Альтернативные источники обогрева. Источники и способы альтернативного отопления в частном доме и квартире

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

1. 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.
2. 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.
3. В компрессоре происходит сжатие газообразного хладагента и повышение температуры
4. 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.
5. 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 связи с постоянным ростом стоимости газа и электроэнергии, многие пользователи стали обращать внимание на экологичные и экономные в обслуживании системы обогрева зданий.

Самыми популярными из них являются геотермальные системы, ветряки, биотопливо и гелиосистемы . Альтернативные способы отопления дома, хоть и имеют изначально высокую стоимость, достаточно быстро себя окупают.

Что собой представляют альтернативные источники тепла

Основной задачей систем является получение энергии из возобновляемых источников. Большинство альтернативных устройств могут быть использованы для выработки теплоэнергии в любой местности, что говорит о простоте в их эксплуатации и минимальных требованиях.

Особенности гелиосистем для частного дома

Солнечный коллектор может применяться для отопления многоквартирных и частных домов. Гелиосистемы также нередко используются и при нагреве воды для личных нужд потребителей. Солнечные системы могут работать в различных режимах и в зависимости от выбранного оборудования обеспечивать выработку энергии в течение всего года либо определенных сезонов.

Панели и коллекторы за счет особых абсорбционных покрытий нагревают теплоноситель внутри установок. Жидкость подается в специальный резервуар, из которого попадает в отопительную систему дома либо в контуры для горячей воды.

Солнечные батареи пропускают теплоноситель между пластинами, а трубчатая система повышает температуру жидкости за счет вакуума между внешней и внутренней колбой. Под влиянием ультрафиолетовых лучей абсорбционный слой начинает взаимодействовать с жидкостью и может нагреть ее до 90 градусов.

Солнечные коллекторы являются источниками нагрева теплоносителя, поступающего непосредственно в отопительные контуры. Для использования энергии солнечных батарей понадобится расширительный бак и насос , который будет откачивать воду из установок по достижению заданной температуры.

Плюсы гелиосистем:

• Трубчатые коллекторы просты в монтаже.
• Солнечные панели отличаются небольшой стоимостью и высокой производительностью в теплое время года.
• Оборудование подходит для эксплуатации в различных климатических зонах.

Внимание! Основным минусом солнечных коллекторов и батарей выступает их высокая стоимость и хрупкость.

Схема подключения ветряных генераторов

Установки представляют собой устройство с лопастями , при вращении которых вырабатывается электрический ток . Ветряки могут быть разных размеров и форм, что зависит от их назначения и особенностей местности.

При работе ветряных генераторов происходит зарядка аккумуляторов, которые впоследствии через преобразователь поставляют энергию для отопления зданий. Установки имеют два вида осей вращения — горизонтальный и вертикальный.

Фото 1. Схема подключения ветрогенератора в электросети через контроллер к бытовым приборам.

Оборудование с горизонтальным креплением лопастей предназначены для работы в той местности, где среднегодовая скорость ветра больше 5 м/с.

Ветряки с вертикальной осью вращения, благодаря своим компактным размерам, оптимально подойдут для использования в частных домах. Необходимая среднегодовая скорость ветряных потоков при этом должна быть выше трех метров в секунду.

Среди плюсов генераторов можно отметить экологичность, эргономичность и возобновляемость источника энергии . К недостаткам ветряков относят их нестабильность, низкую эффективность, высокую стоимость.

Геотермальный вид обогрева - надежность и долговечность?

Тепловые насосы представляют собой два контура с теплоносителями , соединяющиеся специальным оборудованием. Один из контуров находится ниже уровня почвы, а другой расположен в здании, которое он отапливает. Геотермальная отопительная система использует тепло, извлеченное из недр земли . В местах прокладки оборудования среднегодовая температура окружающей среды составляет 8-10 градусов.

Жидкость, которая находится во внешних контурах, нагревается от грунта либо воды и подается в насос, после чего прибор охлаждает вещество до отрицательных температур, а высвободившееся тепло перенаправляет во внутридомовую систему отопления. Геотермальное оборудование станет отличным вариантом для обогрева помещений при помощи низкотемпературных приборов.

Фото 2. Прокладка тепловых магистралей, которые располагаются горизонтально, ниже уровня промерзания земли.

Тепловые системы устанавливаются тремя способами :

• Горизонтальным.
• Вертикальным.
• Подводным.

К плюсам геотермального отопления можно отнести неиссякаемость природного ресурса, отсутствие выбросов вредных веществ в атмосферу, высокую эффективность системы. Минусами оборудования является небольшая температура теплоносителя во внутренних контурах (в пределах 35-60 градусов ), высокая стоимость установок.

Вам также будет интересно:

Когда на помощь приходит биотопливо

Биотопливо - это вещество, полученное из животного или растительного сырья , органических отходов промышленности, результатов человеческой жизнедеятельности. Биологическое топливо бывает разных видов, но самыми распространенными вариантами являются пеллеты либо брикеты .

Для отопления дома биотопливом нужно установить котел , который будет совместим с альтернативным источником энергии.

