Альтернативное отопление

С каждым днем рост числа причин, по которым традиционные методы отопления жилых помещений перестают удовлетворять потребителей. Эти причины не только локального характера, но и макроэкономического. Раньше люди отопляли свои жилые помещения, сжигая дрова или уголь, затем к этим видам топлива добавился газ. Но сейчас отоплять помещения этим способом становится все более накладно и не экономически целесообразно из-за ограниченности природных ресурсов.

Недостатки центрального отопления

Рынок альтернативного отопления

В природе существуют несколько различных способов передачи тепла от одного объекта к другому, а именно:

- контактный – в этом случае тепло передается при непосредственном контакте предметов. Горячий предмет передает тепло относительно холодному.

- конвективный – в этом случае тепло передается посредством промежуточного теплоносителя. Например, традиционные радиаторное отопления, с помощью которого нагревается воздух, который в свою очередь обогревает окружающие предметы.

- радиационный – нагрев происходит посредством волн инфракрасного спектра. Последние два принципа разработчики стараются использовать при конструировании новых систем отопления.

Солнечные коллекторы, как отопительные приборы

Одним из самых эффективных способов альтернативного отопления является использование энергии солнца. За последние годы на рынке появилось большое количество гелиосистем, в основе которых солнечные батареи и солнечные коллекторы. Наиболее широкое применение находят гелиосистемы на основе вакуумных солнечных коллекторов. Солнечные коллекторы последних лет разработки достаточно эффективны в работе, что немаловажно. Такой вариант альтернативного отопления легко интегрируется в классические системы отопления. Монтаж солнечного коллектора не вызывает особых трудностей. Цена солнечного коллектора за последние года сильно снизилась. Принцип действия солнечного коллектора состоит в том, что излучение Солнца поглощается размещенными над панелью коллектора трубами и затем преобразуется в тепло. Трубки, по которым циркулирует теплоноситель, расположены по центру солнечной трубы, передают тепло в трубку теплосборника.

Вода циркулирует по трубе теплосборника, нагнетаемая насосом, который работает в повторно-кратковременном режиме. Когда вода проходит через теплосборник, она нагревается на 10-15 градусов. При этом потери тепла в солнечном коллекторе сведены к минимуму. Это означает, что практически все тепло после поглощения отдается воде теплосборника, вместо того чтобы уйти в окружающую среду. А поскольку эффективность передачи тепла тепловыми трубками очень высокая, то и солнечный коллектор имеет высокую теплопроизводительность большую часть года. Как показывают наблюдения, в теплое время года солнечные коллекторы способны экономить до 70-80% средств на подогрев воды. Кроме того, гелиосистемы позволяют абсолютно бесплатно отапливать бассейны и существенно поддерживать тепловой баланс системы отопления в межсезонье. Также гелиосистемы используют для поддержки системы отопления (типа водяных теплых полов).

К проблемным сторонам солнечных коллекторов, как альтернативным источникам тепла, можно отнести их высокую стоимость. По оценкам специалистов солнечные коллекторы начинают окупать себя после 7 -8 лет эксплуатации. Кроме того, эффективность такого альтернативного отопления существенно зависит от времени года и количества солнечных дней в году. Гелиосистемы нуждаются в регулярном техническом обслуживании.

Тепловые насосы

Тепловые насосы – совершенно другой источник альтернативного тепла. Принцип работы тепловых насосов достаточно прост. Тепловой насос сжимает (концентрирует) рассеянное тепло с помощью компрессора. Благодаря чему, тепловая энергия относительно прохладной воды получает более высокую концентрацию и, следовательно, температуру. По тому же принципу тепло можно извлекать и из воздуха. На практике это происходит следующим образом – под землей почти везде есть грунтовые воды, Температура водоносных слоев относительно постоянна (обычно около 10 °С). После того как тепловой насос произведет сжатие, температура воды на выходе из отопительного контура будет уже порядка 60-70°С.

Сама по себе вода, безусловно, не поддается сжатию. Сжимается теплообменник – инертный газ фреон, который очень чувствителен к температуре. Газ легко отнимет тепло у грунтовой воды и через испаритель, представляющий собой фреоновый контур, из 10°С у воды будет отобрано около 4°С. Таким же образом тепло может быть отобрано и через конденсатор. Важно то, что при инсталляции такой системы весь процесс поддержания температуры в доме можно поручить автоматике. Автоматика теплового насоса сможет удерживать нужную температуру в доме независимо от погодных условий.

В период с ноября по апрель температура грунтовых вод колеблется в пределах от 8 до 10°С.
Тепловые насосы, работающие на электричестве, отнимают тепло воды и в дренажную скважину сбрасываются уже остывшую воду. Отобранное тепло, насосы по воздуховодам направляют в жилое помещение. Как показывает практика, таким путем удается решить проблемы теплоснабжения среднего по площади дома приблизительно на 80% от его общей потребности в тепле. Мощность теплового насоса и периметр его теплообменной системы могут быть разными.

Все как всегда упирается в деньги. Так для отопления помещения площадью 100 кв.м. придется вложить в оборудование сумму от 4 до 6 тыс. евро. Для отоплении 200кв.м. соответственно 8-10 тыс. и так далее. Буровые работы могут занять 2-3 дня, а глубина скважины для теплового насоса должна быть в зависимости от местности в пределах от 60 до 200 м. при ширине 10-15 см. К положительным сторонам этого решения можно отнести то, что установку можно применить даже на малой площади участка. Объем работ на реанимацию участка после бурения незначителен. Установка теплового насоса не оказывает влияния на уровень и температуру грунтовых вод, поскольку сами по себе грунтовые воды непосредственно не задействованы в процессе теплообмена. В то же время эффективность теплового насоса получается достаточно высокой. В среднем, затрачивая 1 кВт энергии на перемещение жидкости под землю и обратно, Вы получаете на выходе 5-6 кВт энергии на отопление.

По самым приблизительным оценкам отопление на тепловых насосах в 5-6 раз выгоднее электрического. Тепловой насос может работать как в режиме отопления, так и в случае необходимости и режиме кондиционирования, что дает возможность поддерживать в доме температуру от 16 до 30 градусов. Тепловой насос прост в использовании, взрыво- и пожаробезопасен. Но, как было сказано, изначально требуются серьезные инвестиции для реализации такого источника альтернативного отопления.

Пленочные обогреватели

Наряду с перечисленными все чаще в качестве альтернативы газовому отоплению применяют пленочный электронагреватель – ПЛЭН. Пленочный нагреватель, по сути, представляет собой сэндвич – гибкую ленту (или правильнее сказать рулон), состоящую из двух или более слоев лавсановой плёнки. Конструктивно есть два варианта исполнения пленочного нагревателя:

1. между двумя слоями лавсановой плёнки находится резистивный греющий слой из тонкой металлической нити высокого сопротивления.

2. нагревательным элементом является алюминиевая фольга, к которой приламинирован наружный слой лавсановой плёнки.

Толщина полученной ленты, как правило, не превышает 1мм. Пленочный обогреватель (ПЛЭН) излучает тепло в инфракрасном диапазоне достаточно близком к тепловой составляющей солнечного света, которая не поглощается воздухом. Производители утверждают, что это наиболее полезное для организма излучение среднего диапазона, длина волны которого 9-15 мкм.

В основу работы нагревателя заложен тот же принцип, что и в обычном рефлекторе. При протекании тока через резистивный элемент, в данном случае фольгу, она разогревается до температуры 45-50°С. Выделенное проводником тепло, излучается в инфракрасный спектре с длиной волны 9 мкм. Таким образом, пленочный нагреватель (ПЛЭН) – это, по сути, многослойный резистор, расположенные между двумя специальными пластиковыми пленками. Излучение ПЛЭН поглощается поверхностью пола, мебелью, создавая комфортный температурный обогрев помещения. Тем не менее, это все же электрический прибор, который не использует природную энергию, например, свет солнца или силу ветра. Сам по себе ПЛЭН достаточно экономичный и стоимость его не велика по сравнению, скажем, с тепловым насосом. Однако если применять пленочный нагреватель для обогрева больших площадей, то расходы на электроэнергию будут достаточно заметными.

Инфракрасные нагреватели

Еще одно альтернативное отопление – это инфракрасный нагреватель. Особенность этой системы отопления в том, что инфракрасный нагреватель не используют воздух для распространения тепла. Инфракрасные конвекторы равномерно излучают тепло, поэтому температура как у пола, так и под потолком сохраняется примерно на одном уровне. При этом температура поверхности пола и предметов, находящихся в квартире, примерно одинакова. Кроме того, инфракрасные нагреватели не меняют в помещении уровень влажности и не «сжигают» кислород. Мощность их инфракрасного теплового потока сравнима с мощностью рефлекторов с открытой поверхностью теплонагревательного элемента. Но в отличие от традиционных рефлекторов он не является пожароопасным, так как имеет нити накаливания.

Важно и то, что в инфракрасном конвекторе тепловое соотношение составляет 0,62—0,63. Это позволяет эффективно использовать лучистую энергию и значительно повысить эффективность обогрева. Иными словами, при лучевом отоплении отпадает необходимость расходовать энергию на обогрев комнатного воздуха. Производители утверждают, что инфракрасные лучи способствуют улучшению циркуляции крови, что дополнительно стимулирует иммунную систему организма. Такие конвекторы применяются как для общего, так и для локального обогрева помещений, а так же инфракрасные обогреватели применяются на открытом воздухе. Такие источники альтернативной энергии удобны в использовании, поскольку регулируются всего одной кнопкой и оснащены дистанционным управлением. Некоторые модели инфракрасных обогревателей имеют таймер. Серьезным недостатком инфракрасных обогревателей является их электрическая прожорливость. В среднем эти отопительный приборы потребляют от 1800 до 3000 Вт. Поэтому инфракрасные обогреватели не рекомендуются для постоянного использования.

Электрические конвекторы

Еще одним вариантом, к сожалению, тоже достаточно энергоемким является применение электрических конвекторов. Вместе с тем, электрические конвектора имеют ряд достоинств. Важно то, что передняя панель конвектора не разогревается свыше 65 оС, а нагревательный элемент не окисляется и не «сжигает» кислород. Большинство их моделей имеет индикатор состояния. Прибор компактен – видимая толщина составляет не более 70-80 мм. Применение электрических конвекторов будет экономичнее традиционной системы отопления даже в том случае, когда вам придется перекладывать проводку с расчетом на увеличение потребляемой мощности. Важно и то, что монтаж конвективной системы отопления не требует сварочных работ. В целом этот вариант дает снижение капиталовложений в систему отопления в 4-6 раз. В случае, если по каким либо причинам не удалось получить разрешение на монтаж автономного газового отопления, этот вариант наиболее предпочтителен для автономного отопления квартир. Обычно управления газового хозяйства достаточно тяжело и неохотно выдают технические условия для подключения газовых котлов в домах и квартирах. Особенно если ранее они были оборудованы только газовыми плитами. Мотивируется это тем, что расчет наружных газопроводов выполнялся без учета этой дополнительной мощности. Модельный ряд электрических конвекторов выпускается различной мощности – от 500 до 3000 Вт с интервалом в 250 Вт. Таким образом, производитель позволяет выбрать оптимальную мощность для данного помещения. В каждом приборе установлен встроенный термостат для контроля температуры в помещении и автоматического отключения конвектора при её достижении. Это позволяет экономно расходовать электроэнергию. В целом достаточно экономная система, но при условии, что в местности, где расположен ваш дом, не часто бывают перебои с электричеством.

Ищем альтернативу или бережем тепло

Выбор системы альтернативного отопления всегда за хозяином. Однако не следует пренебрегать и консультациями специалистов. Ведь при выборе альтернативного варианта следует учитывать слишком много факторов. И не всегда это только экономическая составляющая. Любая самая совершенная система отопления периодически требует регламентного обслуживания, соблюдения определенных правил эксплуатации. Наконец, если на первое место все же поставлен финансовый вопрос, то снизить расходы на отопление можно не только путем внедрения альтернативных источников тепла, но и путем рачительного использования тепловой энергии, которая в любом случае присутствует в доме и вырабатывается не только специализированными нагревателями, но и бытовой техникой, приборами освещения и самими обитателями дома.