Автономное отопление дома

Устройство и принцип работы геотермального отопления

Наглядно увидеть как работает тепловой насос можно на примере бытового холодильника или сплит-системы. Если дотронуться до радиатора на тыльной стороне холодильника, он окажется горячим, в то же время стенки морозильной камеры будут охлаждены.

В похожем режиме работают разнесённые в пространстве кондиционеры – внутренний блок охлаждён и служит источником прохлады, наружный блок сбрасывает на улицу тепло. В реверсном режиме сплит-система греет воздух в помещении.

Схематический принцип работы теплового насоса.

В тепловом насосе, предназначенном для отопления, внешний блок забирает тепло из воздуха, грунта или воды, для чего прокладывают внешние контуры из труб. В водяных контурах возможна перекачка воды, вход и выход в этом случае располагают на расстоянии около 20 метров. После преобразований в центральном блоке тепло поступает в дом.

Альтернативный способ организации посредством перекачки грунтовых вод.

В состав геотермальной системы отопления входят:

  1. Непосредственно тепловой насос с компрессором, испарителем, конденсатором и дроссельным клапаном.
  2. Контур низкотемпературного тепла.
  3. Контуры обогрева помещений (водяной или жидкостный) и подогрева воды.

В основе работы заложены работы Николя Леонара Сади Карно, одного из видных учёных, изучавших термодинамику на стадии становления этой науки. Подробно алгоритм работы заключается в следующем:

  1. Теплоноситель внешнего контура перекачивается по трубам. За время движения жидкость нагревается на несколько градусов от тепла земли, воды или воздуха.
  2. Внешний контур проходит через теплообменник-испаритель, где нагревает хладагент, например, фреон, который испаряется. Кроме того, хладагент поступает в испаритель через капиллярное отверстие и резко расширяется, что также способствует нагреванию.
  3. Компрессор сжимает нагретый хладагент, ещё больше повышая температуру фреона.
  4. Горячий сжатый хладагент поступает в конденсатор, где, охлаждаясь и превращаясь из пара в жидкость, отдаёт тепло теплоносителю системы отопления, циркулирующему уже по трубам отопления. Другой вариант — нагревает воздух, который распределяется по помещениям.
  5. Далее хладагент вновь поступает в испаритель, где нагревается новой порцией теплоносителя, циркулирующего во внешнем контуре.

Часто задают вопрос: откуда получается КПД тепловых насосов 300-700%. Это происходит благодаря тому, что теплоноситель внешнего контура выходит из насоса имея температуру от -15°C до +7оС и нагревается грунтом (водой, воздухом) до на 2-8°С, т.е. «забирает» часть энергии из внешних источников. Хладагент в насосе испаряется не только за счёт работы компрессора, но и из-за поступившего извне тепла.

Комплексы автономного альтернативного отопления

Оборудование этого типа в своей работе использует энергию альтернативных источников – теплоту почвы, водоемов и грунтовых вод, воздуха, силу ветра и тепловое излучение Солнца. Альтернативные комплексы конструктивно и по типу источника энергии делятся на 3 типа:

  1. Тепловые насосы;
  2. Ветрогенераторы;
  3. Солнечные панели.

Применение альтернативных систем во многом зависит от целого набора сопутствующих условий – наличия поблизости источника энергии, возможности размещения, климатических условий и так далее. Вырабатываемая энергия является условно бесплатной, оборудование имеет довольно сложное устройство и обладает значительной стоимостью — подробнее обо всех аспектах, связанных с альтернативным отоплением, можно прочитать здесь.

Выбор вида автономного отопления базируется на следующих критериях и показателях:

  1. Наличие и стоимость топлива;
  2. Функциональность оборудования, возлагаемые задачи;
  3. Назначение помещения;
  4. Режим пребывания в помещении;
  5. Минимизация отрицательного влияния на микроклимат;
  6. Обеспечение максимального уровня комфорта;
  7. Экономичный режим потребления энергоресурсов;
  8. Уровень автоматизации и удобство управления;
  9. Стоимость оборудования, репутация производителя.

(Просмотров 109 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Насос в отоплении с естественной циркуляцией

Современные методы очистки воды

Водяное отопление частного дома своими руками

Батареи отопления для частного дома

Подключение накопительного водонагревателя своими руками

Что лучше – радиатор или конвектор

Как сделать газовое отопление частного дома своими руками

Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ

Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям

Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:

  1. врезки системы отопления дома в газовую сеть;
  2. проектирования газового отопления дома.

Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии. 

Порядок работ

Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).

Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:

  1. монтаж котла в котельной на первом этаже;
  2. монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
  3. установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
  4. установка коллектора для теплого пола;
  5. укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
  6. установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
  7. по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.

Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:

1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)

2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)

Схемы разводки автономного отопления

Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:

  • Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
  • Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
  • Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
  • Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
  • Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.

Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:

1. Система отопления открытого типа

Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.

Схема автономного газового отопления открытого типа 

2. Система отопления закрытого типа

В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.

Схема с естественной и принудительной рециркуляцией, которые используются при отоплении двухэтажного частного дома

Разновидности децентрализованного теплоснабжения

Конечно, строить отдельно стоящую котельную, даже маленькую, достаточно дорого. Да и чердачный вариант тоже недешев. Однако есть альтернатива.

Модульные котельные

Блочно-модульная котельная

Один из очень интересных проектов — это модульные, или блочные, котельные. Ничего строить не надо, и для котельной выделяется только небольших размеров площадка. Сюда привозятся блоки, которые легко и быстро соединяются в готовую конструкцию

Все они комплектуются в заводских условиях, оборудование внутри них точно подобрано по техническим показателям, они утеплены и имеют презентабельный внешний вид.
Самое важное — это правильно скомпоновать и подсоединить оборудование. Пару дней, и котельная готова. Но сборкой ее должны заниматься только специалисты

Если кто-то помнит, такие модульные котельные использовались для обогрева бытовок и бараков, то есть временных сооружений. После того как над ними поработали инженеры и конструкторы, такие автономные установки стали применять и для организации отопления в многоквартирных домах. Однако этот вариант не единственный

Но сборкой ее должны заниматься только специалисты. Если кто-то помнит, такие модульные котельные использовались для обогрева бытовок и бараков, то есть временных сооружений. После того как над ними поработали инженеры и конструкторы, такие автономные установки стали применять и для организации отопления в многоквартирных домах. Однако этот вариант не единственный.

Настенные котлы

Самым эффективным и экономичным сегодня является поквартирное отопление, где в качестве обогревательного прибора используются настенные котлы. Они работают или от газа, или от электричества. Почему именно настенные?

Настенный котел

  • Во-первых, они имеют небольшие размеры, так что их можно устанавливать даже в кухнях. При этом их внешний вид абсолютно не портит дизайна интерьера.
  • Во-вторых, настенные котлы отопления — это настоящие мини-котельные. В их конструкции есть циркуляционный насос, расширительный бак, а также приборы контроля и безопасности.
  • В-третьих, такие нагревательные установки могут иметь мощность до 35 киловатт, что позволяет обогревать с их помощью помещения до 100 квадратных метров.
  • В-четвертых, современные производители предлагают как одноконтурные, так и двухконтурные котлы для автономного отопления. Так что вы будете обеспечены еще и горячей водой.

А теперь важный вопрос — как правильно выбрать такой котел? Главное — грамотно подобрать агрегат по конструктивным особенностям. В нем должны быть все без исключения приборы, о которых мы упомянули — насос, бак и прочее. Кроме того, обязательно наличие дымохода, который будет обеспечивать не только вывод продуктов сгорания топлива в случае газовых котлов, но и приток чистого воздуха извне. А значит, настенный газовый котел должен быть с закрытой камерой сгорания. И последнее — полная автоматика, которая не только упростит эксплуатацию котла, но и позволит сэкономить на топливе.

Конечно, с газовыми котлами проблем при подключении больше. А вот электрические аналоги в этом плане проще. Здесь необходимо только провести ветку от распределительного щитка с установкой автомата и подключиться к системе водопровода.

Что может вызвать сложности?

Современная кухня

Может показаться, что все очень просто и выгодно. Тогда почему же квартиросъемщики не переходят на эту систему обогрева? А им никто не дает разрешения. Представьте, что жильцы одного дома одномоментно подадут документы на переоборудование тепловых сетей, а точнее, на отказ от услуг организаций, поставляющих тепло в дома. Это, во-первых, катастрофа для подобной организации и лишение ее прибыли. А, во-вторых, сокращение рабочих мест, хотя этот вопрос является спорным. Кому-то же нужно обслуживать автономные мини-котельные. Так что по многим показателям для управляющих компаний любой из этих вариантов не выгоден. Хотя в масштабе страны, наоборот. Но решать этот вопрос не нам с вами.

Разновидности автономных отопительных систем

Электроотопление

Автономное отопление на основе электрических нагревательных котлов имеет ряд преимуществ, среди которых необходимо обязательно отметить следующие моменты:

  • надежность оборудования;
  • сравнительно доступная стоимость котла;
  • бесшумность и безвредность работы;
  • возможность монтажа и подключения оборудования собственными силами.

Современные ТЭНы, включаемые в конструкцию нагревательных котлов, служат более 15-20 лет. Помимо этого, современное отопительное оборудование имеет возможность программирования режима работы и основных параметров системы.

Цены на популярные электрокотлы

Электрокотёл

К примеру, владелец может запрограммировать котел на включение и выключение в определенное время, что очень удобно. Для реализации данной функции применяются датчики температуры воздуха.

Современный электрокотел

В результате автономное отопление, спроектированное и обустроенное на основе электрического нагревательного котла, сможет работать без вмешательства владельца неделями, а то и целыми месяцами. Именно этот момент и определяет смысл автономности.

Полноценная автономная система должна быть способна поддерживать температурный режим на заданном уровне вне зависимости от погоды за окном.

Обвязка электрокотла

Однако у электрического обогрева есть два существенных недостатка, а именно:

  • система требует наличия стабильного электроснабжения, а оно присутствует далеко не во всех населенных пунктах. Скачки электричества и его внезапные отключения могут привести к выходу нагревательного котла из строя;
  • сравнительно высокие тарифы на электроэнергию. Именно этот момент чаще всего останавливает владельцев, настроенных на обустройство электрообогрева, от реализации своих задумок.

Газовое отопление

Газовое отопление

Один из наиболее популярных вариантов. Обеспечивает максимально экономичный обогрев ввиду сравнительно низкой цены на газ. Других значимых преимуществ такое отопление не имеет.

Наиболее распространенные схемы газового отопления загородного дома

Недостатков же намного больше. Среди них отдельного внимания заслуживают следующие моменты:

  • опасность оборудования;
  • высокая стоимость нагревательных котлов;
  • необходимость регулярного обслуживания профессионалами.

Помимо этого, с монтажом газового котла и обустройством на его основе полноценного автономного обогрева можно справиться только при наличии специальных навыков. Для установки такого котла нужно приглашать специалистов, предварительно получив ряд разрешений в соответствующих инстанциях.

Цены на популярные газовые котлы

Газовый котёл
Газовое отопление

Да и газовые магистрали проведены далеко не во всех населенных пунктах. При отсутствии возможности подключения к магистрали об автономном отоплении на основе газового котла можно и не думать.

Жидкотопливный обогрев

Конденсационный жидкотопливный котел отопления

Жидкотопливные котлы категорически не подходят для обустройства постоянного автономного отопления. Ограничения накладывают как особенности непосредственно нагревательного оборудования, так и применяемого топлива.

Жидкотопливные котлы

Также к числу существенных недостатков подобных систем нужно обязательно отнести их электрозависимость и пожароопасность. Поэтому жидкотопливные системы обогрева можно рассматривать исключительно в качестве резервного и временного источника тепла.

Твердотопливное отопление

Твердотопливное отопление

Один из наиболее древних и распространенных вариантов обогрева. На современном рынке представлен большой выбор твердотопливных котлов, подходящих для обустройства автономного отопления.

Цены на популярные твердотопливные котлы

Твердотопливный котел Лемакс

Главным достоинством подобного оборудования является экономичность работы, обусловленная сравнительно низкой стоимостью энергоносителя.

Твердотопливное отопление

В числе недостатков – необходимость отведения места для хранения топлива и потребность в постоянном контроле и обслуживании.

Конструкция системы отопления

Автономное газовое отопление подразумевает установку котла подходящей мощности.

Наиболее долговечными считаются напольные изделия. Но из-за их больших габаритов ставить их лучше в отдельном помещении. Кроме котла, система обогрева содержит и другие элементы.

Газгольдер

Это резервуар в виде цистерны, сделанный из антикоррозийного металла. Внутри газгольдер наполнен пропан-бутановой смесью (сжиженным газом). Емкость располагают так, чтобы минимальное расстояние от дома было 10 м, от инженерных коммуникаций – 2 м.

В регионах с мягким климатом приобретают газгольдер с короткой горловиной, монтируют его на поверхности грунта, предварительно выполнив теплоизоляционные работы.

Фото 1. Горизонтальный газгольдер в виде цистерны с короткой горловиной обычно монтируется на поверхности грунта.

Более популярный вариант – резервуар с высокой горловиной. Его устанавливают под землей, ниже уровня промерзания почвы.

Топливо подается к котлу через мини-газопровод. Расход пропан-бутановой смеси зависит от отапливаемой площади, интенсивности использования оборудования.

Для отопления 250 м2 загородного жилого дома понадобится котел мощностью 25 кВт, объем газгольдера в этом случае – 5 м3.

Для автономного газового отопления оптимальный объем емкости – от 3 до 10 м3.

Наполняют цистерну 1–2 раза в год

Важно учесть, что самые низкие цены на пропан-бутановую смесь в начале года и в апреле

Другие элементы

Кроме газгольдера, за полноценную работу системы обогрева отвечают и другие детали:

  • радиаторы;
  • трубы;
  • арматура запорного типа;
  • приборы автоматизации.

Первые три элемента проходят через весь дом, поэтому экономить на них не стоит. Предпочтение рекомендуется отдать компактным изделиям, чтобы они не занимали много места в помещении.

Благодаря последней детали система обогрева работает бесперебойно. Владельцы самостоятельно регулируют показатели с помощью соответствующих кнопок, датчиков.

За счет автоматизации контролируется:

  • температура внутри помещения;
  • давление;
  • расход сжиженного газа.

Автономная система отопления: разновидности

Автономное отопление с использованием газа на сегодня, пожалуй, самое распространенное в России. Ведь и газ, сам по себе, это пока еще довольно дешевое топливо. А принцип работы таких систем очень прост, и заключается он в следующем. Монтируется газовый котел, к которому при помощи труб присоединяются радиаторы отопления. Котел нагревает воду или другой теплоноситель, который естественным путем или принудительно (с использованием циркуляционного насоса поступает) в батареи, которые и отдают тепло в помещениях.

Для стабильной работы всей системы понадобиться также расширительный бачок, запорная арматура, а также датчики температуры и устройства ее контроля. Кстати, такой обогрев может не только обеспечивать вас дешевым теплом, но и дешевой горячей вод круглый год. Экономия на данном ресурсе также может быть двукратная. Надо лишь приобрести сразу двухконтурный газовый котел.

Двухконтурные газовые котлы

Итак, преимуществами такой системы являются:

  • экономия на тепле по сравнению с централизованным обогревом в несколько раз;
  • удобство – котел можно включать и выключать, когда вам нужно, и контролировать температуру в системе;
  • к такой системе можно подключить теплые полы; и вообще ее несложно комбинировать с другим обогревом, например, электрическим;
  • можно использовать трубы и радиаторы, какие вам нравятся; то есть, избавиться от старых и громоздких батарей, и поставить, например, современные, скрытые под панелями.

Однако имеются и свои минусы такого автономного обогрева:

  • газовые котлы надо проверять и обслуживать ежегодно;
  • при поломке нагревательного устройства его ремонт может обойтись вам в копеечку;
  • за системой отопления вам придется следить самостоятельно – проверять, не текут ли трубы, равномерно ли прогреваются радиаторы, нет ли в них завоздушивания, стабильно и работает циркуляционный насос и так далее.

Однако все это только звучит страшно. При грамотном монтаже, который производят профессионалы, при покупке качественных элементов, о работе такой системы обычно можно не беспокоиться и проверять ее только раз в год – непосредственно перед началом отопительного сезона. Но зато, какая экономия каждый год на тепле и горячей воде!

Обогрев при помощи электроэнергии, конечно, не такой экономный, но более безопасный и даже удобный, потому что вам не придется добиваться разрешения на монтаж газового котла в своей квартире. А потому в последние годы электрические котлы становятся все более и более популярными.

Понять, почему довольно легко, ведь самих вариантов такого отопления гораздо больше. Так, здесь вообще можно не «городить» целые системы труб, а установить нагревательные элементы непосредственно в радиаторы. А есть еще электрические теплые полы, специальные радиаторы с большим КПД, конвекторы, инфракрасное излучение и так далее и тому подобное.

Но не все понимают, что даже такой обогрев эффективней централизованного, хотя на самом деле и здесь экономия – двукратная, при использовании современных приборов и грамотном монтаже всей системы. Для сравнения перечислим ниже преимущества и недостатки автономного обогрева электричеством. Итак, плюсы:

  • большой выбор устройств и их возможностей;
  • не требуется проводить в дом или в квартиру газ, либо покупать жидкое или твердое топливо, свет же в любом жилище быть уже должен;
  • питаться система может, в том числе, и от альтернативных источников энергии;
  • заметная экономия по сравнению с централизованным отоплением;
  • безопасность – вы не отравитесь газом или продуктами сгорания любого другого топлива.

Отрицательные моменты:

при монтаже важно использовать мощные провода, и ваша проводка должна их выдерживать; то есть потребуется отдельная линия;
при отключении электричества вы лишитесь и тепла.

Как продлить сроки работы?

Чтобы система дольше функционировала без ремонта и дополнительных трат, необходимо правильно эксплуатировать ее. Какой бы из типов котлов вы ни выбрали, всегда придерживайтесь прописанных в инструкции правил:

• котлы с открытыми источниками пламени, устанавливаются на полы, предварительно закрытые несгораемым покрытием;

• при ограниченных возможностях пространства в котельной, дополнительно разработайте систему подачи воздуха, в необходимом количестве;

• дымоход должен соответствовать всем нормам и обеспечивать хорошую тягу, улучшить которую поможет монтаж стабилизатора;

• обязательно прорабатывайте схему расположения конденсатоотводчика, чтобы на стенках дымоотвода не образовывалась влага.

Автономное отопление частного дома: какой вид выбрать. Схема автономного отопления частного дома

December 4, 2014

Проживание в собственном доме имеет несомненные достоинства, которые трудно переоценить. Вместе с тем на хозяина ложится обязанность создания безопасности и комфорта. Для поддержания необходимой температуры в помещениях необходимо автономное отопление частного дома. Если раньше для обогрева небольших помещений достаточно было обычной печи, то в современных условиях это не всегда подойдет. В зависимости от отапливаемых площадей требуются соответствующие энергоносители и устройства для их применения. Для дачи вполне подойдет твердотопливный котел. Он даже может быть собственного изготовления, чтобы можно было любоваться по вечерам открытым пламенем. Так и делают многие дачники, предпочитающие экзотические решения. В случае с загородным домом все зависит от его посещаемости и нахождения рядом источников энергии. Необходимый комфорт обеспечит автономное газовое отопление частного дома, которое экономически целесообразно и не требует заготовки и хранения топлива. Также оно не требует много труда и времени на ремонт и обслуживание.

Оформление документов и его трудности

Если обычно в роли катализатора всех проблем выступает денежная сумма за услугу, то в случае автономного отопления это сбор всех необходимых подтверждений и разрешений на монтаж.

Кроме того, разрешения можно и не получить вовсе, так как чиновники очень неохотно идут навстречу и могут просто застопорить вопрос, особенно если квартира в доме является единственной, претендующей на отопительную независимость. Если случается отказ, то необходимо обязательно созвать комиссию, которая при поддержке независимых экспертов должна будет обосновать решение коммунальщиков и вынести финальный вердикт.

С другой стороны, если дом не является многоквартирным, а собственным, то проблем становится на порядок меньше. Это связано с тем, что можно будет просто обратиться в монтажную компанию, которая займется решением всех проблем: от получения необходимых документов до монтажа котла.

Подбор мощности котла для автономного отопления

Для того чтобы определить требуемую мощность прибора, достаточно простой формулы – на 10 м2 отапливаемой площади нужно 1 кВт мощности. Специалисты советуют брать в расчет утепление дома – строения с малой степенью утепления требуют дополнительного прогрева, это же касается квартир на первых/последних этажах, где может поддувать с подвала или крыши.

Чтобы не остаться без тепла, к итоговой цифре после подсчета мощности, следует добавить 15-20% или умножить показатель на региональный коэффициент, в частности:

  • для средней полосы показатель 1,1;
  • для южных областей показатель 0,7-0,9;
  • в северных районах итоговая мощность умножается на 2,0-2,5.

Таким образом в квартиру в Красноярске площадью 20 м2 нужно котел мощности (20/10) 2 кВт х 2,5 = 5 кВт. Если строение кирпичное, квартира располагается на 1 м этаже с неутепленным подвалом, то лучше добавить запас и приобрести котел мощностью в 6 кВт.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий