Альтернативные способы отопления дома
Сейчас существует масса интересных вариантов, таких как отопление при помощи солнечных батарей или котлы, которые используют энергию земли. Но на самом деле, стоимость этого оборудования просто космическая. Если вы живете в северных регионах, где солнце бывает довольно редко, то устанавливать такого рода котлы нет смысла. Потому что энергии практически не будет. Но если вы находитесь в южных регионах, где постоянно солнечно, то имеет смысл установить солнечные батареи, для того чтобы прогревать помещение.
Конечно, идеальным вариантом станут какие-то гибридные котлы, которые позволяют использовать газ с твердым топливом или электричество с твердым топливом. Сейчас в продаже имеются такие агрегаты, но стоят они довольно недешево. Но это идеальный вариант для тех местностей, где электричество может иногда пропадать, или случаются порывы в газовой магистрали. В таком случае, если не будет основного источника топлива, вы замерзнете. Поэтому как вариант — удерживать тепло в квартире при помощи твердого топлива, такого как дрова, уголь, или специальных пеллет.
Солнечная энергия
Как видите, не существует абсолютно экономичного способа отопления дома. Все зависит от того, в какой местности вы живете и доступности определенных видов энергоресурсов. В зависимости от этого и выбирается вид котла.
Виды источников энергии
Традиционно для отопления используют несколько источников энергии:
Твердое топливо – дань традициям
Для отопления используют дрова, уголь, торфяные брикеты, пеллеты. Твердотопливные котлы и печи трудно назвать экономичными или экологичными, но применение новых технологий позволяет существенно сократить потребление топлива и, как следствие, количество продуктов сгорания, выбрасываемых в атмосферу.
Принцип работы пиролизного (газогенераторного) котла основан на использовании пиролизного газа, который применяется в качестве топлива. Древесина в таком котле не горит, а тлеет, благодаря чему порция топлива прогорает гораздо дольше обычного и дает больше тепла
Жидкое топливо – дорого, но популярно
Это сжиженный газ, дизтопливо, отработанное масло и т.п. На отопление жилища всегда расходуется большое количество жидкого топлива, и пока не придуманы способы заметного сокращения расхода. Это отопительное оборудование требует тщательного ухода, регулярной чистки от сажи и копоти.
Большая часть видов жидкого топлива имеет еще один недостаток – высокую стоимость. И все же, несмотря на явные недостатки, жидкотопливные котлы на втором месте по популярности после газовых.
Жидкотопливные котлы удобны в тех случаях, если поблизости от дома нет магистрали газопровода и нужно обустроить полностью независимую систему отопления
Газ – доступно и дешево
В традиционных газовых котлах расход топлива велик, но конденсационные модели решили эту проблему. Их установка позволяет получить максимум тепла с минимальным расходом газа. КПД конденсационных котлов может достигать более 100%. Многие модели известных брендов можно переводить на работу на сжиженном газе. Для этого нужно просто сменить форсунку. Еще один энергосберегающий вариант – инфракрасное газовое отопление.
Конденсационные котлы – новое слово в производстве газовой отопительной техники. Они экономично расходуют топливо, отличаются высоким КПД, идеально подходят для обустройства отопления и горячего водоснабжения в частных домах
Подробнее про газовые котлы читайте здесь.
Электричество – удобный и безопасный источник тепла
Единственный недостаток использования электроэнергии для отопления – высокая стоимость. Впрочем, этот вопрос решается: постоянно разрабатываются электрические системы отопления, потребляющие относительно небольшое количество энергии и обеспечивающие эффективный обогрев. К таким системам можно отнести теплые полы, пленочные обогреватели, инфракрасные радиаторы.
Теплые полы чаще всего используют в качестве дополнительной или альтернативной системы обогрева дома. Преимущество этого вида отопления – нагревается воздух на уровне человеческого роста, т.е. реализуется принцип – «ноги в тепле, голова в холоде»
Тепловые насосы – экономичные и экологичные установки
Системы работают по принципу преобразования тепловой энергии земли или воздуха. В частных домах первые тепловые насосы стали устанавливать еще в 80-х годах ХХ века, но на тот момент их могли позволить себе только очень зажиточные люди.
