Альтернативні джерела обігріву. Джерела та способи альтернативного опалення в приватному будинку та квартирі

До альтернативного опалення будинку відносять всі можливі варіанти, які були використані 20-30 років тому. Сюди можна віднести геотермальні джерела тепла, біопаливо, теплі теплі підлоги, інфрачервоні обігрівачі. У статті ми розглянемо мінімально витратні джерела опалення. Опишемо деякі джерела опалення, за які не потрібно платити гроші комунальним службам. Іноді із допоміжних джерел береться деяка частина теплової енергії.

Причина використання альтернативного опалення зрозуміла – це економія коштів.На сьогоднішній день ціни на енергоносії та електрику стрімко зростають. Газ, тверде паливо, соляри стають дорожчими. У сучасному світі альтернативне опалення просто необхідне, тому що корисні копалини не безмежні, та й просто не розумно спалювати тонни дерева для обігріву невеликого приміщення.

Геліосистеми

Цей пристрій призначений для перетворення енергії радіації Сонцяінші види енергії. Наприклад, для нагрівання та охолодження води та повітря. Для нагрівання теплоносія використовують циркуляційний насос, який спрямовує тепло в радіатори або конвектори.

Варіанти геліосистем

Енергія вітру

Людство вже багато років використовує енергію вітру. і зараз у багатьох країнах є людиною. Але зараз енергію вітру переважно використовують для отримання електроенергії. Такий вид енергії екологічно чистий та нешкідливий для навколишнього середовища.

Вітер, потрапляючи на лопаті турбіни,обертає її і водночас виробляється енергія. Ефективність енергії (ККД) не перевищує 59%. Ще 1920 учений Бец отримав це значення. З того часу це значення називається межа Беца. Таким чином, якщо дізнатися про ККД перетворення, можна визначити необхідну потужність електростанції.

Відмінні риси вітряних генераторів

Установки різняться залежно від технічних характеристик вітродвигуна:

• число лопатей;
• розташування осі обертання;
• крок гвинта;
• матеріал елементів.

Вітряні генератори бувають з вертикальною та горизонтальною віссю обертання.

Пропелерна конструкція з горизонтальною віссю може бути з однією або декількома лопатями. Такі вітряні установки найпоширеніші, тому що у них найбільш великий ККД.

Конструкції з вертикальною віссю поділяють на ортогональні та карусельні (ротор Дар'ї та Савоніуса).

• Ротор Дар'ї- ортогональна конструкція, у якої аеродинамічні лопаті розташовуються симетрично один одному і кріпляться на радіальних балках. Цей варіант вітродвигуна досить складнийрахунок аеродинамічної конструкції лопатей.
• - конструкції вітродвигуна карусельного типу з двома лопатями, що утворюють форму синусоїди. У таких конструкцій коефіцієнт корисної дії не високий(Не більше 15%). Але якщо лопаті у напрямку хвилі ставити не горизонтально, а вертикальне положення і зробити конструкцію багатоярусної з кутовим зміщенням пар лопат відносно один одного, тоді можна збільшити ККД практично вдвічі.

Переваги та недоліки вітряних електростанцій

Головна перевага «вітряків» у тому, що людина отримує можливість відтворювати практично безкоштовну електроенергію, не враховуючи невеликі витрати на спорудження.

Для того, щоб вітряна установка працювала, ефективно потрібні постійні вітрові потокиа це залежить тільки від природи. Технічним недоліком є ​​низька якість електрики, тому систему необхідно доповнювати допоміжними модулями (зарядними пристроями, акумуляторами, стабілізаторами та ін.).

У горизонтально-осьових установок достатньо високий ККД,але для стабільної роботи необхідний контролер напряму вітрового потоку та пристосування, які захищають від ураганних вітрів.

Вертикально-осьові установки мають невеликий ККД, але вони достатньо компактні та стійкіпід час сильних вітрів. Працюють без механізму, який дозволяє стежити за напрямом вітру та практично безшумні.

Теплові насоси

Теплові насоси забезпечують обігрів будинку, гаряче водопостачання, кондиціювання. Така система працює завдяки запозичення енергії від довкілля.Безкоштовно можна акумулювати тепло із землі, повітря та води. Працюючи від електромережі, теплові насоси розподіляють витрачену енергію відчутно продуктивніше електричних, твердопаливних або газових котлів. При витраті 1 кВт електроенергії отримуємо 4 кВт тепла. Отже, із довкілля отримуємо безкоштовно 3 кВт тепла. Такі системи коштують більше, ніж газові, твердопаливні або електричні котли, але за рахунок безкоштовної природної енергії тепловий котел окупається за кілька років. Енергетична продуктивність теплових насосів залежить від температури джерела низькопотенційного тепла. Таким чином, що вона вища, то значніша економія.

Ще одним видом опалення, що дозволяє серйозно заощадити, є повітряне:

Основи роботи теплових насосів

1. Теплоносій рухається трубопроводом, який прокладено, припустимо, в землю, прогрівається на 3-4 градуси.Потім він проходить через тепловий насос та теплообмінник і передає тепло, що накопичується у навколишньому середовищі, у внутрішній контур.
2. Внутрішній контур наповнений хладогеном. Ця речовина має досить низьку температуру кипіння. Хладоген проходить через випарник та переходить з рідкого стану до газоподібного.Це відбувається в умовах низького тиску та температури.
3. У компресорі відбувається стиснення газоподібного холодоагентута підвищення температури
4. Далі гарячий газ проникає в конденсатор, де відбувається теплообмін між газом та теплоносієм. В опалювальну систему хладоген передає власне тепло, охолоджується і знову стає рідиною. Після цього в опалювальні прилади потрапляє нагріта рідина.
5. Коли хладоген проходить через редукційний клапан - знижується тиск.Далі хладоген перетворюється на випарник, і відбувається повторне рух циклу.

