Источники альтернативного отопления в частном доме

Устройство печного отопления в частном доме: конструкция современных печей

Главными конструктивными элементами в устройства печного отопления частного дома являются: фундамент, шанцы, зольниковая камера, топливник, дымовые каналы (дымообороты), дымовые трубы.

Фундамент — это основание печи, принимающее на себя нагрузки от печи и дымоходов. Данный конструктивный элемент должен быть надежным, поскольку от его прочности зависит безопасность эксплуатируемого сооружения. Правильное размещение печного фундамента предполагает его отдельное расположение от фундамента дома. Минимальный промежуток между ними составляет 3 см, который заполняется песком.

Прежде всего, роют скважину, которая затем заполняется мелкими обломками камня или обожженного кирпича, после чего все тщательно утрамбовывается. Таким образом, подготавливают подушку под фундамент. Затем в котлован заливается жидкий цементный раствор. Кладка кирпичного или каменного фундамента выполняется с перевязкой швов. Последний слой цементного раствора тщательно выравнивается.

После возведения фундамента приступают к выполнению такого конструктивного элемента печи, как шланцы. Они представляют собой ряды кирпичной кладки, которая поднимает печь поверх фундамента. Для устройства шланцев выполняется два или три ряда кладки из кирпичей. Низ печи, таким образом, также задействуется в теплоотдаче.

Такой элемент конструкции печей отопления, как поддувало, или зольниковая камера, служит для подвода воздуха в топливник и для накапливания поступающей из него золы. Между топливником и зольниковой камерой устанавливается специальная решетка в виде чугунных или стальных прутьев. Во время работы печи дверца камеры должна быть открытой, а по окончании топки ее закрывают во избежание быстрого остывания воздуха внутри печи.

Топливник в устройстве печей отопления представляет собой печную камеру, в которой осуществляется сжигание топлива — дров и угля. В верхней части топливника устраивается специальное отверстие для отвода дымового газа. Размеры камеры подбираются с таким расчетом, чтобы была возможна загрузка в печь необходимого для разогрева печи количества топлива.

В нижней части топливника устраивают скаты к решетке, обеспечивая свободное перемещение золы в поддувало. Во избежание выпадения углей и золы из камеры топки ее дверца устанавливается выше решетки на один ряд кирпичной кладки. Продлить срок службы топливника можно, выложив его огнеупорным кирпичом.

Принцип работы печной отопительной системы в частном доме основан на заборе тепла дымовыми каналами, или дымооборотами. Они могут располагаться как вертикально, так и горизонтально, а также подниматься и опускаться. То, насколько эффективно работает печь, зависит от размеров дымооборотов и их расположения.

Дымовой газ, проходя через канал, отдает энергию в виде тепла стенкам, которые и нагревают печь. С целью повышения теплоотдачи дымовые каналы выполняют таким образом, чтобы они были длинными и часто меняли направление.

Дымообороты современного печного отопления частного дома могут быть сечением 13 х 13, 13 х 26, 26 х 26 см, их стенки делаются гладкими (они не оштукатуриваются, так как в случае разрушения штукатурки может произойти засорение каналов). Доступ к дымооборотам для их чистки от сажи осуществляется через специальные дверцы.

Для получения тяги, способствующей удалению газов от сожженного топлива, устраивают дымовую трубу, которую размещают за пределами дома — на крыше. Чаще всего ее делают круглого сечения, поскольку в трубах с углами перемещение газа несколько затруднено. Кроме того, круглые трубы удобнее чистить. В качестве материала для их изготовления используются керамические либо асбестоцементные трубы.

2 Разновидности нестандартных систем

При подборе нестандартного отопления для частного дома следует детально ознакомиться со всеми тонкостями и нюансами этого вопроса

Особое внимание следует уделить источникам энергии и оборудованию, которое будет преобразовывать энергию в тепло:

1. 1. Котлы на биотопливе. Признаются наиболее популярными среди потребителей источников энергии, идеально подходят для частного дома. Отличаются высоким качеством изготовления, долгим сроком службы. Считаются отличными заменителями газового отопления, такой вариант альтернативного источника тепла для дома своими руками можно выполнить и реализовать лишь при наличии должного опыта. Такие котлы могут использоваться для обеспечения горячего водоснабжения и теплоснабжения помещений.
2. 2. Система тепловых насосов. Входит в число наиболее экономичных способов отопления. Такое оборудование функционирует от электрической сети, преобразовывая тем самым природную энергию в тепло, предназначенное для обогрева дома. Альтернативное отопление такого типа пользуется большим успехом, поскольку может стать полноценным заменителем газового котла.
3. 3. Кроме того, для частного дома в качестве альтернативы газу подходят и воздушные тепловые насосы, стоимость которых в разы дешевле, к тому же они выделяются своей простотой при установке. Воздушные тепловые насосы могут полностью заменить газовое отопление, но здесь есть один нюанс — если за окном минусовая температура, то их КПД начинает сильно падать.
4. 4. Солнечные коллекторы. Этот вариант альтернативного обогрева тоже пользуется большой популярностью, поскольку позволяет сэкономить деньги на газ.
5. 5. Воздушные камины. По сравнению с обычными каминами, воздушный вариант, характеризуется меньшей стоимостью и простотой в установке. Для нормального функционирования источника тепла необходимо тщательно проработать схему альтернативного источника отопления, чтобы в результате обогревался весь дом. Эти действия можно выполнить как собственными руками, так и с помощью специалистов.

Для реализации такой задумки в обязательном порядке нужно будет приобрести ветряк. Чтобы преобразовать силу ветра в желаемый источник отопления, не обойтись без ветрогенератора, который может быть вертикальным или горизонтальным, здесь все зависит строго от оси вращения.

Особенности тепловых сетей в частном доме

В отличие от многоквартирных зданий в частном доме устанавливается автономная система отопления, т. е. не зависящая от центральной котельной, а значит, давление в сети и температура теплоносителя будут совершенно другими. Поэтому, при выборе радиатора для частного дома надо учитывать следующие моменты:

В частных домах давление на теплоноситель, а с ним на резервуары, трубы радиаторов намного меньше, чем в многоэтажных строениях. Таким образом, батареи не испытывают перегрузок, поэтому можно выбрать любые, в том числе тонкостенные модели.

Среди жителей многоквартирок ходит страшилка про прорыв труб по причине гидроударов из-за резких скачков давления в водопроводе. На самом деле никакого гидроудара даже в многоквартирных домах быть не может, не говоря уже про системы отопления в коттеджах. Но в частных домах, особенно тех, в которых живут не постоянно может возникнуть другая проблема – замерзание воды в трубах. Как раз в этом случае батареи могут попросту лопнуть, если забыть слить воду из системы перед отъездом.

Даже чугунные батареи не всегда могут выдержать замораживание системыИсточник ir-leasing.ru

• В частном доме длина трубопровода от источника тепла (котла, печи) до радиатора совсем небольшая по сравнению с многоэтажными строениями. Поэтому теплопотери минимальны, а теплоноситель сильнее нагрет. Вывод: в частном доме должны стоять радиаторы, которые выдержат высокотемпературный теплоноситель.
• Жидкости для заполнения теплосистемы нужно немного, поэтому в нее можно добавить антифриз или этиловый спирт. Так защищают трубы и радиаторы, чтобы они не промерзли, если котел надолго будет отключен.

На сегодняшний день, на рынке представлено большое количество антифриза для радиаторов.

Одним из таких вариантов, является антифриз Gibax

При выборе необходимо обратить внимание на то, что антифризы на основе этиленгликоля и пропиленгликоля запрещено использовать в системах, где присутствуют фитинги, арматура, трубы, оцинкованные внутри. При температурах выше 70 градусов происходит интенсивная химическая реакция, результатом которой является отслоение оцинкованного слоя, что приводит к последующему засорению арматуры, приборов отопления и т.п. Вторым фактором является разрушение полезных присадок, которые защищают систему отопления от коррозии, как следствие, система отопления начинает интенсивно коррозировать

Для систем с оцинкованными изделиями используется антифризы на основе глицерина

Вторым фактором является разрушение полезных присадок, которые защищают систему отопления от коррозии, как следствие, система отопления начинает интенсивно коррозировать. Для систем с оцинкованными изделиями используется антифризы на основе глицерина.

Добавление антифриза в отопительную системуИсточник homediz.info

Выбирая радиаторы отопления, какие из них лучше для частного дома надо определять отталкиваясь от размера отапливаемой площади. В коттеджах пространства большие, соответственно и энергозатраты на обогрев тоже. Целесообразно установить такие батареи, которые прогреют жилище с минимумом затрат.

Руководствуясь этими нехитрыми правилами, можно купить оптимально подходящую модель.

Тепловой насос

Одним из наиболее низкозатратных способов для отопления дома является тепловой насос. Для его работы необходима электрическая энергия. Во время функционирования оборудования оно превращает природную энергию в тепло, с помощью которого можно вполне обогреть даже крупный объект. Некоторые разновидности установок могут выступать в качестве единственного источника обогрева.

Подобной 1 установке может быть достаточно для обогрева

Один из видов такого оборудования — грунтовые тепловые насосы. Уже сегодня они являются полноценной заменой котлам, работающим на газе. Такие агрегаты обеспечивают высокую эффективность работы вне зависимости от того, какая температура воздуха преобладает на улице. Правильный выбор прибора позволяет обеспечить теплом даже большой дом. Минусы у этих установок тоже имеются. Наиболее существенными принято считать:

1. Начальная стоимость приборов довольно высокая. Для того чтобы окупить затраты на приобретение насосной установки, требуется 10 лет или более.
2. Необходимо иметь во владении довольно большой участок земли, чтобы была возможность для закапывания готового коллектора.

Насос работает круглый год

Более недорогой разновидностью таких устройств являются тепловые модели. Их преимущество — простота процесса монтажа. Кроме этого, они эффективны и вполне могут использоваться вместо газового отопления. Однако если на улице стоит минусовая температура, то их КПД заметно снижается. В таких условиях они становятся невыгодными для отопления коттеджа. Поэтому для того чтобы не терпеть убытков, лучшим решением будет их использование в компании с котлом.

Виды тепло- и энергоносителей для систем отопления в частном доме

Отпление в частном доме по типу используемого энергоносителя может быть:

• Электрическим.
• Газовым.

По типу теплоносителя:

• Водяным.
• Воздушным.

Каждую из систем отопления подробно разберем в следующих разделах.

Классификация и особенности водяного отопления с газовыми или электрическими котлами

Изложенная ниже классификация соответствует одновременно всем видам котлов, в качестве теплоносителя для которых применяется жидкость. Это могут быть газовые, электрические, твердотопливные и пр. генераторы теплоты. Система отопления частного дома может обладать двумя видами циркуляции:

1. Естественной (природной). Она возникает вследствие разницы температур и плотности теплоносителя в подающем трубопроводе и обратном. Горячие массы воды стремятся вверх, в то время как холодные – вниз. Нужно сказать, что такой метод циркуляции в наше время не имеет должной популярности. Объясняется это его недостатками, такими как медленный разогрев теплоносителя, а также требовательность к уклонам трубопроводов. Если на каком-либо участке будет малейший контруклон, то циркуляция рабочей среды будет невозможна. В таком случае подключение новых приборов отопления (например, при достройке помещений) практически исключена, так как будет нарушаться гидравлический баланс. Особых проблем доставляет пользователям естественных систем циркуляции воздух, который скапливается в трубопроводах и нарушает циркуляцию.
2. Принудительной. Предполагает использование насосного оборудования. Этот вид считается современным, так как использование циркуляционного насоса решает все возможные проблемы, которые присущи предыдущему виду. Монтаж отопления в частном доме возможен даже своими руками, потому что не нужно соблюдать уклоны трубопроводов.

Система отопления может быть открытой и закрытой. В первом случае используется открытый расширительный бак, во втором – закрытый. Открытый тип является пережитком прошлого и применялся при использовании естественной циркуляции. Открытые расширительные баки плохи тем, что они позволяют теплоносителю контактировать с окружающей средой.

Не все материалы это приветствуют, потому что это приводит к коррозионным процессам.

Что касается схемы расположения трубопроводов, то здесь все довольно просто. Вы можете выбрать для своего частного дома схему:

• Однотрубную. В таком случае отопительные приборы подключены последовательно один за другим. Такая схема великолепно подойдет для одноэтажного дома.
• Двухтрубную. Характеризуется наличием двух магистралей – подающей и обратной. Подключение каждого радиатора в ней индивидуально. Есть варианты, при которых оба трубопровода располагаются наверху, внизу, либо подающий наверху, а обратный – внизу. Двухтрубная схема отопления частного дома – идеальный вариант для построек с двумя и более этажами.

Если уже вспомнили про приборы отопления, то у вас есть широкий выбор. Ориентироваться необходимо на располагаемый бюджет, а также характеристики системы. Вы можете приобрести радиаторы следующих типов:

• Чугунные. Это старая добрая классика, которая нам известна еще со времен советского союза. Яркими ее представителями являются чугунные секционные радиаторы МС140. Они характеризуются низкой стоимостью, неприхотливостью к качеству теплоносителя, а также долговечностью. Но к недостаткам относится их низкая инерционность, которая не позволяет качественно выполнять регулировку температуры в помещении.
• Алюминиевые. Обладают высокой ценой и великолепной тепловой отдачей. Не рекомендуется их использование с металлическими трубопроводами, потому что это может привести к окислительным реакциям и уменьшению срока их эксплуатации.
• Стальные. На втором месте в ценовой категории после чугунных. Их существует большое множество: панельные (штампованные), трубчатые и секционные. Категорически не допускается их использование в открытых системах отопления, так как они быстро поддаются коррозии.
• Биметаллические. Являются золотой серединой по соотношению цены и качества. Исходя из названия, можно догадаться, что они выпускаются из двух видов металлов, для этого используется сталь и алюминий. Из стали создается внутренний сердечник, который находится в алюминиевом кожухе. Такой симбиоз позволяет их использовать в системах с большим давлением и добиваться высокой теплоотдачи. Также биметаллические радиаторы не боятся гидравлических ударов.

Подключение электрического котла

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:

• Воздух-воздух
• Воздух-вода
• Вода-вода
• Грунт-вода

Воздух-воздух

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

«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.

Грунт-вода

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.

Вода-вода

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:

1. Биогаз
2. Гранулы из соломы
3. Гранулы торфа
4. Щепа и т. д.

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

Основные достоинства

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.

Подводим итоги

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

Альтернативное отопление частного дома

Традиционное топливо становится все более дорогостоящим, потому приходится экономить, доводя до совершенства теплоизоляцию дома и уменьшая теплопотери. Но есть еще одна возможность платить за отопление меньше – использовать альтернативные источники тепла. Самый распространенный – солнечные коллекторы. Эти элементы устанавливаются на кровле и включаются в систему параллельно с котлом. Автоматика котла контролирует количество поступающей от солнечной панели энергии и регулирует количество используемого топлива, которое необходимо для поддержания заданных температурных параметров. Такие агрегаты выпускают пока преимущественно в Европе, где теплоносители действительно стоят очень немало.

Альтернативное отопление частного дома — использование солнечной энергии параллельно с котлом

Виды водяных систем отопления

Теперь давайте рассмотрим варианты монтажа водяного отопления. Как и в случае со способом циркуляции, мы имеем более простой и дешевый вариант, уступающий по техническим характеристикам более усложненному и затратному.

Однотрубные системы отопления

Первым — простым и дешевым — является однотрубная система водяного отопления дома, в которой жидкость будет последовательно проходить по всем трубам, радиаторам и другим приборам отопления, если они имеются в цепочке и по обратной трубе возвращаться в котел. Данный вариант лучше подходит, опять же, для небольшого помещения.

Минус таких систем – невозможность их грамотной балансировки. Первый прибор всегда горячий, последний всегда теплый.

Двухтрубные системы отопления

Для помещений большей площадью лучше остановить свой выбор на более совершенной двухтрубной системе. В этом случае будет использовано нижнее подключение радиаторов. Но действительно совершенной такая прокладка отопления станет в том случае, если вы подключите циркуляционный насос. В противном случае будет затруднен обогрев дальних комнат.

Кроме того, уменьшить скорость остывания жидкости в системе возможно с помощью установки специальных байпасов на каждую из батарей, а также регуляторов подачи жидкости к отдельно взятому радиатору.

Отличием двухтрубной системы водяного отопления является прокладка цельной трубы к дальнему из радиаторов, от которого делается разветвление к промежуточным приборам отопления. Таким образом, пройдя по всей системе отопления, теплоноситель возвращается в котел по специальной обратной трубе, что позволяет равномерно распределить теплоотдачу по всему помещению.

Конечно, главным недостатком такого обогрева является его дороговизна и сложность монтажа, но комфорт, который вы получите взамен того стоит.

Лучевая система отопления

Схема лучевой системы отопления

Два выше описанных вида прокладки отопительных труб являются представителями периметрального способа. Но есть альтернативный — лучевой. При такой прокладке трубы подводятся отдельно к каждому радиатору: одна, по которой теплоноситель поступает в отопительный прибор, другая — обратная. Такая система позволяет отрегулировать комфортный температурный режим в каждом из помещений дома. Кроме того при поломке одного из радиаторов или трубы нет необходимости отключать все отопление, достаточно сделать это только на нужном участке.

В виду большого количества труб при монтаже лучевой системы, все коммуникации монтируются прямо в пол или стены, что благоприятно сказывается на интерьере дома.

Наиболее оптимально при лучевой прокладке использовать насосную циркуляцию теплоносителя.

Отопление теплым полом

Наиболее оптимальным способом равномерно прогреть все помещение является прокладка водяных теплых полов в доме. Возможно использовать только эту систему, а возможно сочетать ее с другими отопительными приборами. Например, когда в комнатах установлены радиаторы, а в коридорах, ванной и санузле — теплый пол. То есть особенно актуальными теплые полы будут для помещений с кафельным или мраморным покрытиями.

Использование системы «теплый пол» возможно ё при принудительной циркуляции теплоносителя.

Из преимуществ, которые дает водяное отопление теплым полом можно выделить:

• Равномерный прогрев помещение. Стяжка, отдающая тепло путем излучения, отдает его в равных долях в каждом квадрате комнаты.
• Рациональное распределение тепла. Тепло движется снизу вверх.
• Комфорт и микроклимат.
• Отсутствие приборов отопления на стенах в большинстве случаем