Главная Четырехскатная

Принцип работы тепловой электростанции на дровах плюсы и минусы. Кухонное тепло разогревает жильё персональной электростанцией Принцип работы такого отопления

Современная электростанция на дровах является очень эффективным и при этом относительно недорогим оборудованием, основным топливом в которой являются дрова. Сейчас это оборудование достаточно широко используется в частном жилом секторе, а также на небольших производственных площадях и в походных условиях.

Принцип классической схемы

Само понятие «на дровах» по которому работает тепловая электростанция на дровах нужно понимать, что в качестве топлива, имеется возможность использовать разнообразные материалы способные гореть. При этом, самым распространенным и часто используемым ресурсом являются именно дрова. Вы можете электростанции на дровах купить из большого представленного на рынке ассортимента по относительно невысокой стоимости. Основное устройство этих видов электростанций такое:

Печь.
Специальный котел.
Турбина.

При помощи печи происходит нагревание котла в котором находится вода или же может находиться специальный для этого газ. Затем вода направляется по трубопроводу к турбине. Она вращается и при помощи этого в специально смонтированном генераторе преобразуется электричество. Электростанции на дровах своими руками сделать достаточно просто и это не займет очень много времени и значительных финансовых вложений.

Основные особенности работы

При работе электростанции, вода не будет сразу испаряться, а постоянно будет ходить по контуру. Отработавший пар охлаждается и затем опять становится водой и так по кругу. Некоторым недостатком подобной схемы работы мини электростанции на твердом топливе является достаточно высокая взрывоопасность. Если вдруг вода, которая находится в контуре сильно перегреется, тогда котел может не выдержать и его разорвет давлением. Для предотвращения этого, используются современные системы и автоматические клапаны. Вы всегда можете купить походную электростанцию на дровах, которая имеет высокие показатели эффективности и безопасности совсем недорого по стоимости.

Также, в стандартной схеме генератора на пару имеются некоторые требования к используемой воде. Обычную воду из под крана заливать в это оборудование не рекомендуется. Потому, как в ней большое количество солей, что с течением определенного времени станет основной причиной возникновения налета на стенках используемого котла и в трубах электростанции, которая использует дрова в качестве основного топлива.

Такой налет, имеет пониженную теплопроводность, что негативно скажется на работе твердотопливной электростанции купить, которую вы можете с любыми необходимыми рабочими параметрами по самой приемлемой стоимости. Но, сейчас, проблемы и сложности с образованием налета, могут достаточно быстро и легко решаться, при помощи использования специализированных средств, которые разработаны для борьбы с появлением налета. Они дают прекрасную возможность, очень быстро и эффективно справится с образованием налета в подобном оборудовании, что в значительной степени упрощает процесс эксплуатации электростанций, которые в качестве топлива используют дрова.

Различные варианты электростанций на дровах

Сейчас очень популярной и недорогой является твердотопливная туристическая мини электростанция, которую можно приобрести из большого представленного ассортимента. Такие электростанции пользуются высокой популярностью и востребованностью у большого числа туристов и путешественников. В этом оборудовании используется специальное твердое топливо, которое обеспечивает высокие показатели эффективности, надежности, а также безопасности в эксплуатации.

Миниэлектростанция использующая в виде топлива дрова, является достаточно успешным и уже давно применяемым оборудованием, которое может быть использовано в различных сферах деятельности человека. Очень популярны, такие виды электростанций у дачников, где могут быть частые проблемы с отключением электричества, а также в труднодоступных регионах где отсутствуют линии электропередач. Помимо этого, все большую популярность сейчас приобретают походные варианты электростанций, которые используют дрова или любые другие твердотопливные элементы.

Когда-то давно каждый дом обогревался собственным очагом, потом наступила эпоха гигантских теплоцентралей. Теперь же идёт обратный процесс - всё больше семей в развитых странах приобретают миниатюрные устройства, способные заметно уменьшить сумму счетов за электроэнергию и заодно обеспечить обогрев дома и доставку горячей воды зимой.

