Альтернативное отопление частного дома своими руками

Применения электричества для организации отопления

Применение электроэнергии один из способов создать отопление частного дома без газа с монтажом водяного контура. Конечно это дорогостоящий вид обогрева. В принципе возможны следующие электрические системы отопления для частного дома с использованием электроэнергии:

• использование электрокотла для водяного отопления;
• размещение в помещениях дома электрических конвекторов;
• использование инфракрасных обогревателей;
• создание теплых полов.

Электрический конвектор

Электрический конвектор – простейшее устройство для нагрева воздуха в жилом помещении. Устройство отопления методом установки электрических конвекторов подкупает простотой монтажа, безопасностью, наличием защиты от перегрева и экологичностью. Инфракрасные обогреватели не менее удобны для применения, а иногда выбирается комбинированный вариант использования электрических обогревателей.

Подобные устройства легко объединить в одну систему и обеспечить ее работу в автоматическом режиме. Если на электрические конвекторы для отопления частного дома цены вполне доступны, то постоянный рост тарифов на электроэнергию уменьшает спрос на эти удобные системы обогрева.

Инфракрасные теплые полы

Одним из наиболее востребованных вариантов для загородного дома являются инфракрасные теплые полы. Они выпускаются в виде пленки, толщина которой около 3 мм. Монтаж такого пола простой и доступный. Пленка укладывается под любое напольное покрытие. Нередко пленку устанавливают на стены и даже на потолок. На потолке «теплый пол» размещают чаще всего в двухэтажных коттеджах или в домах с мансардой. Большая площадь обогрева ускоряет обогрев всего помещения и экономит до 40% электроэнергии.

Электрический котел

Электрические котлы вполне достойная замена газовым котлам. С их помощью легко создать отопление дома альтернативное газовому отоплению. Только цена электричества существенно ограничивает спрос на эти удобные и безопасные приборы.

Каждые 100 м2 требуют мощности 10 кВт. Если нужно будет установить мощный котел, то придется согласовать его установку с Энергонадзором. Электропроводка в доме, как правило, не соответствует требованиям, поэтому делают дополнительную линию от входа до котла.

По принципу действия котлы использующие электроэнергию для нагрева теплоносителя делятся на:

1. электрический котел с установленными ТЭНами;
2. электродный электрический котел;
3. индукционный электрический котел.

Все вышеперечисленные приборы имеют общие особенности, которые отличают их от газовых и твердотопливных котлов. Эти особенности, которые могут стать преимуществами при применении котлов для отопления загородных домов:

• высокий уровень безопасности;
• бесшумность;
• простая регулировка температуры жилья, возможность автоматизации;
• нет проблем с топливом, его транспортировкой и хранением;
• не вредят окружающей среде;
• легко устанавливаются;
• могут быть напольными, настенными, трехфазными и однофазными.

Электродный котел

Электродный котел — самый экономичный электрокотел для отопления частного дома, обладающий небольшими размерами. По сравнению с ТЭНовыми котлами, экономия достигает 40 %. Характеризуются отсутствием накипи и быстротой нагрева воды.

ТЭНовый котел

ТЭНовый котел нагревает воду в контуре посредством трубчатых нагревательных элементов. Его основная функция – генерировать тепло. Контур отопления практически ничем не отличается от схем, применяемых для газовых или твердотопливных котлов. При этом нужно правильное расположение батарей отопления в частном доме относительно окон. Если окон несколько, то радиаторы устанавливаются под каждым окном.

Существуют правила и нормы установки батарей отопления:

1. между стеной и батареей расстояние не менее 2 см;
2. между подоконником и радиатором 8 – 10 см;
3. между полом и низом батареи 10 – 12 см;
4. во всех случаях желательна установка теплового экрана.

Индукционный котел

Индукционный котел можно представить в виде электромагнитного индуктора, или трансформатора, который имеет первичную и вторичную обмотку. Вторичной обмоткой служит корпус, в котором наводятся так называемые вихревые токи Фуко. Поскольку корпус котла является короткозамкнутым витком, то в нем наводятся значительные токи нагревающие корпус котла, следовательно, и теплоноситель. Индукционные котлы более экономным, чем ТЭНовые котлы и вполне применимы как альтернативные виды отопления частного дома или дачи.

Теплый пол

Этот способ обогрева, быстро ставший популярным, на данный момент уже вызвал разочарование у многих домовладельцев. Во-первых, он все же достаточно дорого обходится в плане энергозатрат. Во-вторых, изрядно сушит воздух в помещениях. Но в принципе системы теплого пола по-прежнему пользуются спросом, и в этой сфере появились некоторые интересные новые разработки.

Одна из них – инфракрасная пленка, укладывающаяся непосредственно под напольное покрытие. Монтаж существенно проще, чем при укладке уже ставшего традиционным «теплого пола», а обогрев вполне эффективен. Однако, как и большинство систем отопления, функционирующих за счет электричества, пленочный пол получается теплым, но не дешевым в эксплуатации.

Монтаж электрического теплого пола.

Пленочный теплый пол

Теплый плинтус – еще одна профильная новинка. Производители позиционируют этот способ отопления как экономичный, экологичный и эффективный одновременно. Он устанавливается по периметру помещения, не требуя демонтажа пола, и прогревает примыкающие стены, препятствуя при этом выходу через них тепла, сохраняя нормальную влажность в доме.

Монтаж электрического теплого плинтуса.

Надежный тепловой щит обеспечивается электрическим ТЭНом или горячей водой в зависимости от греющего элемента, используемого в плинтусе от конкретного производителя. В отличие от конвекторного принципа, в данном случае нагревание воздуха в доме происходит за счет дальнейшего излучения тепла стенами, полом, потолком и находящимися в помещении предметами обихода, а не наоборот.

Отапливаем жилье без использования газа

Итак, несмотря на распространенное мнение о том, что использование альтернативных источников обогрева жилья – это очень дорого, отопление без газа и электричества является вполне доступным вариантом. Кроме того, таким образом можно быстро и качественно отопить любое помещение. Хоть газ и электричество – самые современные системы, однако они могут быть легко заменены альтернативным отоплением, которое, к слову, использовали еще наши предки.

На сегодняшний день такое отопление является достаточно распространенным, особенно в тех местностях, которые не имеют такого удобства, как газопровод. Печки, которые служат как основной элемент такого отопления, — могут быть использованы не только для обогрева помещений, но и для приготовления пищи.

Дрова — один из самых доступных способов отопления

Такое твердотопливное отопление без газа и электричества – это прекрасный способ обогреть свой дом – частный или загородный. Принцип работы его заключается в том, что теплоноситель (обычно – вода) нагревается и далее идет в радиаторы отопления, отдавая свое тепло в помещения.

Это доступное отопление топливом, а также – безопасное исходя из стандартов, которые существуют на сегодняшний день.

Технологии не стоят на месте и отопление для дачи без газа сейчас – такой же полноценный метод обогрева собственного жилья, как и традиционные способы. Благодаря тому, что на рынке оборудования представлено множество моделей котлов, созданных по последним технологиям, любой пользователь может подобрать подходящий вариант для себя, несмотря на то, что он живет в отдаленной местности и имеет проблемы перепадов с электричеством.

Твердотопливный котел

Пиролизный котел

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:

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» – 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.

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.

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:

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

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.

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

ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ

Источники тепла — инфракрасные излучатели, именуемые как эко обогреватели, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, в офисе или на производстве. Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения предметам, которые, нагреваясь, отдают направленное тепло в воздух помещения, в окружающее пространство на открытых площадках и т.д.

Наиболее эффективно ИК излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать конкретные предметы или части помещений. Таким образом, ИК излучателемможно обогреть людей, работающих на открытом воздухе или в конкретной части помещения. Использование ИК обогревателей создает экономию на отоплении, позволяя обогревать только полезную часть пространства. По способу установки и крепления различаются обогреватели настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.

Сравнение эффективности различных вариантов отопления частного дома без газа и электричества

Самую экономичную схему теплоснабжения можно найти только в том жилом доме, который эффективно утеплен высококачественными теплозащитными материалами.

Следующее направление экономии на системах отопления — это вариант вида используемого топлива. При этом требуется учитывать не только лишь стоимость топливной составляющей в себестоимости 1 Гкал тепла на выходе из котлоагрегата, а затраты на обеспечение топливом: вспомогательное оборудование, работу систем автоматики и ее обслуживание. На сегодня самыми дешевым не газовым топливом являются древесные пеллеты.

Усредненно-стоимостные показатели отопления пригородного дома, располагаются в следующем в порядке возрастания:

1. Печь на древесине или угле.
2. Котел длительного горения.
3. Котельное оборудование на печном топливе.
4. Тепловые насосы.
5. Нетрадиционные источники энергии.

Альтернативное отопление в многоэтажных домах

Инфракрасные обогреватели

• Берется лист фольги, который соответствует размеру батареи или несколько больше.
• Закрепляется лист на стене за батареей.

Если решили купить инфракрасный обогреватель, то дельные рекомендации о покупки найдёте здесь.

Газовое отопление

Работа газового котла полностью автоматизирована – после его установки не требуется постоянно наблюдать за процессом. Установленные на нем датчики срабатывают при подаче газа в горелку. После получения от них положительного ответа прибор сам поджигает поступившее в него топливо.

• В комнату должна вести дверь шириной 80 см.
• Площадь помещения не менее 4 м2.
• Желательно, чтобы в комнате имелось окно.
• Для некоторых моделей котлов должна быть обязательно обустроена принудительная вентиляция.
• Крепление котла производится на несущую или другую капитально построенную стену, которая выполняется из негорючего материала. Если такой стены в квартире нет, то в месте за котлом необходимо прикрепить слой металла, который бы препятствовал возникновению пожара.
• Газовый котел должен располагаться от других отопительных приборов не менее чем на 30 сантиметров от них.

Теплый пол

Монтаж теплого пола

• Обустроить основу. На основании пола, которым часто выступает цементная стяжка, укладывается пенопласт, толщина которого не должна быть меньше 5 см, а сверху него прокладывается гидроизоляция в виде полиэтиленовой пленки.
• Выбрать схему расположения труб. Их имеется несколько, можно создать свою схему, в которой бы была задействована вся поверхность пола.
• Провести монтаж труб. Во время укладки нужно стараться трубы не перегибать, на их концах установить фитинги для подсоединения к коллектору.
• Выполнить проверку соединения системы. Перед ее запуском проводится тестирование, при отсутствии в ней протечек сверху труб укладывается армирующая сетка.
• Залить стяжку поверх труб. Ее можно выполнять при включенной системе «теплый пол», температура нагревания которого должна быть не более 22 градуса.

После высыхания стяжки на ее поверхность можно укладывать любое напольное покрытие, а его разновидность на клеевой основе, приклеивается к «теплому полу» термостойким клеем.

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Вы даже можете получить электричество от плиты

Однако, если принять во внимание фактор затрат времени и сил, можно серьезно рассматривать только те источники, которые могут работать самостоятельно. По этой причине наиболее популярными являются следующие способы обеспечения вашего дома электричеством

1. Генератор на жидком топливе

Например, газовые генераторы бывают самых разных вариантов, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не рекомендуется. Причина:

1. высокая стоимость топлива;
2. шум генератора;
3. наличие выхлопных газов;
4. необходимость выделить под генератор отдельное помещение или сарай.

Цены на генераторы на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна производимой электроэнергии иллюзорна, так как ее нужно умножать на стоимость топлива.

На фото газогенератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4,0 кВт, цена 121 тыс. Руб

2. Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Единственное, в чем они нуждаются, — это яркий свет, и, поскольку природа не обеспечивает его на регулярной основе, у них также есть мощные батареи. При наличии последних в климате с большим количеством солнечных дней вполне реально обеспечить дом электричеством.

Цены на солнечную установку начинаются от 130 тысяч рублей. Рентабельность инвестиций высока, поскольку некоторые модели могут работать без проблем в течение тридцати лет.

3. Ветрогенератор

Ветряные турбины так же популярны, как и солнечные батареи. Однако они еще больше зависят от капризов погоды, поэтому нельзя повсюду полагаться только на этот источник энергии.

Самые простые ветряки стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для местного производства электроэнергии, но они не смогут решить проблему полного энергоснабжения дома. Самые мощные ветрогенераторы для полноценного электроснабжения дома (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и больше.

4. Мини гидроэлектростанция

Мини-ГЭС нужен ручей с небольшим перепадом высот, чтобы обеспечить эффект водопада. На месте такого падения устанавливается небольшая турбина, и электричество будет постоянно приходить в ваш дом, а главное — бесплатно. Под мини-ГЭС вы можете использовать естественный ручей или реку, или вы можете выкопать небольшой канал, который проходит через ваш участок. Однако такая гидроэлектростанция будет работать только в теплое время года, поэтому необходимо будет переключиться на другие источники.

Альтернативный проект по использованию солнечной энергии

Использование солнечной энергии не ограничивается кремниевыми батареями. Существует еще одна схема источника альтернативной энергии на основе солнечной тепловой энергии. В отличие от полупроводниковых панелей с прямым преобразованием света в электричество, в основе альтернативной системы используется тепло, получаемое в нескольких тепловых солнечных коллекторах.

Разогретая до 120оС вода или этиленгликоль поступает в бойлер-теплообменник, расположенный в подвале дома. Часть тепла отдается легкокипящей жидкости – бутану или фреону, которая направляется на небольшой электрогенератор с вихревой турбиной, а часть накапливается в массивном теплоаккумуляторе, заполненном расплавленным парафином.

Стоимость одной такой альтернативной установки примерно на 60-70% больше, чем для системы с кремниевыми панелями. По отзывам производителей, даже при более высокой цене спрос на альтернативный источник энергии значительно выше, чем на кремниевые панели:

• Ресурс конструкции при условии ежегодного обслуживания составляет более 50 лет;
• КПД альтернативной установки на солнечной энергии в 2,5 раза выше, чем у современной бытовой солнечной батареи.

Вместо дорогостоящих литий-ионных батарей в системе используется дешевый теплоаккумулятор, способный запасать энергию до 150 кВт/ч в электрическом эквиваленте. Это означает, что даже в зимнее время, в условиях непогоды и самого пасмурного неба, альтернативный источник энергии способен отапливать помещение площадью в 40-50 м2 в течение 24-30 ч. Единственным существенным недостатком тепломеханического источника энергии является необходимость прибегать к услугам сертифицированных специалистов для монтажа и регулярного обслуживания системы.

Ветер в помощь – получаем тепло из воздуха

Отличный вариант для получения электричества – обычный ветряк. Даже там, где сильные движения воздушной массы довольно редки, слабые порывы способны раскрутить вертикально ориентированные лопасти, которые вращаются независимо от направления ветра. Несколько таких установок способны выдать около 2-3 киловатт, что вполне обеспечит работу электрического тёплого пола или инфракрасных панелей. Преимущество перед солнечными батареями очевидно – нет зависимости от тёмного или светлого времени суток, ветер дует и ночью. Но при этом стоимость подобного проекта может оказаться довольно велика. Впрочем, когда речь идёт не о самоокупаемости ветряка, а о комфорте зимой, можно один раз пойти на большие финансовые затраты.

Недостаток ветрогенераторов – необходимость сначала получить электроэнергию, а уже потом тепло. Неизбежны ощутимые потери в такой цепочке, то есть, у системы довольно низкий КПД. Однако, если изготовить ветряк своими руками, можно существенно снизить затраты и при этом обеспечить дом постоянным источником электрической энергии, от которой могут работать не только котлы отопления, но и бытовые приборы. Единственное условие – размещать генератор нужно на расстоянии порядка 100 метров от дома, чтобы гул лопастей и вибрация штанги не оказывали негативного воздействия на нервную систему жильцов.

Принцип работы теплового насоса

Устройство и схема работы теплового насоса в качестве источника тепловой энергии приведена на схеме.

Работа альтернативной системы отопления во многом напоминает цикл обычного компрессионного или пароэжекционного холодильника, с двумя дополнительно установленными теплообменными контурами.

Первый контур альтернативного источника энергии изготавливается из нескольких десятков металлических труб, уложенных в скважины, глубиной от 40-100 м. Количество скважин может достигать 80-90 единиц для одного источника энергии мощностью 16-18 кВт. Скважины играют роль подогревателя для прокачиваемого антифриза и первичного источника энергии для теплового насоса.

Второй контур представляет собой медный теплообменник, сочлененный с первым контуром. В нем, как в холодильнике, циркулирует фреон или изобутан. В процессе конденсации фреона выделяется огромное количество тепловой энергии, которое через третий контур направляется на отопление дома.

Существуют также безнасосные схемы альтернативных источников энергии, в которых нет компрессоров и насосов, соответственно, практически нет потребления электрической энергии. КПД такого альтернативного теплового насоса меньше, поэтому для поддержания необходимой тепловой мощности источника энергии приходится увеличивать количество скважин.

Правила установки солнечной панели

В классическом исполнении солнечную панель необходимо устанавливать под углом в 55-60о к линии горизонта. Для обычных двухскатных крыш это слишком большой угол наклона, поэтому приходится либо приподнимать батареи относительно ската крыши, либо мириться с небольшим снижением эффективности альтернативного источника электроснабжения и укладывать секции просто на солнечной стороне кровли.

В альтернативном варианте панели располагают на участке на специальных поворотных подставках, такой способ используют в загородных домах и дачах, где мощности альтернативного источника всегда не хватает, а свободной площади всегда в избытке.