Varmepumper
Varmepumper er et levedyktig alternativ til tradisjonelle varmegeneratorer og kjeler. Prinsippet for drift av dette energibesparende systemet minner litt om et klimaanlegg, som overfører varme fra rommet til gaten.
Varmepumpen overfører varme fra bakken til det oppvarmede rommet, og flytter kulden tilbake.
Under driften av en varmepumpe brukes ikke energi på å generere varme, men utelukkende på dens bevegelse.
Ordningen til varmepumpen. Klikk for å forstørre.
Funksjonaliteten til dette systemet gjør det mulig å oppnå omtrent 4,5 kW termisk energi, og bruker bare 1 kW elektrisk energi på transporten.
Varmepumper er svært effektive, pålitelige og økonomiske. Alternativ oppvarming av den beskrevne typen har bare en betydelig ulempe - beslutningen om å installere den bør bare tas ved null konstruksjonssyklus.
Dette kravet er diktert av det store volumet av jordarbeid.
Solfangere
Til tross for at oppvarming av et landsted med solcellepaneler er nesten umulig i et hardt klima, er det umulig å ikke vurdere denne typen alternativ energi- og varmekilde.
Den største effektiviteten kan bare oppnås med intens solstråling - bare i dette tilfellet vil temperaturen i rommene være så behagelig som mulig.
Varianter
Solsystemer for oppvarming av kjølevæsken (i vårt tilfelle er dette en vannglykolløsning) kan betinget deles inn i passiv og aktiv.
De første er kombinert til en såkalt "vannvarmer", som er plassert på taket. Kjølevæsketanken er plassert over oppsamlermerket, og kaldt vann tilføres tanken nedenfra.
Plan for drift av en flat solfanger. Klikk for å forstørre.
Sistnevnte har en konstruktiv forskjell fra passive solvarmesystemer: selve solfangerne er plassert på taket av huset, og reservoaret for kjølevæsken er i huset.
Varmebæreren - vann, sirkulerer i varmesystemet ved hjelp av en pumpe.
Oftest brukes solfangere til husholdningsbehov - oppvarming av vann i lagertanker.
Men i dette tilfellet, om vinteren, må du tømme alt vannet fra tanken for å unngå frysing.
Det finnes to forskjellige typer solfangere: flat og vakuum (rør).
En flat-plate solfanger er en solfanger med glass på toppen, med et lag med termisk isolasjon foliert på innsiden.
Ordning for arbeidet til rørsamleren. Klikk for å forstørre.
Absorberen er en flat metallplate koblet til et rørsystem.
Han "samler" solvarme og overfører den til kjølevæsken. Glass skal ikke reflektere gjenskinn - for å oppnå maksimal effekt fra lysenergi.
Rørsamleren skiller seg fra den flate bare i nærvær av vakuumglassrør samlet i en bunt.
En absorber laget av en stålplate er satt inn i hvert rør - den kan roteres innvendig for å jevne ut solstrålene.
Rørsolfangere er dyrere å installere og vedlikeholde, men de gir større effekt enn flate på grunn av lengre oppbevaring av solvarme.
Både disse og andre typer varmesystemer er montert på taket av huset - i den skrånende delen.
Nylig har produsenter tilbudt såkalte "solar" tak, der solcellepaneler allerede er installert, men dette alternativet har ikke fått bred distribusjon på grunn av brudd på tettheten til taktekkingen.
Varmepumper
I dette tilfellet kan drivstoff- og energiressursene være vann-vann- eller saltlake-vann-par.
"Vann-vann"
Prinsippet for drift av slik oppvarming er som følger: vann hentet fra en jordbrønn pumpes gjennom en varmepumpe, og gir med sin termiske energi varme til huset. Returvannet ledes ut i grunnen.
For at denne ordningen skal fungere feilfritt for et hus på opptil 80 m2, må eieren av huset bore minst to vanninntaks- og dreneringsbrønner, hvis dybde er 50 m eller mer.
"Saltlake-vann"
Prinsippskjemaet for oppvarming med en varmepumpe med "brine-vann" drivstoff er noe annerledes: en løsning plassert i U-formede rør fungerer som den termiske energien til drivstoffet.
