С древнейших времен борьба с холодом является одним из приоритетов при создании комфортной среды обитания для человека. Костры, очаги трансформировались в печи и камины. А сегодня все мы используем для обогрева более удобные и безопасным системы отопления – централизованные и автономные, использующие энергию газа, угля или нефти прямо или опосредованно (в виде электроэнергии).
Несмотря на то, что любая современная отопительная система успешно решает проблему прогрева воздуха в помещениях до приемлемой температуры, ни одна из них не является идеальной как с технической точки зрения, так и с экономической.
Ни для кого не секрет, что расходы на отопление занимают самую большую часть коммунальных платежей. Поэтому поиски альтернативных источников тепла и создание получающих от них теплоэнергию систем отопления активно продолжаются до сих пор.
Современные системы отопления на альтернативных источниках тепла
Если подходить с глобальной точки зрения, то единственным источником энергии для нас является Солнце. Именно оно дает огромное количество тепла и света, которое затем накапливается в древесине, угле, нефти и газе и выделяется при их сгорании.
Получается, что альтернативой сжиганию ископаемых источников является прямое использование солнечного тепла или утилизация тепла, накопленного в окружающей нас природе – в земле, воде или воздухе. К их числу подобных систем относятся:
гелиосистемы (солнечные коллекторы);
тепловые насосы воздух-воздух;
тепловые насосы для различных сред с передачей тепла в теплоноситель.
Рассмотрим перечисленные системы более подробно.
Гелиосистемы
Солнечные коллекторы непосредственно аккумулируют и передают в теплоноситель тепловое инфракрасное излучение нашего светила. В зависимости от конструкции различают плоские панели и вакуумные солнечные коллекторы. Как правило, они устанавливаются на крышах зданий или хозяйственных построек и обеспечивают нагрев воды для отопительного контура и ГВС.
Для отопления чаще используют вакуумные коллекторы, так как они обеспечивают нагрев теплоносителя при отрицательных температурах воздуха на улице.
Подробнее об устройстве и монтаже коллекторных гелиосистем можно почитать, например, на странице https://instalsis.com.ua/installation/montazh-otopleniya/ustanovka-solnechnogo-kollektora/.
Тепловые насосы воздух-воздух
Фактически воздушные тепловые насосы – это “кондиционеры наоборот”. Если задачей кондиционеров является перенос тепла из помещений в наружный воздух, то тепловой насос работает по тому же принципу, но в обратном направлении – отнимает тепло на улице и отдает в комнатный воздух. Более подробную информацию о работе отопительных систем этого типа можно найти здесь.
Тепловые насосы, передающие тепло теплоносителю
Принцип работы классических тепловых насосов аналогичен работе систем воздух-воздух. Основным отличием является то, что тепло во вторичном контуре передается не напрямую в воздух помещения, а отдается в теплоноситель, который затем разносит полученные килокалории по радиаторам или конвекторам системы отопления.
Главным преимуществом тепловых насосов, которые берут тепло в водной среде или в грунте, является всесезонность. На их эффективность не влияет температура за окном – вода не может иметь отрицательную температуру, а внешний контур грунтового теплового насоса укладывается намного ниже того уровня, где возможно промерзание почвы.
Особенности, которые отличают все рассмотренные выше системы отбора тепловой энергии из воздуха, воды или грунта от привычных систем отопления:
высокая экономическая эффективность;
автономность (потребление электроэнергии в тепловых насосах минимально, а солнечные коллекторы могут быть полностью энергонезависимы);
абсолютная экологическая безопасность – выбросы вредных веществ равны нулю.
Единственный недостаток, мешающий повсеместному использованию альтернативных систем отопления, – это, конечно, их достаточно высокая стартовая цена. Но, во-первых, с каждым годом их установка обходится все дешевле. Во-вторых, отсутствие расходов на энергоносители позволяет довольно быстро окупить средства, которые были вложены на их приобретение и монтаж.