Термопомпи
Термопомпите са жизнеспособна алтернатива на традиционните топлогенератори и котли. Принципът на работа на тази енергоспестяваща система донякъде напомня на климатик, който пренася топлината от помещението на улицата.
Термопомпата пренася топлината от земята към отопляема стая и връща студа обратно.
По време на работа на термопомпа енергията не се изразходва за генериране на топлина, а единствено за нейното движение.
Схемата на термопомпата. Кликнете, за да увеличите.
Функционалността на тази система позволява да се получи приблизително 4,5 kW топлинна енергия, като се изразходва само 1 kW електрическа енергия за нейното транспортиране.
Термопомпите са високоефективни, надеждни и икономични. Алтернативното отопление от описания тип има само един съществен недостатък - решението за инсталирането му трябва да се вземе само при нулев строителен цикъл.
Това изискване е продиктувано от големия обем земни работи.
Слънчеви колектори
Въпреки факта, че отоплението на селска къща със слънчеви панели е почти невъзможно в суров климат, е невъзможно да не се разглежда този тип алтернативен източник на енергия и топлина.
Най-голяма ефективност може да се постигне само при интензивна слънчева радиация - само в този случай температурата в помещенията ще бъде възможно най-комфортна.
Сортове
Слънчевите системи за отопление на охлаждащата течност (в нашия случай това е водно-гликолов разтвор) могат условно да бъдат разделени на пасивни и активни.
Първите са обединени в един така наречен "бойлер", който се намира на покрива. Резервоарът за охлаждаща течност се намира над маркировката на колектора, а студената вода се подава към резервоара отдолу.
Схема на работа на плосък слънчев колектор. Кликнете, за да увеличите.
Последните имат конструктивна разлика от пасивните слънчеви отоплителни системи: самите слънчеви колектори са поставени на покрива на къщата, а резервоарът за охлаждащата течност е в къщата.
Топлоносителят - вода, циркулира в отоплителната система с помощта на помпа.
Най-често слънчевите колектори се използват за битови нужди - загряване на вода в резервоари за съхранение.
Но в този случай през зимата ще трябва да източите цялата вода от резервоара, за да избегнете замръзване.
Има два различни вида слънчеви колектори: плоски и вакуумни (тръбни).
Плоският колектор е слънчев абсорбатор с остъкляване отгоре, имащ слой топлоизолация, фолиран отвътре.
Схема на работата на тръбния колектор. Кликнете, за да увеличите.
Абсорберът е плосък метален лист, свързан към тръбна система.
Той "събира" слънчевата топлина, прехвърляйки я към охлаждащата течност. Стъклото не трябва да отразява отблясъците - за постигане на максимален ефект от светлинната енергия.
Тръбният колектор се различава от плоския само по наличието на вакуумни стъклени тръби, събрани в един сноп.
Във всяка тръба е вмъкнат абсорбатор от стоманен лист - може да се върти вътре, за да се изравнят слънчевите лъчи.
Тръбните слънчеви колектори са по-скъпи за монтаж и поддръжка, но дават по-голям ефект от плоските поради по-дългото задържане на слънчевата топлина.
И тези, и други видове отоплителни системи са монтирани на покрива на къщата - в наклонената част.
Напоследък производителите предлагат така наречените "слънчеви" покриви, в които вече са монтирани слънчеви панели, но тази опция не е получила широко разпространение поради нарушение на херметичността на покрива.
Термопомпи
В този случай горивните и енергийните ресурси могат да бъдат двойки вода-вода или саламура-вода.
"вода-вода"
Принципът на действие на такова отопление е следният: водата, взета от земен кладенец, се изпомпва през термопомпа и с топлинната си енергия осигурява топлина на къщата. Обратната вода се изхвърля в земята.
За да може тази схема да работи безупречно за къща до 80 m2, собственикът на къщата ще трябва да пробие поне два водоприемни и дренажни кладенеца, чиято дълбочина е 50 m или повече.
"саламурена вода"
Принципната схема на отопление с термопомпа с гориво "саламура-вода" е малко по-различна: разтвор, поставен в U-образни тръби, действа като топлинна енергия на горивото.
Схематична диаграма на термопомпата. Кликнете, за да увеличите.
Тръбите трябва да се поставят в пробит кладенец на дълбочина най-малко 150 m или от тръбите да се подреди топлообменник, който ще бъде разположен на дълбочина от 5 m и по-долу. Това ще е необходимо, за да се намали температурната разлика през различните периоди на годината.
Както броят на кладенците, така и техният размер ще се определят със скорост 50 W/mp, т.е. 50 W топлинна енергия могат да бъдат получени от всеки линеен метър на един кладенец. В случай на инсталиране на топлообменник, изчислението е малко по-различно - 40 W / m2 от площта на топлообменника, като се вземе предвид пръстеновидното разстояние до 800 mm.
Лидерът по отношение на инвестициите за отопление на частна къща с термопомпа има по-дълъг период на изплащане, но разходите за експлоатация и поддръжка на оборудването ще бъдат минимални в сравнение с други видове отоплителни системи.
използвани масла
Друга разновидност може да се нарече такива алтернативни източници на енергия като използвани масла.
И въпреки че този вид горивен и енергиен ресурс не е възобновяем и често се изхвърля - събира, съхранява, транспортира, обработва - много производители на котли за отопление на дома използват отработени масла като гориво (при производството на многогоривни котли).
Защо масла? Тъй като съдържанието им на калории надвишава калоричното съдържание на други видове гориво - дизелово гориво, въглища, дърва. Недостатъци: необходимостта от специален капацитет за съхранение за съхранение на резервни запаси; алтернативното гориво трябва да бъде с подходящо качество.
Предимства от използването на термопомпи
Запазване. Ако сравните разходите за отопление с термопомпа с цената на газовото оборудване, получавате впечатляваща сума с разлика в полза на помпите. И всичко това, защото алтернативните източници в отоплителната система са топлинната енергия на водата и земята.
Безопасна работа. По отношение на опасността от експлозия и пожар на газовото отоплително оборудване, електрическа термопомпа за отопление на дома е напълно безвреден уред! Това включва и лекотата на използване на оборудването.
Универсалност на приложение. Термопомпата може да работи както за отопление, така и за охлаждане на помещения (нещо подобно на работата на сплит системи в режими „топло-студено“).
Пълна автоматизация на работата. За разлика от котлите на твърдо гориво, термопомпите не изискват постоянно зареждане с гориво, освен това не се нуждаят от постоянно наблюдение, проверка, почистване.
И термопомпата не е необходимо да се свързва към главния газопровод - това е независимо отопление на селска къща, което се осигурява чрез просто свързване към захранващата мрежа.
Термопомпи
Най-универсалното алтернативно отопление за частна къща е инсталирането на термопомпи. Те работят по добре познатия принцип на хладилника, като вземат топлина от по-студено тяло и я отдават в отоплителната система.
Състои се от привидно сложна схема от три устройства: изпарител, топлообменник и компресор.Има много варианти за внедряване на термопомпи, но най-популярните са:
Най-евтиният вариант за изпълнение е въздух-въздух. Всъщност тя прилича на класическа сплит система, но електричеството се изразходва само за изпомпване на топлина от улицата в къщата, а не за нагряване на въздушните маси. Това помага да се спестят пари, като същевременно се отоплява перфектно къщата през цялата година.
Ефективността на системите е много висока. За 1 kW електричество можете да получите до 6-7 kW топлина. Съвременните инвертори работят чудесно дори при температури от -25 градуса и по-ниски.
"Въздух-вода" е една от най-често срещаните изпълнения на термопомпа, при която намотка с голяма площ, инсталирана на открито, играе ролята на топлообменник. Освен това може да се издуха от вентилатор, принуждавайки водата вътре да се охлади.
Такива инсталации се характеризират с по-демократична цена и лесна инсталация. Но те са в състояние да работят с висока ефективност само при температури от +7 до +15 градуса. Когато лентата падне до отрицателна оценка, ефективността пада.
Най-универсалното изпълнение на термопомпата е земята-вода. Това не зависи от климатичната зона, тъй като слой почва, който не замръзва през цялата година, е навсякъде.
При тази схема тръбите се потапят в земята до дълбочина, където температурата се поддържа на ниво от 7-10 градуса през цялата година. Колекторите могат да бъдат разположени вертикално и хоризонтално. В първия случай ще трябва да се пробият няколко много дълбоки кладенеца, във втория ще се постави намотка на определена дълбочина.
Недостатъкът е очевиден. сложни инсталационни работи, които ще изискват големи финансови инвестиции. Преди да вземете решение за такава стъпка, трябва да изчислите икономическите ползи. В райони с кратки топли зими си струва да се обмислят други възможности за алтернативно отопление на частни къщи. Друго ограничение е необходимостта от голяма свободна площ - до няколко десетки квадратни метра. м.
Изпълнението на термопомпа вода-вода практически не се различава от предишната, но колекторните тръби се полагат в подпочвени води, които не замръзват през цялата година, или в близък резервоар. Той е по-евтин поради следните предимства:
- Максимална дълбочина на сондаж - 15м
- Можете да се справите с 1-2 потопяеми помпи
Котли на биогорива
Ако няма желание и възможност да се оборудва сложна система, състояща се от тръби в земята, слънчеви модули на покрива, можете да замените класическия котел с модел, който работи на биогориво. Те се нуждаят от:
Такива инсталации се препоръчват да бъдат инсталирани заедно с алтернативните източници, разгледани по-рано. В ситуации, когато един от нагревателите не работи, ще бъде възможно да се използва вторият.
Когато се взема решение за инсталиране и последваща експлоатация на алтернативни източници на топлинна енергия, е необходимо да се отговори на въпроса: колко бързо ще се изплатят? Несъмнено разглежданите системи имат предимства, сред които:
- Цената на произведената енергия е по-ниска, отколкото при използване на традиционни източници
- Висока ефективност
Трябва обаче да се има предвид високите първоначални разходи за материали, които могат да достигнат десетки хиляди долари. Монтажът на такива инсталации не може да се нарече проста, следователно работата е поверена изключително на професионален екип, който е в състояние да осигури гаранция за резултата.
Търсенето придобива алтернативно отопление за частна къща, което става по-изгодно на фона на нарастващите цени на традиционните източници на топлинна енергия. Въпреки това, преди да започнете да преоборудвате текущата отоплителна система, е необходимо да изчислите всичко, като разгледате всяка от предложените опции.
Също така не се препоръчва да се изоставя традиционния котел.Трябва да се остави и в определени ситуации, когато алтернативното отопление не изпълнява функциите си, ще остане възможно да затоплите дома си и да не замръзнете.
Радиатори и тръби за отопление
В допълнение към съвременните отоплителни котли, тръбите и радиаторите са не по-малко важни компоненти. Те са необходими за ефективното предаване на топлинната енергия към въздуха в помещението. При проектирането на системата е необходимо да се решат два проблема - да се намалят топлинните загуби по време на транспортирането на охлаждащата течност през тръбите и да се подобри топлопреминаването на батериите.
Всички съвременни радиатори за отопление трябва не само да имат добра топлопреносна ефективност, но и да имат удобен за ремонт и поддръжка дизайн. Същото се отнася и за тръбопроводите. Инсталирането им не трябва да създава затруднения. В идеалния случай инсталацията може да се извърши от самия собственик на къщата, без да се използва скъпо оборудване.
Модерни радиатори за отопление
Проектиране на радиатори за отопление
За да се увеличи топлопреминаването, алуминият все повече се използва като основен материал за производството на батерии. Има добра топлопроводимост и може да се използва технологията на леене или заваряване за получаване на желаната форма.
Но имайте предвид, че алуминият е много чувствителен към вода. Съвременните чугунени радиатори за отопление нямат този недостатък, въпреки че имат по-ниска енергийна интензивност. За да се реши този проблем, е разработена нова конструкция на батерията, в която водните канали са направени от стоманени или медни тръби.
