Автономный источник тепла для обогрева
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Автономный источник тепла для обогрева

Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

Поиски альтернативных источников энергии привели к изобретению устройств, которые способны аккумулировать тепло, в большом количестве находящееся в окружающей среде человека. Солнечные лучи, гейзерные источники, грунт — все это в той или иной степени может удовлетворить потребности в нагреве теплоносителя для системы отопления и ГВС.

Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.

Как получить тепло в дом из земли

Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов.

Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным, потребуется решить следующие проблемы:

    Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.

Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.

  • Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.
  • Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

    Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

    Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

    Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

    Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать.

    Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

    Как устроено геотермальное отопление

    Как уже отмечалось, геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева. Что происходит в этот момент?

      В нижних слоях грунта, на дне реки или озера устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.

    Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.

    В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.

  • Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.
  • Геотермальное оборудование для использования тепла земли

    Принцип работы глубинной системы отопления дома, за счет энергии земли, основан на применении особого оборудования. Оно выполняет следующие функции: аккумулирует тепло окружающей среды, передает его теплоносителю системы отопления. Для этого используют следующие узлы:

      Испаритель — находится глубоко под землей. Функция испарителя заключается в том, чтобы поглотить тепловую энергию, находящуюся в окружающем грунте.

    Конденсатор — доводит антифриз до необходимой температуры.

    Тепловой насос — циркулирует антифриз в системе. Осуществляет контроль над работой всей установки.

  • Буферный бак — собирает нагретый антифриз в одном месте, для передачи энергии теплоносителю. Состоит из внутреннего бака, в нем находится вода из системы отопления и внутренний змеевик, по которому движется нагретый антифриз.
  • Монтаж и установка геотермального отопления

    Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя.

    После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:

      Выезд инженера на дом . Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.

    Заключение договора и приобретение необходимого оборудования . Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $

    Монтажные работы . Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.

  • Пуско-наладочные работы . Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.
  • Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

    Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:

      Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.

    На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.

  • Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.
  • Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

    Гейзерное отопление частного дома

    Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года.

    Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

    Как с помощью геотермального насоса отопить дом

    Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет.

    Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

    Тепловая энергия буквально лежит под ногами. Дело только за тем, чтобы нагнуться и «поднять» ее. В этом может помочь геотермальная установка. Монтаж насоса позволяет в зависимости от местности либо полностью компенсировать потребности в тепловой энергии, или удовлетворить их частично, существенно снизив нагрузку на основной источник отопления и систему ГВС частого дома.

    Автономный источник тепла для обогрева

    Конечно, зимы в последнее время не балуют нас морозами, но и при температуре 0°С где-нибудь на природе далеко от дома замерзнуть вполне реально. Поэтому самое время подумать об обогревателях, которые можно использовать в полевых условиях.

    Основная задача на морозе – не дать замерзнуть конечностям. Руки и ноги наиболее чувствительны к холоду, особенно в спокойном состоянии. Самый простой способ устроить лето в перчатках и ботинках – использовать автономный источник тепла (сокращенно – АИсТ). Выпускают их в городе Королеве, что под Москвой, в трех модификациях: Т3, Т7 и Т11. Цифра указывает время работы в часах. Согревающий АИсТ представляет собой мешочек из плотного нетканого материала. Достаточно размять его в руках – и внутри начнется химическая реакция с выделением тепла. Но ожогов можно не бояться: грелка набирает максимум 45–50°С. Единственное, что стоит учитывать при приобретении такого средства, – перчатки или ботинки должны быть великоваты, чтобы мешочек мог разместиться внутри.

    Читать еще:  Установка обогрева кровли

    Можно применять АИсТ и для обогрева тела. Нужно просто положить грелки во внутренние карманы. Чем больше карманов – тем комфортнее. Еще одна область применения – профилактика замерзания аккумуляторов в рациях, телефонах и другой технике. Один приложенный к девайсу мешочек способен значительно продлить время его работы.
    АИсТ Т3 – 63 руб./2 шт., Т7 – 84 руб./2 шт.,
    Т11 – 69 руб./шт.