Skjematisk diagram av varmepumpen. Klikk for å forstørre.
Rørene skal plasseres i en boret brønn på minst 150 m dybde, eller det bør anordnes en varmeveksler fra rørene som vil ligge på 5 m dybde og under. Dette vil være nødvendig for å redusere temperaturforskjellen på ulike tider av året.
Både antall brønner og deres størrelse vil bli bestemt med en hastighet på 50 W/mp, det vil si at 50 W termisk energi kan oppnås fra hver lineær meter av en brønn. Når det gjelder installasjon av en varmeveksler, er beregningen noe annerledes - 40 W / m2 av varmevekslerområdet, tatt i betraktning den ringformede avstanden på opptil 800 mm.
Lederen når det gjelder investeringer for oppvarming av et privat hus med varmepumpe har lengre tilbakebetalingstid, men kostnadene for drift og vedlikehold av utstyret vil være minimale sammenlignet med andre typer varmesystemer.
brukte oljer
En annen variant kan kalles slike alternative energikilder som brukte oljer.
Og selv om denne typen drivstoff og energiressurs ikke er fornybar og ofte kastes - samles inn, lagres, transporteres, behandles - bruker mange produsenter av hjemmevarmekjeler spillolje som drivstoff (i produksjonen av multifuel-kjeler).
Hvorfor oljer? Fordi kaloriinnholdet deres overstiger kaloriinnholdet i andre typer drivstoff - diesel, kull, tre. Ulemper: behovet for en spesiell lagringskapasitet for lagring av reservelager; alternativt drivstoff må være av god kvalitet.
Fordeler med å bruke varmepumper
Lagrer. Hvis du sammenligner kostnaden for oppvarming med varmepumpe med kostnaden for gassutstyr, får du en imponerende sum med forskjell til fordel for pumper. Og alt fordi alternative kilder i varmesystemet er den termiske energien til vann og land.
Sikkert arbeid. Når det gjelder eksplosjons- og brannfaren ved gassfyrt varmeutstyr, er en elektrisk varmepumpe for oppvarming av hus en helt ufarlig enhet! Dette inkluderer også brukervennligheten til utstyret.
Allsidig bruk. Varmepumpen kan fungere både for romoppvarming og kjøling (noe som ligner på drift av delte systemer i "varme-kald"-modus).
Full automatisering av arbeidet. I motsetning til fastbrenselkjeler, krever ikke varmepumper konstant drivstoffbelastning, dessuten trenger de ikke konstant overvåking, inspeksjon, rengjøring.
Og varmepumpen trenger ikke å være koblet til hovedgassrørledningen - det er uavhengig oppvarming av et landsted, som leveres av en enkel tilkobling til strømforsyningsnettverket.
Varmepumper
Det mest allsidige alternative oppvarmingen for et privat hus er installasjon av varmepumper. De fungerer etter det velkjente prinsippet om et kjøleskap, tar varme fra en kaldere kropp og gir den bort i varmesystemet.
Den består av et tilsynelatende komplekst skjema med tre enheter: en fordamper, en varmeveksler og en kompressor.Det er mange alternativer for implementering av varmepumper, men de mest populære er:
Det billigste implementeringsalternativet er luft-til-luft. Faktisk ligner det et klassisk delt system, men elektrisitet brukes kun på å pumpe varme fra gaten inn i huset, og ikke på å varme opp luftmassene. Dette bidrar til å spare penger, samtidig som det varmer opp huset perfekt hele året.
Effektiviteten til systemene er svært høy. For 1 kW strøm kan du få opptil 6-7 kW varme. Moderne invertere fungerer utmerket selv ved temperaturer på -25 grader og under.
"Luft-til-vann" er en av de vanligste implementeringene av en varmepumpe, der en spole med stort areal installert i et åpent område spiller rollen som en varmeveksler. I tillegg kan den blåses av en vifte, noe som tvinger vannet inni til å avkjøles.
Slike installasjoner er preget av mer demokratiske kostnader og enkel installasjon. Men de er i stand til å jobbe med høy effektivitet bare ved temperaturer fra +7 til +15 grader. Når linjen faller til et negativt merke, synker effektiviteten.
Den mest allsidige implementeringen av en varmepumpe er jord-til-vann. Det er ikke avhengig av klimasonen, siden et jordlag som ikke fryser hele året er overalt.
I denne ordningen er rørene nedsenket i bakken til en dybde hvor temperaturen holdes på nivået 7-10 grader gjennom hele året. Samlere kan plasseres vertikalt og horisontalt. I det første tilfellet må flere veldig dype brønner bores, i det andre vil en spole legges på en viss dybde.
Ulempen er åpenbar. komplekst installasjonsarbeid som vil kreve høye økonomiske investeringer. Før du bestemmer deg for et slikt trinn, bør du beregne de økonomiske fordelene. I områder med korte varme vintre er det verdt å vurdere andre alternativer for alternativ oppvarming av private hus. En annen begrensning er behovet for et stort friareal – opptil flere titalls kvadratmeter. m.
Implementeringen av en vann-til-vann varmepumpe er praktisk talt ikke forskjellig fra den forrige, men samlerørene legges i grunnvann som ikke fryser hele året, eller i et nærliggende reservoar. Det er billigere på grunn av følgende fordeler:
- Maksimal brønnboredybde - 15 m
- Du klarer deg med 1-2 nedsenkbare pumper
Biodrivstoffkjeler
Hvis det ikke er noe ønske og mulighet til å utstyre et komplekst system bestående av rør i bakken, solcellemoduler på taket, kan du erstatte den klassiske kjelen med en modell som går på biodrivstoff. De trenger:
Slike installasjoner anbefales å installeres sammen med de alternative kildene som er vurdert tidligere. I situasjoner der en av varmeovnene ikke fungerer, vil det være mulig å bruke den andre.
Når du bestemmer deg for installasjon og påfølgende drift av alternative termiske energikilder, er det nødvendig å svare på spørsmålet: hvor raskt vil de betale seg? Utvilsomt har de vurderte systemene fordeler, blant annet:
- Kostnaden for energien som produseres er mindre enn ved bruk av tradisjonelle kilder
- Høy effektivitet
Imidlertid bør man være klar over de høye innledende materialkostnadene, som kan nå titusenvis av dollar. Installasjonen av slike installasjoner kan ikke kalles enkel, derfor er arbeidet utelukkende overlatt til et profesjonelt team som er i stand til å gi en garanti for resultatet.
Etterspørselen anskaffer alternativ oppvarming til et privat hus, som blir mer lønnsomt på bakgrunn av stigende priser på tradisjonelle termiske energikilder. Men før du begynner å utstyre det nåværende varmesystemet på nytt, er det nødvendig å beregne alt ved å vurdere hvert av de foreslåtte alternativene.
Det anbefales heller ikke å forlate den tradisjonelle kjelen.Det må stå igjen og i visse situasjoner, når alternativ oppvarming ikke oppfyller funksjonene sine, vil det fortsatt være mulig å varme opp hjemmet ditt og ikke fryse.
Radiatorer og varmerør
I tillegg til moderne varmekjeler er rør og radiatorer ikke mindre viktige komponenter. De er nødvendige for effektiv overføring av varmeenergi til luften i rommet. Under utformingen av systemet er det nødvendig å løse to problemer - å redusere varmetapene under transport av kjølevæsken gjennom rør og å forbedre varmeoverføringen til batteriene.
Alle moderne varmeradiatorer bør ikke bare ha god varmeoverføringsytelse, men også en design som er praktisk for reparasjon og vedlikehold. Det samme gjelder rørledninger. Installasjonen deres skal ikke forårsake vanskeligheter. Ideelt sett kan installasjonen utføres av eieren av huset selv uten bruk av dyrt utstyr.
Moderne varmeradiatorer
Design av varmeradiatorer
For å øke varmeoverføringen blir aluminium i økende grad brukt som hovedmateriale for produksjon av batterier. Den har god varmeledningsevne, og støpe- eller sveiseteknologi kan brukes for å oppnå ønsket form.
Men husk at aluminium er veldig følsomt for vann. Moderne varmeradiatorer i støpejern har ikke denne ulempen, selv om de har en lavere energiintensitet. For å løse dette problemet er det utviklet et nytt batteridesign, der vannkanalene er laget av stål- eller kobberrør.
Disse moderne varmerørene korroderer praktisk talt ikke, de har minimale dimensjoner og veggtykkelse. Sistnevnte er nødvendig for effektiv termisk overføring av energi fra varmtvann til aluminium. Moderne varmeradiatorer har flere fordeler, som er som følger:
- Lang levetid - opptil 40 år. Det avhenger imidlertid av arbeidsforholdene og rettidig rengjøring av systemet;
- Valg av tilkoblingsmetode – topp, bunn eller side;
- Pakken kan inneholde en Mayevsky-kran og en termostat.
I de fleste tilfeller er modeller av moderne støpejernsvarmeradiatorer laget designer. De har klassiske former, noen av dem er laget i gulvversjon med kunstneriske smielementer.
Effektiviteten til en varmeradiator avhenger av riktig installasjon og tilkoblingsmetode. Dette må tas i betraktning ved installasjon av systemet.
Moderne varmerør
Polymerrør for oppvarming
Valget av moderne varmerør avhenger i stor grad av materialet til deres produksjon. For tiden brukes polymerlinjer laget av polypropylen eller tverrbundet polyetylen oftest. De har et ekstra forsterkende lag av aluminiumsfolie eller glassfiber.
Imidlertid har de en betydelig ulempe - en relativt lav temperatureksponeringsterskel opp til +90 °C. Dette medfører en stor termisk ekspansjon og som et resultat skade på rørledningen. Produkter fra andre materialer kan tjene som et alternativ til polymerrør:
- Kobber. Fra et funksjonssynspunkt oppfyller kobberrørledninger alle kravene til et varmesystem. De er enkle å installere, endrer praktisk talt ikke form selv ved ekstremt høye kjølevæsketemperaturer. Selv når vannet fryser, vil veggene til kobberledninger utvide seg uten skade. Ulempen er den høye kostnaden;
- Rustfritt stål. Den ruster ikke, dens indre overflate har en minimum ruhetskoeffisient. Ulempene inkluderer kostnads- og arbeidskrevende installasjon.
Hvordan velge den optimale konfigurasjonen av moderne oppvarming? For å gjøre dette, er det nødvendig å bruke en integrert tilnærming - for å gjøre den riktige beregningen av systemet og, i henhold til de oppnådde dataene, velge kjelen, rørene og radiatorene med passende ytelsesegenskaper.
Videoen viser et eksempel på moderne boligoppvarming med et varmt gulvsystem:
Jord-til-vann varmepumper
Disse enhetene er de mest allsidige alternative oppvarmingskildene for forstadshusholdninger når det gjelder avhengig av klimasonen.
Prinsippet for deres drift er basert på det faktum at selv på en dybde på flere titalls meter i permafrostområder, overstiger jordtemperaturen null grader.
Varmevekslere designet for å trekke ut varme fra bakken er sonder som er nedsenket i spesielle brønner. Det er påkrevd å legge motorveier, hvis lengde overstiger mer enn et dusin meter, og i tillegg til den høye prisen på pumpen, er kostnadene for selve installasjonen ganske store. Så boring av en brønn koster omtrent flere tusen rubler per lineær meter, og du trenger mer enn en brønn. I tillegg er det fortsatt nødvendig å installere en pumpe og senke sonder i brønnen.
Det vil koste litt mindre å installere en grunnvannspumpe med en horisontalt plassert manifold. Varmevekslere er nedsenket i grøfter under frysepunktet. Ulempen med slik oppvarming er det store arealet som kreves for å installere varmepumpen. Den resulterende varmen brukes på oppvarming av vann til husholdningsbehov og overføring av termisk energi til oppvarmingsenheter.
Fornybare naturlige kilder til termisk energi
Imidlertid er det slike systemer og varmekilder, hvis driftskostnader er betydelig lavere enn i alle tilfellene beskrevet ovenfor, inkludert gassoppvarming. Vi snakker om fornybare naturlige kilder til termisk energi:
- Vindkraft.
- Jordens varme.
- solenergi.
