Нестандартное отопление на даче
Для любого обладателя дачного участка, особенно ближе к северным районам, а также для тех, кто желал бы проводить время за городом и в осенне-зимний период, вопрос отопления далеко не праздный.
Электрическое отопление может оказаться очень накладным. Из-за множества преимуществ последнее время все большей популярностью пользуется обогрев при помощи тепловых насосов.
Отопление тепловым насосом
Тепловой насос для обогрева использует тепло снаружи дома для обогрева внутренних помещений. Достаточно, чтобы температура воздуха снаружи была выше 1 градуса Цельсия. Эта система отопления имеет три замкнутых контура и работает по следующему принципу: первый контур при помощи циркулирующей в нем незамерзающей жидкости собирает тепло окружающей среды, второй поднимает температуру примерно на 5-7 градусов, третий отдает тепло жилому помещению. Такой способ при всех плюсах имеет тот минус, что он довольно дорогостоящий. Однако возможно самостоятельно разработать и установить эту систему.
Варианты тепловых насосов бывают трех типов – в зависимости от того энергию какой среды они используют. Есть тепловые насосы грунтовые, водяные и воздушные. Самым эффективным считается тепловой насос, получающий тепло из грунта, потому что в земле на достаточной глубине температура сохраняется относительно постоянной. Расположение трубки, которая будет пролегать в земле, может быть горизонтальным или вертикальным. В первом случае такие земли будет невозможно использовать для овощных и плодовых культур. Во втором случае потребуются серьезные буровые работы.
Для самостоятельного создания подобной системы необходимо приобрести компрессор. Сгодится компрессор от кондиционера. Далее нужно приобрести медную трубку диаметром от 1 мм. Наматывать ее нужно будет с одинаковыми интервалами вокруг любого цилиндрического предмета. Медный змеевик помещают в емкость, которой может быть, например, обычный бак. Таким образом получается испаритель, который, как и кондиционер, располагают на стене строения. Далее закапываем на участке трубу – бухтами метров по 150, соединяем трубки муфтами. Концы трубы подключаем к холодной стороне насоса. Заполняется труба после произведенных работ и опрессовки тосолом. Лучше всего для трубы использовать полиэтилен низкого давления. Толщина стенки ПНД 2,3 мм, максимальное давление 6 атмосфер. Другая труба из полиэтилена диаметром около 20 мм укладывается отдельно для каждого помещения. Концы трубок соединяются через коллектор таким образом, чтобы снова получить два конца. Эти концы подключаем к горячей части насоса и также заполняем антифризом, тосолом или другой незамерзающей жидкостью вроде этиленгликоля.
Обогрев на солнечных батареях
Другим способом обогрева дачного дома может являться обогреватель на солнечных батареях. Такой обогреватель достаточно прост в установке и, чтобы его смонтировать, не требует специального образования и навыков. Лучше использовать термосифонный коллектор на южной стене, скажем, веранды. Термосифонный коллектор использует только поток нагретого воздуха для создания циркуляции, что исключает затраты на обслуживание и потребление мощности вентиляторов, датчиков и контроллеров, часто используемых в других конструкциях коллектора. В солнечный день в холодном климате, эта простая система может производить тепло, эквивалентное сжиганию баллона газа.
Чтобы минимизировать затраты, можно использовать легко доступные материалы и коллектор с готовой структурой. Термосифонный коллектор состоит из панелей прозрачного, рифленого поликарбоната, прикрепленных к шпилькам 5 на 15 миллиметром. Прозрачные панели пропускают солнечный свет, а абсорбер, подвешенный внутри коллектора, улавливает солнечную тепловую энергию. Воздух вокруг абсорбера нагревается, расширяется и поднимается вверх, создавая конвекционный ток. Вентиляционные отверстия в верхней и нижней части коллектора позволяют воздуху циркулировать. Холодный воздух поступает в нижние отверстия из помещения, нагревается за счет амортизатора, поднимается в верхние отверстия и возвращается в интерьер. Циркуляция воздуха продолжается до тех пор, пока солнце светит на коллектор.
Ночью, поток воздуха меняет направление, чтобы остывший до наружной температуры воздух не поступал в комнату. Простой дроссельный клапан на верхней форточке создает обратную циркуляцию, сохраняя тепло внутри.
В солнечные зимние дни коллектор повышает внутреннюю температуру между 15 и 24 градусами, что от 10 до 15 градусов выше наружной температуры. Ночью здания, как правило, охлаждаются до 8-15 градусов по сравнению с наружной температурой. В сильно пасмурные дни коллектор не отапливает, но в частично пасмурные дни или с небольшой облачностью дает достаточно тепла. Обычно разогрев от 2 до 18 градусов занимает около трех часов. Зато есть повод поспать подольше. Если вы намерены начать работу пораньше, взрыв из резервного нагревателя будет обеспечен. Необходимо позаботиться о достаточной изоляции и контролировать инфильтрацию воздуха. Будь то солнечный коллектор или какой-то другой вид отопительной системы — при плохой изоляции сквозняки неизбежны.
Выход тепла на квадратный метр панели выгодно отличается от большинства коммерческих панелей—меньше одной десятой стоимости. Единственной альтернативой был бы обогрев газом. Хотя газовый нагреватель будет стоить немного меньше, чем солнечный коллектор, но плата за газ в течение отопительного сезона выльется в приличную сумму. Таким образом, окупаемость солнечного коллектора выше.
Обычно, чем больше коллектор, тем лучше. Большинство построек теряют много тепла из-за высоких темпов инфильтрации и недостаточной теплоизоляции. Чем больше коллектор, тем больше он генерирует тепла и может эффективнее использоваться. Большая площадь коллектора обеспечивает выход тепла в частично пасмурные и малооблачные дни. Благодаря такой конструкции коллектора, перегрев, как правило, не является проблемой. Можно легко закрыть верхние отверстия или добавить термальную массу, например, емкость с водой. Повышение термической массы также уменьшает внутренние ночные перепады температуры.
Конструирование коллектора, который занял бы всю южную стену, требует не много дополнительных материальных и временных ресурсов. Только местности с мягким климатом могут тут быть исключением, а также хорошо изолированные и закрытые здания или здания, которые вдоль своей оси располагаются скорее на Восток-Запад, чем на Север-Юг. Даже если вся Южная стена недоступна, использование только ее части все равно окупается.
Рама коллектора делается из доступных пиломатериалов и состоит из вертикальных элементов: нижнего подоконника и верхнего порожка. Шесть вертикальных элементов, сантиметров 5 на 15 разделяют коллектор на пять широких емкостей. Сборные детали рамы крепятся к зданию шурупами, ввернутыми в них изнутри.
Рамы следует приобретать с УФ-стойкий покрытием, чтобы продлить их жизнь на солнечной стороне. Пары панелей перекрываются и фиксируются вертикальными деревянными прокладками, чтобы для каждой емкости сделать 30-ти сантиметровые панели. Два горизонтальных элемента 2 на 2 сантиметра обеспечивают дополнительную поддержку для остекления.
Абсорбер, представляющий собой черный металлический экран, устанавливается на выгонку и вертикально крепится к стойкам в верхней и нижней части емкости примерно на полпути между стеклом и сайдингом. Лучше всего устанавливать два слоя абсорбера. Простые легкие пластиковые клапаны-заслонки предотвращают обратный поток воздуха через верхние форточки на ночь.
Летом вертикальная ориентация панелей, когда солнце становится под высоким углом, минимизируют перегрев, но необходимо блокировать верхние вентиляционные отверстия, чтобы предотвратить потерю тепла. Достаточно просто прикрепить кусок картона на каждое служащее для выброса тепла отверстие, но можно установить навесные вентиляционные двери. Затенение, или покрытие панелей также будет работать, но особой необходимости в этом нет. Весной и осенью, можно закрывать некоторые отверстия или оставлять открытыми, чтобы контролировать выход тепла.
Для начала строительства данной конструкции потребуется измерить южную стену дома, чтобы определить, какую конструкцию коллектора следует выполнить. Далее изымают форточки. Этого достаточно, чтобы оставить место для вертикальных элементов, которые будут прикручены изнутри здания. Следует проверить нет ли контакта с электропроводкой, маркируя дефлектор изнутри и снаружи. После того, как вы убедились, что макет является правильным, можно вырезать отверстия.
Отрежьте верхнюю часть подоконника с таким расчетом, чтобы в высоту оставалось сантиметра 2 с половиной. Скос задней кромки верхнего порога сделайте под 10 градусов, чтобы сливался дождь. Далее вырезаем по вертикали под таким же наклоном, как и верхний порожек. Горизонтальное остекление поддерживают двухсантиметровые зарубки.
Далее производим грунтовку и покраску. Сайдинг перекрашивать не нужно, так как он будет за коллектором, однако неплохо покрасить эту стену в темный цвет, чтобы немного повысить КПД. Следует иметь в виду, что этот цвет все же будет вам виден через экран коллектора, поэтому следует подбирать его с учетом ваших эстетических потребностей.
После того, как высохнет краска, крепим к сайдингу вертикальные планки. Можно привинтить их изнутри, используя длинные шурупы с шайбами, просверливая их сквозь стену, обрешетку и сайдинг. Если сайдинг недостаточно прочный, чтобы поддержать вес, следует выровнять вертикальные планки по стене, крепя их шпильками и насаживая шурупы на диск через них снаружи. Все уровни должны хорошо держаться.
Теперь прикрепляем верхний и нижний пороги. При желании можно прикрыть конструкцию листовым металлом, расположив лист выше верхнего порога, чтобы защитить от дождя. Затем по периметру рамы коллектора уплотняем все силиконом. Монтируем в вагонку основные экраны абсорбера.
Остекление панелей производится путем соединения пар на рифленых панелях. Перекрываем панели на один гофр, используя шарик силиконового уплотнителя между перекрытиями листов. Укрепляем конструкцию при помощи деревянных 2-х с половиной сантиметровых полос, которые привинчиваем винтами с шайбами на внутреннюю сторону гофр, дополнительно конопатя синтетическим каучуком, который выдерживает солнечные лучи, высокие и низкие температуры.
Устанавливаем горизонтальные остекленные полосы в насечки на раме коллектора. Поверхность полос должна сидеть заподлицо с поверхностью рамы. Делать какие-либо очистка, шпаклевки и другие работы внутри рамы коллектора пока рано. Вы не сможете проникнуть внутрь после того, как стекло закрепится.
Далее крепим в панели стекло. Используем формирующую пену, выдавливая ее по контуру лентой на верхний и нижний пороги. Конопатим первый ярус остекленных панелей. Рамка должна быть квадратной. Прикрепляем секции к раме с помощью винтов с шайбами. Устанавливаем остальные секции таким же образом. Дублируем каждый новый раздел по образцу предыдущего, используя валик, чтобы конопатить перекрытия.
Для изготовления заслонки клапана внутри верхнего отверстия можно использовать два толстых пластиковых мешка для мусора. Прежде чем монтировать клапаны каждый выход охватываем сеткой, чтобы клапаны не засасывало в вентиляцию. Затем проходимся штапелем вдоль верхнего края дефлектора, чуть выше вентиляционного отверстия.
Пара вариаций на тему данной конструкции может улучшить производительность системы. Использование вместо рифленого листа материал из двойного поликарбоната позволит снизить тепловые потери через остекление (хотя некоторые потери на поглощение энергии будут происходить). Этот тип остекления, который состоит из двух листов поликарбоната, разделенных поддерживающими перемычками, также упрощает установку, так как это требует меньше поддержки и отсутствуют рифленые края, которые нуждаются в герметизации. Здания в холодном климате больше всего выиграют от этого типа конструкции, однако по расходам это будет дороже.
Другим вариантом является чередование сборных панелей и окон на южной стене. Такой подход позволит принимать больше света, попадающего в помещение в том числе через окна. Это поможет избежать перегрева при использовании всей южной стены.
Солнечный коллектор может быть построен с меньшим количеством материала и по более низкой стоимости, если его интегрировать в стену во время первоначального строительства. Он также может быть построен на наружной поверхности стены за, наружной обшивкой. Для более законченного вида, можно использовать высокого качества обшивку в районе размещения коллектора.
Боковой коллектор внутри готовой стены может быть облицован доской и изолирован пеной, которая выдерживает высокие температуры. Стоимость утепленной коллектором стены будет сопоставима со стоимостью стандартной стены. Остекление может устанавливаться на проходящие вдоль верхней и нижней плоскостей части коллектора, и за каждой из вертикальных стоек в районе коллектора.
Разница в стоимости материалов между коллектором и обычной стеной будет близка к нулю.
В любом случае при конструировании отопительных систем своими руками вы будете создавать свою собственную технологию и приобретать положительный опыт. Однако, возможно, печь, уютно потрескивающая дровами, по-прежнему будет занимать почетное место в вашем доме.
