Применение тепловых насосов (ТН) для обогрева помещений
Такие альтернативные источники отопления дома, как тепловые насосы, сегодня наиболее часто используются в качестве источника отопления помещений, являющегося альтернативным. Причина этого заключается в том, что указанная технология наиболее отработана.
Принцип работы изделия, в двух словах, характеризуется, как «холодильник наоборот». Это устройство вбирает тепло из окружающей среды (воздух, грунт или вода) и перенаправляет его на альтернативное отопление помещений. В основу работы ТН положен физический принцип Карно.
Как работает тепловой насос?
Заправленный в замкнутый контур устройства хладагент подаётся на испаритель, где расширяется с одновременным понижением давления и возрастанием объём. Параллельно хладагент частично испаряется, в связи, с чем падает температура последнего. Охлаждённый, он начинает интенсивно аккумулировать энергию, отбирая её у стенок испарителя, соединённого с теплообменником. В последнем интенсивно перемещается теплоноситель, неформально именуемый «рассолом». В ходе указанных манипуляций в систему поступает тепловая энергия, аккумулированная в недрах земли.
Производители и торговые сети предлагают альтернативные источники отопления частного дома в виде ТН четырёх основных групп, различающихся видами тепловой энергии, которую они привлекают для отопления помещения:
- Насосы геотермальные (как горизонтальные, так и вертикальные) осуществляют обогрев за счёт использования тепла подземных вод. Так называемая схема «вода-вода»;
- Тепловые насосы, работающие за счёт тепловой энергии, получаемой из открытых водоёмов природного происхождения (море, озеро, река и т.п.). Реализована схема «вода-вода»;
- Аккумулирование для отопления тепла, содержащегося в воздухе, осуществляется по схеме «воздух-вода»;
- Если насос извлекает энергию грунта, то работа идёт по схеме «грунт-вода».
Энергия Земли способна бесплатно обогревать дом
Одной из альтернативных систем отопления является геотермальная. В ее основе лежит использование энергии Земли. Это тепло земли, подземных вод, окружающего воздуха, преобразуемое тепловыми насосами (ТН)
Важно, чтобы температура среды, используемая установкой, была выше нуля
Устройство и принцип работы теплового насоса
Для работы геотермальной системы нужна электроэнергия, используемая на перенос полученного тепла. Тепловой насос, употребляя 1 кВт, выдает от 2-х до 6-ти кВт тепла.
Основной принцип работы ТН состоит в сборе тепла, преобразовании его и дальнейшей передаче в отопительный контур. Это реализуется благодаря устройству самого прибора.
Дешевле всего установить тепловой насос «воздух-воздух». Если соорудить его своими руками, то потребуется минимальные финансовые вложения
ТН состоит из 3-х замкнутых контуров, задействованных в процессе получения тепла для отопления частного дома:
внешнего – предназначенного для забора тепла у источников. По контуру циркулирует антифриз или соляной раствор; внутреннего – заполненного хладагентом, чаще фреоном; отопительного контура, заполненного теплоносителем.
Фреон, заполняющий внутренний контур, нагревается от тепла, пришедшего из внешнего контура. Имея низкую температуру кипения, он превращается в газ в первом теплообменнике – испарителе. Затем поступает в компрессор, где сжимается, в результате чего выделяется много тепла, а температура самого газа многократно повышается – вплоть до 65 градусов.
Далее, газообразный фреон попадает в следующий теплообменник, именуемый конденсатором, где оставляет свое тепло. Фреон, расставшись с большей частью тепла, попадает под давлением на сбросный клапан. Здесь резко падает давление, хладагент охлаждается и, приняв жидкое состояние, снова поступает в испаритель.
Тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, циркулирующую в системе отопления домовладения. Если в этой системе предусмотрено устройство теплых полов, то возможно достичь наиболее эффективного обогрева при минимальных затратах.
Целесообразность использования ТН
Тепловые насосы – ТН, забирающие тепло из окружающей среды, бывают разные. Все зависит от типа окружающей среды, используемой в качестве источника забора тепла и типа используемого теплоносителя. Соответственно, выделяют такие виды ТН:
Первые два вида насосов применяют в системах воздушного отопления, а вторые два вида – в системах с жидким теплоносителем.
Вертикальный вариант теплового насоса наиболее эффективный по получению энергии земли, но он наиболее дорогостоящий
Самым выгодным с экономической точки зрения будет использование ТН типа «вода-вода». Этот вариант целесообразно использовать, если рядом с домом располагается незамерзающий водоем, в который укладываются трубы для забора тепла. Тепловой насос позволяет получать 30 Вт тепла с 1 м трубопровода. В зависимости от площади частного домовладения и потребностях в энергии потребуется уложить соответствующее количество труб.
Насосы, использующие воздух, не заменят традиционное отопление в регионах с суровым климатом. Что касается тепла, черпаемого из грунта, то это весьма дорогостоящий проект. Используют горизонтальное устройство геотермального поля, вертикальное и кластерное бурение. При горизонтальном варианте предстоит соорудить геотермальное поле на глубину, большую уровня промерзания. Это около 1,5-2 м. Площадь такого поля получается внушительной – от 200 м 2 .
ТН способны заменить привычное топливо в системе отопления, обеспечив полную энергетическую независимость загородному дому
Для реализации вертикального и кластерного проекта потребуется бурение на значительную глубину с применением бурильных установок. Это весьма дорогостоящая услуга. Оборудование такого вида тепловых насосов целесообразно для владельцев коттеджей, не задумывающихся о стоимости работ. Отопление, использующее тепло из недр земли, способно полностью заменить твердотопливное или газовое.
Геотермальное отопление выгоднее всего использовать в тандеме с устройством водяной «теплый пол». Оно позволяет получить самый оптимальный результат. Из существенных недостатков – большая протяженность трубопровода для сбора тепла, дорогостоящие земляные работы по установке системы, потребность в большой площади для обустройства геотермального поля.
Особенности использования альтернативных систем обогрева дома
Альтернативное отопление частного дома своими руками достаточно часто выполняется с применением инфракрасных отопителей. Их конструкций в торговых сетях предлагается всё больше. Изделия весьма просты и удобны в эксплуатации, предлагаются по вполне приемлемым ценам.
Основа подобных отопительных устройств – инфракрасная плёнка. Наиболее часто встречающиеся варианты: тёплые полы и тёплые плинтусы.
Альтернативные источники отопления можно использовать и подключать в качестве:
- дополнения к центральному источнику тепла (например, газовому котлу);
- основной источник обогрева всего дома.
Владельцы личных домовладений уделяют много внимания, рассматривая альтернативные источники отопления частного дома. Причём ими данная категория устройств трактуется более широко.
Сюда включают традиционные котлы, функционирующие на биологическом топливе, инфракрасное отопление, ветрогенераторы, солнечные батареи, коллекторы и насосы тепловые.
Рассмотрим альтернативные способы отопления более подробно.
Характеристики котлов
Для универсальных котлов не проблема, что камер сгорания две, а трубопровод отопления в доме один – котлы имеют несколько выходов, к которым отопительные контуры подключаются так, как угодно хозяину дома:
- Радиаторное отопление.
- Самостоятельно тёплый пол.
- И отдельно другие контуры: для бассейна, веранды, зимнего сада, второго этажа, цоколя и т. п. — в зависимости от потребностей и проекта дома.
Комбинированные котлы могут быть двухконтурными, — использоваться для производства в доме горячей воды, как самим котлом, так и путём подключения к нему отдельного агрегата – бойлера.
Может быть два способа подогрева воды:
- Проточный.
- Накопительный.
В первом случае, в котле будет дополнительный теплообменник. Это более экономичный способ, но при больших объёмах потребления, воды может не хватать.
Отопительный котел на электроэнергии и дровах
При накопительной системе, в котёл встроен бойлер. Горячей воды достаточно для большой семьи, и температура её будет на уровне. Но отопительный прибор с такими функциями имеет очень большие размеры.
Универсальные многофункциональные котлы могут быть так же оборудованы чугунной варочной поверхностью, что позволяет готовить и разогревать на них еду.
В автоматизированных моделях, котёл сам фиксирует сбой в подаче топлива и процесс перехода с основного вида топлива на резервное, может проходить без вмешательства человека.
Альтернатива традиционным источникам – энергия земли
В последнее время все чаще в отопительных системах используют геотермальную энергию. В данном случае тепло получают при помощи особых тепловых насосов из подземных вод, земли или окружающего воздуха
При этом важно, чтобы температура среды, в которой работает тепловой насос, все же была на несколько градусов выше «нуля». Однако для работы обычной геотермальной установки все же нужна электроэнергия, ее потребляет тепловой насос
Но эффективность такой системы довольно высока, ведь на 1 кВт используемой энергии на выходе получается до 6 кВт.
А принцип работы теплового насоса (ТП) заключается в следующем. Как правило, такое устройство состоит из трех частей – контуров. Внешний контур забирает тепло у источников; по нему циркулирует соляной раствор либо антифриз. Внутренний контур чаще всего заполняется фреоном. А вот по отопительному контуру циркулирует уже теплоноситель, например, вода. Фреон получает тепло из внешнего контура. А так как температура кипения у него очень низкая, то он сразу же превращается в газ в специальном испарителе.
В таком состоянии он дальше поступает в компрессор, где сжимается, выделяя при этом большое количество тепла. Таким образом, температура этого газа резко повышается – даже до 65 градусов. В следующем теплообменнике газ отдает свою энергию, охлаждается и снова направляется в испаритель. А тепло, оставленное фреоном в конденсаторе, нагревает жидкость, которая циркулирует по системе отопления дома. Самая оптимальная схема такого обогрева – это использование тепловых водяных плов.
Геотермальное отопление дома
Можно ли сделать тепловой насос своими руками? Простейшее устройство, при наличии соответствующего оборудования, да. Так, например, ТН можно заглубить в доломит. А вообще существует несколько схем тепловых насосов, которые отличаются средой, у которой тепло отбирается. Это может:
- вода-воздух;
- воздух-воздух;
- грунт-вода;
- вода-вода.
Причем наилучший вариант – это, конечно, схема «вода-вода», когда внешний контур помещается на дно не промерзающего полностью водоема. Однако такие удобные источники бесплатной энергии находятся неподалеку от загородного дома не всегда. С одного метра трубопровода получается в среднем 30 Вт тепла, от этого и стоит отталкиваться при расчете размеров внешнего контура.
ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ
Источники тепла — инфракрасные излучатели, именуемые как эко обогреватели, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, в офисе или на производстве. Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения предметам, которые, нагреваясь, отдают направленное тепло в воздух помещения, в окружающее пространство на открытых площадках и т.д.
Наиболее эффективно ИК излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать конкретные предметы или части помещений. Таким образом, ИК излучателемможно обогреть людей, работающих на открытом воздухе или в конкретной части помещения. Использование ИК обогревателей создает экономию на отоплении, позволяя обогревать только полезную часть пространства. По способу установки и крепления различаются обогреватели настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.
Ветер в помощь – получаем тепло из воздуха
Отличный вариант для получения электричества – обычный ветряк. Даже там, где сильные движения воздушной массы довольно редки, слабые порывы способны раскрутить вертикально ориентированные лопасти, которые вращаются независимо от направления ветра. Несколько таких установок способны выдать около 2-3 киловатт, что вполне обеспечит работу электрического тёплого пола или инфракрасных панелей. Преимущество перед солнечными батареями очевидно – нет зависимости от тёмного или светлого времени суток, ветер дует и ночью. Но при этом стоимость подобного проекта может оказаться довольно велика. Впрочем, когда речь идёт не о самоокупаемости ветряка, а о комфорте зимой, можно один раз пойти на большие финансовые затраты.
Недостаток ветрогенераторов – необходимость сначала получить электроэнергию, а уже потом тепло. Неизбежны ощутимые потери в такой цепочке, то есть, у системы довольно низкий КПД. Однако, если изготовить ветряк своими руками, можно существенно снизить затраты и при этом обеспечить дом постоянным источником электрической энергии, от которой могут работать не только котлы отопления, но и бытовые приборы. Единственное условие – размещать генератор нужно на расстоянии порядка 100 метров от дома, чтобы гул лопастей и вибрация штанги не оказывали негативного воздействия на нервную систему жильцов.
Разновидности комбинированных котлов для отопления частного дома
Среди комбинированных котлов для отопления частного дома можно выбрать модели, соответствующие запросам даже требовательных покупателей, конечно, в пределах разумного.
В зависимости от конструктивных особенностей многотопливные теплогенераторы делятся на несколько типов, что позволяет выбрать без переплаты вариант под конкретные условия эксплуатации.
Одно- и двухконтурные котлы
Отопление дома может быть организовано комбинированными котлами с различным количеством контуров:
- Одноконтурные котлы – сконструированы для работы только на отопление.
- Двухконтурные модели – с дополнительным контуром, обеспечивающим горячее водоснабжение.
Модели, работающие только на контур отопления, обычно надежнее за счет упрощенной конструкции. Из-за этого они еще и дешевле. С другой стороны, при подключении бойлера косвенного нагрева отопление совмещается с ГВС. Правда такая связка обходится дороже стоимости двухконтурных моделей.
Комбинированные котлы с двумя нагревательными контурами оснащаются либо змеевиком, либо накопительным баком. В первом случае краны ГВС получают быстрый нагрев воды для бытовых нужд, но с ограниченной производительностью, зависящей от мощности.
В случае с накопительным баком он обеспечивает бытовое снабжение без скачков температуры в случае, когда горячую вод используют более 2 – 3 потребителей.
Некоторые модели, независимо от количества контуров, оснащаются плиткой для приготовления пищи. Для ее разогрева не расходуется дополнительное топливо, а потому подогреть завтрак можно, грубо говоря, бесплатно.
Виды топлива
Комбинированный котел для дома бывает двухтопливный и трехтопливный. К первой группе относятся модели со следующими основными топливными связками:
Газ-твердое топливо. Тут ярким примером выступает электро-дровяной котел, так как считается, что дрова сами по себе являются дешевым источником энергии. Однако это справедливо в случае, если они добываются самостоятельно. В качестве твердого топлива также может выступать уголь, пеллеты. Такая конструкция обычно слабо автоматизирована.
Газ-электричество – относительно компактны, основным топливом выступает дешевый газ. ТЭН же подключается в работу либо для быстрого нагрева воды, либо при отключении основного теплоносителя. Среди преимуществ следует отметить вариативность
Обратить внимание также необходимо на тот факт, что у большей части подобных моделей электроэнергия расходуется не на нагрев теплоносителя, а на поддержание его температуры.
Твердое топливо-электричество – пользуется популярностью в негазифицированных регионах. По конструкции это классический твердотопливный котел, но оснащенный ТЭНом, который способен работать одновременно с топкой, либо же и вовсе самостоятельно, поддерживая номинальный режим работы теплогенератора
Отопление дома электро-дровяным котлом особенно выгодно в негазифицированных регионах с лесистой местностью.
Трехтопливные комбинированные агрегаты популярностью пользуются меньше, но среди всех вариантов можно подобрать достаточно интересные модели, удобные в эксплуатации:
- Газ-жидкое топливо-твердое топливо. Лучшие модели конструктивно не усложнены и имеют две топки. В первой сжигается либо газ, либо жидкое топливо, что зависит от установленной горелки (ее можно сменить), а во второй только твердое топливо.
- Газ-твердое топливо-электричество – считаются самыми универсальными, так как используют три совершенно разные и по доступности, и по надежности, и по стоимости энергоносители.
Также следует отметить, что комбинированные котлы могут иметь как раздельные топки, каждая из которых работает на свой нагревательный контур, так и одну общую камеру сгорания. Правда последний вариант характерен в основном для самодельных теплогенераторов и постоянно получает довольно противоречивые отзывы.
Котлы с открытой или закрытой камерой сгорания
Тип камеры сгорания – это еще один критерий, по которому идет деление комбинированных котлов на подвиды:
- Модели с открытой камерой сгорания. Тут удаление продуктов горения происходит за счет естественной тяги в дымоходе. Воздух для сгорания топлива засасывается также без вспомогательных устройств прямо из помещения котельной.
- Оборудование с закрытой камерой сгорания – работает с точностью наоборот. Продукты горения удаляются принудительно, равно как воздух забирается для поддержания процесса горения. Тут следует отметить, что воздушная масса подается с улицы, то есть в помещении кислород не сжигается.