С каждым годом стоимость установок становится все ниже, и во многих странах они стали весьма популярны. Так, в Швеции тепловые насосы отапливают около 70% всех зданий. В некоторых странах даже разрабатываются строительные нормы и правила, обязывающие застройщиков монтировать геотермальные и воздушные системы для отопления.
Тепловые насосы устанавливают жители США, Японии, Швеции и других европейских стран. Некоторые умельцы собирают их своими руками. Это отличный способ получить энергию для обогрева дома и сохранить окружающую среду
Гелиосистемы – перспективный источник энергии
Гелиотермальные системы преобразуют лучевую солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. На сегодня существует несколько видов систем, в которых используются солнечные панели, коллекторы. Они различаются по стоимости, сложности производства, удобству эксплуатации.
С каждым годом появляется все больше новых разработок, возможности солнечных систем расширяются, а цены на конструкции снижаются. Пока их нерентабельно устанавливать для крупных зданий промышленного назначения, но для отопления и горячего водоснабжения частного дома они вполне подойдут.
Гелиотермальные системы требуют только начальных затрат – при покупке и монтаже. После установки и настройки они работают автономно. Для отопления используется энергия солнца
Использование солнечной энергии
Солнечное тепло является экологичным и достаточно эффективным источником для устройства целого ряда обогревательных систем. Некоторые модификации в качестве дополнительного питания используют электроэнергию, другие работают только от солнечных элементов. В некоторых случаях в дополнительном оборудовании нет необходимости – достаточно солнечных лучей.
Воздушные модульные коллекторы
Солнечные батареи (коллекторы) устанавливают на южной стороне здания под таким углом, чтобы нагревание их солнечными лучами было максимальным. Система работает в автоматическом режиме: когда температура воздуха опускается ниже заданной отметки, воздух при помощи вентиляторов прогоняется через нагревательные модули. Одна воздушная батарея позволяет обогреть помещение площадью до 40 м², соответственно, комплект коллекторов способен обслужить весь дом.
Для южных регионов достаточно эффективным и недорогим оборудованием для создания системы обогрева являются солнечные воздушные коллекторы модульного типа
Солнечные модули экологичны и рентабельны, их удобно использовать совместно с другими отопительными системами в качестве резервного источника энергии. Конструкция устройств проста, поэтому существуют схемы сборки солнечных батарей своими руками. Готовые коллекторы также доступны по стоимости и быстро окупаются. Единственное, что необходимо сделать перед их покупкой – рассчитать мощность оборудования и размеры модулей.
В коттеджах и дачных домиках солнечные батареи устанавливают для резервного питания постоянного тока 12/24/48 Вольт небольшой мощности или нагрузок переменного тока 220 Вольт
Воздушно-водяные коллекторы
Для любого климата подходят и системы горячего водоснабжения, работающие от солнечной энергии. Принцип работы системы прост: нагретая в коллекторах вода поступает по трубам в накопительный бак, а из него – по всему дому. Жидкость постоянно циркулирует под действием насоса, поэтому процесс является непрерывным. Несколько солнечных коллекторов и два больших резервуара могут обеспечить теплом дачный домик – конечно, при условии, что будет достаточно солнца. Высокотемпературные коллекторы позволяют установить «теплый пол».
Абсолютно не загрязняют воздух и не создают шума солнечные системы горячего водоснабжения, но для их установки требуется дополнительное оборудование: насос, пара накопительных баков, бойлер, трубопровод
Преимуществом оборудования, работающего на водяных коллекторах, является экологичность. Тишина и чистый воздух внутри дома не менее важны, чем отопление и горячая вода. Перед установкой солнечных коллекторов необходимо просчитать, насколько эффективны они будут в конкретном случае, потому что для полноценной работы важны все нюансы: от места установки до предполагаемой мощности приборов. Следует учитывать и один недостаток – в районах с длительным летним периодом появится излишек нагретой воды, которую придется сливать в грунт.
Солнечное отопление пассивного типа
Для устройства пассивного солнечного отопления не нужно дополнительного оборудования. Главными условиями являются три фактора:
- идеальная герметичность и теплоизоляция дома;
- солнечная, безоблачная погода;
- оптимальное расположение дома по отношению к солнцу.
Один из вариантов, подходящий для устройства подобной системы, — каркасный дом с большими стеклянными окнами, направленными в южную сторону. Солнце нагревает дом и с внешней стороны, и изнутри, так как его тепло поглощается стенами и полами.
С помощью пассивного солнечного оборудования, без применения электропитания и дорогостоящих насосов, можно сэкономить 60-80% расходов на отопление частного дома
Благодаря пассивной системе в солнечных районах экономия расходов на отопление превышает 80%. В северных областях данный метод обогрева не является эффективным, поэтому используется в качестве дополнительного.
Все энергосберегающие системы отопления имеют преимущества перед обычными, главное – выбрать наиболее оптимальный, возможно, комбинированный вариант, сочетающий эффективность работы и экономию ресурсов.
Отказ от газа, дров и угля
От традиционных источников тепла, многие годы используемых для отопления, можно отказаться. Как это ни удивительно, но вполне реально. Многие ярые противники утверждают о невозможности заменить природные ресурсы экологически чистыми аналогами. Альтернативой становится энергия солнца, сила ветра, тепло, скрытое в недрах земли, отходы производства и жизнедеятельности человека. Такие варианты актуальны в современном мире, учитывая общую загрязненность окружающей среды.
Альтернативные источники способны обеспечить загородный дом электричеством и тепловой энергией
Еще одно существенное преимущество – ощутимая экономия при использовании экологических источников самопроизвольно возобновляемой энергии. На первый взгляд кажется, что это неоправданно дорого и вряд ли окупится. Детальнее разобравшись с особенностями каждого способа, можно увидеть, что эко проект окупается через 4-7 лет, а далее остаются лишь текущие расходы на поддержание используемых механизмов в рабочем состоянии.
Возможность полноценной замены привычного топлива альтернативным доказана не одним реальным примером. Домовладельцы в разных странах мира прибегают к экологическим вариантам отопления. У нас – лишь единицы решаются кардинально сменить привычное топливо, дорожающее с каждым годом.
Основная проблема экотоплива – значительные капиталовложения на начальном этапе. Ведь сначала нужно детально просчитать количество необходимой энергии для определенного дома или коттеджа. Затем выяснить, какой тип эко ресурсов наиболее выгодный в конкретной местности. Далее, предстоит составить план расположения оборудования, генерирующего энергию, купить все необходимое и установить.
Если всеми этими вопросами будут заниматься соответствующие специалисты, то конечная стоимость эко отопления будет очень высокой. Чтобы сэкономить, можно попытаться обойтись своими силами. Для этого предстоит с головой погрузиться в тему альтернативных источников энергии, чтобы отказаться от привлечения посторонней помощи. В этом случае стоимость проекта окажется в разы дешевле.
Именно второй вариант выбирают многие хозяева частных домов. Их практика доказывает, что стать энергонезависимыми вполне реально. Можно полностью или частично заменить традиционное топливо – все зависит от размеров домовладения, финансовых возможностей на начальном этапе, выбранного варианта отопления.
Алюминиевый кожух и окраска
Чтобы повысить температуру в помещении, можно увеличить площадь нагреваемой поверхности с помощью кожуха из алюминия. Он надевается на радиатор, нагревается от горячих секций, тем самым повышая теплоотдачу. Кожух, кроме того, выполняет декоративную роль. Стоит такое приспособление недорого, а эффект от него существенный.
Удивительно, на роль играет и тот цвет, в которые окрашены радиаторы отопления. Мы привыкли красить их в светлые тона, преимущественно — белый. Но у более темных оттенков теплоотдача существенно выше. Например, отопительные секции, выкрашенные в коричневый цвет имеют теплоотдачу выше, чем белые примерно на 25 %.
Кожух алюминиевый для радиаторов
Пеллетный котел – энергоэффективность и экологичность
Пеллетные (гранульные) котлы – это вид твердотопливных котлов, который работает на определенном виде топлива – пеллетах. Это разновидность твердого топлива, получаемая из торфа, отходов сельскохозяйственной и деревоперерабатывающей промышленности. Современные модификации гранульных котлов нередко затачиваются и под другие виды топлива: уголь, эко-горошек, дрова и прочие.
Пеллетный котел
Одно из главных преимуществ гранульных котлов над обычными твердотопливными собратьями заключается в том, что такое оборудование автоматизировано и практически полностью автономно. Работают такие системы отопления с минимальным вмешательством со стороны человека. При этом пользователь может задать желаемую температуру, а также время включения или отключения отопления. К другим преимуществам пеллетных котлов можно отнести:
- Доступность топливных материалов;
- Автономность работы и довольно простое управление;
- Высокий КПД;
- Экономичность;
- В некоторых модифицированных моделях можно использовать практически любое твердое топливо.
Минусы у такого вида отопления тоже есть. Один из основных недостатков – высокая цена такого оборудования. Стоит гранульный котел на порядок дороже, чем обычные твердотопливные котлы. Еще один минус – необходимость постоянно доставлять топливо и где-то его хранить. Для этого должно использоваться специальное сухое помещение.
Радиаторы и трубы отопления
Дизайнерские радиаторы
Помимо современных отопительных котлов не менее важными компонентами являются трубы и радиаторы. Они необходимы для эффективной передачи тепловой энергии воздуху в помещении. Во время проектирования системы необходимо решить две задачи – уменьшить тепловые потери при транспортировке теплоносителя по трубам и улучшить теплоотдачу батарей.
Любые современные радиаторы отопления должны не только иметь хорошие показатели теплопередачи, но и удобную для ремонта и обслуживания конструкцию. Это же касается трубопроводов. Их монтаж не должен вызывать затруднений. В идеале установку может осуществить сам владелец дома без применения дорогого оборудования.
Современные радиаторы отопления
Конструкция радиаторов отопления
Для увеличения теплоотдачи в качестве основного материала изготовления батарей все чаще используют алюминий. Он имеет хорошие показатели теплопроводности, а для получения нужной формы можно применять технологию литья или сварки.
Но нужно учитывать, что алюминий очень чувствителен к воздействию воды. Современные чугунные радиаторы отопления лишены этого недостатка, хотя и обладают меньшей энергоемкостью. Для решения этой проблемы была разработана новая конструкция батарей, у которых водяные каналы изготавливаются из стальных или медных труб.
Эти современные трубы для отопления практически не подвергаются коррозии, имея минимальные размеры и толщину стенок. Последнее необходимо для эффективной тепловой передачи алюминию энергии от горячей воды. У современных радиаторов отопления есть несколько преимуществ, заключающихся в следующем:
- Долгий срок эксплуатации – до 40 лет. Однако он зависит от условий работы и своевременного выполнения прочистки системы;
- Возможность выбора способа подключения – верхнее, нижнее или боковое;
- В комплектацию может входить кран Маевского и терморегулятор.
В большинстве случаев модели современных чугунных радиаторов отопления делают дизайнерскими. Они имеют классические формы, некоторые из них изготавливаются в напольном варианте с элементами художественной ковки.
Современные трубы отопления
Полимерные трубы для отопления
Выбор современных труб отопления во многом зависит от материала их изготовления. В настоящее время чаще всего используют полимерные магистрали из полипропилена или сшитого полиэтилена. Они имеют дополнительный армирующий слой из алюминиевой фольги или стекловолокна.
Однако они имеют один существенный недостаток — относительно низкий порог температурного воздействия до +90°С. Это влечет большое температурное расширение и как следствие – повреждение трубопровода. Альтернативой полимерным трубам могут служить изделия из других материалов:
- Медные. С точки зрения функциональности медные трубопроводы соответствуют всем требованиям к отопительной системе. Они просты в монтаже, практически не изменяют форму даже при экстремально высоких температурах теплоносителя. Даже при замерзании воды стенки медных магистралей будут расширяться без повреждения. Недостаток – высокая стоимость;
- Нержавеющая сталь. Она не подвергается ржавлению, ее внутренняя поверхность имеет минимальный коэффициент шероховатости. К недостаткам можно отнести стоимость и трудоемкий монтаж.
В видеоматериале показан пример современного отопления дома с помощью системы теплый пол:
Электрическое отопление
Различные варианты электрического отопления успешно применяются для обогрева частных домов различной площади:
- Электроконвекторы.
- Инфракрасные потолочные длинноволновые обогреватели.
- Пленочные и кабельные системы для подогрева потолка и пола.
Лучшее электрическое отопление для загородного дома – основанная на использовании электроконвекторов система, получившая наибольшую популярность и распространение в малоэтажном строительстве, особенно загородном.
Строение электроконвектора. Нажмите для увеличения.
Принцип работы данных приборов основан на таком явлении, как конвекция воздуха. Благодаря конвекции обеспечивается отдача тепла воздухом (до 80%).
В конвекторах производится нагрев холодного воздуха за счет работы специальных нагревательных элементов, изготовленных из токопроводящих компонентов. Нагретый воздух увеличивается в размерах и поднимается через жалюзи выходной решетки вверх.
Дополнительный нагрев воздуха осуществляется благодаря излучению тепла, осуществляемому непосредственно с поверхности электроконвектора.
Принцип использования конвекторов для отопления. Нажмите для увеличения.
Электроконвекторы – лучшее отопление (либо одно из лучших) для частного дома, проигрывающее газу только по эксплуатационным затратам, но выигрывающее по части безопасности и надежности.
Блоки управления данными приборами оборудуются специальной защитой от перегрева, а сами устройства обладают невысокой чувствительностью к перепадам напряжения в электрической сети.
Как выбрать вид отопления
Как произвести выбор того или иного вида отопления? Какое отопление экономичнее и выгоднее?
Многолетний опыт строительства частных домов и устройства различных систем теплоснабжения подсказывает, что выбор зависит от особенностей конкретного дома (доступности топлива, удаленности от населенных пунктов, финансовых возможностей и т.д.).
Любые схемы имеют свои положительные качества и некоторые недостатки. Какое отопление лучше: водяное, воздушное, электрическое либо печное, например? Для каждого отдельного случая существует единственный ответ на поставленный вопрос.
Мощность котла
Выбор мощности котла производится по параметрам отапливаемой площади. Мощность котла зависит от объема помещений и теплопроводности ограждающих конструкций – стен, окон, пола, потолка, дверей и так далее. Точный расчет производится по специальным методикам, но можно провести и укрупненный расчет.
В основе укрупненного расчета лежит показатель количества тепла, требуемый для отопления 1 квадратного метра площади. Этот показатель для помещений со средними показателями тепловой изоляции составляет 100 Ватт. Он актуален для помещений с высотой потолка не более 2,7 метра. При больших значениях высоты показатель увеличивается на 25 – 30%.
Для отопления дома общей площадью (например) в 150 квадратных метров (с высотой потолка менее 2,7 метра) потребуется тепловая мощность в 15 кВт. Кроме этого, в производительность котла закладываются следующие дополнительные величины:
- Резерв мощности – минимум 15 – 20%;
- Производство горячей воды – минимум 30%.
При наличии собственного котла имеет смысл возложить на него производство горячей воды. Закладываемая величина является расчетной и зависит от уровня водопотребления. Уровень потребления воды зависит от количества проживающих в доме человек и частоты использования горячей воды. Общие расчеты говорят о том, что эта величина составляет обычно не менее 30% от тепловой мощности котла.
Резерв мощности необходим для обеспечения нормального режима работы котла. При недостатке мощности оборудование работает в предельном режиме – это значительно сокращает срок службы котла.
По приведенным показателям вычисляется общая мощность котла. Для дома площадью 150 квадратных метров и собственным производством горячей воды (для нужд семьи из 3 человек) мощность составит 23,4 кВт. Округляя в большую сторону, выбирается котел мощностью 24 кВт.
После определения конкретного вида и модели котла производят выбор приборов отопления.
Требования к современному отоплению дома
Воздушное отопление частного дома
Назначение любого теплоснабжения – поддержание комфортного уровня температуры в помещении. Однако помимо этого современное отопление частного дома должно отвечать целому ряду дополнительных требований.
Прежде всего – это максимальная безопасность для проживающих в доме. Т.е. никакой элемент теплоснабжения или его работа не должны нанести вред человеку. В особенности это относится к относительно новым полимерным материалам изготовления. Также при выборе системы следует учитывать такие факторы:
Экономическая целесообразность
Важно, чтобы количество получаемой тепловой энергии стремилось к аналогичному показателю потребляемой. Современное отопление частного дома должно иметь КПД, близкий к 100%;
Минимальные ресурсы на обслуживание
У традиционных отопительных схем есть несколько существенных недостатков – большое количество сажи (твердотопливные котлы и печи), необходимость ежегодной очистки труб, постоянный контроль за объемом топлива и режимом работы. Современные виды отопления частного дома практически полностью исключают влияние этих факторов на работу;
Максимальная автономность работы.
Что нужно предпринять, чтобы выполнить эти условия максимально? Для этого рекомендуется изучить предложения на рынке отопительных приборов и схем, выбрав оптимальную сборку для конкретного дома.
Отопление дома электричеством
Примерно 10 лет назад многие говорили, что электрические котлы — это очень дорого, они себя не оправдывают. Но маркетологи, а также продавцы электрических котлов смогли убедить население в обратном. Действительно, такой вариант довольно доступный. В сравнении с газовым котлом стоимость электричества, которое тратится на отопление, может быть даже немного дороже, нежели та сумма, которая тратится на газ.
Варианты электрического отопления:
- Конвекторы
- Инфракрасные обогреватели
- Теплый пол
Но этот вариант идеален в том случае, если неподалеку от вашего дома нет магистральной газовой трубы, и вся прокладка обходится очень дорого. Соответственно гораздо проще установить именно электрооборудование. Этот вариант оправдывается в том случае, если у вас довольно редко выключают электричество. Потому как в зимнее время, если не станет электричества, то естественно вы не сможете пользоваться котлом, и в вашем доме станет холодно.
Конвекторы
Что касается обогрева дома, в котором вы живете не постоянно, а лишь иногда. То есть, если это загородный дом, в таком случае идеальным вариантом станет электроотопление. Причем которое греет вовсе не в воду. Это так называемые конвекторы или инфракрасные излучатели. В таком случае сможете включать отопление лишь тогда, когда вы будете приезжать в дом на отдых. Это не требует постоянного присмотра за оборудованием, также нет риска, что вода в трубах замерзнет. Потому как отопление осуществляется без помощи воды и труб с ее содержанием. Поэтому в таком случае даже нет смысла задумываться о приобретении газового и электрического, котла который греет воду. Такие приобретения станут бесполезными.
Обратите внимание, что для этих целей также подойдет теплый пол, который монтируется с участием специальных кабелей, отдающих тепло. Это также система, которая не требует участия воды
Ее стоимость не настолько высокая, как установка полноценного газового и электрического оборудования.
Электрообогрев