Тези модерни отоплителни тръби практически не корозират, като имат минимални размери и дебелина на стената. Последното е необходимо за ефективен топлинен трансфер на енергия от гореща вода към алуминий. Съвременните радиатори за отопление имат няколко предимства, които са както следва:
- Дълъг експлоатационен живот - до 40 години. Това обаче зависи от условията на работа и навременното почистване на системата;
- Избор на метод на свързване – отгоре, отдолу или отстрани;
- Пакетът може да включва кран Mayevsky и термостат.
В повечето случаи моделите на съвременните чугунени радиатори за отопление се правят дизайнерски. Имат класически форми, някои от тях са изпълнени в подова версия с художествени елементи на коване.
Ефективността на отоплителния радиатор зависи от правилния монтаж и метод на свързване. Това трябва да се има предвид при инсталиране на системата.
Модерни тръби за отопление
Полимерни тръби за отопление
Изборът на съвременни отоплителни тръби до голяма степен зависи от материала на тяхното производство. В момента най-често се използват полимерни линии, изработени от полипропилен или омрежен полиетилен. Имат допълнителен подсилващ слой от алуминиево фолио или фибростъкло.
Те обаче имат един съществен недостатък - относително нисък праг на излагане на температура до +90°C. Това води до голямо термично разширение и в резултат на това повреда на тръбопровода. Продуктите от други материали могат да послужат като алтернатива на полимерните тръби:
- медни. От гледна точка на функционалността, медните тръбопроводи отговарят на всички изисквания за отоплителна система. Те са лесни за инсталиране, практически не променят формата си дори при изключително високи температури на охлаждащата течност. Дори когато водата замръзне, стените на медните линии ще се разширят без повреди. Недостатъкът е високата цена;
- Неръждаема стомана. Не ръждясва, вътрешната му повърхност има минимален коефициент на грапавост. Недостатъците включват цена и трудоемка инсталация.
Как да изберем оптималната конфигурация на съвременното отопление? За да направите това, е необходимо да използвате интегриран подход - да направите правилното изчисление на системата и според получените данни да изберете котела, тръбите и радиаторите с подходящите работни характеристики.
Видеото показва пример за модерно отопление на дома с помощта на система за топъл под:
Термопомпи земя-вода
Тези устройства са най-универсалните алтернативни източници на отопление за крайградските домакинства в зависимост от климатичната зона.
Принципът на тяхното действие се основава на факта, че дори на дълбочина от няколко десетки метра в райони с вечна замръзване температурата на почвата надвишава нула градуса.
Топлообменниците, предназначени за извличане на топлина от земята, са сонди, които са потопени в специални кладенци. Изисква се полагане на магистрали, чиято дължина надвишава повече от дузина метра, а в допълнение към високата цена на помпата, цената на самата й инсталация е доста голяма. Така че пробиването на един кладенец струва около няколко хиляди рубли на линеен метър и имате нужда от повече от един кладенец. Освен това все още е необходимо да се инсталира помпа и да се потопят сонди в кладенеца.
Инсталирането на помпа за подземна вода с хоризонтално разположен колектор ще струва малко по-малко. Топлообменниците се потапят в изкопи под нивото на замръзване. Недостатъкът на такова отопление е голямата площ, необходима за монтаж на термопомпата. Получената топлина се изразходва за загряване на вода за битови нужди и прехвърляне на топлинна енергия към отоплителни уреди.
Възобновяеми природни източници на топлинна енергия
Има обаче такива системи и източници на топлина, чиито експлоатационни разходи са значително по-ниски, отколкото във всички описани по-горе случаи, включително отопление на газ. Говорим за възобновяеми природни източници на топлинна енергия:
- Вятърна енергия.
- Топлината на земята.
- слънчева енергия.
Вятърна енергия
Вятърните турбини, предназначени за индивидуална употреба, се използват главно за производство на електрическа енергия за решаване на проблемите с енергоснабдяването у дома.
