Телефон: +7 (383)-312-14-32

Статья опубликована в рамках: XCV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 09 ноября 2020 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Энергетика

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Мешкевич Е.А. АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XCV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(94). URL: https://sibac.info/archive/technic/11(94).pdf (дата обращения: 24.01.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 60 голосов
Дипломы участников
Диплом Интернет-голосования

АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ОТОПЛЕНИЕ ЧАСТНОГО ДОМА

Мешкевич Екатерина Александровна

студент, кафедра электротехники и электроники, Гродненский государственный университет имени Янки Купалы,

Беларусь, г. Гродно

Научный руководитель Кропочева Людмила Владимировна

канд. физ.-мат. наук, доц., Гродненский государственный университет имени Янки Купалы,

Беларусь, г. Гродно

Бесспорно, любой бы из нас хотел бы иметь загородный дом. Причем отнюдь не дачу, не маленький дом, а дом, в котором можно жить все время. Город становится для нас местом досуга, развлечения и местом работы.

С каждым годом прослеживается неумолимый рост на различные теплоносители, например альтернативное отопление дома становится более актуальным. Владельцы частных домов находят различные способы организации отопительной системы.

Многие люди стремятся к тому, для того чтобы организовать отопительную систему на альтернативном отоплении. Среди альтернативных устройств, необходимых для организации отопительной системы, можно отметить такие, как:

  1. Тепловые насосы;
  2. Котлы, работающие на топливе жидкого или твердого типа, а также на топливе биологического происхождения;
  3. Солнечные коллекторы, которые способны собирать тепло от солнечных лучей;
  4. Различные обогреватели инфракрасного типа.

Тепловой насос — это техническое устройство, предназначенное для передачи тепловой энергии от одного объекта к другому, обладающими разными температурами. Конденсатор устройства выделяет тепло потребителю энергии, а испаритель — поглощает тепло [1].

Наиболее распространенные тепловые насосы - геотермальные (использующие тепло земли) устройства. Они отличаются наилучшим эксплуатационным показателем в условиях тёплого и холодного климата, в песчаном и глинистом грунте с разным уровнем грунтовых вод, потому что температура грунта ниже глубины промерзания и почти не меняется в течении года.

В процессе работы теплового насоса задействованы три тепловых контура:

  • наружный (система с теплоносителем и циркуляционным насосом);
  • промежуточный (теплообменник, компрессор, конденсатор, испаритель, дроссельный клапан);
  • контур потребителя (циркуляционный насос, тёплый пол, радиаторы; у ГВС – бак, точки водоразбора).

Сам процесс выглядит следующим образом:

 

Рисунок 1. Схема работы теплового насоса

 

Грунт нагревает солевой раствор → Циркуляционный насос поднимает рассол в теплообменник → Раствор охлаждается хладагентом (фреоном) и возвращается в грунт → Жидкий фреон, испаряясь, забирает тепловую энергию у раствора → Компрессор сжимает хладагент, его температура резко повышается → В конденсаторе фреон через испаритель отдаёт энергию теплоносителю отопительного контура и снова становится жидким → Остывший хладагент, через дроссельный клапан уходит к первому теплообменнику → Подогретый теплоноситель отопительной системы подтягивается циркуляционным насосом к рассеивающим элементам → Отдаёт тепловую энергию воздушной массе помещения → Остывший теплоноситель по обратной трубе возвращается к промежуточному теплообменнику.

Виды тепловых насосов:

1. Воздух - воздух.

Трансформированная тепловая энергия воздуха передаётся в помещение потоком прогретого воздуха через сплит-систему.

2. Воздух – вода

Энергия, снятая с пропущенного через прибор воздуха, передаётся теплоносителю жидкостной отопительной системы.

3. Раствор – вода

Передачу тепловой энергии от возобновляемого источника выполняет натриевый или кальциевый раствор.

4. Вода – вода

По магистрали открытого первичного контура грунтовые воды несут тепловую энергию прямо к теплообменнику [2].

Биотопливные котлы – в настоящее время это наиболее распространенный источники энергии, отличающиеся высоким качеством исполнения. В данном случае топливо представляет собой пеллеты либо брикеты из сырья растительного происхождения – опилок, стружки, лузги подсолнечника либо остатков пиломатериалов. Подобное альтернативное топливо служит хорошей заменой газу благодаря высокой теплоотдаче – 6000-8000 килокалорий на килограмм массы [3].

В качестве сырья можно использовать:

  1. торф гранулированного типа;
  2. щепа и древесные гранулы;
  3. гранулы из соломы [4].

Биотопливные котлы – это универсальные бытовые отопительные приборы с высоким КПД и системой автоматического управления.

Биотопливные котлы используются не только для индивидуального отопления, но и для горячего водоснабжения домов. Для этих целей обычно приобретается специальный двухконтурный котел. А можно к уже работающему устройству подключить дополнительный контур с проточным либо накопительным бойлером.

Альтернативное отопление в частном доме своими руками можно сделать с помощью одноконтурных или двухконтурных котлов на биотопливе. Последние легко устанавливаются, а значит, позволяет немного сэкономить на дорогостоящем монтаже.

Среди множества методов отопления частного дома особое место занимают солнечные коллекторы. Этот способ обогрева считается одним из самых эффективных. В таких устройствах накапливается солнечная энергия, а затем идет на нагрев теплоносителя. В качестве последнего чаще всего применяются:

  1. вода;
  2. антифризы;
  3. масла;
  4. воздух. [3]

Принцип работы заключается в следующем. Солнечная энергия поглощается приемником, который может быть выполнен из медных и стеклянных поверхностей темного и черного цвета. Эти материалы отличаются хорошими свойствами поглощения энергии.

Солнечные водонагреватели удобно располагать на крыше, где много места и куда попадает максимальное количество солнечного света. Здесь такие устройства не занимают полезного места и никому не мешают. Затем тепло от резервуара передается резервуару для охлаждающей жидкости. Это может быть вода, антифриз или другая жидкость, используемая в системе отопления.

В большинстве случаев применяется смесь, состоящая из 40% гликоля и 60% дистиллированной воды. Нагретый до определенной температуры теплоноситель по системе труб подводится к радиаторам.

 

Рисунок 2. Схема принципа работы солнечного теплового коллектора

 

Направление движения воды в системе может меняться благодаря смесителю. Охлажденная и теплая вода постоянно сменяют друг друга. Такая естественная циркуляция происходит благодаря расширению теплой воды, которая поднимается, вытесняя холодную в нагревательный бак.

Эта система отопления должна быть оснащена слоем теплоизоляции толщиной не менее 25-30 см, что обеспечит ее эффективную и стабильную работу. В качестве накопительной емкости для теплоносителя лучше использовать резервуар прямоугольной формы. Здесь может быть расположен дублирующий нагревательный элемент. Он автоматически включится в работу при создании погодных условий, не способствующих нагреву теплоносителя до необходимой температуры [5].

Особую популярность сегодня приобрели обогреватели, использующие инфракрасное излучение. Эти устройства можно устанавливать не только дома, но и на производстве и в офисах. Принцип работы этого оборудования основан на том, что инфракрасное излучение нагревает пол, стены и предметы в помещении, а тепло уже передается воздуху.

Это говорит о том, что инфракрасные излучатели могут эффективно обогревать всех жителей дома, а также людей, работающих на природе. Более того, использование таких панелей позволяет существенно сэкономить на обогреве, обогревая только необходимую или полезную часть пространства, например, жилую комнату. Все такие обогреватели можно разделить на несколько видов по месту и способу крепления:

  1. потолочные;
  2. настенные;
  3. напольные;
  4. направленного действия. [3]

Отопление без газа возможно. Некоторые источники тепла полностью заменяют газовый котел, а другие можно использовать только в качестве дополнения.

Конечно, важно помнить, что установка других источников тепла - не единственный способ сэкономить газ и снизить зависимость от него. Мы должны работать над повышением общей энергоэффективности здания: выявлять и устранять все утечки тепла, более эффективно использовать тепло и минимизировать тепловые потери в здании.

 

Список литературы:

  1. Тепловой насос – что это? // Портал про альтернативную энергию [Электронный ресурс]. – 2015. – Режим работы: https://alter220.ru/geoterm/teplovoj-nasos-chto-eto.html. – Дата доступа: 27.10.2020
  2. Обзор производителей тепловых насосов, представленных на российском рынке // Для тех, кто воплощает свои мечты [Электронный ресурс]. – 2011. – Режим доступа: https://cdelayremont.ru/obzor-teplovyh-nasosov. – Дата доступа: 27.10.2020.
  3. Какое существует альтернативное отопление частного дома без газа и электричества? // Все что нужно знать об отоплении. – 2018. – Режим доступа: https://otoplenieblog.ru/tsentralnoe-otoplenie/alternativnoe/kakoe-sushhestvuet-alternativnoe-otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza-i-elektrichestva.html. – Дата доступа: 27.10.2020.
  4. Альтернативное отопление дома // Подробно об отоплении дома и жизни за городом Электронный ресурс]. – 2014. – Режим доступа: https://otoplenie-doma.org/alternativnoe-otoplenie-doma.html. – Дата доступа: 27.10.2020.
  5. Солнечный коллектор: разновидности установок для отопления // Хозяйственный сектор [Электронный ресурс]. – 2018. – Режим работы: https://hozsektor.ru/colnechnyiy-kollektor-foto-video-raznovidnosti-ustanovok-dlya-otopleniya. - Дата доступа: 27.10.2020
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 60 голосов
Дипломы участников
Диплом Интернет-голосования

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом