Каким может быть альтернативное отопление частного дома - возможные варианты реализации проектов

Когда встает вопрос альтернативного отопления частного дома, многие не совсем понимают, что это такое. Прежде всего, это касается источников тепла. Понятно, что под альтернативным отоплением понимается использование нетрадиционного топлива — не газа, не угля, не дров и не электричества. Так что давайте разберемся во всем этом досконально.

Что это такое?

Схема отопления

Тот, кто хотя бы раз слышал об альтернативном отоплении, не всегда понимает, что это такое. В одну кучу сваливается и инфракрасное излучение, и биотопливо, и геотермальный вид топлива, и так далее. Подобный термин следует трактовать более узко, то есть нужно обратить внимание на нетрадиционные способы нагрева теплоносителя. Точнее, речь идет о таких видах топлива, за которые не нужно платить поставщикам.

Почему сегодня стали обращать внимание именно на альтернативу традиционным видам топлива? Причина — постоянно растущие цены на энергоносители. Добывать их становится все сложнее, расходы увеличиваются, а покрывают их за счет потребителей, то есть нас с вами. И даже дешевый природный газ за последнее время вырос в цене в несколько раз. Что делать? Искать что-то другое, что не портило бы экологическую обстановку и не увеличивалось по стоимости.

Варианты реализации новых проектов

Из всех альтернативных проектов, которые касаются отопления частных домов, следует отметить использование солнечной энергии. Солнце светит практически каждый день, тепло бесплатное, а значит, можно использовать его с максимальной выгодой. Казалось бы, что может быть проще, чем аккумулировать солнечную энергию. Но эта простота лишь кажущаяся, хотя такие проекты уже существуют. Возможно два варианта применения солнечной энергии для обогрева дома.

Первый — это трансформация энергии в электричество, которое затем используется для обогрева. Второе — это непосредственный нагрев теплоносителя, работающего по принципу естественной или принудительной циркуляции. Кстати, второй вариант используют давно, применяя для этого обычный коллектор, установленный на крыше здания. Изготавливают его в виде конструкции из стальных труб, которые под действием солнца нагреваются и передают температуру теплоносителю. Кстати, такой коллектор можно сделать своими руками.

Однако простые гелиосистемы нельзя использовать в качестве основного источника тепла. Ведь ни пасмурные дни, ни ночи еще никто не отменял, а значит, обогревать такая система будет периодически.

Что можно реализовать?

Ученые и инженеры предлагают большое количество проектов с использованием солнечной энергии. Правда, сегодня это достаточно затратное мероприятие, но кто хочет отойти от традиционных энергоносителей, выбирает именно их.

Рассмотрим некоторые варианты:

Солнечные батареи

Начнем с солнечного коллектора как с самого простого. Обычно его включают в качестве дополнительного источника горячей воды в виде второго агрегата, соседствующего с электрическими или газовыми нагревателями. Особенно хорошо работает этот вариант с установленными в резервуаре ТЭНами. Оборудованный специальными температурными датчиками коллектор регулирует включение ТЭНов в зависимости от падения температуры до определенного показателя.

Солнечные батареи с контролером. Это одно из самых простых решений. Вырабатываемая энергия от солнечных панелей не попадает в аккумуляторы и не собирается, а сразу используется по прямому назначению. В этом случае приходится устанавливать переключатель, который будет отсекать две магистрали — от городской сети электрического тока и от солнечных батарей. Днем он переключается на вторую магистраль, а вечером — на первую. Экономия явная, но опять-таки все дело в высокой цене солнечных панелей.

Солнечные батареи для отопительной системы известны давно и активно применяются сегодня во многих развитых странах. Здесь важен принцип аккумулирования электрической энергии, которая получается в результате трансформации энергии солнца. Аккумуляторы играют очень важную роль, накапливая в себе необходимый электрический ток. Им можно пользоваться не только для отопления дома, но также для освещения и прочих нужд.

Это очень перспективный вариант, но с один неприятным минусом — солнечные панели отличаются высокой себестоимостью и небольшим сроком эксплуатации. Служат они не более 5 лет, после чего их необходимо обновлять. При этом их цена практически равна стоимости использованного за эти 5 лет газа или других видов топлива.

Энергия ветра

Ветер как энергоноситель также используется уже давно. Сегодня производители ветрогенераторов предлагают большое количество моделей для выработки необходимого объема электрического тока. Во многих регионах проблем с постоянным ветром нет, поэтому подобный вариант сегодня достаточно популярен. Ему совсем не важно — ночь на дворе или день, пасмурно или ясно. Главное — ветер.

Казалось бы, все хорошо — простое решение, невысокая цена оборудования, бесплатный источник энергии. Но есть и недостаток. Он относится к конструкторскому решению, а точнее, к конструкции крыльчатки. По своим размерам она огромна. К примеру, для ветрогенератора мощностью 4 киловатта потребуется колесо диаметром 10 метров.

Теперь что касается аккумулирования энергии. Проблемы те же, что и у гелиосистем. Использовать подобный проект в качестве постоянного источника энергии можно лишь в тех регионах, где постоянно дуют умеренные ветра — это степные и прибрежные зоны. И если солнечную энергию можно напрямую направлять на нагрев теплоносителя, то в случае с ветром приходится трансформировать механическую энергию в электрическую, а затем в тепловую. При трансформации обязательно будут теплопотери, так что коэффициент полезного действия уменьшается, что является минусом.

Тепловые насосы

Установка теплового насоса

По мнению многих специалистов, тепловые насосы — это универсальный проект, который может действовать во всех без исключения регионах. Здесь все просто — происходит перенос энергии от низкотемпературных источников в дом. Все работает, как в холодильнике — тепло забирается у холодного объекта и передается горячему. Конечно, это очень примитивное объяснение, а на самом деле все намного сложнее.

В настоящее время производители идут по трем направлениям, выбирая источник по типу его природного нахождения.

Забор из грунта

Этот вариант универсален в плане выбираемой зоны или региона. Дело в том, что под землей температура грунта всегда выше нуля, включая регионы вечной мерзлоты. Правда, до положительных температур в разных климатических зонах надо добираться по-разному. Где-то они ближе к поверхности, а где-то глубже. Так, например, в зонах вечной мерзлоты для этого придется бурить скважины не несколько десятков метров.

Теплонасос для жилого дома

В готовую скважину помещают теплообменник, представляющий собой зонд. Именно он будет забирать тепло у грунта. Но вы прекрасно понимаете, что одной скважины мало. При этом себестоимость буровых работ достаточно велика, плюс монтаж насоса и его стоимость, поэтому расценки недешевы.

Некоторые исполнители монтажных работ предлагают вариант горизонтальной укладки. Он намного дешевле, но в этом случае придется выделять на горизонтальные скважины большие площади. А есть ли они в наличии — еще вопрос. Кстати, в таком проекте теплообменники обязательно укладываются ниже уровня промерзания грунта.

Забор тепла из грунтовых вод

Этот проект по цене дешевле первого:

Здесь многое будет зависеть от того, на какой глубине проходит слой грунтовых вод. Обычно это 10–15 метров, не больше. Значит, уменьшаются расходы на буровые работы. Это первое.
Второе — грунтовые воды являются проточными, а значит, обладают большей тепловой энергией. К тому же отобрать ее гораздо легче, да еще и в больших объемах.

Вывод — можно установить один зонд-теплообменник. Так что по всем позициям явная экономия.

Забор тепла из воздуха

Принцип устройства теплового насоса

Это самый дешевый вариант в плане стоимости оборудования, монтажных работ, поскольку агрегат готов к установке на улице в любом удобном месте, а также в плане подхода к забору тепловой энергии. В этом случае в качестве теплообменника выступает обычный радиатор с огромной площадью оребрения. Обдувается он вентилятором с небольшими оборотами вращения. Всем хорош этот проект, но у него один достаточно серьезный недостаток. Как только температура воздуха падает ниже нуля, он перестает работать. Многие производители стараются решить проблему, но пока безуспешно.

Как подвид такой системы можно рассматривать работу обычных кондиционеров «зима-лето». Конечно, низкозатратным его назвать нельзя, потому что для его работы потребуется электрический ток. Но существуют тепловые насосы «воздух-воздух», которые вырабатываемую энергию частично отдают на работу насоса. То есть часть энергии тратится на собственные нужды. И если сравнивать их с обычными электрическими нагревателями, то они в несколько раз экономичнее.

Новости альтернативных видов отопления

Сегодня многие страны стараются вложить деньги в поиск альтернативных видов топлива. И приоритет отдается солнцу и ветру. Почему-то проектам с отбором тепла из грунта не все в порядке. Видимо, буровые работы — дело и сложное, и дорогое.

Геотермальные насосы

Но по регионам все неоднозначно. Там, где дуют постоянные ветра, устанавливают ветряные генераторы. Где в году больше солнечных дней — солнечные батареи. Оба способа получения альтернативной энергии пока что недоступны большому количеству потребителей. Но разработки в этом направлении ведутся без остановки. Приходит понимание, что запасы полезных ископаемых небезграничны, и когда-то все это закончится, так что придется выживать в совершенно иных условиях. И здесь выиграет тот, кто первым найдет варианты, как организовать альтернативное отопление дома.

Заключение по теме

Решая вопрос отопления частного дома, каждый владелец должен понимать, что благополучие семьи, а также комфортность проживания будут зависеть от экономичного подхода к решению задач, связанных со всеми инженерными сетями. Если найдутся варианты и проекты, которые помогут избежать огромных вложений, можно считать, что цель экономичного дома достигнута. В этом помогут альтернативные источники энергии. Их много, и главное — правильно подойти к вопросу технологий. Они уже существуют, но требуют больших доработок.