Новые технологии в отоплении частного дома — современные отопительные системы на примерах

В настоящее время новые технологии в отоплении частного дома становятся актуальными как никогда. Каждый из владельцев собственного жилья стремится снизить расходы на обогрев, а для этого нужен инновационный подход к созданию системы теплоснабжения. Непременным условием сокращения затрат на отопление является экономия на энергоносителях.

Именно поэтому многие хозяева домовладений отказываются от таких традиционных видов отопления как водяное или воздушное. Они все чаще отдают предпочтение использованию новой технологии отопления частного дома, основанной на применении одного из альтернативных источников энергии (детальнее: «Альтернативное отопление частного дома — выбор достаточно большой»).

Инфракрасные обогреватели в частном доме

Когда анализируют новые технологии в отоплении частного дома, прежде всего, вспоминают об инфракрасных обогревателях. В данном случае речь идет об использовании данного оборудования в качестве основного источника тепла, поскольку для местного обогрева их в последнее время используют повсюду.

ИК обогреватель – это прибор, который излучает световые волны в инфракрасном диапазоне, беспрепятственно поникающие через воздух. Они нагревают предметы, на которые направлены.

Как правило, газовые ИК-приборы применяют в случае необходимости внешнего обогрева, например, для создания комфортных условий людям, находящимся в складах, гаражах и прочих подсобных помещениях. Принцип их действия заключается в следующем: газово-воздушная смесь направляется в корпус прибора, где она сжигается на специальных перфорированных термостойких пластинах.

При необходимости обогревать пол, потолки или стены применяют новые системы отопления частных домов — пленочные инфракрасные. Их элементы монтируют под отделкой. При воздействии электротока на карбоновые термические элементы производится нагрев поверхностей.

Инфракрасный обогрев: достоинства и недостатки

Многих жильцов частных домов интересует, насколько оправдано в качестве основы теплоснабжения такое новое отопление для дома, как применение ИК-устройств.

Если рассматривать данный тип обогревателей относительно экономии энергоресурсов, то он считается самым выгодным, помимо того, что:

• КПД достигает 95%;
• помещение быстро прогревается;
• затраты существенно оптимизируются;
• соблюдается экологичность. При работе инфракрасного обогревателя нет выделения токсинов, поэтому они не могут нанести вред ни людям, ни окружающей среде.

Чтобы эффективно регулировать энергопотребление, необходимо отопительную систему на базе ИК-нагревателей, комплектовать автоматическими устройствами на основе термостатов. Это же касается всех типов теплоснабжающих конструкций вне зависимости от того, какая используется технология монтажа системы отопления загородного дома.

Что касается недостатков ИК обогрева, то наиболее существенным из них является высокая стоимость оборудования. Для отопительной системы для всех комнат в доме придется потратить достаточно большую сумму денег. Со временем затраты окупятся, но для этого потребуется много лет.

Тепло из земных недр и водоемов

Одним из способов выработки энергии является применение геотермальных установок. Они функционируют аналогично тепловому насосу и получают тепло из грунта вне пределов частного дома.

Когда создается такое отопление — новые технологии предполагают использование следующей конструкции геотермальной системы:

• в частном доме монтируют специальный тепловой насос, перекачивающий теплоноситель;
• за пределами строения в подготовленную шахту опускают теплообменник, который называется грунтовым зондом. По нему к тепловому насосу поступают грунтовые воды;
• такой теплоноситель, проходя насос, передает ему часть тепла, расходуемую на обогрев дома.

Самые эффективные и производительные геотермальные системы, в основе которых находятся современные технологии отопления частного дома, используют вместо грунтовых вод антифриз, заливаемый в резервуар, расположенный на глубине (детальнее: «Современные системы отопления частного дома — выбираем вариант отопительной системы из доступных»).

Отопительные системы, созданные с применением теплового насоса, отличаются значительной эффективностью, поскольку на 1 кВт затрачиваемой энергии они способны вырабатывать 4 — 6 кВт. Новые технологии в отоплении на основе геотермальных установок не предполагают использование твердого или жидкого топлива. В результате их функционирования в природную среду не выделяются тяжелые металлы или токсины.

Гидротермальные установки. Новые технологии отопления загородного дома позволяют обходиться и без того, чтобы бурить глубокую шахту. Это становится возможным только в том случае, когда поблизости располагается водоем, не промерзающий до самого дна даже в морозную погоду. На нем сооружают гидротермальную установку, извлекающую тепловую энергию непосредственно с придонного водяного слоя.

Ее конструкционное решение аналогично геотермальной системе:

• в доме устанавливают тепловой насос, помогающий циркулировать теплоносителю по трубам;
• на дно водоема помещают зонд-теплообменник, предназначенный для забора тепла.

Эффективность функционирования гидротермальной установки зависит от протяженности зонда. Если монтаж осуществлен правильно, с каждого погонного метра теплообменника получается около 40Вт. Таким образом, для отопления среднего размера загородного дома будет достаточно системы протяженностью от 200 до 300 метров.

Солнечное отопление — новые технологии

Функционирующая от энергии солнца отопительная система состоит из следующих элементов:

• коллектор – конструкция из ряда трубок, которые соединены с резервуаром, наполненным теплоносителем. Коллекторные устройства подразделяются на воздушные, вакуумные или плоские;
• контур – по нему теплоноситель поступает в систему и там происходит забор тепла для обогрева;
• тепловой аккумулятор – представляет собой водяной бак, в котором энергия преобразуется;
• насос (не всегда) – данный прибор обеспечивает принудительную циркуляцию носителя тепла по контуру с целью обеспечения более эффективного энергообмена.

Эффективное применение солнечных коллекторов

Для использования этой технологии с высокой эффективностью потребуется соблюдать некоторые рекомендации:

1. Солнечное отопление использовать в качестве основного можно только в тех регионах, где на протяжении месяца бывает около 20 солнечных дней. В противном случае потребуется установить резервную отопительную систему.
2. Размещать коллекторы нужно на максимально доступной высоте так, чтобы на них падало как можно больше солнечных лучей, а их поток был равномерным на протяжении светового дня.
3. Трубы для соединения коллекторов с теплообменником необходимо изолировать, чтобы минимизировать энергопотери.

Когда проектируется отопительная система для частного дома, помимо традиционных вариантов, желательно учесть все инновационное и новое в отопительных системах, появившееся в последнее время.

Современные системы отопления

Все современные системы отопления частных домов и других жилых зданий можно условно разделить на 2 группы. К первой относятся традиционные способы обогрева, где используется единый источник тепла — котел, работающий на одном или нескольких энергоносителях. При этом тепловая энергия раздается по помещениям посредством теплоносителя – воды или воздуха. Здесь инновационные решения направлены на усовершенствование отопительного оборудования путем повышения его теплоотдачи, а также на внедрение современных средств автоматизации.

Ко второй группе следует отнести все системы, использующие новые технологии отопления с энергосберегающим оборудованием. В них не предусматривается сжигания углеводородов, из энергоносителей в обогреве дома участвует только электроэнергия. Это различные гелиосистемы, солнечные коллекторы и новейшие разновидности электрического отопления. Несмотря на всю привлекательность этих систем, большинство домовладельцев предпочитает устройство обогрева частных домов традиционными способами, а почему – рассказано в нашей статье.

Эволюция традиционных систем и котлов

В советские времена, когда никто не озабочивался стоимостью энергоносителей, отопительное оборудование и системы были достаточно примитивны, хотя делались весьма надежно и прослужили немало лет. Сейчас приоритеты изменились, стали актуальными современные энергосберегающие технологии, позволяющие экономить постоянно дорожающие энергоносители.

Благодаря этому традиционные системы стали совершеннее за счет внедрения таких решений:

• повышение КПД всех котельных установок, исключая электрические, поскольку их эффективность и без того очень высока (98—99%);
• использование новых материалов и технологий для изготовления радиаторов отопления;
• внедрения современных средств автоматики, управляющей работой систем в зависимости от погодных условий и времени суток, в том числе и дистанционно;
• применение низкотемпературных отопительных сетей – водяных теплых полов с автоматическим регулированием нагрева;
• реализация отбора тепла от выбрасываемого вытяжного воздуха при воздушном отоплении зданий (рекуперация).

Ярким примером энергосберегающего газового оборудования являются конденсационные котлы, где установлены самые современные теплообменники. Дело в том, что при сгорании метана образуется вода, которая тут же испаряется в пламени горелки и таким образом отнимает часть выделяемого тепла. Теплообменник конденсационного котла устроен так, чтобы заставлять пары конденсироваться и отдавать эту энергию обратно. За счет такого инновационного решения КПД теплогенератора достигает 96%.

