Fonts alternatives de calefacció per a una casa de camp: una revisió comparativa dels ecosistemes

Una de les principals despeses del pressupost familiar és pagar la calefacció pública o comprar combustible per escalfar la casa.Probablement, cada propietari raonable pensa en maneres reals i efectives de reduir aquests costos. Però es poden reduir literalment al mínim utilitzant fonts d'energia alternatives. Què són i com s'utilitzen? D'acord, val la pena descobrir-ho.

Aprendràs tot sobre com organitzar una calefacció alternativa per a una casa privada a partir de l'article que vam presentar. Amb la nostra ajuda, podeu decidir fàcilment l'opció més adequada per a vosaltres. Una descripció detallada dels principis de funcionament dels esquemes d'"energia verda" proporcionarà l'oportunitat de decidir quin mètode tecnològic és millor utilitzar per generar calor.

L'article descriu amb detall els tipus de fonts d'energia lliures i ofereix mètodes per generar calor per utilitzar-los en la vida quotidiana. Per ajudar els artesans independents i els propietaris entusiastes de finques rurals, s'inclouen col·leccions de fotos, diagrames i instruccions de vídeo molt útils.

Pros i contres de les energies alternatives

Les fonts de calor tradicionals, utilitzades per a la calefacció durant molts anys, es poden abandonar. Per sorprenent que sembli, és força real. Molts opositors ardents argumenten que és impossible substituir els recursos naturals per anàlegs respectuosos amb el medi ambient.

L'alternativa és l'energia del sol, la força del vent, la calor amagada a les entranyes de la terra, els residus de la producció i l'activitat humana. Aquestes opcions són rellevants en el món modern, donada la contaminació general del medi ambient.

Fonts alternatives poden proporcionar una casa de camp amb electricitat i energia tèrmica

Un altre avantatge significatiu és l'estalvi tangible en utilitzar fonts ambientals d'energia renovable espontàniament. A primera vista, sembla que això és excessivament car i és poc probable que doni els seus fruits.

Després d'haver entès amb més detall les característiques de cada mètode, es pot veure que l'ecoprojecte paga els seus fruits en 4-7 anys i, aleshores, només queden els costos actuals de mantenir en funcionament els mecanismes utilitzats.

La possibilitat de substituir totalment el combustible convencional per un altre d'alternatiu s'ha demostrat amb més d'un exemple real. Els propietaris d'habitatges de tot el món estan recorrent a opcions de calefacció ecològica. Al nostre país, només uns quants decideixen canviar radicalment el combustible habitual, que cada any s'encareix.

El principal problema amb l'ús de combustibles ecològics és una inversió important en l'etapa inicial. Al cap i a la fi, primer cal calcular amb detall la quantitat d'energia necessària per a una casa o casa de camp en particular. A continuació, esbrineu quins tipus d'ecorecursos són més beneficiosos en una zona concreta.

A continuació, heu d'elaborar un pla per a la ubicació dels equips de generació d'energia, comprar tot el que necessiteu i instal·lar-lo.

Si tots aquests problemes són tractats per especialistes rellevants, el cost final de la calefacció ecològica serà molt elevat. Per estalviar diners, podeu provar de fer-ho vosaltres mateixos.

Per fer-ho, hauràs de submergir-te en el tema de les fonts d'energia alternatives per negar-te a atraure ajuda externa. En aquest cas, el cost del projecte serà diverses vegades més barat.

És la segona opció que trien molts propietaris de cases particulars. La seva pràctica demostra que la independència energètica és molt possible. Podeu substituir totalment o parcialment el combustible tradicional: tot depèn de la mida de la llar, les capacitats financeres en l'etapa inicial i l'opció de calefacció escollida.

L'abast de l'"energia verda" es demostrarà amb una selecció de fotos:

Tipus de fonts renovables per a la calefacció

Per escalfar una casa, podeu utilitzar amb èxit l'energia del vent, el sol i la terra. I també biocombustibles. Fem una ullada més de prop a com fer-ho exactament i què es requereix per a això.

Vista #1 - força del vent

L'energia eòlica es pot utilitzar amb molt d'èxit com a font alternativa per a la calefacció d'una casa de camp. Aquest recurs no es pot esgotar. Acostuma a renovar-se. Per aprofitar la potència del vent, necessitareu un dispositiu especial anomenat molí de vent.

Principi d'ús de l'energia eòlica

Per convertir l'energia eòlica en una font de calefacció alternativa, caldrà un generador eòlic. Són verticals i horitzontals segons l'eix de rotació. Hi ha molts fabricants que ofereixen els seus models als clients.

Les centrals eòliques tenen un eix de rotació horitzontal i vertical. Major rendiment per orientat horitzontalment

El cost depèn del material, la mida de la pròpia instal·lació i la potència. També podeu construir un generador eòlic pel vostre compte amb els materials disponibles.

Qualsevol aerogenerador consta dels components següents:

• fulles;
• pals;
• veleta per captar la direcció del vent;
• generador;
• controlador;
• bateries;
• inversor

El principi de funcionament d'una central eòlica es basa en la força del vent que fa girar les pales de l'aerogenerador. Les aspes subjectes al pal estan molt per sobre del terra. Com més alt, més alt és el rendiment. Per tant, per subministrar una casa, n'hi ha prou amb una alçada de 25 m.

Les pales giratòries condueixen el rotor del generador. Comença a produir corrent altern trifàsic, que requereix més modificacions. Aquest corrent flueix al controlador, on es converteix en corrent continu. S'utilitza per carregar piles.

Després de passar per les bateries, el corrent s'equalitza i es subministra a l'inversor, on es converteix en corrent altern monofàsic amb una freqüència de 50 Hz i una tensió de 220 Volts. Ara es pot utilitzar per a necessitats domèstiques, en un sistema de calefacció elèctrica.

Característiques de la ubicació dels aerogeneradors

Els aerogeneradors poden funcionar en determinades condicions. En primer lloc, un generador eòlic és una estructura força voluminosa que requereix una àrea impressionant per al dispositiu. Un petit aparell no és capaç de cobrir les necessitats energètiques.

La seva alçada ha de ser almenys 10 m més alta que les cases, arbres i altres edificis circumdants, i les línies elèctriques i altres objectes s'han de situar a 100 m de l'aerogenerador. Aquest requisit no sempre és factible: no tots els propietaris de cases particulars tenen parcel·les personals d'una superfície suficient.

Els aerogeneradors es troben millor en un turó, lluny d'arbres i edificis, almenys a 100 metres

En segon lloc, és bo quan la zona en qüestió té un bon potencial eòlic: una zona de terra alta o estepa. Per engegar el generador necessitareu una velocitat del vent de 2 m/s.

Molts models de sistemes eòlics dissenyats per a ús domèstic privat són capaços de cobrir completament les necessitats d'electricitat.

Així, un molí de vent d'1,5 kW pot generar 100-200 kW hora al mes, segons l'època de l'any. Si augmenta l'alçada del pal, la productivitat es duplicarà.

Però això requerirà costos addicionals d'instal·lació i consumibles. La vida útil de les centrals eòliques és de mitjana de 20 anys.

També disposem a la nostra web d'altres materials sobre disseny, tipus d'aerogeneradors, càlculs i fabricació de bricolatge, i instal·lació.

Us convidem a familiaritzar-vos amb ells:

• Generador eòlic cinètic: dispositiu, principi de funcionament, aplicació
• Generador eòlic per a una casa privada: tipus i característiques d'unitats, subtileses de l'elecció, càlculs d'amortització + millors ofertes
• Com calcular un aerogenerador: fórmules + exemple pràctic de càlcul
• Generador eòlic de bricolatge d'una rentadora: instruccions per muntar un molí de vent
• Com construir pales per a un generador eòlic amb les vostres pròpies mans: exemples de pales d'aerogeneradors fetes per elles mateixes

Tipus #2 - Energia terrestre

Un dels sistemes de calefacció alternatius és la geotèrmica. Es basa en l'ús de l'energia de la Terra. Aquesta és la calor de la terra, les aigües subterrànies i l'aire circumdant, convertida per bombes de calor (HP). És important que la temperatura del medi utilitzat per la instal·lació sigui superior a zero.

Disseny i principi de funcionament d'una bomba de calor

Per fer funcionar un sistema geotèrmic, es necessita electricitat per transferir la calor resultant. Una bomba de calor, amb 1 kW, produeix de 2 a 6 kW de calor.

El principi bàsic de funcionament d'una bomba de calor és recollir calor, convertir-la i transferir-la al circuit de calefacció. Això es realitza gràcies al disseny del propi dispositiu.

L'opció més econòmica és instal·lar una bomba de calor aire-aire. Si el construïu vosaltres mateixos, necessitareu una inversió econòmica mínima

L'HP consta de 3 circuits tancats implicats en el procés d'obtenció de calor per escalfar una casa particular:

• extern: dissenyat per recollir calor de fonts. El anticongelant o la solució salina circula pel circuit;
• intern - ple de refrigerant, sovint freó;
• circuit de calefacció ple de refrigerant.

El freó que omple el circuit intern s'escalfa per la calor que prové del circuit extern. Tenint un punt d'ebullició baix, es converteix en gas al primer intercanviador de calor: l'evaporador.

A continuació, entra al compressor, on es comprimeix, com a resultat de la qual cosa s'allibera molta calor i la temperatura del propi gas augmenta moltes vegades, fins a 65 graus.

A continuació, el freó gasós entra al següent intercanviador de calor, anomenat condensador, on deixa la seva calor. El freó, després de separar-se de la major part de la calor, arriba sota pressió a la vàlvula d'alleujament. Aquí la pressió baixa bruscament, el refrigerant es refreda i, havent assumit un estat líquid, torna a entrar a l'evaporador.

La calor que deixa el freó al condensador escalfa el líquid que circula pel sistema de calefacció de la llar. Si aquest sistema inclou calefacció per terra radiant, és possible aconseguir la calefacció més eficient amb un cost mínim.

És fàcil fer la versió més senzilla d'una bomba de calor amb les vostres pròpies mans. Això requerirà pràcticament peces escombraries, equips de compra barata i, per descomptat, paciència. Presentem un esquema d'un sistema tèrmic amb captació d'energia calorífica en un pou soterrat en dolomita.

El disseny de les bombes de calor té molt en comú. Components tradicionals: 1 - compressor; 2 - condensador; 3 - evaporador; 4 - TRV, és a dir. vàlvula termostàtica

L'evaporador del sistema considerat a l'exemple està connectat a un pou que absorbeix l'energia del sòl.

Les característiques del disseny de la bomba de calor per a un sistema de calefacció per terra radiant es presenten a la galeria de fotos:

Viabilitat d'utilitzar TN

Bombes de calor: les bombes de calor, que eliminen la calor del medi ambient, vénen de diferents tipus. Tot depèn del tipus d'ambient utilitzat com a font d'admissió de calor i del tipus de refrigerant utilitzat.

En conseqüència, es distingeixen els següents tipus de TN:

• aire-aire;
• aigua-aire;
• aigua-aigua;
• sòl-aigua.

Els dos primers tipus de bombes s'utilitzen en sistemes de calefacció d'aire, i els segons dos tipus s'utilitzen en sistemes amb refrigerant líquid.

La versió vertical de la bomba de calor és la més eficient per obtenir energia de la terra, però és la més cara

El més rendible des del punt de vista econòmic serà l'ús de la tèrmica bomba aigua-aigua. S'aconsella utilitzar aquesta opció si hi ha un dipòsit que no es congela prop de la casa on es col·loquen canonades per a la presa de calor.

La bomba de calor permet rebre 30 W de calor d'1 m de canonada.Depenent de l'àrea de la llar privada i les necessitats energètiques, caldrà col·locar el nombre adequat de canonades.

Les bombes d'aire no substituiran la calefacció tradicional a les regions amb climes durs. Pel que fa a la calor extreta del sòl, aquest és un projecte molt car. Utilitzen un dispositiu de camp geotèrmic horitzontal, perforació vertical i en cluster.

Amb l'opció horitzontal, cal construir un camp geotèrmic a una profunditat superior al nivell de congelació. Això és d'uns 1,5-2 m L'àrea d'aquest camp és impressionant: a partir de 200 m².

Els HP són capaços de substituir el combustible convencional en el sistema de calefacció, garantint la total independència energètica d'una casa de camp.

Per implementar un projecte vertical i de clúster, caldrà perforar a una profunditat significativa amb plataformes de perforació.

Aquest és un servei molt car. L'equip d'aquest tipus de bomba de calor és recomanable per als propietaris de cases de camp que no pensen en el cost del treball. La calefacció que utilitza la calor de les entranyes de la terra pot substituir completament el combustible sòlid o el gas.

La calefacció geotèrmica s'utilitza millor en conjunt amb un dispositiu de "pis calent" a base d'aigua. Et permet obtenir el resultat més òptim.

Els desavantatges importants inclouen la llarga longitud de la canonada de recollida de calor, els costosos treballs d'excavació per instal·lar el sistema i la necessitat d'una gran àrea per desenvolupar un camp geotèrmic.

Tipus #3: energia solar

L'energia solar emesa per la lluminària durant tot l'any pot esdevenir, fins i tot amb gelades severes, un mètode alternatiu per escalfar una casa de camp. És important aprendre a muntar-lo correctament i utilitzar-lo en el sistema de calefacció.

Per recollir i convertir l'energia solar s'utilitzen plaques solars basades en convertidors i col·lectors fotoelèctrics, que són un sistema de tubs plens de refrigerant.

Les instal·lacions solars tenen una alta eficiència. Molts propietaris prudents equipen les seves cases de manera independent amb aquests sistemes.

La diferència fonamental entre aquests convertidors és que les bateries generen corrent, que es pot utilitzar per a la calefacció elèctrica d'una casa de camp. Els col·lectors s'utilitzen en sistemes de calefacció d'aigua i aire. L'opció més eficaç és instal·lar un sistema de terra calefactora al local.

L'opinió que el sol no és capaç de fer front a la calefacció d'una casa només és certa en cas d'instal·lació incorrecta i càlculs erronis de la quantitat d'energia i calor requerida. Una instal·lació solar seleccionada de manera òptima és bastant capaç de proporcionar calefacció autònoma.

Una altra qüestió és que això requerirà invertir diners en la compra d'equips, la seva instal·lació i integració en el sistema de calefacció existent.

Un sistema solar basat en convertidors fotovoltaics absorbeix l'energia solar i les fotocèl·lules de silici la converteixen immediatament en corrent elèctric continu. 1 m² La instal·lació és capaç de produir 120 W.

A més dels panells que capturen la radiació solar i la converteixen, per a un sistema de calefacció solar caldrà instal·lar un controlador de càrrega, un convertidor DC-AC i tenir cura de la seguretat: instal·leu fusibles.

Abans de decidir instal·lar instal·lacions solars, cal entendre la seva estructura i principi de funcionament.

L'avantatge dels panells és la possibilitat de connectar bateries que emmagatzemen l'excés d'energia que es pot utilitzar a la nit. Un inconvenient important quan s'utilitzen bateries solars és que són més efectives a les regions del sud. En climes durs, no és econòmicament viable instal·lar-los com a principal tipus de calefacció.

Les instal·lacions solars equipades amb un sistema de tubs són més adequades per a regions amb hiverns freds i temperatures sota zero.Segons l'estructura del panell i els materials, hi ha col·lectors de buit, col·lectors plans i concentradors.

Els més cars entre ells són els que tenen tubs de buit. Però són els més efectius en qualsevol època de l'any i en qualsevol clima, perquè poden absorbir una àmplia gamma de radiació solar. Un altre avantatge és que els panells de buit funcionen amb èxit a temperatures tan baixes com -35 °C.

Pots instal·lar tu mateix col·lectors solars, sense utilitzar els serveis d'organitzacions especialitzades en això. Aquest tipus de treball requerirà un auxiliar, però estalviarà el pressupost familiar.

El principi de funcionament del col·lector és que capta la radiació solar, que es converteix en calor en tubs de buit. Després es transfereix al refrigerant, que el lliura al dipòsit d'intercanvi de calor. Aleshores, el refrigerant entra al sistema de calefacció.

Hem revisat amb més detall els millors dissenys per a la calefacció solar a casa el nostre altre article.

Tipus #4: combustible biològicament net

Una de les maneres efectives i assequibles d'escalfar una casa de camp és una caldera que funciona amb combustible biològicament net.

Aquest tipus de calefacció alternativa utilitza residus industrials per al seu funcionament: closques de cultius, estelles de fusta, serradures i altres subproductes de la indústria de processament de la fusta.

Hi ha moltes calderes que funcionen amb pellets. És possible automatitzar el procés de subministrament de combustible perquè tot passi sense la participació del propietari

A partir de diversos residus, es fan petits grànuls compactats densos: pellets, que es cremen a les calderes. En comparació amb la llenya convencional, aquest combustible es crema més temps i produeix més calor.

També es fabriquen briquetes grans i denses amb diversos tipus de residus vegetals.Aquest combustible comprimit permet obtenir 2-4 vegades més energia tèrmica. El seu poder calorífic és de fins a 5,0 kWh/kg.

Els pellets, a diferència de les briquetes, tenen una mida significativament més petita. S'utilitzen en un sistema de calefacció automatitzat. Les briquetes són més eficients, però tenen una mida més gran.

El biogàs es pot utilitzar per a una caldera de gas. És fàcil d'obtenir a través de la descomposició dels residus orgànics. Per fer-ho, haureu de construir un dipòsit prou gran, col·locar-hi residus i proporcionar una instal·lació per barrejar-lo.

Sota la influència de l'aire i els bacteris, es produirà el procés de descomposició i alliberament de gasos. Cal instal·lar una canonada per a la descàrrega de material de rebuig. A més, per recollir gas en dipòsits especials, purificar-lo i traslladar-lo al sistema de calefacció, cal utilitzar dispositius adequats.

Un mètode de calefacció respectuós amb el medi ambient que utilitza una font de calor alternativa: una caldera d'hidrogen.

El seu funcionament es basa en la interacció de les molècules d'hidrogen amb l'oxigen, durant la qual s'allibera una gran quantitat de calor. Aquest tipus de calefacció requereix el compliment de les normes de funcionament i seguretat.

El principi de funcionament d'una caldera d'hidrogen es basa en la divisió química de l'aigua en hidrogen i oxigen, donant lloc a l'alliberament de molta calor i sense substàncies nocives. Però cal seguir les normes de seguretat

El principal desavantatge és l'alt cost dels equips de fàbrica. La manera de sortir d'aquesta situació és equipar un sistema de calefacció d'hidrogen pel vostre compte.

Per al seu funcionament, necessitareu una connexió constant a fonts d'electricitat i aigua, un cremador d'hidrogen, un generador d'hidrogen, catalitzadors i la pròpia caldera.La calor obtinguda com a resultat de la reacció química entra a l'intercanviador de calor i s'utilitza aigua natural com a residu.

Per obtenir més informació sobre els biocombustibles, us recomanem que llegiu els nostres altres articles sobre aquest tema:

• Planta de biogàs de bricolatge per a un habitatge particular: recomanacions per al dispositiu i un exemple d'arranjament d'un producte casolà
• Com obtenir biogàs a partir de fems: tecnologia i disseny d'una planta de producció
• Caldera de calefacció d'hidrogen: dispositiu + principi de funcionament + criteris de selecció
• Com fer un generador d'hidrogen per a casa amb les vostres pròpies mans: consells pràctics per a la fabricació i instal·lació

Com estalviar diners en la implementació de l'"energia verda"?

Després d'analitzar el component financer dels tipus alternatius de calefacció, es pot arribar a una conclusió decebedora: es necessitaran fons importants en la fase inicial.

Després de 3-7 anys, depenent del mètode de calefacció escollit, es notaran estalvis importants gràcies al sistema independent de l'energia.

És rendible i convenient utilitzar fonts combinades de calefacció alternatives. Per fer-ho, pots triar la combinació més òptima per a la teva llar.

Podeu estalviar diners utilitzant i instal·lant unitats alternatives de generació de calor. Molts artesans domèstics estan molt entusiasmats a l'hora de crear els seus propis anàlegs als dispositius de conversió d'energia alternativa fabricats en fàbrica.

Per tant, és bastant senzill i econòmic muntar una instal·lació solar a partir d'una mànega, que servirà com a font addicional d'escalfament d'aigua.

Els petits molins de vent es munten amb èxit a casa amb materials improvisats.A més, agricultors ben llegits que viuen a les zones rurals estan construint instal·lacions per convertir els residus biològics d'origen vegetal i animal en biogàs.

Els generadors eòlics casolans són bastant funcionals. Però per muntar-los haureu de fer càlculs preliminars, comprar consumibles i dedicar el vostre temps

En el futur s'utilitza per a les necessitats de la granja. Depenent de la mida del dipòsit de digestió de residus i de la superfície d'una casa particular, és possible proveir completament la granja de biogàs per satisfer totes les necessitats.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Vídeo sobre la combinació de fonts alternatives per generar electricitat en una petita casa de camp:

Un vídeo sobre com fer un generador eòlic amb les vostres pròpies mans us ajudarà a entendre fàcilment els principis del dispositiu:

Un breu vídeo sobre l'ús d'una bomba de calor:

Videoclip sobre l'obtenció de biogàs:

És molt possible abandonar les fonts de calefacció tradicionals. Per fer-ho, heu de seleccionar acuradament una alternativa o combinar-ne diverses, en funció de les característiques de la zona, la zona de la vostra casa de camp i la zona local.

L'energia del sol, la terra, l'energia eòlica, el reciclatge de residus domèstics d'origen vegetal i animal són bastant capaços de convertir-se en un substitut digne del gas, el carbó, la llenya i l'electricitat de pagament..

Esteu utilitzant una de les fonts d'energia alternatives per a la llar? Compartiu quant us va costar muntar la instal·lació i amb quina rapidesa es va pagar per si mateixa.

O potser algú que coneixes ha equipat la seva casa de camp amb fonts renovables? Utilitzeu un sistema de panells solars o una bomba de calor com a font independent de calor, aigua calenta i electricitat?

Parleu-nos d'aquesta experiència als comentaris a continuació de l'article: un exemple clar serà útil per als propietaris que encara dubten de la realitat de l'energia alternativa.