Экономия на получении тепловой энергии для отопления частного дома или квартиры приводит к появлению и совершенствованию новых источников. Наряду с газом, твердым топливом в настоящее время повсеместно используется энергия солнца, а также все более эффективные тепловые насосы. Но действительно ли целесообразны источники отопления дома и квартиры: альтернативные, автономные?
Особенности альтернативных источников энергии для отопления
Прежде всего, нужно определиться с показателями КПД и тепловыми характеристиками любой системы отопления. Именно они напрямую влияют на актуальность применения той или иной системы. Современные автономные источники отопления должны обладать определенными параметрами.
Принципиальная разница между ними и классическими способами поддержания комфортной температуры в помещении является минимизация затрат на энергоноситель. Но это не значит, что они будут полностью отсутствовать. Учитывая это каждые альтернативные источники отопления загородного дома должны выбираться по следующим параметрам:
- Стоимость оборудования, его монтаж, обслуживание. Это основные характеристики, которые определят время окупаемости всей системы;
- Тепловая эффективность – количество энергии, вырабатываемой в определенный промежуток времени. Она должна компенсировать тепловые потери помещения;
- Зависимость работы от времени года. Так, функционирование солнечных коллекторов (гелиосистем) в подавляющем большинстве случаев в зимний период невозможно.
Насколько походящими являются альтернативные источники отопления квартиры? Увы, но в этом случае вариантов намного меньше, чем для загородного дома. Не нужно забывать, что все якобы «бесплатные» энергетические системы для отопления на самом деле потребляют электрическую энергию. Она необходима для работы управляющих блоков, насосов и другого электрического оборудования.
Лучше всего использовать альтернативные источники отопления частного дома в качестве вспомогательных. Они помогут снизить текущие затраты на основной вид отопления – газ, твердое топливо.
Солнечна энергия для отопления
Самой простой и доступной считается энергия солнца. Она имеет большой потенциал, который в настоящее время не полностью раскрыт. Ярким примером того, как можно сделать альтернативные источники отопления своими руками являются солнечные коллекторы.
Конструкция состоит из сети трубопроводов, под которым протекает антифриз или теплоноситель. Первый используется в дорогих моделях гелиосистем, так как представляет собой круглогодичный источник энергии для отопления. Трубопровод находится в специальном герметичном корпусе, защищенным панелью из оргстекла или аналогичным ему материалом.
Преимущества подобных автономных источников отопления заключаются в следующем:
- Возможность использования системы в летний период для горячего водоснабжения;
- Для изготовления простой конструкции потребуется минимум материалов. Но при этом ее эффективность будет невысока – большие тепловые потери;
- Монтаж выполняется на крыше дома, или стене. Это дает возможность в некоторых случаях использовать гелиосистему в качестве альтернативного источника отопления квартиры.
Основным же недостатком солнечных коллекторов является зависимость от температуры на улице.
Чем она ниже – тем медленнее будет нагреваться теплоноситель. С повышением теплоизоляции конструкции также снижается ее КПД. Ведь главным условием является попадание прямых солнечных лучей на трубы. Самодельный солнечный коллектор, как альтернативный источник отопления загородного дома, зарекомендовал себя с положительной стороны в южных областях страны, где средняя зимняя температура не превышает -7-8°С. Именно там можно чаще всего встретить эти конструкции на крыше домов.
Перед приобретением гелиосистемы заводского производства необходимо узнать, какая жидкость используется в качестве теплоносителя. Ее эксплуатационная температура не должна быть ниже минимальной для конкретного региона.
Тепловые насосы отопления дома
Если же нужны более эффективные источники тепловой энергии – рекомендуется рассмотреть вариант установки теплового насоса. Он менее зависим от внешних погодных условий, но имеет большую стоимость, а изготовление данного альтернативного источника отопления своими руками связано с большими трудностями.
Основой для работы теплового насоса служит изменение температуры хладагента при его сжатии. Такой же принцип используется в простых бытовых холодильниках. Однако для практической реализации подобной системы альтернативного источника отопления частного дома следует определить источник тепловой энергии. Зачастую им сослужит эффект повышения температуры грунта по мере заглубления в него.
Конструкция теплового насоса состоит из 3-х контуров – внешний, теплообменный и соединенный с системой отопления дома. Внешний трубопровод располагается в глубинных скважинах (система земля-земля) или в водоеме (вода-земля). Там теплоноситель прогревается до минимальной температуры 7-9°С. Далее полученная из этого источника энергия для отопления передается хладагенту, который находится в газообразном состоянии. После его сжатия компрессором происходит повышение температуры до 65-70°С. С помощью теплообменника она нагревает теплоноситель в основном контуре.
Основным недостатком подобного альтернативного источника нагрева воды в трубах является первоначально высокая стоимость оборудования. Заводская установка для отопления частного дома площадью может стоить до 700 тыс. рублей. Самостоятельное изготовление теплового насоса проблематично, так как в нем нужно учитывать множество факторов. Но, несмотря на это можно выделить основные преимущества использования энергии земли и воды в качестве альтернативного источника нагрева воздуха в загородном доме:
- Независимость от температуры на улице;
- Высокий показатель КПД. На 1 кВт затраченной электрической энергии получается в среднем 10 кВт тепловой;
- Тепловую энергию от земли можно получать от вертикальных шахт. Они же займут минимум места на приусадебном участке.
Такой источник не подходит для альтернативного отопления квартиры, так как на практике невозможно обустроить внешний тепловой контур. Поэтому в этом случае остается единственный вариант – монтаж солнечного коллектора на стене или крыше дома.
Нередко предлагают в качестве источника альтернативного отопления сделать своими руками ветряную электростанцию. Но полученной мощности едва будет хватать на простое освещение дома, не говоря уже об электрических отопительных приборах.
Стоит ли устанавливать источники отопления дома и квартиры в качестве альтернативных. Автономные системы в большинстве случаев не способны выполнять эту функцию полностью. Поэтому предварительно нужно рассчитать тепловые потери здания и сверить их с мощностью того или иного источника энергии для системы отопления. Она должна компенсировать потери при максимально низкой температуре воздуха в зимний период.
Чтобы понять разницу между самодельной конструкцией альтернативного источника отопления частного дома и заводской рекомендуется посмотреть видеоматериал об изготовлении солнечных коллекторов компании Valiant:
