Альтернативное отопление дома своими руками

Очень часто в последнее время говорят о постоянном подорожании традиционных источников энергии, таких как газ и электричество. В этой связи всё чаще упоминаются источники энергии, которые призваны прийти им на смену. Альтернативное отопление частного дома сегодня один из самых обсуждаемых вопросов. В первую очередь интересует стоимость тепловой энергии, получаемой альтернативным путём. Часто оказывается, что дешёвый на первый взгляд источник энергии оказывается не самым доступным.

Генератор из биоотходов

Биогаз – это экологически чистый вид топлива. Используют его аналогично природному газу. Технология производства основана на жизнедеятельности анаэробных бактерий. Отходы помещают в ёмкость, в процессе разложения биологических материалов выделяются газы: метан и сероводород с примесью углекислоты. Данную технологию активно используют в Китае и на животноводческих фермах Америки. Чтобы в домашних условиях получать биогаз непрерывно, нужно иметь фермерское хозяйство или доступ к бесплатному источнику навоза.

Генератор из биоотходов

Для сооружения такой установки понадобится герметичная ёмкость с вмонтированным шнеком для перемешивания, патрубок для отвода газа, горловина для загрузки отходов и штуцер для выгрузки отработанных отходов. Конструкция должна быть идеально герметичной. Если газ не будет отбираться постоянно, то понадобится установить предохранительный клапан для сброса избыточного давления, чтобы у ёмкости не сорвало «крышу». Порядок действий следующий.

  1. Выбираем место для обустройства ёмкости. Размер подберите исходя из количества имеющихся отходов. Для эффективной работы целесообразно её заполнение на две трети. Резервуар может быть металлическим или из армированного бетона. Большое количество биогаза не удастся получить из маленькой ёмкости. Из тонны отходов выйдет 100 кубов газа.
  2. Чтобы ускорить процесс работы бактерий, потребуется подогрев содержимого. Его можно осуществить несколькими путями: под ёмкость поместить змеевик, подключенный к системе отопления или установить ТЭНы.
  3. Анаэробные микроорганизмы находятся в самом сырье, при определённой температуре они становятся активными. Автоматическое устройство в водонагревательных котлах включит обогрев при поступлении новой партии и отключит, когда отходы прогреются до заданной температуры. Полученный газ можно преобразовать в электричество через газовый электрогенератор.

Совет. Отработанные отходы используются в качестве компостного удобрения для садовых грядок.

Как работает геотермальное отопление?

Это просто новый способ применения старого доброго теплового насоса, который имеется в каждом холодильнике.

Родным братом системы геотермального отопления можно считать кондиционер, работающий в режиме «зима». Ведь это устройство греет воздух вовсе не с помощью ТЭНов, как думают некоторые.

Кондиционер, так сказать, перекачивает тепло, добываемое им из промозглого осеннего воздуха снаружи помещения. Ту же задачу выполняет тепловой насос в геотермальной установке, только в качестве источника тепла используется грунт или вода с температурой +5 – +7 градусов.

Как же получается, что ледяная на ощупь среда выступает в роли источника тепла? Это становится возможным благодаря замечательной способности газов нагреваться при сжатии и остывать при расширении.

Если порции газа дать нагреться от одной среды, а затем перенести в другую и там сжать, он станет еще более горячим и будет отдавать тепловую энергию этой второй среде, даже если она имеет более высокую температуру, чем первая. Теперь снова вернем газ к первоначальному давлению, одновременно перенеся его в первую среду.

Геотермальное отопления – принцип работы

Его температура упадет ниже первоначальной, ведь часть внутренней энергии была отдана в виде тепла на этапе сжатия. Следовательно, газ снова начнет нагреваться от первой среды.

Повторяя операцию снова и снова, мы будем «перекачивать» тепло из одной среды в другую в противоположном естественному теплообмену направлении. Этот процесс называется «циклом Карно» и именно на нем основан принцип работы теплового насоса в системе геотермального отопления.

Особенности однотрубной системы отопления

Однотрубная система отопления фактически представляет собой замкнутое кольцо труб, по которым циркулирует теплоноситель. Помимо собственно труб, в отопительной магистрали присутствуют два основных элемента: котел и радиаторы отопления. Кроме того, в систему включается коллектор, запорно-регулирующая арматура, группа безопасности, расширительный бак и т.п. вспомогательное оборудование.

