Альтернативное отопление в частном доме – как сделать?

Каждый мужчина не только обязан построить дом, но и обеспечить в нём тепло. При возможности частное жилище подключить к центральному отоплению системе, проблема обогрева дома решается просто. Если такой возможности нет, хозяину приходится искать альтернативные варианты. Также независимые системы отопления интересуют тех, кто считает централизованное отопление слишком дорогостоящей услугой. Рассмотрим все системы: жидкостную, водяную, инфракрасную.

Что это такое альтернативное отопление?

Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о существовании альтернативного отопления. Однако при классификации того или иного вида получения энергии нетрадиционным способом возникает некоторая путаница. Ошибочно считают, что применение и инфракрасного излучения, и биотоплива, и геотермальная энергия и ряд других – все это альтернативная энергетика. Поэтому при определении альтернативных методов получения энергии будет верно считать таковыми те, за которые потребитель не платит поставщику энергии и при этом затраты при ее получении находятся на приемлемом уровне.

Особенности монтажа водяного отопления

Использование воды в качестве теплоносителя обусловлено тем, что эта жидкость обладает очень хорошей теплоемкостью и способна эффективно принимать и отдавать тепло. Водяное отопление используют в домах уже давно. За прошедшее время принцип остался прежний, а вот схемы подключения нагревательных элементов претерпели серьезную модернизацию. Тем не менее, для сооружения водяного отопления применяются все те же материалы и приборы, что и сотню лет тому назад, только усовершенствованные:

  • энергетические установки. Ими могут быть печи или котлы, работающие на электроэнергии или газе;
  • трубы различного диаметра. Сегодня кроме металлических труб активно используются пластиковые и металлопластиковые;
  • радиаторы отопления, которые делают из чугуна, стали или алюминия;

Котёл + солнечный коллектор 

котелтеплообменникомнасос

Ads by

(function(){ var id = «sticky»; var exText = «Закрыть»; var adUnit = («#lx_» + id); var h = («#lx_» + id + » #lx_home_button»); function lxCloseUnit() { while (()) { (); } } function addButtons() { var newHomeBtn = (true); («id»); («lx_home_button»); var lxCloseButton = («button») = «lx_close_button»; = «» + exText + ««; var lxNoClick = («div»); («lx_no_click»); (lxNoClick); (lxCloseButton); (newHomeBtn); = lxCloseUnit; } addButtons(); })();Принцип работыВсе компоненты системы работают таким образом, чтобы при необходимости дополнять друг друга. Производится ровно столько тепла, сколько его действительно нужно.  Поглощая тепло от солнца, панели нагревают циркулирующий в трубках коллектора антифриз. Поступая в теплообменник, он, в свою очередь нагревает воду. Температура антифриза и воды задается вручную, а затем регулируется автоматикой. Нагретая вода накапливается в баке, объем которого в зависимости от размеров жилья может достигать до 3000 л (рис. 1). Рис. 1. Схема работы отопительной системы на основе котла и солнечного коллектора. Рисунок с сайта Далее накопительная емкость распределяет воду сразу по двум контурам – отопления (тёплые полы) и горячего водоснабжения. Сделать это позволяет особая конструкция теплоаккумулятора, собранного по принципу «бак в баке»: благодаря ей вода внутри емкости разделяется на ту, что пойдет на обогрев и ту, которая понадобится для хозяйственных нужд (душ, мытье посуды и пр.) Если солнца мало и его тепла недостаточно (в зимнее время, а также ночью и в пасмурные дни) – компьютерный блок автоматически включает котел. После нагрева в котле дальнейшее прохождение воды происходит по той же цепочке. Таким образом, система полностью автономна. Необходимость вмешательства в ее работу человека почти исключена. А экономия происходит за счёт того, что 70% необходимой тепловой энергии будет генерировать солнечный коллектор. Чаще всего солнечные коллекторы монтируют на крыше, но в некоторых случаях их можно разместить и на земле

Читайте также:  Закрытая система отопления загородного дома: схемы, расчет, заполнение

Основные схемы для систем отопления домов

Система отопления частного дома

Притом, что системы отопления различаются по виду используемого источника энергии, они имеют всего лишь две основные схемы. Определиться с выбором схемы отопления помогут правильные замеры дома и прилегающей территории. Размер строения – главный показатель, определяющий выбор схемы. Рассмотрим эти схемы:

  • Схема, использующая самотёк теплоносителя;
  • Схема, работающая с принудительной циркуляцией теплоносителя.

В чём же принципиальные различия этих схем — постараемся разобраться. Сразу следует заметить, что обе схемы отопления могут иметь однотрубное и двухтрубное исполнение. Относительно самотёчных систем можно сказать, что они имеют целый ряд недостатков, а поэтому используются они, гораздо реже, чем системы отопления, имеющие принудительную циркуляцию. Вот эти недостатки:

  • Большая стоимость системы. Учитывая тот факт, что линия подачи находится далеко от линии возврата остывшей воды, и всё происходит под действием силы тяжести теплоносителя, необходимо устройство трубопровода, имеющего достаточную протяжённость.
  • Сложность монтажа, связанная с необходимостью строгого соблюдения величин угла уклона для обеспечения естественного тока теплоносителя в обоих направлениях.
  • Не эстетичный внешний вид системы, связанный с тем, что не всегда можно использовать современные материалы, так как температура воды в системе может достигать достаточно высоких температур, вплоть до температуры кипения.
  • Сложность регулирования температуры отдельных отопительных приборов.
  • Низкий КПД за счёт больших потерь, возникающих из-за большой протяжённости системы.
  • Большой объём используемого теплоносителя.

Выводы и полезное видео по теме

На примере обвязки отопительного радиатора показан процесс обработки и пайки полипропиленовых изделий при помощи специальных инструментов.

Появление труб, изготовленных на основе полипропилена, и их применение в деле позволяет существенно снизить трудоёмкость монтажа на устройстве систем отопления, в том числе своими руками. Этот современный материал открывает больше возможностей для владельцев частных домов, где отопительные системы питаются от внутренних источников – газовых, электрических, дровяных котлов.

В чем состоит преимущество горизонтальной разводки системы отопления

Рассмотрев все виды горизонтальной разводки системы отопления, можно сделать вывод, что горизонтальная схема обладает рядом ценных преимуществ:

  • Разводка дает возможность обеспечить точный контроль потребления тепла и при необходимости на нее легко установить тепловой счетчик;
  • Горизонтальная система двухтрубной разводки позволяет осуществлять корректировку режима отопления на каждом участке;
  • Система больше адаптирована к современным приборам отопления, поскольку предусматривает возможность скрытого подключения;
  • Наличие большого количества регулирующей и запорной арматуры, положительно сказывается на надежности системы – это одна из наиболее надежных систем отопления многоэтажных зданий.

Таким образом, горизонтальная разводка отопления может с успехом применяться для установки в многоэтажных многоквартирных домах.

Жидкий теплоноситель — самый популярный вид систем

Система, представляющая собой замкнутый контур, внутри которого есть теплообменник и циркулирует жидкость.

Жидкость проходит через теплообменник, тут она нагревается. Затем, проходя по контуру, жидкость остывает, нагревая помещения. Потом жидкость опять возвращается, и весь процесс повторяется снова. По привычке такой вид называется водяным. Но в современных системах часто используют другие составы (антифриз). Поэтому такие контуры получили название жидкостные.

Такие системы хороши тем, что их можно разводить под индивидуальные проекты и нужды. К примеру — принудительная и гравитационная системы:

  • Принудительная — жидкость движется по контуру под действием насоса;
  • Гравитационная — силой, которая приводит жидкость внутри труб, служит гравитация.

Также разводка может идти по одной или двум трубам. В перовом случае горячий носитель и холодный передвигаются по одной и той же трубе. Экономичная, но неэффективная для больших домов разводка. Двухтрубная разделяет холодный и горячий носитель. Она сложнее, но позволяет отапливать любые площади. Выбор разводки влияет на выбор оборудования.

Читайте также:  Как выбрать обогреватель для квартиры: лучшие модели

Не имеет значения принудительная система или гравитационная, одно- или двухтрубная её основной элемент котёл. Рассмотрим разные их виды:

отопление

Нагрев помещения осуществляется за счет прогрева воздуха газовым оборудованием, водяным теплообменником, электронагревателем, вентилятором и другими устройствами через воздуховоды. Воздушная система отопления в частном доме считается затратной и неэкономной. Во-первых, расход электроэнергии экономный не в каждом типе оборудования, во-вторых, степень нагрева и постоянство температурного режима нельзя сравнить с другими типами обогрева помещения.

Варианты системы воздушного отопления для частного дома

Прямоточная система воздушного отопления

Весь воздух в прямоточной системе забирается с улицы, перегревается до +35-40град. и подается по распределяющим воздуховодам в помещения.

Система воздушного отопления с частичной рециркуляцией

В такой системе часть воздуха забирается с улицы и смешивается с воздухом внутри помещения. Затем, нагретый и перегретый воздух подается к воздуховодам.

Система воздушного отопления с полной рециркуляцией

Воздух в данной системе гоняется внутри помещения без подмеса с улицы. Такая система не безопасна для здоровья, так как воздух будет переполнен бактериями. Но, возможно избавится от этого недостатка включив в систему дорогостоящее оборудование для очистки воздуха.

Воздушное отопление

Суть работы такова: при помощи специального теплогенератора, в котором имеется вентилятор и теплообменник, нагревается воздух, который идёт по воздуховодам в помещение, вытесняя из труб холодные массы. Они же в свою очередь опять попадают к генератору. Генератор работает как на твёрдом, так и на жидком топливе. Продукты сгорания должны выходить через трубу.

Для установки своими руками системы воздушного отопления необходимо приобрести:

  • фильтры для очистки воздуха
  • генератор
  • УФ-фильтр для очистки воздуха
  • увлажнитель воздуха
  • система воздуховодов
  • термостат
  • воздуховоды

Преимущества воздушного отопления:

  • вся система отопления монтируется в стене
  • происходит равномерный прогрев помещения
  • нет шума
  • воздушное отопление на 20−30% экономичнее водяного
  • система воздушного отопления в обязательном порядке имеется функция фильтрации воздуха. При этом воздух очищается от пыли и неприятного запаха, а фильтрующий элемент меняется каждые полгода
  • воздух при воздушном отоплении всегда достаточно увлажнён
  • быстрое нагревание помещения
  • специальный термостат позволяет варьировать температуру в комнате от 50до 350С

Недостатки воздушного отопления:

  • монтаж воздушной системы отопления можно сделать только при возведении здания
  • тёплый воздух подаётся из-под потолка, а он должен опуститься вниз, что весьма затруднительно. Поэтому сквозняки, пусть и тёплые, присутствуют в помещениях с воздушным отоплением
  • как правило, такой вид отопления совмещён с кондиционированием и увлажнением воздуха, что увеличивает стоимость всей системы
  • в жилых помещениях такая система применяется редко

Этапы монтажа системы воздушного отопления:

1-й этап: надо хорошенько просчитать, сможет ли данная воздухонагревательная система прогреть такую площадь помещения. Если воздух подавать с большой скоростью, то система будет работать с шумом.

2-й этап: воздухопровод в деревянном доме, например, из клееного бруса можно проложить в перекрытии. В каменном или бетонном домах нужно применять дроссельные заслонки воздуховодов. Воздуховоды крепятся с помощью анкеров. Если воздуховоды проходят какой-то участок «впустую», то их надо утеплить во избежание теплопотери. Воздуховоды в зависимости от типа теплогенератора могут быть гибкими, жёсткими или комбинированными. Помимо самих воздуховодов, в комплект к ним необходимо приобретать анкеры, дроссельные заслонки, врезки и т. п. Общая длина воздуховода не должна превышать 30 м, иначе будут сильные потери тепла.

3-й этап: в качестве воздуховодов в помещениях могут служить круглые диффузоры и прямоугольные решётки. Последние смотрятся эстетичные, но от них теряется скорость подачи воздуха. Круглые диффузоры применяют на полу.

Внимание: воздушное отопление устанавливать самостоятельно сложно и небезопасно! Обратитесь к квалифицированному специалисту!

Порядок работы

Конструирование индукционного агрегата сводится к следующим основным и последовательным этапам изготовления:

  1. Стальная или нержавеющая проволока нарезается кусачками на отрезки длиной от 3 до 7 см.
  2. Пластиковая труба плотно заполняется нарезанными кусками проволоки. При этом важно знать, что проволоку нужно укладывать таким образом, чтобы внутри не образовывались пустоты.
  3. На торцах трубы закрепляется металлическая сетка с той целью, что не допустить высыпания отрезков проволоки.
  4. Сверху и снизу трубы врезаются патрубки. Нижний патрубок нужен для поступления теплоносителя в котел, а верхний – для его подачи в отопительную систему.
  5. Поверх трубы наматывается медная проволока, при этом необходимо соблюсти то условие, чтобы количество витков было не менее 90.
  6. Концы проволоки присоединяются к разъемам инвертора.
  7. С помощью переходников и шаровых кранов котел подключается к отопительной системе, а также устанавливается циркуляционный насос, если такового не было в схеме отопления.

Важный момент:

подачу высокочастотного тока на индукционный котел нужно делать только после того, когда включен циркуляционный насос, и агрегат полностью заполнился теплоносителем!

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя

Рисунок 2. Устройство.

Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Чертежи

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • паяльник;
  • припой;
  • текстолитовая плата.
  • мини-дрель.
  • радиоэлементы.
  • термопаста.
  • химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

  1. Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
  2. Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
  3. Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
  4. При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
  5. Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
  6. Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
  7. Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.
Чертежи

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

  1. Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
  2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
  3. Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.

Частые ошибки при монтаже

Самые распространенные ошибки монтажа:

  • Ошибки при подключении и обвязке отопительного агрегата – должны быть смонтированы все элементы отопления (см. особенности установки выше).
  • Неправильное подключение радиаторов.
  • Отсутствие блока безопасности и крана между блоком и теплогенератором.
  • Установка штатных уплотнений при работе системы на антифризе. Антифриз разъедает большинство видов резины, ядовит, дорог, и его использование оправдано только в домах с эпизодическим пребыванием людей в зимний период. При применении антифриза необходимо заменить все прокладки, в том числе и между секциями радиаторов.
  • Некачественный монтаж всей системы.
  • Монтаж на одну ветвь системы более пяти радиаторов – последние будут холодными.
  • Наличие свободного доступа воздуха к радиаторам для обеспечения теплопередачи конвекцией.
  • При установке в нишах стену за радиатором следует утеплить – проклеить слоем пенополистирола толщиной 3-5 см, зашпатлевать и закрасить. Желательно также приклеить на стену лист фольгированного вспененного полиэтилена.