Солнечные батареи
Использование энергии солнца для отопления является самым недорогим и доступным способом. Главной задачей является преобразование солнечных лучей в тепло с минимальными потерями.
Устройство системы
Главным элементом такой системы является солнечный коллектор. Это устройство, состоящее из трубок, которые ведут к резервуару с теплоносителем. Коллекторы бывают вакуумные, воздушные и плоские. Кроме них в состав входят следующие узлы:
- теплообменник;
- накопительный бак;
- трубопровод;
- аванкамера.
Накопительный бак – это емкость с нагретым теплоносителем. Из верхней части емкости жидкость подается в отопительные приборы. После прохождения всего отопительного контура остывший теплоноситель вновь поступает в бак.
Аванкамера служит для предотвращения задержки воздуха в отопительном трубопроводе. Она представляет собой бак, который располагается в самой высокой точке системы. Устанавливать коллекторы необходимо под углом в 35–40°. Такой уклон обеспечит максимальную эффективность. Чтобы свести к минимуму тепловые потери, все трубопроводы, ведущие от коллектора к теплообменнику, необходимо изолировать.
Достоинства и недостатки
Стоит отметить основные преимущества солнечной батареи:
- высокая эффективность;
- длительный срок службы — более 25 лет;
- простота обслуживания;
- независимость от низких температур воздуха.
Но все же батареи лучше использовать как дополнительный источник тепла для частных домов. В зимнее время энергии солнца будет недостаточно, чтобы аккумулировать необходимое количества тепла. Во время повышенной облачности, ваше жилище также может остаться холодным. Новые технологии позволяют объединять несколько видов отопления в один комплекс, и солнечные батареи могут быть совмещены с геотермальной установкой или инфракрасным излучением.
Также к недостаткам можно отнести очень высокие цены на солнечные коллекторы и оборудование. Для отопления дома в 100 м² монтаж солнечных батарей обойдется примерно в 900 000 рублей.
Инфракрасное отопление дома
Как наиболее эффективно преобразовать электрическую энергию в тепловую? Идеальный вариант – генерирование ИК лучей в диапазоне волн от 10-15 мкм. Для этого используют специальные резистивные элементы, изготовленные из карбона. Современная финская технология отопления применяет именно такой тип обогревателей.
Они представляют собой полимерную вспененную основу с нанесенным слоем фольги. На ее поверхности располагаются резистивные элементы, которые при подключении электрического тока излучают ИК волны. Эти современные технологии отопления не возможны без электронного блока управления – они предназначены для регулировки мощности в зависимости от температурных параметров в помещении и установок пользователя
По схеме финской технологии отопления монтаж выполняется на потолок в комнате. Таким образом достигается максимальный нагрев всего объема помещения. Боковой монтаж менее эффективен. Но в отличие от технологии монтажа отопления из полипропиленовых труб, установка ПлЭн требует обязательного утепления потолка и стен. Помимо этого нужно учитывать такие особенности ИК отопления:
- Максимальный уровень нагрева пленки составляет около 40-50°С;
- Тепловые потери в здании не должны превышать нормативных. В противном случае нагрев воздуха не будет выше 16-17°С;
- Технология установки радиаторов отопления предусматривает относительно небольшую площадь батарей. Для эффективности работы ПлЭн площадь покрытия потолка должна достигать 60-70% от общей;
- В отличие от технологии монтажа водяного отопления для ИК не нужно устанавливать котлы, трубопроводы и другие элементы системы.
Но почему же ПлЭн не получил столь широкого развития? Несмотря на то, что оно относится к инновационным технологиям в отоплении, степень нагрева воздуха в жилом здании во многих случаях остается неудовлетворительной. Это объясняется большими тепловыми потерями.
| Размеры ПлЭн, мм | Мощность, Вт | Стоимость, руб. |
| 600*500 | 66 | 285 |
| 1800*500 | 198 | 855 |
| 2500*500 | 264 | 1140 |
| 3000*500 | 330 | 1425 |
К тому же нужно учитывать инертность этой системы, что во многих случаях недопустимо для новых технологий отопления загородного дома. Выход на нормальный режим может продлиться от 2-х до 4-х недель.
Основные элементы контуров отопления
Частные дома обогреваются системами отопления. В них применен удобный и универсальный способ доставки тепла с помощью теплоносителя. Греть теплоноситель можно различными способами. Часто владельцы используют несколько приборов нагрева воды.
Любая схема отопления в частном доме состоит из составных частей:
- генератор тепла (котел);
- действующая схема системы отопления частного дома, включая арматуру и оборудование;
- контрольные и отопительные приборы.
При желании создать отопление частного дома своими руками схемы выбираются исходя из возможностей. Вариантов немного, их всего два:
- однотрубная схема — все батареи подключены к одной трубе, по которой идет подача и «обратка»;
- двухтрубная схема — раздельные трубы для подачи и «обратки».
Определить, какая схема частного дома отопления оптимальна, трудно, особенно для неспециалиста, поэтому обязательно стоит проконсультироваться у профессионала. Большинство специалистов по контурам отопления убеждены, что двухтрубная схема отопления частного дома оптимальна. Существует ошибочное мнение о меньших затратах на однотрубную систему.
Традиционные отопительные системы
Чаще всего для отопления используют воду или различные антифризные жидкости, которые циркулируют по трубам. Жидкость нагревается при помощи газовых котлов, которые могут работать на жидком, твердом и газовом топливе. В последнее время в качестве нагревающих элементов стали использовать электродные и индукционные котлы .
Водяное отопление популярно за счет доступности и эффективности теплоносителя у владельцев коттеджей и прочего загородного жилья. Водяную систему легко смонтировать самостоятельно. Положительным моментом является то, что объем воды в системе остается постоянным.
Недостатки водяного отопления в длительном времени прогревания помещения, возможных протечках и разрывах труб. Нельзя отключать водяную систему зимой, так как вода замерзнет и разорвет трубы.
Нагревательные котлы
Среди новинок в этой категории, появившихся на строительном рынке, можно отметить следующие образцы:
котлы индукционного типа, функционирующие от электрической сети. Эти конструкции представляют собой трубу, состоящую из диэлектрика с помещенным внутрь металлическим сердечником. Свое название они получили благодаря наличию индукционной катушки, намотанной поверх трубы. Именно эта часть котла является источником появления токов энергии. Как результат, устройство нагревается и передает тепловую энергию теплоносителю, которым, как правило, выступает обычная вода. Среди преимуществ такой модели – высокая производительность работы, несмотря на совсем небольшой размер
Кроем того, конструкция индукционного котла не имеет составных частей, склонных к износу, что также немаловажно; котел, именующийся электродным. Его форма также крайне удобна благодаря небольшому размеру. Нагрев теплоносителя достигается благодаря помещению внутрь него двух электродов, в результате чего вода, являющаяся электролитом, нагревается
Особенность этой модели котла еще и в том, что он является полностью безопасным для эксплуатации, так как в случае появление даже минимальной утечки механизм немедленно перестанет работать благодаря принципу своего устройства. Тем не менее, в связи с тем, что функционирование такого котла напрямую зависит от электричества, его эксплуатацию сложно назвать экономичной, поскольку затраты электроэнергии будут весьма существенными, несмотря на заверение многих продавцов этого оборудования; котлы, именуемые конденсационными. Эти механизмы представляют собой нагревательные элементы, работающие на газу, а точнее, на энергии, полученной от его сжигания. Это значит, что все продукты сгорания конденсируется на специальном отведенном для этого теплообменном элементе, за счет чего и происходит его нагрев. Примечательны такие котлы тем, их производительность является очень высокой (КПД может достигать 100% и даже больше при условии, если за показатель в 100% принять общий объем выделяемой тепловой энергии). Принцип работы такого котла основан на таком процессе, как пиролиз. Дрова, служащие основным топливом, сгорают в два этапа. Изначально горение проходит в условиях малого количества кислорода, в результате чего появляется зола и газ, который впоследствии сгорает в отдельной камере. Благодаря такому принципу работу появляется возможность контролировать работу котла и максимально удобно распределять нагрев по всему жилищу
Нагрев теплоносителя достигается благодаря помещению внутрь него двух электродов, в результате чего вода, являющаяся электролитом, нагревается. Особенность этой модели котла еще и в том, что он является полностью безопасным для эксплуатации, так как в случае появление даже минимальной утечки механизм немедленно перестанет работать благодаря принципу своего устройства. Тем не менее, в связи с тем, что функционирование такого котла напрямую зависит от электричества, его эксплуатацию сложно назвать экономичной, поскольку затраты электроэнергии будут весьма существенными, несмотря на заверение многих продавцов этого оборудования; котлы, именуемые конденсационными. Эти механизмы представляют собой нагревательные элементы, работающие на газу, а точнее, на энергии, полученной от его сжигания. Это значит, что все продукты сгорания конденсируется на специальном отведенном для этого теплообменном элементе, за счет чего и происходит его нагрев. Примечательны такие котлы тем, их производительность является очень высокой (КПД может достигать 100% и даже больше при условии, если за показатель в 100% принять общий объем выделяемой тепловой энергии). Принцип работы такого котла основан на таком процессе, как пиролиз. Дрова, служащие основным топливом, сгорают в два этапа. Изначально горение проходит в условиях малого количества кислорода, в результате чего появляется зола и газ, который впоследствии сгорает в отдельной камере. Благодаря такому принципу работу появляется возможность контролировать работу котла и максимально удобно распределять нагрев по всему жилищу.
Радиаторы и трубы отопления
Помимо современных отопительных котлов не менее важными компонентами являются трубы и радиаторы. Они необходимы для эффективной передачи тепловой энергии воздуху в помещении. Во время проектирования системы необходимо решить две задачи – уменьшить тепловые потери при транспортировке теплоносителя по трубам и улучшить теплоотдачу батарей.
Любые современные радиаторы отопления должны не только иметь хорошие показатели теплопередачи, но и удобную для ремонта и обслуживания конструкцию. Это же касается трубопроводов. Их монтаж не должен вызывать затруднений. В идеале установку может осуществить сам владелец дома без применения дорогого оборудования.
Современные радиаторы отопления
Конструкция радиаторов отопления
Для увеличения теплоотдачи в качестве основного материала изготовления батарей все чаще используют алюминий. Он имеет хорошие показатели теплопроводности, а для получения нужной формы можно применять технологию литья или сварки.
Но нужно учитывать, что алюминий очень чувствителен к воздействию воды. Современные чугунные радиаторы отопления лишены этого недостатка, хотя и обладают меньшей энергоемкостью. Для решения этой проблемы была разработана новая конструкция батарей, у которых водяные каналы изготавливаются из стальных или медных труб.
Эти современные трубы для отопления практически не подвергаются коррозии, имея минимальные размеры и толщину стенок. Последнее необходимо для эффективной тепловой передачи алюминию энергии от горячей воды. У современных радиаторов отопления есть несколько преимуществ, заключающихся в следующем:
- Долгий срок эксплуатации – до 40 лет. Однако он зависит от условий работы и своевременного выполнения прочистки системы;
- Возможность выбора способа подключения – верхнее, нижнее или боковое;
- В комплектацию может входить кран Маевского и терморегулятор.
В большинстве случаев модели современных чугунных радиаторов отопления делают дизайнерскими. Они имеют классические формы, некоторые из них изготавливаются в напольном варианте с элементами художественной ковки.
КПД радиатора отопления зависит от правильной установки и способа подключения. Это обязательно учитывается при монтаже системы.
Современные трубы отопления
Полимерные трубы для отопления
Выбор современных труб отопления во многом зависит от материала их изготовления. В настоящее время чаще всего используют полимерные магистрали из полипропилена или сшитого полиэтилена. Они имеют дополнительный армирующий слой из алюминиевой фольги или стекловолокна.
Однако они имеют один существенный недостаток — относительно низкий порог температурного воздействия до +90°С. Это влечет большое температурное расширение и как следствие – повреждение трубопровода. Альтернативой полимерным трубам могут служить изделия из других материалов:
- Медные. С точки зрения функциональности медные трубопроводы соответствуют всем требованиям к отопительной системе. Они просты в монтаже, практически не изменяют форму даже при экстремально высоких температурах теплоносителя. Даже при замерзании воды стенки медных магистралей будут расширяться без повреждения. Недостаток – высокая стоимость;
- Нержавеющая сталь. Она не подвергается ржавлению, ее внутренняя поверхность имеет минимальный коэффициент шероховатости. К недостаткам можно отнести стоимость и трудоемкий монтаж.
Как правильно подобрать оптимальную комплектацию современного отопления? Для этого необходимо воспользоваться комплексным подходом – сделать правильный расчет системы и согласно полученным данным выбрать котел, трубы и радиаторы с соответствующими эксплуатационными характеристиками.
В видеоматериале показан пример современного отопления дома с помощью системы теплый пол:
Классификация по конструкционному типу
Принцип работы геотермального отопления схож с принципом работы кондиционера или холодильника. Основным элементом является тепловой насос, включенный в два контура.
Принцип работы геотермального (теплового) насоса
Внутренний контур представляет собой традиционную систему отопления, состоящую из труб и радиаторов. Внешний – внушительных размеров теплообменник, находящийся под землей или толщей воды. Внутри него может циркулировать как специальная жидкость с антифризом, так и обычная вода. Теплоноситель принимает на себя температуру среды и «подогретый» поступает в тепловой насос, аккумулированное тепло передается внутреннему контуру. Таким образом происходит нагрев воды в трубах и радиаторах.
Геотермальный (тепловой) насос – ключевой элемент системы. Это компактный агрегат, занимает места не больше, чем привычная нашему взгляду стиральная машина. Если говорить о производительности, то на каждый 1 кВт потребленной электроэнергии, насос «выдает» до 4-5 кВт тепловой энергии. В то время как обычный кондиционер, который имеет схожий принцип работы, на 1 кВт затраченной электроэнергии «ответит» 1 кВт тепловой.
Схема устройства геотермального отопления в частном доме
Надо признать, что устройство этого вида отопления является самым дорогим и трудоемким на сегодняшний день. Львиную долю его стоимости составляет покупка оборудования и, конечно, земляные работы. Естественно, что бережливый хозяин задумывается, а нельзя ли сэкономить, например, на монтаже и сделать геотермальное отопление своими руками? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться, какие же системы применяют чаще всего и уяснить особенности их устройства.
Горизонтальный теплообменник
Довольно часто используют горизонтальный контур, при устройстве которого трубы укладывают в траншеи на глубину большую, чем уровень промерзания почвы в данной местности.
Недостаток системы геотермального отопления с горизонтальным контуром — большая площадь, занимаемая коллектором
Недостаток – территория, занимаемая контуром, должна быть намного больше самого дома, так, для отопления здания площадью в 250 м², под трубы «уйдет» около 600 м². Не каждый застройщик может позволить себе подобную роскошь.
К тому же возникают неудобства, если участок уже облагорожен, приходится соблюдать, например, расстояние от деревьев (1,5 м) и многие другие нюансы.
Вертикальный теплообменник
Более компактный, но и более дорогой вариант – вертикальный теплообменник. Для его установки не потребуется большая площадь, но зато потребуется специальное бурильное оборудование.
Монтаж вертикального теплообменника требует использования специального бурильного оборудования
Глубина скважины, в зависимости от технологии, может достигать 50-200 м, зато срок ее службы до 100 лет. Особенно актуален этот способ, когда планируют геотермальное отопление загородного дома с обустроенной прилегающей территорией, он позволяет сохранить ландшафт практически в первозданном виде.
Водоразмещенный теплообменник
Наиболее экономичная геотермальная установка использует тепловую энергию воды. Ее рекомендуют, если расстояние до ближайшего водоема не превышает 100 м.
Водоразмещенный теплообменник является наиболее выгодным и следовательно более целесообразным для устройства
Контур из труб в виде спирали укладывают на дно, глубина залегания должна быть меньше 2,5-3 м, то есть глубже зоны промерзания. Площадь водоема – от 200 м². Главный плюс – нет необходимости выполнять трудоемкие земляные работы, но необходимо получить разрешение специальных служб. Затратив значительные средства на дорогостоящее оборудование, не стоит экономить на качественном монтаже. Ведь именно от него будет зависеть качество и эффективность всей системы.
Как видим, смонтировать геотермальное отопление дома своими руками не так уж просто. Из всех перечисленных видов, пожалуй, только последний вариант будет достаточно просто воплотить в жизнь самостоятельно. Но даже в этом случае стоит взвесить, все «за» и «против».
Отопление дома без насоса. Два проверенных временем варианта
До 90-ых годов прошлого века, отопление дома без насоса было единственно доступным, так как было не развито направление по изготовлению циркуляционных насосов и продвижению их в массы. Таким образом, владельцы и застройщики частных домов вынуждены были монтировать отопление в своих домах без насоса.
Но когда в 90-ых годах в СНГ начали привозить хорошее котельное оборудование, трубы и компактные циркуляционные насосы, то ситуация резко изменилась. Все начали монтировать системы отопления. которые без насоса не работают. Про самотечные системы стали забывать. Но сегодня ситуация меняется. Застройщики частных домов вновь вспоминают об отоплении дома без насосов. Так как повсеместно можно проследить перебои и нехватку электроэнергии, которая так нужна для работы циркуляционного насоса.
Особенно остро вопрос качества и количества подачи электричества стоит в новостройках.
Вот почему сегодня как никогда вспоминается одна пословица «Все новое – это хорошо забытое старое!». Эта пословица очень актуальна сегодня, для отопления дома без насоса.
Например, раньше для отопления использовались только стальные трубы, самодельные котлы и открытые расширительные баки. Котлы были с низким КПД, трубы стальные громоздки, и их не рекомендуется прятать в стены.
Расширительные баки располагали на чердаках. из-за этого были тепло потери и угроза залива крыши или промерзания трубок в баке. Что в свою очередь часто приводило к взрыву котла, разрыву труб и человеческим жертвам.
Сегодня благодаря современным котлам, трубам и другим устройствам отопления можно сделать шикарную, экономичную систему отопления без насоса. Благодаря современным экономичным котлам можно добиться существенной экономии.
Современные пластиковые или медные трубки можно легко спрятать в стены. Так же отопление дома сегодня можно сделать, как с радиаторами, так и с теплыми полами.
Сегодня можно выделить две основные системы отопления дома без насоса.
Первая и самая часто встречающаяся система называется Ленинградка. или с горизонтальным разливом.
Главное в системах отопления дома без насоса — это уклон труб. Без уклона система работать не будет. Из-за уклона «Ленинградка» не всегда подойдет, так как трубы проходят по всему периметру дома. Так же из-за того, что уклона может не хватить, приходиться опускать котел ниже уровня вашего пола. Котел в этом случае неудобно топить и чистить.
Так же при монтаже системы отопления дома без насоса Ленинградки мешают дверные проемы по пути следования труб. При этом необходимо сделать подоконники высотой не менее 900мм.
Это нужно, чтобы был смонтирован радиатор и хватило высоты для труб по уклону. В остальном система вполне работоспособная, именно с чугунными, стальными и алюминиевыми радиаторами.
Вторая система отопления дома без насоса называется «Паук» или вертикальная система с верхним разливом.
На сегодня это самая надежная и практичная система отопления дома без насоса. Главное, что система «Паук» лишена всех недостатков «Ленинградки», за исключением уклона именно обратки, из-за которого тоже приходится опускать котел ниже пола.
В остальном система «Паук» — это самая работоспособная система. К системе «Паук» можно прикрутить любые радиаторы и теплые полы. Можно на радиаторы в системе «Паук» смонтировать клапаны под термоголовку и спрятать трубы в стены и так далее.
Сегодня все чаще приходится рекомендовать застройщикам именно систему «Паук», т.к. на сегодня это идеальная система отопления дома без насоса.
Благодарим Вас, что дочитали эту статью!
3 Кварцевые нагреватели
Панельное отопление в большинстве случаев представлено именно такой разновидностью устройств, которые в полной мере соответствуют необходимой безопасности в экологии и энергоэффективности. Конструктивно прибор представлен плитой, в процессе производства которой задействован кварцевый песок:
- материал соединяется со специальным раствором;
- нагревательным армирующим элементом выступает хромоникелевая деталь;
- полученная масса поступает в пресс, где ей задается при определенной температуре необходимая форма, прочность и твердость.
На выходе создается электрическое отопление, выстроенное на способности кварцевой плиты аккумулировать ток, расходящийся с помощью хромоникелевого проводника. Когда система приводится в действие, панель за короткое время прогревается и сохраняет приобретенное тепло, находясь в выключенном состоянии. Заданный температурный режим поддерживается длительное время (несколько часов), а агрегат при этом не работает.
Правила работы отопительной системы
Когда монтаж системы будет полностью закончен, ее следует заполнить теплоносителем. При этом все краны, которые используются для стравливания воздуха, должны быть открыты. После того, как виды отопления частного дома будут заполнены теплоносителем, следует растопить котел, используя незначительное количество топлива. Это дает возможность проверить равномерность прогрева системы – не должно быть излишне горячих или холодных участков (в таком случае следует открыть клапан радиатора и спускать воду до тех пор, пока не пойдет горячая).
После нескольких пробных запусков резьбовое соединение перестает пропускать воду. Тогда можно начинать топить котел на полную мощность.
Мощность котла – весьма важный показатель, который непременно должен быть подобран правильно. В случае если мощность выше, существует возможность закипания котла, что, в свою очередь, может повлечь самые печальные последствия не только для отопительной системы, но и для всего дома. Если мощность котла слишком низкая, это сказывается на уровне температуры обрата – он не превышает 40 градусов.
Правильно смонтированные работающие методы отопления частного дома не должны издавать посторонних звуков. Кроме того, разница температуры подаваемого теплоносителя и обрата не превышает 40 градусов. Видео по установке системы можно посмотреть ниже.
