Värmepumpar
Värmepumpar är ett lönsamt alternativ till traditionella värmegeneratorer och pannor. Funktionsprincipen för detta energibesparande system påminner något om en luftkonditionering, som överför värme från rummet till gatan.
En värmepump överför värme från marken till ett uppvärmt rum, och flyttar kallt tillbaka.
Under driften av en värmepump läggs energi inte på att generera värme, utan enbart på dess rörelse.
Värmepumpens schema. Klicka för att förstora.
Funktionaliteten hos detta system gör det möjligt att erhålla cirka 4,5 kW värmeenergi, och spendera endast 1 kW elektrisk energi på transporten.
Värmepumpar är mycket effektiva, pålitliga och ekonomiska. Alternativ uppvärmning av den beskrivna typen har bara en betydande nackdel - beslutet att installera det bör endast fattas vid nollkonstruktionscykeln.
Detta krav dikteras av den stora mängden markarbeten.
Solfångare
Trots att uppvärmning av ett hus på landet med solpaneler är nästan omöjligt i ett hårt klimat, är det omöjligt att inte överväga denna typ av alternativ energi- och värmekälla.
Den största effektiviteten kan endast uppnås med intensiv solstrålning - bara i det här fallet kommer temperaturen i rummen att vara så bekväm som möjligt.
Olika sorter
Solsystem för uppvärmning av kylvätskan (i vårt fall är detta en vattenglykollösning) kan villkorligt delas in i passiv och aktiv.
De första kombineras till en så kallad "vattenberedare", som är placerad på taket. Kylvätsketanken är placerad ovanför kollektormärket och kallt vatten tillförs tanken underifrån.
Driftschema för en platt solfångare. Klicka för att förstora.
De senare har en konstruktiv skillnad från passiva solvärmesystem: själva solfångarna placeras på husets tak, och behållaren för kylvätskan finns i huset.
Värmebäraren - vatten, cirkulerar i värmesystemet med hjälp av en pump.
Oftast används solfångare för hushållens behov - uppvärmning av vatten i lagringstankar.
Men i det här fallet, på vintern, måste du tömma allt vatten från tanken för att undvika frysning.
Det finns två olika typer av solfångare: platta och vakuum (rör).
En plattkollektor är en solfångare med glas på toppen, med ett skikt av värmeisolering folierat på insidan.
Schema för rörsamlarens arbete. Klicka för att förstora.
Absorbatorn är en platt metallplåt ansluten till ett rörsystem.
Han "samlar" solvärme och överför den till kylvätskan. Glas ska inte reflektera bländning - för att uppnå maximal effekt från ljusenergi.
Rörsamlaren skiljer sig från den platta endast i närvaro av vakuumglasrör monterade i en bunt.
En absorbator gjord av en stålplåt sätts in i varje rör - den kan roteras inuti för att jämna ut solens strålar.
Rörsolfångare är dyrare att installera och underhålla, men de ger en större effekt än platta på grund av en längre kvarhållning av solvärme.
Både dessa och andra typer av värmesystem är monterade på husets tak - i den lutande delen.
Nyligen har tillverkare erbjudit de så kallade "solar"-taken, där solpaneler redan är installerade, men detta alternativ har inte fått bred distribution på grund av en kränkning av tätheten hos takbeläggningen.
Värmepumpar
I detta fall kan bränsle- och energiresurserna vara vatten-vatten- eller saltlösning-vattenpar.
"Vatten-vatten"
Principen för driften av sådan uppvärmning är som följer: vatten som tas från en jordbrunn pumpas genom en värmepump och ger med sin värmeenergi värme till huset. Returvattnet släpps ut i marken.
För att detta schema ska fungera felfritt för ett hus upp till 80 m2, måste ägaren av huset borra minst två vattenintag och dräneringsbrunnar, vars djup är 50 m eller mer.
"Saltvatten"
Principschemat för uppvärmning med en värmepump med "brine-water" bränsle är något annorlunda: en lösning placerad i U-formade rör fungerar som bränslets termiska energi.
Schematisk bild av värmepumpen. Klicka för att förstora.
Rören ska placeras i en borrad brunn på ett djup av minst 150 m, eller så ska en värmeväxlare anordnas från rören, som kommer att placeras på ett djup av 5 m och lägre. Detta kommer att behövas för att minska temperaturskillnaden vid olika tider på året.
Både antalet brunnar och deras storlek kommer att bestämmas med hastigheten 50 W/mp, dvs. 50 W värmeenergi kan erhållas från varje linjär meter i en brunn. Vid installation av en värmeväxlare är beräkningen något annorlunda - 40 W / m2 av värmeväxlarens yta, med hänsyn till det ringformiga avståndet på upp till 800 mm.
Ledaren när det gäller investeringar för att värma ett privat hus med en värmepump har en längre återbetalningstid, men kostnaden för drift och underhåll av utrustningen kommer att vara minimal jämfört med andra typer av värmesystem.
använda oljor
En annan sort kan kallas sådana alternativa energikällor som använda oljor.
Och även om denna typ av bränsle och energiresurs inte är förnybar och ofta kasseras - samlas in, lagras, transporteras, bearbetas - använder många tillverkare av värmepannor för hemmet spilloljor som bränsle (vid produktion av flerbränslepannor).
Varför oljor? Eftersom deras kaloriinnehåll överstiger kaloriinnehållet i andra typer av bränsle - dieselbränsle, kol, trä. Nackdelar: behovet av en speciell lagringskapacitet för lagring av reservlager; alternativt bränsle måste vara av rätt kvalitet.
Fördelar med att använda värmepumpar
Sparande. Om du jämför kostnaden för uppvärmning med värmepump med kostnaden för gasutrustning får du en imponerande summa med skillnad till fördel för pumpar. Och allt för att alternativa källor i värmesystemet är den termiska energin från vatten och mark.
Säkert arbete. När det gäller gaseldad värmeutrustnings explosions- och brandfara är en elektrisk värmepump för hemuppvärmning en helt ofarlig apparat! Detta inkluderar även utrustningens användarvänlighet.
Mångsidig applikation. Värmepumpen kan fungera både för uppvärmning och kylning (något som liknar driften av delade system i "värme-kall"-lägen).
Full automatisering av arbetet. Till skillnad från fastbränslepannor kräver värmepumpar inte konstant bränslebelastning, dessutom behöver de inte konstant övervakning, inspektion, rengöring.
Och värmepumpen behöver inte anslutas till huvudgasledningen - det är oberoende uppvärmning av ett hus på landet, som tillhandahålls av en enkel anslutning till elnätet.
Värmepumpar
Det mest mångsidiga alternativa uppvärmningen för ett privat hus är installationen av värmepumpar. De fungerar enligt den välkända principen om ett kylskåp, tar värme från en kallare kropp och ger bort den i värmesystemet.
Den består av ett till synes komplext schema med tre enheter: en förångare, en värmeväxlare och en kompressor.Det finns många alternativ för implementering av värmepumpar, men de mest populära är:
Det billigaste implementeringsalternativet är luft-till-luft. I själva verket liknar det ett klassiskt delat system, men elektricitet används bara på att pumpa värme från gatan in i huset och inte på att värma luftmassorna. Detta hjälper till att spara pengar samtidigt som det värmer upp huset perfekt under hela året.
Systemens effektivitet är mycket hög. För 1 kW el kan du få upp till 6-7 kW värme. Moderna växelriktare fungerar utmärkt även vid temperaturer på -25 grader och lägre.
"Luft-till-vatten" är en av de vanligaste implementeringarna av en värmepump, där en spole med stor yta installerad i ett öppet område spelar rollen som en värmeväxlare. Dessutom kan den blåsas av en fläkt, vilket tvingar vattnet inuti att svalna.
Sådana installationer kännetecknas av mer demokratiska kostnader och enkel installation. Men de kan arbeta med hög effektivitet endast vid temperaturer från +7 till +15 grader. När stapeln sjunker till ett negativt märke sjunker effektiviteten.
