Варианты и схемы реализации альтернативного отопления частного дома

Подорожание традиционных видов топлива (газ, дрова, электричество, торф и т. д.) заставляет искать более дешевые методы обогрева. Традиционные котлы постепенно вытесняет альтернативное отопление частного дома, позволяющее получать тепловую энергию и при этом экономить средства.

Пару слов об альтернативном отоплении

Каждый понимает термин «альтернативное отопление» по-своему. Кто-то включает в него исключительно использование возобновляемых источников энергии, другие добавляют инфракрасные обогреватели, пленочные полы и множество других вариантов.

Однако классическое альтернативное отопление дома в качестве теплового источника использует именно самопроизвольно-восполняемые природные ресурсы, к которым относятся ветер, солнце, тепло земли. Оно реализуется с приемлемыми для каждого затратами, зато в дальнейшем нет необходимости платить поставщикам.

Одним из самых доступных традиционных источников тепла является газ. Но его стоимость также постоянно растет, увеличивая затраты на отопление. Выходом из ситуации является альтернативное отопление частного дома, которое может быть реализовано многочисленными способами. Самыми распространенными можно назвать:

1. Энергия ветра
2. Гелиосистемы (солнечные батареи)
3. Тепловые насосы
4. Котлы, работающие на биотопливе

Наглядный видео пример

Ветровая энергия

Энергия, вырабатываемая специальным ветряком, является одной из самых востребованных, так как движение воздушных масс никогда не прекратится. Сегодня установки доступны каждому, однако должного распространения они не получили по объективным причинам:

1. Высокая стоимость оборудования и монтажа
2. Необходимость большой свободной площади для размещения крупногабаритного изделия

В районах, в которые ветра исключительно порывистые и нечастые, использование ветряков экономически нецелесообразно. Полученную механическую энергию напрямую использовать для нагрева теплоносителя нельзя без специального трансформирующего устройства.

Гелиосистемы

Наибольшее распространение получили солнечные батареи, которые можно использовать как альтернативное отопление частного дома. Простейшая схема состоит из циркулирующего насоса, коллектора и солнечного модуля.

Реализовать отопление с использованием солнечных кремниевых модулей можно одним из 2-х способов:

• При помощи водяного коллектора
• Посредством электрических обогревателей

Наибольшее распространение получил первый метод, в котором энергия солнца аккумулируется непосредственно в электрическую энергию и используется для питания нагревательных элементов – Тэны. Последние в свою очередь разогревают в специальной емкости (коллекторе) жидкий теплоноситель, который посредством насоса циркулирует по отопительной системе. Чтоб не допустить перегрева, следует установить термостаты, контролирующие температуру жидкости и управляющие работой нагревательных элементов.

Второй метод заключается в эксплуатации в качестве отопительных элементов электрических устройств: конвекторы, обогреватели, пленочные теплые полы и т. д. Таким образом, солнечная энергия преобразуется в электрическую и посредством инвертора и контроллера направляется питать приборы отопления.

Использование солнечной энергии многим может показаться самым оптимальным и простым вариантам, однако не стоит забывать о смене суток или пасмурной погоде. В такие моменты времени модули могут не вырабатывать достаточного количества электроэнергии.

Выход из ситуации имеется – необходимо приобретать и устанавливать дорогостоящие аккумуляторы. Они будут накапливать энергию и снабжать ею в периоды, когда солнечные модули бездействуют. Недостаток заключается в непродолжительном сроке службы – 5-6 лет.

Тепловые насосы

Самое универсальное альтернативное отопление частного дома – установка тепловых насосов. Они работают по известному всем принципу холодильника, отбирая тепло у более холодного тела и отдавая в отопительной системе.

Состоит сложная на первый взгляд схема из трех устройств: испаритель, теплообменник и компрессор. Вариантов реализации тепловых насосов огромное множество, но наиболее востребованными считаются:

Самый дешевый вариант реализации – «воздух-воздух». По сути он напоминает классическую сплит-систему, однако электроэнергия затрачивается лишь на перекачивание тепла с улицы в дом, а не на обогрев воздушных масс. Это способствует экономии средств, при этом прекрасно обогревая дом на протяжении всего года.

КПД систем очень высок. На 1 кВт электроэнергии можно получить до 6-7 кВт тепла. Современные инверторы прекрасно работают даже при температурах -25 градусов и ниже.

«Воздух-вода» – одна из распространенных реализаций теплового насоса, у которой роль теплообменника играет змеевик большой площади, установленный на открытой местности. Дополнительно он может обдуваться вентилятором, заставляя остывать воду внутри.

Такие установки характеризуются более демократичной стоимостью и простым монтажом. Но они способны работать с высоким КПД исключительно при температурах от +7 до +15 градусов. Когда столбик опускается до отрицательной отметки, эффективность падает.

Самой универсальной реализацией теплового насоса является «грунт-вода». Она не зависит от климатической зоны, так как непромерзающий на протяжении всего года слой почвы имеется повсюду.

В данной схеме трубы погружаются в землю на глубину, где на протяжении всего года температура удерживается на уровне 7-10 градусов. Коллекторы могут располагаться вертикально и горизонтально. В 1-ом случае предстоит бурить несколько очень глубоких скважин, во втором – укладывать змеевик на определенной глубине.

Недостаток очевиден: сложные монтажные работы, которые потребуют высоких финансовых вложений. Прежде чем решаться на подобный шаг, следует посчитать экономическую выгоду. В районах с непродолжительными теплыми зимами стоит подумать и других вариантах альтернативного отопления частных домов. Еще одно ограничение – необходимо большая свободная площадь – до нескольких десятков кв. м.

Реализация теплового насоса «вода-вода» практически ничем не отличается от предшествующей, однако трубы коллектора прокладываются в грунтовых водах, незамерзающих на протяжении года, или близлежащем водоеме. Она обходится дешевле за счет следующих преимуществ:

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

Котлы, работающие на биологическом топливе

Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:

1. Биогаз
2. Гранулы из соломы
3. Гранулы торфа
4. Щепа и т. д.

Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.

Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:

• Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
• Высокий КПД

Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.

Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.

Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть

Альтернативные источники отопления

Альтернативные источники отопления – энергия ветра и солнца, твердотельные котлы – могут использовать для частных домов, а для квартиры в многоэтажном доме отличным вариантом является газовое отопление, теплый пол или инфракрасные обогреватели. Об особенностях применения данных источников поговорим далее.

Лучшие альтернативные отопления в частном доме

Владельцы такого жилья могут частично отказаться от использования привычных природных источников тепла – дров, газа и угля. Как правило, они делают выбор в пользу следующих альтернативных источников.

Энергия солнца

Солнечные коллекторы сейчас в большинстве своем применяются в жарких регионах, где наблюдается много солнечных дней. В них встроена аккумулирующая батарея, которая служит хранителем получаемой энергии. Ведь в ночное время или в пасмурную погоду батареям неоткуда получать заряд, вот тогда в них используются аккумуляторы. Коллекторы бывают двух типов: плоские и оснащенные вакуумной трубой. В летнее время они работают одинаково, а вот в зимний период лучше установить второй вид, который работает даже при -35 градусах.

Солнце выступает самым главным производителем тепла на земле – каждый день оно дарит 80 тыс. млрд. кВт, его не заменят даже все электростанции мира, поэтому вы не ошибетесь, если установите солнечный коллектор своими руками по примеру из видео:

Энергия ветра

Чтобы использовать ее, нужно установить ветрогенератор, который будет помогать преобразовывать силу ветра в источник отопления. Составными частями любого ветрогенератора являются мачты, лопасти и флюгер. Для преобразования ветра он оснащен аккумуляторной батареей, генератором, контроллером. Производительность устройства зависит от высоты расположения его лопастей. Для обеспечения надлежащего отопления в одном доме достаточно, чтобы ветряк имел высоту в 25 метров.

Принцип работы ветрогенератора следующий:

• Лопасти устройства, вращающиеся от ветра, задействуют ротор генератора, который начинает производить переменный ток.
• Ток, поступая к контроллеру, из переменного преобразуется в постоянный.
• Постоянный ток заряжает аккумуляторные батареи, от которых он поступает в инвертор.
• Проходя сквозь инвертор, ток преобразуется в однофазный. В таком виде он применяется для обогрева помещения.

По следующему фото можно разобраться в устройстве ветряка и принципе его работы:

В следующем видео предлагается посмотреть, как можно на базе домашнего вентилятора собрать ветрогенератор своими руками:

Твердотопливные котлы

Это доступный и надежный способ отопить любой дом. Сейчас имеется множество модификаций таких котлов, которые работают на спрессованных пеллетах. За счет экономного использования топлива, им не нужно много запасаться. Принцип его действия такой же, как при использовании газового или электрического котла: к нему прикреплены трубы, от которых нагретый теплоноситель (как правило, вода), поступает во все комнаты дома.

Такой котел состоит из камеры сгорания и жаротрубного теплообменника. Они заключены в водяную рубашку. Ключевым элементом теплового генератора является факельная горелка, предполагающая принудительное нагнетание воздуха. Схема работы такого отопления выглядит следующим образом:

• В топку помещаются продукты горения, которые выделяют энергию.
• По жаровым трубам теплота передается водяной рубашке.
• После горения отходы переходят в дымоход и выбрасываются наружу.

Перед применением котла на твердом топливе необходимо учесть некоторые условия:

• Заправлять его дровами следует раз или два в сутки. В моделях, работающих на пеллетах, предусмотрена автоматическая подача топлива.
• Запасаться дровами нужно заранее – желательно за один год, чтобы дать им возможность хорошо подсохнуть.
• Обустроить для хранения топлива сухое и накрытое помещение.
• Найти несколько поставщиков дров, чтобы не страдать от их недостатка.

Как работает твердотопливный котел длительного горения, демонстрируется на видео:

Тепловой насос

Его действие основано на принципе Карно, согласно которому насос собирает низкопотенциальную энергию окружающей среды, преобразуя ее в высокопотенциальную. Такие насосы состоят из контуров (наружного, внешнего) с теплоносителем, испарителя и фреона. Принцип работы демонтируется на схеме:

Наружный контур получает энергию из окружающей среды, и может быть разных типов, включая:

• Земля-вода. Это означает, что контур получает энергию из земли и воды. Он располагается в глубине грунта горизонтальным образом, поэтому предварительно потребуется проделать масштабные земельные работы.
• Вода-вода. Это отличный вариант, если возле частного дома имеется водоем, в который потребуется опустить наружный контур.

О принципах работы тепловых насосов и способах их установки вы сможете узнать из видео:

В зависимости от температуры окружающей среды, будет определяться эффективность теплового насоса. Если он правильно установлен, в зимнее время обеспечит весь дом теплом, а в летнее – может использоваться как кондиционер.

Альтернативное отопление в многоэтажных домах

Основным препятствием при отказе от центрального отопления является общий стояк, от которого теплоноситель поступает в каждую квартиру. Чтобы переделать отопление, необходимо согласие не только соответствующих органов, но и желание соседей тоже отключиться от общей теплосети. В качестве исключения выступают новые многоэтажки, поскольку в них предусмотрена индивидуальная разводка, и перед каждой квартирой установлен счетчик тепла и вентиль перекрытия. Достаточно закрыть его, и тогда можно будет выбрать для себя альтернативное отопление и провести его монтаж.

Так, альтернативой центральному отоплению в многоэтажках могут выступать следующие варианты, которые приемлемы и для частных домов:

Инфракрасные обогреватели

Это отопительные приборы, которые отдают пространству тепло посредством инфракрасного излучения. Своими руками можно сделать различные варианты данных обогревателей, наиболее примитивным среди которых является вариант с использованием листа алюминиевой фольги и радиатора:

• Берется лист фольги, который соответствует размеру батареи или несколько больше.
• Закрепляется лист на стене за батареей.

Это позволит энергии не уйти в стену, а натолкнутся на отражающую поверхность, и нацелится на жилое пространство. Так, обогрев комнаты увеличится сразу в 2 раза, причем наиболее примитивным образом.

Простейший обогреватель на 100 Вт и для частного дома можно сделать собственноручно, придерживаясь инструкции из видео:

Газовое отопление

Оно основано на использовании магистрального газа, и ключевым моментом обустройства такой системы будет выбор газового котла. Чаще всего, приобретают его двухконтурный вид. В такой модификации отопительного устройства кислород забирается прибором прямо из атмосферы, а продукты сгорания из его внутренней камеры выводятся через вентиляционные трубы.

Отопительная система с таким прибором предусматривает установку циркуляционного насоса, при помощи которого обеспечивается бесперебойное движение теплоносителя (специального антифриза или воды) по всем комнатам в квартире.

Но установка такого серьезного газового устройства может осуществляться не во всех комнатах. К помещению, где будет располагаться котел, предъявляются следующие требования:

• В комнату должна вести дверь шириной 80 см.
• Площадь помещения не менее 4 м2.
• Желательно, чтобы в комнате имелось окно.
• Для некоторых моделей котлов должна быть обязательно обустроена принудительная вентиляция.
• Крепление котла производится на несущую или другую капитально построенную стену, которая выполняется из негорючего материала. Если такой стены в квартире нет, то в месте за котлом необходимо прикрепить слой металла, который бы препятствовал возникновению пожара.
• Газовый котел должен располагаться от других отопительных приборов не менее чем на 30 сантиметров от них.

Ввод газовой системы в работу должен осуществляться в присутствии специалистов компании, предоставляющей в квартиру газ.

Теплый пол

Монтаж теплого пола может провести человек без специальных навыков в электричестве, но вот подготовку и перестройку электропроводки в квартире лучше всего доверить знающему электрику. Особенно ответственно к этому необходимо подходить в старых многоэтажках, в которых предусмотрена алюминиевая электропроводка. Она вряд ли выдержит нагрузку от суммарной мощности «теплых полов».

Желательно проложить для каждой комнаты отдельный кабель, а алюминиевую проводку заменить медной. Каждый такой кабель требуется вывести на щиток квартиры и предусмотреть для него отдельный автоматический выключатель.

Система «теплый пол» предусматривает установку коллектора. Если ее монтаж будет производиться вручную, то лучше приобретать готовые собранные коллекторы совместно с навесными шкафами.

Процесс укладки такой системы состоит в следующем:

• Обустроить основу. На основании пола, которым часто выступает цементная стяжка, укладывается пенопласт, толщина которого не должна быть меньше 5 см, а сверху него прокладывается гидроизоляция в виде полиэтиленовой пленки.
• Выбрать схему расположения труб. Их имеется несколько, можно создать свою схему, в которой бы была задействована вся поверхность пола.
• Провести монтаж труб. Во время укладки нужно стараться трубы не перегибать, на их концах установить фитинги для подсоединения к коллектору.
• Выполнить проверку соединения системы. Перед ее запуском проводится тестирование, при отсутствии в ней протечек сверху труб укладывается армирующая сетка.
• Залить стяжку поверх труб. Ее можно выполнять при включенной системе «теплый пол», температура нагревания которого должна быть не более 22 градуса.

Видео: Альтернативное отопление дома

В следующем видео будет рассмотрен комплекс, состоящий из нескольких источников альтернативной энергии: