Альтернативное отопление частного дома

Монтаж системы отопления частного дома

Может проводиться одновременно со строительством дома или же устанавливаться в уже эксплуатируемое здание.

В первом случае монтаж более простой, экономичный и позволяет монтировать трубы в стены или укладывать на пол.

Однако, независимо от того, на какой стадии проводится индивидуальное отопление в доме, нужно выдержать требования к его установке:

монтаж системы производится только в теплом помещении. Не допускается запуск системы при температуре ниже 5оС. Это нужно чтобы избежать переохлаждения теплоносителя;

трубы устанавливаются вдоль/внутрь стен или монтируются в пол. Минимальная высота установки – 150 мм. В противном случае трубы можно повредить при монтаже плинтусов;

исключаются перепады труб. Это позволит избежать появления воздушных пробок в системе;

радиаторы устанавливаются возле окон на расстоянии не менее 150 мм. от пола и 50 мм. от подоконника. При этом радиаторы всех помещений нужно располагать на одном уровне. Радиаторы разного типа устанавливаются в соответствии с рекомендациями изготовителя;

обязательно наличие расширительного бачка и слива, чтобы избежать сбоя в работе системы. Слив необходим, чтобы иметь возможность полностью заменить теплоноситель в системе. Рекомендуется производить замену воды в системе не реже чем раз в 7 лет. Для систем с антифризом не реже чем раз в 3-4 года (по спецификации производителя) и с обязательной промывкой системы.

Порядок выполнения монтажа системы отопления:

• установка котла;
• разводка труб;
• установка радиаторов;
• состыковка радиаторов и труб с установкой терморегуляторов;
• установка расширительного бачка и насоса;
• подключение котла к системе.

Расчет системы отопления

Как и все тепловые расчеты, этот при доскональном исполнении довольно сложен. Но мы приведем очень простую методику, позволяющую определить необходимые параметры с достаточно высокой точностью.

Исходными данными для расчета являются следующие параметры:

1. Площадь отапливаемых помещений. Следует использовать только данные по комнатам, в которых устанавливается отопление, то есть одной или двумя стенами дома контактирующими с улицей.
2. Климатическая мощность. Этот параметр учитывает место расположения частного дома. Так, для южных районов он составляет 0,8-0,95, для центральных регионов – 1,3-1,6, а для северных – 1,6-2,2.

Расчет для помещения площадью 130 метров в квадрате выглядит следующим образом:

N = 130 x 1,2 / 10 = 15,6 (кВт)

Расчет в обязательном порядке включает в себя вычисление количества секций радиаторов. Для этого используются следующие данные:

1. Площадь – учитываются только комнаты, в которых устанавливаются батареи.
2. Число 100 определяется из требования СНиП к мощности одной секции на квадратный метр площади.
3. Площадь составляет 30 метров квадратных.
4. Мощность одной секции батареи составляет 180 Вт.

N = 30 x 100 / 180 = 16,7 = 17 (шт)

Расчет системы отопления по указанной методике вполне достоверен и годится для практического применения.

Личный опыт

Я использую для обогрева дома четыре источника тепла: газовый котел (основной), камин с водяным контуром, шесть плоских солнечных коллекторов и инверторный кондиционер.

Зачем это нужно

1. Иметь второй (резервный) источник тепла, если газовый котел выйдет из строя или его мощности станет недостаточно (сильные морозы).
2. Экономить на отоплении. За счет разных источников тепла можно контролировать месячную и годовую норму потребления газа, чтобы не переходить в более дорогой тариф.

Немного статистики

Средний расход газа в январе 2016 года – 12 кубометров в сутки. При отапливаемой площади 200м2 и дополнительно подвала.

Октябрь	Ноябрь	Январь
Расход в месяц	63,51	140	376
Минимальный	0,5	0,448	7,1
Максимальный	5,53	10,99	21,99
Средний в день	2,76	4,67	12,13

Колебания расхода по дням в течение месяца связан с разной уличной температурой и наличием солнца: в солнечные дни работают коллектора, и расход газа снижается.

Обогрев посредством теплых полов

Стоит заметить, схема отопления на сегодняшний день очень актуальна, достаточно востребована. Хотя широкое применение получила относительно недавно. Часто можно обойтись без радиаторов. Перед установкой необходимо определиться, оправдывает ли она себя. Поскольку отопительные котлы применяются довольно часто, рационально использовать метод обогрева посредством устройства теплого пола.

Данная схема – разводка труб, спрятанная под напольным покрытием. Комната прогревается за счет носителя тепла, распространяющегося по трубам. Они могут укладываться несколькими приемами, влияющими на эффективность работы системы при определенных условиях эксплуатации.

Монтаж теплого пола предполагает контуры трубопровода:

• конфигурация змейки (расположение зигзагом);
• конфигурация улиткой (такая укладка предполагает спиралевидное расположение труб).

Профессионалы в этом вопросе считают последнюю схему укладки, обеспечивающей оптимальный, высококачественный подогрев пола

При укладке труб важно соблюдать зазор между ними. Обычно его рассчитывают из соображений расчета мощности

Уменьшать зазор рекомендуется по мере приближения к окнам, повышать по достижении центра.

Прогревание зданий при схеме «теплый пол» предполагает разумное распределение температуры. Пол обогревается идентично по всей площади поверхности. Максимальное значение составляет 26°С, обеспечивая тем самым комфортное ощущение ногам. Под потолком градус значительно понижается, на уровне человеческого роста достигает примерно 22°С.

Коммуникации расположены под чистовым покрытием пола, а потому дизайнерам не придется ломать голову над оформлением интерьера.

Теплый пол выигрышный вариант в вопросах экономии расхода энергоресурсов, вследствие чего можно уберечь от финансовых растрат бюджет.  В большинстве случаев, если теплопотери дома не велики, можно обойтись без установки батарей отопления.

Дары природы: тепловые насосы и солнечные коллекторы

С точки зрения альтернативных, нескончаемых источников энергии данные способы, а вернее оборудование для обогрева дома, можно назвать наиболее предпочтительным и уникальным – особенно если говорить о втором варианте (солнечном коллекторе). Его работу вполне возможно наладить даже без использования электрической энергии. Рассмотрим данные способы отопления дома без газа немного подробнее.

Тепловые насосы. Они работают по тому же принципу, что и холодильник на вашей кухне, только с точностью до наоборот

Обратите внимание на нагретый радиатор холодильника с его задней стороны. Именно это тепло, только в больших масштабах, вырабатывает тепловой насос

Добывать тепловую энергию подобные устройства могут из земли, воды и даже из воздуха

Всем хороша эта система, но было бы намного лучше, если бы она обходилась без электричества и не требовала колоссальных затрат на ее изготовление – к сожалению, это бич всех энергонезависимых систем современности. Кроме всего прочего, такие отопительные системы потребуют создания целого комплекса оборудования. Это и разветвленная система подземных трубопроводов, которая впитывает тепло земли (именно тепловой насос земля-вода на сегодняшний день является наиболее эффективным оборудованием данного типа), сам тепловой насос, тепловые аккумуляторы и много дополнительного оборудования, для которого придется выделить отдельное помещение немалых размеров

Добывать тепловую энергию подобные устройства могут из земли, воды и даже из воздуха. Всем хороша эта система, но было бы намного лучше, если бы она обходилась без электричества и не требовала колоссальных затрат на ее изготовление – к сожалению, это бич всех энергонезависимых систем современности. Кроме всего прочего, такие отопительные системы потребуют создания целого комплекса оборудования. Это и разветвленная система подземных трубопроводов, которая впитывает тепло земли (именно тепловой насос земля-вода на сегодняшний день является наиболее эффективным оборудованием данного типа), сам тепловой насос, тепловые аккумуляторы и много дополнительного оборудования, для которого придется выделить отдельное помещение немалых размеров.

Более привлекательно в этом отношении выглядит система отопления дачного дома без газа, в основу которой положен солнечный коллектор. Преимуществ у такой системы достаточно много, но самое главное из них – это возможность создать энергетически независимое отопление дома. Спросите, как? Достаточно просто, и в принцип такой системы, опять же, заложена естественная циркуляция теплоносителя. Такая система отопления разделяется на два контура с помощью теплообменника, в котором первичный контур отдает тепло вторичному контуру, который уже непосредственно обогревает дом. В первом контуре, в котором задействован солнечный коллектор, изготовленный из вакуумных трубок, естественная циркуляция достигается за счет вертикального положения устройства. Остывшая в теплообменнике жидкость вытесняет нагретую в коллекторе, отправляя ее таким способом все в тот же теплообменник – циркулирующий подобным образом теплоноситель нагревает жидкость в другом контуре, в котором происходит точно такая же круговая циркуляция. Спросите, почему нельзя сразу нагревать жидкость в системе отопления? Ответ прост – ее много, и эффективность системы отопления будет очень низкая. Именно поэтому используется принцип теплообмена между малым и большим контурами – в малом контуре жидкость не успевает полностью остыть, и ее приходится только подогревать. Такие системы эффективно работают и в зимнее время.

И снова следует отметить дороговизну установки систем, использующих альтернативный источник энергии. В частности, немалые деньги придется отдать за сами солнечные коллекторы или тепловой насос. Да и сама система отопления также обойдется недешево. Так что, как ни крути, а наиболее простым и дешевым источником энергии по-прежнему остается углерод в твердом виде. Хотя, как знать – может вам удастся собрать эффективный коллектор своими руками, почти не потратив на него денег.

И в заключение темы про отопление загородного дома без газа скажу несколько слов о рациональном использовании энергии. Наверное, не многим открою глаза на то, что одним и тем же топливом одновременно можно не только отапливать дом, но и снабжать его горячей водой. Для этих целей твердотопливные котлы оборудуются дополнительным контуром и тепловым аккумулятором, а солнечные системы и тепловой насос дополнительным теплообменником и резервуаром для хранения нагретой воды.

Автор статьи Александр Куликов

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:

• Воздух-воздух
• Воздух-вода
• Вода-вода
• Грунт-вода

Воздух-воздух

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

«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.

Грунт-вода

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.

Вода-вода

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:

1. Биогаз
2. Гранулы из соломы
3. Гранулы торфа
4. Щепа и т. д.

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

Основные достоинства

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.

Подводим итоги

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

Котлы, работающие на биотопливе

Если вы намерены сменить газовую систему отопления на альтернативное отопление частного дома, то нет необходимости производить ее организацию с нуля. Очень часто требуется лишь замена котла. Наиболее популярными считаются такие котлы, которые работают на топливе твердого типа или электрические котлы. Не всегда такие котлы выгодны с точки зрения затрат на теплоноситель

Особое внимание нужно уделить таким котлам, которые работают на топливе биологического происхождения. Для работы системы отопления, в центре которой находится биотопливный котел, требуются специальные пеллеты или брикеты

Однако можно использовать и другие материалы, такие как:

• торф гранулированного типа;
• щепа и древесные гранулы;
• гранулы из соломы.

Главным недостатком является тот факт, что такое альтернативное отопление загородного дома может стоить намного дороже, чем газовый котел и, к тому же, достаточно дорогим материалом являются брикеты.

Брикеты из древесины для отопления

Камин может быть отличным альтернативным решением для организации такой системы, как альтернативное отопление дома своими руками. Посредством камина можно обогреть дом с небольшой площадью, но качество отопления будет во многом зависеть от того, насколько правильно был устроен камин.

Посредством насосов геоматермального типа можно нагреть даже большой дом. Для функционирования такие альтернативные способы отопления частного дома используют энергию воды или земли. Такая система может выполнять не только обогревательную функцию, но и работать как кондиционер. Это будет наиболее актуальным в жаркие месяца, когда дом нужно не обогреть, а охладить. Такой тип отопительной системы является экологически чистым и не вредит окружающей среде.

Геотермальное отопление частного дома

Солнечные альтернативные источники отопления загородного дома – коллекторы, представляют собой пластины, устанавливаемые на крыше здания. Они собирают солнечное тепло и посредством теплоносителя передают аккумулированную энергию в котельную. В баке-аккумуляторе установлен теплообменник, в который поступает тепло. После этого процесса происходит нагрев воды, которая может быть использована не только для обогрева дома, но и для различных нужд бытового характера. Современные технологии сделали возможным, чтоб такие альтернативные виды отопления частного дома собирали тепло даже в сырую или пасмурную погоду.

Солнечные коллекторы

Тем не менее, наиболее хороший эффект таких отопительных систем можно получить только в более теплых и южных районах. В северных регионах такие альтернативные системы отопления загородного дома подойдут для организации дополнительной отопительной системы, но никак не основной.

Конечно, это не самый доступный  метод, но с каждым годом его популярность только растет. Альтернативное отопление коттеджа таким способом является наиболее простым с точки зрения такой науки, как физика. Солнечные панели выделяются дорогой ценовой категорией, потому что дорогими являются процессы изготовления фотоэлементов.

Минимизация потерь тепла из дома

В заключение статьи нельзя не коснуться еще одного важного аспекта: минимизация потерь тепла из дома. Ведь, конечно, какими бы эффективными и современными ни были источники энергии в вашем доме, если он «протечет как решето», все работы будут напрасными, а экономия вашего бюджета будет минимальной

Как избавиться от потери тепла? Поскольку мы уже много раз писали на нашем портале Nedvio.com об энергоэффективности домов, различных обогревателях и технологиях пассивного строительства, мы кратко рассмотрим эти факторы здесь:

1. Улучшить изоляцию стен и крыш;
2. Выявление мостов холода и их устранение;
3. Замена окон на другие, более теплоизолированные (желательно с коэффициентом теплообмена U до 1,0 Вт / м²К);
4. Модернизация бытовой естественной механической вентиляции в системе рекуперации тепла;
5. Теплоизоляция труб и установка более эффективных котлов.

Конечно, это далеко не все факторы. Вот иллюстрированная диаграмма, показывающая, как тепло может уходить из вашего дома:

Если вы будете следовать этим рекомендациям и навести порядок в доме, в первые несколько недель вы заметите, что в доме станет теплее, а ваши счета за отопление и электричество уменьшатся. Что ж, использование альтернативных и возобновляемых источников энергии поможет вам улучшить показатели комфорта и эффективности вашего дома.

Схема «Ленинградка»

«Ленинградка» – одна из самых простых, но тем не мене достаточно эффективных и экономичных отопительных схем разводки частного дома.  Она похожа на однотрубную схему, то есть теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам помещения, постепенно теряя температуру нагрева. Магистральная труба размещается вдоль пола и закольцовывает контур от нагревательного устройства. Применять «Ленинградку» лучше всего в одноэтажных домах, чтобы все батареи находились на одном уровне. В этом случае система может работать при естественной циркуляции, но при её монтаже в двухэтажных домах  необходимо применять принудительную подачу теплоносителя.

Достоинствами этой схемы являются:

• экономный расход материалов;
• легкий монтаж;
• длительная надёжная эксплуатация;
• возможность спрятать магистральную трубу под напольным покрытием для улучшения эстетичности интерьера.

Ленинградка» не лишена существенных недостатков:

• невозможность поддерживать одинаковый температурный режим во всех помещениях;
• горизонтальная разводка не позволяет подключать теплый пол или полотенцесушители;
• большая площадь помещения требует применение циркуляционного насоса для обеспечения рабочего давления в системе.

Альтернативное отопление частного дома: котлы на биотопливе

Биотопливные котлы – это довольно распространенные сейчас источники энергии, отличающиеся высоким качеством исполнения. В данном случае топливо представляет собой пеллеты или брикеты из сырья растительного происхождения – опилок, стружки, лузги подсолнечника или отходов пиломатериалов. Такое альтернативное топливо служит хорошей заменой газу, благодаря высокой теплоотдаче – 6000-8000 килокалорий на килограмм массы.

А котлы для сжигания биотоплива – это универсальные устройства для отопления дома, обладающее высоким коэффициентом полезного действия и оснащенные автоматической системой управления. Более того, такое оборудование можно использовать для отопления самыми разными видами твердого топлива, например, дровами, углем или угольными брикетами.

Котлы на биотопливе сейчас применяются не только для обустройства индивидуального обогрева, но и для обеспечения частных домовладений горячей водой. Для этих целей обычно приобретается специальный двухконтурный котел. А можно к уже работающему устройству подключить дополнительный контур с проточным либо накопительным бойлером.

Котел на биотопливе

Альтернативное отопление в частном доме своими руками можно сделать с применением одноконтурных или двухконтурных котлов на биотопливе. Устроены последние несложно, а потому это дает возможность немного сэкономить на дорогостоящем монтаже.

Виды отопления частного дома

Газовое отопление — один из самых дешевых видов обогрева. Среди плюсов такой системы выделяют эффективность, надежность и долговечность, доступную стоимость оборудования и монтажа. Следует отличать магистральный газ и сжиженный газ в баллонах. Второй вариант обойдется гораздо дороже.

Среди минусов отметим, что газ взрыво- и пожароопасен, поэтому монтировать и подключать газовое оборудование должны только специалисты! Кроме того, при дальнейшей эксплуатации газовые котлы требуют регулярного технического обслуживания и проверки сотрудников газовой службы.

Если местность негазифицирована, применяют котлы на твердом топливе. Для топки используют уголь, дрова и пеллеты. Однако в данном случае система осложняется необходимостью приобретения или заготовки дров, для которых еще требуется сухое место хранения. Кроме того, такое сырье подходит для печного отопления загородного дома без газа.

Котлы на жидком дизельном топливе — дорогостоящие и неэкономные устройства. Кроме того, такое топливо пожароопасно, требует выполнения ряда мер по организации безопасности. Распространенным вариантом жидкого топлива является солярка. Она дорогая и создает неприятный запах, но иногда становится неплохой альтернативой и обеспечивает отопление без газа и дров.

При использовании котлов к оборудованию подключают трубы, которые расположены по дому. В котле нагревается вода, циркулирует по трубам и обеспечивает обогрев помещения. Это водяное или жидкостное отопление. В данном случае можно использовать и электрический котел. Он обеспечит отопление на даче без газа, но это дорогостоящий вариант отопления. Поэтому для частного дома лучше использовать отдельные электрические радиаторы.