тепловых насосов

Спасать. Если сравнить стоимость отопления тепловым насосом со стоимостью газового оборудования, получится внушительная сумма с разницей в пользу насосов. А все потому, что альтернативными источниками в системе отопления являются тепловая энергия воды и земли.

Безопасная работа. Что касается опасности взрыва и возгорания газовых систем отопления, то электрический тепловой насос для отопления дома – устройство совершенно безвредное! Это также включает простоту эксплуатации оборудования.

Универсальность применения. Тепловой насос может работать как на обогрев помещений, так и на их охлаждение (аналогично работе сплит-систем в режимах «тепло-холод»).

Полная автоматизация работы. В отличие от твердотопливных котлов, тепловые насосы не требуют постоянной загрузки топлива, кроме того, им не нужен постоянный контроль, осмотр, чистка.

Кроме того, тепловой насос не нужно подключать к магистральному газопроводу – это автономное отопление загородного дома, которое обеспечивается простым подключением к электросети.

Тепловые насосы

Самым универсальным альтернативным вариантом отопления частного дома является установка тепловых насосов. Они работают по известному принципу холодильника, забирая тепло от более холодного тела и возвращая его в систему отопления.

Кажется, что сложная схема состоит из трех устройств: испарителя, теплообменника и компрессора. Вариантов реализации тепловых насосов много, но самыми популярными являются:

Самый дешевый вариант реализации – воздух-воздух. По сути, он напоминает классическую сплит-систему, однако электричество тратится только на перекачку тепла с улицы в дом, а не на нагрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, обеспечивая отличное отопление в течение всего года.

Эффективность систем очень высока. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы отлично работают даже при температуре от -25 градусов и ниже.

Воздух-вода – одна из наиболее распространенных реализаций тепловых насосов, в которых змеевик большой площади, установленный на открытом пространстве, играет роль теплообменника. Кроме того, его можно обдувать вентилятором, заставляя воду внутри остыть.

Такие установки отличаются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но работать с высокой эффективностью они способны только при температуре от +7 до +15 градусов. Когда полоса падает до отрицательного уровня, эффективность падает.

Наиболее универсальная реализация теплового насоса – земля-вода. Это не зависит от климатической зоны, так как слой почвы, который не промерзает в течение года, встречается повсеместно.

В этой схеме трубы погружаются в землю на такую ​​глубину, где в течение года поддерживается температура на уровне 7-10 градусов. Коллекторы можно устанавливать вертикально и горизонтально. В первом случае придется пробурить несколько очень глубоких скважин, во втором змеевик будет проложен на определенной глубине.

Недостаток – очевидны сложные монтажные работы, которые потребуют больших финансовых вложений. Прежде чем решиться на такой шаг, следует рассчитать экономический эффект. В районах с короткой теплой зимой стоит рассмотреть другие альтернативные варианты отопления для частных домов. Еще одно ограничение: нужна большая свободная площадь – до нескольких десятков квадратных метров.

Реализация теплового насоса вода-вода практически не отличается от предыдущего, однако коллекторные трубы прокладываются в грунтовых водах, которые не промерзают круглый год, или в близлежащем водоеме. Это дешевле благодаря следующим преимуществам:

  • Максимальная глубина бурения скважины – 15 м
  • Можно обойтись 1-2 погружными насосами

Котлы, работающие на биологическом топливе

Если нет желания и возможности оборудовать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, возможна замена классического котла на модель, работающую на биотопливе. Они требуют:

Рекомендуется устанавливать такие установки наряду с альтернативными источниками, описанными выше. В ситуациях, когда не работает один из нагревательных приборов, можно будет использовать второй.

Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников производства тепла, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, у рассматриваемых систем есть преимущества, среди которых:

  • Стоимость получаемой энергии ниже, чем при использовании традиционных источников
  • Высокая эффективность

Однако следует помнить о высокой первоначальной стоимости материала, которая может достигать десятков тысяч долларов. Монтаж таких систем нельзя назвать простым, поэтому работа поручается исключительно команде профессионалов, способных дать гарантию результата.

требуется альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне более дорогих традиционных источников тепловой энергии. Однако перед тем, как приступить к переоборудованию действующей системы отопления, необходимо все просчитать, рассмотрев каждый из предложенных вариантов.