Одновременная генерация электричества и тепла - идея очень старая. Собственно, по такой схеме, позволяющей более полно использовать энергию топлива, работают теплоэлектроцентрали. Но если в дома электричество доставляется с более-менее низкими потерями, то потери тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения довольно велики. Особенно в России, где зимой зачастую подземные тепловые трассы отлично видны на поверхности - на них нет снега.

На Западе давно развивается альтернативное направление в снабжении зданий электричеством и теплом - сравнительно небольшие комбинированные станции, обеспечивающие тепловой и электрической энергией группы домов, больницы или небольшие предприятия. А за последние несколько лет децентрализация в этой области достигла своего логического завершения - появления необычайно компактных домашних теплоэлектростанций.

На кухне генераторы типа MicroCHP можно спутать со стиральной или посудомоечной машиной, благо размеры и внешность - такие же и шума — почти нет. Впрочем иногда эти машины ставят в подвале — с глаз долой (фото с сайта treehugger.com).

Называются они «Микро-комбинированные теплоэнергетические устройства» (Micro Combined Heat and Power — MicroCHP). В их основе лежат очень маленькие и исключительно тихие ДВС (в редких моделях - стирлинги), соединённые с небольшим генератором. Работают они на природном газе, благо газовые сети широко распространены, а многие дома оборудованы газовыми плитами.

Главная изюминка MicroCHP - в букве «C», означающей «комбинированные». Вспомните, что КПД двигателя внутреннего сгорания - порядка 30%, остальная энергия сгоревшего топлива в буквальном смысле улетает в трубу. А в MicroCHP она не теряется зря: нагревает воду в водопроводе или воздух в доме, а во многих моделях - и то и другое сразу. Эти агрегаты производят около пяти фирм из Японии, Новой Зеландии, Европы и, с недавних пор, США.

Выгода очевидна - MicroCHP обеспечивает дом электричеством и теплом при минимальных эксплуатационных затратах (начальная цена установки - другой вопрос, и об этом - ниже).

В часы, когда потребляется минимум электроэнергии, домашняя электростанция может поставлять электричество в распределительную сеть города или района. Благо рассчитаны такие устройства чуть не на круглосуточную работу, а их движки сконструированы так, что имеют высокий моторесурс.

Дальше всё зависит от разумности местных законов и расторопности энергокомпаний. Современные электронные счётчики позволяют не только регистрировать энергию, забранную домом из сети, но и вычитать из неё энергию, поставленную в обратном направлении - из дома в сеть. А счета выписывать только за разницу в этих величинах.

Схема работы MicroCHP. Фиолетовым показаны газовые трубы. Печь (указана её эффективность) потребляет газ лишь при лютом морозе, а обычно нагревает воздух исключительно за счёт бросового тепла, которое передается от стоящего рядом ДВС. Топливная эффективность комбинированного генератора показана суммарная - по выработке электричества и тепла для дома (иллюстрация Climate Energy).

Такая схема уже давно работает во многих странах, она была отработана ещё на домашних хозяйствах, установивших солнечные батареи или ветряки в качестве дополнительных генераторов электричества.

Десятки тысяч домов в Японии и Европе уже оснащены различными моделями портативных комбинированных теплоэлектрогенераторов, а недавно системы MicroCHP начали завоевание Нового Света с установки первых таких машин у нескольких семей.

В частности, речь идёт о вариации MicroCHP, созданной японской компанией Honda совместно с американской Climate Energy .

Этот MicroCHP соединил в себе японский ДВС-электрогенератор (также работающий на природном газе) с американским газовым нагревателем.

Основной режим устройства - работа только ДВС. Он поставляет 1,2 киловатта электричества, а его теплообменник обеспечивает обогрев дома.

Комбинированный электро- и теплогенератор Honda невелик по размерам. Благодаря продуманной конструкции его работу сопровождает крайне низкий шум - сопоставимый с очень тихим разговором. По уровню звука разница с переносными бензиновыми электрогенераторами - многократная. Справа: японско-американский комплект от компании Climate Energy: тот же комбинированный ДВС-генератор и подогреватель воздуха, работающий с японским аппаратом в тандеме (фото Honda).