    ДЕРЖИ НОГИ В ТЕПЛЕ
    Если ботинки у вас подогнаны по ноге и АИсТ туда поместить не получится, придется приобрести электростельки. Например, от компании Therm-ic. Они почти такие же, как обычные, из вспененного пластика, только с проводом. К проводу подключается аккумулятор – и стелька нагревается. Степень нагрева регулируется ступенчато, в трех положениях. Сам аккумулятор можно повесить либо на голенище ботинка, либо, если прикупить удлинитель, на пояс брюк. Провод при этом проходит вдоль ноги под штаниной. Стельки универсальные, и их легко подогнать под нужный размер. В комплекте две стельки. Аккумуляторы тоже расфасованы попарно, но продаются отдельно от стелек: модель каждый выбирает сам, по потребностям и в соответствии с возможностями. Есть контейнеры для пальчиковых аккумуляторов или батареек. Максимальное время работы от самого емкого аккумулятора – 16 часов.

    ЖАР КОСТЕЙ НЕ ЛОМИТ
    Вообще одежды с электроподогревом сейчас довольно много. Например, жилет EMS. Три нагревательных элемента плюс аккумуляторный блок располагаются во внутренних карманах. Заряжается аккумулятор от розетки или прикуривателя и работает от 7 до 12 часов. Как утверждают разработчики, при нагреве не излучаются вредные для человека электромагнитные волны. Регулировки температуры нет, но жилет довольно комфортен в любую погоду. Видимо, дело еще и в самой ткани этой одежки: она плотная, не пропускает ветер и работает как термос, сохраняя выделяемое обогревателем и телом тепло.
    Жилет
    с подогревом EMS – 5000 руб.


    Еще один пример в буквальном смысле греющей одежды – костюм «Двойное тепло Комфорт-Н». В названии скрыт глубинный смысл: первое тепло – это то, которое сохраняет утеплитель костюма, а второе – собственно обогрев. На самом деле костюм сделан очень грамотно, и даже без электричества он отлично подойдет для зимы. Поэтому разработчики просто дополнили удачную конструкцию термоэлементами, разместив их в области поясницы и на бедрах полукомбинезона. Так что, строго говоря, полностью греющие здесь только брюки, чего на самом деле вполне достаточно, чтобы не замерзнуть даже в сильный мороз.

    Аккумуляторная сборка переносится в отдельной сумочке, которую можно повесить на плечо под куртку или положить во внутренний карман. Интенсивность нагрева изменяется плавно с помощью поворотного регулятора. В комплекте идет зарядное устройство от сети 220 В и от прикуривателя, а также блок для стационарного размещения регулятора и разъема питания в автомобиле, на снегоходе или квадроцикле. Последний позволяет использовать бортовую сеть, не разряжая аккумулятор костюма.
    Стельки ThermicSole?– 1570 руб./пара,
    аккумуляторы Supermax+Powerpack?–5680 руб./пара

    БЬЕТСЯ В ТЕСНОЙ ПЕЧУРКЕ ОГОНЬ.
    Но это все обогреватели, так сказать, «нательные». Но есть еще помещения – палатки или более капитальные сооружения, – которые тоже требуют тепла. Для выполнения этой задачи созданы автономные топливные обогреватели. В советские времена туристы довольствовались каталитическим обогревателем «Эверест» на базе примуса «Шмель». Сейчас ему на смену пришли газовые устройства. Одно из таких – обогреватель Kovea Fire Ball. Работает он от любых баллонов, кроме системы Campingaz, и очень экономичен. «Кушает» отопитель в максимальном режиме всего лишь 66 г/ч (от трех до семи часов работы на одном баллоне), что в разы меньше, чем горелки, а благодаря отражателю и нагревательной металлической сетке выдает довольно мощный поток тепла. Так что палатка и даже небольшой домик прогреются быстро. Только без присмотра оставлять обогреватель не стоит. Защита там, конечно, есть, но если прибор упадет, от возгорания она спасет вряд ли. Отражатель у Fire Ball фиксируется в двух положениях: горизонтально и под наклоном в 45 градусов. Последнее положение рассчитано на нагрев, а горизонтальное превращает обогреватель в плиту. Так что в случае необходимости на Fire Ball можно и еду приготовить. Хотя, конечно, процесс будет более долгим по сравнению с обычной горелкой.
    Костюм «Двойное тепло Комфорт-Н»?– 16 100 руб.


    Мы рассмотрели основные типы мобильных обогревателей, способных даже в самые сильные морозы помочь сохранить тепло. Но на обогреватели, как говорится, надейся, а сам не плошай. Стоит всегда помнить, что обогреватель – лишь помощник правильно подобранной экипировке и в отличие от нее имеет несравненно меньший ресурс.

    Обогреватель Kovea Fire Ball – 3370 руб.

    АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛА (УСТРОЙСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБОГРЕВА). (Обзор)

    НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИНЦИПАХ РАБОТЫ

    Угольные грелки.
    Еще лет 90 назад изобретательская мысль обратилась к самому распространенному экзотермическому процессу – реакции горения. Появились устройства , в которых тлеющий угольный стержень, обернутый в специальную бумагу был помещен в металлический корпус, а последний в суконный чехол . Такие грелки весили сравнительно немного , а действовали 5-6 часов . На поверхности корпуса температура была от 60 до 100 градусов Цельсия .

    С + О2 –> CО2 + 94 ккал/моль

    Каталитические грелки.
    Во время первой мировой войны в окопах мерзли миллионы солдат, и за четыре военных года изобретатели США , Японии и Англии запатентовали несколько вариантов карманных жидкостных грелок . Принцип их действия был прост: каталитическое беспламенное окисление спирта или бензина . Катализатором во всех случаях служила платина. Японская грелка выглядела как портсигар, внутри которого были резервуар, набитый ватой и платиновая прокладка. В корпусе были просверлены отверстия для подачи воздуха к катализатору и отвода газообразных продуктов горения. Для запуска грелки в резервуар заливался спирт, который пропитывал вату. Затем катализатор прогревали пламенем спички и начиналась реакция. Основной недостаток каталитических грелок – ограниченный срок службы: примеси, содержащиеся в горючем быстро отравляют катализатор и греющий портсигар становится бесполезным.

    Грелки, использующие реакцию гашения извести.

    Еще в 20-х годах в Германии для разогрева пищи в полевых условиях предложили использовать тепло, выделяющееся при гашении водой негашеной извести. Однако недостаточно большой тепловой эффект реакции помешал на первых порах практическому применению этой идеи. Шагом вперед стало сочетание двух реакций : гашения извести и ее нейтрализации . Для этого в известь ввели кристаллогидраты щавелевой или лимонной кислоты . Реакции в грелке пошли по следующей схеме.

    СаО + Н2 О –> Ca(OH)2 + 10.6 ккал.
    2Са(ОН)2 + Н2С2О4 + 2 Н2О –> CаС2О4 + 4Н2О + 31 ккал

    С помощью этих двух реакций можно в портативном устройстве получить температуру от 100 до 300 градусов Цельсия . Кроме того , использование кристаллогидратов кислот позволяет запускать грелку небольшим количеством воды, а с очередными порциями извести будет реагировать вода, выделяющаяся при нейтрализации.

    Грелки, использующие реакции окисления металлов.
    В обычных условиях коррозия металлов на воздухе протекает, к счастью, медленно. Присутствие солей резко ускоряет процесс. В конце 20-х годов для обогрева бойцов Красной Армии была рекомендована “железная” грелка – в мешочек из прорезиненной ткани помимо железных опилок помещали перманганат калия и наполнители – уголь и песок. После добавления воды на поверхности грелки в течение 10-20 часов поддерживается температура 100 градусов Цельсия.

