Способы обогрева домов доклад

Разновидности новых технологий в отоплении частных домов

Постоянный рост цен на отопление способствует тому, что люди прибегают к использованию альтернативных источников. Разработки в этой области позволяют применять природные ресурсы, такие как солнце, вода и земля. Также новые технологии внедряют целые комплексы по отоплению дома.

Какую отопительную систему выбрать? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо изучить все особенности работы и определить условия для правильного функционирования. Также немаловажным фактором является рентабельность и целесообразность выбранного вида.

Новые технологии с применением альтернативных теплоносителей приходят на смену привычным для всех газовых и электрических отопительных установок. Различают четыре вида систем в зависимости от источника:

• гидротермальные;
• геотермальные;
• солнечные;
• инфракрасные.

Рассмотрим их подробнее.

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

Принцип действия

Установку можно разбить на три составляющие:

• внешний контур;
• внутренняя разводка;
• геотермальный насос.

Внешний контур представляет собой конструкцию труб, проложенную под землей на уровне подземных вод. Глубина их залегания должна быть ниже глубины промерзания. Внешний контур представляет собой отопительные коммуникации дома.

Принцип действия установки заключается в следующем. Тепло подземных вод передается теплоносителю внешнего контура. При помощи насоса он поступает в теплообменник. После чего осуществляется передача тепла на внутреннюю разводку. Всех сложностей монтажа можно избежать, если поблизости находится водоем. Теплообменник погружается в воду и подключается к отоплению. Площадь водоема должна быть не менее 200 м².

Преимущества устройства

Конструкция имеет следующие преимущества:

• универсальность — система может работать не только как отопительная, но и охлаждающая;
• низкий расход электроэнергии — она необходима только для питания насоса и составляет порядка 1 кВт в час;
• пожарная безопасность обеспечивается за счет отсутствия процесса горения;
• высокий коэффициент полезного действия — из 1 кВт электроэнергии выход составляет 5 кВт тепла;
• простота эксплуатации и технического обслуживания.

Недостатком является высокая стоимость теплового насоса и монтаж оборудования. Для дома площадью 100 м² и потребляемой мощности 5 кВт*ч, монтаж отопительной системы составит примерно 440 тыс. рублей. Этот расчет берется для домов, находящихся в радиусе 50 метров от водоема, в который будет погружаться теплообменник.

Геотермальная установка

Ее принцип работы схож с гидротермальным вариантом. Разница заключается в том, что используется тепло земли, а не воды.

Особенности оборудования

Укладка внешнего контура может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Вертикальное расположение обусловлено рядом сложностей в процессе монтажа. Для труб необходимо бурить скважины на большую глубину. Но с горизонтальной укладкой связаны два отрицательных момента:

• необходима большая площадь частного участка для размещения контура;
• невозможность посадки растений, потому что коллектор будет охлаждать их корни.

Забор тепла в обоих случаях осуществляется непосредственно из почвы поблизости частного строения. Отвечающий за перекачку теплоносителя геотермальный насос располагают в самом доме. Шахта с теплообменником должна располагаться в непосредственной близости к строению.

Достоинства использования тепла земли

Данная система имеет следующие преимущества:

• тепловая энергия земли является неисчерпаемым источником энергии;
• автономная работа системы;
• абсолютная пожаробезопасность, отсутствует вероятность возгорания;
• минимальный расход электроэнергии;
• нет необходимости в доставке и хранении топлива;
• длительный срок эксплуатации.

Высокая стоимость объекта – вот главный минус. Геотермальная установка для такой же квадратуры, как в предыдущем случае увеличится до 600 тыс.рублей.

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 излучение

Суть этого метода заключается в использовании свойств инфракрасных лучей. Направленный поток нагревает твердые предметы, находящиеся под излучением, а они в свою очередь повышают температуру воздуха дома.

Особенности оборудования

Инфракрасное излучение может исходить от точечных элементов или от поверхностей. Производится расчет необходимого количества приборов. Излучатели могут быть двух видов:

Стационарные излучатели фиксируются на потолке и стенах в тех местах, где необходимо произвести нагрев. Мобильный вариант на опоре можно перемещать в пределах частного дома, его даже можно использовать на открытом воздухе.

Также инфракрасное излучение может исходить от поверхностей. Для этого используется специальная пленка, которая располагается под облицовочным слоем на потолке, стенах и потолке. Эта технология является новинкой в разработке отопительных комплексов.

Плюсы и минусы

Эксплуатация инфракрасных излучателей связана как с положительными, так и с отрицательными моментами. К плюсам можно отнести:

• быстрый прогрев помещения;
• экономный расход электроэнергии;
• возможность перемещения прибора;
• автоматическая регулировка режима отопления;
• использование источника тепла на открытых площадках;
• невысокая стоимость инфракрасного оборудования.