Суммарный КПД этого комбинированного генератора, в зависимости от нагрузки, составляет 83-90%, то есть такая доля энергии, содержащейся в метане, превращается в электричество и тепло для дома.

А поскольку природный газ - топливо сравнительно недорогое, выгода в сравнении со 100-процентной покупкой электричества в сети очевидна. Ну и газовые компании не в накладе: потребители платят по газовому счётчику.

В самый же пик морозов, когда бросового тепла от ДВС уже не будет хватать для поддержания в доме нормальной температуры, хозяева этого японско-американского агрегата могут включить дополнительно газовый обогреватель, встроенный в систему.

Такая комбинация воздухонагревателя и ДВС-генератора выбрасывает на 30% меньше углекислого газа на каждый джоуль выработанной в сумме электрической и тепловой энергии по сравнению с классической схемой с использованием централизованной теплоэлектростанции.

MicroCHP от Honda со снятой стенкой (фото Honda).

Увы, сами MicroCHP недёшевы - модель, генерирующая киловатт электричества плюс тепло, достаточное для коттеджа в три спальни, стоит $13 тысяч. Система на несколько киловатт электрической мощности стоит уже $20 тысяч.

С другой стороны, если речь идёт о постройке нового дома, для которого и так пришлось бы покупать системы обогрева помещений и нагрева воды в водопроводе, из этой суммы нужно вычесть более половины - ведь MicroCHP заменяет собой эти отдельные устройства.

Далее нужно учесть, что в ночные часы работающий генератор «продаёт» электричество местной сетке. В США, к примеру, такая 1-киловаттная установка уменьшает суммарный счёт за электричество примерно на $800 в год. Стало быть, комбинированный агрегат окупится лет за семь. Дальше - чистая экономия.

Да и всем прочим от таких аппаратов есть выгода: ведь общие выбросы вредных веществ сокращаются. Уменьшается нагрузка на большие электростанции, энергосети могут меньше беспокоиться о перегрузках в часы пик.

Так что круг замкнулся. Разве только «домашний очаг» теперь больше похож на стиральную машину. Разумеется, если не принимать во внимание популярные домашние камины. Но они несут, по большей части, декоративную функцию.

Отопление в небольшом доме сделать довольно просто. Если немного разобраться в теме, то становится понятно – сложностей в его создании нет никаких. Простую систему можно сделать и своими руками, если, как говорят, «умеете завинчивать гайки».

Но, даже пригласив специалистов, нужно знать, как делается система отопления в небольшом доме, чтобы разговаривать с ними на одном языке и контролировать работу. Ниже приведена краткая инструкция по обустройству частного одноэтажного дома.

Сначала утеплять

Обогревать улицу? Не стоит. Нужно вложиться в утепление, чтобы потом за 5 -10 лет эти деньги «отбить» на отоплении, и затем получать чистую экономию.

Как утеплить дом – информации можно найти сколько угодно, но нужно пользоваться проверенными источниками, не то можно натворить…. В итоге ограждающие конструкции должны как минимум соответствовать нормативам по теплопотерям.

Мощность отопления

После этого уже принять решение о мощности системы отопления – не более 1 кВт на 10 м кв. площади дома. Итого, к обычному дому в 150 м кв. подойдет котел в 15 кВт. Следовательно, мощность радиаторов суммарная должна быть около 18 кВт.

Если бы не было утепления, для холодного дома площадью в 150 м кв, понадобилась бы значительно большая мощность оборудования. Сложно сказать какая точно, — все зависит от конкретных теплопотерь.

Но для типичного «холодного дома» 150 м кв. с недоутепленным чердаком и стенами в 1,5 кирпича и пр. наверняка потребуется котел киловатт на 30, не меньше, и радиаторы на 35 кВт, чтобы в нем можно было хоть как то, но не комфортно, существовать. Заметьте, какая разница в денежном выражении и в сложностях создания, если иметь дело с недоутепленным зданием.

Выбрать мощность радиаторов

Теперь нужно разбросать мощность радиаторов по комнатам. Учитывать площадь комнат не стоит, важна лишь косвенная оценка теплопотерь – протяженность наружных стен, наличие окон и дверей и их размеры.