Види теплових насосів

Всі теплові насоси працюють за таким самим принципом, як і будь-який холодильник, але є відмінності в їх реалізації. За типом теплоносія, що застосовується, теплові насоси розрізняються таким чином:

Зробити тепловий насос у домашніх умовах допоможе наступний матеріал:

Зважаючи на всі особливості кожного виду альтернативного опалення, можна дійти висновку, що при правильних розрахунках та вмілому монтажі можна отримати відмінний варіант обігріву практично з повітря, без витрати природних ресурсів.

У зв'язку з постійним зростанням вартості газу та електроенергії, багато користувачів стали звертати увагу на екологічні та економнів обслуговуванні системи обігріву будівель.

Найпопулярнішими з них є геотермальні системи, вітряки, біопаливо та геліосистеми. Альтернативні способи опалення будинку, хоч і мають високу вартість, досить швидко себе окупають.

Що являють собою альтернативні джерела тепла

Основним завданням систем є отримання енергії із відновлюваних джерел.Більшість альтернативних пристроїв можуть бути використані для вироблення теплоенергії у будь-якій місцевості, що говорить про простоті в їх експлуатації та мінімальних вимогах.

Особливості геліосистем для приватного будинку

сонячний колекторможе застосовуватися для опалення багатоквартирних та приватних будинків.Геліосистеми також часто застосовуються і при нагріванні води для особистих потреб споживачів. Сонячні системи можуть працювати в різних режимах і в залежності від обраного обладнання забезпечувати вироблення енергії протягом усього рокучи певних сезонів.

Панелі та колектори за рахунок спеціальних абсорбційних покриттів нагрівають теплоносійусередині установок. Рідина подається в спеціальний резервуар, з якого потрапляє в опалювальну систему будинку або контури для гарячої води.

Сонячні батареї пропускають теплоносій між пластинами, а трубчаста система підвищує температуру рідини за рахунок вакууму між зовнішньою та внутрішньою колбою. Під впливом ультрафіолетового проміння абсорбційний шар починає взаємодіяти з рідиною і може нагріти її до 90 градусів.

Сонячні колектори є джерелами нагрівання теплоносія, що надходить безпосередньо в контури опалення. Для використання енергії сонячних батарей знадобиться розширювальний бак та насос, який відкачуватиме воду з установок для досягнення заданої температури.

Плюсигеліосистем:

• Трубчасті колектори прості у монтажі.
• Сонячні панелі відрізняються невеликою вартістю та високою продуктивністюу теплу пору року.
• Устаткування підходить для експлуатації в різних кліматичних зонах.

Увага!Основним мінусом сонячних колекторів та батарей виступає їх висока вартість та крихкість.

Схема підключення вітряних генераторів

Установки представляють собою пристрій з лопатями, при обертанні яких виробляється електричний струм. Вітряки можуть бути різних розмірів та форм, що залежить від їх призначення та особливостей місцевості.

При роботі вітряних генераторів відбувається заряджання акумуляторів, які згодом через перетворювач поставляють енергію для опалення будівель. Установки мають два види осей обертання – горизонтальний та вертикальний.

Фото 1. Схема підключення вітрогенератора до електромережі через контролер до побутових приладів.

Обладнання з горизонтальним кріпленнямлопатей призначені для роботи в тій місцевості, де середньорічна швидкість вітру більше ніж 5 м/с.

Вітряки з вертикальною віссюобертання завдяки своїм компактним розмірам оптимально підійдуть для використання в приватних будинках. Необхідна середньорічна швидкість вітряних потоків повинна бути при цьому вище трьох метрів за секунду.

Серед плюсів генераторів можна відзначити екологічність, ергономічність та відновлюваність джерела енергії. До недоліків вітряків відносять їх нестабільність, низька ефективність, висока вартість.

Геотермальний вид обігріву – надійність та довговічність?

Теплові насосиявляють собою два контури з теплоносіями, що з'єднуються спеціальним обладнанням. Один із контурів знаходиться нижче рівня грунту, а інший розташований у будівлі, яку він опалює. Геотермальна опалювальна система використовує тепло, витягнуте з надр землі. У місцях прокладання обладнання середньорічна температура навколишнього середовища становить 8-10 градусів.

Рідина, що знаходиться у зовнішніх контурах, нагрівається від грунту або води і подається в насос, після чого прилад охолоджує речовину до негативних температур, а тепло, що вивільнилося, перенаправляє в внутрішньобудинкову систему опалення.Геотермальне обладнання стане чудовим варіантом для обігріву приміщень за допомогою низькотемпературних приладів.

Фото 2. Прокладання теплових магістралей, що розташовуються горизонтально, нижче за рівень промерзання землі.

Теплові системи встановлюються трьома способами:

• Горизонтальний.
• Вертикальним.
• Підводний.

До плюсівгеотермального опалення можна віднести невичерпність природного ресурсу, відсутність викидів шкідливих речовин, у атмосферу, високу ефективність системи. Мінусамиобладнання є невелика температура теплоносія у внутрішніх контурах ( в межах 35-60 градусів), висока вартість установок.

Вам також буде цікаво:

Коли на допомогу приходить біопаливо

Біопаливо - це речовина, отримана з тваринної або рослинної сировиниорганічних відходів промисловості, результатів людської життєдіяльності Біологічне паливо буває різних видів, але найпоширенішими варіантами є пелетиабо брикети.

Для опалення будинку біопаливом потрібно встановити котел, який буде сумісний з альтернативним джерелом енергії.

При згорянні речовина виділяє тепло, яке нагріває рідину в системі опалення та забезпечує підтримання потрібної температури.

Головним плюсомданого виду альтернативної енергії виступає його мобільність. У процесі використання біопалива для обігріву будівель не викидаються шкідливі речовини в атмосферу. Основним мінусомсировини є використання великих площпід посів культур, у тому числі можна зробити це паливо.

Чи можливий монтаж альтернативного опалення своїми руками

Більшість систем складно встановитисамостійно, оскільки процес монтажу вимагає спеціальних інструментів та навичок.

Схеми підключення вітрогенераторів підбираються індивідуальнов залежності від поставленого завдання. Вітряки приєднуються до контролера, який заряджає акумулятори та передає електроенергію на інвертор. Дана конструкція може чудово використовуватись для забезпечення приватного будинку електрикою.

Теплові насосинайчастіше встановлюються вертикальним способом. Для монтажу обладнання знадобиться буріння свердловин на глибину понад 50 метрів.Розмір контуру залежить від потужності теплового насоса. Іноді загальна довжина свердловин досягає двісті метрів.Зовнішні контури підключаються до насоса, який забирає тепло і передає його системі опалення будинку. Низькотемпературне обладнання отримує нагрітий теплоносій та опалює будівлю.

Котли для біопаливамонтуються на попередньо підготовлену стяжку, товщина якої складає не менше ніж 7 см.Для найбільш ефективної роботи опалювальної системи підключають буферну ємність,бак з водою.

Об'єм приладу розраховується залежно від потужності котла. Якщо опалювальне обладнання є енергозалежним, слід забезпечити підведення до нього електрики.

Димохід, який встановлюють на котел для біопалива, має бути обладнаний збірником конденсатуі мати діаметр не менше 18 сантиметрів. Висота димаря зазвичай становить понад чотири метри. Для захисту системи опалення від зворотного тиску та сифонного дренажу до неї монтують зворотний клапан, який розташовується на трубі загальної подачі води. Регулювання рідини та контроль температури здійснюється за допомогою балансувального та змішувального клапанів.

Пошук нових джерел енергії почався задовго до того, як стало зрозуміло, що запаси вуглеводнів на Землі не такі вже безмежні, а виснаження надр має лавиноподібний характер. Ще в 1846 створили перший у світі вітрогенератор, в 1861 була зібрана і запущена установка для отримання енергії з сонячного світла. А 1913 року перші кіловати дав геотермальний насос. Однак лише нещодавно загальний рівень технологічного розвитку дозволив подолати цілу низку раніше нерозв'язних проблем, і в серійне виробництво почало надходити досить ефективне побутове обладнання за осудні гроші. Про те, як реально зробити альтернативне опалення приватного будинку, поговоримо далі.

Що можна вважати альтернативним опаленням

Так склалося, що єдиного підходу до визначення та класифікації немає. Виробники опалювальних приладів, продавці обладнання, засоби масової інформації – всі готові по-своєму експлуатувати це поняття. Часто альтернативними видами опалення будинку називають все, що працює не на газі. Сюди можуть віднести пелетну «біопаливну» установку, інфрачервоні теплі підлоги або іонний електрокотел. Іноді акцент робиться на незвичайну реалізацію, наприклад, «теплий плінтус» або «теплі стіни», словом, все порівняно нове, що почали активно використовувати з кінця минулого століття.

То що для приватного будинку дійсно є альтернативою? Давайте зупинимося на варіантах, де дотримуються три основних принципи.

По-перше, розглядаємо лише відновлювані джерела енергії.

По-друге, продуктивності обладнання має бути достатньо, щоб хоч частково доповнити саме опалення (як найенергоємнішу систему), а не просто забезпечити роботу кількох лампочок.

По-третє, вартість/рентабельність енергоустановки має бути на такому рівні, щоб було доцільно використовувати її у побутових потребах.

Варіанти альтернативного опалення

Переваги та недоліки таких систем

Забудовники з різних причин замислюються про альтернативне опалення будинку чи квартири. Власників житла найменше цікавлять модні тенденції, всім потрібні нові можливості, які можна отримати:

• Економія коштів на оплату рахунків за використані енергоносії. Електрика, газ, солярка і навіть дрова – все це регулярно дорожчає, і цей процес необоротний.
• Забезпечення повної автономності або хоча б зниження залежності від загальних мереж та сторонніх постачальників. Практика показує, що подібні системи найчастіше використовуються як альтернатива газовому опаленню через відсутність можливості підключитися до магістралі.
• Не треба спілкуватися з чиновниками, щоб отримати низку необхідних документів. Не потрібно просити виділення додаткових потужностей (електрика), або, наприклад, дозволу на врізання в газову трубу.
• Прихильників екологічності не може не тішити той факт, що вітряки, теплові насоси або геліосистеми дозволяють використати справді чисті джерела енергії.
• Енергоустановки повністю безпечні для людей та житла, тому що немає процесу горіння (вогонь, легкозаймисте паливо, димові гази).

На жаль, у всіх відносинах ідеального варіанта поки що немає. Десь отримуємо дуже малий ККД, в інших випадках маємо жорсткі обмеження за умовами експлуатації, що на практиці виливається в занадто нестабільні параметри енергопостачання. Деякі установки для роботи потребують електроенергії та не здатні працювати автономно. Інші мають дуже високий цінник, через що окупність капіталовкладень може розтягнутися на десятиліття або бути під питанням.

Сонячні колектори в системі опалення

Окреме питання – технічна складність таких енергоустановок. Непрофесіоналу непросто їх встановити та налаштувати, не кажучи вже про те, щоб «з нуля» зробити альтернативне опалення своїми руками. Наприклад, створити досить потужний (а головне – робочий) вітряк.

Вибираючи альтернативні способи опалення приватного будинку, слід приділити увагу наступним моментам:

• вартості капітальних витрат,
• витрат при експлуатації,
• терміну служби обладнання до перших відмов,
• технічним можливостям для встановлення,
• вимогам до умов експлуатації (кількість сонячних днів, наявність вітрів тощо),
• реальної продуктивності.

Використання енергії вітру та сонця

Вітрогенератори в опалювальних системах

Кінетична енергія вітру зазвичай використовується для електропостачання будівель, але потужні моделі в умовах, близьких до ідеальних, можуть забезпечити і обігрів, принаймні, частковий. Якщо не брати до уваги початкові витрати, то для споживача електрику, що отримується, нічого не варто. Дуже важливо, що для роботи вітрогенератора не потрібні допоміжні ресурси, вони постійно функціонують автономно. Ці установки як допоміжні джерела енергії успішно інтегруються в системи, де основними є опалювальні пристрої інших типів.

Стандартна комплектація вітрогенераторної установки

Існує багато типів конструкцій вітряків, але зазвичай їх поділяють на дві великі категорії:

1. Горизонтальні вітрогенератори з лопатями типу "пропелера". Ці агрегати продуктивніші (коефіцієнт використання енергії вітру до 52%), тому більше підходять для потреб опалення, але мають цілу низку експлуатаційних та споживчих обмежень.
2. Вітрогенератори з вертикальною віссю обертання. Ці турбіни порівняно слабкі (КІЕВ менше 40%), але не вимагають орієнтування на вітер, можуть використовувати не тільки ламінарні, але і турбулентні потоки, починають виробляти струм навіть на малих швидкостях. Їх легше обслуговувати, тому що генератор знаходиться біля землі, а не на щоглі в гондолі.

Ось деякі недоліки використання вітряків для опалення:

• Високі капітальні витрати. Понад 70 відсотків коштів йде на допоміжні елементи: акумулятори, інвертор, автоматику, що управляє, конструкції для установки. Вкладення окупаються лише за кілька десятків років.
• Невисокий ККД – мала потужність. Крім того, частина енергії втрачається в процесі перетворення електрики на тепло.
• На місцевості потрібна наявність постійних вітрів із високою швидкістю. Енергія нестабільна, сильно залежить від погоди та пори року, потребує регулярного контролю та акумулювання.
• Обладнання займає багато місця.
• Вітрогенератори під час роботи створюють багато шуму.

Зверніть увагу! При занадто сильному вітрі, генератор теж працюватиме, оскільки спрацьовує захисна автоматика.

Геліосистеми: сонячні батареї та колектори

Геліосистеми виконують прямий нагрівання теплоносія або перетворюють енергію фотоелектричним способом. У першому варіанті сонячні промені нагрівають воду/антифриз (у деяких моделях – повітря), що транспортується у приміщення та за допомогою радіаторів віддає тепло. У другому випадку фотони світла трансформуються в електричну енергію, що живить звичайні опалювальні пристрої, що працюють на електриці (котли, обігрівачі, теплі підлоги).

Принцип роботи сонячного колектора для опалення та ГВП

Відповідно, існує два типи пристроїв:

• Сонячні колектори. Система складається з контуру для циркуляції теплоносія, акумулюючого бака та самого колектора. Залежно від конструкції, виділяють колектори: плоскі, вакуумні та повітряні (як теплоносій використовується повітря).
• Сонячні батареї. Установка складається з панелей з фотоелементами, контролерами та інверторами. Батарея виробляє постійний струм напругою 24 або 12 вольт, який збирається в акумуляторах і після перетворення інвертором змінний (220 В) подається на розетки.

Зверніть увагу! Якщо для обліку мережевої електроенергії встановити дисковий лічильник, то він реагуватиме на струм, що отримується від сонячних батарей – почне відмотувати показання у відповідність до обсягу додаткової вхідної енергії.

Недоліків у сонячних установок кілька. Насамперед залежність від метеорологічних факторів та циклічності (сезонної та добової). Батареї мають невеликий ККД, щоб дати великий обсяг стабільної енергії, вони повинні займати велику площу та комплектуватися дорогими акумуляторними батареями, які часто доводиться змінювати. Недоліком колекторів є їхня залежність від електрики (для роботи насоса або вентилятора), або, наприклад, небезпека замерзання теплоносія.

Фотоелектричні панелі комплектуються аналогічно вітрогенераторам (контролер, акумулятори, інвертор), тому легко поєднуються з ними в гібридні системи

Теплові насоси для опалення приватного будинку

При цьому способі альтернативного опалення обладнання витягує та концентрує тепло, яке акумулюється у землі, воді чи повітрі. Передача енергії здійснюється в теплообмінниках, а для циркуляції теплоносіїв у системі використовується як незалежні контури. За принципом роботи тепловий насос схожий на холодильну установку (де основним силовим елементом є компресор), тільки він діє навпаки.

Особливості передачі енергії у теплових насосах

Зверніть увагу! Теплові насоси можна вважати універсальним і надійним способом організувати альтернативне опалення приватного будинку. Однак для їх роботи потрібне безперебійне електропостачання. Існує таке поняття як «коефіцієнт перетворення»: на кожен кіловат витраченої електроенергії припадає близько 3-5 кВт отриманого тепла.

Геотермальні установки «грунт-вода» та «грунт-повітря»

Ці установки збирають тепло із протяжних свердловин або горизонтальних пластів із невеликої глибини. Такі теплові насоси є найефективнішими, оскільки теплова енергія грунту має стабільні показники, причому вона доступна в будь-яких широтах. Є два види пристроїв:

• Вертикальні зонди розташовуються у свердловинах глибиною до кількох сотень метрів. Вони показують кращу продуктивність, але дуже дорого коштують, в основному через бурильні роботи.
• Горизонтальні колектори складаються із системи труб, укладених на глибині порядку 1,2-1,5 метрів (нижче за рівень промерзання). Вони менш ефективні та займають значні площі, які не підлягають забудові та не підходять для вирощування багаторічних рослин. Головна перевага таких конструкцій – набагато менші витрати на земляні роботи.

Влітку тепловий насос може працювати в реверсному режимі, виконуючи функції кондиціонера

Тепловий насос «вода-вода» та «вода-повітря»

Контур із первинним теплоносієм розташовується на дні незамерзаючого озера або річки. За конфігурацією він нагадує горизонтальний колектор. Використовуватися може тепло промислових стоків та каналізації, а також ґрунтових вод. Є два типи конструкцій:

• Вода є теплоносієм і прокачується всередині відкритого первинного контуру.
• Вода віддає свою енергію замкненому первинному контуру, де як теплоносій циркулює «розсіл».

Очевидно, що для організації такого енергопостачання безпосередньо біля будинку має знаходитися відповідне водоймище досить великої площі.

Повітряні теплові насоси

Для отримання тепла з повітря застосовують пристрої з великим радіатором-теплообмінником та продуктивним вентилятором, який має прокачувати великі обсяги повітряних мас. Ці установки можуть нагрівати воду або відразу віддавати енергію повітря (так, наприклад, працюють кондиціонери з функцією підігріву), іноді використовують тепло димових газів або вихідних потоків з вентиляційних систем.

Це найдешевші теплові насоси, але вони найменш продуктивні і не можуть працювати при значних мінусових температурах (у більшості випадків -10 є межею). Тільки найпросунутіші установки з інверторним управлінням будуть давати тепло при -25 градусах на вулиці.

Варіант укладання геотермального колектора

Тож чи мають право на життя альтернативні способи опалення приватного будинку? Безперечно! Це щонайменше далекоглядно. Вже сьогодні вони можуть якісно доповнити традиційні генератори тепла. Якщо дозволяють технічні умови, можна зібрати гібридну систему і повністю перейти на відновлювані джерела. Щоправда, для цього знадобиться енна кількість коштів та кваліфікована допомога фахівців. Але якщо з якихось причин уникнути вуглеводнів не виходить, тобто сенс модернізувати звичайну систему опалення, щоб можна було максимально ефективно регулювати температуру теплоносія, або, як варіант, направити зусилля на утеплення конструкцій будинку, що захищають, щоб звести до мінімуму загальні втрати тепла .

Відео: альтернативні та енергозберігаючі системи опалення

Подібним терміном називаються альтернативні види опалення приватних будинків, принцип роботи яких заснований на використанні енергії, що відноситься до відновлюваної, за які нема кому платити.

Сюди включаються види опалення, при реалізації яких подібним чином вдається виробити хоча б якусь частину тепла.

Альтернативне опалення приватного будинку своїми руками досить часто виконується із застосуванням інфрачервоних обігрівачів. Їх конструкцій у торгових мережах пропонується дедалі більше. Вироби дуже прості та зручні в експлуатації, пропонуються за цілком прийнятними цінами.

Основа подібних опалювальних приладів – інфрачервона плівка. Найбільш часто зустрічаються варіанти: тепла підлога і тепла плінтуса.

Альтернативні джерела опалення можна використовувати та підключати як:

• доповнення до центрального джерела тепла (наприклад, газового казана);
• основне джерело обігріву всього будинку.

Власники приватних домоволодінь приділяють багато уваги, розглядаючи інші джерела опалення приватного будинку. Причому ними ця категорія пристроїв трактується ширше.

Сюди включають традиційні котли, що функціонують на біологічному паливі, інфрачервоне опалення, вітрогенератори, сонячні батареї, колектори та теплові насоси.

Розглянемо альтернативні способи опалення докладніше.

Застосування теплових насосів (ТН) для обігріву приміщень

Такі альтернативні джерела опалення будинку, як теплові насоси, сьогодні найчастіше використовуються як джерело опалення приміщень, що є альтернативним.

Причина цього полягає в тому, що ця технологія найбільш відпрацьована.

Принцип роботи виробу, двома словами, характеризується, як «холодильник навпаки». Цей пристрій вбирає тепло з навколишнього середовища (повітря, ґрунт або вода) та перенаправляє його на альтернативне опалення приміщень. В основу роботи ТН покладено фізичний принцип Карно.

Заправлений в замкнутий контур пристрою холодоагент подається на випарник, де розширюється з одночасним зниженням тиску та зростанням обсягу. Паралельно холодоагент частково випаровується, у зв'язку з чим падає температура останнього.

Охолоджений, він починає активно акумулювати енергію, відбираючи її у стін випарника, з'єднаного з теплообмінником. В останньому активно переміщається теплоносій, що неформально називається «розсолом». У результаті зазначених маніпуляцій у систему надходить теплова енергія, акумульована надрах землі.

Виробники та торгові мережі пропонують альтернативні джерела опалення приватного будинку у вигляді ТН чотирьох основних груп, що відрізняються видами теплової енергії, яку вони залучають для опалення приміщення:

1. Насоси геотермальні (як горизонтальні, і вертикальні) здійснюють обігрів рахунок використання тепла підземних вод. Так звана схема "вода-вода";
2. Теплові насоси, що працюють за рахунок теплової енергії, що отримується з відкритих водойм природного походження (море, озеро, річка тощо). Реалізовано схему «вода-вода»;
3. Акумулювання для опалення тепла, що міститься в повітрі здійснюється за схемою «повітря-вода»;
4. Якщо насос отримує енергію грунту, то робота йде за схемою «грунт-вода».

Сонячна енергія або геліосистеми для опалення будинку

Енергія Сонця завдяки розвитку нових технологій з розряду екзотичних варіантів обігріву переходить у категорію «альтернативне опалення приватного будинку своїми руками», яке реально застосовують як опалювальні системи.

На сьогодні вона найчастіше використовується для обігріву приміщення за одним із двох варіантів:

• Сонячна енергія трансформується безпосередньо на електроенергію. Потім акумульована електрика використовується для роботи ТЕНів.
• Сонячна енергія йде на прямий обігрів теплоносія. Останній ЄЦ, або ПЦ проходить опалювальними приладами, прогріваючи через них приміщення будинку.

Мінусами аналогічних систем є похмурі дні, і, що неминуче змінює день, ніч. Тому використовують сонячні колектори паралельно з різноманітними електрообігрівачами.

Альтернативне опалення своїми руками в даній версії передбачає, що реальна температура теплоносія контролюється вбудованими датчиками і якщо її значення опускається в нічний час або в похмуру погоду нижче фіксованого мінімально дозволеного, то автоматично включається електрообігрівач.

Як правило, будь-яка сонячна батарея комплектується не тільки інвертором і контролером, завдяки яким формується U = 12/24 В (по I const), але і ємною акумуляторною батареєю, в якій акумулюються надлишки електроенергії, виробленої у світлий час доби.

Альтернативні джерела опалення будинку, виконані за вказаними схемами, за необхідної площі фотоелементів та відповідних ємностях АБ, можливий варіант реалізації повністю автономної системи опалення.

Застосування котлів на біопаливі

Самостійне влаштування систем опалення, що складаються зі складної конструкції труб у грунті або сонячних колекторів на даху будинку, можна замінити установкою спеціального котла, що працює на екологічно чистому біопаливі.

Обігрів приватного будинку за допомогою електричних або газових котлів не завжди буває виправданим та економічно вигідним.

Для розпалювання біокотла можна використовувати:

• дрова;
• брикети та пелети (наприклад, з тирси або торфу);
• біогаз;
• дерев'яні гранули та тріска та ін.

Найкращим паливом для такого котла вважаються брикети, оскільки вони довго горять і зберігають тепло.

Використання енергії вітру

У торгових мережах сьогодні можна зустріти цілком працездатні моделі пристроїв, що виробляють теплову енергію за рахунок використання енергії вітру (вітрогенератори), які представляють альтернативні види опалення.

Вони мають цілком пристойну продуктивність та виважене співвідношення ефективності роботи пристрою та його вартості.

Такі альтернативні системи опалення приватного будинку мають істотний недолік, мають великі розміри. Наприклад, вітрогенератор, розрахований вироблення 4 кВт електроенергії, має дуже великі крила (до 10 метрів). Альтернативні види опалення з використанням вітру повною мірою мають всі недоліки, якими «хворіють» геліосистеми, що є в даний час.

Даний варіант альтернативного опалення може бути практично реалізований тільки в районах, яким притаманні повітрі вітри, що постійно дмуть. Насамперед, це степи, узбережжя, гори.

Альтернативні види опалення приватних будинків, реалізовані з урахуванням вітрогенераторів, мають мінімум один недолік більше, ніж геліосистеми, розглянуті вище. Тут неможливо використовувати енергію вітру відразу для нагріву теплоносія. Попередньо слід трансформувати отримувану механічну енергію в електроенергію, і лише потім використовувати останню для нагрівання теплоносія, а це знижує ККД таких систем.

На сучасному ринку представлено безліч варіантів - починаючи від твердопаливних котлів для опалення будинку і закінчуючи тепловими насосами. Більшість домовласників вважає, що обігрівати будинок газовим котлом вигідно, але користувачі FORUMHOUSE знають, що за певних умов це далеко не найоптимальніше рішення.

Через постійне зростання цін на енергоносії та дорожнечу підключення багатьох забудовників хвилюють наступні питання.

• Чи є альтернатива магістральному газу;
• Які особливості можуть мати різні системи опалення;
• Як розрахувати ціну того чи іншого виду палива;
• Чи вигідно використовувати твердопаливні системи опалення;
• Як обігріти будинок електрикою та не розоритися;
• Чи може домашній тепловий насос замінити традиційні системи опалення.

А відповіді на ці запитання вам допоможуть знайти експерти та користувачі нашого форуму!

Основні критерії вибору системи опалення

Досвід будівництва говорить про те, що автономне опалення приватного будинку вибирається з урахуванням безлічі факторів: ступінь доступності того чи іншого виду палива, щомісячні витрати на опалення, кліматичні умови проживання та тепловтрати будівлі.

Опалити будинок у помірному кліматі - це одне завдання, і зовсім інші вимоги пред'являються до системи опалення в регіонах з навіть холоднішим кліматом, ніж у Москві, і багатомісячним опалювальним сезоном.

Ефективність опалювальної системи будинку залежить не тількивід теплотехнічних характеристик палива та ККД котла, а й від конструктивних особливостей будинку та ступеня його втрат.

Погано утеплене житло зводить нанівець роботу найефективнішої системи опалення!

Тому вибір системи опалення та котельного обладнання необхідно розпочинати ще на стадії проектування вашого майбутнього будинку. Будь-який з досвідчених забудовників погодиться із твердженням, що дрібниць тут немає, а будь-яка помилка або недолік можуть призвести до дорогих переробок.

Насамперед розглянемо .

Олександр ХадинськийКерівник напряму опалювальних систем компанії "Мій камін"

Вибір системи опалення насамперед залежить від того, які комунікації підведені до будинку. Якщо магістральний газ вже підключений, то цьому вибір палива зазвичай закінчується, т.к. На даний момент обігрів будинку за рахунок магістрального газу визнано найкращим рішенням.

Також варто враховувати зручність експлуатації системи опалення за різних режимів проживання: щоденне, режим вихідного дня, разові приїзди. Тільки після зважування всіх «за» та «проти» можна вибрати оптимальний варіант.

За відсутності магістрального газу можливий процес опалення будинку на так званому газгольдері – герметичній ємності, заритій на ділянці та потребує періодичної заправки.

Плюси зрідженого газу, як і магістрального, це чистий вихлоп, можливість встановлення компактних димоходів і невеликих котлів для опалення отрути.

За всіх переваг, ця система автономного опалення будинку має ряд недоліків.

Анатолій Гурін Генеральний директор компанії "ДоМ інженерних систем"

До основної нестачі газгольдера належать: дорога установка, незручність заправки, отримання дозвільної документації, необхідність періодичного обслуговування висококваліфікованим персоналом. Крім того, газгольдер займає багато місця на ділянці.

Ігор Ларін Керівник напряму «Котельне обладнання» WIRBEL

Вибір палива, а отже, і котельного обладнання залежить від ступеня його доступності у конкретному регіоні. Якщо в будинку є магістральний природний газ, то вибір очевидний на його користь, якщо ні – тоді треба оцінювати вартість та наявність у даній місцевості інших видів палива для опалення, тому і встановлювати обладнання.

Чим замінити газ

Переваги газу добре відомі, але всі вони нівелюються дуже високою ціною з його підведення. Розглянемо альтернативи.

Рідке паливо

Дизельне опалення – вимагає встановлення дорогого та складного в роботі обладнання.

Потрібно знайти місце для встановлення ємності під паливо. Дизельне паливо має своєрідний і не всім приємний запах. Також через постійне зростання цін на вуглеводневе паливо опалення соляркою є одним із найдорожчих способів обігріву будинку. Серед основних плюсів для цього типу опалення опалення будинку можна виділити високий рівень автоматизації роботи котла та повсюдну поширеність дизельного палива.

Електрика

Електричні котли прості в експлуатації, екологічні, безпечні та безшумні.

Олександр Хадинський

Однак при низьких початкових витратах на покупку обладнання опалюватись електрикою дуже затратно, а при перебоях з подачею електроенергії можна залишитися без опалення, і без гарячої води. Також електричному котлу для опалення будинку потрібно ставити окрему проводку, а якщо його потужність перевищує 9 кВт – трифазна мережа 380 В.

Крім електричних котлів є такі опалювальні прилади, як електричні конвектори та інфрачервоні випромінювачі.

До плюсів опалення електричними конвекторами та інфрачервоними випромінювачами відносяться мінімальні початкові витрати та простота обладнання. Вам не доведеться займатися облаштуванням котельні або проводити труби опалення. Здавалося б – дістав прилад із коробки, включив у мережу та користуйся. Але, як свідчить практика, не все так просто.

Олег Дунаєв Інженер-будівельник

Добре утеплений будинок можна з успіхом опалити електричним конвектором лише за наявності достатніх електричних потужностей.

• високий ККД обладнання;
• простоту монтажу;
• презентабельний зовнішній вигляд;
• безпека використання;
• можливість програмування енергозберігаючих режимів.

До мінусів відносяться:

• додаткові витрати на якісне проведення;
• підвищені вимоги щодо якості елементів електропостачання.

На відміну від електрокотла, для установки конвектора або будь-якої моделі ІЧ-випромінювача не потрібно прокладання труб і наявність теплоносія, як наслідок знижуються неефективні витрати енергії на нагрівання води (теплоносія), котла та труб, знижуються втрати.

Ось основні критерії вибору такої системи опалення.

Олег Дунаєв :

– Вибираємо так: потужність одного конвектора – до 1,5 кВт (більше – плавляться вилки та підгоряють контакти реле).

Програматор – зі своїм джерелом живлення (при відключенні енергії зберігаються налаштування). На 10 кв. площі необхідно приблизно 1кВт потужності конвектора.

Електрика – 380В, 3 фази, дозволена потужність – мінімум 15 кВт. Проведення перетином – 3х2,5 кв.мм. Прокладаємо виділені конверторні лінії та підключаємо не більше трьох конвекторів на одну лінію.

Настінний електроконвектор найкраще підвісити під вікно приблизно 15 см від підлоги.

Опалення електрикою – один з найдорожчих способів опалення будинку. Здається, дешеве опалення електрикою – це міф. Однак, користувач нашого форуму Олександр Федорцов(нік на форумі Скептик ) на своєму прикладі спростовує це твердження.

Скептик Користувач Forumhouse

Я самостійно збудував каркасний добре утеплений будинок на фундаменті УШП. Спочатку за проектом для опалення будинку площею 186 кв.м. передбачався твердопаливний казан. Дещо подумавши, я вирішив, що мені зовсім не хочеться ставати кочегаром, а краще скористатися нічним тарифом і гріти воду в надійному саморобному теплоакумуляторі об'ємом 1.7 куб.м.

Вода, нагріта за ніч електричними тенами до 50 З, дозволяє успішно обігрівати будинок у зимові місяці із системою водяної теплої підлоги. А слідкувати за температурою можна за допомогою саморобного регулятора.

Олександр Федорцов

Підлоговий ТА в котельні я поставив на лист пінопласту 35-ї щільності і товщиною 10 см. Теплоакумулятор добре утеплений – 20 см кам'яної вати на кришці бака, на стінах – 15 см. Можу сказати, що витрати на опалення за грудень склали 1,5 тис. .рублів. У січні накрутило не більше 2 тис. рублів.

Тверде топливо

Дрова, вугілля, паливні брикети.

Олександр Хадинський

Котел на твердому паливі (вугілля, дрова) вимагає постійної уваги, практично перетворюючи його господаря на кочегара. Такі конструкції можуть використовуватись у місцях, де не підведено ні газ, ні електрику. Вони є найдоступнішими і відрізняються дешевизною. При користуванні твердопаливними котлами особливо важливо дотримуватися заходів пожежної безпеки.

Ігор Ларін

Ступінь автономності у твердопаливних котлів може бути збільшений при використанні в системі буферної ємності – теплоакумулятора. Завдяки ТА накопичується тепло та зменшується кількість закладок у котел.

В середньому час роботи твердопаливного котла на одній закладці становить мінімально 3 години, максимально 12 годин. Терморегулятор контролює повітряну подачу в камеру згоряння, а захист від перегріву забезпечує спеціальний клапан і теплообмінник захисту від перегріву.

При використанні твердого палива потреба у спілкуванні з компаніями, що постачають , та отримання дозвільної документації на встановлення котла відпадає. Все регламентується СНиПами, яких необхідно дотримуватися при монтажі опалювального обладнання. Також слід дотримуватися рекомендацій виробників з пожежної безпеки.

Як резервна система опалення на випадок відключення електроенергії має сенс встановити багатопаливний котел або комбінувати кілька опалювальних приладів.

Олександр Хадинський

Часто використовують додатковий котел для збільшення ступеня автоматизації твердопаливного котла, підключають до ланцюга електричний котел або камін з водяним контуром.

Автономне опалення у приватному будинку за допомогою комбінованих котелень – дорогий варіант. Дані види котлів поєднують відразу три види котлів - твердопаливний, електричний з газовим або дизельним пальником і є найдорожчими з побутових котлів. У разі відключення електроенергії краще підключити джерело безперебійного живлення, яке дозволить у період вимкнення електроенергії продовжити роботу обладнання до 48 годин.

Ігор Ларін

Поєднувати різні прилади для опалення приміщення можна і навіть потрібно, особливо в регіонах, де можливі перебої з паливом.

Практичними є системи, де комбінуються твердопаливні котли з дров'яними камінами, тобто система включає додатковий теплогенератор (камін), який підтримує або прискорює прогрівання системи.

Вигода від використання багатопаливних котлів полягає у можливості поєднувати два види палива в одному обладнанні. У котлі з двома топками в одній можна спалювати тверде паливо (дрова, вугілля, брикети), а в іншу встановити пальник (дизельний або пелетний). Таким чином, домовласник, залежно від ситуації, може вибирати зручний для нього вид опалення.

Анатолій Гурін :

– До безперечних плюсів пелетного опалення відносяться: автономність, його дешевизна щодо електрики та солярки з пропаном. Серед мінусів можна відзначити те, що необхідно знайти місце для складування пелет.

А неякісні пеллети через неповне згоряння знижують ККД котла.

Сам казан вимагає щотижневої уваги, т.к. необхідно очищати пальник і засипати пелети.

Час безперервної роботи котла можна значно збільшити за рахунок установки додаткового бункера для пелет.

В останні роки все більш популярними стають альтернативні системи опаленнябудинки, збудовані на базі теплового насосутощо (див. схему).

Анатолій Гурін :

-Принцип роботи - простий: тепловий насос переносить тепле повітря з вулиці до будинку. Найпростіше уявити тепловий насос як холодильник: морозилка – у землі, а радіатор – у будинку.

Досвід використання такої системи опалення показує, що витративши всього 1 кВт електроенергії, ми отримуємо 5 кВт тепла.

Незважаючи на те, що подібна система опалення відома не один десяток років, багато хто зупиняє високі початкові витрати, необхідні при її монтажі.

Система опалення – це довгострокова інвестиція у ваш будинок, і нижчі початкові витрати надалі нівелюються високою платою за паливо та обслуговування котельні.

Вигоди від використання теплового насоса:

• низька, в 5 разів менша, ніж при обігріві будинку електрикою, ;
• при циркуляції повітря з вулиці до будинку відсутні вихлопи;
• система не потребує обслуговування;
• автономність роботи: для теплового насоса потрібна лише електрика, а при відключенні електрики тепловий насос легко можна запитати від бензогенератора.

Як зрозуміти, чим вигідніше опалювати будинок

Ціна опалення складається із вартості палива. Універсального палива, що однаково підходить для кожного регіону чи будинку, не існує. Тому необхідно робити розрахунок, виходячи з конкретної ситуації.

Також може скластися ситуація, коли газ мають провести за 1-2 роки. На цей час можна поставити котел на твердому паливі і потім встановити газовий пальник.

Анатолій Гурін

Потрібно вибрати найдешевше паливо у регіоні. Саме їм найвигідніше топити будинок. Для об'єктивного підрахунку найкраще скласти зведену таблицю, у якій відобразити види доступних джерел тепла, витрати на них під час будівництва, експлуатаційні витрати та термін служби.

У довгостроковій перспективі важливо врахувати такий фактор, як зручність використання джерела тепла. Досвід показує, що будь-яким дешевим паливо, його низьку ціну може перекреслити мінімальний ступінь автономності котла та підвищений ступінь уваги до роботи цього обладнання.

Олександр Хадинський

Необхідно провести короткий аналіз найімовірніших способів опалення тим чи іншим видом палива.

Знаючи потужність котла, можна вирахувати вартість витрат на опалення на місяць. Орієнтовний розрахунок – 1 кВт необхідний для обігріву 10 кв.м. (за умови, якщо відстань від підлоги до стелі до – 3 м) додатково потрібно взяти запас у 15-20 %, необхідний для підготовки гарячої води.

У середньому котельне обладнання працює близько 10 год/добу. Опалювальний сезон в середній смузі Росії триває 7-8 місяців на рік, в решту часу котел працює на підготовку гарячої води та підтримання в будинку мінімальної температури +8С.

Разом:

Електрика: Для отримання теплової енергії в 1 кВт/годину споживається приблизно 1 кВт/година електроенергії.

Тверде паливо: Для отримання 1 кВт/годину теплової енергії витрачається приблизно 0,4 кг/година дров.

Дизельне паливо: Для отримання 1 кВт/годину теплової енергії споживається приблизно 0,1 літра солярки.

Газ: Для отримання теплової енергії в 1 кВт/годину споживається приблизно 0,1 кг зрідженого газу.

У довгостроковій перспективі треба враховувати зростання цін на пальне, виходячи з тенденцій останніх років, та терміну окупності витрат при початкових вкладеннях.

Таким чином, Вибір системи опалення складається з цілого комплексу заходів та інженерних рішень, що вимагають виваженого підходу та ретельного аналізу кожної конкретної ситуації.

Подивіться відео про незвичайне розведення системи опалення та про те, як самостійно організувати ефективне та дешеве опалення електрикою.