Vindkraft
Vindturbiner beregnet for individuell bruk brukes hovedsakelig til produksjon av elektrisk energi for å løse problemene med energiforsyning hjemme.
Prinsippet for drift av disse installasjonene er basert på prosessen med hjulrotasjon ved hjelp av vindkraft, etterfulgt av generering av elektrisk energi.
Ordningen med oppvarming fra vindenergi. Klikk for å forstørre.
Effektiviteten ved bruk av vindturbiner øker betydelig med ekstra bruk av avbruddsfri strømforsyning, heliumbatterier eller ekstra solcellepaneler.
Den største ulempen med vindturbiner er at bruk av vindenergi med full kapasitet under våre klimatiske forhold kun er mulig 70-110 dager i året.
Jordens varme
Alternativ oppvarming i et privat hus kan gjøres i form av en varmepumpe som samler opp lavtemperatur grunntermisk energi, øker dets termiske potensial og transporterer det til husets varmeforsyningssystem.
Varmepumper er trygge fra et miljøsynspunkt, økonomiske, i stand til å utnytte nesten alle typer lavtemperaturvarme.
Ordningen med å varme opp huset med jordens energi. Klikk for å forstørre.
Ulempene med denne varianten av arrangementet av varmeforsyningssystemer (oppvarming, varmtvannsforsyning, klimaanlegg) inkluderer den relative kompleksiteten til installasjon og installasjon, som må gjøres når du installerer en null syklus på grunn av den store mengden utgraving.
solenergi
Bruk av solenergi er et av de mest lovende områdene, også i tempererte klima. Prinsippet for drift av slike systemer er ganske enkelt.
Prinsippet for drift av solcellepaneler. Klikk for å forstørre.
Solenergi kommer inn i solfangeren, hvor den omdannes til termisk energi. Kjølevæsken sørger for overføring av termisk energi inn i varmesystemer, varmtvannsforsyningssystemer eller et batteri, hvorfra dets endelige forbruk produseres.
Den største fordelen med solvarme er en nesten «gratis» fornybar energikilde hele året.
Blant manglene kan man merke seg de første kostnadene ved å installere systemet og det uønskede ved å bruke det i et privat boligbygg som hovedkilden til varme.
Etterord
I denne artikkelen undersøkte vi kort oppvarming av et privat boligbygg, et alternativ til gass. Vi håper at du etter å ha lest det vil være i stand til å velge den mest optimale oppvarmingskilden for deg, eller gi preferanse til en kombinasjon av ordningene beskrevet ovenfor.
Montering og tilkobling av vindgenerator
Vind er den nest mest populære kilden til alternativ energi. Hjemmelagde vindturbiner lar deg gi huset varme til minimal kostnad.
Første etappe. Velg riktig type struktur og dens kraft. Nybegynnere anbefales å velge de mest populære vertikale vindturbinene. Velg effekt individuelt. Å øke kraften til vindgeneratoren utføres ved å øke størrelsen på pumpehjulet og legge til flere blader.
Husk imidlertid at jo kraftigere enheten er, desto vanskeligere vil det være å balansere den.Det beste alternativet for egenproduksjon er en vindmølle med et løpehjul med en diameter på ca 2 m og 4-6 blader.
Andre fase. Lag et fundament for vindturbinen. En elementær trepunkts base er nok. Bestem dybden og området til strukturen individuelt, ta hensyn til egenskapene til jorda og klimaet på byggeplassen.
Installer masten ikke tidligere enn fullstendig størkning av basen, dvs. på ca 1,5-2 uker. I stedet for en foundation kan du bruke strekkmerker. Dette er et enda enklere alternativ for å installere en mast. Grav en liten grop med en dybde på omtrent 50-60 cm, installer en vindturbinmast i den og fest strukturen sikkert med vanlige strekkmerker.
Tredje trinn. Lag knivene. Hjemme er en metalltønne perfekt for dette.
Du må dele beholderen i identiske deler i en mengde som tilsvarer antall valgte blader Marker bladene først, det er viktig at bladene har nøyaktig samme størrelse Klipp ut bladene til den fremtidige vindgeneratoren. Bulgarsk vil hjelpe deg med dette
I mangel av en kvern kan du klare deg med saks for å kutte metall.
Fjerde trinn. Fest arbeidsstykket på generatoren med bolter, og bøy deretter bladene. Mange parametere for vindgeneratordriften avhenger av hvor sterkt bladene er bøyd. Det kan ikke gis spesifikke anbefalinger i denne forbindelse. Du kan bare bestemme riktig vinkel ved erfaring.
Femte etappe. Koble de elektriske ledningene til generatoren og koble elementene i systemet til en krets. Fest generatoren på masten til vindmøllen, koble deretter ledningene til masten og slå på generatoren og batteriet i kretsen. Gi lasten med ledninger. På denne er vindgeneratoren klar. Du kan koble den til vannvarmesystemet gjennom de samme lagertankene.
Hvis du ønsker det, kan du montere og installere flere vindmøller hvis én enhet ikke er nok til å forsyne huset fullt ut med varme.
Dermed er bruk av alternativ energi en meget lovende retning som definitivt fortjener oppmerksomhet. Nå kan du føle deg som en del av den moderne verden og spare betydelig på oppvarmingen ved å sette sammen en enkel vind- eller solinstallasjon. Følg instruksjonene, så går det bra.
Varianter av alternative varmesystemer
Et alternativ til gassoppvarming er som regel automatiserte varmeforsyningssystemer som bruker moderne teknologi og den siste utviklingen i praksis.
Disse systemene er en ideell løsning for eiere av private og landlige hus, spesielt de som ligger i avstand fra stedene der gassrørledningsnettverket er lagt.
Alternativ oppvarming kan ha følgende varianter:
- Diesel.
- Elektrisk.
- Fast brensel (kull, brikett, ved, etc.).
- Naturlige fornybare kilder (vindenergi, jordvarme, solenergi, etc.).
Hvilket av alternativene ovenfor er det mest optimale for bruk i et privat hus på landet? For å svare på dette spørsmålet, vurder fordelene og ulempene ved hver av dem når det gjelder effektivitet og kostnadseffektivitet.
Bruk av diesel
En av hovedfordelene ved å bruke diesel for oppvarming av et privat hus er de relativt lave kostnadene ved å installere en termisk installasjon som genererer termisk energi.
Alle andre typer oppvarming, hvis prinsipp er basert på forbrenning av drivstoff med påfølgende frigjøring av varme, krever mye mer installasjonskostnader enn oljefyrte kjeler.
De viktigste ulempene med dette systemet inkluderer de høye driftskostnadene og behovet for regelmessig vedlikehold og overvåking av systemet.
Elektrisk oppvarming
Elektrisk oppvarming er et godt alternativ til gassoppvarming i et land eller privat boligbygg.
Dette systemet er preget av enkel installasjon og betjening, et høyt nivå av automatisering som sikrer pålitelig og høykvalitets drift av hele systemet.
Elektrisk oppvarming kan justeres for hvert rom individuelt. Klikk for å forstørre.
I tillegg skiller elektriske varmesystemer seg i nesten maksimalverdien av effektivitetsfaktoren (ca. 100%).
Listen over en rekke fordeler kan suppleres med de små generelle dimensjonene til varmesystemer og muligheten for installasjon i nesten alle rom.
Elektrisk oppvarming kan justeres for hvert rom individuelt.
Ulempene med systemet inkluderer høye kostnader for elektrisk energi, avhengigheten av stabil drift på tilgjengeligheten av strøm og kvaliteten på det elektriske nettverket.
Bruk av fast brensel
Det mest balanserte alternativet til gassoppvarming er fastbrenselkjeler.
Disse enhetene kombinerer den relativt høye tilgjengeligheten av fast brensel, lave installasjonskostnader og tilstrekkelig høy effektivitet (effektivitetsfaktoren kan nå 85% - 95%).
Ytelsen til kjeler med fast brensel sikres ved deres periodiske "tanking", som må gjøres manuelt 3-4 ganger om dagen.
Den strukturelle påliteligheten til disse kjelene bør også bemerkes. De viktigste ulempene med et varmesystem med fast brensel er forbundet med behovet for å høste, tørke og organisere lagring av ved (kull, briketter, etc.).