Den mest mångsidiga implementeringen av en värmepump är jord-till-vatten. Det beror inte på klimatzonen, eftersom ett lager av jord som inte fryser under hela året är överallt.
I detta schema är rören nedsänkta i marken till ett djup där temperaturen hålls på nivån 7-10 grader under hela året. Samlare kan placeras vertikalt och horisontellt. I det första fallet måste flera mycket djupa brunnar borras, i det andra kommer en spole att läggas på ett visst djup.
Nackdelen är uppenbar. komplext installationsarbete som kommer att kräva höga ekonomiska investeringar. Innan du bestämmer dig för ett sådant steg bör du beräkna de ekonomiska fördelarna. I områden med korta varma vintrar är det värt att överväga andra alternativ för alternativ uppvärmning av privata hus. En annan begränsning är behovet av en stor ledig yta – upp till flera tiotals kvadratmeter. m.
Implementeringen av en vatten-till-vatten-värmepump skiljer sig praktiskt taget inte från den föregående, men samlarrören läggs i grundvatten som inte fryser under hela året, eller i en närliggande reservoar. Det är billigare på grund av följande fördelar:
- Maximalt brunnsborrdjup - 15 m
- Du klarar dig med 1-2 dränkbara pumpar
Biobränslepannor
Om det inte finns någon önskan och möjlighet att utrusta ett komplext system som består av rör i marken, solpaneler på taket, kan du byta ut den klassiska pannan med en modell som körs på biobränsle. De behöver:
Sådana installationer rekommenderas att installeras tillsammans med de alternativa källor som övervägts tidigare. I situationer där en av värmarna inte fungerar, kommer det att vara möjligt att använda den andra.
När man bestämmer sig för installation och efterföljande drift av alternativa termiska energikällor är det nödvändigt att svara på frågan: hur snabbt kommer de att betala sig? Utan tvekan har de övervägda systemen fördelar, bland annat:
- Kostnaden för den producerade energin är lägre än när man använder traditionella energikällor
- Hög effektivitet
Man bör dock vara medveten om de höga initiala materialkostnaderna, som kan uppgå till tiotusentals dollar. Installationen av sådana installationer kan inte kallas enkel, därför anförtros arbetet uteslutande till ett professionellt team som kan ge en garanti för resultatet.
Efterfrågan skaffar alternativ uppvärmning för ett privat hus, vilket blir mer lönsamt mot bakgrund av stigande priser på traditionella termiska energikällor. Men innan du börjar att utrusta det nuvarande värmesystemet, är det nödvändigt att beräkna allt genom att överväga vart och ett av de föreslagna alternativen.
Det rekommenderas inte heller att överge den traditionella pannan.Det måste lämnas och i vissa situationer, när alternativ uppvärmning inte uppfyller sina funktioner, kommer det att förbli möjligt att värma ditt hem och inte frysa.
Radiatorer och värmerör
Förutom moderna värmepannor är rör och radiatorer inte mindre viktiga komponenter. De är nödvändiga för effektiv överföring av värmeenergi till luften i rummet. Under utformningen av systemet är det nödvändigt att lösa två problem - att minska värmeförlusterna under transporten av kylvätskan genom rör och för att förbättra värmeöverföringen av batterierna.
Alla moderna värmeradiatorer måste inte bara ha bra värmeöverföringsprestanda, utan också en design som är bekväm för reparation och underhåll. Detsamma gäller rörledningar. Deras installation bör inte orsaka svårigheter. Helst kan installationen utföras av ägaren av huset själv utan användning av dyr utrustning.
Moderna värmeelement
Design av värmeradiatorer
För att öka värmeöverföringen används aluminium alltmer som huvudmaterial för tillverkning av batterier. Den har god värmeledningsförmåga och gjutnings- eller svetsteknik kan användas för att få önskad form.
Men tänk på att aluminium är väldigt känsligt för vatten. Moderna värmeradiatorer i gjutjärn har inte denna nackdel, även om de har en lägre energiintensitet. För att lösa detta problem har en ny batteridesign tagits fram, där vattenkanalerna är gjorda av stål- eller kopparrör.
Dessa moderna värmerör korroderar praktiskt taget inte, har minimala dimensioner och väggtjocklek. Det senare är nödvändigt för effektiv värmeöverföring av energi från varmvatten till aluminium. Moderna värmeradiatorer har flera fördelar, som är följande:
- Lång livslängd - upp till 40 år. Det beror dock på arbetsförhållandena och snabb rengöring av systemet;
- Val av anslutningsmetod – topp, botten eller sida;
- Paketet kan innehålla en Mayevsky-kran och en termostat.
I de flesta fall är modeller av moderna gjutjärnsradiatorer gjorda designer. De har klassiska former, några av dem är gjorda i golvversionen med konstnärliga smideselement.
Effektiviteten hos en värmeradiator beror på korrekt installation och anslutningsmetod. Detta måste beaktas vid installation av systemet.
Moderna värmerör
Polymerrör för uppvärmning
Valet av moderna värmerör beror till stor del på materialet för deras tillverkning. För närvarande används oftast polymerlinjer gjorda av polypropen eller tvärbunden polyeten. De har ett extra förstärkande lager av aluminiumfolie eller glasfiber.
De har dock en betydande nackdel - en relativt låg temperaturexponeringströskel upp till +90°C. Detta medför en stor termisk expansion och som ett resultat skador på rörledningen. Produkter från andra material kan fungera som ett alternativ till polymerrör:
- Koppar. Ur funktionalitetssynpunkt uppfyller kopparrörledningar alla krav för ett värmesystem. De är lätta att installera, ändrar praktiskt taget inte form även vid extremt höga kylvätsketemperaturer. Även när vattnet fryser, kommer väggarna i kopparledningar att expandera utan att skadas. Nackdelen är den höga kostnaden;
- Rostfritt stål. Den rostar inte, dess insida har en lägsta grovhetskoefficient. Nackdelarna inkluderar kostnad och arbetskrävande installation.
Hur man väljer den optimala konfigurationen av modern uppvärmning? För att göra detta är det nödvändigt att använda ett integrerat tillvägagångssätt - att göra den korrekta beräkningen av systemet och, enligt de erhållna uppgifterna, välja pannan, rören och radiatorerna med lämpliga prestandaegenskaper.
Videon visar ett exempel på modern uppvärmning av hem med ett varmt golvsystem:
Jord-till-vatten värmepumpar
Dessa enheter är de mest mångsidiga alternativa uppvärmningskällorna för förortshushåll när det gäller beroende på klimatzonen.
Principen för deras funktion är baserad på det faktum att även på ett djup av flera tiotals meter i permafrostområden överstiger marktemperaturen noll grader.
Värmeväxlare konstruerade för att utvinna värme från marken är sonder som är nedsänkta i speciella brunnar. Det krävs att man lägger motorvägar, vars längd överstiger mer än ett dussin meter, och förutom det höga priset på pumpen är kostnaden för själva installationen ganska stor. Så att borra en brunn kostar ungefär flera tusen rubel per linjär meter, och du behöver mer än en brunn. Dessutom är det fortfarande nödvändigt att installera en pump och sänka ned sonder i brunnen.
Det kommer att kosta lite mindre att installera en grundvattenpump med ett horisontellt placerat grenrör. Värmeväxlare är nedsänkta i diken under frysnivån. Nackdelen med sådan uppvärmning är den stora yta som krävs för att installera värmepumpen. Den resulterande värmen används för att värma vatten för husbehov och överföra värmeenergi till uppvärmningsanordningar.
Förnybara naturliga källor till termisk energi
Det finns dock sådana system och värmekällor, vars driftskostnader är betydligt lägre än i alla fall som beskrivs ovan, inklusive gasuppvärmning. Vi talar om förnybara naturliga källor för termisk energi:
- Vindkraft.
- Jordens värme.
- solenergi.
Vindkraft
Vindkraftverk avsedda för individuellt bruk används främst för produktion av elektrisk energi för att lösa problemen med energiförsörjning i hemmet.
Principen för driften av dessa installationer är baserad på processen med hjulrotation med hjälp av vindkraft, följt av generering av elektrisk energi.
Systemet för uppvärmning från vindenergi. Klicka för att förstora.
Effektiviteten av att använda vindkraftverk ökar avsevärt med ytterligare användning av avbrottsfri strömförsörjning, heliumbatterier eller extra solcellspaneler.
Den största nackdelen med vindkraftverk är att användningen av vindenergi med full kapacitet i våra klimatförhållanden endast är möjlig 70-110 dagar om året.
Jordens värme
Alternativ uppvärmning i ett privat hus kan göras i form av en värmepump som samlar upp lågtemperatur marktermisk energi, ökar dess termiska potential och transporterar den till husets värmeförsörjningssystem.
Värmepumpar är säkra ur miljösynpunkt, ekonomiska, kan utnyttja nästan alla typer av lågtemperaturvärme.
Systemet för att värma huset med jordens energi. Klicka för att förstora.
Nackdelarna med denna variant av arrangemanget av värmeförsörjningssystem (värme, varmvattenförsörjning, luftkonditionering) inkluderar den relativa komplexiteten av installation och installation, vilket måste göras när du installerar en nollcykel på grund av den stora mängden utgrävning.
solenergi
Användningen av solenergi är ett av de mest lovande områdena, även i tempererade klimat. Funktionsprincipen för sådana system är ganska enkel.
Principen för drift av solpaneler. Klicka för att förstora.
Solenergi kommer in i solfångaren, där den omvandlas till termisk energi. Kylvätskan säkerställer överföringen av termisk energi till värmesystem, varmvattenförsörjningssystem eller ett batteri, varifrån dess slutförbrukning produceras.
Den största fördelen med solvärme är en nästan "gratis" förnybar energikälla under hela året.
Bland bristerna kan man notera de initiala kostnaderna för att installera systemet och det oönskade med att använda det i ett privat bostadshus som den huvudsakliga värmekällan.
Efterord
I den här artikeln undersökte vi kort uppvärmningen av ett privat bostadshus, ett alternativ till gas. Vi hoppas att du efter att ha läst det kommer att kunna välja den mest optimala värmekällan för dig, eller ge företräde åt en kombination av de ovan beskrivna systemen.
Montering och anslutning av vindgeneratorn
Vind är den näst mest populära källan till alternativ energi. Hemmagjorda vindkraftverk gör att du kan förse huset med värme till minimal kostnad.
Första stadiet. Välj lämplig typ av struktur och dess kraft. Nybörjare rekommenderas att välja de mest populära vertikala vindturbinerna. Välj effekt individuellt. Ökning av kraften hos vindgeneratorn utförs genom att öka storleken på pumphjulet och lägga till ytterligare blad.
Kom dock ihåg att ju mer kraftfull enheten är, desto svårare blir det att balansera den.Det bästa alternativet för egenproduktion är en väderkvarn med ett pumphjul med en diameter på ca 2 m och 4-6 blad.
Andra fasen. Gör en grund för vindkraftverket. En elementär trepunktsbas räcker. Bestäm strukturens djup och yta individuellt, med hänsyn till markens egenskaper och klimatet på byggarbetsplatsen.
Installera masten inte tidigare än den fullständiga stelningen av basen, d.v.s. på ca 1,5-2 veckor. Istället för en foundation kan du använda bristningar. Detta är ett ännu enklare alternativ för att installera en mast. Gräv en liten grop med ett djup på cirka 50-60 cm, installera en vindkraftsmast i den och fixera strukturen säkert med vanliga bristningar.
Tredje etappen. Gör bladen. Hemma är en metalltunna perfekt för detta.
Du måste dela behållaren i identiska delar i en mängd som är lika med antalet valda blad Markera bladen först, det är viktigt att bladen är exakt lika stora Klipp ut bladen på den framtida vindgeneratorn. Bulgariska hjälper dig med detta
I avsaknad av en kvarn kan du klara dig med en sax för att skära metall.
Fjärde etappen. Fäst arbetsstycket på generatorn med bultar och böj sedan bladen. Många parametrar för vindgeneratordriften beror på hur kraftigt bladen är böjda. Inga specifika rekommendationer kan ges i detta avseende. Du kan bara bestämma lämplig vinkel genom erfarenhet.
Femte etappen. Anslut de elektriska ledningarna till generatorn och anslut elementen i systemet till en krets. Fäst generatorn på masten på väderkvarnen, anslut sedan ledningarna till masten och slå på generatorn och batteriet i kretsen. Ge lasten med ledningar. Vid denna är vindgeneratorn klar. Du kan ansluta den till vattenvärmesystemet genom samma ackumulatortankar.
Om du vill kan du montera och installera flera väderkvarnar om en anordning inte räcker för att helt förse huset med värme.
Användningen av alternativ energi är alltså en mycket lovande riktning som definitivt förtjänar uppmärksamhet. Nu kan du känna dig som en del av den moderna världen och avsevärt spara på uppvärmningen genom att montera en enkel vind- eller solinstallation. Följ instruktionerna och du kommer att bli bra.
Variationer av alternativa värmesystem
Ett alternativ till gasuppvärmning är som regel automatiserade värmeförsörjningssystem som använder modern teknik och den senaste utvecklingen i praktiken.
Dessa system är en idealisk lösning för ägare av privata hus och hus på landet, särskilt de som ligger på avstånd från de platser där gasledningsnätet läggs.
Alternativ uppvärmning kan ha följande varianter:
- Diesel.
- Elektrisk.
- Fast bränsle (kol, briketter, ved, etc.).
- Naturliga förnybara källor (vindenergi, jordvärme, solenergi, etc.).
Vilket av alternativen ovan är det mest optimala för användning i ett privat hus på landet? För att svara på denna fråga, överväga fördelarna och nackdelarna med var och en av dem när det gäller effektivitet och ekonomi.
Användning av dieselbränsle
En av de största fördelarna med att använda dieselbränsle för att värma ett privat hus är den relativt låga kostnaden för att installera en termisk installation som genererar termisk energi.
Alla andra typer av uppvärmning, vars princip är baserad på förbränning av bränsle med efterföljande utsläpp av värme, kräver mycket mer installationskostnader än oljeeldade pannor.
De största nackdelarna med detta system inkluderar de höga driftskostnaderna och behovet av regelbundet underhåll och övervakning av systemet.
Eluppvärmning
Elvärme är ett bra alternativ till gasuppvärmning i ett land eller privat bostadshus.
Detta system kännetecknas av enkel installation och drift, en hög grad av automatisering som säkerställer tillförlitlig och högkvalitativ drift av hela systemet.
Elvärme kan justeras för varje rum individuellt. Klicka för att förstora.
Dessutom skiljer sig eldrivna värmesystem i nästan maximalt värde på verkningsgraden (cirka 100%).
Listan över många fördelar kan kompletteras med de små övergripande dimensionerna av värmesystem och möjligheten att installera dem i nästan alla rum.
Elvärme kan justeras för varje rum individuellt.
Nackdelarna med systemet inkluderar den höga kostnaden för elektrisk energi, beroendet av stabil drift av tillgången på ström och kvaliteten på det elektriska nätverket.
Användning av fasta bränslen
Det mest balanserade alternativet till gasuppvärmning är fastbränslepannor.
Dessa enheter kombinerar den relativt höga tillgängligheten av fast bränsle, låg installationskostnad och tillräckligt hög effektivitet (effektivitetsfaktorn kan nå 85% - 95%).
Prestandan hos pannor med fast bränsle säkerställs av deras periodiska "tankning", som måste göras manuellt 3-4 gånger om dagen.
Den strukturella tillförlitligheten hos dessa pannor bör också noteras. De största nackdelarna med ett uppvärmningssystem för fast bränsle är förknippade med behovet av att skörda, torka och organisera lagring av ved (kol, briketter, etc.).