При сгорании вещество выделяет тепло, которое нагревает жидкость в системе отопления и обеспечивает поддержание нужной температуры.

Главным плюсом данного вида альтернативной энергии выступает его мобильность . В процессе использования биотоплива для обогрева зданий не выбрасываются вредные вещества в атмосферу. Основным минусом сырья является использование больших площадей под посев культур, из которых можно произвести это топливо.

Возможен ли монтаж альтернативного отопления своими руками

Большинство систем сложно установить самостоятельно, так как процесс монтажа требует специальных инструментов и навыков.

Схемы подключения ветрогенераторов подбираются индивидуально в зависимости от поставленной задачи. Ветряки подсоединяются к контроллеру , который заряжает аккумуляторы и передает электроэнергию на инвертор. Данная конструкция может прекрасно использоваться для обеспечения частного дома электричеством.

Тепловые насосы чаще всего устанавливаются вертикальным способом. Для монтажа оборудования понадобится бурение скважин на глубину более 50 метров. Размер контуров зависит от мощности теплового насоса. Иногда общая длина скважин достигает двухсот метров. Внешние контуры подключаются к насосу, который забирает из них тепло и передает его системе отопления дома. Низкотемпературное оборудование получает нагретый теплоноситель и отапливает здание.

Котлы для биотоплива монтируются на предварительно подготовленную стяжку, толщина которой составляет не менее 7 см. Для наиболее эффективной работы отопительной системы подключают буферную емкость, представляющую собой бак с водой.

Объем прибора рассчитывается в зависимости от мощности котла. Если отопительное оборудование является энергозависимым, то следует обеспечить подвод к нему электричества.

Дымоход, который устанавливают на котел для биотоплива, должен быть оборудован сборником конденсата и иметь диаметр не менее 18 сантиметров . Высота дымохода обычно составляет более четырех метров. Для защиты системы отопления от обратного давления и сифонного дренажа в нее монтируют обратный клапан, который располагается на трубе общей подачи воды. Регулировка жидкости и контроль температуры осуществляется при помощи балансировочного и смесительного клапанов.

Поиск новых источников энергии начался задолго до того, как стало понятно, что запасы углеводородов на Земле не такие уж безграничные, а истощение недр имеет лавинообразный характер. Ещё в 1846 году создали первый в мире ветрогенератор, в 1861 была собрана и запущена установка для получения энергии из солнечного света. А в 1913 году первые киловатты дал геотермальный насос. Однако лишь недавно общий уровень технологического развития позволил преодолеть целый ряд ранее неразрешимых проблем, и в серийное производство начало поступать достаточно эффективное бытовое оборудование за вменяемые деньги. О том, насколько реально сделать альтернативное отопление частного дома, поговорим далее.

Что можно считать альтернативным отоплением

Так сложилось, что единого подхода к определению и классификации нет. Производители отопительных устройств, продавцы оборудования, средства массовой информации – все готовы по-своему эксплуатировать это понятие. Довольно часто альтернативными видами отопления дома называют всё, что работает не на газе. Сюда могут отнести пеллетную «биотопливную» установку, инфракрасные тёплые полы или ионный электрокотёл. Иногда упор делается на необычную реализацию, например, «тёплый плинтус» или «тёплые стены», словом, всё сравнительно новое, что начали активно использовать с конца прошлого века.

Так что же для частного дома действительно является альтернативой? Давайте остановимся на вариантах, где соблюдаются три основных принципа.

Во-первых, рассматриваем только восстанавливаемые источники энергии.

Во-вторых, производительности оборудования должно быть достаточно, чтобы хоть частично дополнить именно отопление (как самую энергоёмкую систему), а не просто обеспечить работу нескольких лампочек.

В-третьих, стоимость/рентабельность энергоустановки должна быть на таком уровне, чтобы было целесообразно использовать её в бытовых нуждах.

Варианты альтернативного отопления

Достоинства и недостатки таких систем

Застройщики по разным причинам задумываются об альтернативном отоплении дома или квартиры. Владельцев жилья меньше всего интересуют модные тенденции, всем нужны новые возможности, которые можно получить:

• Экономия средств на оплату счетов за использованные энергоносители. Электричество, газ, солярка и даже дрова – всё это регулярно дорожает, и процесс этот необратим.
• Обеспечение полной автономности, или хотя бы снижение зависимости от общих сетей и сторонних поставщиков. Практика показывает, что подобные системы чаще всего используются как альтернатива газовому отоплению за неимением возможности подключиться к магистрали.
• Не нужно общаться с чиновниками, чтобы получить целый ряд необходимых документов. Не придётся просить выделения дополнительных мощностей (электричество), или, например, разрешения на врезку в газовую трубу.
• Сторонников экологичности не может не радовать тот факт, что ветряки, тепловые насосы или гелиосистемы позволяют использовать действительно чистые источники энергии.
• Энергоустановки полностью безопасны для людей и жилища, так как нет процесса горения (огонь, легковоспламеняющееся топливо, дымовые газы).

К сожалению, во всех отношениях идеального варианта пока нет. Где-то получаем уж очень малый КПД, в других случаях имеем жёсткие ограничения по условиям эксплуатации, что на практике выливается в слишком нестабильные параметры энергоснабжения. Некоторые установки для работы нуждаются в электроэнергии и не способны работать автономно. Другие имеют слишком высокий ценник, из-за чего окупаемость капиталовложений может растянуться на десятилетия или вовсе быть под вопросом.

Солнечные коллекторы в отопительной системе

Отдельный вопрос – техническая сложность подобных энергоустановок. Непрофессионалу непросто их установить и настроить, не говоря уже о том, чтобы «с нуля» сделать альтернативное отопление своими руками. Например, создать достаточно мощный (а главное – рабочий) ветряк.

Выбирая альтернативные способы отопления частного дома, нужно уделить внимание следующим моментам:

• стоимости капитальных затрат,
• расходам при эксплуатации,
• сроку службы оборудования до первых отказов,
• техническим возможностям для установки,
• требованиям к условиям эксплуатации (количество солнечных дней, наличие ветров и т.п.),
• реальной производительности.

Использование энергии ветра и солнца

Ветрогенераторы в отопительных системах

Кинетическая энергия ветра, как правило, используется для электроснабжения зданий, но мощные модели в условиях, близких к идеальным, могут обеспечить и обогрев, по крайней мере, частичный. Если не брать во внимание первоначальные расходы, то для потребителя получаемое электричество ничего не стоит. Очень важно, что для работы ветрогенератора не нужны вспомогательные ресурсы, они всё время функционируют автономно. Эти установки в качестве вспомогательных источников энергии удачно интегрируются в системы, где основными являются отопительные устройства других типов.

Стандартная комплектация ветрогенераторной установки

Существует много типов конструкций ветряков, но обычно их разделяют на две большие категории:

1. Горизонтальные ветрогенераторы с лопастями типа «пропеллера». Эти агрегаты производительнее (коэффициент использования энергии ветра до 52%), поэтому больше подходят для нужд отопления, но обладают целым рядом эксплуатационных и потребительских ограничений.
2. Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Эти турбины сравнительно слабомощные (КИЭВ менее 40%), но не требуют ориентирования на ветер, могут использовать не только ламинарные, но и турбулентные потоки, начинают вырабатывать ток даже на малых скоростях. Их легче обслуживать, так как генератор находится возле земли, а не на мачте в гондоле.

Вот некоторые недостатки использования ветряков для отопления:

• Высокие капитальные затраты. Более 70 процентов средств уходит на вспомогательные элементы: аккумуляторы, инвертор, управляющую автоматику, конструкции для установки. Вложения окупаются только через несколько десятков лет.
• Невысокий КПД – малая мощность. Кроме того, часть энергии теряется в процессе преобразования электричества в тепло.
• На местности требуется наличие постоянных ветров с высокой скоростью. Энергия нестабильна, сильно зависит от погоды и времени года, требует регулярного контроля и аккумулирования.
• Оборудование занимает много места.
• Ветрогенераторы во время работы создают много шума.

Обратите внимание! При слишком сильном ветре, генератор тоже не будет работать, так как срабатывает защитная автоматика.

Гелиосистемы: солнечные батареи и коллекторы

Гелиосистемы выполняют прямой нагрев теплоносителя либо преобразовывают энергию фотоэлектрическим методом. В первом варианте солнечные лучи нагревают воду/антифриз (в некоторых моделях – воздух), которая транспортируется в помещения и посредством радиаторов отдаёт тепло. Во втором случае фотоны света трансформируются в электрическую энергию, питающую обычные отопительные устройства, работающие на электричестве (котлы, обогреватели, тёплые полы).

Принцип работы солнечного коллектора для отопления и ГВС

Соответственно, существует два типа устройств:

• Солнечные коллекторы. Система состоит из контура для циркуляции теплоносителя, аккумулирующего бака и самого коллектора. В зависимости от конструкции, выделяют коллекторы: плоские, вакуумные и воздушные (как теплоноситель используется воздух).
• Солнечные батареи. Установка состоит из панелей с фотоэлементами, контроллеров и инвертора. Батарея вырабатывает постоянный ток напряжением 24 или 12 вольт, который собирается в аккумуляторах и после преобразования инвертором в переменный (220 В) подаётся на розетки.

Обратите внимание! Если для учёта сетевой электроэнергии установить дисковый счётчик, то он будет реагировать на ток, получаемый от солнечных батарей – начнёт отматывать показания в соответствие с объёмом дополнительной входящей энергии.

Недостатков у солнечных установок несколько. Прежде всего зависимость от метеорологических факторов и цикличности (сезонной и суточной). Батареи имеют небольшой КПД, чтобы дать большой объём стабильной энергии, они должны занимать большую площадь и комплектоваться дорогостоящими аккумуляторными батареями, которые довольно часто приходится менять. Недостатком коллекторов является их зависимость от электричества (для работы насоса или вентилятора), или, например, опасность замерзания теплоносителя.

Фотоэлектрические панели комплектуются аналогично ветрогенераторам (контроллер, аккумуляторы, инвертор), поэтому легко объединяются с ними в гибридные системы

Тепловые насосы для отопления частного дома

При этом способе альтернативного отопления оборудование извлекает и концентрирует тепло, которое аккумулируется в земле, воде или воздухе. Передача энергии осуществляется в теплообменниках, а для циркуляции теплоносителей в системе используется насколько независимых контуров. По принципу работы тепловой насос похож на холодильную установку (где основным силовым элементом является компрессор), только действует он наоборот.

Особенности передачи энергии в тепловых насосах

Обратите внимание! Тепловые насосы можно считать универсальным и самым надёжным способом организовать альтернативное отопление частного дома. Однако для их работы необходимо бесперебойное электроснабжение. Существует такое понятие как «коэффициент преобразования»: на каждый киловатт потраченной электроэнергии приходится порядка 3-5 кВт полученного тепла.

Геотермальные установки «грунт-вода» и «грунт-воздух»

Эти установки собирают тепло из протяжённых скважин или горизонтальных пластов с небольшой глубины. Такие тепловые насосы являются самыми эффективными, так как тепловая энергия грунта обладает стабильными показателями, причём она доступна в любых широтах. Есть два вида устройств:

• Вертикальные зонды располагаются в скважинах глубиной до нескольких сот метров. Они показывают лучшую производительность, но слишком дорого стоят, в основном из-за бурильных работ.
• Горизонтальные коллекторы состоят из системы труб, уложенных на глубине порядка 1,2-1,5 метров (ниже уровня промерзания). Они менее эффективны и занимают значительные площади, которые не подлежат застройке и не подходят для выращивания многолетних растений. Главное достоинство таких конструкций – намного меньшие затраты на земляные работы.

Летом тепловой насос может работать в реверсном режиме, выполняя функции кондиционера

Тепловой насос «вода-вода» и «вода-воздух»

Контур с первичным теплоносителем располагается на дне незамерзающего озера или реки. По конфигурации он похож на горизонтальный коллектор. Использоваться может тепло промышленных стоков и канализации, а также грунтовых вод. Есть два типа конструкций:

• Вода является теплоносителем и прокачивается внутри открытого первичного контура.
• Вода отдаёт свою энергию замкнутому первичному контуру, где в качестве теплоносителя циркулирует «рассол».

Очевидно, что для организации такого энергоснабжения непосредственно возле дома должен находиться подходящий водоём довольно большой площади.

Воздушные тепловые насосы

Для получения тепла из воздуха применяют устройства с крупным радиатором-теплообменником и производительным вентилятором, который должен прокачивать большие объёмы воздушных масс. Эти установки могут нагревать воду либо сразу отдавать энергию воздуху (так, например, работают кондиционеры с функцией подогрева), иногда они используют тепло дымовых газов или исходящих потоков из вентиляционных систем.

Это самые недорогие тепловые насосы, но они наименее производительные и не все могут работать при значительных минусовых температурах (в большинстве случаев -10 является пределом). Только самые продвинутые установки с инверторным управлением будут давать тепло при -25 градусах на улице.

Вариант укладки геотермального коллектора

Итак, имеют ли право на жизнь альтернативные способы отопления частного дома? Безусловно! Это по меньшей мере дальновидно. Уже сейчас они могут качественно дополнить традиционные генераторы тепла. Если позволяют технические условия, можно собрать гибридную систему, и полностью перейти на возобновляемые источники. Правда, для этого понадобится энное количество денежных средств и квалифицированная помощь профессионалов. Но если по каким-то причинам уйти от углеводородов не получается, то есть смысл модернизировать обычную систему отопления, чтобы можно было максимально эффективно регулировать температуру теплоносителя, или, как вариант, направить усилия на утепление ограждающих конструкций дома, чтобы свести к минимуму общие потери тепла.

Видео: альтернативные и энергосберегающие системы отопления

Подобным термином именуются альтернативные виды отопления частных домов, принцип работы которых основан на использовании энергии, относящейся к возобновляемой, за которые некому платить.

Сюда же включаются виды отопления, при реализации которых подобным образом удаётся выработать хотя бы какую-то часть тепла.

Альтернативное отопление частного дома своими руками достаточно часто выполняется с применением инфракрасных отопителей. Их конструкций в торговых сетях предлагается всё больше. Изделия весьма просты и удобны в эксплуатации, предлагаются по вполне приемлемым ценам.

Основа подобных отопительных устройств – инфракрасная плёнка. Наиболее часто встречающиеся варианты: тёплые полы и тёплые плинтусы.

Альтернативные источники отопления можно использовать и подключать в качестве:

• дополнения к центральному источнику тепла (например, газовому котлу);
• основной источник обогрева всего дома.

Владельцы личных домовладений уделяют много внимания, рассматривая альтернативные источники отопления частного дома. Причём ими данная категория устройств трактуется более широко.

Сюда включают традиционные котлы, функционирующие на биологическом топливе, инфракрасное отопление, ветрогенераторы, солнечные батареи, коллекторы и насосы тепловые.

Рассмотрим альтернативные способы отопления более подробно.

Применение тепловых насосов (ТН) для обогрева помещений

Такие альтернативные источники отопления дома, как тепловые насосы, сегодня наиболее часто используются в качестве источника отопления помещений, являющегося альтернативным.

Причина этого заключается в том, что указанная технология наиболее отработана.

Принцип работы изделия, в двух словах, характеризуется, как «холодильник наоборот». Это устройство вбирает тепло из окружающей среды (воздух, грунт или вода) и перенаправляет его на альтернативное отопление помещений. В основу работы ТН положен физический принцип Карно.

Заправленный в замкнутый контур устройства хладагент подаётся на испаритель, где расширяется с одновременным понижением давления и возрастанием объём. Параллельно хладагент частично испаряется, в связи, с чем падает температура последнего.

Охлаждённый, он начинает интенсивно аккумулировать энергию, отбирая её у стенок испарителя, соединённого с теплообменником. В последнем интенсивно перемещается теплоноситель, неформально именуемый «рассолом». В ходе указанных манипуляций в систему поступает тепловая энергия, аккумулированная в недрах земли.

Производители и торговые сети предлагают альтернативные источники отопления частного дома в виде ТН четырёх основных групп, различающихся видами тепловой энергии, которую они привлекают для отопления помещения:

1. Насосы геотермальные (как горизонтальные, так и вертикальные) осуществляют обогрев за счёт использования тепла подземных вод. Так называемая схема «вода-вода»;
2. Тепловые насосы, работающие за счёт тепловой энергии, получаемой из открытых водоёмов природного происхождения (море, озеро, река и т.п.). Реализована схема «вода-вода»;
3. Аккумулирование для отопления тепла, содержащегося в воздухе, осуществляется по схеме «воздух-вода»;
4. Если насос извлекает энергию грунта, то работа идёт по схеме «грунт-вода».

Солнечная энергия или гелиосистемы для отопления дома

Энергия Солнца, благодаря развитию новых технологий, из разряда экзотических вариантов обогрева переходит в категорию «альтернативное отопление частного дома своими руками», которое реально применяют в качестве отопительных систем.

На сегодня она, чаще всего, используется для обогрева помещения по одному из двух вариантов:

• Солнечная энергия трансформируется напрямую в электроэнергию. Затем аккумулированное электричество используется для работы ТЭНов.
• Солнечная энергия идёт на прямой обогрев теплоносителя. Последний ЕЦ, либо ПЦ проходит по отопительным приборам, прогревая через них помещения дома.

Минусами аналогичных систем являются пасмурные дни, и, неизбежно сменяющая день, ночь. Поэтому используют солнечные коллекторы параллельно с разнообразными электрообогревателями.

Альтернативное отопление своими руками в данной версии предусматривает, что реальная температура теплоносителя контролируется встроенными датчиками и, если её значение опускается в ночное время или в пасмурную погоду ниже фиксированного минимально разрешённого, то автоматически включается электрообогреватель.

Как правило, любая солнечная батарея комплектуется не только инвертором и контроллером, благодаря которым формируется U=12/24 В (по I const) но и ёмкой аккумуляторной батареей, в которой аккумулируются излишки электроэнергии, выработанной в светлое время суток.

Альтернативные источники отопления дома, выполненные по указанным схемам, при необходимой площади фотоэлементов и соответствующих ёмкостях АБ, возможен вариант реализации полностью автономной системе отопления.

Применение котлов на биотопливе

Самостоятельное устройство систем отопления, состоящих из сложной конструкции труб в почве или солнечных коллекторов на крыше дома, можно заменить установкой специального котла, работающего на экологически чистом биотопливе.

Обогрев частного дома при помощи электрических или газовых котлов не всегда бывает оправданным и экономически выгодным.

Для растопки биокотла можно использовать:

• дрова;
• брикеты и пеллеты (например, из опилок или торфа);
• биогаз;
• древесные гранулы и щепа и пр.

Наилучшим топливом для подобного котла считаются брикеты, так как они долго горят и сохраняют тепло.

Использование энергии ветра

В торговых сетях сегодня можно встретить вполне работоспособные модели устройств, производящих тепловую энергию за счёт использования энергии ветра (ветрогенераторы), которые представляют альтернативные виды отопления.

Они имеют вполне приличную производительность и взвешенное соотношение эффективности работы устройства и его стоимости.

Такие альтернативные системы отопления частного дома обладают существенным недостатком, имеют большие размеры. Например, ветрогенератор, рассчитанный на выработку 4 кВт электроэнергии, имеет очень большие крылья (до 10 метров). Альтернативные виды отопления с использованием ветра полной мере обладают всеми недостатками, которыми «болеют» имеющиеся в настоящее время гелиосистемы.

Данный вариант альтернативного отопления может быть практически реализован только в районах, которым присущи постоянно дующие ветра. В первую очередь, это степи, побережье, горы.

Альтернативные виды отопления частных домов, реализованные с учётом ветрогенераторов, имеют минимум на один недостаток больше, чем гелиосистемы, рассмотренные выше. Здесь невозможно использовать получаемую энергию ветра сразу для нагрева теплоносителя. Предварительно следует трансформировать получаемую механическую энергию в электроэнергию, и лишь затем использовать последнюю для нагрева теплоносителя, а это снижает КПД таких систем.

На современном рынке представлено множество вариантов по – начиная от твердотопливных котлов для отопления дома и заканчивая тепловыми насосами. Большинство домовладельцев считает, что обогревать дом газовым котлом выгодно, но пользователи FORUMHOUSE знают, что при определённых условиях это – далеко не самое оптимальное решение.

Из-за постоянного роста цен на энергоносители и дороговизну подключения, многих застройщиков волнуют следующие вопросы.

• Есть ли альтернатива магистральному газу;
• Какие особенности могут быть у разных систем отопления;
• Как рассчитать цену того или иного вида топлива;
• Выгодно ли использовать твердотопливные системы отопления;
• Как обогреть дом электричеством и не разориться;
• Может ли домашний тепловой насос заменить традиционные системы отопления.

А ответы на эти вопросы вам помогут найти эксперты и пользователи нашего форума!

Основные критерии выбора системы отопления

Опыт строительства говорит о том, что автономное отопление частного дома выбирается с учетом множества факторов: степень доступности того или иного вида топлива, предполагаемые ежемесячные затраты на отопление, климатические условия проживания и теплопотери здания.

Отопить дом в умеренном климате – это одна задача, и совсем другие требования предъявляются к системе отопления в регионах с даже более холодным климатом, чем в Москве, и многомесячным отопительным сезоном.

Эффективность отопительной системы дома зависит не только от теплотехнических характеристик топлива и КПД котла, но и от конструктивных особенностей дома и степени его теплопотерь.

Плохо утеплённое жилище сводит на нет работу самой высокоэффективной системы отопления!

Поэтому выбор системы отопления и котельного оборудования необходимо начинать ещё на стадии проектирования вашего будущего дома. Любой из опытных застройщиков согласится с утверждением, что мелочей здесь нет, а любая ошибка или недочёт могут привести к дорогостоящим переделкам.

В первую очередь рассмотрим .

Александр Хадынский Руководитель направления отопительных систем компании "Мой камин"

Выбор системы отопления, прежде всего, зависит от того, какие коммуникации подведены к дому. Если магистральный газ уже подключён, то на этом выбор топлива обычно заканчивается, т.к. на данный момент обогрев дома за счёт магистрального газа признано лучшим решением.

Также стоит учитывать удобство эксплуатации системы отопления при разных режимах проживания: ежедневное, режим выходного дня, разовые приезды. Только после взвешивания всех «за» и «против» можно выбрать оптимальный вариант.

При отсутствии магистрального газа возможен процесс отопления дома на , так называемом газгольдере – герметичной ёмкости, зарытой на участке и нуждающейся в периодической заправке.

Плюсы сжиженного газа, как и магистрального, это – чистый выхлоп, возможность установки компактных дымоходов и небольших котлов для отоплени ядома.

При всех достоинствах, эта система автономного отопления дома имеет ряд недостатков.

Анатолий Гурин Генеральный директор компании "ДоМ инженерных систем"

К основному недостатку газгольдера относятся: дорогая установка, неудобство заправки, получение разрешительной документации, необходимость периодического обслуживания высококвалифицированным персоналом. Помимо этого, газгольдер занимает много места на участке.

Игорь Ларин Руководитель направления «Котельное оборудование» WIRBEL

Выбор топлива, а значит, и котельного оборудования зависит от степени его доступности в конкретном регионе. Если в доме есть магистральный природный газ, то выбор очевиден в его пользу, если нет - тогда надо оценивать стоимость и наличие в данной местности других видов топлива для отопления, исходя из этого и устанавливать оборудование.

Чем заменить газ

Достоинства газа хорошо известны, но все они нивелируются крайне высокой ценой по его подведению. Рассмотрим альтернативы.

Жидкое топливо

Дизельное отопление – требует установки дорогостоящего и сложного в работе оборудования.

Необходимо найти место для установки ёмкости под топливо. Дизельное топливо имеет своеобразный и не для всех приятный запах. Также из-за постоянного роста цен на углеводородное топливо отопление соляркой является одним из самых дорогих способов обогрева дома. Среди основных плюсов для этого типа отопления отопления дома можно выделить высокую степень автоматизации работы котла и повсеместную распространённость дизельного топлива.

Электричество

Электрические котлы просты в эксплуатации, экологичны, безопасны и бесшумны.

Александр Хадынский

Однако при низких первоначальных затратах на покупку оборудования отапливаться электричеством весьма затратно, а при перебоях с подачей электроэнергии можно остаться и без отопления, и без горячей воды. Также электрическому котлу для отопления дома потребуется ставить отдельную проводку, а если его мощность превышает 9 кВт – трёхфазная сеть в 380 В.

Кроме электрических котлов существуют такие отопительные приборы, как электрические конвекторы и инфракрасные излучатели.

К плюсам отопления электрическими конвекторами и инфракрасными излучателями относятся минимальные первоначальные затраты и простота устройства оборудования. Вам не придётся заниматься обустройством котельной или проводить трубы отопления. Казалось бы – достал прибор из коробки, включил в сеть и пользуйся. Но, как показывает практика, не все так просто.

Олег Дунаев Инженер-строитель

Хорошо утеплённый дом можно с успехом отопить электрическим конвектором только при наличии достаточных электрических мощностей.

• высокий КПД оборудования;
• простоту монтажа;
• презентабельный внешний вид;
• безопасность использования;
• возможность программирования энергосберегающих режимов.

К минусам относятся:

• дополнительные затраты на качественную проводку;
• повышенные требования к качеству элементов электроснабжения.

В отличие от электрокотла, для установки конвектора или любой модели ИК-излучателя не требуется прокладка труб и наличие теплоносителя, как следствие снижаются неэффективные затраты энергии на нагрев воды (теплоносителя), котла и труб, снижаются теплопотери.

Вот основные критерии выбора подобной системы отопления.

Олег Дунаев :

– Выбираем так: мощность одного конвектора – до 1,5 кВт (больше - плавятся вилки и подгорают контакты реле).

Программатор – со своим источником питания (при отключении энергии сохраняются настройки). На 10 кв.м. площади необходимо примерно 1кВт мощности конвектора.

Элетричество – 380В, 3 фазы, разрешённая мощность – минимум 15 кВт. Проводка сечением – 3х2,5 кв.мм. Прокладываем выделенные конверторные линии и подключаем не более трёх конвекторов на одну линию.

Настенный электроконвектор лучше всего подвесить под окно примерно в 15 см от пола.

Отопление на электричестве – один из самых дорогих способов отопления дома. Казалось бы, дешёвое отопление электричеством – это миф. Однако, пользователь нашего форума Александр Федорцов (ник на форуме Скептик ) на своём примере опровергает данное утверждение.

Скептик Пользователь Forumhouse

Я самостоятельно построил каркасный хорошо утеплённый дом на фундаменте УШП. Сначала по проекту для отопления дома площадью в 186 кв.м. предполагался твердотопливный котел. Немного подумав, я решил, что мне совсем не хочется становиться кочегаром, а лучше воспользоваться ночным тарифом и греть воду в надежном самодельном теплоаккумуляторе объемом 1.7 куб.м.

Вода, нагретая за ночь электрическими тэнами до 50 С, позволяет успешно обогревать дом в зимние месяцы с системой водяного тёплого пола. А следить за температурой можно с помощью самодельного регулятора.

Александр Федорцов

Напольный ТА в котельной я поставил на лист пенопласта 35-й плотности и толщиной 10 см. Теплоаккумулятор хорошо утеплён – 20 см каменной ваты на крышке бака, на стенах – 15 см. Могу сказать, что расходы на отопление за декабрь составили 1,5 тыс. рублей. В январе накрутило не более 2 тыс. рублей.Т

Твёрдое топливо

Дрова, уголь, топливные брикеты.

Александр Хадынский

Котёл на твёрдом топливе (уголь, дрова) требует постоянного внимания, практически превращая его хозяина в кочегара. Такие конструкции могут использоваться в местах, где не подведены ни газ, ни электричество. Они являются самыми доступными и отличаются дешёвизной. При пользовании твердотопливными котлами особенно важно соблюдать меры пожарной безопасности.

Игорь Ларин

Степень автономности у твердотопливных котлов может быть увеличена при использовании в системе буферной ёмкости – теплоаккумулятора. Благодаря ТА накапливается тепло и уменьшается количество закладок в котёл.

В среднем время работы твердотопливного котла на одной закладке составляет минимально 3 часа, максимально 12 и более часов. Терморегулятор, контролирует воздушную подачу в камеру сгорания, а защиту от перегрева обеспечивает специальный клапан и теплообменник защиты от перегрева.

При использовании твёрдого топлива необходимость в общении с компаниями, поставляющими , и получения разрешительной документации на установку котла отпадает. Все регламентируется СНиПами, которых необходимо придерживаться при и монтаже отопительного оборудования. Также следует соблюдать рекомендации производителей по пожарной безопасности.

В качестве резервной системы отопления на случай отключения электроэнергии имеет смысл установить многотопливный котел либо комбинировать несколько отопительных приборов.

Александр Хадынский

Часто используют дополнительный котёл для увеличения степени автоматизации твердотопливного котла, подключают в цепь электрический котёл или камин с водяным контуром.

Автономное отопление в частном доме посредством комбинированных котельных – дорогой вариант. Данные виды котлов объединяют сразу три вида котлов – твердотопливный, электрический с газовой или дизельной горелкой и являются самими дорогими из бытовых котлов. В случае отключения электроэнергии лучше подключить источник бесперебойного питания, который позволит в период отключения электроэнергии продолжить работу оборудования до 48 часов.