Нагретая котлом вода поступает в магистраль и подается на первый радиатор отопления. Выйдя из него, вода по магистрали подается на второй радиатор отопления и т.д. из последнего радиатора теплоноситель по обратной трубе возвращается в котел и цикл повторяется.

Поскольку в каждом из радиаторов за счет интенсивного теплообмена происходит понижение температуры теплоносителя, нагрев последнего радиатора будет минимальным, тогда как первый радиатор может иметь ту температуру, на которую выставлен котел.

Читайте также:  Подключение электрокотла к системе отопления: инструкция

Данный момент является главной особенностью однотрубных систем. При альтернативной двухтрубной схеме теплоноситель почти без потери температуры распределяется по подающей трубе, от которой через ответвления происходит забор воды на радиаторы. Поэтому температура каждого из радиаторов будет почти одинаковой. Появление некоторой разницы возможно лишь при большой длине магистрали.

Решить проблему недостаточного нагрева последнего радиатора в кольце однотрубной системы можно тремя способами:

  1. Повысить температуру нагрева воды. Этот способ наиболее прост в реализации, однако на практике применяется крайне редко по причине увеличения расходов на энергоносители. Кроме того, может возникнуть проблема перегрева первых радиаторов в системе.
  2. Увеличить тепловую мощность оконечных отопительных приборов. Достигается это увеличением количества секций, что влечет за собой ощутимое удорожание всей конструкции.
  3. Включение в систему циркуляционного насоса. При интенсивном кругообороте теплоносителя он не успевает полностью отдавать энергию в первых радиаторах и подается горячим даже на последние теплообменники. Данный способ наиболее распространен, т.к. небольшие затраты на циркуляционный насос полностью окупаются возможностью не увеличивать интенсивность работы котла и обойтись без мощных радиаторов в последних по кольцу теплообменниках.

Однотрубная схема отопления обладает следующими преимуществами перед альтернативными схемами:

  • значительное сокращение расхода труб и комплектующих, что намного уменьшает стоимость всей сборки;
  • возможность подключать отопительные приборы как последовательно, так и параллельно;
  • можно направить теплоноситель таким образом, чтобы сначала он поступал в помещения с наибольшими теплопотерями.

Вместе с тем, однотрубным вариантам присущи и некоторые недостатки:

  • длительный прогрев всего объема теплоносителя после холодного запуска;
  • если дом имеет два или более этажа, то отопительную систему будет довольно сложно сбалансировать. Верхние этажи всегда будут прогреваться эффективнее, чем нижние.
  • при необходимости ремонта одного участка придется выключать всю систему.

Принцип действия и преимущества твердотопливных котлов отопления

Твердотопливный котёл — альтернативный источник тепла

Рассматривая альтернативные источники энергии, стоит обращать внимание не на те, которые в большей мере можно назвать экзотическими, а таких наберётся не один десяток. Больше всего нас интересуют те источники, которые способны реально обеспечить всё возрастающие потребности населения в дешёвом топливе. В этой же связи стоит использовать только приборы и устройства, способные обеспечить строение теплом и горячей водой в полном объёме. Такие устройства, как печи и камины, работающие на твёрдом топливе, играют часто символическую роль и используются в качестве элемента декора. Настоящей же заменой газовым и электрическим отопительным устройствам являются твёрдотопливные котлы отопления, которые имеют следующие преимущества:

  • относительная дешевизна и доступность используемого топлива. Притом, что чаще всего используемая древесина имеет традиционно большую стоимость, чем природный газ, большинство твердотопливных котлов может использовать для своей работы дешёвые отходы производства деревообрабатывающих предприятий;
  • высокая эффективность — КПД твердотопливных котлов отопления часто значительно выше, чем у котлов, работающих на газу, не говоря уже об электрических приборах отопления, которые имеют большие потери тепла;
  • автономность – все котлы, загружаемые твёрдым топливом, не используют природный газ, который подаётся часто с перебоями, особенно в отопительный сезон, а некоторые районы и вовсе не газифицированы;
  • универсальность – большая часть твёрдотопливных котлов имеет возможность работы на различных видах топлива, выбор которого зависит от возможностей хозяина, времени года и других факторов.

При этом стоит отметить, что большинство твердотопливных котлов использует иногда достаточное количество электроэнергии, и их работа зависит от её наличия напрямую. Даже пиролизные котлы промышленного изготовления, имеющие КПД, превышающий часто 80%, не может работать без энергоснабжения, так как это необходимо для обеспечения принудительной вентиляции. Однако это решается в некоторых котлах, которые максимально используют естественный приток воздуха и имеют накопительные ёмкости, способные отапливать помещение в течение 2-3 дней, и работают даже без электричества. К тому же, для работы системы вентиляции достаточно установить такой же альтернативный источник энергоснабжения – дизельный генератор.

Монтаж водяного отопления частного дома своими руками

Монтаж такого вида отопления состоит из нескольких этапов:

  • установка котла или котлов отопления;
  • монтажа радиаторов;
  • разводка труб;
  • монтаж дополнительного оборудования;
  • соединение всех элементов в одну систему с помощью сварки (пайки), фитингов и подводок.

Рассмотрим подробнее каждый их этих этапов.

Установка котла

Место установки котла отопления выбирается из расчета максимального упрощения разводки труб отопления по дому и минимального их расхода. Кроме того, при установке газового или электрического котла необходимо учитывать место существующего или будущего ввода газопровода или электропроводки.

При выборе места установки твердотопливного котла или печи с водяным контуром часто определяющим является возможность устройства дымовой трубы в том или ином месте дома.

Высота установки котлов имеет принципиальное значение, только для водяного отопления с естественной циркуляцией. В этом случае, чем ниже ввод «обратки» в котел тем лучше. Лучшим вариантом для твердотопливного котла будет размещение его в подвале или цокольном этаже дома. При печном водяном отоплении также необходимо, чтобы топливник с размещенным в нем теплообменником (регистром, змеевиком) был расположен как можно ниже, насколько это позволяет конструкция печи.

Читайте также:  Как выбрать теплые электрические полы — обзор обогревательных систем

Монтаж радиаторов

Радиаторы отопления обычно располагают под окнами или у входа в помещение. Монтаж радиаторов выполняется в зависимости от их вида и размеров на соответствующие крепления. Чем тяжелее радиатор, тем надежнее должно быть крепление.

Радиаторы устанавливаются строго горизонтально с минимальными отступами от подоконника — 100 мм и от пола — 60 мм. На каждый радиатор желательно установить запорную арматуру (краны), регулятор и автоматический воздушный клапан. Запорная арматура необходима для отключения радиатора от системы водяного отопления, в случае необходимости. Воздушный клапан позволяет автоматически стравливать воздух из радиатора, как при пуске системы отопления, так и в процессе его эксплуатации.

Разводка труб и монтаж дополнительного оборудования

Разводку труб обычно начинают от отопительного котла согласно с ранее составленной монтажной схемой и с использованием необходимых фитингов (переходников, соединителей, уголков, тройников и др.). Каждый вид труб имеет свои особенности разводки и монтажа, которые рассмотрены в других статьях этой категории.

Разводка может быть открытой, когда трубы отопления после монтажа остаются на виду, и скрытой, когда они укладываются в специальные ниши или борозды (штробы) и после монтажа заделываются с помощью штукатурки или шпатлевки.

Одновременно с разводкой труб производится подключение батарей и монтаж дополнительного оборудования системы водяного отопления дома. В закрытых системах с принудительной циркуляцией это монтаж циркуляционного насоса, гидроаккумулирующего бака, фильтра, блока безопасности (манометр, воздушный и предохранительный клапаны). В открытых системах с естественной циркуляцией – это расширительный бак, который устанавливается в наивысшей точке водяного отопления. В открытых системах с принудительной циркуляцией расширительный бак обычно устанавливается перед циркуляционным насосом и поднимается на максимально возможную высоту (под потолок или на чердак).

Водяное отопление частного дома своими руками видео

//

Читайте также:

Схема отопления двухэтажного частного дома

Электроотопление частного дома своими руками

Воздушное отопление частного дома

Двухконтурная система отопления частного дома

< Предыдущая Следующая >

Схема однотрубного водяного отопления

Однотрубную отопительную систему можно по праву назвать самой простой и малозатратной и поэтому она подходит для монтажа своими руками. Здесь всё предельно понятно — трубопровод, по которому будет перемещаться вода, последовательно соединяет все радиаторы отопления в доме. После того как теплоноситель пройдёт полный круг он снова возвращается в котёл и цикл повторяется.

Такая схема, достаточно практичная, но всё-таки и в ней существуют некоторые нюансы. Батареи отопления, которые находятся на максимальном отдалении от котла, будут слегка тёплыми, в свою очередь, близлежащие радиаторы горячими. Проще говоря, температура в дальних помещениях будет прохладнее, чем в комнате, где установлен котёл. Естественно, в этом есть, и свой плюс, особенно когда в доме живут люди, которые не переносят жару.

Ветровая энергия

Энергия, вырабатываемая специальным ветряком, является одной из самых востребованных, так как движение воздушных масс никогда не прекратится. Сегодня установки доступны каждому, однако должного распространения они не получили по объективным причинам:

  1. Высокая стоимость оборудования и монтажа
  2. Необходимость большой свободной площади для размещения крупногабаритного изделия

В районах, в которые ветра исключительно порывистые и нечастые, использование ветряков экономически нецелесообразно. Полученную механическую энергию напрямую использовать для нагрева теплоносителя нельзя без специального трансформирующего устройства.

Закупка всех материалов

Теперь осталось купить все необходимое. Нужно тщательно все просчитать. Большая часть средств уйдет на приобретение основных элементов— газового котла и радиаторов, меньшая — на расходные материалы — трубы, переходники, насос, вентили и краны Маевского, при надобности — коллекторная гребенка для теплого пола, крепежные детали. Главное — ничего не забыть. При строительстве всего дома должна быть составлена смета, где все это отражено.

Отдельная часть расходов уйдет на электрическую систему отопления. При покупке электрокотла почти все средства пойдут на него. Если вы решили смонтировать теплый пол, то нужно будет покупать греющий кабель или пленку. Кроме этого, сразу приобретите блоки управления (адаптеры) и выносные термостаты (регуляторы).

Уделите внимание крепежным и изолирующим материалам. И трубы водяного контура, и электрические провода нужно будет хорошо закрепить, обеспечив их изоляцию от утеплительных панелей дома. Для этой цели закупите кабель-каналы и специальные коробы.

Сэкономить средства поможет альтернативная система отопление для частного дома. Подробности: 

Как сделать своими руками?

Самостоятельно сделать геотермальное отопление, некоторое подобие электростанций (геоэс), довольно трудно, но вполне возможно. Рядок с домом нужно соорудить конструкцию из замкнутой обвязки труб и поместить ее на значительную глубину. Размер коллектора и конструкция змеевика зависит от степени теплопроводности и глубины залегания грунта. Если браться за монтаж геотермального обогрева дома своими руками, то внешний контур лучше приобрести уже готовым.

Читайте также:  Как организовать камин с водяным контуром отопления: плюсы и минусы

Для создания минимальных условий функционирования геотермальной системы, нужно соблюсти следующие условия:

  1. Температура слоя почвы, где будет находиться контур труб, не должна опускаться ниже +5°C.
  2. На протяжении всей обвязки с антифризом должна быть сделана изоляция, которая защитит контур от промерзания.
  3. Термальный обогрев здания выполняется после тщательных расчетов и создания проекта.

С учетом данных требований становится понятно, что геотермальное отопление может быть эффективным. Однако для северных регионов применение подобной установки оправдано для обогрева зданий небольшой площади – до 200 кв.м.

Рассмотрим только способы, как создать горизонтальное геотермальное отопление дома своими руками под грунтом или водой. Монтировать коллектор вертикально намного сложнее и очень затратно.

Тепловой насос – не займет много пространства, ведь это оборудование по размеру сопоставимо с обычным котлом. Подсоединить нанос к внутреннему контуру здания – тоже не трудно. Основная задача – обустроить внешний контур.

Лучше всего установить коллектор в водоеме на расстоянии не больше 100 метров. Нужно, чтобы площадь пруда была больше 200 кв.м., а глубина – не менее 3-3,5 метров. Если у вас нет прав на пользование данным водоемом, то вам придется сначала получить разрешение на установку необходимого оборудования.

Если же пруд находится в вашей собственности, то вам не составит труда на время осушить его, чтобы без проблем по спирали уложить и закрепить трубы на его дне. Земляные работы заключаются только в рытье траншеи, необходимой для подключения к геотермальному насосу внешнего контура. Завершив все монтажные работы, водоем снова можно заполнить.

Если на вашем участке еще нет зеленых насаждений и множества сооружений, то можно спроектировать горизонтальный способ размещения теплообменника под землей. Для этого нужно рассчитать, какую площадь займет будущий коллектор, учитывая параметры, указанные выше: 250-300 кв.м. контура на 100 кв.м. площади здания.

Если же на вашем участке есть деревья и временные постройки, но вы очень хотите сделать горизонтальное геотермальное отопление, то все сооружения и зеленые насаждения придется вырубить и снести. Процесс сложный, трудоемкий, но необходимый.

Технология отопления зданий подземным теплом очень распространена на Западе, так как жители западных стран умеют делать долгосрочные инвестиции, окупающиеся через 5-10 лет. В нашей стране не так много желающих заплатить за обустройство такой системы около 20 000 $. Однако альтернативное геотермальное отопление частного дома становится все более популярным.

Способы циркуляции жидкости

Перемещение теплоносителя по трубам производится самотеком (конвекция и расширение), или принудительным способом. В первом случае нагретая в котле жидкость благодаря конвекции двигается по сети труб к радиаторам. Такое передвижение воды называется прямым током. Далее, остывший в батареях теплоноситель движется обратно к отопительному котлу, после чего цикл повторяется. Этот отрезок – обратный ток.

Чтобы повысить скорость циркуляции переносчика тепла по трубам, применяются специализированные насосные агрегаты, устанавливаемые между трубами обратного тока. Существуют модели отопительных котлов со встроенными насосами.

Естественный способ циркуляции

Передвижение теплоносителя здесь осуществляется естественным путем, без приложения посторонних сил. Здесь используется простейший физический принцип, благодаря которому вода нагревается в чайнике, а происходит это потому, что ее горячие слои легче холодных и поднимаются наверх.

Пример естественной циркуляции теплоносителяИсточник

Так и происходит весь процесс – нагретая в котле вода поднимается в наивысшую точку разводки и дальше двигается самотеком под действием собственного веса (трубы стоят под уклоном 3-4 градуса). Проходя через батареи вода остывает, ее плотность увеличивается и она приходя в отопительный котел вытесняет уже нагревшиеся слои наверх.

Системы отопления, основанные на данном виде циркуляции, достаточно несложные и не требуют установки дополнительного оборудования, что упрощает процесс монтажа. Но подходят они лишь для домов с небольшой площадью из-за ограничений по длине контура в 30 метров. Также к минусам относятся необходимость установки труб с большим диаметром и низкие показатели давления.

Искусственный способ циркуляции

Реализация принудительного передвижения жидкости по трубам требует обязательной установки насосного агрегата, обеспечивающего усиление циркуляции. Кругооборот теплоносителя обеспечивается разницей в давлениях прямого и обратного хода. Установка таких конструкций не требует расчета и соблюдения наклона труб, что является несомненным преимуществом.

При принудительной циркуляции уклоны труб делать не надоИсточник

К минусам можно отнести энергозависимость – если зимой отключится электричество, то без наличия генератора вода просто не будет перемещаться по трубам. Это немаловажный момент, который обязательно надо учитывать при выборе вида циркуляции теплоносителя.

Способы циркуляции жидкости

Расчет отопительной системы

Чтобы совершить корректную установку отопления следует произвести расчет основных параметров, что даст возможность определить необходимую мощность котла, размеры трубопровода и емкость радиаторов.

Для начала вычисляются габариты всех помещений. Чтобы поддерживать умеренный температурный режим, следует устанавливать котел с мощностью 70 Вт/ м³, включая обязательный запас в 20% для снижения нагрузки.