Альтернативное теплоснабжение коттеджа землей и тепловым насосом

Альтернативные источники отопления загородного дома: сравнительный обзор эко-систем

Одна из основных статей расхода семейного бюджета – оплата коммунального отопления или приобретение горючего для обогрева дома. Каждый разумный хозяин наверняка задумывается о реальных и эффективных способах снижения этих затрат. А ведь сократить их можно буквально до минимума, используя альтернативные энергетические источники. Что они представляют собой и как используются? Согласитесь, это стоит узнать.

Все о том, как устроить альтернативное отопление частного дома, вы узнаете из представленной нами статьи. С нашей помощью вы без труда определитесь с наиболее подходящим для вас вариантом. Подробное описание принципов действия схем “зеленой энергетики” предоставит возможность решить, каким технологическим способом лучше воспользоваться для получения тепла.

В статье детально описаны виды источников бесплатной энергии, приведены методы генерации тепла для применения в быту. В помощь самостоятельным домашним мастерам и рачительным собственникам загородных владений прилагаются фото-подборки, схемы и весьма полезные видео-инструкции.

Плюсы и минусы альтернативной энергетики

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.

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 применения эко топлива – 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.

Сферу применения “зеленой энергии” продемонстрирует фото-подборка:

Виды возобновляемых источников для отопления

Для обогрева дома можно успешно использовать энергию ветра, солнца, земли. А также биотопливо. Разберем детальнее, как именно это сделать и что для этого потребуется.

Вид #1 – сила ветра

Весьма успешно в качестве альтернативного источника для отопления загородного дома можно использовать энергию ветра. Этот ресурс невозможно исчерпать. Он имеет свойство возобновляться. Чтобы использовать силу ветра, потребуется специальное приспособление, называемое ветряк.

Принцип использования энергии ветра

Для преобразования силы ветра в альтернативный источник отопления потребуется ветрогенератор. Они бывают вертикальными и горизонтальными в зависимости от оси вращения. Существует много производителей, предлагающих свои модели клиентам.

Стоимость зависит от материала, размера самой установки и мощности. Также можно соорудить ветряной генератор своими силами, используя подручные материалы.

Любой ветряк состоит из таких составляющих:

  • лопастей;
  • мачты;
  • флюгера, чтобы улавливать направление ветра;
  • генератора;
  • контроллера;
  • аккумуляторных батарей;
  • инвертора.

Принцип работы ветроэнергетической установки основан на силе ветра, вращающего лопасти ветряка. Лопасти, закрепленные на мачте, находятся высоко над землей. Чем выше, тем выше производительность. Так, для снабжения одного дома достаточно высоты 25 м.

Вращающиеся лопасти приводят в движение ротор генератора. Он начинает вырабатывать трехфазный переменный ток, требующий дальнейшего изменения. Этот ток поступает к контроллеру, где преобразуется в постоянный. Он используется для зарядки аккумуляторных батарей.

Пройдя через батареи, ток выравнивается и поступает на инвертор, где происходит его преобразование в однофазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 Вольт. Теперь его можно использовать для бытовых нужд, в системе электрического отопления.

Особенности расположения ветряков

Ветряные установки способны работать при определенных условиях. Во-первых, ветрогенератор – довольно объемное сооружение, требующее внушительной площади для устройства. Маленький прибор не способен удовлетворить потребности в энергии.

Его высота должна превышать минимум на 10 м окружающие дома, деревья и прочие строения, а линии электропередач и прочие объекты должны находится в 100 м от ветряка. Это требование не всегда выполнимо – не все владельцы частных домов имеют приусадебные участки достаточной площади.

Во-вторых, хорошо, когда рассматриваемая местность обладает хорошим ветропотенциалом – возвышенность или степная зона. Для запуска генератора потребуется скорость ветра от 2 м/с.

Многие модели ветряных систем, предназначенные для использования частными домохозяйствами, способны полностью покрыть потребности в электроэнергии.

Так, ветряк мощностью 1,5 кВт может в месяц генерировать, в зависимости от времени года, 100-200 кВт час. Если высоту мачты увеличить, то производительность станет больше в 2 раза.

Но это потребует дополнительных затрат на монтаж и расходные материалы. Срок службы ветряных электростанций составляет в среднем 20 лет.

Также у нас на сайте есть другие материалы по устройству, разновидностям ветрогенератора, расчету и изготовлению своими руками, и по установке.

Предлагаем вам ознакомиться с ними:

Вид #2 – энергия Земли

Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН). Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля.

Устройство и принцип работы теплового насоса

Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.

Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.

ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:

  • внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор;
  • внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном;
  • отопительного контура, заполненного теплоносителем.

Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе.

Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.

Далее газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.

Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.

Сделать простейший вариант теплового насоса несложно собственными руками. Для этого потребуются фактически бросовые детали, дешево приобретенное оборудование и, конечно, терпение. Приводим схему тепловой системы с забором энергии тепла в скважине, заглубленной в доломит.

Испаритель рассматриваемой в примере системы подключен к забирающей энергию грунта скважине.

Специфику устройства теплового насоса для системы напольного обогрева представляет фото-галерея:

6 источников альтернативного отопления частного дома

Экологичная усадьба:Не каждый дом, расположенный в пригородной зоне или в сельской местности, можно подключить к системе газоснабжения или наладить отопление при помощи источника энергоснабжения.

Не каждый дом, расположенный в пригородной зоне или в сельской местности, можно подключить к системе газоснабжения или наладить отопление при помощи источника энергоснабжения. Для этого могут существовать многие причины, среди которых одна из основных – постоянно растущие расходы на подключение, обустройство и содержание отопительной системы с использованием природного газа. В таких ситуациях наиболее рациональный выход – альтернативные источники тепла для дома, которые можно выбрать, исходя из конкретных условий и местонахождения объекта.

В качестве альтернативных источников тепла предлагаются многочисленные технологии отопления с использованием различных видов энергии, включая такие, которые дарит людям сама природа – энергия, ветра, земли, солнечная электроэнергия, биологические виды топлива, а также ставшая привычной энергия сгорания твердого и жидкого топлива.

Выбирая альтернативные системы отопления частного дома, следует учитывать специфику местных условий, отталкиваясь при расчетах от критериев:

Рассмотрим альтернативные способы обогрева помещений и системы отопления частных домов, применяемые как альтернатива газу.

КОТЛЫ НА БИОТОПЛИВЕ – АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ОТОПЛЕНИЯ ЧАСТНОГО ДОМА И КВАРТИРЫ

Котлы на биотопливе – распространенные альтернативные источники энергии для частного дома, которые отличает высокое качество исполнения. Биотопливо в виде брикетов и пеллет из сырья растительного происхождения (опилки, стружка, отходы пиломатериалов, лузга подсолнечника) – альтернативное отопление, которое может служить идеальной заменой газовому отоплению в частном доме благодаря высокой теплоотдаче, которая может достигать 6-8 тыс. кКал/кг. Котел для биотоплива – универсальное отопительное устройство с высоким КПД, оснащенное автоматической системой управления, и может с успехом применяться и для отопления другими видами твердого топлива, в том числе углем, дровами, угольными брикетами.

Котлы на биотопливе, как альтернативные источники отопления частного дома, могут использоваться не только для отопления (одноконтурные котлы), но и обеспечивать горячее водоснабжение помещений – для этого можно приобрести двухконтурный котел или добавить к существующему устройству второй контур с бойлером соответствующего типа (проточный или накопительный). Несложное устройство котлов для биотоплива дает возможность обустроить альтернативное отопление дома своими руками, сэкономив, таким образом, часть средств семейного бюджета.

СИСТЕМА ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ — ХОРОШИЙ ВАРИАНТ

Рассматривая альтернативные виды отопления частного дома, стоит обязательно остановиться на тепловых насосах, использующих энергию природных источников тепла, в том числе, подземных и наземных вод, грунта, воздуха. В зависимости от того, какие альтернативные источники тепла используются, различаются тепловые насосы:

Читайте также:  XL Pipe теплый пол: преимущества и недостатки, требования к установке

Конструктивно тепловой насос состоит из следующих компонентов:

Фреон, попадая в испаритель через капиллярное отверстие, испаряется в результате резкого падения давления. Стенки испарителя, нагретые за счет геотермальных вод, отдают тепло хладагенту. Компрессор, всасывая и сжимая хладагент, способствует его нагреву до температуры до 85-125о С, после чего выталкивает его в конденсатор, отдавая тепло через конденсатор в отопительный контур. Остывший хладагент вновь превращается в жидкость. Процесс повторяется до тех пор, пока помещение не прогреется до установленной температуры. Получив сигнал, терморегулятор останавливает работу теплонасоса и вновь включает его, когда температура в доме опускается до соответствующей отметки.

Если вам удалось обеспечить электричество в частном доме своими руками (или с привлечением мастера) – установка теплового насоса поможет сократить расходы на теплоснабжение в сравнении газовым отоплением.

К достоинствам тепловых насосов относятся:

Схема подогрева воды с помощью теплового насоса

СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ — ОТЛИЧНЫЙ ВИД АЛЬТЕРНАТИВЫ

Современное отопление частного дома может быть обеспечено за счет многочисленных альтернативных способов обогрева, среди которых солнечный коллектор является одним из наиболее эффективных. В отличие от солнечных батарей, где вырабатывается солнечная электроэнергия, устройство солнечных коллекторов позволяет концентрировать тепловую энергию Солнца и направлять ее на нагревание теплоносителя (воды, масла, воздуха, антифриза и пр.). Циркулирующий в коллекторе теплоноситель нагревается, после чего накопленное тепло передается в резервуар-накопитель для последующего расходования в системе отопления и горячего водоснабжения.

ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ

Источники тепла — инфракрасные излучатели, именуемые как эко обогреватели, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, в офисе или на производстве. Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения предметам, которые, нагреваясь, отдают направленное тепло в воздух помещения, в окружающее пространство на открытых площадках и т.д.

Наиболее эффективно ИК излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать конкретные предметы или части помещений. Таким образом, ИК излучателемможно обогреть людей, работающих на открытом воздухе или в конкретной части помещения. Использование ИК обогревателей создает экономию на отоплении, позволяя обогревать только полезную часть пространства. По способу установки и крепления различаются обогреватели настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.

ВОДОРОДНЫЕ КОТЛЫ — НАНОСПОСОБ

Водородные котлы как эффективные системы альтернативного отопления появились сравнительно недавно. Водородный котел, как источник тепла, использует тепловую энергию, образующуюся при реакции между водородом и кислородом, в результате которой образуются молекулы Н2О с одновременным выделением значительного количества теплоты (до 40о С). Полученное тепло передается на обогрев помещений.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ЛУЧШЕ ЧЕМ ГАЗ

Электрические котлы как альтернативное отопление частного дома – наиболее простой выход в поисках недорогих способов отопления помещений. Подобрать электрический котел, несложно, достаточно заглянуть в соответствующие каталоги, с помощью специалистов выполнить расчеты необходимой мощности оборудования, соответствующей объемам помещений.

Важно: перед установкой электрического котла проверьте сопротивление изоляции электропроводки и ее соответствие мощности нового оборудования. Во избежание скачков напряжения понадобится стабилизатор напряжения.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций – важный фактор оздоровления – econet.ru.

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

Для установки электрических котлов не требуется отдельное помещение – даже самые мощные из них имеют небольшие габариты. Нет необходимости и в мощных вытяжках и дымоходах – такое альтернативное отопление дома полностью соответствует экологическим требованиям. Альтернативное отопление — это современный подход к энергии. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

    Содержимое:
  1. Как получить тепло в дом из земли
  2. Как работает геотермальное отопление дома
  3. Как устроено геотермальное отопление
  4. Геотермальное оборудование для использования тепла земли
  5. Монтаж и установка геотермального отопления
  6. Эффективно ли геотермальное отопление на Севере
  7. Гейзерное отопление частного дома
  8. Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Поиски альтернативных источников энергии привели к изобретению устройств, которые способны аккумулировать тепло, в большом количестве находящееся в окружающей среде человека. Солнечные лучи, гейзерные источники, грунт — все это в той или иной степени может удовлетворить потребности в нагреве теплоносителя для системы отопления и ГВС.

Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.

Как получить тепло в дом из земли

Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным, потребуется решить следующие проблемы:

  • Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.
  • Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.
  • Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.

Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать.

Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

Как устроено геотермальное отопление

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

Монтаж и установка геотермального отопления

Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:

  • Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.
  • На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.
  • Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.

Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

Гейзерное отопление частного дома

Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года.

Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет.

Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

Тепловая энергия буквально лежит под ногами. Дело только за тем, чтобы нагнуться и «поднять» ее. В этом может помочь геотермальная установка. Монтаж насоса позволяет в зависимости от местности либо полностью компенсировать потребности в тепловой энергии, или удовлетворить их частично, существенно снизив нагрузку на основной источник отопления и систему ГВС частого дома.

Тепловой насос – это ближайшее будущее

Дата публикации: 29 июля 2014

Нужна ли нам альтернативная энергетика

В том числе геотермальная, которая в перспективе займёт ведущее место в мире в системе возобновляемых альтернативных источников? Вопрос далеко не праздный, если учесть огромное стремление всех экономически ведущих стран мира к повороту в сторону перехода на альтернативные источники энергии. Всех, кроме России. Если ассоциировать нашу страну с косолапым, то медведь ещё спит в берлоге, хотя уже четырнадцатое лето 21 века в разгаре. Пора бы уж проснуться!

Наша страна сидит на газовой трубе, зарабатывает на нефти, угле и этих средств, по-видимому, вполне хватает для удовлетворения российской экономики. Пока хватает. Смотрите, что получается. Европейские страны взяли курс на использование возобновляемых источников энергии, чтобы не зависеть от российского газа. Да и с транспортировкой его в Европу через Украину возникли большие проблемы. Решение Российского правительства были приняты на тот момент верные – наладить теснейшие экономические связи с Китаем, чтобы не сбавлять, даже увеличить поставки нефти и газа на восток.

Но нельзя не заметить, что и Китай вплотную занялся выпуском оборудования для геотермальных систем, ветрогенераторов, солнечных батарей. Пройдёт от силы пара десятков лет и восточные друзья могут с дежурно-вежливой улыбкой полностью или частично отказаться от нашего сырьевого товара. 21 век набрал обороты, а мы всё продолжаем мыслить категориями прошлого столетия. То есть, смотрим на внедрение альтернативных источников энергии, как на ребёнка раннего ясельного возраста. А этот ребёнок давно уже собирается жениться.

Читайте также:  Теплоизоляция Броня: описание, виды, характеристики, сфера применения

Хотя целый ряд обстоятельств заставляет, всё-таки, искать новые пути к добыванию безвредных, экономически выгодных источников энергии: ископаемые запасы земли не бесконечны, климат удивляет своей непривычностью по причине, как утверждает мировая наука, чрезмерного использования угля и нефти. Человечество кинулось осваивать ядерную энергетику – и снова напоролось на серьёзную опасность. Куда ни кинь – всюду клин. Выход есть – альтернативные источники энергии, которые окружают нас в воде, воздухе и под землёй (геотермальная энергетика).

Тепловой насос – это…

Из всех известных нам видов возобновляемых источников энергии наиболее привлекательной, в смысле постоянства работы, является геотермальная энергетика. Проще говоря, тепловой насос. Если его смонтировать в загородном доме – на два десятилетия, как минимум, хозяин забудет о зимних холодах и летнем зное. Потому, что тепловой насос укомплектован автоматической системой управления. Он включается и выключается в зависимости от заданной температуры в комнатах. Зимой даёт тепло, летом — охлаждает комнаты.

Система теплового насоса может работать с любой отопительной конструкцией. Во-вторых, потребляемая электроэнергия в 1 квт/час выдаёт энергию в 4-5 раз большую потребляемой. То есть, затраты электроэнергии идут только для работы компрессора. В-третьих, система работает автоматически, выдавая тепло постоянно. При этом экономя значительные средства из семейного бюджета. О лучших результатах мечтать не надо. Но…

Если верить информации из сайта http://www.geoteplo.com.ua/expenses.html, то стоимость оборудования, монтажа под ключ и установки теплового насоса обойдётся заказчику чуть больше 17 тысяч евро. Ничего не скажешь – кругленькая сумма, по кошельку лишь немногим россиянам, а также жителям соседних республик. Казалось бы, хорошее дело поставить во дворе собственного дома такую установку альтернативной энергетики, но уж больно кусается. Может, дешевле сделать тепловой насос своими руками?

Что надо приобрести для того, чтобы самому смонтировать систему теплового насоса. Она проста. Вот её принцип работы (смотрите на фото 1, можно щелкнуть для увеличения).

Весь процесс проходит по замкнутому циклу. Теплоноситель проходит по трубкам, помещённым под землёй на глубине 1,5-2 метра, поступает в теплообменник (испаритель), передаёт тепло во внутренний контур насоса, который заполнен жидким фреоном (хладагентом). Он закипает, так как имеет очень низкую точку кипения, превращается в газообразное состояние, поступает в компрессор, сжимается, в результате чего его температура подскакивает до 60 градусов и выше. Газ идёт в конденсатор, где нагревает воду в системе отопления дома. Охлаждается, снова становится жидкостью. Цикличность повторяется.

Проще говоря, тепловой насос – это холодильник наизнанку. То есть, назначение теплонасоса противоположно неизменному кухонному агрегату. Если мы поместим холодильник дверцей на улицу, а задней стенкой в комнату дома, то он будет нагревать воздух внутри помещения.

Бегство от расходов

А можно ли обойтись без больших расходов, сконструировав тепловой насос своими руками? Хотя в любом случае от расходов никуда не убежишь. Агрегаты надо покупать. Но сумма окажется намного меньшей, чем возьмёт с вас специализированная фирма.

Итак, вы решили самостоятельно поставить у себя дома тепловой насос. Прежде всего, надо приобрести компрессор в специальном магазине или купить подержанный в хорошем состоянии в мастерской холодильных установок. С помощью кронштейна крепим агрегат к стене. Первый этап работы закончили успешно.

Теперь изготавливаем конденсатор. Самый лучший вариант для этой цели – обыкновенный бачок из нержавейки объёмом 100-200 литров. Его разрезаем на две равные части для того, чтобы поместить внутрь медную витую трубку. Где её достать? – Снять со старого холодильника и сделать змеевик. Для чего наматываем трубку, снятую с холодильника, на обыкновенный газовый баллон, делая между витками равное расстояние. Остаётся теперь смонтировать полученный змеевик в разрезанный бак и сваркой соединить обе части бака. Конденсатор готов.

Приступаем к изготовлению следующего агрегата теплового насоса – испарителя. Для этой цели годится пластмассовая ёмкость на 60-80 литров. С помощью кронштейнов крепим внутрь ёмкости ещё один змеевик диаметром до 2 мм.

Вот, собственно, вся работа своими руками. Посмотрите на схематическом рисунке (фото 2), что ещё не хватает в системе теплового насоса и можете считать, что на этом самостоятельная работа закончилась. Дальше придётся обратиться к специалистам-холодильщикам, чтобы собрать систему, произвести сварку трубок и заполнить их фреоном. Такая работа требует квалификации.

Как ни крути, расходов полностью не избежать, но они будут значительно меньше, нежели полностью доверить всю работу специализированной фирме. Впрочем, если вы цените время и располагаете средствами, можете полностью положиться на специалистов и не морочить себе голову.

…Это ближайшее будущее

Снабжение городских квартир, загородных домов, коттеджей геотермальными тепловыми насосами уже при строительстве новых домов – время недалёкого будущего. Ведь и надо-то совсем немного: издай правительство указ, закон, правило – неважно как назвать этот документ, который предписывает строителям в проект будущего дома включать и установку теплового насоса – и дело пойдёт. Без альтернативного источника энергии дом не принимать. Вот и всё. Покрутятся поначалу строители, а потом всё войдёт в норму.

Взять Швецию, холодную северную страну, а геотермальные тепловые насосы действуют в половине домов и зданий. В Стокгольме 12% помещений обогревается геотермальными тепловыми насосами.
По правительственным указам в Америке при строительстве зданий надо изначально оснащать их геотермальным тепловыми насосами. Без них не разрешена сдача зданий в эксплуатацию. Каждый год для этих целей в США производят миллионы тепловых насосов. У нас только раздумывают принимать такие правила, а в Америке уже давно делают.

Правительство Германии отпускает дотации организациям, устанавливающим тепловые насосы, что стимулирует их выпуск и эксплуатацию.

Даже такая небольшая страна Швейцария задействовала 60.000 геотермальных тепловых насосов.
Все факты говорят о том, что мир неуклонно движется в сторону использования альтернативных источников энергии. Особенно это видно на примерах внедрения тепловых насосов.

Такой системе требуется 1 кВт электроэнергии, как было уже здесь сказано, а выдаёт она 4-5 кВт тепла и её не волнуют скачки цен на газ, уголь, мазут. Геотермальный тепловой насос надёжно, без вашего вмешательства, летом выполняет функцию кондиционера, а зимой обогревателя.

И на сколько лет обвалится такое счастье на голову хозяина дома? Для неглубокой схемы укладки труб – 50 лет, а в случае использования скважины – ориентировочно 100 лет. Хватит вам и вашим внукам. Единственное «но» — придется менять компрессор. У него гарантия — 15 лет. И запомните: все эти годы вы забудете об уплате за коммунальные услуги, а будете вносить копейки за мизерный расход электроэнергии, которая потребуется лишь для работы компрессора теплового насоса.

Вот она — фантастика!

Этого фантастического городка ещё нет на географической карте, но он есть в реальной жизни. В городке построено всего 300 трёхэтажных домов коттеджного типа и каждый снабжён геотермальным тепловым насосом. Покупай такой дом и забудь навсегда об оплате за тепло зимой и прохладу в комнатах летом. А для того, чтобы почувствовать дыхание домашнего очага воочию, в зимние вечера можно затопить камин, которым снабжён каждый дом сказочного городка.

На каждом шагу здесь можно встретить сказку. Во-первых, в городке нет улиц, но есть название каждого отдельного коттеджа. Во-вторых, из окон своего дома вы не увидите соседний особняк, так как он отделён живописным лесом. В третьих, у каждого хозяина усадьбы имеется своё озеро с мостками для рыбалки (см. фото 3).

Но и это ещё не всё. Каждый дом оснащён скоростным интернетом, канализацией, индивидуальным освещением и отоплением с помощью теплового насоса, который работает в автоматическом режиме круглый год, отапливая дом зимой и охлаждая летом.

Косули заглядывают в окна на первом этаже, а белки, взбираясь по сосновым стволам, умудряются заглянуть даже в спальню. Прочая живность гуляет по городу, не слыша собачьего лая. Их здесь держат только в квартирах.

Остаётся добавить, что фантастический населённый пункт назван городом Солнца за счёт геотермального отопления и расположен он в предместьях латвийского города Цесис. (Фото 4).

Для чего этот рассказ о фантастическом уголке земли? Да для того, чтобы лишний раз убедить людей, что чудеса можно творить на земле, используя с умом тепло земли и солнца, превращая свою жизнь в райское блаженство. А дома строить надо сразу с монтажом альтернативных источников энергии. Самым подходящим для этого является тепловой насос, работающий бесперебойно, круглый год, в автоматическом режиме.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Оптимизация теплоснабжения в частном доме

Частный сектор сейчас развивается очень активно. С появлением разнообразных проектов всерьез встал вопрос о выборе наиболее оптимальных методов теплоснабжения для частных коттеджей, альтернативного отопления частного дома. Учитывая отсутствие газификации (в некоторых районах), в некоторых случаях рассматривается возможность применения тепловых насосов или электрокотлов с аккумуляционной системой теплоснабжения индивидуальных домов.

В большинстве регионов России актуальна проблема снижения суточной неравномерности потребления электрической энергии. Особенно актуально это стало после аварии на Саяно-шушенской ГЭС. С целью снижения неравномерности возможно введение двухставочного тарифа на электроэнергию. При этом выгодным станет альтернативное отопление частного дома – применение аккумуляторов теплоты со встроенным теплообменником для теплоснабжения коттеджей. Благодаря высокой теплоте фазового перехода при температуре +45. +65 С, парафин, наполняющий аккумулятор теплоты, позволяет в системах теплоснабжения накапливать на 1 м рабочего объема до 60-65 кВт*ч тепловой энергии. Этого количества теплоты достаточно для снижения пиковых нагрузок в системах отопления и горячего водоснабжения современного жилого дома площадью 100 м. кв. Иван и Катерина рекомендуют знакомства кому за 50, ведь они познакомились именно на таком сайте.

Горячая вода от электрокотла с температурой +80 .. +85 С поступает в змеевиковый теплообменник аккумулятора, нагревает массу парафина и расплавляет его при температуре +52 С. В дальнейшем температура жидкого парафина повышается до 750 С. Стальной армированный каркас увеличивает «эффективную» теплопроводность в объеме аккумулятора, интенсифицирует теплообмен и позволяет сократить поверхность теплообменника.

Зарядка аккумулятора (плавление парафина) осуществляется в ночной период за 8 часов. Теплообменник, с помощью которого осуществляется зарядка аккумулятора, используется для теплоснабжения системы отопления в дневное время. Второй теплообменник, размещенный в аккумуляторе, используется для горячего водоснабжения по независимой схеме.

Читайте также:  Отопление в деревянном доме: газовые баллоны

Проанализируем эффективность альтернативного отопления частного дома с использованием теплоаккумулятора на примере теплоснабжения дома с отапливаемой площадью 100 м.кв, рассчитанного на трех жителей при следующих исходных данных:
• расчетная удельная нагрузка на отопление с учетом внутренних тепловыделений 40 Вт/м2 при наружной температуре воздуха -17 С;
• расчетный расход горячей воды на одного жителя при температуре 500С – 100 л/сут.

При этих условиях нагрузки на систему теплоснабжения дома составляет:
• на отопление – 96 кВт*ч/сут.;
• на ГВС – 15,35 кВт*ч/сут.;
• общие – 111,35 кВт*ч/сут.

Теплоаккумулятор позволит значительно снизить дневное потребление электроэнергии на теплоснабжение и сократить примерно в 3 раза расходы на оплату электроэнергии. Сроки окупаемости дополнительных затрат на теплоаккумуляторы 3-4 года.

Также необходимо отметить повышение надежности за счет более чем 1,5-кратного запаса тепловой мощности. При необходимости может быть обеспечена параллельная работа аккумулятора теплоты и котла.

Низкопотенциальные технологии, основанные на использовании тепловых насосов, также могут получить распространение в частном жилом секторе нашей страны, так, в средней полосе России двухэтажный коттедж площадью 100 кв. м за год получает от солнца более 160 МВт*ч энергии, что превышает всю его годовую потребность. Эта энергия накапливается землей и легко может быть получена обратно теплообменниками теплового насоса. Электрическая энергия затрачивается только на перекачивание жидкости.

Данные системы получили широкое распространение в США, Канаде, Германии и странах Скандинавии. В нашей стране эти технологии реализованы в многоэтажном жилом здании в Москве в Микрорайоне Никулино-2, в сельской школе в Ярославской области. В качестве примера можно рассмотреть реализацию системы отопления на базе теплонасосных установок в коттеджном поселке в Подмосковье.

Тепловой насос работает тем эффективнее, чем меньше разница между температурами испарителя и конденсатора, то есть температурой источника низкопотенциальной тепловой энергии и температурой потребителя. Таким образом, наиболее эффективно теплонасосные установки для отопления могут применяться в системах, отличительной чертой которых является относительно невысокая температура теплоносителя. Этим требованиям соответствуют системы отопления на основе напольных отопительных панелей. Такое решение – комбинация теплонасосных установок с «теплыми полами» – часто применяется и в зарубежной строительной практике.

В комбинированных системах, используемых как для тепло-, так и для холодоснабжения, температурный режим грунтового массива поддерживается естественным образом: в зимнее время, когда требуется теплоснабжение, происходит охлаждение грунтового массива, а в летнее, когда требуется холодоснабжение, происходит, наоборот, нагрев грунтового массива, то есть в данном случае грунтовый массив можно рассматривать как своеобразный аккумулятор тепловой энергии.

Теплоноситель подогревается посредством теплового насоса до температуры +54 С. Именно такая температура поддерживается в баке- аккумуляторе. Требуемая в контуре напольного отопления температура напольного отопления +36 С устанавливается за счет подмеса обратного теплоносителя. Тепловой насос работает не постоянно: он включается в работу в случае, когда температура теплоносителя в баке-аккумуляторе падает ниже определенного значения. По расчетам, в начале отопительного сезона коэффициент преобразования должен составлять 5, а к концу, по мере захолаживания грунта, опускаться до 4.

При отсутствии газификации в коттеджных поселках или неоправданно высокой стоимости за подключение к газовым сетям использование теплонасосных установок или электрокотлов с аккумуляционной системой теплоснабжения являются наиболее оптимальными.

Используем тепло земли для отопления дома

Энергия земли для отопления дома в настоящее время используется редко – большинство людей предпочитает задействовать традиционные источники энергии. Но цены на топливо постоянно растут, а запасы газа, угля и нефти когда-то, пусть даже через много лет, но завершатся. По этой причине возникает необходимость искать альтернативные источники тепла, в частности – тепло земли для отопления дома.

Обогрев дома теплом земли является более предпочтительным в сравнении с солнечной и ветряной энергией. В Европе уже сейчас широко распространены гелиосистемы, позволяющие использовать солнечные лучи для отопления дома и подогрева воды (прочитайте также: “Гелиосистемы для отопления своими руками”). Однако их применение ограничено – если в странах с теплым климатом их хватает для полноценного обогрева жилья, то в регионах с умеренным климатом слишком много пасмурных дней. Кроме того, солнечные коллекторы должны иметь большую площадь и емкий теплоаккумулятор, и в результате создание системы отопления обходится в большую сумму (прочитайте: “Солнечный обогреватель своими руками”).

Также не помешает иметь дополнительный источник тепла на случай затянувшейся непогоды. Энергия ветра тоже является не самым лучшим вариантом: его сила меняется, а складки рельефа способствуют образованию мест с постоянным штилем.

Если использовать тепло земли для отопления дома, то дополнительный источник энергии не потребуется – в любой день почва на глубине от нескольких метров сохраняет постоянную температуру. Чем больше глубина погружения геотермального насоса, тем выше температура грунта, а соответственно, и эффективность отопления (детальнее: “Геотермальное отопление: принцип работы на примерах”). Однако нужно помнить о глубине промерзания – в разных регионах она отличается.

Геотермальные насосы, использующие тепло земли для отопления дома

Отопление за счет энергии земли происходит благодаря специальному устройству – геотермальному насосу.

Принцип его работы аналогичен холодильнику:

  • газообразный хладагент сжимается компрессором, и при этом сильно нагревается;
  • хладагент проходит через теплообменник, отдавая избыток тепла и остывая до комнатной температуры;
  • после охлаждения это вещество поступает в охлаждающий контур морозильной камеры, где оно потом расширяется. В результате изменения агрегатного состояния с жидкого до газообразного, хладагент резко остывает и охлаждает все вокруг себя;
  • затем он вновь поступает к компрессору, и цикл повторяется снова.

Аналогично происходит и отопление дома энергией земли. Например, холодильник отбирает тепло у холодного объекта и передает его теплому предмету, таким образом, тепло переносится от морозилки с минусовой температурой в помещение. Количество перекачиваемой энергии в несколько раз больше потребляемого компрессором электричества.

Отопление от тепла земли отличается высокой эффективностью – тепловая мощность в три раза превышает количество потребляемого электричества. Если сравнивать тепловой насос с холодильником, то в данном случае грунт, имеющий постоянную температуру, заменяет морозильную камеру.

При создании системы отопления нужно установить не только радиаторы для отдачи тепла, но и теплообменник на второй стороне контура, который станет забирать у грунта тепло.

Коллекторы бывают двух видов:

  • вертикальные;
  • горизонтальные.

Прежде чем начать использовать тепло из земли для отопления дома, нужно определиться с видом коллектора. Как они выглядят, можно посмотреть на фото.

Вертикальные коллекторы для отопления дома от земли

Однако следует учитывать существенный недостаток данной схемы: отопление из недр земли обходится дорого. Разумеется, первоначальные затраты впоследствии окупятся, но все же далеко не каждая семья может позволить себе такие расходы. Цена бурения высока, и на то, чтобы сделать несколько скважин глубиной в 50 метров, денег потребуется немало.

Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли

Их используют в регионах с относительно теплым климатом, где глубина промерзания почвы не превышает 1-1,5 метров. Организовать отопление дома от земли в данном случае гораздо проще, ведь траншеи можно выкопать и самостоятельно, и стоимость работ значительно уменьшится.

Но и у такой схемы есть недостатки. Прежде всего, выполнить отопление из земли своими руками не так-то просто: например, для дома площадью 275 «квадратов» потребуется уложить в траншеи 1200 метров труб. Помимо того, что придется потратить много времени на копание траншей, трубы еще и займут большую площадь. Использовать этот участок, например, для сада или огорода, нельзя: корни растений будут перемерзать из-за особенностей работы коллектора.

Таким образом, отопление энергией земли является хорошей идеей, но весьма сложной в реализации. Аналогично обстоят дела и с солнечным обогревом. Именно по этой причине альтернативные источники энергии на сегодняшний день мало распространены.

Воздушные коллекторы

Подземное отопление частного дома можно реализовать и с помощью воздушных коллекторов. Это более простой способ воздушного отопления в частном доме по сравнению с двумя предыдущими.

Чтобы нагреть воздух в помещении до комфортной температуры, требуется определенное количество тепла. Чем ниже первоначальная температура, тем выше затраты. С помощью вентиляционной системы и тепла, полученного из грунта, можно бесплатно повысить температуру воздуха в доме. Обогрев теплом земли в данном случае происходит весьма просто.

Для организации системы отопления нужно:

  • вывести воздухозабор вентиляции ниже уровня промерзания грунта;
  • проложить изогнутый, прямой или многотрубный коллектор с помощью обычных канализационных труб (форма выбирается в зависимости от участка, на каждый квадратный метр площади дома должно приходиться 1,5 метра коллектора);
  • сделать воздухоотвод на дальнем от дома конце коллектора, выведя трубу на высоту минимум 1,5 метров от земли и оборудовав ее зонтом-дефлектором (разумеется, приток воздуха в дом будет принудительным.

В этом случае земляное отопление не сможет полностью обеспечить дом теплом.

Тем не менее, оно дает возможность реализовать две идеи:

  1. Поступающий через вентиляцию воздух можно подогревать любым обогревателем (газовым теплогенератором, соляровым, электрическим и пр.) и затем разводить по комнатам с помощью вентиляционных каналов. Полностью бесплатным такое отопление от земли не будет, но все же затраты уменьшатся: нагреваться станет не холодный уличный воздух, а тот, который уже прогрет примерно до +10 градусов. Особенно хорошо можно сэкономить, если зимы в регионе холодные.
  2. Нагретый с помощью тепла земли воздух можно использовать для обдува внешнего блока обычного кондиционера или теплового насоса типа «воздух-воздух». Любое устройство данного класса сможет эффективно работать при температуре около +10 градусов. Сложность реализации заключается лишь в обеспечении нужного воздушного потока. В результате воздух прогревается теплом грунта, поступает к тепловому насосу и отводится за пределы дома.

Отопление теплом земли – хорошая альтернатива традиционным способам обогрева, но в настоящее время оно не является широко распространенным (прочитайте также: “Альтернативное отопление частного дома – выбор достаточно большой”). Это связано, в основном, со сложностью монтажа и большими первоначальными расходами. Лучшим вариантом является бурение скважин и размещение в них труб, но обходится такая система отопления слишком дорого. С другой стороны, это позволяет обогревать дом, пользуясь бесплатным источником тепла.

Также нельзя забывать о том, что такой вариант отопления является экологически чистым и высокоэффективным, поскольку температура почвы на глубине нескольких десятков метров остается постоянной.

Видео о том, как использовать тепло земли для отопления дома:


Ссылка на основную публикацию