    Читать еще:  Обогрев палатки зимой инфракрасной пленкой

    4Fe + 2H2 O + 3O2 –> 2(Fe2O3 * H2O) + 390.4 ккал/моль

    Вместо железа в коррозионных грелках лучше применять алюминий. Тепла в этой реакции выделяется гораздо больше, чем при окислении железа :

    8Аl + 3Fe3O4 —> 4Al2O3 + 9Fe + 795 ккал/моль

    Грелки, использующие реакции вытеснения металлов.
    В 1940 году в СССР был разработан обогревательный пояс – обтянутый кожей медный резервуар, который крепился на брючном ремне. В резервуар засыпали 200 г. реакционной смеси – алюминиевого порошка хлористой меди , взятых в стехиометрическом соотношении . Воду в количестве 100-120 мл. добавляли в резервуар из баллончика, находящегося в нагрудном кармане. Подачу воды регулировало несложное тепловое реле. Пояс мог согревать в течение 8 часов. Эта химическая грелка была новой не только по форме, но и по содержанию: впервые было использовано тепло, возникающее при вытеснении одного металла другим – более электроотрицательным. В Ленинграде, в блокадную зиму 1942 года , использовали грелки, заполненные смесью хлористой меди и железных стружек. От одной заправки водой такие грелки работали 60-70 часов.

    Кристаллизационные грелки.
    В кристаллизационных грелках используются вещества с низкими температурами плавления и относительно высокими теплотами плавления. Подобный термоаккумулятор отдает тепло, которое высвобождается при кристаллизации или затвердевании предварительно нагретого и расплавленного вещества. Классическое рабочее тело грелок-аккумуляторов парафин. Можно использовать также стеариновую кислоту, низко плавкие кристаллогидраты, например, глауберову соль Na2 SO4 * 10H2O или тригидрат ацетата натрия CH3COONa * 3H2O. Небольшие добавки к кристаллогидратам хлористого кальция, тиосульфита натрия или глицерина позволяют замедлить процесс кристаллизации и тем самым повысить продолжительность работы грелки. Грелка разогревается за 15 сек. до 55 °С и процесс выделения тепла продолжается 25-30 минут. Грелка обладает достаточно высокой теплоемкостью и еще минут 25-30 способна отдавать тепло в режиме остывания. Грелка кристаллизационного типа хороша, как лечебное и профилактическое средство при воспалительных процессах , для больных с различными формами радикулита, для тюбажа печени и других процедур в стационарных условиях (дома или в больнице).

    Использование кристаллизационных грелок в чрезвычайных ситуациях в полевых условиях ограничено непродолжительностью режима тепловыделения грелок.

    Основное достоинство грелок кристаллизационного типа – возможность многократного использования: для восстановления исходного состояния грелки достаточно прокипятить ее в воде в течении 15-20 минут.

    ГРЕЛКА ИЗ ПРОБИРКИ
    В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода.

    Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.

    Для начала проведем несложный опыт. Пойдите на кухню и возьмите пачку поваренной соли. Впрочем, пачка не понадобится. Достаточно будет 20 г (2 чайных ложки). Затем загляните в шкафчик, где хранятся всевозможные хозяйственные препараты и материалы. Наверняка там сохранилось после ремонта квартиры немного медного купороса. Его понадобится 40 г (3 чайных ложки). Древесные опилки и кусок алюминиевой проволоки, надо полагать, тоже найдутся. Если так, все готово. Разотрите в ступке купорос и соль так, чтобы величина кристаллов не превышала 1мм (разумеется, на глаз). В полученную смесь добавьте 30 г (5 столовых ложек) древесных опилок и тщательно перемешайте. Кусок проволоки согните спиралью или змейкой, вложите в банку из-под майонеза. Туда же засыпьте подготовленную смесь так, чтобы уровень засыпки был на 1-1.5 см ниже горлышка банки. Грелка у вас в руках. Чтобы привести ее в действие, достаточно влить в банку 50 мл (четверть стакана) воды. Спустя 3-4 минуты температура грелки поднимется до 50-60° С.

    Откуда берется в банке тепло, и какую роль играет каждый из компонентов? Обратимся к уравнению реакции:

    В результате взаимодействия медного купороса с поваренной солью образуется сульфат натрия и хлорная медь. Именно она нас интересует. Если вычислить тепловой баланс реакции, то окажется, что при образовании одной грамм-молекулы хлорной меди выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения в исходных образующихся препаратов — 24999 калорий. Итого: примерно 29600 калорий.