Также не рекомендуется отказываться от традиционного бойлера. Его необходимо оставлять в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет свои функции, можно будет обогреть дом и не промерзать

Радиаторы и трубы отопления

Помимо современных отопительных котлов, не менее важными составляющими являются трубы и радиаторы. Они необходимы для эффективной передачи тепловой энергии воздуху в помещении. При проектировании системы необходимо решить две проблемы: снизить тепловые потери при транспортировке теплоносителя по трубам и улучшить теплопередачу аккумуляторных батарей.

Любой современный радиатор отопления должен иметь не только хорошие показатели теплоотдачи, но и удобную конструкцию для ремонта и обслуживания. То же самое и с трубопроводами. Их установка не должна быть сложной. В идеале монтаж может производиться самим домовладельцем без использования дорогостоящего оборудования.

Современные радиаторы отопления

Дизайн радиатора отопления

Для увеличения теплопередачи в качестве основного материала для изготовления аккумуляторов все чаще используется алюминий. Он обладает хорошей теплопроводностью, а для получения желаемой формы можно использовать технологию плавления или сварки.

Но следует учитывать, что алюминий очень чувствителен к воде. Современные чугунные радиаторы отопления лишены этого недостатка, хотя и имеют меньшее энергопотребление. Для решения этой проблемы была разработана новая конструкция батареи, в которой водные каналы выполнены из стальных или медных труб.

Эти современные отопительные трубы практически не подвержены коррозии, имеют минимальные размеры и толщину. Последнее необходимо для эффективной передачи тепла от горячей воды к алюминию. Современные радиаторы отопления обладают рядом преимуществ, которые заключаются в следующем:

  • Длительный срок службы – до 40 лет. Однако это зависит от условий работы и своевременного выполнения очистки системы;
  • Выбор способа подключения: сверху, снизу или сбоку;
  • В комплектацию может входить кран Маевского и термостат.

В большинстве случаев модели современных чугунных радиаторов отопления изготавливаются конструктивно. Они имеют классические формы, некоторые выполнены в напольном варианте с элементами художественной ковки.

Эффективность радиатора зависит от правильной установки и способа подключения. Это необходимо учитывать при установке системы.

Современные трубы отопления

Полимерные трубы для отопления

Выбор современных труб отопления во многом зависит от материала их изготовления. В настоящее время чаще всего используются полимерные линии из полипропилена или сшитого полиэтилена. Они имеют дополнительный армирующий слой из алюминиевой фольги или стекловолокна.

Однако у них есть существенный недостаток – относительно низкий порог воздействия температур до + 90 ° С. Это приводит к большому тепловому расширению и, как следствие, повреждению трубопровода. Альтернативой полимерным трубам могут служить изделия из других материалов:

  • Медь. По своей функциональности медные трубы соответствуют всем требованиям системы отопления. Они просты в установке, практически не меняют форму даже при экстремально высоких температурах теплоносителя. Даже когда вода замерзает, стенки медных линий расширяются без повреждений. Недостаток – высокая стоимость;

  • Нержавеющая сталь. Он не ржавеет, его внутренняя поверхность имеет минимальный коэффициент шероховатости. К недостаткам можно отнести стоимость и трудоемкость монтажа.

Как правильно выбрать современные системы отопления? Для этого нужно применить комплексный подход: произвести правильный расчет системы и на основании полученных данных выбрать котел, трубы и радиаторы с соответствующими эксплуатационными характеристиками.

На видео показан пример современного отопления дома с помощью системы теплого пола:

Тепловые насосы грунт-вода

Эти устройства являются наиболее универсальными альтернативными источниками отопления для загородных домов с учетом климатической зоны.

Принцип их действия основан на том, что даже на глубине нескольких десятков метров в районах вечной мерзлоты температура грунта превышает ноль градусов.

Теплообменники, предназначенные для отвода тепла из земли, представляют собой зонды, которые погружаются в специальные колодцы. Необходимо прокладывать автомобильные дороги, длина которых превышает более десятка метров, и помимо дороговизны насоса, довольно высока стоимость его установки. Так что бурение скважины обходится примерно в несколько тысяч рублей за погонный метр, а потребности в этом не одна. Кроме того, еще необходимо установить насос и погрузить зонды в скважину.

