Альтернативное отопление частного дома своими руками

Системы отопления дома своими руками

Основными критериями при выборе тех или иных отопительных приборов считается их ценовая категория, качество, долговечность и, конечно же, технические характеристики.

Существует несколько основных видов систем отопления:

• с подпиткой электроэнергией;
• на основе газа;
• с применением воды;
• воздушное;
• геотермальное или основанное на энергии земли;
• от печи или камина;
• система теплого пола;
• использование переносных мини-обогревателей.

Как можно заметить, главными параметрами здесь являются тип используемой энергии и вид теплоносителя. Они также различаются способами установки и некоторым набором комплектующих деталей.

Центром основного домашнего отопления считается котел, который и задает темп работы всей системы. От его выбора будет зависеть сложность монтажных работ

Когда необходимо создание комфорта лишь в определенных зонах, как нельзя кстати подойдут мобильные, то есть переносные нагреватели, например, камины и радиаторы.

В загородных домах довольно интересным моментом считается установка «русской печи» или небольших каминов. Они создают неповторимый уют и соответствующую атмосферу в доме.

Некоторые из обогревателей могут служить исключительно для выполнения определенных функций как, например, полотенцесушители или кухонные печки. Они очень полезны в быту, но не могут служить реальной системой обогрева.

1 Типы отопления – плюсы и минусы разных систем

Несмотря на периодически появляющиеся новые типы отопления, например отопление на солнечной энергии, подавляющее большинство владельцев загородных домов используют классические, проверенные десятилетиями способы обогрева. Самые распространенные из них:

1. 1. Отопление твердым топливом.
2. 2. Отопление газом.
3. 3. Электрическое отопление.

Кроме того, на данный момент существует большой выбор решений, которые используют комбинированное топливо, то есть могут обогревать строение как за счет электричества, так и путем сжигания различных видов топлива.

Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки. Наиболее простой и дешевый способ отопления дачного дома – это использование котла, работающего на газе. Преимущества его очевидны – низкая стоимость топлива, отопление по принципу «включил и забыл», возможность регулировки необходимой температуры в помещениях, безопасность эксплуатации благодаря современному оборудованию. Недостаток у газового отопления только один – при отсутствии централизованной газовой магистрали рядом с загородным домом придется подводить отдельную трубу за свой счет. Расходы на осуществление таких работ сопоставимы со стоимостью постройки дома.

Котлы, работающие на твердом или жидком топливе, обойдутся в меньшую сумму, однако их особенностью является повышенная пожароопасность. Также необходимо постоянно контролировать наличие необходимого для выработки тепла топлива, поэтому такой вариант никак нельзя назвать автономным. Такие решения отлично подойдут для тех случаев, когда загородный дом используется периодически, по приезде котел затапливается и на протяжении всего периода пребывания в загородном доме осуществляется добавление топлива для поддержания оптимальной температуры в помещениях. Эксплуатация систем отопления, работающих на дровах, угле или мазуте, обойдется дороже, нежели использование газового оборудования, однако гораздо дешевле, чем электричество.

Системы отопления, использующие электричество, являются наиболее удобными и безопасными в эксплуатации. Плюсами такого решения являются его полная автономность, отсутствие необходимости в заготовке топлива, возможность автоматической регулировки температуры в помещении без вмешательства извне. Современные электрические отопительные системы даже имеют возможность регулировки удаленно со смартфона, при наличии сотовой связи на загородном участке. К минусам можно отнести высокую стоимость электричества и оборудования при использовании индивидуальных приборов в каждом помещении.

Также для каждого конкретного загородного дома выбор системы отопления будет зависеть от площади и длительности эксплуатации:

1. 1. Небольшой дачный дом площадью до 30 м², используемый в летнее время. Предпочтительнее всего использовать твердотопливные конвекционные котлы, не требующие подключения к магистралям с теплоносителем, либо газовые котлы, работающие автономно от баллона со сжиженным газом.
2. 2. Одно- или двухэтажный дом площадью до 100 м², используемый для круглогодичного проживания. В данном случае целесообразно использовать централизованную систему отопления с подачей теплоносителя по трубам к радиаторам отопления. При этом можно использовать газовый, электрический, твердотопливный или комбинированный тип котла, в зависимости от доступности энергоресурсов.
3. 3. Загородный дом площадью от 100 м². Строения подобного типа, как правило, строят в дачных поселках, где имеется централизованные котельные, либо по всему поселку проходит газовая магистраль. Рекомендуется использовать именно центральное отопление или газ, однако за неимением такой возможности, можно также использовать котлы любого типа с обустройством циркуляционной системы с жидкостным теплоносителем.

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

Механизм регулировки

Применяют термостатический смесительный клапан и в схемах отопления радиаторного типа, но конвективная циркуляция воздуха (даже при сбалансированной вентиляции и тщательном утеплении) все равно оставляет нижние слои самой холодной частью комнаты.

Источником тепловой энергии может выступать как теплоцентраль, так и автономный котел. В любом случае котлы эффективно работают в стабильных режимах и не обеспечат плавной регулировки расхода теплоносителя в каждом отдельном помещении.

С этой целью в систему включают специальную арматуру с выбранными рабочими параметрами и конструкцией определенного типа. Установка смесительного клапана для теплого пола дает следующий стабилизирующий результат по нормализации температуры в доме:

Смесительные клапаны выполняют задачу объединения высокотемпературного контура нагрева с низкотемпературной разводкой тёплого пола, так как рекомендуемая температура в трубах под полом 40°C, а для воды на выходе из котла 70 — 90°C.

Принципы работы

Если теплоноситель слишком нагрет, в воду подмешивается холодная струя

Выполнение своей функции трехходовой клапан для теплого пола производит в таком порядке:

• горячий теплоноситель от котла направляется в распределительный коллектор, из которого расходится по петлям системы теплого пола;
• на пути движения установлен термосмесительный клапан, реагирующий на температуру нагрева воды;
• при температуре потока, превышающей заданную величину на регуляторе, на последнем открывается проход для подмешивания охлажденной воды из обратного трубопровода;
• в тройнике происходит перемешивание двух сходящихся потоков и выдача в систему теплоносителя желаемой температуры;
• при достижении баланса изменение внутренних сечений клапана прекращается.

Корпус клапана изготовлен из латуни, представляет собой 3 канала, сходящиеся к механизму регулировки. Использование 3 разных способов перемешивания водяных потоков выделяет 3 разновидности конструкций трехходового клапана.

Трехходовой термостат

В термостате смешиваются горячий и холодный поток

Заданную температуру поддерживает трехходовой термостатический клапан, который автоматически выполняет смешение горячего потока жидкости от нагревателя и остывшей воды из обратного трубопровода. Необходимость количественного изменения потоков определяется настройками термостата.

Такое изделие можно применять в системах тёплого пола (особенно сложной конфигурации), на радиаторных разводках и во внутреннем контуре горячего водоснабжения.

Автоматическое изменение температуры исходящего теплоносителя защищает человека от повышенных температур при порыве трубы. Если по какой-то причине прекращается поступление холодной воды, клапан автоматически закроет проток горячему напору из котла. Термочувствительный узел реагирует на величину нагрева и, соответственно меняет сечение входных отверстий, достигая требуемого баланса.

Схема расположения термостатического клапана для теплого пола выглядит так:

Дроссель напора – это устройство, обеспечивающее напор жидкости вне зависимости от перепада давления на входе и выходе. В паре с термоголовкой для теплого пола он стабилизирует работу всех контуров системы при изменении входящих условий.

3-ходовой термостатический клапан

Работа этого вентиля не такая сложная, как термостата. Регулируется исключительно входящий горячий носитель. Подробнее о работе трехходовых клапанов смотрите в этом видео:

Для анализа изменений температурных показателей в комплект к нему входит термоголовка для теплого пола, выполняющая роль исполнительного органа по сигналу с выносного датчика.

Смесительный клапан

Ручной вентиль регулируется вручную

Еще проще устроен трёхходовой смесительный клапан, не оснащенный датчиками и автоматикой. Ручной вентиль нуждается в принудительной установке положения регулятора для получения заданной температуры на выходе.

Такой кран изготавливается 2 типов:

• имеет Т-образный проход (симметричная схема);
• внутренний L-образный проход, (асимметричная).

Различия в том, что при симметричной схеме 2 струи встречаются из противоположных плеч крана и уходят в боковое ответвление уже в смешанном состоянии.