Принципът на действие на тези инсталации се основава на процеса на въртене на колелата с помощта на силата на вятъра, последвано от генериране на електрическа енергия.
Схемата за отопление от вятърна енергия. Кликнете, за да увеличите.
Ефективността на използването на вятърни турбини се увеличава значително с допълнителното използване на непрекъсваеми захранвания, хелиеви батерии или допълнителни фотоволтаични панели.
Основният недостатък на вятърните турбини е, че използването на вятърна енергия с пълен капацитет в нашите климатични условия е възможно само 70-110 дни в годината.
Топлината на земята
Алтернативното отопление в частна къща може да бъде направено под формата на термопомпа, която събира нискотемпературна топлинна енергия на земята, увеличава нейния топлинен потенциал и я транспортира до системата за топлоснабдяване на къщата.
Термопомпите са безопасни от екологична гледна точка, икономични, способни да използват почти всякакъв вид нискотемпературна топлина.
Схемата за отопление на къщата с енергията на земята. Кликнете, за да увеличите.
Недостатъците на този вариант на подреждане на системите за топлоснабдяване (отопление, топла вода, климатизация) включват относителната сложност на монтажа и монтажа, което трябва да се направи при инсталиране на нулев цикъл поради голямото количество изкопни работи.
слънчева енергия
Използването на слънчева енергия е една от най-обещаващите области, включително в умерен климат. Принципът на работа на такива системи е доста прост.
Принципът на действие на слънчевите панели. Кликнете, за да увеличите.
Слънчевата енергия влиза в слънчевия колектор, където се преобразува в топлинна енергия. Охлаждащата течност осигурява преноса на топлинна енергия в отоплителни системи, системи за топла вода или акумулатор, откъдето се произвежда крайната му консумация.
Основното предимство на слънчевото отопление е почти „безплатен” възобновяем източник на енергия през цялата година.
Сред недостатъците могат да се отбележат първоначалните разходи за инсталиране на системата и нежеланието да се използва в частна жилищна сграда като основен източник на топлина.
Послеслов
В тази статия разгледахме накратко отоплението на частна жилищна сграда, алтернатива на газ. Надяваме се, че след като го прочетете, ще можете да изберете най-оптималния източник на отопление за вас или да дадете предпочитание на комбинация от схемите, описани по-горе.
Сглобяване и свързване на вятърния генератор
Вятърът е вторият най-популярен източник на алтернативна енергия. Домашните вятърни турбини ви позволяват да осигурите на къщата топлина с минимални разходи.
Първи етап. Изберете подходящия тип конструкция и нейната мощност. На начинаещите се препоръчва да изберат най-популярните вертикални вятърни турбини. Изберете мощност индивидуално. Увеличаването на мощността на вятърния генератор се извършва чрез увеличаване на размера на работното колело и добавяне на допълнителни лопатки.
Не забравяйте обаче, че колкото по-мощно е устройството, толкова по-трудно ще бъде балансирането му.Най-добрият вариант за самостоятелно производство е вятърна мелница с работно колело с диаметър около 2 м и 4-6 остриета.
Втора фаза. Направете основа за вятърната турбина. Достатъчна е елементарна триточкова база. Определете дълбочината и площта на конструкцията поотделно, като вземете предвид характеристиките на почвата и климата на строителната площадка.
Монтирайте мачтата не по-рано от пълното втвърдяване на основата, т.е. за около 1,5-2 седмици. Вместо фон дьо тен, можете да използвате стрии. Това е още по-прост вариант за инсталиране на мачта. Изкопайте малка яма с дълбочина около 50-60 см, монтирайте в нея мачта за вятърна турбина и здраво фиксирайте конструкцията с обикновени стрии.
Трети етап. Направете остриетата. У дома металната цев е идеална за това.
Трябва да разделите контейнера на еднакви части в количество, равно на броя на избраните остриета.Първо маркирайте остриетата, важно е ножовете да са точно с еднакъв размер.Изрежете лопатките на бъдещия вятърен генератор. Българският ще ви помогне в това
При липса на мелница можете да се справите с ножици за рязане на метал.
Четвърти етап. Фиксирайте детайла върху генератора с болтове и след това огънете остриетата. Много параметри на работата на вятърния генератор зависят от това колко силно са огънати лопатките. В това отношение не могат да се дадат конкретни препоръки. Можете да определите подходящия ъгъл само чрез опит.
Пети етап. Свържете електрическите проводници към генератора и свържете елементите на системата във верига. Фиксирайте генератора на мачтата на вятърната мелница, след това свържете проводниците към мачтата и включете генератора и батерията във веригата. Дайте товара с жици. При този вятърен генератор е готов. Можете да го свържете към системата за отопление на водата чрез същите резервоари за съхранение.
Ако желаете, можете да сглобите и инсталирате няколко вятърни мелници, ако едно устройство не е достатъчно, за да осигури напълно къщата с топлина.
По този начин използването на алтернативна енергия е много обещаваща посока, която определено заслужава внимание. Сега можете да се почувствате като част от съвременния свят и значително да спестите от отопление, като сглобите обикновена вятърна или слънчева инсталация. Следвайте инструкциите и ще се оправите.
Разновидности на алтернативни отоплителни системи
Алтернатива на газовото отопление по правило са автоматизирани системи за топлоснабдяване, които използват съвременни технологии и най-новите разработки на практиката.
Тези системи са идеално решение за собственици на частни и селски къщи, особено тези, разположени на разстояние от местата, където е положена газопроводната мрежа.
Алтернативното отопление може да има следните разновидности:
- дизел.
- Електрически.
- Твърдо гориво (въглища, брикети, дърва за огрев и др.).
- Естествени възобновяеми източници (вятърна енергия, земна топлина, слънчева енергия и др.).
Коя от горните опции е най-оптималната за използване в селска частна къща? За да отговорите на този въпрос, разгледайте предимствата и недостатъците на всеки от тях по отношение на ефективност и икономичност.
Използване на дизелово гориво
Едно от основните предимства на използването на дизелово гориво за отопление на частна къща е относително ниската цена за инсталиране на топлинна инсталация, която генерира топлинна енергия.
Всички други видове отопление, чийто принцип се основава на изгарянето на гориво с последващо отделяне на топлина, изискват много повече разходи за монтаж, отколкото котлите, работещи на масло.
Основните недостатъци на тази система включват високата цена на експлоатация и необходимостта от редовна поддръжка и мониторинг на системата.
Електрическо отопление
Електрическото отопление е добра алтернатива на газовото отопление в селска или частна жилищна сграда.
Тази система се характеризира с лекота на монтаж и експлоатация, високо ниво на автоматизация, което гарантира надеждна и висококачествена работа на цялата система.
Електрическото отопление може да се регулира за всяка стая поотделно. Кликнете, за да увеличите.
Освен това отоплителните системи с електрическо захранване се различават по почти максималната стойност на коефициента на ефективност (около 100%).
Списъкът с многобройни предимства може да бъде допълнен от малките общи размери на отоплителните системи и възможността за тяхното инсталиране в почти всяка стая.
Електрическото отопление може да се регулира за всяка стая поотделно.
Недостатъците на системата включват високата цена на електрическата енергия, зависимостта на стабилната работа от наличието на ток и качеството на електрическата мрежа.
Използване на твърди горива
Най-балансираната алтернатива на газовото отопление са котлите на твърдо гориво.
Тези устройства съчетават относително високата наличност на твърдо гориво, ниските разходи за монтаж и достатъчно висока ефективност (коефициентът на ефективност може да достигне 85% - 95%).
Производителността на котлите на твърдо гориво се осигурява от тяхното периодично "зареждане", което трябва да се извършва ръчно 3-4 пъти на ден.
Трябва да се отбележи и конструктивната надеждност на тези котли. Основните недостатъци на отоплителната система на твърдо гориво са свързани с необходимостта от събиране, сушене и организиране на съхранение на дърва за огрев (въглища, брикети и др.).