    Тотчас же после образования хлорная медь вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой:

    При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84000 калорий.

    Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет: грелка самая настоящая.

    А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло и затем постоянно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется, по меньшей мере, два часа.

    И последнее замечание: банка, конечно, не лучший сосуд для грелки. Она понадобилась нам только для демонстрации. Так что сами подумайте над формой и материалом для резервуара, в который поместить греющую смесь.

    Источник: журнал “Юный техник”, №5, 1983г., стр.78-79.
    Автор: инженер Ф. Никулин.

    Минусы геотермального отопления

    Земные недра – известный с древнейших времен источник тепла. На глубине 6 метров от поверхности грунта начинается область стабильной температуры, которая круглогодично равняется средней годовой температуре атмосферы региона (примерно +15 ⁰С в умеренной климатической зоне). Поговорим про минусы геотермального отопления.

    Сегодня тепло Земных недр активно используется для организации геотермального отопления.
    Разумеется, несмотря на неиссякаемость тепловой энергии грунта, организация геотермального отопления сопряжена со множественными сложностями, как технического, так и экономического характера. С точки зрения финансовой выгоды, установка геотермальной системы уступает традиционному твердотопливному, газовому и электрическому обогреву.

    Главные недостатки геотермального отопления

    1. Необходимость электрической энергии. Простейшая геотермальная система требует для получения 4 (кВт) тепловой энергии не менее 1 (кВт) электричества.

    Забор тепла от грунта не происходит сам по себе. Для теплообмена обязательно и непременно используется насос. Случись что с электросетью, отопительный контур сразу перестанет обеспечивать объект теплом, так как тепловой насос остановится без электропитания.

    2. Низкий уровень теплоотдачи. Традиционная горизонтальная система геотермального отопления, которая уходит под землю на глубину 15-30 метров, обеспечивает лишь 40 (Вт) тепловой энергии с каждого погонного метра подземной магистрали.

    Для получения 4 (кВт) тепловой энергии нужно задействовать не менее 100 (м) трубопроводного контура. Если же планируется отапливать объект общей площадью 250 (м2) (высота потолка 2,5-3 метра), нужно задействовать систему отопления мощностью не менее 27,5 (кВт). Для работы такого оборудования понадобится минимум 688 метров погонных подземного трубопровода.

    Это далеко не все недостатки геотермального теплового насоса.

    3. Ограниченная сфера применения. Геотермальное отопление возможно установить далеко не на каждом объекте. К примеру, отапливать отдельную квартиру в многоэтажке или какой-нибудь магазин в центральных районах города точно не получится. Разрабатывать грунт на территории густонаселенных жилмассивов вряд ли кто-то разрешит.

    Другое дело, если геотермальное отопление организовывается на территории жилищного объекта из частного сектора или для какого-нибудь предприятия на окраине города.

    4. Высокая стоимость установки геотермального отопления. Само оборудование для организации геотермального отопления стоит минимум в 10 раз дороже аналогичной по мощности газовой техники.

    Но покупка оборудования является далеко не полной статьей расходов. В сумму установки геотермального отопления нужно дополнительно включить расходы на создание и обустройство подземных коммуникаций. Не нужно забывать и про пусконаладочные работы, а также обслуживание.

    Читать еще:  Требования к счетчикам газа для котельной

    Геотермальное отопление обходится очень дорого.

    5. Длительная окупаемость. Срок окупаемости среднестатистической геотермальной системы во многом превышает 10-15 лет. Большой срок окупаемости обусловлен высокой стоимостью оборудования и монтажа коммуникаций.

    Для сравнения, традиционный бытовой газовый котел мощностью до 12 (кВт) окупается в среднем за 5 лет.

    Вывод

    Конечно, минусы данного типа отопления хорошенько компенсируются преимуществами геотермальных систем. Стоит отметить, что геотермальное отопление не наносит вреда экологии. Если вы приверженец “зеленой энергетики” и не сильно ограничены в бюджете, то грех не использовать геотермальную энергию.