Покупку и установку излучателей для домов площадью 100 м² можно ограничить 30000 рублей. Если предусмотрено пленочное инфракрасное отопление, стартовым порогом расходов будет сумма в 160000 рублей.

Минусы инфракрасной системы отопления состоят в том, что располагаться приборы должны не ниже чем на 1,5 метра от уровня пола. Это необходимо для того, чтобы не повредилось напольное покрытие дома. Длительная работа излучателя может привести к его перегреву.

Источник

Новые технологии в отоплении частного дома — современные отопительные системы на примерах

Инфракрасные обогреватели

Принцип действия

Первый тип оборудования, о котором стоило бы упомянуть, анализируя новые технологии отопления дома – это ИК-обогреватели. При этом инновационным в таком подходе является как раз использование этих устройств в качество основного источника тепла, ведь для местного обогрева инфракрасные отопители применяются повсеместно.

Сравнительная эффективность конвективного и инфракрасного обогрева

Что же представляет собой этот тип оборудования?

• Инфракрасный обогреватель представляет собой устройство, излучающие световые волны в ИК-диапазоне. Волны беспрепятственно проходят через воздух, и нагревают те объекты, на которые попадают.
• Чаще всего для поддержания в доме оптимального температурного режима используются электрические модели, в которых источником излучения является ТЭН или спираль открытого типа.
  Излучаемые световые волны отражаются от специального рефлектора, и потому обогревают именно то пространство, на которое направлен прибор.

• Газовые ИК-приборы часто используют для внешнего обогрева, а также для повышения температуры в гаражах, складах или других подсобных помещениях. Газово-воздушная смесь поступает в корпус устройства, где сжигается на термостойких перфорированных пластинах.
• Для обогрева пола, потолка или даже стен могут применяться пленочные инфракрасные системы отопления. Они монтируются под отделкой, и при воздействии электрического тока на карбоновые термоэлементы происходит нагрев поверхности.

Обогрев с использованием пленочных систем

Плюсы и минусы инфракрасного обогрева

Насколько же оправдано применение ИК-устройств в качество основы для отопления дома?

С точки зрения экономии расходования энергоресурсов этот тип отопителей является одним из наиболее выгодных.
КПД может достигать 95%, что вместе с быстрым нагревом помещения существенно оптимизирует затраты.

Существенный недостаток у подобного способа обогрева лишь один – достаточно высокая цена. Чтобы оборудовать отопительную систему для всего дома, понадобится вложить весьма существенную сумму. За счет экономии электроэнергии она, конечно, окупится – но нескоро.

Способы отопления и их экономичность

Традиционно для обогрева частных домов используются автономные системы отопления. Источниками энергии для их работы выступают природный газ, сжиженный газ, твердое топливо, жидкое топливо и электроэнергия. Самыми экономичными считаются системы, работающие на природном газе. Но в некоторых условиях их экономичность не играет никакой роли. Например, если дом не подключен к газовой магистрали, то сравнения с газом тут не уместны.

Газовые системы отопления

Экономные системы отопления частного дома – это системы, работающие на дешевом теплоносителе. Если поблизости проходит газовая магистраль, смело подключаемся к ней и пользуемся одним из самых недорогих источников энергии. Сравнивая расходы на газ с расходами на другие источники, начинаешь понимать, что это один из самых недорогих видов топлива.

При отсутствии газовой магистрали нередко используется сжиженный газ, поставляемый в баллонах или хранимый в газгольдерах. Но этот вариант нельзя назвать самым экономичным, хотя он очень прост по своей реализации – достаточно приобрести обычный газовый котел и перенастроить его на работу со сжиженным газом.

Твердотопливные системы отопления

Экономное отопление частного дома без газа можно построить на основе твердотопливного котла. Для его питания используются каменный уголь, кокс, брикетированное топливо и даже обычные дрова. Дольше всех горит каменный уголь, но и стоит он достаточно дорого. Зато отопительная система получается не только экономичной, но и недорогой – самый простой твердотопливный котел отличается вполне доступной стоимостью.

Самое дешевое отопление частного дома без газа строится с применением твердотопливных котлов, иногда и самодельных. Если хочется обеспечить более удобную эксплуатацию системы, следует присмотреться в котлу с небольшим бункером для пеллетного топлива (топливные гранулы). Такие пеллетные котлы работают в автоматическом режиме, требуя лишь периодической загрузки новых порций пеллет.

Работа твердотопливных котлов на дровах осложняется необходимостью слишком частой загрузки дров. К тому же, дров нужно очень много, что увеличивает расходы на эксплуатацию отопительной системы. Стоит только прозевать момент загрузки очередной порции топлива, как в доме начнет становиться прохладнее. Проблема решается установкой специальных твердотопливных котлов длительного горения.

Следует отметить, что отопительные системы, работающие на дровах, могут быть экономичными вплоть до полной бесплатности – дрова можно нарубить в лесу самостоятельно, чем пользуются люди, живущие в небольших населенных пунктах.

Жидкостные отопительные системы

Системы отопления на жидком топливе нельзя назвать самыми экономичными. После газа и твердого топлива они занимают почетное третье место. В качестве топлива здесь используются отработанное машинное масло и солярка. Из-за этого в домах, отапливаемых жидкостными котлами, постоянно стоит характерный запах. Также есть необходимость создания специального хранилища для жидкого топлива, причем на удалении от жилых построек – это создает дополнительные расходы.

Электрические отопительные системы

Дешевое отопление частного дома электричеством создать сложно – нужен источник халявной электроэнергии. Все дело в том, что классические электрические котлы необычайно прожорливые. И сделать здесь что-то практически невозможно, так как их эффективность составляет 99% — то есть, практически вся энергия перерабатывается в тепло. Некоторую экономичность могут обеспечить индукционные котлы, но многие специалисты не готовы подтвердить этот факт.

Экономные электрокотлы для отопления частного дома существуют, но стоят они значительно дороже, чем их простые малогабаритные собратья. Достижение экономии в них осуществляется за счет применения погодозависимой автоматики и комнатных температурных датчиков. То есть, они способны автоматически подстраиваться под особенности наружных и комнатных температурных условий, регулируя мощность нагрева – если бы регулировками занимался человек, то расходы были бы больше.

Минусами электрических систем являются необходимость в наличии хорошей электропроводки и наличие трехфазной сети для питания наиболее мощных моделей котлов.

Солнечные батареи. Принцип работы солнечной отопительной системы

Солнечное отопление также можно включить в список, где присутствуют все новые технологии для отопления дома.В таком случае для обогрева могут использоваться не только фотоэлектрические панели, но и солнечные коллекторы. Фотоэлектрические панели практически вышли из использования, так как у батарей коллекторного типа показатель КПД намного выше.

Отопительные новейшие системы отопления частного дома, которые работают от солнечной энергии, включают в себя такие компоненты, как коллектор – устройство, состоящее из ряда трубок, эти трубки присоединены к резервуару, который заполнен теплоносителем.

Схема отопления с помощью солнечных коллекторов

По своим конструкционным особенностям солнечные коллекторы могут быть таких разновидностей: вакуумные, плоские или воздушные. Иногда в подобные современные системы отопления загородного дома может быть включен и такой компонент, как насос. Он будет предназначен для того чтобы обеспечивать обязательную циркуляцию по контуру теплоносителя. Это будет способствовать более эффективному теплообмену.

Для того чтобы технология солнечной отопительной системы была наиболее эффективной, нужно соблюдать некоторые правила. Во-первых, подобные новые технологии отопления загородного дома могут быть использованы только в таких регионах, где солнечно хотя бы 15-20 дней в году. Если данный показатель более низкий, то должны быть установлены дополнительные новые виды отопления частного дома. Второе правило диктует, чтобы коллекторы были размешены как можно на большей высоте. Ориентировать их нужно так, чтобы они поглощали как можно больше солнечного тепла.

Наиболее оптимальный угол расположения коллектора к горизонту считается 30-45 0 .

Чтобы предотвратить ненужные тепловые потери, необходимо изолировать все трубы, которые соединяют теплообменник с солнечными коллекторами.

Таким образом, мы видим, что развитие технологий не стоит на месте, и новинки в отоплении домов – это такая же необходимость, как модернизация техники, которой мы пользуемся каждый день.

Инновации в системе отопления используют совсем новое и непривычное для нас – тепловую энергию разных источников.

Современные виды отопления частного дома порой поражают воображение, однако в современности каждый из нас уже может приобрести или сделать такое современное отопление загородного дома или частного своими руками. Новое в отоплении частного дома – это эффективные системы, которые продолжают развивать сферу отопительного оборудования, и надеемся, что все самые эффективные варианты – еще впереди.

Система отопления в новом только что построенном доме является основой для осуществления многих других мероприятий в частных домах. Ведь именно отопление является тем условием, при котором возможно проведение внутренних отделочных работ и возведения и монтажа коммуникаций. Особенно данный процесс является необходимым, когда строительство дома затягивается и все мероприятия, связанные с внутренними работами, приходятся на холодное время года.

Схема обогрева дома газовым котлом.

Многие домовладельцы вынуждены откладывать их из-за того, что в домах еще нет соответствующей системы отопления. Поэтому, еще на этапе возведения дома, а лучше даже до него, необходимо как следует продумать все варианты, связанные с организацией отопительной системы в доме. В зависимости от того, в каком стиле будет оформлен ваш дом и насколько часто вы намерены использовать готовое сооружение, необходимо подбирать материалы для строительства и, соответственно, определяться с тем, какая именно система отопления подойдет в данных конкретных условиях. Выбраны могут быть как традиционные, так и современные системы отопления частных домов.

Геотермальная установка

Ее принцип работы схож с гидротермальным вариантом. Разница заключается в том, что используется тепло земли, а не воды.

Особенности оборудования

Укладка внешнего контура может осуществляться как вертикально, так и горизонтально. Вертикальное расположение обусловлено рядом сложностей в процессе монтажа. Для труб необходимо бурить скважины на большую глубину. Но с горизонтальной укладкой связаны два отрицательных момента:

• необходима большая площадь частного участка для размещения контура;
• невозможность посадки растений, потому что коллектор будет охлаждать их корни.

Забор тепла в обоих случаях осуществляется непосредственно из почвы поблизости частного строения. Отвечающий за перекачку теплоносителя геотермальный насос располагают в самом доме. Шахта с теплообменником должна располагаться в непосредственной близости к строению.

Достоинства использования тепла земли

Данная система имеет следующие преимущества:

• тепловая энергия земли является неисчерпаемым источником энергии;
• автономная работа системы;
• абсолютная пожаробезопасность, отсутствует вероятность возгорания;
• минимальный расход электроэнергии;
• нет необходимости в доставке и хранении топлива;
• длительный срок эксплуатации.

Высокая стоимость объекта – вот главный минус. Геотермальная установка для такой же квадратуры, как в предыдущем случае увеличится до 600 тыс.рублей.

Отопление дома от газгольдера

Если сделать баллон очень большого объема и закопать его в землю, то мы получим газгольдер. Так, простыми словами, можно описать газгольдерную установку для питания дома газом независимо от газовой магистрали.

Конечно, перед сезоном газгольдер потребует заправки. Зато до самой весны вы будете совершенно автономно отапливаться при помощи газового котла.

А на кухне можно будет использовать газ для приготовления пищи.

Размеры газовых резервуаров совершенно разные – от 500 до 20000 литров. Для небольшого дома в 100 квадратных метров на сезон достаточно заправленного резервуара на 1500 литров.

Тепловентиляторы в отоплении

Схема монтажа тепловентилятора: 1 – Подставка, 2 – Тепловентилятор, 3 – Шуруп, 4 – Шайба гроверная.

Помимо тепловых пушек, к воздушным нагревательным компонентам относятся тепловентиляторы. Они обладают гораздо меньшими габаритами, нежели тепловые пушки, но эффект от их работы практически тот же. Данное отличие становится весьма выигрышным для использования тепловентилятора в небольших помещениях, в которых не требуется поддерживать постоянную температуру.

Так, в частном доме данный агрегат является незаменимым тогда, когда основная отопительная система не справляется со своими прямыми обязанностями. И если вы вдруг утром проснетесь от слишком прохладного воздуха, то, включив тепловентилятор, сможете обеспечить комфортные условия за короткий промежуток времени. Еще одним преимуществом тепловентилятора является то, что он используется не только в качестве обогревателя, но вполне реально его эксплуатировать в течение всего года. Для того чтобы в жаркую погоду вы смогли обеспечить себе комфортные условия жизнедеятельности, достаточно будет просто отключить тепловой компонент и наслаждаться прохладными потоками воздуха в частном доме.

Такие агрегаты могут быть как стационарными, так и переносными. Поэтому не стоит переживать по поводу того, что он не сможет обеспечить вам должные условия во всех помещениях дома. Отличаются тепловентиляторы и топливом, на котором они работают. Наиболее распространенными видами таких тепловентиляторов являются электрические агрегаты. Помимо них здесь используются еще и тепловентиляторы, работающие на газе (в том числе и сжиженном), мазуте и керосине. Последние 2 варианта используются обычно на промышленных предприятиях, равно как и стационарные разновидности тепловентиляторов.

Электрические виды предпочтительны из-за того, что в процессе их использования вам не придется переживать по поводу неправильной работы или по поводу слишком высокого нагревательного коэффициента. В то время как в процессе работы масляных агрегатов происходит постоянное их отключение, которое необходимо для того, чтобы предотвратить их перегрев и возможное воспламенение.

Источник