Разновидности новых технологий в отоплении частных домов

Постоянный рост цен на отопление способствует тому, что люди прибегают к использованию альтернативных источников. Разработки в этой области позволяют применять природные ресурсы, такие как солнце, вода и земля. Также новые технологии внедряют целые комплексы по отоплению дома.

Какую отопительную систему выбрать? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо изучить все особенности работы и определить условия для правильного функционирования. Также немаловажным фактором является рентабельность и целесообразность выбранного вида.

Новые технологии с применением альтернативных теплоносителей приходят на смену привычным для всех газовых и электрических отопительных установок. Различают четыре вида систем в зависимости от источника:

• гидротермальные;
• геотермальные;
• солнечные;
• инфракрасные.

Рассмотрим их подробнее.

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

Принцип действия

Установку можно разбить на три составляющие:

• внешний контур;
• внутренняя разводка;
• геотермальный насос.

Внешний контур представляет собой конструкцию труб, проложенную под землей на уровне подземных вод. Глубина их залегания должна быть ниже глубины промерзания. Внешний контур представляет собой отопительные коммуникации дома.

Принцип действия установки заключается в следующем. Тепло подземных вод передается теплоносителю внешнего контура. При помощи насоса он поступает в теплообменник. После чего осуществляется передача тепла на внутреннюю разводку. Всех сложностей монтажа можно избежать, если поблизости находится водоем. Теплообменник погружается в воду и подключается к отоплению. Площадь водоема должна быть не менее 200 м².

Преимущества устройства

Конструкция имеет следующие преимущества:

• универсальность — система может работать не только как отопительная, но и охлаждающая;
• низкий расход электроэнергии — она необходима только для питания насоса и составляет порядка 1 кВт в час;
• пожарная безопасность обеспечивается за счет отсутствия процесса горения;
• высокий коэффициент полезного действия — из 1 кВт электроэнергии выход составляет 5 кВт тепла;
• простота эксплуатации и технического обслуживания.

Недостатком является высокая стоимость теплового насоса и монтаж оборудования. Для дома площадью 100 м² и потребляемой мощности 5 кВт*ч, монтаж отопительной системы составит примерно 440 тыс. рублей. Этот расчет берется для домов, находящихся в радиусе 50 метров от водоема, в который будет погружаться теплообменник.

Геотермальная установка

Ее принцип работы схож с гидротермальным вариантом. Разница заключается в том, что используется тепло земли, а не воды.

Особенности оборудования

Укладка внешнего контура может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Вертикальное расположение обусловлено рядом сложностей в процессе монтажа. Для труб необходимо бурить скважины на большую глубину. Но с горизонтальной укладкой связаны два отрицательных момента:

• необходима большая площадь частного участка для размещения контура;
• невозможность посадки растений, потому что коллектор будет охлаждать их корни.

Забор тепла в обоих случаях осуществляется непосредственно из почвы поблизости частного строения. Отвечающий за перекачку теплоносителя геотермальный насос располагают в самом доме. Шахта с теплообменником должна располагаться в непосредственной близости к строению.

Достоинства использования тепла земли

Данная система имеет следующие преимущества:

• тепловая энергия земли является неисчерпаемым источником энергии;
• автономная работа системы;
• абсолютная пожаробезопасность, отсутствует вероятность возгорания;
• минимальный расход электроэнергии;
• нет необходимости в доставке и хранении топлива;
• длительный срок эксплуатации.

Высокая стоимость объекта – вот главный минус. Геотермальная установка для такой же квадратуры, как в предыдущем случае увеличится до 600 тыс.рублей.

Солнечные батареи

Использование энергии солнца для отопления является самым недорогим и доступным способом. Главной задачей является преобразование солнечных лучей в тепло с минимальными потерями.

Устройство системы

Главным элементом такой системы является солнечный коллектор. Это устройство, состоящее из трубок, которые ведут к резервуару с теплоносителем. Коллекторы бывают вакуумные, воздушные и плоские. Кроме них в состав входят следующие узлы:

• теплообменник;
• накопительный бак;
• трубопровод;
• аванкамера.

Накопительный бак – это емкость с нагретым теплоносителем. Из верхней части емкости жидкость подается в отопительные приборы. После прохождения всего отопительного контура остывший теплоноситель вновь поступает в бак.

Аванкамера служит для предотвращения задержки воздуха в отопительном трубопроводе. Она представляет собой бак, который располагается в самой высокой точке системы. Устанавливать коллекторы необходимо под углом в 35–40°. Такой уклон обеспечит максимальную эффективность. Чтобы свести к минимуму тепловые потери, все трубопроводы, ведущие от коллектора к теплообменнику, необходимо изолировать.

Достоинства и недостатки

Стоит отметить основные преимущества солнечной батареи:

• высокая эффективность;
• длительный срок службы — более 25 лет;
• простота обслуживания;
• независимость от низких температур воздуха.

Но все же батареи лучше использовать как дополнительный источник тепла для частных домов. В зимнее время энергии солнца будет недостаточно, чтобы аккумулировать необходимое количества тепла. Во время повышенной облачности, ваше жилище также может остаться холодным. Новые технологии позволяют объединять несколько видов отопления в один комплекс, и солнечные батареи могут быть совмещены с геотермальной установкой или инфракрасным излучением.

Также к недостаткам можно отнести очень высокие цены на солнечные коллекторы и оборудование. Для отопления дома в 100 м² монтаж солнечных батарей обойдется примерно в 900 000 рублей.

Инфракрасное излучение

Суть этого метода заключается в использовании свойств инфракрасных лучей. Направленный поток нагревает твердые предметы, находящиеся под излучением, а они в свою очередь повышают температуру воздуха дома.

Особенности оборудования

Инфракрасное излучение может исходить от точечных элементов или от поверхностей. Производится расчет необходимого количества приборов. Излучатели могут быть двух видов:

Стационарные излучатели фиксируются на потолке и стенах в тех местах, где необходимо произвести нагрев. Мобильный вариант на опоре можно перемещать в пределах частного дома, его даже можно использовать на открытом воздухе.

Также инфракрасное излучение может исходить от поверхностей. Для этого используется специальная пленка, которая располагается под облицовочным слоем на потолке, стенах и потолке. Эта технология является новинкой в разработке отопительных комплексов.

Плюсы и минусы

Эксплуатация инфракрасных излучателей связана как с положительными, так и с отрицательными моментами. К плюсам можно отнести:

• быстрый прогрев помещения;
• экономный расход электроэнергии;
• возможность перемещения прибора;
• автоматическая регулировка режима отопления;
• использование источника тепла на открытых площадках;
• невысокая стоимость инфракрасного оборудования.

Покупку и установку излучателей для домов площадью 100 м² можно ограничить 30000 рублей. Если предусмотрено пленочное инфракрасное отопление, стартовым порогом расходов будет сумма в 160000 рублей.

Минусы инфракрасной системы отопления состоят в том, что располагаться приборы должны не ниже чем на 1,5 метра от уровня пола. Это необходимо для того, чтобы не повредилось напольное покрытие дома. Длительная работа излучателя может привести к его перегреву.

Комплексные услуги: проектирование, строительство.

СКАНДИНАВСКИЙ ОПЫТ: КАК УТЕПЛЯЮТСЯ В СЕВЕРНЫХ СТРАНАХ?

Для того, что бы надежно утеплить и эффективно отапливать многоквартирные дома, стоит обратить внимание на опыт североевропейских стран.

Учитывая, что Северная Европа наименее теплый, но при этом один из самых обеспеченных регионов Европы, именно здесь следует искать новые способы обогрева помещений и энергоэффективности.

Дом нулевого энергопотребления это тот, что производит столько энергии, сколько потребляет.

Кроме самой Финляндии, многоэтажные дома, построенные по финским технологиям, можно довольно часто встретить в Карелии. Практически каждый такой дом отличается от своих, построенных по советским проектам, соседей аккуратным внешним видом, который сохраняется уже практически пол столетия. Резко, также, выделяются большие окна, нехарактерные для других домов в северных широтах. В финские дома с самого начала ставили деревянные стеклопакеты с высокими теплоизоляционными свойствами. В то же время в Украине массовое использование таких окон при постройке новых домов началось только в середине 2000-х.

Нужно, также, вспомнить, что в 2013 году финские специалисты планировали заниматься реконструкцией многоэтажек в городе Харьков с использованием своих технологий. Утепление должно было затронуть более 270 домов в разных районах города. Планировали утеплить фасады, заменить окна и двери на более энергоэффективные. По оценкам специалистов данные меры могли бы дать возможность экономить на отоплении от 20 до 30 процентов.

Использование исключительно источников альтернативной энергетики — основной принцип энергоэффективных домов. Такими источниками могут быть солнце, ветер или геотермальные источники. Кроме этого, значительную роль в энергоеффективности таких домов играет уменьшение потребления электричества, использования интеллектуального управления микроклиматом.

Хельсинки – наиболее теплофицированный город Европы (92%)

Нулевое энергопотребление реализовано во многих домах в Финляндии, например дом для инвалидов в Ярвенляа, студенческое общежитие в Куопио, односемейный дом в Мянтихарью. Дома построенные немного не дотягивающие до «нулевого» энергопотребления возвели в Лахти и Якобстаде.

Учитывая, что жители Скандинавии не любят экономить деньги в ущерб природе, логично что многие домовладельцы переходят на новейшие возобновляемые источники энергии.

Один из распространенных способов — тепловой насос. Данная система работает как холодильник, но с точностью до наоборот. Тепло, которое в случае с холодильником выводится наружу, в тепловом насосе обогревает помещение, а конденсатор находится снаружи дома, обычно под землей или на улице, в месте, где температура ниже чем в помещении. Фактически, тепловой насос, «выкачивает» тепло с воздуха или земли. Существуют так же и водные тепловые насосы.

При температуре до -25˚ С тепловой насос может выдать от 2 до 5 кВт тепла, потратив всего 1 кВт электроэнергии. Средней мощности тепловой насос может обогреть около 120 квадратных метров.

Стоимость установки устройства от 300 до 1200 у. е. за 1 кВт мощности.

Финские дома

Традиционно, еще с советских времен, все заграничное у нас считается превосходящим по качеству. Наверняка все помнят стенки из Югославии, немецкие сервизы, чешские проекты и финские дома. Конечно, чешские проекты, которые находились практически в каждом городе, на самом деле разрабатывались местными проектными институтами. А вот финские дома сохраняли в себе значительные частички финских технологий и не зря строились на севере СССР, где климат не радует теплом и сухостью. Ниже мы расскажем, чем финские дома принципиально отличаются от классических панелек.

Мало кто знает об удивительном факте о финских домах, а именно, что они построены по панельно технологии. Но, стоить заметить, что финская панель отличается от привычной тоненькой 15-ти сантиметровой панели, которую использовали у нас. Финская панель изначально монтировалась с внутренним слоем утеплителя, а облицовывались такие дома, вместо традиционной плитки, гранитной крошкой, которая тоже являлась своеобразной теплоизоляцией. Еще одним плюсом такой технологии является высокий уровень шумоизоляции — такие плиты качественно изолировались и почти не пропускали звук.

Также, широко известны теплые финские коттеджи — так называемые «хонки» из клееного бруса, легкие но очень теплые каркасно-панельные дома.

Энергоэффективный дом

Одно из чудес северных технологий — энергоэффективный дом. Дом нулевого энергопотребления это тот, что производит столько энергии, сколько потребляет. В тоже время существуют другие дома, менее идеальные в своем энергопотреблении:

• Здания не выделяющие углерод — такие дома не используют энергию сгорания, а также другую которая приводит у выбросу CO2. Такими же могут считаться здания, которые компенсируют выбросы вырабатывая чистую энергию.
• Здания компенсирующие собственное потребление электричества.
• Здания вырабатывающие больше электроэнергии чем они потребляют.

Нецентральное отопление

В странах Северной Европы, в отличие от западноевропейских стран, центральное отопление распространено практически так же, как и у нас. Неудивительно, что самым теплофицированным городом Европы является Хельсинки, где уровень распространения центрального отопления составляет 92 %. По всей Финляндии в целом уровень теплофикации составляет практически половину, а в больших городах превышает 85 %. В Суоми и Швеции используется в основном традиционное топливо — мазут, уголь, газ, а вот в Норвегии почти половину тепла дает сжигание мусора. Норвегия может похвастаться безупречной системой теплоснабжения, например, в Осло есть две независимые системы теплоснабжение, которые получают тепло от мусоросжигательным заводам, тепловым насосам, а также мазутным котельным (для покрытия пиковых нагрузок).

Ноу-хау одного немецкого производителя – топливные котлы, работающие на тюках соломы. КПД сжигания сухой соломы достигает 95%, что дает этому незатейливому сырью большие перспективы. Уже сейчас соломой в Германии отапливают не только жилье, но и промышленные площадки, фермы и теплицы. В целом, биотопливо включает обширный спектр материалов – это и продукты животных (метан), растительное сырье (та же солома, древесная стружка, древесные гранулы – пеллеты), отработанные масла и жиры.

А вот солнечные батареи в Северной Европе используют лишь в качестве вспомогательного источника электроэнергии и тепла, ведь солнечных дней в году там не так уж много – лишь 25-30. В Киеве этот показатель равен 160 дням в год, а в Крыму и вовсе равняется 300.