    Еще одним важным преимуществом геотермальных коммуникаций является неприхотливость к обслуживанию. Так же как и к хорошему холодильнику, к геотермальному насосу можно не подходить для сервиса на протяжении первых 30 лет точно.

    Источники альтернативного отопления в частном доме

    Альтернативное отопление частного жилища дает возможность получения тепла из природных источников с минимизацией экологической нагрузки на окружающую среду. Массовое использование восполняемых естественных источников энергии способствует более экономному расходованию природных ресурсов. Удорожание ценовых тарифов за газ и электричество также побуждает жильцов искать альтернативы, с которыми бы не пришлось оплачивать счета.

    Определение альтернативного отопления

    Альтернативные источники отопления частного дома включают в себя виды систем теплоснабжения, где задействуются природные источники энергии. При этом затраты на монтаж таких установок должны быть доступными и несравнимыми со стоимостью обслуживаемого жилища. Используются такие схемы, как правило, в загородных домах. Для обитателей многоквартирных комплексов вопрос об этом не поднимается, так как каждая квартира подключена к централизованному отоплению.

    Интерес к альтернативным источникам отопления связан с неуклонным повышением цен на большинство распространенных энергоносителей. Это относится и к самому дешевому варианту – магистральному теплоснабжению. Из-за ограниченности природных ресурсов эта тенденция будет наблюдаться и в будущем, что вынуждает искать новые источники энергии. Помимо экономической выгоды, такие способы обогреть дом хороши тем, что атмосфера не загрязняется твердыми и газообразными выбросами, получаемыми при сжигании разных типов топлива. Это способствует улучшению экологической обстановки.

    Разновидности альтернативного обогрева

    Способы обогреть дом без подключения к магистральным энергоносителям можно классифицировать на основании того, какой источник применяется для генерации теплоты. Они отличаются между собой по конструкции установки и налагаемым ограничениям.

    Энергия биомассы

    Этот метод наиболее привычен для большинства потребителей. Сюда относятся такие формы твердого топлива, как опилки (и пеллеты из них), древесные отходы, соломка, сено, другие побочные растительные продукты сельского хозяйства.

    Чтобы получать тепло от сжигания подобного сырья, в ряде случаев не придется даже фундаментально перестраивать отопительную систему. При использовании твердотопливного или комбинированного котла или печи, способной усваивать подобное топливо, ничего делать не нужно. Если отопительный агрегат не может работать с биомассой, его демонтируют и устанавливают на его место подходящий. Компактный и простой в монтаже вариант – металлическая печь. Также подойдут специальные теплогенераторы с автоматикой, работающие на гранулах и пеллетах биомассы.

    Существуют также установки для переработки отходов сельского хозяйства и жизнедеятельности животных в газовое топливо. Подвергнув его очистке, можно применять его для обслуживания обычного газового котла. Оставшиеся после процесса отходы используют на полях для удобрения.

    Гелиосистемы

    Существуют разные схемы обогрева жилища солнечной энергией. Одни основываются на превращении ее в электрическую, служащую для работы отопительных приборов. В других нагреваемая солнцем жидкость-теплоноситель циркулирует через конвекторные или радиаторные элементы. Самая простая система базируется на применении коллекторного устройства и насоса, обеспечивающего движение воды.

    Возможны следующие вариации исполнения установки:

    • Коллектор работает параллельно с электрическим нагревателем. Температура воды регулируется датчиком. При ее падении ниже заданного значения в нагреве задействуются ТЭНы.
    • В солнечную батарею устанавливают инверторное устройство и аккумулятор. В светлое время суток в нем накапливается энергия. Если использовать емкие аккумуляторы и крупные батареи с большой рабочей площадью, получится автономная отопительная установка. Проблема в том, что срок службы аккумуляторных элементов не превышает пяти лет, а их цена сопоставима с тратящимся в те же сроки электричеством.
    • Батарея с инвертором и контроллером, подключающимися параллельно розетке. Задействуется также механический счетчик. В солнечное время года, когда батареи производят еще больше электроэнергии, чем нужно для отопления, прибор отсчитывает киловатты в обратную сторону. Это очень помогает экономить ресурсы. Электронный прибор для этой установки не подойдет – он не имеет обратного хода.