Игорь Ларин

Сочетать разные приборы для отопления помещения можно и даже нужно, особенно в таких регионах, где возможны перебои с топливом.

Практичными являются системы, где комбинируются твердотопливные котлы с дровяными каминами, т. е. система включает дополнительный теплогенератор (камин), который поддерживает или ускоряет прогрев системы.

Выгода от использования многотопливных котлов заключается в возможности совмещать два вида топлива в одном оборудовании. В котле с двумя топками в одной можно сжигать твёрдое топливо (дрова, уголь, брикеты), а в другую установить горелку (дизельную или пеллетную). Таким образом, домовладелец, в зависимости от ситуации, может выбирать удобный для него вид отопления.

Анатолий Гурин :

– К несомненным плюсам пеллетного отопления относятся: автономность, его дешевизна относительно электричества и солярки с пропаном. Среди минусов можно отметить то, что необходимо найти место для складирования пеллет.

А некачественные пеллеты из-за неполного сгорания снижают КПД котла.

Сам котёл требует еженедельного внимания, т.к. необходимо очищать горелку и засыпать пеллеты.

Время непрерывной работы котла можно существенно увеличить за счёт установки дополнительного бункера для пеллет.

В последние годы всё более популярной становятся альтернативные системы отопления дома, построенные на базе теплового насоса и т.п (см. схему).

Анатолий Гурин :

–Принцип работы – простой: тепловой насос переносит теплый воздух с улицы в дом. Проще всего представить тепловой насос как холодильник: морозилка – в земле, а радиатор – в доме.

Опыт использования такой системы отопления показывает, что, затратив всего 1 кВт электроэнергии, мы получаем 5 кВт тепла.

Несмотря на то, что подобная система отопления известна не один десяток лет, многих останавливают высокие первоначальные затраты, необходимые при её монтаже.

Система отопления – это долгосрочная инвестиция в ваш дом, и более низкие первоначальные затраты в дальнейшем нивелируются высокой платой за топливо и обслуживание котельной.

Выгоды от использования теплового насоса:

• низкая, в 5 раз меньше, чем при обогреве дома электричеством, ;
• при циркуляции воздуха с улицы в дом отсутствуют выхлопы;
• система не нуждается в обслуживании;
• автономность работы: для теплового насоса требуется только электричество, а при отключении электричества тепловой насос легко можно запитать от бензогенератора.

Как понять, чем выгоднее отапливать дом

Цена отопления складывается из стоимости топлива. Универсального топлива, одинаково подходящего для каждого региона или дома, не существует. Поэтому необходимо делать расчёт исходя из конкретной ситуации.

Также может сложиться ситуация, когда газ должны провести через 1-2 года. На это время можно поставить котёл на твёрдом топливе и затем установить в него газовую горелку.

Анатолий Гурин

Надо выбрать самое дешёвое топливо в регионе. Именно им будет выгоднее всего топить дом. Для объективного подсчёта лучше всего составить сводную таблицу, в которой отобразить виды доступных источников тепла, затраты на них при строительстве, эксплуатационные затраты и срок службы.

В долгосрочной перспективе важно учесть такой фактор как удобство использования источника тепла. Опыт показывает, что каким бы ни было дешёвым топливо, его низкую цену может перечеркнуть минимальная степень автономности котла и повышенная степень внимания к работе этого оборудования.

Александр Хадынский

Необходимо провести краткий анализ наиболее вероятных способов отопления тем или иным видом топлива.

Зная мощность котла, можно высчитать стоимость расходов на отопление в месяц. Примерный расчёт – 1 кВт необходим для обогрева 10 кв.м. (при условии, если расстояние от пола до потолка до – 3 м), дополнительно нужно взять запас в 15-20 %, необходимый для подготовки горячей воды.

В среднем котельное оборудование работает около 10 ч/сутки. Отопительный сезон в средней полосе России длится 7-8 месяцев в году, в остальное время котёл работает на подготовку горячей воды и поддержание в доме минимальной температуры +8С.

Итого:

Электричество: Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 1 кВт/часа электроэнергии.

Твёрдое топливо: Для получения 1 кВт/час тепловой энергии расходуется примерно 0,4 кг/час дров.

Дизельное топливо: Для получения 1 кВт/час тепловой энергии потребляется примерно 0,1 литр солярки.

Газ: Для получения тепловой энергии в 1 кВт /час потребляется примерно 0,1 кг сжиженного газа.

В долгосрочной перспективе нужно учитывать рост цен на топливо, исходя из тенденций последних лет, и срока окупаемости затрат при первоначальных вложениях.

Таким образом, выбор системы отопления состоит из целого комплекса мер и инженерных решений, требующих взвешенного подхода и тщательного анализа каждой конкретной ситуации.

Посмотрите видеоролики о необычной разводке системы отопления и о том, как самостоятельно организовать эффективное и дешёвое отопление электричеством на