Твердотопливные котлы
Это тот вариант отопления дома без газа, который считается в разы выгоднее и практичнее обычных печей и каминов. В чем суть такого котла? Все просто – в доме располагается котел с погрузочной камерой, в нем установлен бак с водой, от котла по всему дому распределены батареи. Итак, огонь горит, вода нагревается и циркулирует по трубам/батареям – в доме тепло. Для работы твердотопливного котла используют дрова, уголь и пеллеты – спрессованные отходы деревообрабатывающих комбинатов.
Недостатки эксплуатации твердотопливного котла:
- Подкидывать топливо придется все также часто, как и в печь или камин. Единственное упрощение процесса – использование пеллет, которые горят медленно, а жар дают хороший и длительное время могут поддерживать нужную температуру в трубах/батареях.
- Ежедневно придется не только растапливать котел, но и вычищать его от золы и остатков дров.
- Труба от твердотопливного котла также нуждается в регулярной чистке.
- При установке отопления на твердотопливном котле нужно приобретать не только котел, трубы и батареи, но и моторчик – он будет постоянно работать и «гонять» горячую воду по системе, не давая закипеть баку в котле.
Последнее время получили широкое распространение котлы с самозагружающимся топливом. Это не чудо техники, а вполне реальный механизм: в специальный бункер закладывается запас топлива (обычно для этого используют пеллеты), выставляется определенный режим закладывания очередной порции топлива в котел.
При таком функционировании твердотопливного котла отпадает необходимость постоянно контролировать количество дров или угля в котле – система будет работать в самостоятельном режиме. Но проблема в том, что система эта стоит весьма недешево, да и пеллеты производятся не на каждом предприятии – придется еще их и поискать.
Системы отопления, применяемые в современных условиях
Отказ от использования электрических отопительных систем очевиден, ведь это самый дорогой вид энергии. Эффективность электрических нагревательных приборов остается низкой при высоком расходе мощности, а в частных домах теплопотери всегда выше, чем в многоквартирных. Кроме этих условий приходится учитывать необходимость устройства специального помещения котельной, его и другие проблемы.
Печное отопление
По понятным историческим причинам самым популярным методом отопления помещений является печное. Классический вариант предполагает, что каменная печь, установленная в специально отведенном месте, нагревает помещение или группу помещений. Источник тепла в данном случае — сгорающее твердое топливо, которое нагревает каменную конструкцию. Имея высокую инерционность, то есть надолго сохраняя в себе тепло, такая печь постепенно на протяжении нескольких часов согревает помещение.
Эффективность таких печей зависит от нескольких факторов:
Строительство печей — сложный технологический процесс, простому обывателю не под силу, поэтому обязательно нужно привлечь опытного мастера, хотя бы в качестве консультанта.
Водяное отопление с возведением печи
Печь может быть самостоятельным источником тепла, но может служить нагревателем в системе водяного отопления. В больших домах или двухэтажных коттеджах такой вариант невозможен без использования водяного насоса, который работает от электричества и гоняет воду по системе. Если протяженность труб небольшая, а радиаторы имеют сечение труб от 32 мм и выше, то возможно устроить без газа и электричества с естественной циркуляцией.
Принцип работы такой системы отопления известен многим сельским жителям. Внутри печи в зоне, близкой к горящему топливу, монтируется сваренный из толстостенных металлических труб коллектор, в котором происходит нагревание воды. По закону физики горячая вода поднимается наверх, по специально оборудованной трубе. Далее она попадает в трубопровод отопления, который расположен с небольшим уклоном, который сохраняется на всем его протяжении. По тем же физическим законам жидкость течет вниз, проходит по всей системе, отдает тепло, в конце концов, попадая обратно в коллектор внутри печи, где круг возобновляется.
Монтаж такой системы требует точного расчета угла наклона труб, наличия расширительного бачка. Температуру такого отопления можно регулировать при помощи вентилей, которые уменьшают количество горячей воды, подаваемой в систему. В некоторых случаях возможно устройство двух и более контуров отопления.
Каминное отопление
Камины являются скорее стильным дополнением интерьера, чем эффективным источником тепла. Для того чтобы камин мог обогреть хотя бы комнату, в его конструкцию нужно внести серьезные изменения, превратить его в классическую печь, лишь внешне напоминающую камин. В таком псевдокамине сохраняют полку, а пламя закрывают дверцей из огнеупорного стекла.
Альтернативные источники
Отопление частного деревянного дома без газа и электричества при помощи экзотических источников вроде солнечных батарей, геотермального тепла очень интересует продвинутых хозяев. В том и другом случае требуются определенные климатические условия. Геотермальные источники есть в очень небольшом количестве мест на планете, обычно они присутствуют в сейсмически активных зонах. Для жителей 99% территории России такой вид отопления недоступен.
Солнечные батареи монтируют на крыше, так как для эффективной работы нужна большая площадь. Известно, что зимой выпадает снег, который придется чистить по несколько раз в день. Кроме того, во многих регионах зимой световой день настолько короток, что накопить нужный заряд просто невозможно.
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.
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
- Иметь второй (резервный) источник тепла, если газовый котел выйдет из строя или его мощности станет недостаточно (сильные морозы).
- 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.
| Октябрь | Ноябрь | Январь | |
| Расход в месяц | 63,51 | 140 | 376 |
| Минимальный | 0,5 | 0,448 | 7,1 |
| Максимальный | 5,53 | 10,99 | 21,99 |
| Средний в день | 2,76 | 4,67 | 12,13 |
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 газу | Дополнение |
| Грунтовый тепловой насос
Твердотопливный котел Пеллетный котел |
Камин с водяным контуром
Воздушный камин Пеллетный камин Солнечные коллекторы Инверторные кондиционеры Воздушный 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
Энергия ветра
Также для выработки тепла можно задействовать энергию, которая производится с использованием ветра. Промышленное соответствующее оборудование имеется в продаже и по стоимости вполне доступно. У данного решения есть особенность – большие параметры крыльчатки. У 4-хкиловаттного ветрогенератора, этот элемент может достигать 10 метров.
Если коллектор может задействовать солнечную энергию для нагрева теплоносителя напрямую, то при использовании ветрогенератора все намного сложнее. Необходимо преобразовать механическую энергию вращения ветряка в электричество, и лишь только потом возможен обогрев воздуха в помещении. В итоге понижается КПД отопительной системы.
Структура и обоснованная необходимость в их применении
К нетрадиционным источникам энергии относят:
- солнечную;
- ветровую;
- геотермальную;
- энергию морей, рек, приливов;
- биоэнергетику;
- энергию атмосферного электричества и грозовую энергетику.
Увеличение населения Земли требует больших энергетических затрат. Запас полезных ископаемых, представляющих традиционные источники, не безграничен. Поэтому ведется активный поиск путей решения энергетической проблемы
Переход на использование чистых, природных источников является важной вехой в развитии человечества
Основные причины, побуждающие к переходу на АЭИ:
- Глобально-экологическая. Применение традиционных энергодобывающих технологий ведет мир к глобальной экологической катастрофе. Одно из таких последствий – изменение климата, которое длится уже несколько лет.
- Политическая. Страна, освоившая АЭИ первой, сможет диктовать цены на топливные ресурсы.
- Экономическая. Переход на нетрадиционные энергетические технологии даст возможность перераспределить топливные ресурсы для развития промышленности. Стоимость альтернативной энергии значительно ниже, чем электроэнергии, получаемой из традиционных источников.
- Социальная. С ростом численности населения становится сложным найти место для строительства АЭС и ГРЭС, которое было бы безопасным для окружающих. Исследования показали, что у населения, проживающего неподалёку от таких станций, подтвержден больший процент онкологических и других тяжелых заболеваний.
- Эволюционно-историческая. Объем топливных ресурсов ограничен, биосфера и атмосфера страдают от их использования. Эти факторы тормозят процесс эволюции человечества. Переход на альтернативные источники энергии будет толчком к новому этапу развития.
Обзор разных видов
Перед тем как приобрести столь ценное для комфортной жизни оборудование, следует разобрать все свойства радиаторов из разных материалов и понять, какие лучше выбрать для отопления вашего частного дома.
Настоящие «ветераны» рынка. Характеризуются высокими эксплуатационными показателями, впечатляющей долговечностью и стойкостью к разного рода нагрузкам. Хорошо зарекомендовали себя при использовании в системах с высокими показателями рабочего давления – в среднем до 10 бар .
Секции таких батарей имеют довольно большой объем и толстые стенки, что гарантирует достаточно высокоэффективный обогрев. Срок службы чугунных приборов в большинстве случаев заметно превышает 50-летний показатель .
Показатели теплоотдачи 1 секции прибора могут колебаться в среднем от 100 до 200 Вт. Конкретное значение определяется типоразмером отделения. Сравнительные характеристики чугунных и биметаллических радиаторов вы сможете посмотреть в этой статье .
В целом же чугунные батареи, известные своей практически абсолютной устойчивостью к контактам с низкокачественными теплоносителями, пользуются большой популярностью среди отечественных потребителей – сказываются особенности эксплуатации.
Радиаторы из этого материала прекрасно зарекомендовали себя в частном домостроительстве. Особенности конструкции и исходного сырья таковы, что готовое изделие весит гораздо меньше по сравнению с ранее рассмотренным чугунным аналогом и имеет менее толстые стенки, что обеспечивает более быстрый нагрев агрегата.
Современные стальные батареи могут использоваться в системах с рабочим давлением до 10 атм и температурой не более +150 градусов. В продаже доступны модели с горизонтальными и вертикальными каналами.
К числу дополнительных преимуществ подобных устройств можно отнести широкий ассортимент дизайнерских решений – батареи с завода могут иметь разнообразную расцветку, что позволяет органично вписать их в любой интерьер.
Алюминиевые
Изделия из алюминия выгодно отличаются от «собратьев» малым весом, элегантностью и высокими показателями теплоотдачи. Подобные изделия совмещают в себе 2 механизма передачи тепла: посредством конвекции и излучения, что делает их наиболее эффективными приборами для обогрева жилых помещений. При этом допустимое рабочее давление в системе также впечатляет – до 18 атм .
Алюминий характеризуется высокой теплоотдачей, что позволяет обеспечивать максимально эффективный обогрев. В целом при использовании алюминиевых батарей отмечается примерно 20-30%-я экономия расхода теплового ресурса по сравнению с приборами из других материалов.
Биметаллические
Изделия изготавливаются с одновременным использованием высокопрочной стали (внутренний коллектор) и алюминия (внешняя часть изделия). В отношении показателей рабочего давления биметаллические батареи существенно превосходят ранее рассмотренные варианты – до 35 атм .
Совместное использование алюминия и стали в конструкции устройств позволило существенно повысить их устойчивость к контакту с теплоносителем, а также прочность, устойчивость к коррозионным повреждениям и показатели теплоотдачи. При этом агрегаты имеют сравнительно компактные габариты и в целом аккуратный внешний вид.
Биметаллические отопительные радиаторы характеризуются относительной легкостью монтажа и одинаково хорошо сочетаются с системами централизованного и автономного обогрева. Как рассчитать какое количество секций радиатора вам необходимо смотрите тут .
Конструкция прибора представлена цельнотянутой медной трубой. Другие металлы при изготовлении подобных агрегатов не применяются. Диаметр трубы составляет порядка 2,8 см. Дополнительно присутствуют медные ребра и декоративный кожух, как правило, изготавливаемый из деревянного массива.
По показателям теплопроводности медь превосходит алюминий примерно в 2 раза, а чугун и сталь в среднем в 5-6 раз. В комплексе с низкой инерционностью, радиатор обеспечивает быстрый и эффективный прогрев обслуживаемого помещения.
Объем батареи вмещает немного воды, благодаря чему агрегат разогревается на протяжении 3-5 минут. Упомянутое свойство в особенности актуально для автономных отопительных систем – это исключает необходимость постоянного подогрева и «прогона» больших объемов теплоносителя по трубопроводу, как, к примеру, в случае с батареями из чугуна.
Медь устойчива к коррозии. хорошо показывает себя при работе в комплексе с теплоносителем с низкой температурой, отличается высокой пластичностью и устойчивостью к воздействию агрессивных сред.
Простой обогрев дачного домика: без газа и электричества
Обогрев дома при помощи электричества дорог и ненадёжен. Использование газа стоит дешевле, но подключить его удаётся не всегда. Тогда приходится искать другие варианты.
Существует несколько современных альтернативных источников: энергия солнца, подземных недр или незамерзающего водоёма. Но их монтаж довольно дорог и сложен. Поэтому часто для дачи выбирают такой традиционный вариант, как печное отопление.
Печное
Оно известно довольно давно, но остаётся актуальным до сих пор. Существует множество вариаций печей. Они способны обогреть весь дом или отдельную комнату. Иногда их соединяют с системой водяного отопления. Печи не только греют, но и готовят пищу.
В топочной камере сгорает топливо. Оно нагревает стенки печи, которые отдают тепло в дом. В качестве материалов применяют:
- кирпич;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
Кирпич долго нагревается, но и тепло отдаёт дольше. Для поддержания комфортной температуры на даче требуется 1—2 протопки в сутки. Стальные печи быстро нагреваются и также быстро остывают. Чугунные тоже греются быстро, а по теплоотдаче занимают промежуточное место между остальными разновидностями.
В качестве топлива используют:
- дрова;
- уголь;
- паллеты;
- топливные брикеты.
Плюсы и минусы
К преимуществам обогрева дачи печкой относят:
- Автономность. Нет зависимости от газа и электричества.
- Подходит для домов, в которых не живут постоянно.
- В печи можно и готовить.
Существуют такие недостатки:
- Требуется место для хранения топлива.
- Кирпичные печи довольно массивны, и их желательно закладывать вместе с домом.
- Меньшая эффективность отопления.
- Если не подключён водяной контур, в дальних от печки помещениях будет прохладнее.
- Необходимо делать дымоход.
Требования к системам отопления загородных домов
Общие правила принятые СНиП выглядят достаточно просто, по рекомендациям специалистов температура в отопительный период не должна опускаться ниже 12 градусов
Особое внимание уделяется мерам по обеспечению пожарной безопасности, для каждого типа системы они будут отличаться
Самым лучшим расположением приборов принято считать место, под оконными проемами, а сама разводка должна отвечать нормам эксплуатационной надежности. Для воздушного теплоносителя я советую устанавливать механическую вентиляцию, тогда результат от нагревательных приборов будет максимально эффективным. Пропиленгликоль для системы отопления не запрещен правилами, эта жидкость отлично подходит для различных систем.
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:
- Биогаз
- Гранулы из соломы
- Гранулы торфа
- 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
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.
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
Разновидности альтернативного обогрева
Возможные способы применения растительного сырья для отопления дома
Способы обогреть дом без подключения к магистральным энергоносителям можно классифицировать на основании того, какой источник применяется для генерации теплоты. Они отличаются между собой по конструкции установки и налагаемым ограничениям.
Энергия биомассы
Этот метод наиболее привычен для большинства потребителей. Сюда относятся такие формы твердого топлива, как опилки (и пеллеты из них), древесные отходы, соломка, сено, другие побочные растительные продукты сельского хозяйства.
Чтобы получать тепло от сжигания подобного сырья, в ряде случаев не придется даже фундаментально перестраивать отопительную систему. При использовании твердотопливного или комбинированного котла или печи, способной усваивать подобное топливо, ничего делать не нужно. Если отопительный агрегат не может работать с биомассой, его демонтируют и устанавливают на его место подходящий. Компактный и простой в монтаже вариант – металлическая печь. Также подойдут специальные теплогенераторы с автоматикой, работающие на гранулах и пеллетах биомассы.
Гелиосистемы
Гелиосистема, преобразующая энергию солнца в электрическую
Существуют разные схемы обогрева жилища солнечной энергией. Одни основываются на превращении ее в электрическую, служащую для работы отопительных приборов. В других нагреваемая солнцем жидкость-теплоноситель циркулирует через конвекторные или радиаторные элементы. Самая простая система базируется на применении коллекторного устройства и насоса, обеспечивающего движение воды.
Возможны следующие вариации исполнения установки:
- Коллектор работает параллельно с электрическим нагревателем. Температура воды регулируется датчиком. При ее падении ниже заданного значения в нагреве задействуются ТЭНы.
- В солнечную батарею устанавливают инверторное устройство и аккумулятор. В светлое время суток в нем накапливается энергия. Если использовать емкие аккумуляторы и крупные батареи с большой рабочей площадью, получится автономная отопительная установка. Проблема в том, что срок службы аккумуляторных элементов не превышает пяти лет, а их цена сопоставима с тратящимся в те же сроки электричеством.
- Батарея с инвертором и контроллером, подключающимися параллельно розетке. Задействуется также механический счетчик. В солнечное время года, когда батареи производят еще больше электроэнергии, чем нужно для отопления, прибор отсчитывает киловатты в обратную сторону. Это очень помогает экономить ресурсы. Электронный прибор для этой установки не подойдет – он не имеет обратного хода.
Способ хорош полным отсутствием нагрузки на экологию и нужды платить за солнечную энергию, а также экономией места в помещении (коллекторы устанавливаются на крыше или во дворе).
Энергия ветра
Генераторы электричества, работающие с помощью ветра
Здесь принцип действия основан на преобразовании механической энергии ветрогенератора в электричество, которое затем используется для отопления жилплощади. Крыльчатые устройства бывают с малым числом лопастей (1-2 пары) и с большим (до 24). Механизмы первого типа требуют более интенсивного ветра для инициации работы (минимум 5-8 м/с), обладают высоким КПД. У многолопастных генераторов высокая материалоемкость, они функционируют бесшумно и запускаются при минимальном дуновении, но КПД у них ниже. Крыльчатки имеют крупные размеры: устройство на 4 квт может иметь таковую с протяженностью 10 м.
Есть генераторы карусельного исполнения с перемещающимися по круговой траектории лопастями. Они запускаются от минимального ветра, бесшумны, но имеют невысокий КПД. Как и в случае с гелиосистемами, для полноценного обслуживания жилплощади нужно постоянное присутствие энергетического фактора (ветра), поэтому лучше всего они подойдут для регионов с соответствующей погодой.
