Альтернативное отопление дома своими руками

Подорожание традиционных видов топлива (газ, дрова, электричество, торф и т. д.) заставляет искать более дешевые методы обогрева. Традиционные котлы постепенно вытесняет альтернативное отопление частного дома, позволяющее получать тепловую энергию и при этом экономить средства.

Лучшие альтернативные отопления в частном доме

Энергия солнца

Энергия ветра

В зависимости от того, как расположена ось устройства, разделяют горизонтальные и вертикальные ветряки. Большей производительностью обладает их горизонтальный вид.

  • Лопасти устройства, вращающиеся от ветра, задействуют ротор генератора, который начинает производить переменный ток.
  • Ток, поступая к контроллеру, из переменного преобразуется в постоянный.
  • Постоянный ток заряжает аккумуляторные батареи, от которых он поступает в инвертор.
  • Проходя сквозь инвертор, ток преобразуется в однофазный. В таком виде он применяется для обогрева помещения.

Однотрубные системы

В однотрубных системах отопления теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам.

Создавая отопление частного дома своими руками, проще всего обустроить однотрубную систему отопления. Она обладает множеством преимуществ, например, экономичностью использования материалов. Здесь мы можем неплохо сэкономить на трубах и добиться доставки тепла в каждое помещение. Однотрубная система отопления предусматривает последовательную доставку теплоносителя в каждую батарею. То есть теплоноситель покидает котел, заходит в одну батарею, потом в другую, потом в третью, и так далее.

Что происходит в последней батарее? Достигнув конца отопительной системы, теплоноситель разворачивается и отправляется обратно в котел по цельной трубе. В чем заключаются основные преимущества подобной схемы?

  • Легкость в монтаже – нужно последовательно провести теплоноситель по батареям и вернуть его обратно.
  • Минимальный расход материалов – это самая простая и дешевая схема.
  • Низкое расположение труб отопления – их можно смонтировать по уровню пола или вовсе опустить под полы (это можно увеличить гидравлическое сопротивление и потребовать применения циркуляционного насоса).
Однотрубные системы

Присутствуют и некоторые недостатки, с которыми приходится мириться:

  • ограниченная длина горизонтального участка – не более 30 метров;
  • чем дальше от котла, тем холоднее радиаторы.

Впрочем, есть некоторые технические ухищрения, которые позволяют нивелировать эти недостатки. Например, с длиной горизонтальных участков можно справиться установкой циркуляционного насоса. Он же поможет сделать последние радиаторы более теплыми. Компенсировать падение температуры помогут и перемычки-байпасы на каждом из радиаторов. Давайте теперь обсудим отдельные разновидности однотрубных систем.

Как работает система отепления

Чтобы все сделать правильно, нужно изучить принцип действия автономной отопительной системы. Энергоноситель (уголь, дрова, газ,) при переработке, сжигании, выделяет тепло. В специальной камере котла, в топке, установлен теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель. Это может быть обычная вода или специальный состав. После разогрева теплоноситель передается по трубам к радиаторам, которые раскалившись, передают тепло воздуху в помещении.

Это принципиальная схема, недостаточная чтобы начать монтаж отопления своими руками. Нужно правильно подобрать котлоагрегат и дополнительное оборудование, необходимое для эффективной работы отопительной системы.

Как работает система отепления

Но основных узла всего три:

Расширительный бак, насос принудительной циркуляции и контрольно-измерительные приборы относятся к разряду дополнительного оснащения. А запорная арматура (вентили, краны, регуляторы) включается в состав трубопровода.

Простая вода из централизованной системы водоснабжения способна поглотить и передать до кДж/кг °С. Это тепло принимается и от ТЭНов, если котел электрический. По трубам теплоноситель поступает к батареям, изготовленным из металла большой теплоемкости. Радиаторы нагреваются и отдают тепло в комнату. Этиленгликоль либо пропиленгликоль используется в качестве незамерзающей жидкости, что позволяет отключать обогрев зимой без риска разморозить систему.

Подобные схемы отопления работают следующим образом:

Как работает система отепления
  1. В результате потребления электрической энергии или сжигания углеродного топлива вода разогревается до температуры + градусов по Цельсию.
  2. Движущей силой для перемещения горячей жидкости является естественная конвекция или результат работы циркуляционного водяного насоса.
  3. После того, как теплоноситель дойдет до радиатора, температура снизится на 10-20 °C, но этого достаточно, чтобы прогреть воздух в помещении.
  4. Будучи охлажденной, водяная масса направляется обратно к котлу, где участвует в новом цикле, что обеспечивает непрерывность процесса.
  5. Чтобы исключить появление воздушных пробок в трубах и радиаторах устанавливают расширительный бак, где гасятся температурные изменения объема жидкости.

Обустраивая отопление частного дома своими руками, важно правильно подобрать котел, исходя из рабочих параметров (мощность, производительность). Также покупают ту модель, которая предназначена для конкретного типа энергоносителя.

Читайте также:  Как обогреть дом с помощью электричества

Особенности однотрубной системы отопления

Однотрубная система отопления фактически представляет собой замкнутое кольцо труб, по которым циркулирует теплоноситель. Помимо собственно труб, в отопительной магистрали присутствуют два основных элемента: котел и радиаторы отопления. Кроме того, в систему включается коллектор, запорно-регулирующая арматура, группа безопасности, расширительный бак и т.п. вспомогательное оборудование.

Нагретая котлом вода поступает в магистраль и подается на первый радиатор отопления. Выйдя из него, вода по магистрали подается на второй радиатор отопления и т.д. из последнего радиатора теплоноситель по обратной трубе возвращается в котел и цикл повторяется.

Поскольку в каждом из радиаторов за счет интенсивного теплообмена происходит понижение температуры теплоносителя, нагрев последнего радиатора будет минимальным, тогда как первый радиатор может иметь ту температуру, на которую выставлен котел.

Особенности однотрубной системы отопления

Данный момент является главной особенностью однотрубных систем. При альтернативной двухтрубной схеме теплоноситель почти без потери температуры распределяется по подающей трубе, от которой через ответвления происходит забор воды на радиаторы. Поэтому температура каждого из радиаторов будет почти одинаковой. Появление некоторой разницы возможно лишь при большой длине магистрали.

Решить проблему недостаточного нагрева последнего радиатора в кольце однотрубной системы можно тремя способами:

  1. Повысить температуру нагрева воды. Этот способ наиболее прост в реализации, однако на практике применяется крайне редко по причине увеличения расходов на энергоносители. Кроме того, может возникнуть проблема перегрева первых радиаторов в системе.
  2. Увеличить тепловую мощность оконечных отопительных приборов. Достигается это увеличением количества секций, что влечет за собой ощутимое удорожание всей конструкции.
  3. Включение в систему циркуляционного насоса. При интенсивном кругообороте теплоносителя он не успевает полностью отдавать энергию в первых радиаторах и подается горячим даже на последние теплообменники. Данный способ наиболее распространен, т.к. небольшие затраты на циркуляционный насос полностью окупаются возможностью не увеличивать интенсивность работы котла и обойтись без мощных радиаторов в последних по кольцу теплообменниках.

Однотрубная схема отопления обладает следующими преимуществами перед альтернативными схемами:

  • значительное сокращение расхода труб и комплектующих, что намного уменьшает стоимость всей сборки;
  • возможность подключать отопительные приборы как последовательно, так и параллельно;
  • можно направить теплоноситель таким образом, чтобы сначала он поступал в помещения с наибольшими теплопотерями.
Особенности однотрубной системы отопления

Вместе с тем, однотрубным вариантам присущи и некоторые недостатки:

  • длительный прогрев всего объема теплоносителя после холодного запуска;
  • если дом имеет два или более этажа, то отопительную систему будет довольно сложно сбалансировать. Верхние этажи всегда будут прогреваться эффективнее, чем нижние.
  • при необходимости ремонта одного участка придется выключать всю систему.

Принцип действия и преимущества твердотопливных котлов отопления

Твердотопливный котёл — альтернативный источник тепла

Рассматривая альтернативные источники энергии, стоит обращать внимание не на те, которые в большей мере можно назвать экзотическими, а таких наберётся не один десяток. Больше всего нас интересуют те источники, которые способны реально обеспечить всё возрастающие потребности населения в дешёвом топливе. В этой же связи стоит использовать только приборы и устройства, способные обеспечить строение теплом и горячей водой в полном объёме. Такие устройства, как печи и камины, работающие на твёрдом топливе, играют часто символическую роль и используются в качестве элемента декора. Настоящей же заменой газовым и электрическим отопительным устройствам являются твёрдотопливные котлы отопления, которые имеют следующие преимущества:

Принцип действия и преимущества твердотопливных котлов отопления
  • относительная дешевизна и доступность используемого топлива. Притом, что чаще всего используемая древесина имеет традиционно большую стоимость, чем природный газ, большинство твердотопливных котлов может использовать для своей работы дешёвые отходы производства деревообрабатывающих предприятий;
  • высокая эффективность — КПД твердотопливных котлов отопления часто значительно выше, чем у котлов, работающих на газу, не говоря уже об электрических приборах отопления, которые имеют большие потери тепла;
  • автономность – все котлы, загружаемые твёрдым топливом, не используют природный газ, который подаётся часто с перебоями, особенно в отопительный сезон, а некоторые районы и вовсе не газифицированы;
  • универсальность – большая часть твёрдотопливных котлов имеет возможность работы на различных видах топлива, выбор которого зависит от возможностей хозяина, времени года и других факторов.

При этом стоит отметить, что большинство твердотопливных котлов использует иногда достаточное количество электроэнергии, и их работа зависит от её наличия напрямую. Даже пиролизные котлы промышленного изготовления, имеющие КПД, превышающий часто 80%, не может работать без энергоснабжения, так как это необходимо для обеспечения принудительной вентиляции. Однако это решается в некоторых котлах, которые максимально используют естественный приток воздуха и имеют накопительные ёмкости, способные отапливать помещение в течение 2-3 дней, и работают даже без электричества. К тому же, для работы системы вентиляции достаточно установить такой же альтернативный источник энергоснабжения – дизельный генератор.

Расчёт системы отопления

Перед началом установки системы отопления в частном доме своими руками, необходимо выполнить все расчёты, подобрать нужный тип оборудования и правильно определить количество требуемых деталей. Но главная задача – определить количество тепловой энергии, необходимой для обогрева частного дома.

Можно использовать стандартные показатели, которые были рассчитаны ранее, для дома с похожими параметрами, или выполнить подсчёты самостоятельно.

Алгоритм действий для расчётов следующий:

  1. Необходимо замерить площадь комнаты, умножить получившийся показатель на 100 ВТ.
  2. Высчитать количество энергии для всех комнат, учитывая важные детали: в угловых комнатах с одним окном показатель метража умножается на 120 Вт, а если в комнате две наружные стены и два окна – то на 130 Вт.
  3. Показатели по всем комнатам соединяются, и высчитывается средний параметр для всего дома.
Читайте также:  Изготовление пиролизного котла своими руками: чертежи и принцип работы

Этот метод расчёта лишь приблизителен. Если нужно получить более точные параметры для дома, построенного в жарком, или наоборот, в холодном регионе, рекомендуется воспользоваться помощью специалиста.

Что можно считать альтернативным отоплением

Так сложилось, что единого подхода к определению и классификации нет. Производители отопительных устройств, продавцы оборудования, средства массовой информации – все готовы по-своему эксплуатировать это понятие. Довольно часто альтернативными видами отопления дома называют всё, что работает не на газе. Сюда могут отнести пеллетную «биотопливную» установку, инфракрасные тёплые полы или ионный электрокотёл. Иногда упор делается на необычную реализацию, например, «тёплый плинтус» или «тёплые стены», словом, всё сравнительно новое, что начали активно использовать с конца прошлого века.

Так что же для частного дома действительно является альтернативой? Давайте остановимся на вариантах, где соблюдаются три основных принципа.

Во-первых, рассматриваем только восстанавливаемые источники энергии.

Что можно считать альтернативным отоплением

Во-вторых, производительности оборудования должно быть достаточно, чтобы хоть частично дополнить именно отопление (как самую энергоёмкую систему), а не просто обеспечить работу нескольких лампочек.

В-третьих, стоимость/рентабельность энергоустановки должна быть на таком уровне, чтобы было целесообразно использовать её в бытовых нуждах.

Варианты альтернативного отопления

Выбираем оборудование

Основные составляющие системы:

  • котёл;
  • трубы,
  • расширительный бачок.

Дополнительные элементы, которые устанавливают не в каждом случае:

  • радиаторы;
  • циркуляционный насос;
  • манометр;
  • терморегулятор;
  • предохранительные клапаны;
  • автоматический воздухоотводчик.

Котёл

Отопительный прибор – главный элемент в системе. Невозможно в рамках одной статьи представить всю информацию по выбору между: электрическим и твердотопливным котлами; газовым котлом и на жидком топливе. А так же варианты с кирпичной печью: Голландкой, Шведкой и т.д. Выбор котла будет зависеть от множества факторов, желания и средств хозяина.

Выбираем оборудование

Остановимся на выборе мощности отопительного прибора.

Обычно считается, что на 10м2 помещения, нужно 1 кВт мощности. Но это при условии, что высота потолка до 3х метров, а дом, окна и двери очень хорошо утеплены.

На практике, котёл берут с запасом мощности (суровые морозы тоже испытание для системы отопления).

Схема такая:

  • Дом 60-200 м2. Котёл = до 25кВт.
  • 200-300м2 = 25-35 кВт.
  • 300-600м2 = 35-65 кВт.
  • 600-1200м2 = 100 и более кВт.

Если выбор пал водяное электрическое отопление частного дома, нужно учесть, что не каждая сеть выдержит котёл большой мощности.

Трубы

Каждый материал для труб имеет свои сильные и слабые стороны.

Например, сталь, сильно подвержена коррозийным процессам, поэтому чаще применяют оцинкованную или нержавеющую сталь, хотя и стоят такие трубы дороже. Обычные стальные трубы сваривают, а оцинковку и нержавейку собирают на резьбовых соединениях.

Медные трубы в системе отопления

Медные трубы могут себе позволить только состоятельные люди, но трубопровод, сделанный из меди, будет служить долго и выдержит любые температурные скачки. Соединяют такие трубы обжимными фитингами или методом высокотемпературной пайки, припоем с содержанием серебра. В последнем случае монтаж медных труб требует высокой квалификации строителя.

Всё чаще применяют пластиковый вариант. Это дёшево, красиво и уж точно не заржавеет! Но у них высокий коэффициент расширения при нагревании (если трубы собраны на фитингах, а в них после горячей воды сразу пойдёт холодная, они могут дать течь) к тому же трубы провисают, когда нагреты. Этого недостатка нет у пластиковых труб, армированных стекловолокном или алюминием. Но армированные трубы нельзя сильно гнуть, иначе можно повредить алюминиевый слой.

Выбираем оборудование

Собрать пластиковый трубопровод сможет даже новичок в строительном деле, а монтаж обходится довольно дёшево.

Радиаторы

В отоплении с пластиковыми трубами – батареи должны быть обязательно. Среди радиаторов, на сегодняшний день, лучший выбор – это биметаллические конструкции.

Если же дом небольшой, а трубы металлические и довольно большого диаметра, то радиаторов в системе может и не быть.

Дополнительные элементы

  1. Расширительный бачок служит запасным пространством, где может размещаться вода, когда её объём увеличиться при нагреве. Он может быть открытым или закрытым. Закрытый чаще применяют для антифриза, чтобы он не испарялся.
  2. Манометр применяют только в системе с закрытым расширительным бачком, чтобы следить за давлением.
  3. Терморегуляторы нужны для системы «тёплый пол», чтобы не давать поверхности перегреваться и равномерно распределять тепло во все комнаты.

Какой может быть разводка?

Мы уже знаем виды систем водяного отопления частных домов, но прежде чем рассматривать особенности монтажа своими руками, следует более подробно поговорить о схемах: обсудить, какие они бывают, в чем заключаются достоинства и недостатками каждого варианта. Разводка может быть верхней или нижней, горизонтальной и вертикальной, а также комбинированной.

Встречаются однотрубные системы, в которых отопительные приборы подключаются последовательно, и жидкость проходит каждый из них по очереди. Естественно, она постепенно охлаждается, и чтобы компенсировать эту разницу температур, следует в конце магистрали устанавливать резисторы с большим количеством секций. В двухтрубных системах приборы подключаются к стояку параллельно. Достоинства – быстрая регулировка температуры и более равномерный нагрев жилья. Для коллекторного расположения труб характерно наличие двух соединенных трубопроводов (подающего и обратного). В этом случае возможен полный контроль всех батарей.

Читайте также:  Автономное отопление частного дома - монтаж и схема системы

Двухтрубная система отопления частного дома

Какой может быть разводка?

Внимания заслуживает популярная в частных домах схема водяного отопления, включающая дополнительно обогрев пола, а делая монтаж такой системы своими руками, вы получаете очень ощутимую экономию. В этом случае радиаторы могут выступать в качестве основных обогревающих элементов либо дополнительных.

Если система теплого пола функционирует не во всем доме, а только на некоторых участках, то в каждом отдельном контуре необходимо установить термостатический клапан. Это устройство снижает температуру возвращающейся из системы жидкости. Термостатическая головка реагирует на температуру воды, и если она слишком горячая, то клапан перекрывается. Когда расположение теплого пола далеко от коллектора, следует отдавать предпочтение специальным клапанам. Их можно разместить в настенном боксе, а благодаря конструкционным особенностям их легко подключить. Также совместно устанавливается и клапан обезвоздушивания. Этот способ хорош, если площадь теплого пола не превышает 15 квадратов.

А вот когда дом отапливается в основном посредством пола с подогревом, а радиаторы выполняют лишь дополнительную роль, то система состоит из двух отдельных функционирующих узлов. Каждая подсистема должна оснащаться насосом. Чтобы снизить температуру теплоносителя под поверхностью пола, необходимо использовать трехходовой смесительный клапан. Это устройство еще и регулирует мощность обогрева. А за нагревом радиаторов следят установленные на них термостаты.

Прочие конструкции

Лучевая (коллекторная) схема отопления

Достаточно большую популярность в обогреве частного дома получили и альтернативные конструкции. Одной из них является воздушное отопление, работающее по принципу, использовавшемуся еще 4—5 веков назад. Проходя через теплообменник, воздух нагревается и путем естественной конвекции поднимается через специальные каналы в стенах или отверстия в перекрытиях.

В случае необходимости действие конвекции усиливается вентилятором. Преимущество воздушного отопления – отсутствие потребности в прокладке труб и формировании сложных схем. А недостатком является низкий КПД.

Однако гораздо шире распространено электрическое отопление. За счет использования проводников с высоким сопротивлением, через которые пропускается электрический ток, вырабатывается значительное количество тепла. Оно может распространяться как естественным путем, так и с помощью конвектора.

Положительная сторона электрической схемы состоит в том, что ее легко сделать своими руками, а также в возможности использования децентрализованного комплекса нагревателей в каждой комнате. Недостаток – это высокий расход электроэнергии и большая нагрузка на проводку.

Существуют также различные варианты нагревателей, которые могут использоваться в том или ином виде отопления. В частности, есть котлы, работающие на мазуте, дизельном топливе, дровах, топливных брикетах или даже на органических отходах. Кроме того, в водяном отоплении могут применяться и электрические нагреватели, равномерно расположенные по всему контуру. Такая схема очень удобна, но она действенна только в небольших домах при наличии мощного насоса.

Схема двухтрубной отопительной системы

Двухтрубную отопительную систему сложно назвать лёгкой, особенно для самостоятельного воплощения. Такая схема отопления предусматривает отвод от котла сразу двух труб. При этом одна труба предназначена для подачи горячего теплоносителя к батареям, а другая для возврата остывшей воды назад в котёл. С виду это очень похоже на однотрубное отопление, но только радиаторы могут располагаться не последовательно, а в удобном для домовладельца порядке.

Согласно схеме от котла отходит одна труба, по которой горячий теплоноситель по законам физики будет подниматься. Такую трубу очень часто проводят по чердаку, где удобно выполнить скрытую разводку. Проще говоря, к каждому радиатору подводится отдельная труба. Это позволяет поддерживать одинаковую температуру в каждой батарее.

Также двухтрубная схема разводки предполагает установку отводящего трубопровода от каждого радиатора. Именно по этой трубе остывшая вода будет назад поступать в котёл. Обратка прокладывается в каждом помещении, где установлена батарея. Обычно обратную трубу отопления прячут в подполье.

Для увеличения качества работы двухтрубного водяного отопления специалисты рекомендуют устанавливать распределительный коллектор — специальное устройство, регулирующее, подачу воды к каждой батарее. Конструктивно такое приспособление напоминает трубку с несколькими боковыми отводами, которые на конце оснащаются запорными устройствами, после которых идут трубы, соединяющие, котёл с батареями. Благодаря такой системе появляется возможность контролировать и регулировать параметры температуры в каждом, отдельно взятом помещении дома.

Видео описание

В нашем видео поговорим об отоплении в частном загородном доме

  • Сложность обогрева больших помещений из-за значительной потери тепла во время циркуляции теплоносителя по трубам;
  • Дополнительные затраты на скрытие разветвленной сети труб и приборов отопления под облицовкой для сохранения эстетики внешнего вида комнат;
  • Большие габариты батарей;
  • Возможное возникновение проблем после слива теплоносителя из труб, в виде появления пробок воздуха.
Видео описание

Что показывает тепловизор, если в секциях есть воздухИсточник