Подобным термином именуются альтернативные виды отопления частных домов, принцип работы которых основан на использовании энергии, относящейся к возобновляемой, за которые некому платить.
Сюда же включаются виды отопления, при реализации которых подобным образом удаётся выработать хотя бы какую-то часть тепла.
Особенности использования альтернативных систем обогрева дома
Альтернативное отопление частного дома своими руками достаточно часто выполняется с применением инфракрасных отопителей. Их конструкций в торговых сетях предлагается всё больше. Изделия весьма просты и удобны в эксплуатации, предлагаются по вполне приемлемым ценам.
Основа подобных отопительных устройств – инфракрасная плёнка. Наиболее часто встречающиеся варианты: тёплые полы и тёплые плинтусы.
Альтернативные источники отопления можно использовать и подключать в качестве:
- дополнения к центральному источнику тепла (например, газовому котлу);
- основной источник обогрева всего дома.
Владельцы личных домовладений уделяют много внимания, рассматривая альтернативные источники отопления частного дома. Причём ими данная категория устройств трактуется более широко.
Сюда включают традиционные котлы, функционирующие на биологическом топливе, инфракрасное отопление, ветрогенераторы, солнечные батареи, коллекторы и насосы тепловые.
Рассмотрим альтернативные способы отопления более подробно.
Применение тепловых насосов (ТН) для обогрева помещений
Причина этого заключается в том, что указанная технология наиболее отработана.
Принцип работы изделия, в двух словах, характеризуется, как «холодильник наоборот». Это устройство вбирает тепло из окружающей среды (воздух, грунт или вода) и перенаправляет его на альтернативное отопление помещений. В основу работы ТН положен физический принцип Карно.
Как работает тепловой насос?
Заправленный в замкнутый контур устройства хладагент подаётся на испаритель, где расширяется с одновременным понижением давления и возрастанием объём. Параллельно хладагент частично испаряется, в связи, с чем падает температура последнего.
Охлаждённый, он начинает интенсивно аккумулировать энергию, отбирая её у стенок испарителя, соединённого с теплообменником. В последнем интенсивно перемещается теплоноситель, неформально именуемый «рассолом». В ходе указанных манипуляций в систему поступает тепловая энергия, аккумулированная в недрах земли.
Производители и торговые сети предлагают альтернативные источники отопления частного дома в виде ТН четырёх основных групп, различающихся видами тепловой энергии, которую они привлекают для отопления помещения:
- Насосы геотермальные (как горизонтальные, так и вертикальные) осуществляют обогрев за счёт использования тепла подземных вод. Так называемая схема «вода-вода»;
- Тепловые насосы, работающие за счёт тепловой энергии, получаемой из открытых водоёмов природного происхождения (море, озеро, река и т.п.). Реализована схема «вода-вода»;
- Аккумулирование для отопления тепла, содержащегося в воздухе, осуществляется по схеме «воздух-вода»;
- Если насос извлекает энергию грунта, то работа идёт по схеме «грунт-вода».
Солнечная энергия или гелиосистемы для отопления дома
На сегодня она, чаще всего, используется для обогрева помещения по одному из двух вариантов:
- Солнечная энергия трансформируется напрямую в электроэнергию. Затем аккумулированное электричество используется для работы ТЭНов.
- Солнечная энергия идёт на прямой обогрев теплоносителя. Последний ЕЦ, либо ПЦ проходит по отопительным приборам, прогревая через них помещения дома.
Минусами аналогичных систем являются пасмурные дни, и, неизбежно сменяющая день, ночь. Поэтому используют солнечные коллекторы параллельно с разнообразными электрообогревателями.
Альтернативное отопление своими руками в данной версии предусматривает, что реальная температура теплоносителя контролируется встроенными датчиками и, если её значение опускается в ночное время или в пасмурную погоду ниже фиксированного минимально разрешённого, то автоматически включается электрообогреватель.
Солнечный отопительный коллектор можно считать одним из наиболее простых вариантов системы альтернативного отопления домов, которое может быть изготовлено своими руками.
Как правило, любая солнечная батарея комплектуется не только инвертором и контроллером, благодаря которым формируется U=12/24 В (по I const) но и ёмкой аккумуляторной батареей, в которой аккумулируются излишки электроэнергии, выработанной в светлое время суток.
Альтернативные источники отопления дома, выполненные по указанным схемам, при необходимой площади фотоэлементов и соответствующих ёмкостях АБ, возможен вариант реализации полностью автономной системе отопления.
Применение котлов на биотопливе
Самостоятельное устройство систем отопления, состоящих из сложной конструкции труб в почве или солнечных коллекторов на крыше дома, можно заменить установкой специального котла, работающего на экологически чистом биотопливе.
Обогрев частного дома при помощи электрических или газовых котлов не всегда бывает оправданным и экономически выгодным.
Для растопки биокотла можно использовать:
- дрова;
- брикеты и пеллеты (например, из опилок или торфа);
- биогаз;
- древесные гранулы и щепа и пр.
Наилучшим топливом для подобного котла считаются брикеты, так как они долго горят и сохраняют тепло.
Использование энергии ветра
Они имеют вполне приличную производительность и взвешенное соотношение эффективности работы устройства и его стоимости.
Такие альтернативные системы отопления частного дома обладают существенным недостатком, имеют большие размеры. Например, ветрогенератор, рассчитанный на выработку 4 кВт электроэнергии, имеет очень большие крылья (до 10 метров). Альтернативные виды отопления с использованием ветра полной мере обладают всеми недостатками, которыми «болеют» имеющиеся в настоящее время гелиосистемы.
Данный вариант альтернативного отопления может быть практически реализован только в районах, которым присущи постоянно дующие ветра. В первую очередь, это степи, побережье, горы.
Альтернативные виды отопления частных домов, реализованные с учётом ветрогенераторов, имеют минимум на один недостаток больше, чем гелиосистемы, рассмотренные выше. Здесь невозможно использовать получаемую энергию ветра сразу для нагрева теплоносителя. Предварительно следует трансформировать получаемую механическую энергию в электроэнергию, и лишь затем использовать последнюю для нагрева теплоносителя, а это снижает КПД таких систем.
В связи с постоянным ростом стоимости газа и электроэнергии, многие пользователи стали обращать внимание на экологичные и экономные в обслуживании системы обогрева зданий.
Самыми популярными из них являются геотермальные системы, ветряки, биотопливо и гелиосистемы. Альтернативные способы отопления дома, хоть и имеют изначально высокую стоимость, достаточно быстро себя окупают.
Что собой представляют альтернативные источники тепла
Основной задачей систем является получение энергии из возобновляемых источников. Большинство альтернативных устройств могут быть использованы для выработки теплоэнергии в любой местности, что говорит о простоте в их эксплуатации и минимальных требованиях.
Особенности гелиосистем для частного дома
Солнечный коллектор может применяться для отопления многоквартирных и частных домов. Гелиосистемы также нередко используются и при нагреве воды для личных нужд потребителей. Солнечные системы могут работать в различных режимах и в зависимости от выбранного оборудования обеспечивать выработку энергии в течение всего года либо определенных сезонов.
Панели и коллекторы за счет особых абсорбционных покрытий нагревают теплоноситель внутри установок. Жидкость подается в специальный резервуар, из которого попадает в отопительную систему дома либо в контуры для горячей воды.
Солнечные батареи пропускают теплоноситель между пластинами, а трубчатая система повышает температуру жидкости за счет вакуума между внешней и внутренней колбой. Под влиянием ультрафиолетовых лучей абсорбционный слой начинает взаимодействовать с жидкостью и может нагреть ее до 90 градусов.
Солнечные коллекторы являются источниками нагрева теплоносителя, поступающего непосредственно в отопительные контуры. Для использования энергии солнечных батарей понадобится расширительный бак и насос, который будет откачивать воду из установок по достижению заданной температуры.
Плюсы гелиосистем:
- Трубчатые коллекторы просты в монтаже.
- Солнечные панели отличаются небольшой стоимостью и высокой производительностью в теплое время года.
- Оборудование подходит для эксплуатации в различных климатических зонах.
Внимание! Основным минусом солнечных коллекторов и батарей выступает их высокая стоимость и хрупкость.
Схема подключения ветряных генераторов
Установки представляют собой устройство с лопастями, при вращении которых вырабатывается электрический ток. Ветряки могут быть разных размеров и форм, что зависит от их назначения и особенностей местности.
При работе ветряных генераторов происходит зарядка аккумуляторов, которые впоследствии через преобразователь поставляют энергию для отопления зданий. Установки имеют два вида осей вращения — горизонтальный и вертикальный.
Фото 1. Схема подключения ветрогенератора в электросети через контроллер к бытовым приборам.
Оборудование с горизонтальным креплением лопастей предназначены для работы в той местности, где среднегодовая скорость ветра больше 5 м/с.
Ветряки с вертикальной осью вращения, благодаря своим компактным размерам, оптимально подойдут для использования в частных домах. Необходимая среднегодовая скорость ветряных потоков при этом должна быть выше трех метров в секунду.
Среди плюсов генераторов можно отметить экологичность, эргономичность и возобновляемость источника энергии. К недостаткам ветряков относят их нестабильность, низкую эффективность, высокую стоимость.
Геотермальный вид обогрева — надежность и долговечность?
Тепловые насосы представляют собой два контура с теплоносителями, соединяющиеся специальным оборудованием. Один из контуров находится ниже уровня почвы, а другой расположен в здании, которое он отапливает. Геотермальная отопительная система использует тепло, извлеченное из недр земли. В местах прокладки оборудования среднегодовая температура окружающей среды составляет 8-10 градусов.
Жидкость, которая находится во внешних контурах, нагревается от грунта либо воды и подается в насос, после чего прибор охлаждает вещество до отрицательных температур, а высвободившееся тепло перенаправляет во внутридомовую систему отопления. Геотермальное оборудование станет отличным вариантом для обогрева помещений при помощи низкотемпературных приборов.
Фото 2. Прокладка тепловых магистралей, которые располагаются горизонтально, ниже уровня промерзания земли.
Тепловые системы устанавливаются тремя способами:
- Горизонтальным.
- Вертикальным.
- Подводным.
К плюсам геотермального отопления можно отнести неиссякаемость природного ресурса, отсутствие выбросов вредных веществ в атмосферу, высокую эффективность системы. Минусами оборудования является небольшая температура теплоносителя во внутренних контурах (в пределах 35-60 градусов), высокая стоимость установок.
Когда на помощь приходит биотопливо
Биотопливо — это вещество, полученное из животного или растительного сырья, органических отходов промышленности, результатов человеческой жизнедеятельности. Биологическое топливо бывает разных видов, но самыми распространенными вариантами являются пеллеты либо брикеты.
Для отопления дома биотопливом нужно установить котел, который будет совместим с альтернативным источником энергии.
При сгорании вещество выделяет тепло, которое нагревает жидкость в системе отопления и обеспечивает поддержание нужной температуры.
Главным плюсом данного вида альтернативной энергии выступает его мобильность. В процессе использования биотоплива для обогрева зданий не выбрасываются вредные вещества в атмосферу. Основным минусом сырья является использование больших площадей под посев культур, из которых можно произвести это топливо.
Возможен ли монтаж альтернативного отопления своими руками
Большинство систем сложно установить самостоятельно, так как процесс монтажа требует специальных инструментов и навыков.
Схемы подключения ветрогенераторов подбираются индивидуально в зависимости от поставленной задачи. Ветряки подсоединяются к контроллеру, который заряжает аккумуляторы и передает электроэнергию на инвертор. Данная конструкция может прекрасно использоваться для обеспечения частного дома электричеством.
Тепловые насосы чаще всего устанавливаются вертикальным способом. Для монтажа оборудования понадобится бурение скважин на глубину более 50 метров. Размер контуров зависит от мощности теплового насоса. Иногда общая длина скважин достигает двухсот метров. Внешние контуры подключаются к насосу, который забирает из них тепло и передает его системе отопления дома. Низкотемпературное оборудование получает нагретый теплоноситель и отапливает здание.
Котлы для биотоплива монтируются на предварительно подготовленную стяжку, толщина которой составляет не менее 7 см. Для наиболее эффективной работы отопительной системы подключают буферную емкость, представляющую собой бак с водой.
Объем прибора рассчитывается в зависимости от мощности котла. Если отопительное оборудование является энергозависимым, то следует обеспечить подвод к нему электричества.
Дымоход, который устанавливают на котел для биотоплива, должен быть оборудован сборником конденсата и иметь диаметр не менее 18 сантиметров. Высота дымохода обычно составляет более четырех метров. Для защиты системы отопления от обратного давления и сифонного дренажа в нее монтируют обратный клапан, который располагается на трубе общей подачи воды. Регулировка жидкости и контроль температуры осуществляется при помощи балансировочного и смесительного клапанов.
Для установки солнечных коллекторов нужно подготовить каркас, на котором будет расположена гелиосистема. Для стабильности и безопасности системы в нее монтируется теплоаккумулятор и расширительный бак. Контроль и регулировка оборудования осуществляется при помощи манометра, подрывного клапана, воздухоотводчика, термометров, насоса, обратных клапанов, механического фильтра и расходометра. Установка гелиосистем требует точности и внимательности.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается о преимуществах и недостатках различных видов источников альтернативного отопления.
Экономическая целесообразность установки систем
Несмотря на то, что системы имеют довольно высокую стоимость, приобретение оборудования окупается менее чем за пять лет. Срок службы у таких устройств зачастую превышает 20 лет, что обуславливается высоким качеством оборудования и его повышенной износостойкостью. Установив однажды альтернативную систему отопления можно в течение долгого времени экономить на тех средствах, которые ежегодно тратились бы для обогрева здания.
Качество отопительной системы напрямую влияет на комфортность частного дома. Системе отопления необходимо уделить должное внимание, поскольку находиться в помещении, особенно в зимний период, придется долго. На сегодня все больше потребителей выбирают альтернативные источники тепла для своего дома.
Альтернативные источники отопления представляют собой системы, работающие с теплогенераторами на возобновляемых источниках энергии. Это солнечная, геотермальная и биологическая энергия. Используются котлы, тепловые насосы и солнечные батареи, которые аккумулируют тепло и вырабатывают электричество.
Так выглядит котел на биотопливе.
Альтернативные системы отопления каждого типа имеют свои сложности и особенности. Меньше проблем возникает при использовании газовых и электрических котлов. Основной плюс – постоянная подача топлива. Достаточно один раз подключить котел, настроить его своими руками, и не переживать что посреди ночи топливо закончится. Конечно, нет страховки в случае перебоев, аварийных ситуаций, но такое редко случается.
Отопление дома тепловыми насосами по типу вода-вода
Данные способы обогрева предусматривают необходимость иметь скважину для забора грунтовой воды и для обратного слива отработанной воды в грунт. Потребителю для небольшого частного дома придется пробурить таких скважин 2-3 штуки для водозабора и 1-2 для отработанного слива. Глубина бурения должна составлять 50 м. Также необходимо получить разрешение государственных служб контроля.
Внешний вид насоса вода-вода.
Обогрев тепловыми насосами по типу рассол-вода
Для осуществления проекта необходимо пробурить скважину до 200 м в глубину. В ней должны располагаться трубы по U-образной форме вместе с раствором. Можно устроить теплообменник, который будет размещаться на глубине не меньше 5 м. Это необходимо для снижения разницы получаемого тепла в различные месяцы в году.
Схема отопления на основе насоса рассол-вода.
Глубину и количество скважин определяют на основе возможности получить необходимые 50 Вт тепловой энергии. Она получается с каждого погонного метра пробуренной скважины. В итоге альтернативное отопление частного дома при помощи тепловых насосов по схеме вода-вода или рассол-вода характеризуется минимальными затратами на отопления по сравнению с показателями, характеризующими другие виды отопительных систем.
Отопление дома солнечными теплоаккумулирующими коллекторами
Альтернативное отопление при помощи солнечных теплоаккумулирующих панелей будет напрямую зависеть от интенсивности солнечных лучей, которая является разной в различное время года. В ночное время и в пасмурную погоду солнечного излучения не хватает для работы коллекторов.
Для чего используют
Солнечные панели зачастую используются для подогрева воды или для бытовых и хозяйственных нужд. Горячая вода принимает участие в теплообмене в моновалентных накопительных баках. Солнечные панели могут выступать в роли дополнительного источника выработки тепловой энергии для систем подогрева воды и отопления в биовалентных баках накопления.
Типы солнечных коллекторов
Солнечные коллекторы разделяют на два типа:
- плоские;
- имеющие вакуумную трубу.
Отопление солнечными батареями.
Если оборудование применять в летнюю пору, то коэффициент производительности обоих видов будет одинаковым. Для зимы рекомендуется использовать вакуумные коллекторы. Они могут работать при температуре до -35 градусов.
Плоские коллекторы способны нагревать воздух до +60 градусов. Вакуумные коллекторы рассчитаны на нагрев до +90. В остальных параметрах приборы схожи.
Коллекторы с вакуумными трубами отлично применяются в виде альтернативного отопления загородного дома. Одновременно приборы могут нагревать воду.
Гидродинамическая водонагревательная установка – еще одна неплохая альтернатива газовому отоплению. Большой известности у нее еще нет, но простота, выгодность использования при отоплении дома делает ее заметной. Кроме воды, установки позволяют подогревать нефть, соленую, грязную воду.
Конструкция
Установка состоит из расширительного бака нагрева воды, помпы, электрического насоса. Нагрев происходит, когда потоки воды, подающиеся в бак, соударяются между собой – выделяется тепловая энергия. При отоплении помещения водонагревательная установка подключается к отопительной системе частного дома, дополнительной установки циркуляционного насоса не требуется, для нагрева воды подключают бойлер.
Вентиляция
Использование вентиляции, как источника отопления, по крайне мере, звучит интересно, ведь назначение вентиляции — удалять из помещений воздух, в котором содержится пыль, ощущается дефицит кислорода и наличие неприятных запахов. Но ведь с воздухом удаляется и часть теплоты. Как это может быть использовано? Также в систему вентиляции (в ее приточную часть) можно своими руками установить ТЭН для подачи в дом подогретого воздуха.
Наибольшая эффективность у системы приточно-вытяжной вентиляции, при принудительной циркуляции и утилизации тепла.
Системы используют теплый отходящий воздух для подогрева холодного, приточного воздуха. Лучшая экономичность, показатели использования оборудования достигаются при регулировании расхода воздуха согласно его действительной потребности.
Биотопливо
Из биомассы, которая включает в себя органические отходы, навоз, растения, сточные воды, получается биогаз в результате разложения при помощи бактерий. Малоэтажные дома целесообразно отапливать щепой из древесных гранул, поленьями, прессованными отходами деревообрабатывающей промышленности. В котлы топливо поступает, используя различные способы автоматизированной подачи. Что касается котлов, работающих на поленьях, то в них топливо загружается вручную.
Альтернатива газовому отоплению также включает в себя котлы, работающие на паллетах. Они могут быть как с ручной, так и с автоматической подачей топлива. Это способствует тому, что возле котла не нужно постоянно находиться человеку. Система автоматического контроля поддерживает температуру на определенном параметре.
Так выглядит биотопливо.
Отопление дома котлами, которые работают на отработанных маслах
Отработанные масла не имеют отношения к возобновляемым источникам энергии, однако, они принимают участие в формировании материалов, которые необходимо утилизировать.
Система «теплый пол»
Для отопления загородного дома отлично подойдет известная схема отопления – «теплый пол». Во время монтажа не потребуется проведение дополнительных перепланировок. Можно экономить значительные суммы денег на отоплении. Система укладывается под напольное покрытие. При наличии необходимых знаний и навыков монтаж теплого пола можно выполнить своими руками.
Процесс монтажа теплого пола.
Потолочные обогреватели
Еще один альтернативного отопления загородного дома – это установка потолочных специальных пленочных нагревателей. Например, фольга, которая монтируется просто на потолке. Под действием электрического тока происходит равномерное распределение тепла по помещению.
