Несмотря на бум пригородного строительства, газификация таких районов проходит довольно низкими темпами. Практически все застройщики в пригородных районах стоят перед выбором, как надежно и недорого организовать систему отопления в новом доме, без газа и электричества. Последний энергоноситель, если даже уже и имеется в новостройках, но является очень дорогим, а кроме того не у всех потребителей существует трехфазное подключение, которое требуется для многих мощных электрических котлов. Поэтому собственники приусадебных домостроений ищут альтернативное отопление дома без газа и электричества.
Тепловые насосы
Тепловые насосы представляют собой вполне реальную альтернативу традиционным теплогенераторам и котлам. Принцип работы данной энергосберегающей системы несколько напоминает кондиционер, обеспечивающий перенос тепла из помещения на улицу.
Тепловой насос переносит тепло из земли в отапливаемое помещение, а обратно перемещает холод.
При работе теплового насоса энергия затрачивается не на выработку тепла, а исключительно на его перемещение.
Схема работы теплового насоса. Нажмите для увеличения.
Функциональные возможности данной системы позволяют получить ориентировочно 4,5 кВт тепловой энергии, затратив на ее транспортировку всего 1 кВт электрической энергии.
Тепловые насосы обладают высокой эффективностью, надежностью и экономичностью. Альтернативное отопление описываемого типа имеет всего один существенный недостаток — решение об его установки следует принимать только на нулевом цикле строительства.
Данное требование продиктовано большим объемом земляных работ.
Солнечные коллекторы
Несмотря на то, что отопление загородного дома солнечными панелями практически невозможно в суровом климате, не рассмотреть этот вид альтернативного источника энергии и тепла невозможно.
Наибольшей эффективности можно достичь лишь при интенсивном солнечном излучении – только в этом случае температура в помещениях будет максимально комфортной.
Разновидности
Солнечные системы нагрева теплоносителя (в нашем случае это раствор «вода-гликоль») условно можно разделить на пассивные и активные.
Первые объединены в один так называемый «водонагреватель», который располагается на кровле. Резервуар с теплоносителем находится выше отметки коллектора, а холодная вода в бак подается снизу.
Схема работы плоского солнечного коллектора. Нажмите для увеличения.
Вторые же имеют конструктивное отличие от пассивных солнечных систем обогрева: сами солнечные коллекторы размещаются на кровле дома, а резервуар для теплоносителя – в доме.
Теплоноситель – вода, циркулирует в системе отопления с помощью насоса.
Чаще всего солнечные коллекторы применяются для хозяйственно-бытовых нужд – нагрева воды в баках-резервуарах.
Но в этом случае в зимнее время придется сливать всю воду из бака во избежание перемерзания.
Существуют два разных типа солнечных коллекторов: плоский и вакуумный (трубный).
Плоский коллектор представляет собой поглотитель солнечных лучей с остеклением по верху, имеющий слой фольгированной с внутренней стороны теплоизоляции.
Схема работы трубного коллектора. Нажмите для увеличения.
Поглотителем выступает плоский лист металла, соединенный с системой трубопроводов.
Он «собирает» солнечное тепло, передавая его теплоносителю. Стекло не должно отражать бликов – для достижения максимального эффекта от световой энергии.
Трубный коллектор отличается от плоского только наличием вакуумных стеклянных труб, собранных в один пучок.
В каждую трубку вставляется поглотитель из листа стали – его можно вращать внутри, чтобы выровнять попадание солнечных лучей.
Трубные солнечные коллекторы дороже в монтаже и обслуживании, однако они дают больший эффект, нежели плоские за счет более длительного удержания солнечного тепла.
И те, и другие виды систем обогрева монтируются на кровле дома – в наклонной части.
В последнее время производители предлагают так называемые «солнечные» крыши, в которые уже вмонтированы солнечные панели, однако широкого распространения данный вариант не получил из-за нарушения герметичности кровельного покрытия.
3) Водородная энергетика
Водородная энергетика дает мощности больше чем обеспечивает мощность транспортным средствам бензин и дизельное топливо. Да, водород химически извлекается из ископаемого топлива. Но этот вид топлива не выпускает газы и не разрушает озон. При определенных технологиях водород это чистый источник горения топлива.
В настоящее время для использования всей мощи водорода на водородных электростанциях применяются вспомогательные химические элементы, такие как уголь, природный газ и другие ископаемые виды углеродов, которые используются для питания турбины, необходимой для создания чистой водородной энергии. Но в скором времени вместо ископаемых видов энергии для работы водородной турбины будет применяться солнечная энергия, которая устранит необходимость в сжигании грязного топлива.
Тепловые насосы
В этом случае топливно-энергетическими ресурсами могут выступать пары «вода – вода» или «рассол – вода».
«Вода-вода»
Принцип действия такого отопления следующий: вода, забираемая из земляной скважины, перекачивается через тепловой насос, и своей тепловой энергией обеспечивает подачу тепла в дом. Обратно отработанная вода сливается в грунт.
Для того, чтобы данная схема работала безупречно на дом площадью до 80 м2, хозяину дома понадобится бурить не менее двух водозаборных и сливных скважин, глубина которых составляет от 50 м и больше.
«Рассол-вода»
Принципиальная схема отопления тепловым насосом с топливом «рассол-вода» несколько иная: в качестве тепловой энергии топлива выступает раствор, помещенный в трубы U-образной формы.
Принципиальная схема работы теплового насоса. Нажмите для увеличения.
Трубы необходимо расположить в пробуренной скважине на глубине не менее 150 м, либо устроить из труб теплообменник, который будет находиться на глубине от 5 м и ниже. Это понадобится для того, чтобы снизить перепад температур в разное время года.
И количество скважин, и их размер будут определяться из расчета 50 Вт/мп, т.е., с каждого погонного метра одной скважины можно получить 50 Вт тепловой энергии. В случае же установки теплообменника расчет несколько другой – 40 Вт/м2 площади теплообменника с учетом межтрубного расстояния до 800 мм.
Лидер по сумме капиталовложений для обогрева частного дома тепловым насосом имеет больший срок окупаемости, но затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования окажутся минимальными относительно других видов отопительных систем.
Отработанные масла
Еще одной разновидностью можно назвать такие альтернативные источники энергии, как отработанные масла.
И, хотя этот вид топливно-энергетического ресурса не является возобновляемым и его часто утилизируют — собирают, хранят, перевозят, перерабатывают – очень многие производители котлов отопления домов используют отработанные масла в качестве топлива (при производстве мультитопливных котлов).
Почему именно масла? Потому что калорийность их превышает калорийность других видов топлива – дизтоплива, угля, древесины. Недостатки: потребность в специальной емкости-накопителе для хранения резервного запаса; альтернативное топливо обязательно должно быть надлежащего качества.
Преимущества применения тепловых насосов
Экономия. Если сравнить расходы на отопление с помощью теплового насоса с расходами на газовое оборудование, то получится внушительная сумма с разницей в пользу насосов. А все потому, что альтернативные источники в системе отопления — это тепловая энергия воды и земли.
Безопасная работа. Относительно взрыво- и пожароопасности отопительного оборудования, работающего на газу, электрический тепловой насос для отопления дома является вполне безобидным прибором! Сюда же можно отнести и простоту эксплуатации оборудования.
Универсальность применения. Тепловой насос может работать как на обогрев помещений, так и на их охлаждение (нечто сродни работе сплит-систем в режимах «тепло-холод»).
Полная автоматизация работы. В отличие от твердотопливных котлов, тепловые насосы не требуют постоянной загрузки топлива, к тому же они не нуждаются в постоянном контроле, осмотре, чистке.
А еще тепловому насосу не требуется подключение к магистральному газопроводу – это автономное отопление загородного дома, которое обеспечивается простым подключением к сети электропитания.
9) Гидроэлектроэнергия
Гидроэлектростанции очень популярны во всем мире. Примечательно, что в некоторых странах гидроэлектростанции обеспечивают население 75 процентами необходимой энергии.
Например, гидроэлектростанция в Итайпу (Парагвай) обеспечивает 90 процентов потребностей страны в энергии. Кроме того, эта станция обеспечивает энергией Бразилию, поставляя 20 процентов электричества необходимого всей Бразилии. Мощность гидротурбин составляет 10 процентов от всей мощности гидроэлектростанций во всем мире.
Первая крупная ГЭС открылась на Ниагарском водопаде на американо-канадской границе в 1879 году. С помощью плотины обеспечивается более экологически чистая выработка энергии.
В настоящее время, стоимость энергии ГЭС это менее половины стоимости энергии добываемой от солнечных батарей и в три раза меньше, чем себестоимость тепловой энергии.
Также гидроэнергия имеет КПД выше, чем при сжигании угля и газа. Например, КПД ископаемых углеродов составляет 50 процентов, когда как КПД ГЭС равняется 90 процентам. Кроме того, почти вся используемая вода для работы электрических турбин, возвращается в запасные хранилища.
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:
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» – 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.
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.
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
Котлы, работающие на биологическом топливе
Если нет желания и возможности обустраивать сложную систему, состоящую из труб в земле, солнечных модулей на крыше, можно заменить классический котел моделью, которая работает на биологическом топливе. Для них необходимы:
Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.
Принимая решение об установке и последующей эксплуатации альтернативных источников получения тепловой энергии, необходимо ответить на вопрос: как быстро они окупятся? Безусловно, рассмотренные системы обладают преимуществами, среди которых:
- Стоимость получаемой энергии меньше, чем при использовании традиционных источников
- Высокий КПД
Однако следует помнить о высоких первоначальных материальных затратах, которые могут достигать десятка тысяч долларов. Монтаж подобных установок назвать простым нельзя, поэтому проведение работ доверяется исключительно профессиональной бригаде, которая способна предоставить гарантию на результат.
Востребованность приобретает альтернативное отопление частного дома, которое становится более выгодным на фоне дорожающих традиционных источников тепловой энергии. Однако прежде чем начинать переоборудовать текущую отопительную систему, необходимо все рассчитать, рассмотрев каждый из предлагаемых вариантов.
Отказываться от традиционного котла также не рекомендуется. Его необходимо оставить и в определенных ситуациях, когда альтернативное отопление не выполняет своих функций, останется возможность согреть свой дом и не замерзнуть
Бурные потоки
Необходимость энергоперехода очевидна российским властям. «Мировая экономика нацелена на постепенный переход к низкоуглеродной энергетике. И это уже новая реальность. Нужно готовиться к поэтапному сокращению использования традиционных видов топлива — нефти, газа, угля. Повышать энергоэффективность. Развивать альтернативную энергетику. Строить соответствующую инфраструктуру», — говорил премьер-министр Михаил Мишустин. К середине декабря 2022 года будет разработан план по адаптации экономики к новым реалиям вплоть до 2030 года. Одним из ключевых направлений должно стать развитие тех сфер, где у страны есть преимущества: использование водорода, углехимия, климатические проекты в лесном хозяйстве, атомная и гидроэнергетика.
В настоящее время в России работает более 170 гидроэлектростанций (ГЭС). По установленной мощности они занимают второе место после тепловых электростанций, но доля их генерации в энергобалансе страны составляет 17,6 процента, и по этому показателю они пока уступают газовым, угольным и атомным станциям. При этом энергия, получаемая от ГЭС, — одна из самых дешевых: один киловатт стоит около 0,15 рубля. Крупнейшая в стране ГЭС — Саяно-Шушенская — находится в Сибири и обеспечивает три процента энергопотребления всей России. В 2022 году она произвела рекордные 26,6 миллиарда киловатт-часов: этого хватит, чтобы питать электричеством весь Санкт-Петербург.
На территории России сосредоточено около девяти процентов мировых запасов гидроэнергии. По обеспеченности гидроэнергетическими ресурсами Россия занимает второе место в мире, опережая США, Бразилию, Канаду и уступая только Китаю. Однако степень освоенности гидроэнергетического потенциала нашей страны составляет всего около 20 процентов. Развитие гидроэнергетики тормозится по нескольким причинам. Во-первых, себестоимость строительства ГЭС очень высока и превышает вложения в солнечные и ветростанции, а в некоторых случаях может оказаться даже дороже строительства АЭС. Во-вторых, большинство мест, подходящих для возведения ГЭС, уже использовано. А установка ГЭС в труднодоступных и потенциально опасных местах, например, в сейсмически рискованной зоне, взвинчивает и без того большие затраты. К тому же в районах, где есть ГЭС, меняется микроклимат, и близлежащие территории могут превратиться в болота.
20процентов
гидропотенциала использует Россия для генерации электроэнергии
Выходом могут стать мини-ГЭС мощностью до 30 мегаватт. «Малые и средние ГЭС не так сильно воздействуют на экологию, они могут быть размещены на менее крупных реках и требуют меньше инвестиций», — объясняет аналитик Института комплексных стратегических исследований Наталья Чуркина.
До конца 2024 года в России планируют ввести в эксплуатацию несколько малых ГЭС суммарной мощностью 168 мегаватт. Например, в Чечне начали строить Башенную малую гидроэлектростанцию (МГЭС) мощностью в 10 мегаватт на реке Аргун, главная цель проекта — улучшить энергоснабжение в горных районах. Предполагается, что в год станция будет вырабатывать 45 миллионов киловатт-часов чистой энергии. Проект обошелся почти в два миллиарда рублей, запустить МГЭС должны в 2024 году. Еще один перспективный проект — мини-ГЭС в Дагестане, которая обойдется в 1,5 миллиарда рублей, запуск должен состояться к концу 2024 года. В 2028 году в республике также появится Могохская ГЭС мощностью 49,8 мегаватта, окончательная стоимость станции пока не определена.
Радиаторы и трубы отопления
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.
КПД радиатора отопления зависит от правильной установки и способа подключения. Это обязательно учитывается при монтаже системы.
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.
Как правильно подобрать оптимальную комплектацию современного отопления? Для этого необходимо воспользоваться комплексным подходом – сделать правильный расчет системы и согласно полученным данным выбрать котел, трубы и радиаторы с соответствующими эксплуатационными характеристиками.
В видеоматериале показан пример современного отопления дома с помощью системы теплый пол:
Пеллетные камины
От простых воздушных пеллетные камины отличаются конструкцией топочного пространства. Она позволяет использовать в качестве основного топлива пеллеты и осуществлять их автоматическую подачу. При этом, высокий коэффициент сгорания топлива существенно снижает требования к дымоходу и естественной тяге. Исходя из принципа работы, можно выделить несколько преимуществ такого отопительного оборудования:
- ну нужен сложный монтаж или архитектурные доработки. Такие камины можно устанавливать даже в помещениях без коммуникаций, а дымоход выводить напрямую через стену (а не вертикально вверх);
- автоматизация подачи упрощает уход за оборудованием и увеличивает время рабочего цикла.
Из числа числа недостатков можно выделить следующие:
- пеллетный камин может обогреть только то помещение, где установлен. Для обогрева всего дома его будет недостаточно;
- для хранения большого запаса пеллет может потребоваться отдельное помещение;
- эффективность горения и обогрева зависит от качества пеллет.
Кроме того, нужно учитывать, производители пеллетных каминов для каждой модели строго оговаривают допустимые размеры пеллеты — длину и диаметр гранулы. Поэтому, топливо подойдет не каждое.
Тепловые насосы грунт-вода
Данные устройства являются самыми универсальными альтернативными источниками отопления загородного домовладения в плане зависимости от климатической зоны.
Принцип их функционирования основан на том, что даже на глубине нескольких десятков метров в районах вечной мерзлоты, температура грунта превышает ноль градусов.
Теплообменники, предназначенные для отбора тепла у грунта, представляют собой зонды, которые погружают в специальные скважины. Требуется прокладка магистралей, длина которых превышает не один десяток метров, а помимо высокой цены насоса и сама стоимость его монтажа немаленькая. Так бурение одной скважины обходится примерно в несколько тысяч рублей на один погонный метр, а ведь она нужна не одна. Кроме этого, еще требуется установить насос и погрузить в скважину зонды.
Немного дешевле будет стоить монтаж насоса грунт-вода, имеющего горизонтально расположенный коллектор. Теплообменники погружают в траншеи ниже, чем находится уровень промерзания. Недостаток такого отопления заключается в большой площади, необходимой для установки теплового насоса. Полученное тепло расходуется на подогрев воды для бытовых нужд и передачи тепловой энергии отопительным приборам.
Воздушные камины
Классические камины — это самый простой вариант воздушного отопления. Подобное оборудование имеет простейшую конструкцию, представленную топочным пространством и внешним дымоходом. Это обеспечивает его надежность и легкость использования. Главными преимуществами воздушных каминов является удобство и легкость их монтажа. Не нужны даже разрешительные документы и сертификаты качества. Кроме того, не надо предусматривать термозащиту. Минусы воздушных каминов очевидны:
- они имеют малую мощность и не смогут обогреть помещения большой площади;
- топливо придется загружать регулярно, причем делать это вручную (нет систем автоматизации);
- эффективность горения будет зависеть от естественной тяги, в том числе от соответствия параметров дымохода.
Как независимый альтернативный источник отопления воздушные камины целесообразно применять только в небольших домиках, (например гостевых) и тогда, когда обогрев нужен не постоянно. В других случаях, такой вариант обогрева будет вполне эффективным дополнением системы теплоснабжения.
Возобновляемые природные источники тепловой энергии
Однако существуют такие системы и источники тепла, затраты на эксплуатацию которых существенно ниже, чем во всех описанных выше случаях, в том числе и при газовом отоплении. Речь идет о возобновляемых природных источниках тепловой энергии:
- Энергия ветра.
- Тепло земли.
- Солнечная энергия.
Энергия ветра
Предназначенные для индивидуального использования ветроэнергетические установки (ВЭУ) в основном применяются для производства электрической энергии для решения задач энергообеспечения дома.
В основе принципа действия данных установок лежит процесс вращения колеса при помощи силы ветра с последующей выработкой электрической энергии.
Схема работы отопления от энергии ветра. Нажмите для увеличения.
Эффективность использования ВЭУ существенно увеличивается при дополнительном использовании источников бесперебойного питания, гелиевых аккумуляторных батарей либо дополнительных фотоэлектрических панелей.
Основной недостаток ВЭУ — использование энергии ветра на полную мощность в наших климатических условиях возможно лишь 70-110 дней в году.
Тепло земли
Альтернативное отопление в частном доме может быть выполнено в виде теплового насоса, обеспечивающего сбор низкотемпературной тепловой энергии грунта, повышение ее теплового потенциала и транспортировку в систему теплоснабжения дома.
Тепловые насосы безопасны с экологической точки зрения, экономичны, способны утилизировать практически любой вид низкотемпературной теплоты.
Схема отопления дома энергией земли. Нажмите для увеличения.
К недостаткам данного варианта устройства систем теплоснабжения (отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха) относится относительная сложность монтажа и установки, которую обязательно нужно производить при устройстве нулевого цикла из-за большого объема земляных работ.
Солнечная энергия
Использование солнечной энергии относится к разряду наиболее перспективных направлений, в том числе и в условиях умеренного климата. Принцип действия подобных систем довольно прост.
Принцип работы солнечных батарей. Нажмите для увеличения.
В гелиоколлектор поступает солнечная энергия, где производится ее преобразование в тепловую. Теплоноситель обеспечивает передачу тепловой энергии в системы отопления, горячего водоснабжения либо аккумулятор, откуда производится ее конечное потребление.
Основное достоинство солнечного отопления — практически «дармовой» возобновляемый источник энергии на протяжение круглого года.
Из недостатков можно отметить первоначальные затраты по монтажу системы и нежелательность использования в частном жилом доме в качестве основного источника тепла.
Послесловие
В данной статье мы довольно кратко рассмотрели отопление частного жилого дома, альтернативное газовому. Надеемся, что после ее прочтения вы сможете выбрать наиболее оптимальный для вас источник отопления либо отдадите предпочтение комбинации описанных выше схем.
«Пока греем улицу»
Собственные мини-электростанции оказываются очень кстати, когда в городе бывают проблемы с электричеством. Владелица питомника среднеазиатской овчарки и вельш-корги-пемброк Валентина Кривилева из Ижевска поставила на своем участке комбинированную установку с ветрогенератором и солнечными панелями.
Питомник находится на одном участке с частным домом. Основное электроснабжение дома и вольеров идет через местную подстанцию, но отключения случаются часто, иногда света может не быть по 12 часов, поэтому заводчица решила поставить гибридную установку. Конструкция соединяет в себе ветрогенератор мощностью 1,5 киловатта, четыре солнечные панели с генерацией 800 ватт, аккумуляторными батареями по 400 ампер и инвертором. Работой всей установки управляет специальный процессор. «В течение семи лет нареканий нет. Установка обеспечивает все необходимое: питание скважины, водоснабжения, электропитание газового котла, анаэробный септик, питание ворот гаража, интернет, холодильник и телевизор», — перечислила Кривилева.
В основном питомник все равно зависит от городской электросети, но дополнительные мощности очень выручают, когда отключается свет. «В экстремальной ситуации система обеспечивает полную автономность, есть вода, электроэнергия, газ», — объяснила она и добавила, что с появлением установки жизнь стала комфортнее: «Мы спокойны, что вода, газ и тепло у нас всегда есть». Главный плюс такой системы — независимость от внешних факторов и экономия денег. Например, летом Кривилева вообще не пользуется центральным энергоснабжением. «В летнее время я все поливы осуществляю за счет этой энергии (выработанной на установке)», — уточняет хозяйка.
Но есть и минусы. «Случается, что энергии генерируется слишком много, накопить ее в аккумуляторах уже нельзя, а использовать некуда. В этом случае энергия сбрасывается в нагревательные тэны, которые отапливают окружающую среду», — рассказала Кривилева. В перспективе она хотела бы отапливать за этот счет теплицы. «Если бы была возможность, как в других странах, продавать избытки электроэнергии в городскую сеть, то эффективность системы выросла бы на 60-70 процентов. А так — пока греем улицу», — отмечает владелица питомника. Она считает, что со временем многие россияне смогут оборудовать в своих хозяйствах подобные станции, и это позитивно отразится на экологии. Вопрос только в том, куда девать избытки энергии.
Сборка и подключение ветрогенератора
Вторым по популярности источником альтернативной энергии является ветер. Самодельные ветрогенераторы позволяют обеспечить дом теплом с минимальными затратами.
Первый этап. Выберите подходящий тип конструкции и ее мощность. Новичкам рекомендуется отдавать выбор в пользу наиболее популярных вертикальных ветрогенераторов. Мощность подбирайте индивидуально. Повышение мощности ветрогенератора осуществляется путем увеличения размера рабочего колеса и добавления дополнительных лопастей.
Однако помните, что чем мощнее будет устройство, тем более сложной будет его балансировка.Оптимальным вариантом для самостоятельного изготовления является ветряк с рабочим колесом диаметром порядка 2 м и 4-6 лопастями.
Второй этап. Сделайте фундамент для ветрогенератора. Достаточно элементарного трехточечного основания. Глубину и площадь конструкции определяйте индивидуально с учетом характеристик почвы и особенностей климата в месте строительства.
Установку мачты выполняйте не ранее полного застывания основания, т.е. примерно через 1,5-2 недели. Вместо фундамента вы можете использовать растяжки. Это еще более простой вариант установки мачты. Выройте небольшой котлован глубиной примерно 50-60 см, установите в него мачту ветрогенератора и надежно закрепите конструкцию с помощью обыкновенных растяжек.
Третий этап. Изготовьте лопасти. В домашних условиях для этого прекрасно подойдет металлическая бочка
Вам нужно разделить емкость на одинаковые части в количестве равном числу выбранных лопастей.Предварительно нанесите отметины, важно, чтобы лопасти имели строго одинаковый размер.Вырежьте лопасти будущего ветрогенератора. В этом вам поможет болгарка
При отсутствии болгарки можно обойтись ножницами для резки металла.
Четвертый этап. Зафиксируйте заготовку на генераторе с помощью болтов, а затем отогните лопасти. От того, насколько сильно будут отогнуты лопасти, зависят многие параметры работы ветрогенератора. Какие-то конкретные рекомендации в этом плане дать нельзя. Определить подходящий угол вы сможете только опытным путем.
Пятый этап. Подключите к генератору электропровода и соедините элементы системы в цепь. Зафиксируйте генератор на мачте ветряка, после чего подключите провода к мачте и включите в цепь генератор и аккумулятор. Дайте нагрузку при помощи проводов. На этом ветрогенератор готов. Можете подключать его к системе водяного отопления посредством все тех же накопительных емкостей.
При желании вы можете собрать и установить несколько ветряков, если одного устройства недостаточно для полноценного обеспечения дома теплом.
Таким образом, использование альтернативной энергии – это очень перспективное направление, однозначно заслуживающее внимания. Теперь и вы можете почувствовать себя частью современного мира и существенно сэкономить на обогреве, собрав простую ветряную или солнечную установку. Следуйте инструкции, и все получится.
Разновидности альтернативных систем отопления
Альтернатива газовому отоплению представляет собой, как правило, автоматизированные системы теплоснабжения, использующие на практике современные технологии и новейшие разработки.
Данные системы — идеальное решение для собственников частных и загородных домов, особенно расположенных на удалении от мест прокладки газопроводной сети.
Альтернативное отопление может иметь следующие разновидности:
- Дизельное.
- Электрическое.
- Твердотопливное (уголь, брикет, дрова и т.д.).
- Природные возобновляемые источники (энергия ветра, тепло земли, солнечная энергия и т.д.).
Какой из перечисленных выше вариантов наиболее оптимален для применения в загородном частном доме? Для ответа на данный вопрос рассмотрим преимущества и недостатки каждого из них с точки зрения эффективности и экономичности.
Использование дизельного топлива
Одним из основных преимуществ использования дизельного топлива для обогрева частного дома является относительно невысокая стоимость монтажа тепловой установки, производящей выработку тепловой энергии.
Любые другие виды отопления, принцип действия которых основан на сгорании топлива с последующим выделением тепла, требуют гораздо больших затрат на установку, чем работающие на жидком топливе котлы.
К основным недостаткам данной системы можно отнести именно высокую стоимость эксплуатации и необходимость регулярного обслуживания и наблюдения за системой.
Электрическое отопление
Электрическое отопление — неплохая альтернатива газовому отоплению в загородном либо частном жилом доме.
Данную систему характеризует простота в установке и эксплуатации, высокий уровень автоматизации, обеспечивающий надежную и качественную работу всей системы.
Электрическое отопление может быть отрегулировано на каждую комнату в отдельности. Нажмите для увеличения.
Кроме этого, работающие на электричестве обогревательные системы отличаются практически максимальным значением коэффициента полезного действия (около 100%).
Перечень многочисленных преимуществ могут дополнить небольшие габаритные размеры отопительных систем и возможность их установки практически в любом помещении.
Электрическое отопление может быть отрегулировано на каждую комнату в отдельности.
К недостаткам системы относится высокая стоимость электрической энергии, зависимость стабильной работы от наличия тока и качества электрической сети.
Использование твердых видов топлива
Наиболее сбалансированная альтернатива газовому отоплению — котлы, работающие на твердых видах топлива.
Данные устройства совмещают в себе сравнительно большую доступность твердого топлива, низкую стоимость установки и достаточно высокую эффективность (коэффициент полезного действия может достигать значения 85% — 95%).
Работоспособность твердотопливных котлов обеспечивается за счет их периодической «дозаправки», которую необходимо производить вручную 3-4 раза в сутки.
Следует отметить и конструкционную надежность данных котлов. Основные недостатки системы отопления на твердом виде топлива связаны с необходимостью заготовки, сушки и организации хранения дров (угля, брикета и т.д.).
10) Ветроэнергетика
Ветер это естественно. Если есть кислород, атмосфера и т.п. то есть движение воздушных масс. И ветер не собирается покидать нашу планету в ближайшие миллионы лет. Ветер не истощает озоновый слой планеты. У ветра нет собственника. Кстати за последние столетия человечество не придумало ничего нового для использования ветра. В течение столетий люди использовали ветряные мельницы, для передачи энергии ветра на механизм перерабатывающий зерно.
Принцип добычи энергии из ветра остается тот же. Мало того, но до 1980-х годов никто в мире не пытался создать установку, которая помогала бы добывать от ветра энергию промышленных масштабов. Но после 1980 года в США начали запускать первые ветряные электростанции.
В настоящий момент в США размещено более 13,000 аэродинамических установок, вырабатывающие чистую энергию. В США используются небольшие ветряные установки, которые могут вырабатывать до 100 кВт и обеспечивать домохозяйство необходимой энергией.
Также в Америки используются береговые ветряные турбины, которые собирают энергию ветра, текущего над океанами. Кроме того, ветряные генераторы распространены в сельской местности, размещаемые в полях.
По состоянию на 2016 год на территории США это самый дешевый вид энергии. Около 6 центов за 1 кВт-ч. Еще один плюс ветряной энергии это необходимость использования воды для добычи электричества, что немаловажно в условиях дефицита природной воды в мировом масштабе.