Претерпели изменения и горелочные устройства, теперь они умеют самостоятельно дозировать количество топлива и воздуха, а также автоматически менять интенсивность горения. Это касается и твердотопливных котлов, сжигающих древесные гранулы – пеллеты. Благодаря чистоте данного вида твердого топлива, полной автоматизации процесса и развитой поверхности теплообмена современный пеллетный котел может работать с эффективностью до 85%.

Повышение КПД обычных дровяных котлов для обогрева частных домов может быть достигнуто только за счет отбора тепла у дымовых газов, средний показатель этих агрегатов составляет 70—75%.

Современные отопительные приборы изготавливаются из лучших теплопроводящих материалов – алюминиевого сплава и стали, хотя и у чугунных батарей в стиле ретро еще остается множество поклонников. Настоящая новинка в сфере отопления – водяные плинтусные конвекторы, выполненные из медных пластин и очень эффективно передающие тепло в помещения частного дома.

О теплых полах и воздушном отоплении

Широко применяющиеся напольные системы отопления нельзя назвать такими уж новыми. Но они проявили себя на практике как весьма экономичные и вот почему:

• теплоноситель в контурах теплого пола греется не более, чем до 45 °С;
• нагрев комнаты происходит всей поверхностью пола;
• система хорошо поддается управлению современными средствами автоматизации;
• нагретая стяжка долго сохраняет тепло после отключения нагрева.

Примечание. Помимо того, что теплый пол эффективно использует тепло, он обеспечивает его подачу в нижнюю зону помещения, что очень комфортно для находящихся там людей.

Современные решения в части воздушного обогрева зданий заключаются в том, чтобы не терять тепло, затраченное на нагрев вентиляционного воздуха. Отбор тепла у вытяжного воздуха осуществляется специальными теплообменниками – рекуператорами. Это действительно инновации в отоплении, поскольку они в состоянии вернуть до 80% затраченной энергии и передать ее приточному воздуху, существенно экономя энергоносители.

Новейшие отопительные системы

Пример довольно доступной и в то же время эффективной системы, подходящей как для загородного дома, так и для квартиры, – электрический теплый пол. Понеся сравнительно небольшие расходы на устройство такого обогрева, можно обеспечить жилище теплом и не покупать никаких котлов. Недостаток один — стоимость электроэнергии. Но учитывая, что современный напольный обогрев довольно экономичен, да при наличии многотарифного счетчика данный вариант может оказаться приемлемым.

Для справки. При устройстве электрического теплого пола используется 2 вида нагревателей: тонкая полимерная пленка с нанесенными углеродными элементами либо греющий кабель.

В южных регионах с высокой солнечной активностью неплохо себя показывает еще одна современная отопительная система. Это водяные солнечные коллекторы, устанавливаемые на кровле зданий или других открытых местах. В них с минимальными потерями вода нагревается напрямую от солнца, после чего подается в дом. Одна беда – коллекторы абсолютно бесполезны ночью, а также в северных регионах.

Различные гелиосистемы, берущие тепло от земли, воды и воздуха и передающие его в частный дом – это установки, в которых реализованы самые современные технологии отопления. Расходуя всего 3—5 кВт электроэнергии, эти агрегаты способны «перекачать» извне в 5—10 раз больше тепла, отсюда и название – тепловые насосы. Дальше с помощью этой тепловой энергии можно нагревать теплоноситель или воздух, — на ваше усмотрение.

Примером воздушного теплового насоса может служить обычный кондиционер, принцип работы у них одинаков. Только гелиосистема одинаково хорошо обогревает загородный дом зимой и охлаждает летом.

Выводы

Общеизвестный факт: чем инновация в системе отопления эффективнее, тем она дороже, хотя и требует меньших расходов при эксплуатации. И наоборот, дешевые в монтаже высокотехнологичные системы электрообогрева заставляют нас платить впоследствии за израсходованное электричество. Тепловые насосы же настолько дороги, что большинству граждан постсоветского пространства они недоступны.

Вторая причина, почему домовладельцы тяготеют к традиционным системам, — это прямая зависимость современного отопительного оборудования от наличия электроэнергии. Для жителей отдаленных районов этот факт играет большую роль, оттого они предпочитают строить печи из кирпича и топить дом дровами.