Автономная система отопления частного дома — полное руководство

Экономия ресурсов, которая позволит к тому же уменьшить сумму в платежке, — не мечта, а ближайшее будущее многих жителей Москвы. Все благодаря энергосервисным договорам, которые заключают жильцы многоэтажек. Кто и как может оформить такой договор и какую сумму он поможет сэкономить — в материале mos.ru.

Почему именно электрообогреватели?

Вы сразу же зададитесь вопросом, почему не рассматривается классическое водяное либо печное прогревание комнат? Ответ прост – это связано с тем, что монтажные работы и обслуживание примерно за те же деньги будут сводиться к минимуму.

Сейчас мы предоставим несколько причин, по которым очевидно, что самая лучшая и экономичная система отопления частного дома – электрическая.

  1. Обогреватели, работающие от электроэнергии, бесшумны, не требуют дополнительных ресурсов (угля, дров, жидкого топлива) и к тому же не загрязняют атмосферу. Это говорит о том, что в частном доме не нужно иметь место в хозблоке под топливо, делать дымоход и к тому же ежегодно трусить сажу. Достаточно подключить систему к сети и наслаждаться теплом.
  2. Установка всей системы электрического отопления не требует огромных первоначальных денежных вкладов. К примеру, монтаж водяной отопительной магистрали осуществляется один раз. Создается проект, закупаются все трубы, радиаторы, котел, а также дополнительная автоматика. Сделать часть работы (к примеру, в одной комнате), а при наличии денег завершить проект со временем Вам не удастся, а если и получится, то возникнет много проблем. Нужно будет сливать воду, врезаться в готовую магистраль и т.д. В случае с электрообогревателями все намного проще. Можно по мере зарабатывания денег устанавливать оборудование в каждую комнату отдельно. В конце весны купить конвекторы для спальни, позже – для кухни, ванной и т.д.
  3. На сегодняшний день существует множество способов сэкономить на расходе электроэнергии. Конечно, такой вариант требует немалых затрат, но будьте уверены, со временем они окупят себя. Популярностью пользуется установка экономичных двухтарифных счетчиков, а также солнечных батарей на крыше дома.
  4. Подключение бойлера, котла либо даже конвектора можно осуществить своими руками, значительно сэкономив деньги на вызове мастера.

Как Вы видите, электроотопление в частном доме и вправду выигрывает у альтернативных вариантов, поэтому устанавливать такую систему вполне выгодно.

К Вашему вниманию видео пример создания дешевой и в то же время результативной автономной системы:

Самодельная экономичная система электрического нагревания батарей

Что такое погодное регулирование?

В многоквартирном доме 2004 года постройки рядом со станцией метро «Люблино» в прошлом году энергосервисная компания — ООО «Энергосбережение» — установила автоматический узел управления погодного регулирования. Оборудование находится в подвале и выглядит как сплетение серебристых труб, врезанных в систему существующих коммуникаций. Устройство помогает регулировать температуру батарей в квартирах — в зависимости от погодных условий.

«В начале и в конце отопительного сезона температура воздуха часто меняется от плюса к минусу и наоборот. Но при централизованном теплоснабжении система отопления инерционна, и ресурсоснабжающая организация вынуждена подавать теплоноситель в течение суток по утвержденному графику, исходя из возможной минимальной температуры воздуха. При резком потеплении в течение суток возникает эффект перетопа (фактическая температура подаваемого теплоносителя выше параметров температурного графика). В этом случае температура в квартире может достигать 28 и более градусов, жильцы вынуждены открывать окна. Установленное оборудование помогает не допустить этого и снизить температуру в квартирах до 22–24 градусов (это температура комфорта). При этом экономится до 30 процентов тепла», — поясняет начальник отдела развития энергосервисной деятельности ГКУ «Энергетика» Василий Богданов.

Система работает следующим образом. Датчик, измеряющий температуру, размещается снаружи дома. Обычно его устанавливают на северной стороне здания, в тени. Как только он фиксирует, что воздух на улице прогрелся до определенной отметки, он передает сигнал оборудованию в подвале. После этого запорно-регулирующий клапан приостанавливает подачу теплоносителя в дом. То есть вода будет циркулировать по трубам внутри здания по кругу, пока ее температура не упадет до определенной отметки. Этот показатель зафиксирует уже другой датчик, и тогда насос включится вновь и в здание будет подаваться теплоноситель из сети. Все это помогает избежать знакомой многим проблемы: когда во время оттепели или бабьего лета приходится открывать нараспашку окна, потому что в квартире душно из-за горячих батарей. Это не только неудобно, но и крайне неэкономично.

Система работает в автоматическом режиме, но под контролем диспетчера. Специалисты настраивают оборудование в начале отопительного сезона и приходят по заявке, если есть жалобы от управляющей компании или жильцов. В случае какой-то неисправности система автоматически передаст сигнал диспетчеру и он направит на место ремонтную бригаду.

Установка энергосберегающего оборудования занимает всего несколько часов и не доставляет жителям никаких неудобств. Поломка тоже ничем не грозит: здание продолжит отапливаться по старой схеме, а ремонтная бригада в кратчайшие сроки восстановит работоспособность оборудования.

Читайте также:  Электрическое отопление частного дома: эффективность и преимущества

Экономить можно не только на отоплении. Еще одно востребованное направление — модернизация освещения в подъездах. Во многих домах установлены светильники с лампами накаливания или люминесцентными лампами мощностью от 12 до 100 Вт. Энергосервисная компания (инвестор) заключает договор с управляющей организацией и за свой счет устанавливает светодиодные лампы, потребляющие 5–10 Вт, но качество освещения при этом гораздо выше. Такая замена светильников позволяет снизить плату, а сэкономленные деньги управляющая организация может направить на ремонт и содержание дома.

Автономная система отопления — принцип работы и основные узлы

Любая автономная отопительная система включает в себя следующие основные узлы:

Генератор тепла. Представляет собой устройство, преобразующее электрическую или энергию сгорающего топлива в тепловую, при этом в теплогенераторе одновременно происходит передача тепловой энергии теплоносителю. В качестве теплового носителя используются две основные формы окружающей среды — воздушные массы и жидкость. Чаще всего в системах обогрева применяют очищенную дистиллированную воду, обладающую наивысшим коэффициентом теплоемкости, то есть способностью переносить и накапливать энергию, все другие жидкости, в том числе и незамерзающие антифризы, значительно уступают воде по данному показателю.

Для преобразования топлива в тепловую энергию и передачи ее носителю происходит процесс его сгорания в отопительных котлах, если используется электричество, нагревание теплоносящей среды осуществляется за счет разогрева материала с большим электрическим сопротивлением переменному току и его взаимного теплового обмена с рабочим телом.

Теплопроводная магистраль. Нагретый в котле теплоноситель подается к теплообменным приборам по трубам, ранее повсеместно использовался стальной трубопровод (реже медный из-за высокой стоимости), с развитием химической промышленности сталь постепенно вытесняют трубы из полимеров: полипропилена ППР, сшитого полиэтилена и металлопласта РЕХ.

Полимерные трубы благодаря своей гибкости и эластичности сделали возможным монтировать в зданиях многоконтурные теплые полы с водяным обогревом, что было нереально осуществить при наличии металлических трубопроводов.

Теплообменные приборы. Теплоноситель от котла по трубам поступает в теплообменные приборы, которыми в большинстве случаев являются радиаторы, жидкость проходит сквозь них и отдает тепло воздуху благодаря большой площади корпуса теплообменника. Для повышения или снижения тепловой отдачи предусмотрена возможность изменения конфигурации батарей за счет добавления или снятия отдельных секций, материалом изготовления радиаторов являются сталь или алюминий, обладающие хорошей теплоотдачей (высоким коэффициентом теплопроводности).

Рис. 4 Воздушный конвектор – принцип работы

Новые виды отопления

Сначала будет целесообразным перечислить эти системы. К ним относится:

  • Биомасса
  • Биогаз
  • Энергия от солнца
  • Тепловые насосы.

Это основные нетрадиционные системы отопления. Использование биомассы является довольно выгодным способом отопления поскольку в нем могут использоваться практически любые органические отходы, например: отходы деревообрабатывающего производства, сельского хозяйства, и т.д. Использование этого способа довольно эффективно решает эту задачу, при этом проблема энергосбережения в системах отопления уходит на задний план. Не так давно был изобретен способ отопления с использованием соломы, остающейся после уборки зерновых культур.

Схема простейшей биогазовой установки.

На основе этого топлива работает энергосберегающий котел газообразования. Конечно же, отопление соломой звучит довольно таки смешно, но на самом деле это самый продвинутый на сегодняшний день способ энергосбережения при отоплении помещений. Следует отметить, что использование производственных отходов в качестве топлива позволяет не только значительно экономить денежные средства по причине низкой себестоимости отходов, но и сберечь невосполнимые природные ресурсы, такие как уголь, газ, продукты нефтепереработки.

Как это ни странно на первый взгляд, но солома зерновых культур очень энергоэффективное сырье и ее сжигание позволяет выработать значительное количество тепла. В Германии разработана система отопления, в основе которой лежат котлы для газообразования, работающие на твердом топливе, в частности на рулонах прессованной соломы.

Биогаз работает так: при разложении органических отходов, живущие в них бактерии выделяют газы, которые могут быть использованы в качестве топлива. Причем исходное сырье, из которого получают биогаз можно разделить на три типа:

  • Органические бытовые и сельскохозяйственные отходы
  • Сточные воды
  • Мусор на свалках.

Порой бывает целесообразно строить заводы по переработке отходов в топливо, вблизи от крупных свалок мусора. Это в значительной степени помогает сократить лишние расходы средств на погрузку и доставку сырья на завод. Очень большой плюс такого способа получения энергии заключается в том, что перерабатывая мусор, можно освободить землю хотя бы частично от постоянно растущего числа свалок, что полезно как с точки зрения экологии, так и с хозяйственной точки зрения: исключается необходимость тратить немалые средства на погребение отходов. В настоящее время в России уже функционирует некоторое количество газгольдеров, работающих на основе сельскохозяйственных отходов, но пока такие энергосберегающие способы отопления не получили широкого признания и распространения.

Солнечная энергия. Это энергия, поступающая на Землю вместе с солнечными лучами. Именно благодаря ей на Земле возможна жизнь. Эта энергия есть тепло, которое можно ощутить, находясь под солнечными лучами.

На Землю каждый день поступает значительное количество солнечной энергии (в зависимости от времени года и погодных условий в разных местностях это количество не одинаково), но большая ее часть расходуется как бы в пустую. Поэтому, сравнительно недавно, человечество озаботилось вопросом сбора солнечной энергии и замены ею ископаемых энергоносителей. В настоящее время разработано значительное количество различных видов солнечных батарей, в том числе и, относительно маломощных, подходящих для частного использования.

Читайте также:  Тепловой насос для отопления дома своими руками

Но, несмотря на большие преимущества, данный способ имеет и существенные недостатки, главный из которых состоит в прямой зависимости количества накапливаемой энергии от погодных условий и степени освещенности в данной местности. По этой причине такой способ нельзя считать надежным, и поэтому до сих пор солнечная энергия применяется крайне редко.

Тепловые насосы

Последняя из перечисленных ранее систем энергосбережения — тепловые насосы. Это одна из самых эффективных на сегодня энергосберегающих систем отопления. Принцип функционирования тепловых насосов довольно интересен и необычен: особыми приемами из земли извлекается тепло и подается в здание, а из здания назад в землю уходит холод. Существуют различные системы тепловых насосов .Достаточно практично и оригинально!

Тепловые насосы используются как для отопления помещений так и для подачи горячего водоснабжения, в том числе и в батареи отопления. Пока в России тепловые насосы вместе с остальными нетрадиционными отопительными системами, применяются очень редко и считаются экзотикой, в то время как в странах Западной Европы уже давно широко и эффективно применяются, постепенно вытесняя с рынка теплоснабжения традиционные системы отопления. Эти энергоэффективные системы отопления основаны на мощных, но дорогих полезных ископаемых.

Ночной тариф и теплоаккумулирующие емкости

Практически во всех регионах страны применяется раздельная система расчета стоимости электричества. При этом в ночное время стоимость одного киловатта существенно ниже, чем днем.

Такое предложение появилось не зря, ведь основная нагрузка на электростанции и распределительные сети днем гораздо выше, чем ночью, а управиться с такими перепадами достаточно сложно. Чтобы избежать этого, частному сектору предлагается режим оплаты, в котором использовать электричество ночью и экономить его днем выгоднее. Реализуется это установкой специального счетчика, запрограммированного считать стоимость электричества строго по установленному расписанию. Остается лишь определить, как обеспечить комфортный обогрев дома, чтобы котел работал в основном только ночью.

Однако перейти на ночной тариф еще пол дела. Нужно сделать так, чтобы тепло вырабатывалось котлом только ночью, когда это стоит меньше, а тепло поступало в дом круглые сутки, по крайней мере, и днем, когда это необходимо.

Решением становится теплоаккумулирующая емкость. Объемный резервуар с утеплением стенок, подключаемый к котлу отопления. Именно в нем будет накапливаться тепло в течение ночи. А днем отдаваться в систему отопления без задействования котла.

Конструктивно бак, может быть, простой емкостью с теплоносителем, включенной в систему отопления, в этом случае объем теплоносителя резко возрастает, как и тепловая инертность отопления. В другом варианте это утепленная по принципу термоса емкость наполненная водой, внутри которой располагается змеевик теплообменника. Объем теплоносителя в системе увеличивается не существенно, зато повышается тепловая инертность самого аккумулирующего бака.

Важно: наличие теплоаккумулирующего бака само по себе не снижает затраты электричества. Он нужен только для перевода котла в ночной режим работы по сниженному тарифу.

Вода обладает высокой теплоемкостью – 4,1-4,2 кДж*кг/К, каждый литр воды, нагреваясь на один градус тепла, поглощает тепло эквивалентное 1,163 Вт*ч. Выбор подходящего объема емкости определяется с учетом следующих факторов:

  1. Время нагрева до максимально допустимой температуры должно составить от 2 до 4-х часов при максимальной мощности работы котла.
  2. Эффективный перепад температуры теплоносителя в баке за время дневного использования не должен превышать 30°С при восполнении теплопотерь здания в течение дня.

Первый пункт можно взять за основу, тогда выбрать минимальный объем резервуара не составит проблемы, учитывая, что мощность котла выбрана именно исходя из реальных теплопотерь по зданию. Например, для котла мощностью 12 кВт в течении t= 4 часа, будет затрачено Qз = 48 кВт*ч, которые должна аккумулировать вода в баке.

Зная теплоемкость воды в эквиваленте λ = 1,163 Вт*ч*кг/K, и учитывая эффективный перепад температуры ΔT= 30°С, не сложно рассчитать объем: V= Qз/ (λ* ΔT)=48000/(1,163*30)= 1375 литра. Данное значение определяет минимальный объем бака.

Максимальный объем бака определяется по второму пункту. Допустим теплопотери в здании – 9 кВт. В течение дня, когда действует больший тариф на электроэнергию, котел желательно не включать вовсе, значит аккумулированного тепла должно хватить на покрытие теплопотерь в течении 12 часов, нужно 108 кВт/ч. По известной формуле объем бака выходит равным 3095 литров. Однако для его нагрева потребуется гораздо больше времени работы котла.

Объем следует подбирать между полученными значениями притом ближе к первому значению, чтобы котел в ночное время не работал слишком долго без перерывов, что может сказаться на его долговечности. При использовании готовых аккумулирующих баков ориентироваться лучше на данные, предоставленные производителем, таблица с указанием времени нагрева всего объема бака при заданной мощности котла.

Схема включения аккумулирующего бака предельно проста. Он подключается к котлу параллельно всей системе отопления, как показано на рисунке.

Первый насос, установленный между котлом и баком, работает одновременно с котлом. Включать их должен контроллер по расписанию или вручную так, чтобы основная работа приходилась на время сниженного ночного тарифа.

Второй насос перекачивает теплоноситель непосредственно к контурам отопления, радиаторам. Он включается по сигналу термостата, определяя оптимальный режим обогрева помещений.

Читайте также:  Батареи и теплый пол от одного котла схема подключения

В сухом остатке нужна не сложная доработка:

  1. Установить бак требуемого объема и дополнительный насос, а также таймер для включения котла в ночное время.
  2. Перейти на тарификацию электроэнергии с учетом низкой стоимости за кВт*ч ночью.
  3. В обязательном порядке установить расширительный бак с учетом увеличенного объема теплоносителя в системе.

Количество затраченной энергии не уменьшится, зато счета за электроэнергию будут куда скромнее.

Как выбрать и на что обратить внимание?

При выборе энергосберегающего электрокотла специалисты рекомендуют обратить внимание на ряд следующих особенностей:

  • габариты техники;
  • соответствие мощности котла площади обогреваемого помещения;
  • степень вибрации включенного прибора;
  • встроенная автоматика;
  • показатели экономичности;
  • возможность управления режимом температуры в отдельно взятых помещениях;
  • цена электрокотла и стоимость услуг по монтажу.

ВАЖНО! Если вы хотите приобрести доступный по цене агрегат, который легко обслуживать, лучшим выбором может стать котел, оборудованный ТЭНом.

Элементы нагрева в нем подлежат замене каждые 5-10 лет.

Тем, кто ценит компактность, следует присмотреться к электрическим котлам индукционного и ионного типа.

Котлован и фундамент

Сначала выполнили разметку участка и выставили так называемые обноски. Затем сняли плодородный слой грунта (он пригодится для ландшафтных работ) и выкопали котлован глубиной 1 м не только под самим домом, но и под «патио» — площадкой, на которую будут выходить окна первого этажа. Грунт не вывозили, а сразу подсыпали на указанные в проекте места. Дно котлована вручную выровняли и закрыли песчаной подушкой толщиной около 10 см.

Основанием дома стала монолитная плита с прямоугольными рёбрами, расположенными в виде сетки. Шаг последней был переменным: под той частью дома, где стены каменные, он меньше, под каркасной — больше. Такая конструкция (она представляет собой ноу-хау архитекторов и на фотографиях подробно не показана) позволяет уравнять давление, которое оказывают на грунт части здания, имеющие различный вес (в данном случае — каменная и каркасная).

Котлован и фундамент

Прежде чем приступить к возведению монолитной оребрённой плиты основания, к дону подвели трубы канализации и водопровода (они поселковые), их утеплили и подняли над уровнем будущего пола (а). Чтобы приподнять один ряд дорожной сетки над другим, обычно применяют пластиковые элементы. Для экономии вместо них использовали подручный материал (б)

Под силовые рёбра выкопали траншеи глубиной около 50 см и шириной 30 см. Их полностью засыпали песчано-гравийной смесью (ПГС) толщиной примерно 40 см. ПГС и песок тщательно утрамбовали. Между будущими рёбрами на песчаную подсыпку уложили в несколько слоев гидроизоляцию, а на неё — плиты «Rockwool Флор Баттс» общей толщиной 120 мм и прикрыли их слоем гидроизоляции. Затем в образовавшихся между плитами утеплителя «канавках» создали из арматуры диаметром 12 мм каркас будущих рёбер. После этого по всей площади фундамента уложили в два слоя дорожную сетку из проволоки диаметром 5 мм с ячейками 100 х 100 мм, связав её с арматурой силовых рёбер. Далее в местах расположения стоек силового деревянного каркаса дома к арматуре вертикально присоединили металлические стержни, к которым будут крепиться «башмаки », удерживающие стойки от горизонтального смещения. Наконец из бетона марки М300 отлили плиту с рёбрами сечением 300 х 300 мм и толщиной «стяжки» 80 мм.

Электродный котел своими руками чертежи

Прежде чем приступить к изготовлению следует учесть, что львиная доля цены электродной установки приходится не на сам нагреватель, а на электронную систему управления, насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и другие комплектующие, изготовить которые в домашних условиях вряд ли получится. Ну а для тех, кто все же решил попробовать свои силы, ниже приведена пошаговая инструкция.

  1. На один конец трубы навинчивается муфта, которая будет играть роль выходного патрубка.
  2. С другого конца навинчивается тройник, обеспечивающий подачу теплоносителя.
  3. Из прочного текстолита или другого диэлектрика изготавливается заглушка, обеспечивающая фиксацию электрода по центру. Для изготовления самого электрода можно использовать стальной пруток диаметром 10-12 мм. После установки стержня заглушка вместе с электродом ввинчивается в тройник.
  4. К трубе приваривается два болта М8, которые будут служить клеммами нулевого провода и заземления.
  5. Через муфту и свободный конец тройника прибор подключается к отопительному контуру.

Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления.

Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам. Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов.

Энергосберегающий обогрев частного дома. Варианты экономии

Энергосберегающая система отопления – это способ экономии электроэнергии и существенный параметр выбора оборудования. Последним словом самых современных технологий в этом плане является солнечный и инфракрасный тип обогрева, монтаж индукционного котла или системы «умный дом». При этом у потребителей всегда есть возможность выбрать самый оптимальный по цене и качеству, максимально доступный вариант. Давайте разберем основные факторы, которые могут повлиять на энергосбережение в системе отопления.