Подборка лучших альтернативных источников отопления частного дома

Котлы, работающие на биотопливе

Если вы намерены сменить газовую систему отопления на альтернативное отопление частного дома, то нет необходимости производить ее организацию с нуля. Очень часто требуется лишь замена котла. Наиболее популярными считаются такие котлы, которые работают на топливе твердого типа или электрические котлы. Не всегда такие котлы выгодны с точки зрения затрат на теплоноситель


Особое внимание нужно уделить таким котлам, которые работают на топливе биологического происхождения. Для работы системы отопления, в центре которой находится биотопливный котел, требуются специальные пеллеты или брикеты

Однако можно использовать и другие материалы, такие как:

  • торф гранулированного типа;
  • щепа и древесные гранулы;
  • гранулы из соломы.

Главным недостатком является тот факт, что такое альтернативное отопление загородного дома может стоить намного дороже, чем газовый котел и, к тому же, достаточно дорогим материалом являются брикеты.

Брикеты из древесины для отопления

Камин может быть отличным альтернативным решением для организации такой системы, как альтернативное отопление дома своими руками. Посредством камина можно обогреть дом с небольшой площадью, но качество отопления будет во многом зависеть от того, насколько правильно был устроен камин.

Посредством насосов геоматермального типа можно нагреть даже большой дом. Для функционирования такие альтернативные способы отопления частного дома используют энергию воды или земли. Такая система может выполнять не только обогревательную функцию, но и работать как кондиционер. Это будет наиболее актуальным в жаркие месяца, когда дом нужно не обогреть, а охладить. Такой тип отопительной системы является экологически чистым и не вредит окружающей среде.

Геотермальное отопление частного дома

Солнечные альтернативные источники отопления загородного дома – коллекторы, представляют собой пластины, устанавливаемые на крыше здания. Они собирают солнечное тепло и посредством теплоносителя передают аккумулированную энергию в котельную. В баке-аккумуляторе установлен теплообменник, в который поступает тепло. После этого процесса происходит нагрев воды, которая может быть использована не только для обогрева дома, но и для различных нужд бытового характера. Современные технологии сделали возможным, чтоб такие альтернативные виды отопления частного дома собирали тепло даже в сырую или пасмурную погоду.

Солнечные коллекторы

Тем не менее, наиболее хороший эффект таких отопительных систем можно получить только в более теплых и южных районах. В северных регионах такие альтернативные системы отопления загородного дома подойдут для организации дополнительной отопительной системы, но никак не основной.

Конечно, это не самый доступный  метод, но с каждым годом его популярность только растет. Альтернативное отопление коттеджа таким способом является наиболее простым с точки зрения такой науки, как физика. Солнечные панели выделяются дорогой ценовой категорией, потому что дорогими являются процессы изготовления фотоэлементов.

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:

  • Воздух-воздух
  • Воздух-вода
  • Вода-вода
  • Грунт-вода

Воздух-воздух

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

«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.

Грунт-вода

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.

Вода-вода

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

Тепловые насосы

Тепловая альтернативная энергия окружает нас повсюду. Она есть в земле, воде и даже в воздухе. Поэтому нам ничто не мешает аккумулировать ее и подавать в обогреваемые помещения. Например, тепло может быть извлечено из незамерзающих слоев грунта, начинающихся уже в нескольких метрах под землей. Тепловые насосы закачивают туда специальный теплоноситель, испаряющийся при низких температурах. Наверху он конденсируется и отдает тепло в помещения (примерно таким образом работает холодильник, забирая тепло у продуктов и отдавая его в атмосферу через радиатор).

Тепловые насосы не являются автономными источниками тепла, так как для их работы нужна электроэнергия. Но если сравнивать «прожорливость» классических электрических отопительных систем и систем, построенных на базе тепловых насосов, то экономичность может достигать 20-30%, в зависимости от источника тепловой энергии и эффективности оборудования. Откуда выгоднее брать тепло?

  • Из воздуха – специалисты отмечают невысокую стоимость оборудования, но оно будет эффективным только в теплых регионах, так как падение температуры воздуха приводит к падению эффективности работы теплового насоса;
  • Из грунтовых вод – подводные течения, расположенные ниже линии промерзания грунта, никогда не замерзают и являются отличным источником тепла;
  • Из грунта – тепла в земле очень много, так как на глубине уже нескольких метров температура всегда положительная.

Любой из этих источников можно использовать для обогрева своего жилища.

Альтернативное отопление: источники энергии

Как уже было сказано выше, для обустройства такого обогрева можно применять энергию солнца, земли, ветра, воды, а также различные виды биотоплива.

Энергия ветра

Ветер можно весьма эффективно использовать в качестве источника энергии для обогрева жилища. Более этого, это один из неисчерпаемых ресурсов. Для использования силы ветра применяются специальные устройства – ветряки. Принцип работы таких приборов заключается в следующем.

Главная часть ветряка – это ветрогенератор электрического тока, который в зависимости от оси вращения может быть либо вертикальным, либо горизонтальным. Самые разные модели сегодня предлагают множество производителей.

Стоимость таких изделий зависит как от мощности, так и от материала, и качества сборки. А вообще, подобное устройство можно соорудить даже собственными руками из подручных материалов. Как правило, ветряк состоит из следующих элементов:

  1. мачта;
  2. лопасти;
  3. генератор;
  4. контроллер;
  5. аккумулятор;
  6. инвертор;
  7. флюгер – для улавливания направления ветра.

Ветер вращает лопасти ветряка. Чем выше мачта, тем выше производительность устройства. Как правило, для электроснабжения частного дома бывает достаточно ветряка высотой в двадцать пять метров. Лопасти приводят в действие генератор, который и вырабатывает трехфазный ток. Контроллер же преобразует его в ток постоянный, который, в свою очередь, заряжает батареи.

Прошедший через аккумуляторные батареи ток поступает в инвертор, где он превращается в однофазный электрический ток с напряжением в 220 вольт и частотой в 50 герц. Такой ток полностью подходит для бытовых нужд, в том числе и для системы отопления с использованием, например, электрических котлов.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия – это энергия Земли. Под этим понятием подразумевается реальное тепло, которое можно получить от земли, а также воды, и даже воздуха. Но чтобы такую энергию получить, нужны специальные тепловые насосы. А чтобы такие устройства функционировали, температура среды, из которой они получают энергию, должна быть выше нуля градусов по Цельсию.

Тепловые насосы – это устройства, которые забирают тепло из окружающей среды. В зависимости от типа среды и используемого теплоносителя, они могут быть:

  • грунт-вода;
  • вода-воздух;
  • воздух-воздух;
  • вода-вода.

Насосы, в которых теплоносителям является воздух, применяют для воздушных систем отопления. Вода применяется в системах с теплоносителем жидким.

Считается, что самая выгодная система это «вода-вода». Такая схема применима, если недалеко от вашего дома находится незамерзающий водоем. На дне последнего и укладываются контур для забора тепла. В среднем тепловой насос дает 30 ватт тепловой энергии с одного метра контура. А потому длина такого трубопровода рассчитывается в зависимости от площади помещения, которое требуется отапливать.

Минусом таких устройств (воздушные насосы) является то, что они практически неприменимы в регионах с суровым климатом. Кроме того, для того чтобы начать черпать тепло из грунта требуются серьезные капиталовложения.

Энергия солнца

Солнечная энергия доступна человеку круглый год (за исключением регионов Крайнего Севера). Более того, именно энергия Солнца дает возможность всему живому на Земле существовать. А потому неудивительно, что ее можно использовать и для обогрева домов. В настоящее время для этих целей применяются два вида приборов – солнечные батареи и солнечные коллекторы.

В первом случае под воздействием солнечных лучей в фотоэлементах образуется электрический ток, который потом используется для нагрева теплоносителя или в другой схеме домашнего отопления. Солнечные же коллекторы – это система трубок, наполненных теплоносителем. Они накапливают непосредственно солнечное тепло и передают, например, в систему теплого пола. Если грамотно спроектировать и установить такую гелиоустановку.

Биотопливо

Нельзя не сказать и об альтернативном отоплении с использованием биотоплива. Главным элементом такой системы является котел, в котором сжигается биологически чистое топливо. В качестве последнего часто используются, например, побочные продукты деревоперерабатывающей промышленности. Далее тепло передается при помощи теплоносителя радиаторам, которые и нагревают воздух в помещениях.

Водородные котлы

Ну и последнее, о чем мы бы хотели вам в этой статье рассказать – это специальные водородные котлы. Принцип работы такого устройства заключается в том, при реакции водорода и кислорода, выделяется большое количество теплоты, которое и идет на обогрев дома.

Типы альтернативного отопления

Для многих владельцев частных или загородных домов отказ от такой системы, которая работает на газе, уже является альтернативным решением. Многие стремятся к тому, чтобы организовать полностью автономную отопительную систему, которая может аккумулировать тепло солнечных лучей.

Те, кто заботятся о природе и окружающей среде, останавливают свой выбор на экологически чистых отопительных системах. Для многих также важен такой показатель, как влажность воздуха в доме при работе той или иной системы.

Конечно, они окупятся через 8-10 лет, но не каждого устроит ждать столько времени. Если судить в общем, то все современные альтернативные системы отопления частного дома выделяются большим разнообразием. Среди альтернативных устройств, необходимых для организации отопительной системы, можно выделить такие, как:

  • Котлы, работающие на топливе жидкого или твердого типа, а также на топливе биологического происхождения.
  • Тепловые насосы, которые функционируют благодаря энергии геотермального характера.
  • Солнечные коллекторы, которые способны собирать тепло от солнечных лучей.
  • Различные обогреватели инфракрасного типа.

Твердотопливный котел

Тепловой насос

Солнечный коллектор

Инфракрасные обогреватели

Еще не так давно к альтернативному отоплению дома можно было отнести такое приспособление, как «теплый пол». Он появился на рынке относительно недавно, но уже многие относят теплый пол к обычным системам.

Некоторые все еще предпочитают традиционные отопительные системы, так как думают, что такие системы не могут доставить проблем. Кто-то ошибочно полагает, что газовые отопительные системы характеризуются исключительно своими преимуществами. На сегодняшний день посредством таких отопительных систем обогреваются тысячи домов, но, в то же время, растут и требования к качеству подобных систем.

Качество такой отопительной системы тоже не всегда радует и соответствует требованиям владельцев частных домов. Котел не позволяет обогреть помещение максимально равномерным образом. Температура в той части помещения, где находятся радиаторы, всегда будет выше, чем температура в центральной части комнаты.

Температура в комнате с радиаторным отоплением

Гелиосистемы

Гелиосистема — это устройство, предназначенное для препревращения энергии радиации Солнца в другие виды энергии. Например, для нагревания и охлаждения воды и воздуха. Для нагрева теплоносителя используют циркуляционный насос, который направляет тепло в радиаторы или конвекторы.

Варианты гелиосистем


  • Солнечный коллектор. Как правило, солнечный коллектор работает одновременно с электронагревателем. Теплоноситель контролируется датчиками температуры. Когда погода не солнечная и температура падает ниже уровня, тогда включается дополнительный подогрев электрическими ТЭНами.

  • Солнечная батарея оснащена не только датчиком температуры и инвертором, который формирует напряжение 12 или 24 вольт постоянного тока, а ещё и аккумуляторной батареей большой ёмкости. Днём солнечные батареи накапливают энергию в аккумуляторах, которые служат источником питания ночью или в пасмурную погоду. Если ёмкость аккумуляторов и площадь фотоэлементов соответствуют площади дома, то можно реализовать полностью энергетически независимую систему. Но есть один минус, лучшие образцы аккумуляторов прослужат не более 5-ти лет, а их замена сопоставима с затратами за электричество.
  • ещё один вариант, который позволяет экономить — это солнечная батарея с контроллером и инвентором. Она подключается параллельно любой розетке. Также понадобится механический, дисковый счётчик. Электронный не подойдёт, он не регистрирует обратное направление тока. Если в дневное время суток фотоэлементы вырабатывают электричества больше, чем требуется на обогрев помещения, то счетчик отматывает киловатт-часы. Таким образом, получается значительная экономия.

Солнечные коллекторы

Солнце поставляет на нашу планету гигантское количество тепловой и световой энергии. Человек давно стремится овладеть этой альтернативной энергией, но сталкивается с многочисленными проблемами. Главное проблемой является ограниченное количество энергии, получаемой на 1 кв. м. земной поверхности. Поэтому солнечные коллекторы, используемые для аккумуляции тепла от нашей родной звезды, обладают достаточно большими размерами.

То же самое относится к солнечным батареям – ученым удалось создать достаточно эффективные солнечные элементы, вырабатывающие электроэнергию, но площадь батарей остается огромной.

Солнечные коллекторы устанавливаются на крыше и служат для генерации почти дармового тепла. Оно поступает в отопительную систему и передается в обогреваемые помещения. Благодаря достижениям разработчиков, такие системы могут показать неплохую эффективность. Отпугивают только большая стоимость оборудования и низкая эффективность в пасмурную или в очень холодную погоду.

Альтернативой солнечным коллекторам становятся солнечные электрические батареи. Они генерируют электроэнергию, которая потом превращается в тепло, создаваемое электрическими котлами. Но для получения достаточного количества электроэнергии придется заставить солнечными батареями всю крышу, потратив на это приличную сумму денег. Впрочем, для некоторых районов солнечные батареи и коллекторы могут стать наиболее приемлемыми.

Теплопоступления от сварочных трансформаторов.

Сварочные трансформаторы могут размещаться в помещении, где производятся сварочные работы и вне этого помещения. Вся электрическая мощность, подводимая к трансформаторам, превращается в теплоту.

Если сварочные работы проводятся в том же помещении, где установлены трансформаторы, тепловыделения от них составят:

Qтр. = 1000 ∑Nуст × Кодн × Кзагр × Кисп × Кт, Вт

где: ∑Nуст — суммарная установленная мощность трансформаторов, в кВт — принимается по паспорту);Кодн — коэффициент одновремённости принимается в пределах 0,5 ÷ 1 — при нескольких единицах установленного оборудования часть из них может не работать;Кзагр — коэффициент загрузки в долях единицы принимается в пределах 0,5 ÷ 0,8 или по заданию электриков-технологов;Кисп — коэффициент использования мощности в долях единицы, принимается в пределах 0,7 ÷ 0,9;Кт — коэффициент, учитывающий количество теплоты, поступившей в воздух помещения от обработанных деталей, находящихся в помещении ограниченное время.

Этот коэффициент можно определить, если рассчитать теплопоступления от остывающих материалов.

Qостыв = С × G ( tмат. — tв ), кДж

С — удельная теплоёмкость материала остывающего изделия, кДж/(кг × ºС);G — масса остывающего изделия, кг;tмат. — начальная температура материала изделия, ºС;tв — начальная температура воздуха в помещении, ºС.

Если сварочные трансформаторы находятся вне помещения, где производятся сварочные работы, теплопоступления в помещение сварочных работ определяются по формуле:

Qмех.обр. = 1000 ∑(ζ × Nуст) Кодн × Кзагр × Кисп × Кт, Вт

где: ζ — коэффициент полезного действия трансформаторов в долях единицы – принимается по каталогу или паспорту трансформатора.

Что это такое альтернативное отопление?

Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о существовании альтернативного отопления. Однако при классификации того или иного вида получения энергии нетрадиционным способом возникает некоторая путаница. Ошибочно считают, что применение и инфракрасного излучения, и биотоплива, и геотермальная энергия и ряд других – все это альтернативная энергетика. Поэтому при определении альтернативных методов получения энергии будет верно считать таковыми те, за которые потребитель не платит поставщику энергии и при этом затраты при ее получении находятся на приемлемом уровне.

Гелиосистемы

Наибольшее распространение получили солнечные батареи, которые можно использовать как альтернативное отопление частного дома. Простейшая схема состоит из циркулирующего насоса, коллектора и солнечного модуля.

Реализовать отопление с использованием солнечных кремниевых модулей можно одним из 2-х способов:

  • При помощи водяного коллектора
  • Посредством электрических обогревателей

Наибольшее распространение получил первый метод, в котором энергия солнца аккумулируется непосредственно в электрическую энергию и используется для питания нагревательных элементов – Тэны. Последние в свою очередь разогревают в специальной емкости (коллекторе) жидкий теплоноситель, который посредством насоса циркулирует по отопительной системе. Чтоб не допустить перегрева, следует установить термостаты, контролирующие температуру жидкости и управляющие работой нагревательных элементов.

Второй метод заключается в эксплуатации в качестве отопительных элементов электрических устройств: конвекторы, обогреватели, пленочные теплые полы и т. д. Таким образом, солнечная энергия преобразуется в электрическую и посредством инвертора и контроллера направляется питать приборы отопления.

Использование солнечной энергии многим может показаться самым оптимальным и простым вариантам, однако не стоит забывать о смене суток или пасмурной погоде. В такие моменты времени модули могут не вырабатывать достаточного количества электроэнергии.

Выход из ситуации имеется – необходимо приобретать и устанавливать дорогостоящие аккумуляторы. Они будут накапливать энергию и снабжать ею в периоды, когда солнечные модули бездействуют. Недостаток заключается в непродолжительном сроке службы – 5-6 лет.


С этим читают