На плане здания расставляем радиаторы под каждое окно, возле наружных дверей, определяем, сколько штук их понадобится. Затем высчитываем нужную мощность каждого радиатора в пропорции к общему их количеству и общей мощности.

Главный критерий «ручной» оценки теплопотерь – площадь остекления. Чем она больше, тем больше нужен радиатор.

С газом нет хлопот

Если по улице протянут магистральный газ, то выбор котла очевиден – газовый настенный котел для небольшого частного дома является лучшим выбором. Даже если есть возможность доставлять дешевые дрова, то обеспечение комфорта все равно побеждает — ничто не сравниться с простотой управлением автоматизированным газовым котлом.

Если в доме проживают постоянно, то обязательно устанавливается и резервный котел – как правило, твердотопливный.

Если нет газа

Если газа нет, то возможен и такой тандем – основной твердотопливный на дровах и угле, а резервный и вспомогательный – электрический, с мощностью которую разрешит энергонадзор (желательно для частного дома сразу же оформить трехфазное энергоснабжение, тогда и с электроктлом проблем не будет).

Электричество дорого, но оно в тысячу раз комфортнее угля. Заниматься топкой котла или печки – та еще работа, отнимающая часок времени ежесуточно. А когда твердотопливный потухнет, то можно подогреться и электрическим. А когда нас в доме нет, и топить некому? Лучше не замораживать строение, даже если залита не замерзайка, а чуть-чуть подогреться электрическим автоматизированным котлом.

Но если разрешения на большую электрическую мощность нет, то остается жить «на дровах».

Котлы на жидком топливе дороговаты в эксплуатации, да и требуют дополнительной емкости под топливо и аппаратуру снабжения котла. Используются когда нет другого выхода – ни газа, ни электричества, ни угля толком, одни дрова, да и те дорогие и сырые.….

Самотечное отопление – правильно ли это?

Если электроснабжение совсем не надежное, то для небольшого частного дома можно сделать и самотечное отопление, но оно обойдется раза в 2 дороже, чем принудительное с насосом, из-за большого диаметра труб.

Когда же электроснабжение «умеренно ненадежное», что в основном и бывает, то в частном доме применяют современную схему с насосом, а также обязательно и резервируют электроснабжение электрогенератором на солярке.

Электрогенератор обязательно снабжается автоматикой включения при отсутствии электроснабжения. Недопустимо содержать электрогенератор без полной готовности, т.е. при отсутствии электричества нужно идти в сарай и пытаться его откапывать и запускать ….

Схема разводки труб

Схема же разводки трубопроводов для небольшого дома применяется обычно тупиковая, с разнесением радиаторов на 2 плеча — до 5 радиаторов в плече. Тогда минимум гидравлических потерь и сбалансировать радиаторы в тупиках (жидкость стремится уйти через первый) можно.

Если же радиаторов по 4 в плече или меньше — то вообще проблем с тупиковой нет. А вот если в одном плече получается 4 а в другом уже 6, то с шестью радиаторами на тупик нечего мучится и лучше выбрать более дорогую (за счет увеличенного диаметра труб) но стабильную попутную схему.

Неплохая для частного дома и попутная схема подключения радиаторов, но она подороже – больше диаметр трубопровода понадобится, она лучше реализуется на больших площадях, когда с тупиковой схемой возникают уже проблемы с балансировкой.

Однотрубные же схемы, вовсе не дешевле, но зато имеют нагромождение проблем и рекомендованы быть не могут. Лучше отказаться также и от лучевой схемы – сложная регулировка и прокладка.

Водяной теплый пол в доме – проблема ли сделать?

Водяной пол сделать не проблема, если знать как. В создании теплого пола много нюансов, лучше пригласить специалиста с опытом создания теплого пола. Нужна прочная основа – нагреваемая стяжка пола не должна трескаться от вибрации. Затем изучается инструкция по созданию теплых полов на воде, эта схема, кстати легко интегрируется с радиаторной системой отопления.