Работа закрытой камеры в любом случае зависит от электричества, которое питает вентилятор, так что в плане автономности она не может быть лучшим выбором.
Виды
В зависимости от назначения, режима работы и технического устройства, гелиосистемы подразделяются на несколько видов, это:
- По типу получаемой энергии:
- Электрические – в результате работы комплекта оборудования на выходе получается электрическая энергия.
- Тепловые – путем преобразования в устройствах, входящих в состав данной группы гелиосистем, получается тепловая энергия.
- По назначению (для тепловых гелиоустановок):
- Для отопления;
- Для горячего водоснабжения;
- Комбинированного типа (для отопления и горячего водоснабжения).
- По виду теплоносителя (для тепловых гелиосистем):
- С использованием жидкого теплоносителя (вода, антифриз и т.д.);
- С использованием воздуха.
- По режиму работы:
- Постоянного действия;
- Периодического действия (сезонный или циклический характер работы).
- По типу использования:
- В качестве основного источника получаемой энергии;
- В качестве резервного источника, обеспечивающего покрытие части требуемой мощности (при получении электрической энергии) и частичное – при отоплении или получении горячей воды, при тепловом типе гелиосистем.
- По техническому оснащению и устройству:
- Параметры напряжения на выходе гелиоустановки – при преобразовании солнечной энергии в электрическую;
- Количество контуров, обеспечивающих получение и преобразование энергии солнца в тепловую энергию – одно-, двух- и многоконтурные.
Перспективы водорода как топлива для котла отопления
- Водород – это самое распространенное «топливо» во Вселенной и десятый по распространению химический элемент на Земле. Проще говоря – проблем с запасами топлива у вас не будет.
- Этот газ не может навредить ни людям, ни животным, ни растениям – он не токсичен.
- «Выхлоп» водородного котла абсолютно безвреден – продуктом горения этого газа является обычная вода.
- Температура горения водорода достигает 6000 градусов Цельсия, что говорит о высокой теплоемкости этого вида топлива.
- Водород легче воздуха в 14 раз, то есть при утечке «выброс» топлива улетучится из котельной сам по себе, причем в очень сжатые сроки.
- Стоимость одного килограмма водорода – 2-7 долларов США. При этом плотность газообразного водорода равна 0,008987 кг/м3.
- Теплотворная способность кубического метра водорода – 13 000 кДж. Энергоемкость природного газа в три раза выше, но себестоимость водорода как топлива ниже в десятки раз. В итоге альтернативное отопление частного дома водородом обойдется не дороже практики использования природного газа. При этом владельцу водородного котла не нужно оплачивать аппетиты хозяев газовых компаний и строить дорогостоящий газопровод, а равно и проходить чрезвычайно бюрократизированную процедуру согласования всяческих «проектов» и «разрешений».
Словом, как топливо водород имеет самые радужные перспективы, которые уже оценила аэрокосмическая отрасль, использующая водород для «заправки» ракет.
Современная разработка — водородный отопительный котел
Как работает котел отопления на водороде
Точно так же, как и обычный газовый котел:
- Топливо подается на горелку.
- Факел горелки разогревает теплообменник.
- Залитый в теплообменник теплоноситель транспортируют к батареям.
Только вместо магистрального газопровода или емкостей со сжиженным горючим для производства топлива необходимо использовать особые установки – генераторы водорода.
Причем самый распространенный вид бытового генератора – это электролитическая установка, расщепляющая воду на водород и кислород. Себестоимость топлива, которое производят электрические генераторы для отопления водородом доходит до 6-7 долларов за килограмм. При этом для производства кубического метра горючего газа необходима вода и 1,2 кВт электроэнергии.
А вот на отводе продуктов горения в данном случае можно сэкономить. Ведь в процессе горения смеси кислорода и воздуха выделяется только водяной пар. Так что «настоящий» дымоход такому котлу не нужен.
Плюсы водородных котлов
- Водородом можно «топить» любые котлы. То есть абсолютно любые – даже старые «советские» агрегаты, приобретенные в 80-х годах прошлого века. Для этого вам понадобится новая горелка и гранит или шамотный камень в топке, увеличивающий тепловую инерцию и нивелирующий эффект перегрева котла.
- У водородных котлов увеличенная тепловая мощность. Стандартный газовый котел на 10-12 кВт на водороде «выдаст» до 30-40 киловатт тепловой мощности.
- Для отопления водородом по большому счету нужна только горелка. Поэтому «под водород» можно переделать даже твердотопливный котел, инсталлировав горелку в топку.
- Базу для получения топлива – воду – можно извлечь из водопроводного крана. Хотя идеальным полуфабрикатом для производства водорода является дистиллированная вода, в которую подмешен гидроксид натрия.
Минусы водородных котлов
- Малый ассортимент водородных котлов и газогенераторов промышленного типа. Большинство продавцов предлагают «самоделки» с сомнительной сертификацией.
- Высокая цена промышленных моделей.
- Взрывоопасный «характер» топлива – в смеси с кислородом (в пропорции 2:5) водород превращается в гремучий газ.
- Высокий уровень шума газогенерирующих установок.
- Высокая температура пламени – до 3200 градусов Цельсия, затрудняющая использование водорода в качестве топлива для кухонной печи (нужны особые рассекатели). Впрочем, H2ydroGEM — котел отопления на водороде итальянского производства giacomini – укомплектован горелкой температурой пламени до 300 градусов Цельсия.
Гелиосистемы
Солнечную энергию можно использовать для обогрева жилых помещений двумя способами:
- путем преобразования в электричество, на котором потом будет работать отопительное оборудование;
- для нагрева жидкого теплоносителя, циркулирующего естественным способом или при помощи насоса через конвекторы или радиаторы.
Простейшее альтернативное отопление дома своими руками можно создать именно при помощи солнечного отопительного коллектора, циркуляционного насоса и батарей.
Особенность применения гелиосистем заключается в том, что даже в южных регионах, где в году много солнечных дней, никто не отменял пасмурную погоду и ночное время. По этой причине можно сделать вывод, что они не пригодны в качестве круглосуточных источников тепловой энергии.Возможны следующие варианты реализации такого вида теплоснабжения:
- Солнечный отопительный коллектор для обогрева дома функционирует параллельно с электронагревателем. Температуру теплоносителя контролируют при помощи специальных датчиков. Если степень нагрева опускается менее определенной величины, подогрев продолжается ТЭНами.
Энергия Солнца
Наибольшей популярностью пользуются солнечные коллекторы для нагрева воды. Принцип действия таких конструкций заключается в пропускании жидкого носителя по покрытым черной краской трубкам сквозь прозрачный сверху ящик, с качественной термоизоляцией снизу и по бокам. В некоторых случаях используется триплекс, который лучше удерживает температуру внутри коллектора. Солнечные лучи очень быстро нагревают жидкость, при этом тепло не теряется, а наоборот, накапливается. Дальше вода может быть направлена в коммуникации горячего водоснабжения или же в замкнутую систему отопления.
Но возможно и другое применение солнечной энергии – переработка её в электричество. Для этого на крыше и любых других подходящих горизонтальных поверхностях, включая незанятые посадками и постройками площадки на территории участка, устанавливаются специальные батареи фотоэлементов. Улавливая свет, они преобразуют его в электричество, которые затем поступает либо в аккумулятор, откуда расходуется на работу обогревательных приборов, например, тенов. Либо сразу через стабилизатор и инвертор в сеть. Первый прибор защищает от скачков напряжения, а второй – для получения переменного тока. Однако следует учитывать, что в последнем случае всё-таки возможны перепады подачи тока, поэтому логичнее использовать аккумуляторы.
Геотермальный тепловые насосы – отопление от земли
Пожалуй, данный способ обогреть дом зимой – самый дорогостоящий и в то же время наиболее безотказный. Дело в том, что для получения удовлетворительного результата нужно проложить довольно длинные витки теплоносителя. Причём возможны 2 варианта: вертикальный или горизонтальный. Первый подразумевает бурение одной глубокой скважины, порядка 150–200 метров, либо нескольких по 50 метров. То есть, понадобится соответствующая техника, и без буровой установки не обойтись. Если средства позволяют, можно обратиться к данному способу, он будет обеспечивать дом теплом в течение многих десятилетий.
Второй вариант – горизонтальная ориентация геотермальной системы. В этом случае можно обойтись своими силами, поскольку заглублять витки трубы, по которой должна течь вода, нужно лишь ниже уровня промерзания почвы. Это около 2 метров. Но охватить при этом надо площадь не менее 200 квадратных метров, то есть участок около двух соток. Посадки там располагать будет уже затруднительно, хотя, если растения с поверхностной корневой системой – вполне допускается. Нередко такие системы прокладывают под местом размещения искусственного водоёма, что обеспечивает ещё большую эффективность, поскольку вода является отличным теплоизолятором.
Принцип действия системы заключается в следующем – холодная вода, например, из скважины, поступает в трубу, проложенную в несколько вертикальных витков в скважинах или уложенную горизонтально змейкой в почве. Температура в глубоких слоях грунта всегда выше, чем над поверхностью, и вода постепенно нагревается, проходя цикл за циклом через всю систему. Логично, что для принудительной циркуляции потребуется насос, а это, в свою очередь, приведёт к расходу электричества. Но в сочетании с ветряком подобный тип отопления будет работать практически без сторонних источников энергии.
Сборка и подключение ветрогенератора
Вторым по популярности источником альтернативной энергии является ветер. Самодельные ветрогенераторы позволяют обеспечить дом теплом с минимальными затратами.
Первый этап. Выберите подходящий тип конструкции и ее мощность. Новичкам рекомендуется отдавать выбор в пользу наиболее популярных вертикальных ветрогенераторов. Мощность подбирайте индивидуально. Повышение мощности ветрогенератора осуществляется путем увеличения размера рабочего колеса и добавления дополнительных лопастей.
Однако помните, что чем мощнее будет устройство, тем более сложной будет его балансировка.Оптимальным вариантом для самостоятельного изготовления является ветряк с рабочим колесом диаметром порядка 2 м и 4-6 лопастями.
Второй этап. Сделайте фундамент для ветрогенератора. Достаточно элементарного трехточечного основания. Глубину и площадь конструкции определяйте индивидуально с учетом характеристик почвы и особенностей климата в месте строительства.
Установку мачты выполняйте не ранее полного застывания основания, т.е. примерно через 1,5-2 недели. Вместо фундамента вы можете использовать растяжки. Это еще более простой вариант установки мачты. Выройте небольшой котлован глубиной примерно 50-60 см, установите в него мачту ветрогенератора и надежно закрепите конструкцию с помощью обыкновенных растяжек.
Третий этап. Изготовьте лопасти. В домашних условиях для этого прекрасно подойдет металлическая бочка
Вам нужно разделить емкость на одинаковые части в количестве равном числу выбранных лопастей.Предварительно нанесите отметины, важно, чтобы лопасти имели строго одинаковый размер.Вырежьте лопасти будущего ветрогенератора. В этом вам поможет болгарка
При отсутствии болгарки можно обойтись ножницами для резки металла.
Четвертый этап. Зафиксируйте заготовку на генераторе с помощью болтов, а затем отогните лопасти. От того, насколько сильно будут отогнуты лопасти, зависят многие параметры работы ветрогенератора. Какие-то конкретные рекомендации в этом плане дать нельзя. Определить подходящий угол вы сможете только опытным путем.
Пятый этап. Подключите к генератору электропровода и соедините элементы системы в цепь. Зафиксируйте генератор на мачте ветряка, после чего подключите провода к мачте и включите в цепь генератор и аккумулятор. Дайте нагрузку при помощи проводов. На этом ветрогенератор готов. Можете подключать его к системе водяного отопления посредством все тех же накопительных емкостей.
При желании вы можете собрать и установить несколько ветряков, если одного устройства недостаточно для полноценного обеспечения дома теплом.
Таким образом, использование альтернативной энергии – это очень перспективное направление, однозначно заслуживающее внимания. Теперь и вы можете почувствовать себя частью современного мира и существенно сэкономить на обогреве, собрав простую ветряную или солнечную установку. Следуйте инструкции, и все получится.