Геотермальное отопление: принцип работы, практическое использование, перспективы

Возобновляемые природные источники тепловой энергии

Однако существуют такие системы и источники тепла, затраты на эксплуатацию которых существенно ниже, чем во всех описанных выше случаях, в том числе и при газовом отоплении. Речь идет о возобновляемых природных источниках тепловой энергии:

1. Энергия ветра.
2. Тепло земли.
3. Солнечная энергия.

Энергия ветра

Предназначенные для индивидуального использования ветроэнергетические установки (ВЭУ) в основном применяются для производства электрической энергии для решения задач энергообеспечения дома.

В основе принципа действия данных установок лежит процесс вращения колеса при помощи силы ветра с последующей выработкой электрической энергии.

Схема работы отопления от энергии ветра. Нажмите для увеличения.

Эффективность использования ВЭУ существенно увеличивается при дополнительном использовании источников бесперебойного питания, гелиевых аккумуляторных батарей либо дополнительных фотоэлектрических панелей.

Основной недостаток ВЭУ — использование энергии ветра на полную мощность в наших климатических условиях возможно лишь 70-110 дней в году.

Тепло земли

Альтернативное отопление в частном доме может быть выполнено в виде теплового насоса, обеспечивающего сбор низкотемпературной тепловой энергии грунта, повышение ее теплового потенциала и транспортировку в систему теплоснабжения дома.

Тепловые насосы безопасны с экологической точки зрения, экономичны, способны утилизировать практически любой вид низкотемпературной теплоты.

Схема отопления дома энергией земли. Нажмите для увеличения.

К недостаткам данного варианта устройства систем теплоснабжения (отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование воздуха) относится относительная сложность монтажа и установки, которую обязательно нужно производить при устройстве нулевого цикла из-за большого объема земляных работ.

Солнечная энергия

Использование солнечной энергии относится к разряду наиболее перспективных направлений, в том числе и в условиях умеренного климата. Принцип действия подобных систем довольно прост.

Принцип работы солнечных батарей. Нажмите для увеличения.

В гелиоколлектор поступает солнечная энергия, где производится ее преобразование в тепловую. Теплоноситель обеспечивает передачу тепловой энергии в системы отопления, горячего водоснабжения либо аккумулятор, откуда производится ее конечное потребление.

Основное достоинство солнечного отопления — практически «дармовой» возобновляемый источник энергии на протяжение круглого года.

Из недостатков можно отметить первоначальные затраты по монтажу системы и нежелательность использования в частном жилом доме в качестве основного источника тепла.

Послесловие

В данной статье мы довольно кратко рассмотрели отопление частного жилого дома, альтернативное газовому. Надеемся, что после ее прочтения вы сможете выбрать наиболее оптимальный для вас источник отопления либо отдадите предпочтение комбинации описанных выше схем.

Система теплового насоса

Работа теплового насоса основана на сборе теплоты от сторонних (геотермальных) низкотемпературных источников:

1. Грунт;
2. Вода – водоем или подземный слой;
3. Воздух.

Работа устройства реализуется через способность хладагента кипеть при низкой температуре. Наружная сеть сбора тепла наполнена теплоносителем (обычно незамерзающим). Теплоноситель циркулирует и доставляет тепло в испаритель. От нагрева на 5 – 7С хладагент закипает и его пары покидают теплообменный аппарат.

Затем они сжимаются компрессором (при этом приобретают большее давление и температуру) и подаются в конденсатор, где отдают тепло воде системы отопления. После конденсатора сжиженный хладагент проходит через дроссельный клапан. Там он резко расширяется и со сниженным давлением, охлажденный, вновь поступает в испаритель.

Наружные сети сбора тепла монтируются из полимерных трубопроводов.

Они забирают тепло от доступных источников на земельном участке. В случае сооружения сети в почве контуры заглубляют на глубину ниже точки промерзания для соответствующего региона (справочные данные).

Также сети монтируют в сопредельные водоемы или бурят скважины для доступа к грунтовым водам.

Глубина скважин варьируется от 30 до 150 метров, стоимость работ по их строительству довольно высока.

Использование теплоты воздуха реализуется чаще всего в самых южных регионах, где наружная температура редко достигает отрицательных значений.

Схема работы теплового насоса является энергозависимой – работа компрессора обеспечивается электрическим приводом. При затратах 1 кВт электроэнергии получают от 4,5 до 5,5 кВт теплоты. Температура теплоносителя, произведенного тепловым насосом, наиболее приемлема для работы низкотемпературных комплексов отопления – теплых полов, теплых стен, медных конвекторов.

Начальные вложения для всех систем альтернативного отопления имеют солидные значения. Самостоятельное изготовление и монтаж энергопроизводящих альтернативных установок имеет свои сложности. Внедрение систем отопления на базе альтернативного источника энергии доступно пока немногим из-за высокой стоимости оборудования.

Но техника развивается и совершенствуется, запасы углеводородов неумолимо истощаются, все виды топлива дорожают. Такие тенденции дают новые перспективы развития комплексам альтернативного отопления, что наиболее актуально для владельцев частных домов и дач.

(Просмотров 309 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Регистры водяного отопления

Прочистка засоров труб канализации

Трубопроводы для системы отопления

Выбор радиаторов отопления для квартиры

Виды батарей отопления

Котлы отопления для частного дома

Тепловые насосы для отопления частного дома

При этом способе альтернативного отопления оборудование извлекает и концентрирует тепло, которое аккумулируется в земле, воде или воздухе. Передача энергии осуществляется в теплообменниках, а для циркуляции теплоносителей в системе используется насколько независимых контуров. По принципу работы тепловой насос похож на холодильную установку (где основным силовым элементом является компрессор), только действует он наоборот.

Геотермальные установки «грунт-вода» и «грунт-воздух»

Эти установки собирают тепло из протяжённых скважин или горизонтальных пластов с небольшой глубины. Такие тепловые насосы являются самыми эффективными, так как тепловая энергия грунта обладает стабильными показателями, причём она доступна в любых широтах. Есть два вида устройств:

• Вертикальные зонды располагаются в скважинах глубиной до нескольких сот метров. Они показывают лучшую производительность, но слишком дорого стоят, в основном из-за бурильных работ.
• Горизонтальные коллекторы состоят из системы труб, уложенных на глубине порядка 1,2-1,5 метров (ниже уровня промерзания). Они менее эффективны и занимают значительные площади, которые не подлежат застройке и не подходят для выращивания многолетних растений. Главное достоинство таких конструкций – намного меньшие затраты на земляные работы.

Тепловой насос «вода-вода» и «вода-воздух»

Контур с первичным теплоносителем располагается на дне незамерзающего озера или реки. По конфигурации он похож на горизонтальный коллектор. Использоваться может тепло промышленных стоков и канализации, а также грунтовых вод. Есть два типа конструкций:

• Вода является теплоносителем и прокачивается внутри открытого первичного контура.
• Вода отдаёт свою энергию замкнутому первичному контуру, где в качестве теплоносителя циркулирует «рассол».

Очевидно, что для организации такого энергоснабжения непосредственно возле дома должен находиться подходящий водоём довольно большой площади.

Воздушные тепловые насосы

Для получения тепла из воздуха применяют устройства с крупным радиатором-теплообменником и производительным вентилятором, который должен прокачивать большие объёмы воздушных масс. Эти установки могут нагревать воду либо сразу отдавать энергию воздуху (так, например, работают кондиционеры с функцией подогрева), иногда они используют тепло дымовых газов или исходящих потоков из вентиляционных систем.

Это самые недорогие тепловые насосы, но они наименее производительные и не все могут работать при значительных минусовых температурах (в большинстве случаев -10 является пределом). Только самые продвинутые установки с инверторным управлением будут давать тепло при -25 градусах на улице.

Итак, имеют ли право на жизнь альтернативные способы отопления частного дома? Безусловно! Это по меньшей мере дальновидно. Уже сейчас они могут качественно дополнить традиционные генераторы тепла. Если позволяют технические условия, можно собрать гибридную систему, и полностью перейти на возобновляемые источники. Правда, для этого понадобится энное количество денежных средств и квалифицированная помощь профессионалов. Но если по каким-то причинам уйти от углеводородов не получается, то есть смысл модернизировать обычную систему отопления, чтобы можно было максимально эффективно регулировать температуру теплоносителя, или, как вариант, направить усилия на утепление ограждающих конструкций дома, чтобы свести к минимуму общие потери тепла.

Способы монтажа термальной системы отопления своими руками

Когда обустраивают термальное отопление, используют разные типы теплообменников:

1. Вертикальная установка. Она отличается компактностью и более высокой ценой монтажа по сравнению с иными вариантами. Чтобы обустроить отопление из скважины не потребуется большая площадь, но придется использовать особые бурильные установки. В зависимости от применяемой технологии глубина скважины может достигать отметки в 200 метров при минимальном показателе, равном 50 метрам. Срок эксплуатации такого отопления дома от скважины достигает 100 лет. Этот вид геотермального теплоснабжения выгодно монтировать на ранее обустроенном участке, поскольку ландшафт окружающего пространства не будет нарушен.
2. Горизонтальное устройство – его используют часто. Когда устанавливают такой теплообменник, трубы нужно укладывать на значительную глубину, которая должна превышать отметку промерзания почвы. Основной недостаток применения подобной разводки состоит в том, что для монтажа коллектора необходима большая площадь. На ранее благоустроенном участке подобную систему проложить непросто.
3. Водоразмещенная установка – такой тип теплообменника среди способов геотермального отопления является самым экономным относительно затрат, поскольку функционирует за счет энергии водных ресурсов. Данная система актуальна для владельцев недвижимости, у которых в сотне метров от участка имеется природный водоем.

Ветер в помощь – получаем тепло из воздуха

Отличный вариант для получения электричества – обычный ветряк. Даже там, где сильные движения воздушной массы довольно редки, слабые порывы способны раскрутить вертикально ориентированные лопасти, которые вращаются независимо от направления ветра. Несколько таких установок способны выдать около 2-3 киловатт, что вполне обеспечит работу электрического тёплого пола или инфракрасных панелей. Преимущество перед солнечными батареями очевидно – нет зависимости от тёмного или светлого времени суток, ветер дует и ночью. Но при этом стоимость подобного проекта может оказаться довольно велика. Впрочем, когда речь идёт не о самоокупаемости ветряка, а о комфорте зимой, можно один раз пойти на большие финансовые затраты.

Недостаток ветрогенераторов – необходимость сначала получить электроэнергию, а уже потом тепло. Неизбежны ощутимые потери в такой цепочке, то есть, у системы довольно низкий КПД. Однако, если изготовить ветряк своими руками, можно существенно снизить затраты и при этом обеспечить дом постоянным источником электрической энергии, от которой могут работать не только котлы отопления, но и бытовые приборы. Единственное условие – размещать генератор нужно на расстоянии порядка 100 метров от дома, чтобы гул лопастей и вибрация штанги не оказывали негативного воздействия на нервную систему жильцов.

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:

Механизм регулировки

Термостатический смесительный клапан

Применяют термостатический смесительный клапан и в схемах отопления радиаторного типа, но конвективная циркуляция воздуха (даже при сбалансированной вентиляции и тщательном утеплении) все равно оставляет нижние слои самой холодной частью комнаты.

Источником тепловой энергии может выступать как теплоцентраль, так и автономный котел. В любом случае котлы эффективно работают в стабильных режимах и не обеспечат плавной регулировки расхода теплоносителя в каждом отдельном помещении.

С этой целью в систему включают специальную арматуру с выбранными рабочими параметрами и конструкцией определенного типа. Установка смесительного клапана для теплого пола дает следующий стабилизирующий результат по нормализации температуры в доме:

Смесительные клапаны выполняют задачу объединения высокотемпературного контура нагрева с низкотемпературной разводкой тёплого пола, так как рекомендуемая температура в трубах под полом 40°C, а для воды на выходе из котла 70 — 90°C.

Принципы работы

Если теплоноситель слишком нагрет, в воду подмешивается холодная струя

Выполнение своей функции трехходовой клапан для теплого пола производит в таком порядке:

• горячий теплоноситель от котла направляется в распределительный коллектор, из которого расходится по петлям системы теплого пола;
• на пути движения установлен термосмесительный клапан, реагирующий на температуру нагрева воды;
• при температуре потока, превышающей заданную величину на регуляторе, на последнем открывается проход для подмешивания охлажденной воды из обратного трубопровода;
• в тройнике происходит перемешивание двух сходящихся потоков и выдача в систему теплоносителя желаемой температуры;
• при достижении баланса изменение внутренних сечений клапана прекращается.

Корпус клапана изготовлен из латуни, представляет собой 3 канала, сходящиеся к механизму регулировки. Использование 3 разных способов перемешивания водяных потоков выделяет 3 разновидности конструкций трехходового клапана.

Трехходовой термостат

В термостате смешиваются горячий и холодный поток

Заданную температуру поддерживает трехходовой термостатический клапан, который автоматически выполняет смешение горячего потока жидкости от нагревателя и остывшей воды из обратного трубопровода. Необходимость количественного изменения потоков определяется настройками термостата.

Такое изделие можно применять в системах тёплого пола (особенно сложной конфигурации), на радиаторных разводках и во внутреннем контуре горячего водоснабжения.

Автоматическое изменение температуры исходящего теплоносителя защищает человека от повышенных температур при порыве трубы. Если по какой-то причине прекращается поступление холодной воды, клапан автоматически закроет проток горячему напору из котла. Термочувствительный узел реагирует на величину нагрева и, соответственно меняет сечение входных отверстий, достигая требуемого баланса.

Схема расположения термостатического клапана для теплого пола выглядит так:

Дроссель напора – это устройство, обеспечивающее напор жидкости вне зависимости от перепада давления на входе и выходе. В паре с термоголовкой для теплого пола он стабилизирует работу всех контуров системы при изменении входящих условий.

3-ходовой термостатический клапан

Работа этого вентиля не такая сложная, как термостата. Регулируется исключительно входящий горячий носитель. Подробнее о работе трехходовых клапанов смотрите в этом видео:

Для анализа изменений температурных показателей в комплект к нему входит термоголовка для теплого пола, выполняющая роль исполнительного органа по сигналу с выносного датчика.

Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу

Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.

Зеленая экономика

Как государству продвигать экологическую повестку

Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.

В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.

Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.

Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.

Зеленая экономика

Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики Китая

Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.

Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и . Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.

Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.

В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.

Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.

Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии

(Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)

Солнечные батареи

Альтернативное электричество от солнца в частном домостроении используется редко. Все дело в дороговизне солнечных элементов, которые устанавливаются в батареях. Отсюда и высокая стоимость всей установки. Хотя необходимо отметить, что это перспективное направление, от которого нельзя отказываться. Ведь ежегодно на один квадратный метр поверхности земли падает 1000 кВт энергии. Представляете, сколько человечество теряет. Если сравнить с другими видами топлива, то это 100 м³ газа или 100 литров солярки.

Конечно, таким способом получить электрический ток еще дорого. А вот нагреть так воду – это очень дешево. Вот почему солнечные коллекторы сегодня так востребованы у жителей загородных поселков.

Котел, насос, обогреватель или коллектор: за и против

Чтобы хотя бы примерно наметить для себя подходящий вариант, стоит ознакомиться с краткой информацией о каждом из них.

Котлы на различных видах топлива

Наиболее оптимальный вариант — котлы, функционирующие на жидком топливе. Они не требуют каких-либо дополнительных затрат по уходу, чем выгодно выделяются на фоне твердотопливных. На протяжении всего отопительного сезона они работают полностью автоматически.

Установка таких котлов производится в помещении с температурой воздуха не ниже +5°C, также важно наличие вытяжной вентиляции. В зависимости от выбранной модели такие котлы могут работать на керосине, солярке, отработанном масле

Емкость бака, как правило, составляет от 100 до 2000 л.

Также в продаже есть универсальные котлы, которые могут работать на разных видах топлива. Котлы на пеллетах работают путем сжигания прессованных древесных отходов. Большой популярностью пользуются устройства, работающие на биотопливе, в качестве которого выступают различные отходы: навоз, сорняки, пищевые отходы. В процессе гниения все это выделяет газ, который отлично горит и способен отдавать тепловую энергию в большом количестве. Такой вариант идеален для небольших участков.

Инфракрасные обогреватели

Инфракрасные обогреватели отличаются износостойкостью, эффективностью и максимальной простотой в монтаже. Плюс ко всему – доступная стоимость и широкий выбор моделей.

Виды альтернативных источников энергоресурсов

В классическом понимании альтернативного источника снабжения энергией четко определена категория используемой энергии – это произвольно восполняемые природные ресурсы. К ним относятся:

1. Сила ветра;
2. Солнечная энергия;
3. Теплота недр, водных ресурсов и воздуха.

Многие авторы, кроме перечисленных типов энергетических источников, относят к альтернативным запасам энергии биотопливо, инфракрасные системы отопления, даже электрическое отопление. Следует понимать, что биотопливо – отходы производства, жизнедеятельности, сельского хозяйства – ресурсы, восполняемые принудительно и имеющие хотя бы минимальную стоимость. Отходы древесины, пеллеты, брикетированные виды топлива не раздают бесплатно.

Инфракрасные системы отопления являются экономичными, но принцип их работы базируется на преобразовании электроэнергии (самого дорогого энергоносителя) в излучение инфракрасного спектра. Использование электрической энергии – прямой признак традиционного отопления.

Выделяют 3 главных вида устройств, реализующих в работе системы отопления энергию альтернативных источников:

1. Ветряной электрический генератор;
2. Солнечные панели (батареи, коллекторы);
3. Тепловой насос.

Экономим на отоплении частного дома

Вне зависимости от того, какая схема теплоснабжения выполнена в индивидуальном домовладении, она призвана функционировать, как можно эффективнее и экономнее. Для этого не достаточно выбрать только высоконадежное котельное оборудование, выполнить тепловую защиту конструкционных элементов здания  и заменить окна на новые стеклопакеты. Все собственники жилья, кроме вышеназванного, должны знать и выполнить правила обслуживания отопительных систем.

Советы опытных специалистов по экономному ведению процесса отопления жилого дома:

1. Выполнять обслуживание оборудования и контроль тепловых режимов. Любой котлоагрегат нуждается в обслуживании и наладке, а твердотопливный в особенности, поскольку имеет дело с повышенным объемом сажеобразования и высокими топочными температурами. Грязные поверхности нагрева котла не смогут обеспечить устройство номинальным КПД, поскольку сажа плохо отводит тепло и большая часть дымовых газов с высокой температурой будут выброшены в атмосферу, тем самым понижая КПД из-за больших потерь с уходящими газами. Профилактика котла вместе с очисткой поверхностей нагрева и дымоходов, должна проводиться обязательно перед каждым отопительным сезоном.
2. Схема внутридомового контура отопления должна быть оборудована автоматикой с возможностью установки индивидуального режима нагрева каждой комнаты. Это даст возможность хорошо сэкономить на стоимости отопления в целом.
3. Необходимо следить за работой внутридомовой системы отопления и вовремя сбрасывать воздушные пробки. В период любой остановки котла системы отопления будут завоздушиваться, из-за остановки циркуляционного насоса в схемах с принудительной циркуляции или из-за падения температуры теплоносителя в схемах с естественной циркуляцией. Воздушные пробки в батареях и системе «теплого пола» снижают теплоотдачу всей системы, при этом удельные расходы топлива будут оставаться очень высокими. Найти такую воздушную пробку довольно просто.
4. В случае, когда при пуске отопления имеются различие в температурах нижней и верхней части батареи — это свидетельствует о том, что там имеется область завоздушивания, которую необходимо убрать.

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:

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» – 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.

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.

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:

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

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.

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

Теплопоступления от сварочных трансформаторов.

Сварочные трансформаторы могут размещаться в помещении, где производятся сварочные работы и вне этого помещения. Вся электрическая мощность, подводимая к трансформаторам, превращается в теплоту.

Если сварочные работы проводятся в том же помещении, где установлены трансформаторы, тепловыделения от них составят:

Qтр. = 1000 ∑Nуст × Кодн × Кзагр × Кисп × Кт, Вт

где: ∑Nуст — суммарная установленная мощность трансформаторов, в кВт — принимается по паспорту);Кодн — коэффициент одновремённости принимается в пределах 0,5 ÷ 1 — при нескольких единицах установленного оборудования часть из них может не работать;Кзагр — коэффициент загрузки в долях единицы принимается в пределах 0,5 ÷ 0,8 или по заданию электриков-технологов;Кисп — коэффициент использования мощности в долях единицы, принимается в пределах 0,7 ÷ 0,9;Кт — коэффициент, учитывающий количество теплоты, поступившей в воздух помещения от обработанных деталей, находящихся в помещении ограниченное время.

Этот коэффициент можно определить, если рассчитать теплопоступления от остывающих материалов.

Qостыв = С × G ( tмат. — tв ), кДж

С — удельная теплоёмкость материала остывающего изделия, кДж/(кг × ºС);G — масса остывающего изделия, кг;tмат. — начальная температура материала изделия, ºС;tв — начальная температура воздуха в помещении, ºС.

Если сварочные трансформаторы находятся вне помещения, где производятся сварочные работы, теплопоступления в помещение сварочных работ определяются по формуле:

Qмех.обр. = 1000 ∑(ζ × Nуст) Кодн × Кзагр × Кисп × Кт, Вт

где: ζ — коэффициент полезного действия трансформаторов в долях единицы – принимается по каталогу или паспорту трансформатора.

Похожие записи:

Каким прибором измеряется сила тока как он подключается схема Как сделать курятник своими руками пошаговая инструкция с фото, расчетами и чертежами Монолитная плита фундамента и расчет ее толщины на первом этапе строительства Ремонт квартиры своими руками: с чего начинать и основные этапы реализации проектов (100 фото) Технические характеристики сотового поликарбоната Самодельные батареи отопления из труб