Важно сделать основу абсолютно горизонтальной, чтобы избежать больших воздушных пробок, также необходимо разбить всю площадь пола так, чтобы обогревающие трубопроводы оказались примерно одной длины.

Плотность укладки – как и подбор радиаторов по мощности – в большей степени по теплопотерям в комнатах. И много других тонкостей, которые придется осуществить на практике.

Водяной теплый пол может быть лишь дополнением к радиаторам, создающим особый комфорт. Самостоятельно же теплый пол здание отапливать не может ввиду большой тепловой инерционности этой системы и не достатка мощности – температура ограничена +35 град, по комфорту и тепловому расширению материалов.

Какие радиаторы подойдут для небольшого дома

Если кто-то как-то сказал, что у какого-то типа радиаторов наилучшая энергоотдача или еще что-то там, например, «повышенная устойчивость к коррозии», то это просто рекламная уловка, мало влияющая на выбор радиаторов.
Для частного дома подойдут любого типа радиаторы. Поэтому смело выбираем те, которые наиболее красивые и дешевые. Разве что, можно учесть, что стальные цельнопанельные не имеют межсекционных стыков, поэтому они с незамерзайкой «на ты», т.е. не текут со временем.

Далее, обращаем внимание, что радиаторы нужно подключить правильно. Лучше всего применить схему «по диагонали», — подача вверху, обратка внизу с противоположной стороны. Но для коротких радиаторов (до 1м) подойдет и обратная схема – подача вверху, обратка внизу с той же стороны. Другие схемы подключения использовать нельзя.

Подобрать трубы

С выбором труб сложнее, так как наиболее дешевые «копеечные» полипропиленовые таят в себе не шуточную угрозу некачественной пайки с частичным перекрытием сечения наплавленным материалом. А снаружи это обнаружить не возможно.

Но риск такое допустить, все же не принимается во внимание на фоне цены этих труб, а в особенности их фитингов. К тому же сварку полипропилена легко освоить. А раз так, то можно потренироваться, испортить пару фитингов и посмотреть, – что значит перегреть или превысить глубину вложения, или прокрутить свариваемые детали. И постепенно научиться паять трубы самостоятельно.

При пайке самого полипропиленового трубопровода нужно соблюдать великолепную осторожность, прекрасную неторопливость, и быть готовым даже переделывать, если что.

Металлопластиковые трубы применить для небольшого частного дома также возможно, но фитинги их дороги, а их заделку лучше бы делал специалист. К тому же для радиаторной системы прокладка открытыми таких труб нежелательна – слишком уж они ранимые. Станет ребенок на трубу и прогнет – авария и остановка системы.

Осталось узнать диаметр труб, но его нужно рассчитывать по необходимому количеству горячей жидкости, при этом скорость не должна превышать 0,7 м/с. Не вдаваясь в сложности, скажем, что для отвода от котла и подачи мощности до 15 кВт нужен 32 мм (наружный диаметр!) полипропиленовый трубопровод. На одно крыло с мощностью 7,5 кВт – 25 мм. А для подключения одного радиатора или группы радиаторов до 4 кВт – 20 мм (внутренний диаметр 13,2 мм).

Схемы обвязки и применяемые фитинги

Важно чтобы теперь все было правильно смонтировано, например, сначала американка, затем отрезок трубы, затем, фильтр, опять американка, затем кран. В общем, для монтажа в принципе нужен опыт слесаря-водяниста.

Но даже делая в первый раз своими руками, можно и не допустить ошибок, а если ошибка закрадется, то можно все переделать. Все равно это будет дешевле, чем нанимать этого самого слесаря.

Важно лишь руководствоваться схемами обвязки котла, радиаторов, взятыми из надежного источника, и четко следовать всей последовательности устанавливаемых фитингов. Нужно напечатать эти схемы, а затем сверяться.

Кажущаяся простота обманчива. Например, грязевой фильтр должен быть только там, где положено, и повернут обязательно сборником мусора вниз, а не вверх, а расширительных бачок – согласно обвязке, а спуск воздуха должен быть именно здесь, а перед ним кран….

Как монтировать

Лучше начертить на стенах расположение труб и фитингов, распределить крепления – делать все не спеша.

Если монтирует отопление в доме наемный специалист, то желательно заглядывать, что он делает и побеседовать с ним насчет того, как не допустить брака при пайке полипропилена или стыковке других видов труб.

Мы выбрали подходящий котел и место его расположения (согласно проекту на газоснабжение, например), сделали его обвязку правильно. Правильно выбрали мощность каждого радиатора и разместили их строго под окнами (тепловая завеса).

А также правильно выбрали схему подключения – двухтрубная попутка (или тупиковая) с насосом и сделали это все правильно-выбранными трубами. Все. Можно заливать теплоноситель и включать систему.

Наверняка вы не раз слышали о геотермальном отоплении. Такие системы установлены во многих европейских странах и они пользуются большим успехом и популярностью среди населения. Возможно ли его установление у нас? Чтобы понять это, нужно разобраться с принципом работы, а также рассмотреть все преимущества такой системы.

Преимущества геотермального отопления

Стоимость геотермального отопления дома

Наверно, это единственный момент, из-за которого система ещё нешироко вошла в обиход. Начальные затраты могут достигнуть одного миллиона рублей. Все зависит от того, какова площадь вашего дома и от источника тепла. Так, укладка контура нагревания в водоёмах обходится дешевле при тех же затратах на насосную станцию и на сопутствующие материалы (трубы, герметики и т. д.).

Наиболее выгодна такая установка для небольших домов. Расходы окупаются уже через два-три года, так как нет необходимости платить за газ/уголь/дрова , а все расходы сводятся к уплате за малое количество электроэнергии, которая тратится на работу насосного оборудования. Стоит ли экономить, выполняя такую установку не под ключ, а самостоятельно? Возможно, при условии, что вы внимательно изучите все особенности процесса. На практике имеются случаи успешной сборки самими хозяевами.

Стоимость работ под ключ состоит:

из расчётов мощности насоса, длины контура нагрева;
из цены на работы в грунтах или воде (бурение скважин, копка траншей, укладка под водой), а также сопутствующие работы по прокладке и установке;
из установки и подключения насосной станции.

Как пример, приведём примерные расчёты для дома площадью 150 кв. м.

Для такого жилища необходим тепловой насос мощностью 14 квт. Его цена – 260 тыс. р.
Сумма за все работы по обустройству вертикального земляного контура – примерно 427 тыс. р. Может колебаться в зависимости от типов грунтов.

Итого – 687 тыс. р. Видим, что весьма значительные начальные расходы для установки геотермального отопления. Цена обычных котлов на порядок дешевле. Для сравнения подсчитайте, каковы ваши текущие затраты на теплоснабжение, и подсчитайте, сколько вы будете тратить с геотермальным отоплением. Оба случая рассматривайте в перспективе на многие года (10-15 лет). Разница очень и очень существенна.

Основные составляющие систем геотермального отопления

Геотермальное отопление не пользуется привычными источниками тепла. Ни о каких дровах, об угле, газе или электричестве (в том количестве, которое использует обычный электрический котёл), речь не идёт.

Вся система состоит из трёх основных элементов. Ими выступают:

контур отопления внутри дома;
контур нагревания;
насосная станция.

В качестве контура отопления, который будет находиться внутри дома, могут выступить как обычные привычные радиаторы, так и система тёплого пола (на её нагрев идёт большее количество энергии). Кроме того, эту систему можно подвести для подогрева теплицы , бассейнов, дорожек внутри участка, т. п.

Контуром нагревания в этом случае выступают геотермальные источники тепла. Так, идёт нагрев при помощи энергии земли, воды, а также воздуха.

Насосная станция необходима для того, чтобы перекачивать тепло из геотермального контура нагревания в отопительный.

Подробнее о способе нагрева

Для нагрева помещения геотермальным отоплением используют энергию, которая хранится в окружающей среде. Принцип работы позаимствован от конструкции холодильника. В нём тепло из внутренней камеры выводится наружу, чтобы в самой камере добиться минимальных значений температуры. При этом происходит нагрев задней стенки. При геотермальном отоплении тепло из земли (или воды, воздуха) выводится в жилое помещение. Разница в том, что источник тепла не остывает , а имеет стабильную температуру. Из-за этого отопление помещения может происходить в любое холодное время года. А в жару можно настроить систему на то, чтобы жилье охлаждалось.

Рассмотрим пример с нагревательным контуром для отопления жилья внутри земли. Этот вариант наиболее распространённый, так как положение геотермального контура в водяных источниках требует его наличие вблизи дома. Такое встречается реже.

Тепло из земли

На определённой глубине земля имеет свою температуру. Она не зависит от погодных условий и времени года. Речь о тех слоях, которые находятся ниже уровня промерзания. То есть, контур нагрева прокладывается там, где температура всегда имеет стабильное положительное значение.

Способы положения труб контуров нагрева в земле

Вертикальная укладка

Заключается в том, что на участке выполняют бурение глубоких скважин , в которые будут уложены трубы. Их глубина зависит от того, какую площадь нужно будет обогревать. Значение достигает до 300 метров. Расчёт идёт из того, что на один метр геотермального трубопровода приходится 50-60 Вт тепловой энергии земли. Для насоса мощностью 10 киловатт (он подойдёт для дома площадью до 120 кв. м) понадобится скважина глубиной от 170 до 200 м. Можно пробурить несколько скважин, но меньшей глубины. Преимущество способа заключается в том, что при такой укладке идёт наименьшее вмешательство в ландшафт вашего участка, если дом уже построен, а участок приведён в должный вид. Но при этом идут большие затраты на работы.

Горизонтальная укладка

По прилегающему участку вырываются траншеи огромной площади. Их глубина зависит от уровня промерзания земли в вашем регионе (от 3 метров и глубже), а площадь котлована – от квадратуры дома. Рассчитывать следует из того, что на 1 метр трубопровода приходится от 20 до 30 Вт энергии. Если устанавливать тот же тепловой насос на 10 кВт, длина контура должна быть от 300 до 500 м. По дну этих траншей укладываются трубы, и обратно засыпаются землёй.

Схема работы всей конструкции

По сути, есть три контура, по которому циркулирует жидкость. Первый из них мы обозначили как нагревание. Следующий контур находится внутри насоса. Там хладагент забирает тепло от контура нагревания и передаёт его на третий цикл посредством труб в дом.

Теплоноситель проходит по контуру под землёй и нагревается до температуры 7° C (таков показатель на глубине ниже уровня промерзания). Вся энергия, которую теплоноситель забрал из земли, приходит в тепловой насос.

В тепловом насосе есть первый теплообменник. В нём теплоноситель из земляного контура нагревает хладагент , повышая ему не только температуру, но и давление. В состоянии газа хладагент переходит во второй теплообменник. Тут он нагревает теплоноситель, который циркулирует по трубах внутри дома, а затем снова возвращается в жидкое состояние.

Значительная стоимость источников энергии, трудности и дороговизна подключения газа и централизованного электроснабжения, а в некоторых случаях и техническая невозможность подвода сетей, заставляет обращать внимание на альтернативные установки, способные обеспечить отопление и работу электроприборов.

При определенных условиях решить эту задачу может мини ТЭЦ для дома, работающая на различном топливе.

Пример установленной мини ТЭЦ

Отличия мини ТЭЦ и традиционных генераторов

Генератор - устройство способное преобразовать различные виды топлива в электрическую энергию. Большинство массово эксплуатируемых установок приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания или газотурбинными установками. При этом значительная часть тепловой энергии, получаемая в результате сгорания топлива попросту выбрасывается на ветер.

Основные потери приходятся на систему охлаждения двигателя, выхлопные (отработанные) газы, нагрев смазочных жидкостей. По этой причине КПД всех существующих генераторов, которые можно использовать в частном порядке, невысок.

Мини ТЭЦ для дома на твердом топливе (или других типах источников энергии) позволяет использовать теплопотери, характерные генераторам, для получения значительного количества тепловой энергии . В промышленных масштабах теплоцентрали (ТЭЦ), работающие на крупных предприятиях, способны обеспечить потребности даже большого города. В последнее время все более востребованы становятся установки ТЭЦ сравнительно небольшой мощности, которые можно использовать в индивидуальных целях. При этом основной упор делается на агрегаты, способные работать на альтернативных источниках энергии (биотопливо, торф, брикеты и пеллеты, древесные отходы, дрова).