Немного дешевле обойдется установка насоса грунтовых вод с горизонтально расположенным коллектором. Теплообменники погружаются в траншеи ниже уровня промерзания. Недостатком такого обогрева является большая площадь, необходимая для установки теплового насоса. Полученное тепло расходуется на нагрев воды для хозяйственных нужд и передачу тепловой энергии отопительным приборам.

Возобновляемые природные источники тепловой энергии

Однако есть такие системы и источники тепла, эксплуатационные расходы которых значительно ниже, чем во всех описанных выше случаях, включая газовое отопление. Это естественные возобновляемые источники тепловой энергии:

  1. Энергия ветра.
  2. Тепло земли.
  3. Солнечная энергия.

Энергия ветра

Ветряные электростанции (ВЭС), предназначенные для индивидуального использования, в основном используются для производства электроэнергии для решения энергетических проблем дома.

Принцип действия этих систем основан на процессе вращения колеса под действием силы ветра с последующим генерированием электроэнергии.

Схема отопления от энергии ветра. Нажмите, чтобы увеличить.

Эффективность использования ветряных турбин значительно повышается за счет дополнительного использования источников бесперебойного питания, гелиевых аккумуляторных батарей или дополнительных фотоэлектрических панелей.

Основным недостатком ветряных турбин является то, что использование энергии ветра на полную мощность в наших климатических условиях возможно только 70-110 дней в году.

Тепло земли

Альтернативное отопление в частном доме может быть выполнено в виде теплового насоса, который собирает низкотемпературную тепловую энергию из почвы, увеличивает ее тепловой потенциал и передает ее в систему отопления дома.

Тепловые насосы экологически безопасны, экономичны, способны использовать практически любой тип низкотемпературного тепла.

Схема отопления дома энергией земли. Нажмите, чтобы увеличить.

К недостаткам такого варианта устройства систем теплоснабжения (отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования) можно отнести относительную сложность монтажа и монтажа, который необходимо проводить при установке нулевого цикла из-за большого количества насыпей.

Солнечная энергия

Использование солнечной энергии – одно из самых перспективных направлений даже в условиях умеренного климата. Принцип работы таких систем довольно прост.

Принцип работы солнечных батарей. Нажмите, чтобы увеличить.

Солнечная энергия поступает в солнечный коллектор, где преобразуется в тепловую энергию. Теплоноситель обеспечивает передачу тепловой энергии в системы отопления, горячее водоснабжение или аккумулятор, откуда производится конечное потребление.

Главное преимущество солнечного отопления – это практически «бесплатный» возобновляемый источник энергии в течение всего года.

Из недостатков можно отметить первоначальные затраты на установку системы и нежелательность использования ее в частном жилом доме в качестве основного источника тепла.

Послесловие

В этой статье мы кратко рассмотрели отопление частного жилого дома, как альтернативу газу. Надеемся, что прочитав ее, вы сможете выбрать наиболее оптимальный для вас источник тепла или отдать предпочтение комбинации описанных выше схем.

Сборка и подключение ветрогенератора

Второй по популярности альтернативный источник энергии – ветер. Самодельные ветряные генераторы позволяют обеспечить дом теплом с минимальными затратами.

Первый шаг. Выберите подходящий тип конструкции и ее вместимость. Новичкам рекомендуется остановить свой выбор на самых популярных вертикальных ветряках. Подбирайте мощность индивидуально. Увеличение мощности ветрогенератора осуществляется за счет увеличения размера крыльчатки и добавления дополнительных лопастей.

Однако помните, что чем мощнее устройство, тем сложнее будет его сбалансировать. Лучшим вариантом для самостоятельного изготовления является ветряк с крыльчаткой диаметром примерно 2 м и 4-6 лопастями.

Вторая фаза. Создайте фундамент для ветряка. Достаточно элементарного трехточечного базиса. Индивидуально определите глубину и площадь конструкции с учетом особенностей грунта и особенностей климата на строительной площадке.

Устанавливать дерево не раньше полного застывания основания, т.е примерно через 1,5-2 недели. Вместо основы можно использовать фигурные скобки. Это еще более простой вариант установки на валу. Выкопайте небольшую траншею глубиной около 50-60 см, установите вал ветряной турбины и надежно закрепите конструкцию с помощью обычных стяжек.

Третья фаза. Сделайте лезвия. В домашних условиях для этого отлично подойдет металлический стержень

необходимо разделить емкость поровну на количество, равное выбранному количеству лопастей. Перед нанесением меток важно, чтобы лопасти были точно одного размера. Вырежьте лопасти будущего ветрогенератора. Болгарка вам в этом поможет

При отсутствии болгарки можно обойтись ножницами для резки металла.

Шаг четвертый. Закрепите заготовку на генераторе болтами, а затем отогните лопасти назад. Многие параметры работы ветрогенератора зависят от силы, с которой изгибаются лопасти. Дать конкретные рекомендации по этому поводу невозможно. Определить подходящий ракурс можно только исходя из опыта.

Пятый этап. Подключите электрические кабели к генератору и соедините элементы системы в цепь. Присоедините генератор к валу ветряка, затем подсоедините провода к валу и подключите генератор и аккумулятор к цепи. Дайте нагрузку проводами. На этом ветрогенератор готов. Его можно подключить к системе водяного отопления, используя те же накопительные баки.

При желании можно собрать и установить несколько ветряных турбин, если одного устройства недостаточно для полноценного обогрева дома.

Поэтому использование альтернативных источников энергии – очень перспективный сектор, который, безусловно, заслуживает внимания. Теперь вы также можете почувствовать себя частью современного мира и значительно сэкономить на отоплении, собрав простую ветряную или солнечную систему. Следуйте инструкциям, и у вас все получится.

Разновидности альтернативных систем отопления

Альтернативой газового отопления являются, как правило, автоматизированные системы теплоснабжения с использованием современных технологий и новейших разработок на практике.

Эти системы – идеальное решение для владельцев частных и загородных домов, особенно расположенных вдали от мест прокладки трубопроводной сети.

Альтернативное отопление может быть следующих видов:

  1. Дизель.
  2. Электрический.
  3. Твердое топливо (уголь, брикеты, дрова и др).
  4. Природные возобновляемые источники (энергия ветра, тепла земли, солнечной энергии и т.д.).

Какой из вышеперечисленных вариантов наиболее оптимален для использования в частном загородном доме? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим преимущества и недостатки каждого из них с точки зрения эффективности и экономичности.

Использование дизельного топлива

Одним из основных преимуществ использования дизельного топлива для отопления частного дома является относительно невысокая стоимость установки тепловой системы, вырабатывающей тепловую энергию.

Любой другой вид отопления, принцип которого основан на сжигании топлива с последующим выделением тепла, требует гораздо больших затрат на установку, чем котлы, работающие на жидком топливе.

Основными недостатками этой системы являются высокая стоимость эксплуатации и необходимость регулярного обслуживания и мониторинга системы.

Электрическое отопление

Электрическое отопление – хорошая альтернатива газу в загородном или частном жилом доме.

Эта система отличается простотой установки и эксплуатации, высоким уровнем автоматизации, обеспечивающим надежную и качественную работу всей системы.

Электрическое отопление можно регулировать отдельно для каждой комнаты. Нажмите, чтобы увеличить.

Кроме того, системы отопления с питанием от электричества отличаются практически максимальным значением КПД (около 100%).

Список многочисленных преимуществ можно дополнить небольшими габаритами систем отопления и возможностью их установки практически в любом помещении.

Электрическое отопление можно регулировать отдельно для каждой комнаты.

К недостаткам системы можно отнести высокую стоимость электроэнергии, зависимость стабильной работы от наличия тока и качества электросети.

Использование твердых видов топлива

Более сбалансированной альтернативой газового отопления являются твердотопливные котлы.

Эти устройства сочетают в себе относительно высокую доступность твердого топлива, низкую стоимость монтажа и достаточно высокий КПД (КПД может достигать 85% – 95%).

Работоспособность твердотопливных котлов обеспечивается их периодической «дозаправкой», которую необходимо производить вручную 3-4 раза в день.

Также отметим конструктивную надежность этих котлов. Основные недостатки твердотопливной системы отопления связаны с необходимостью сбора, сушки и организации хранения дров (угля, брикетов и т.д.).

Источник – https://mr-build.ru/newteplo/alternativnoe-otoplenie.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: