Идея простого теплового насоса. Альтернативка на зиму

Содержание

Тепловой насос на даче: выгоды и проблемы

Идея простого теплового насоса. Альтернативка на зиму

Можно ли потратить 1 кВт⋅ч электроэнергии, а взамен получить 3-4 кВт⋅ч тепла для отопления и горячего водоснабжения загородного дома? И платить по счетчику только за 1 кВт⋅ч, беспечно обогревая площадь в 30-40 кв. м? Да! Современные технологии творят чудеса. Именно о такой новаторской системе получения теплой воды мы сегодня и поговорим.

 

Затратив на входе 1 кВт⋅ч, на выходе она действительно дарит вам в 3-4 раза больше тепла. Причем дарит в прямом смысле: казалось бы, ниоткуда, «из воздуха» появляется дополнительная энергия, которая материализуется в комфортном и теплом отдельно стоящем доме.

 В этом и есть главный плюс чуда техники под названием «теплонасосные системы», а сокращенно — «тепловые насосы».

Разумеется, за таким четырехкратным экономическим эффектом стоят и самые современные технологии, и серьезная наука. Поэтому не судите строго за вынужденную сухость и «технократичность» изложения.   

Как это работает

Всезнающая «Википедия» определяет тепловой насос как устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.

По сути, тепловой насос аналогичен бытовому холодильнику, о сложной работе которого мы попросту не задумываемся. Только там основная цель — производство холода: испаритель забирает тепло из камеры холодильника, а конденсатор «сбрасывает» его в окружающую среду.

В тепловом насосе картина строго обратная.   

 

Конструкция теплового насоса — это замкнутая система, в которую входят:

  • испаритель,
  • компрессор, 
  • конденсатор,
  • расширительный клапан (дроссель).

Они соединены трубопроводами, по которым циркулирует хладагент (фреон). Но сам тепловой насос как таковой — лишь часть теплонасосной системы отопления. Его испаритель непосредственно связан с первым контуром системы — зарытым в грунт теплообменником, который передает низкопотенциальную энергию грунта хладагенту (второй контур).

  1. Получая тепловую энергию грунта из первого контура, хладагент нагревается, вскипает и переходит из жидкого состояния в газообразное (испаряется). 
  2. Компрессор сжимает нагретый газообразный хладагент, при этом его температура повышается. Кстати, именно на работу компрессора в основном и уходит вся потребляемая из сети электроэнергия — тот самый условный 1 кВт⋅ч, о котором шла речь в начале статьи.
  3. Из компрессора подогретый фреон попадает в конденсатор. Здесь он охлаждается, отдавая свое тепло в контур системы водяного отопления дома (третий контур). 
  4. Выходя из дросселя, фреон расширяется, его температура падает, в результате он переходит в жидкую фазу и возвращается в испаритель. 
  5. После этого рабочий  цикл повторяется заново. Типичный бытовой холодильник, только работающий «в обратную сторону».

 

Типы тепловых насосных систем 

Исследователи и конструкторы теплонасосных установок разработали несколько вариантов отбора тепла у природы: из грунта, из воды и даже из воздуха.

Практический интерес для российских дачников представляет случай съема тепла из грунта — прямо из земли садового участка.

При этом тепловая энергия грунта отбирается теплоносителем (обычно это незамерзающая жидкость на основе пропиленгликоля или этиленгликоля) первого контура. Известны два типа грунтовых теплообменников: горизонтальный коллектор и геотермальный зонд.

Горизонтальный грунтовый коллектор

Это система труб, уложенных на глубине ниже уровня промерзания (то есть около 2 м) в специально вырытые траншеи. Трубы могут соединяться последовательно или параллельно, располагаться в одной плоскости или даже образовывать пространственную спираль.

Параметры такого теплообменника зависят от длины труб, которую рассчитывают исходя из:

  • потребной мощности насоса, 
  • грунта данного места (влажный — лучше), 
  • уровня солнечной радиации и т.д. 

В любом случае площадь, занимаемая таким коллектором, сравнительно велика.

В средней полосе России примерное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 погонный метр трубы теплообменника, составляет 20-30 Вт. Это означает, что для обеспечения теплом коттеджа площадью около 50 кв. м потребуется коллектор площадью 150-200 кв.м.

 

На площадке, под которой располагается коллектор, можно сажать кусты и деревья, устанавливать малые архитектурные формы (беседки, перголы и арки, садовые скульптуры, стационарные садовые светильники и т.д.). Но какая-либо серьезная застройка там запрещена.

Такой запрет позволяет тепловым «запасам» грунта, остывшего за зиму, восстанавливаться естественным путем. А это происходит в том числе за счет летних дождей. Поэтому ничто не должно препятствовать проникновению влаги в почву. Так что «энергетическое поле» вашего участка будет представлять собой только садово-огородный ландшафт, даже без теплиц.

Вертикальный коллектор, или геотермальный зонд

Вертикальный коллектор — другой тип грунтового теплообменника.

Он представляет собой вертикальную скважину глубиной 30-100 м (иногда и более), в которой размещается U-образный или коаксиальный (труба в трубе) теплообменник.

У него есть и другое название — геотермальный зонд.

Важнейшее преимущество вертикальных грунтовых теплообменников — в том, что для их устройства требуется минимальная площадь.

 

Два примера применения тепловых насосов

1. Один из лучших примеров на территории России — «Активный дом» под Москвой. Он сооружен в 2011 году и стал поистине символическим объектом в области энергоэффективности дачного строительства.

В нем установлен тепловой насос, использующий 33% раствор этиленгликоля, который циркулирует в коллекторах охлаждения скважного исполнения. Для их производства на придомовом участке в шахматном порядке пробурили 8 скважин глубиной до 30 м.

В этом примере есть один очень важный, можно сказать решающий параметр: здесь четко определен радиус действия скважного модуля в 6 м. То есть одна скважина должна отстоять от другой не менее, чем на 12 м.

Главное достоинство установки — пресловутый расход 1 кВт⋅ч поступающей извне мощности для получения 3-4 кВт⋅ч тепловой энергии.

Серьезный недостаток таких теплообменников — немалая стоимость буровых работ, приближающаяся к цене импортного оборудования.

Тем не менее, в Московской области большинство установок приходится на долю тепловых насосных систем именно с вертикальными грунтовыми теплообменниками. На видео ниже вы можете посмотреть, как вообще происходит бурение скважин и закладка в них геотермальных зондов: 

2. Еще один пример, на этот раз из Набережных Челнов. Компания Rockwool построила там энергоэффективный дом Natural Balance общей площадью 186 кв. м.

Отопление и горячее водоснабжение в этом доме обеспечивает тепловой насос. На приусадебном участке пробурили десять скважин глубиной по 35 м, в которые опустили теплообменники.

Трубы, соединяющие зонды с тепловым насосом, расположены на глубинеболее 1 м, поэтому площадка со скважинами используется как обычный садовый участок с плодовыми деревьями, огородом, цветниками, садовыми скамейками и прочими атрибутами современного загородного дома. 

 

Велика ли эффективность теплового насоса? 

Уровень эффективности теплового насоса определяется коэффициентом преобразования (коэффициентом мощности), который показывает отношение полученной тепловой энергии к количеству электрической энергии, затраченной на работу компрессора. В любое время года для тепловых насосов «грунт-вода» величина коэффициента составляет около 4.

Это означает, что при потреблении 2 кВт∙ч электрической энергии установка производит 8 кВт∙ч тепловой энергии.  

Я выбрал для примера скромные 2 кВт∙ч, потому что это тот минимум, который может получить одно домохозяйство в обычном садоводческом товариществе в регионе с ограниченным энергопотреблением.

А мощности в 8 кВт∙ч тепловой энергии достаточно, чтобы отопить грамотно утепленный дом площадью до 100 кв. м и более.

 

Второе назначение 

Тепловые насосы могут работать не только в режиме отопления,но и в режиме кондиционирования всех комнат. То есть если собрать гидравлическую развязку в котельной, обычный тепловой насос можно использовать и для охлаждения.

У передовых котловых компаний уже есть модели тепловых насосов, которые легко переходят с одного режима на другой. Оба эти варианта не отличаются сложностью и не требуют больших вложений.

Читателям, которым в целом понравилась идея тепловых насосов, надо помнить, что традиционные  отопительные радиаторы не пригодны для охлаждения воздуха, а «теплые» полы превращаются в «ледяные».

Поэтому эффективное совмещение функций отопления и охлаждения возможно только при использовании воздушных систем отопления/кондиционирования. Этот вариант распространен в США, где тепловой насос большую часть года работает именно в режиме охлаждения.

 

Стоит ли устанавливать тепловой насос у себя на даче? 

Расходы на эксплуатацию теплонасосных и традиционных газовых систем отопления примерно одинаковы. Поэтому при наличии магистрального газа разумнее использовать привычное газовое отопление, чем платить сотни тысяч рублей за тепловой насос и его обустройство.

Для примера можно привести цену теплового насоса мощностью 6 кВт производства компании Viessmann – 756 тыс. рублей. Схожие по мощности аппараты отечественного производства с импортными комплектующими обойдутся уже на 200 тыс. руб. дешевле.

Хотя учитывая легендарно заоблачные цены на подключение магистрального газа, теплонасосная система может стать экономически оправданной.

Если магистрального газопровода поблизости нет, выбор типа отопления заметно упрощается. Применять дизтопливо дорого, электричество — еще дороже.

В последнем случае нередки строгие лимиты на электроэнергию. Именно в такой ситуации тепловой насос может быть наиболее выгодным вариантом. Он:

  • не требует пожароопасных емкостей с топливом, нуждающихся в периодической заправке, не говоря уже об отсутствии неприятных запахов и естественных выбросов продуктов сгорания; 
  • окупается приблизительно через 7-10 лет. Хотя сейчас этот срок стал заложником курса российской валюты.

Тепловые насосы — это хорошо отработанные конструкции. Срок их службы до капитального ремонта — обычно 15-25 лет. По безопасности они эквивалентны бытовым холодильникам и превосходят любые газовые и дизтопливные котлы.   

Европейские стандарты экономии

Европейский лидер по использованию тепловых насосов — Швеция, где в новых домах около 95% систем отопления основано на этой технологии.

За шведами с некоторым отставанием идут финны и немцы. Их энергетическая политика направлена на сокращение энергозависимости от стран с богатыми ресурсами.

И тепловые насосы — лишь часть этой обширной программы. В ее рамках в большинстве стран ЕС успешно внедрены системы поддержки производителей энергии из возобновляемых источников.

Так, сегодня у пользователей тепловых насосов есть привилегия — льготный тариф на энергию, которая тратится на работу таких аппаратов. 

    В Финляндии частному застройщику возвращается 20% от стоимости оборудования и 40% (в форме налоговых вычетов) — от суммы затрат на монтаж оборудования (до 2012 года было 60%).

В России судьба тепловых насосов не столь безоблачна. Гуманные цены на газ и отсутствие реальной заинтересованности в энергосбережении не позволяют рассчитывать на скорое развитие возобновляемых источников энергии.

Однако интерес реальных потребителей к этой теме растет с каждым годом.

И это легко объяснимо, ведь во многих случаях использование тепловых насосов становится практически единственной возможностью создать современную и экономичную систему отопления в загородном доме.

Источник: https://7dach.ru/Oleg_Sanko/teplovoy-nasos-na-dache-vygody-i-problemy-41534.html

Отопление без газа: 7 альтернативных источников тепла для частного дома

Идея простого теплового насоса. Альтернативка на зиму

Традиционно частный дом отапливают газовым котлом. Но что делать, если участок не подключен к газовой магистрали? Или с подачей газа бывают перебои и вы хотите иметь страховку на этот случай? Либо же вы просто хотите уменьшить зависимость от газа и государства.

В таком случае необходимо рассмотреть вариант альтернативного отопления дома. И далее мы разберем, что можно использовать. Какие приборы послужат полноценной заменой газовому котлу и обеспечат отопление без газа, а какие можно использовать только в качестве дополнения.

Что такое альтернативный источник тепла

Так как традиционно дом отапливают газовым котлом, то под альтернативным отоплением дома будем подразумевать любой отопительный прибор, который работает не на газу.

Когда это актуально

  1. У вас нет возможности подключиться к газовой сети или это стоит слишком дорого;
  2. Вы хотите уменьшить зависимость от газа и иметь страховку в случае сильных морозов или перебоев с его подачей;
  3. Для экономии на отоплении. Комбинирование и правильное управление источниками тепла сократит ваши расходы на отопление.

Типы альтернативных источников энергии

Условно, альтернативные источники тепла делятся на два вида:

  1. Которые работают в дополнение к котлу. В силу разных причин они не способны полноценно обеспечить здание теплом. Основную отопительную мощность покрывает газовый котел, а другие источники поддерживают его работу в пиковые нагрузки или межсезонье.
  2. Которые заменяют газовый котел. Это те источники тепла, которые способны вырабатывать достаточную отопительную мощность, чтобы обогреть здание.

Рассмотрим, какие приборы можно использовать в каждом случае.

Тепловой насос

Тепловой насос – один из самых экономичных способов отопления. Он работает от электросети и преобразовывает природную энергию в тепло для обогрева дома. В зависимости от типа, насос может быть единственным источником тепла в доме и полноценно обеспечить отопление без газа, либо же работать в дополнение к котлу.

  • Грунтовые тепловые насосы – полноценная альтернатива газовому котлу. Они работают одинаково эффективно независимо от уличной температуры и полностью обеспечивают здание теплом. Их недостатки: высокая начальная стоимость, окупаемость более 10 лет и необходимое наличие большого участка земли, чтобы закопать грунтовый коллектор.
  • Воздушные тепловые насосы дешевле и проще в установке. Они также могут заменить газовое отопление, но при нуле градусов и минусовой температуре их КПД сильно падает. Отопление становится экономически невыгодным. Поэтому, «воздушники» оптимально использовать в паре с котлом: весной и осенью, когда на улице тепло, в основном работает насос, а зимой и при морозах в работу подключается газовый котел.

См. также принцип действия теплового насоса.

В дополнение к тепловому насосу вы можете подключить двухтарифный счетчик электроэнергии, который позволит еще на 30-50% сократить затраты на отопление.

Котлы на твердом топливе

Твердотопливные и пеллетные котлы — один из самых доступных способов отопления частного дома без газа. Они дешевле теплового насоса и способны полностью обеспечить здание теплом независимо от времени суток и уличной температуры.

Но при выборе и установке котлов на твердом топливе нужно учитывать:

  • Нужно постоянно контролировать горение и 1-2 раза в сутки добавлять дрова. Конечно это не так сложно, но в сравнении с газовым котлов доставляет неудобства. В пеллетных котлах с этим проще, так как в них предусмотрена автоматическая подача пеллет в топку из бункера.
  • Не во всех регионах развита деревообработка и возможно, хорошие дрова придется везти издалека. Поэтому убедитесь, что у вас есть доступ минимум к 2-3 продавцам дров.
  • Покупать дрова нужно за один год до начала отопительного сезона. Год — необходимый срок, чтобы дрова просохли и набрали энергетическую ценность. Начальная низкая влажность только у топливных брикетов.
  • Вы становитесь зависимы от дров, вместо газа.
  • При определенных объемах потребления, отопление дровами не дешевле газового.
  • Нужно место для складирования. Если дрова хранить неправильно, они намокнут и потеряют энергетический потенциал. См. статью как хранить дрова.
  • Время от времени вам придется чистить дымоход и внутренности котла от сажи.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы — хороший способ уменьшить расход газа и дополнить работу газового котла.

Полноценно отапливать дом за счет коллекторов не получится. К ним в пару обязательно нужен второй (основной) источник тепла, потому что зимой световой день короче и солнечная интенсивность намного слабее, чем летом. Подробнее про интенсивность солнца на примерах читайте в статье про солнечную электростанцию для дома.

Коллектора идеально подойдут для нагрева воды для ГВС летом, весной и осенью. А зимой их можно использовать только для поддержки отопления.

Камин с водяным контуром

Такой камин это совмещение традиционного камина и твердотопливного котла: его устанавливают в помещении и подключают в общую систему отопления.

 Внутри камина установлена емкость с водой, которая нагревается во время горения дров.

За счет этого вы не только греете воздух в помещении, но и подогреваете воду в системе отопления, которая потом поступает в радиаторы, теплый пол или бак-накопитель.

Теоретически, камин с водяным контуром может стать альтернативой газовому отоплению. Но так как у него нет автоматической подачи топлива и новые дрова нужно подкидывать каждые 2-4 часа, сильно на него рассчитывать не стоит. Если вовремя не подкинуть дрова, огонь погаснет и дом остынет.

А потому, такой камин стоит рассматривать как дополнение к основному источнику тепла.

Обычные воздушные камины

Обычные камины дешевле и проще в установке.  Для него не нужно заранее подводить трубу, устанавливать бак-накопитель и предусматривать термозащиту. Достаточно только выделить место и построить дымоход.

Камин греет воздух только вокруг себя. И чтобы увеличить его эффективность, можно провести  от камина воздушные каналы в каждую комнату. За счет этого камин будет обогревать не только помещение в котором установлен, но и другие комнаты, куда проведены воздушные каналы.

Сложности с обычным камином те же: он не заменит газовый котел, дрова так же придется регулярно подбрасывать и следить за горением. Это отличный дополнительный и альтернативный источник тепла, но не более.

Пеллетный камин

Пеллетный камин также греет воздух только вокруг себя. Но у него есть два важных преимущества:

  • Необязательно заранее иметь дымоход. Для такого камина нужен небольшой диаметр трубы, которую выводят в стену, а не через все этажи здания.
  • Есть автоматическая подача топлива. То есть вам не нужно постоянно контролировать горение. Достаточно лишь поддерживать запас топливных гранул в бункере. А потому, пеллетный камин вполне сойдет как альтернативное отопление без газа. Но с практической точки зрения это неудобно: камин эффективен локально и греет только помещение, в котором установлен. Использовать тепло в масштабах всего дома — невозможно.

Из недостатков:

  • Нужен доступ к качественным пеллетам, которые не будут сильно забивать горелку сажей и хорошо гореть.

Кондиционеры

Кондиционер — самый доступный и простой альтернативный источник отопления дома. Можно установить один мощный на весь этаж или по одному в каждой комнате.

Самый оптимальный вариант использования кондиционера – поздней весной или ранней осенью, когда на улице еще не слишком холодно и газовый котел можно пока не запускать. Это позволит сократить расход газа за счет электричества и не превысить месячную норму потребления газа.

Важные моменты:

  • Котел и кондиционер должны быть увязаны между собой для работы в паре. То есть, котел должен видеть, что работает кондиционер и не включаться в работу пока в помещении тепло. Здесь не обойтись без настенного термостата.
  • Отопление электричеством не дешевле газа. Поэтому не стоит полностью переключаться на обогрев кондиционерами.
  • Не все кондиционеры можно использовать при нуле и морозах.

Чтобы меньше зависеть от газа, нужно работать над энергоэффективностью здания. Почитайте о возможных скрытых утечках тепла в частном доме.

Личный опыт

Я использую для обогрева дома четыре источника тепла: газовый котел (основной), камин с водяным контуром, шесть плоских солнечных коллекторов и инверторный кондиционер.

Зачем это нужно

  1. Иметь второй (резервный) источник тепла, если газовый котел выйдет из строя или его мощности станет недостаточно (сильные морозы).
  2. Экономить на отоплении. За счет разных источников тепла можно контролировать месячную и годовую норму потребления газа, чтобы не переходить в более дорогой тариф.

Немного статистики

Средний расход газа в январе 2016 года – 12 кубометров в сутки. При отапливаемой площади 200м2 и дополнительно подвала.

ОктябрьНоябрьЯнварь
Расход в месяц63,51140376
Минимальный0,50,4487,1
Максимальный5,5310,9921,99
Средний в день2,764,6712,13

Колебания расхода по дням в течение месяца связан с разной уличной температурой и наличием солнца: в солнечные дни работают коллектора, и расход газа снижается.

Выводы

Отопление без газа возможно. Одни источники тепла служат полноценной заменой газовому котлу, другие можно использовать лишь в дополнение. Для удобства, объединим все в таблицу:

Альтернатива газуДополнение
Грунтовый тепловой насосТвердотопливный котел Пеллетный котелКамин с водяным контуромВоздушный каминПеллетный каминСолнечные коллекторыИнверторные кондиционерыВоздушный тепловой насос Электрические котлы

Есть и другие альтернативные способы обогрева здания, которые не вошли в список: печи, булерьяны, электрические котлы и другие отопительные приборы.

И, конечно же, важно помнить, что установка других источников тепла – не единственный способ экономить газ и сократить зависимость от него. Нужно работать над повышением общей энергоэффективности здания: выявить и устранить все утечки тепла, более рационально использовать тепло и минимизировать теплопотери здания.

Отопление без газа: 7 альтернативных источников тепла для частного дома

Источник: http://term.od.ua/blog/alternativnye-istochniki-otopleniya-v-chastnom-dome/

6 источников альтернативного отопления частного дома

Идея простого теплового насоса. Альтернативка на зиму

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:

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 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!

https://www..com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos 

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 

Источник: https://econet.ru/articles/138791-6-istochnikov-alternativnogo-otopleniya-chastnogo-doma

Тепловой насос – это ближайшее будущее

Идея простого теплового насоса. Альтернативка на зиму

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.

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.

Источник : http://www.engree.com/2009/08/24/heat-pumps

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.

Источник: http://100news.net/fantasticheskij-proekt-latvijskogo-millionera-v-okrestnostjah-goroda-cesis-latvija-foto.html

Источник: https://altenergiya.ru/termal/teplovoj-nasos-eto-blizhajshee-budushhee.html

Варианты и схемы реализации альтернативного отопления частного дома – Школа по утеплению дома

Идея простого теплового насоса. Альтернативка на зиму

Отопление в домеВарианты и схемы реализации альтернативного отопления частного дома

11.10.2014

Подорожание традиционных видов топлива (газ, дрова, электричество, торф и т. д.) заставляет искать более дешевые методы обогрева. Традиционные котлы постепенно вытесняет альтернативное отопление частного дома, позволяющее получать тепловую энергию и при этом экономить средства.

Пару слов об альтернативном отоплении

Каждый понимает термин «альтернативное отопление» по-своему. Кто-то включает в него исключительно использование возобновляемых источников энергии, другие добавляют инфракрасные обогреватели, пленочные полы и множество других вариантов.

Однако классическое альтернативное отопление дома в качестве теплового источника использует именно самопроизвольно-восполняемые природные ресурсы, к которым относятся ветер, солнце, тепло земли. Оно реализуется с приемлемыми для каждого затратами, зато в дальнейшем нет необходимости платить поставщикам.

Одним из самых доступных традиционных источников тепла является газ. Но его стоимость также постоянно растет, увеличивая затраты на отопление. Выходом из ситуации является альтернативное отопление частного дома, которое может быть реализовано многочисленными способами. Самыми распространенными можно назвать:

  1. Энергия ветра
  2. Гелиосистемы (солнечные батареи)
  3. Тепловые насосы
  4. Котлы, работающие на биотопливе

Наглядный видео пример

Ветровая энергия

Энергия, вырабатываемая специальным ветряком, является одной из самых востребованных, так как движение воздушных масс никогда не прекратится. Сегодня установки доступны каждому, однако должного распространения они не получили по объективным причинам:

  1. Высокая стоимость оборудования и монтажа
  2. Необходимость большой свободной площади для размещения крупногабаритного изделия

В районах, в которые ветра исключительно порывистые и нечастые, использование ветряков экономически нецелесообразно. Полученную механическую энергию напрямую использовать для нагрева теплоносителя нельзя без специального трансформирующего устройства.

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.

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.

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

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:

  1. Биогаз
  2. Гранулы из соломы
  3. Гранулы торфа
  4. Щепа и т. д.

Подобные установки рекомендуется устанавливать совместно с рассмотренными ранее альтернативными источниками. В ситуациях, когда один из отопительных приборов не работает, можно будет воспользоваться вторым.

Основные достоинства

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

Подводим итоги

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

Источник: https://v-teplo.ru/alternativnie-sposobi-otopleniya.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.