Современные ТЭЦ могут работать в двух основных режимах:

Когенерация - получение электрической энергии и сопутствующая выработка тепла.
Тригенерация - обеспечение электричеством и дополнительное получение не только тепла, но и холода для рефрижераторных установок.

Принцип работы и существующие виды ТЭЦ

Если для традиционной ТЭЦ основным агрегатом считается двигатель внутреннего сгорания, то мини ТЭЦ на дровах или древесных отходах работает за счет прямого сжигания топлива в котлах.

Поэтому несколько отличается и принцип действия установок:

Вращение вала ДВС (двигателя внутреннего сгорания) приводит в действие генерирующую установку, вырабатывающую электроэнергия. Тепловая мощность снимается с системы охлаждения двигателя и из продуктов сгорания топлива.
в основном работают в комплекте с паровой турбиной, вырабатывающей электроэнергию. Сжигаемое топливо позволяет получить пар, необходимый для работы турбин. В качестве источника тепловой энергии используется отработанный водяной пар и продукты сгорания (дым).

На практике чаще всего применяют следующие модификации ТЭЦ:

1. Агрегаты на основе ДВС . К ним можно отнести оборудование с бензиновыми и дизельными двигателями, газопоршневыми и газотурбинными установками. Наиболее производительными считаются именно газовые модификации.

Мини ТЭЦ работающая на дизельном топливе

Эксплуатация ТЭЦ с дизельным приводом осложнена тем, что установка должна работать практически на полную мощность. В противном случае двигатель разогревается недостаточно и снять тепловую энергию с него достаточно проблематично.

Средняя стоимость мини ТЭЦ данного типа зависит от вырабатываемой мощности. На сегодняшний день она составляет около 20-30 тысяч за каждый кВт электроэнергии. При этом стоит учитывать то, что минимальная мощность таких установок составляет 25-30 кВт, и использование их в личных целях достаточно проблематично.

2. ТЭЦ на отходах деревообрабатывающих производства вполне может использоваться в лесных местностях или при наличии дешевого источника топлива.

Мини ТЭЦ работающая на древесных отходах

Для частного дома вполне подойдет мини ТЭЦ от компании SUN SYSTEM. Такая установка вполне способна обеспечить потребности жилого дома площадью до 400 квадратных метров.

Мощность мини ТЭЦ данной серии составляет 3 кВт по электроэнергии и 10 кВт по теплу. Основу агрегата составляет двигатель Стирлинга, в качестве топлива используются пеллеты. Средняя стоимость установки составляет 19 тысяч евро.

3. На сегодняшний день различные компании предлагают мини ТЭЦ для дома на биотопливе различных модификаций. При выборе таких установок следует учитывать тот факт, что экономическая целесообразность применения данных устройств будет присутствовать только при ежегодном потреблении не менее 3000 кВт*ч электроэнергии и 20 тысяч кВт тепла.

Мини-ТЭЦ на биотопливе от MW Power

При этом быстро окупается только то оборудование, которое работает с максимальной загрузкой. В противном случае срок окупаемости оборудования может значительно увеличится. Данный вариант наиболее подходит для коллективного использования, например, на 3-5 коттеджей или целый небольшой поселок.

Современные разработки микро ТЭЦ

Так, микро ТЭЦ на основе того же двигателя Стирлинга,

VIESSMANN — VITOTWIN 300-W

Идеально подойдет для небольшого загородного дома (при условии наличия доступа к природному или сжиженному газу).
Средняя стоимость данной установки составляет 10,5 тысяч евро.
Она позволяет получать 1 кВт электрической и 6 кВт тепловой энергии.

К основным преимуществам агрегата стоит отнести экономичность, низкий уровень создаваемого при работе шума. Еще одним плюсом считается простой монтаж (не сложнее обычного настенного котла).

Статьи по теме