    Способ хорош полным отсутствием нагрузки на экологию и нужды платить за солнечную энергию, а также экономией места в помещении (коллекторы устанавливаются на крыше или во дворе).

    В России круглогодично применять гелиосистемы в качестве единственного метода отопления выйдет только в южных районах. На большей части территории страны приходится в зимнее время сочетать использование коллекторов с другими типами обогрева – например, электрическим.

    Энергия ветра

    Здесь принцип действия основан на преобразовании механической энергии ветрогенератора в электричество, которое затем используется для отопления жилплощади. Крыльчатые устройства бывают с малым числом лопастей (1-2 пары) и с большим (до 24). Механизмы первого типа требуют более интенсивного ветра для инициации работы (минимум 5-8 м/с), обладают высоким КПД. У многолопастных генераторов высокая материалоемкость, они функционируют бесшумно и запускаются при минимальном дуновении, но КПД у них ниже. Крыльчатки имеют крупные размеры: устройство на 4 квт может иметь таковую с протяженностью 10 м.

    Есть генераторы карусельного исполнения с перемещающимися по круговой траектории лопастями. Они запускаются от минимального ветра, бесшумны, но имеют невысокий КПД. Как и в случае с гелиосистемами, для полноценного обслуживания жилплощади нужно постоянное присутствие энергетического фактора (ветра), поэтому лучше всего они подойдут для регионов с соответствующей погодой.

    Тепловые насосы

    Такие устройства переносят в жилище тепло от источника с малым потенциалом. Основные компоненты схожи с таковыми у холодильных камер – компрессор, теплообменник и блок испарения. Наиболее экономный по цене вариант – сплит-система типа «воздух-воздух», установленная на режим отопления. Есть и насосы с ребристым теплообменником, обдуваемым тихоходным вентилятором. Они используют уличные воздушные массы. Стоимость установки невелика, но в холодную погоду ее эффективность снижается. Объясняется это тем, что у охлажденного воздуха тяжелее отобрать тепло.

    Насосы вида «грунт-вода» снабжены горизонтальным коллекторным элементом. Их погружают в почву ниже точки замерзания. Взятое у нее тепло тратится на нагрев воды либо передается обогревателям. Если по соседству с жилищем имеются проточные грунтовые воды, можно смонтировать насос типа «вода-вода».

    Достоинства и недостатки

    Неоспоримый плюс альтернативного отопления частного дома – экологичность. Энергоустановки помогают сберечь природные ресурсы, исключают или минимизируют выбросы продуктов сжигания топлива в атмосферу. Благодаря отсутствию открытого огня и дымовых газов обеспечивается максимальная безопасность для жилища и его обитателей. Такие формы отопления обеспечивают автономность (или, как минимум, снижают зависимость от магистральных сетей). Еще один плюс – жильцам не потребуется обращаться в инстанции для получения требуемых документов.

    Минусы связаны с тем, что для забора энергии из природных источников, достаточной для полного обслуживания дома, в ряде случаев требуются определенные климатические параметры.

    Основы и принципы работы альтернативного отопления

    Функционирование большинства таких отопительных систем базируется на заборе энергетического ресурса из того или иного природного источника (ветер, почва, вода, солнечный свет) с последующей трансформацией ее в электричество, используемое для работы отопительных приборов. Есть и варианты, не использующие электричество, когда тепло передается жидкому теплоносителю, текущему по радиаторам (некоторые гелиосистемы и тепловые насосы). Сжигание биотоплива в печи или котле позволяет обогревать помещение без привязки к магистральным сетям.

    Альтернативные источники отопления привлекательны экологичностью и возможностью автономного обслуживания дома. Для качественного обогрева в зимнее время их приходится дополнять другими устройствами.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector