Surse alternative de încălzire pentru o casă de țară: o revizuire comparativă a ecosistemelor

Una dintre principalele cheltuieli ale bugetului familiei este plata încălzirii publice sau achiziționarea de combustibil pentru încălzirea casei.Fiecare proprietar rezonabil se gândește probabil la modalități reale și eficiente de a reduce aceste costuri. Dar ele pot fi reduse literalmente la minimum folosind surse alternative de energie. Ce sunt și cum sunt folosite? De acord, merită să afli.

Veți afla totul despre cum să aranjați o încălzire alternativă pentru o casă privată din articolul pe care l-am prezentat. Cu ajutorul nostru, puteți decide cu ușurință opțiunea cea mai potrivită pentru dvs. O descriere detaliată a principiilor de funcționare a schemelor de „energie verde” va oferi o oportunitate de a decide ce metodă tehnologică este cea mai bună de utilizat pentru a genera căldură.

Articolul descrie în detaliu tipurile de surse de energie gratuite și oferă metode de generare a căldurii pentru utilizare în viața de zi cu zi. Pentru a ajuta meșterii independenți de acasă și proprietarii zeloși ai proprietăților de la țară, sunt incluse colecții de fotografii, diagrame și instrucțiuni video foarte utile.

Avantajele și dezavantajele energiei alternative

Sursele tradiționale de căldură, folosite pentru încălzire de mulți ani, pot fi abandonate. Oricât de surprinzător ar părea, este destul de real. Mulți oponenți înfocați susțin că este imposibil să înlocuiți resursele naturale cu analogi ecologici.

Alternativa este energia soarelui, puterea vântului, căldura ascunsă în măruntaiele pământului, deșeurile din producție și din activitatea umană. Astfel de opțiuni sunt relevante în lumea modernă, având în vedere poluarea generală a mediului.

Surse alternative pot asigura o casă de țară cu electricitate și energie termică

Un alt avantaj semnificativ îl reprezintă economiile tangibile atunci când se utilizează surse de mediu de energie regenerabilă spontan. La prima vedere, se pare că acest lucru este nerezonabil de scump și este puțin probabil să plătească.

După ce ați înțeles mai detaliat caracteristicile fiecărei metode, puteți observa că eco-proiectul se amortizează în 4-7 ani, iar apoi rămân doar costurile curente de menținere în stare de funcționare a mecanismelor utilizate.

Posibilitatea de a înlocui complet combustibilul convențional cu unul alternativ a fost dovedită prin mai multe exemple reale. Proprietarii de case din întreaga lume apelează la opțiuni de încălzire ecologică. La noi, doar câțiva decid să-și schimbe radical combustibilul obișnuit, care se scumpește în fiecare an.

Principala problemă cu utilizarea combustibilului ecologic este investiția semnificativă în stadiul inițial. La urma urmei, mai întâi trebuie să calculați în detaliu cantitatea de energie necesară pentru o anumită casă sau cabană. Aflați apoi ce tip de eco-resurse sunt cele mai benefice într-o anumită zonă.

În continuare, trebuie să întocmiți un plan pentru amplasarea echipamentelor generatoare de energie, să cumpărați tot ce aveți nevoie și să îl instalați.

Dacă toate aceste probleme sunt tratate de specialiști relevanți, atunci costul final al încălzirii ecologice va fi foarte mare. Pentru a economisi bani, puteți încerca să o faceți singur.

Pentru a face acest lucru, va trebui să vă scufundați în tema surselor alternative de energie pentru a refuza să atrageți ajutor din exterior. În acest caz, costul proiectului va fi de câteva ori mai ieftin.

Este a doua opțiune pe care o aleg mulți proprietari de case private. Practica lor demonstrează că a deveni independent energetic este foarte posibil. Puteți înlocui complet sau parțial combustibilul tradițional - totul depinde de dimensiunea gospodăriei, de capacitățile financiare din etapa inițială și de opțiunea de încălzire aleasă.

Sfera de aplicare a „energiei verzi” va fi demonstrată printr-o selecție de fotografii:

Tipuri de surse regenerabile de încălzire

Pentru a încălzi o casă, puteți folosi cu succes energia vântului, a soarelui și a pământului. Și, de asemenea, biocombustibili. Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului exact de a face acest lucru și a ceea ce este necesar pentru aceasta.

Vedere #1 - forța vântului

Energia eoliană poate fi folosită cu mare succes ca sursă alternativă pentru încălzirea unei case de țară. Această resursă nu poate fi epuizată. Are tendința de a se reînnoi. Pentru a valorifica puterea vântului, veți avea nevoie de un dispozitiv special numit o moară de vânt.

Principiul utilizării energiei eoliene

Pentru a converti energia eoliană într-o sursă alternativă de încălzire, va fi necesar un generator eolian. Sunt verticale și orizontale în funcție de axa de rotație. Există mulți producători care oferă modelele lor clienților.

Centralele eoliene vin cu o axă de rotație orizontală și verticală. Performanță mai mare pentru orientare orizontală

Costul depinde de material, dimensiunea instalației în sine și putere. De asemenea, puteți construi un generator eolian pe cont propriu folosind materialele disponibile.

Orice turbină eoliană este formată din următoarele componente:

• lame;
• catarge;
• giroueta pentru a prinde direcția vântului;
• generator;
• controlor;
• baterii;
• invertor

Principiul de funcționare al unei centrale eoliene se bazează pe forța vântului care rotește palele turbinei eoliene. Lamele atașate de catarg sunt la înălțime deasupra solului. Cu cât este mai mare, cu atât performanța este mai mare. Deci, pentru a furniza o casă, este suficientă o înălțime de 25 m.

Lamele rotative antrenează rotorul generatorului. Începe să producă curent alternativ trifazat, necesitând modificări suplimentare. Acest curent circulă către controler, unde este transformat în curent continuu. Este folosit pentru a încărca bateriile.

După trecerea prin baterii, curentul este egalizat și furnizat invertorului, unde este transformat în curent alternativ monofazat cu o frecvență de 50 Hz și o tensiune de 220 Volți. Acum poate fi folosit pentru nevoi casnice, intr-un sistem de incalzire electric.

Caracteristicile amplasării turbinelor eoliene

Turbinele eoliene sunt capabile să funcționeze în anumite condiții. În primul rând, un generator eolian este o structură destul de voluminoasă care necesită o zonă impresionantă pentru dispozitiv. Un aparat mic nu este capabil să satisfacă nevoile energetice.

Înălțimea acestuia ar trebui să fie cu cel puțin 10 m mai mare decât casele din jur, copacii și alte clădiri, iar liniile electrice și alte obiecte ar trebui să fie situate la 100 m de turbina eoliană. Această cerință nu este întotdeauna fezabilă - nu toți proprietarii de case private au terenuri personale cu o suprafață suficientă.

Turbinele eoliene sunt cel mai bine amplasate pe un deal, departe de copaci și clădiri - la cel puțin 100 de metri

În al doilea rând, este bine atunci când zona în cauză are un potențial de vânt bun - o zonă de înaltă sau de stepă. Pentru a porni generatorul veți avea nevoie de o viteză a vântului de 2 m/s.

Multe modele de sisteme eoliene concepute pentru utilizare de către gospodăriile private sunt capabile să acopere pe deplin nevoile de energie electrică.

Astfel, o moară de vânt de 1,5 kW poate genera 100-200 kW oră pe lună, în funcție de perioada anului. Dacă înălțimea catargului crește, productivitatea se va dubla.

Dar acest lucru va necesita costuri suplimentare pentru instalare și consumabile. Durata de viață a centralelor eoliene este în medie de 20 de ani.

De asemenea, avem pe site-ul nostru alte materiale despre proiectare, tipuri de generatoare eoliene, calcule și fabricație bricolaj și instalare.

Vă invităm să vă familiarizați cu ele:

• Generator eolian cinetic: dispozitiv, principiu de funcționare, aplicație
• Generator eolian pentru o casă privată: tipuri și caracteristici ale unităților, subtilități alese, calcule de amortizare + cele mai bune oferte
• Cum se calculează un generator eolian: formule + exemplu practic de calcul
• Generator eolian bricolaj de la o mașină de spălat: instrucțiuni pentru asamblarea unei mori de vânt
• Cum să construiți pale pentru un generator eolian cu propriile mâini: exemple de palete de turbine eoliene făcute singur

Tipul #2 - Energia Pământului

Unul dintre sistemele alternative de încălzire este geotermal. Se bazează pe utilizarea energiei Pământului. Aceasta este căldura pământului, a apelor subterane și a aerului din jur, convertită de pompele de căldură (HP). Este important ca temperatura mediului utilizat de instalație să fie peste zero.

Proiectarea și principiul de funcționare a unei pompe de căldură

Pentru a opera un sistem geotermal, este nevoie de electricitate pentru a transfera căldura rezultată. O pompă de căldură, folosind 1 kW, produce de la 2 la 6 kW de căldură.

Principiul de bază al funcționării unei pompe de căldură este colectarea căldurii, transformarea acesteia și transferarea acesteia în circuitul de încălzire. Acest lucru se realizează datorită designului dispozitivului în sine.

Cea mai ieftină opțiune este instalarea unei pompe de căldură aer-aer. Dacă îl construiți singur, veți avea nevoie de investiții financiare minime

HP este format din 3 circuite închise implicate în procesul de obținere a căldurii pentru încălzirea unei case private:

• extern - conceput pentru a colecta căldură din surse. Antigelul sau soluția salină circulă de-a lungul circuitului;
• intern - umplut cu agent frigorific, adesea freon;
• circuit de încălzire umplut cu lichid de răcire.

Freonul care umple circuitul intern este încălzit de căldura provenită din circuitul extern. Având un punct de fierbere scăzut, se transformă în gaz în primul schimbător de căldură - evaporator.

Apoi intră în compresor, unde este comprimat, în urma căruia se eliberează multă căldură, iar temperatura gazului în sine crește de multe ori - până la 65 de grade.

În continuare, freonul gazos intră în următorul schimbător de căldură, numit condensator, unde își lasă căldura. Freonul, după ce s-a despărțit de cea mai mare parte a căldurii, intră sub presiune la supapa de siguranță. Aici presiunea scade brusc, agentul frigorific se răcește și, după ce a asumat o stare lichidă, intră din nou în evaporator.

Căldura lăsată de freon în condensator încălzește lichidul care circulă în sistemul de încălzire al locuinței. Dacă acest sistem include încălzire prin pardoseală, este posibil să se realizeze cea mai eficientă încălzire la un cost minim.

Este ușor să faci cea mai simplă versiune a unei pompe de căldură cu propriile mâini. Acest lucru va necesita practic piese nedorite, echipamente achiziționate ieftin și, desigur, răbdare. Prezentăm o diagramă a unui sistem termic cu aport de energie termică într-o fântână îngropată în dolomit.

Designul pompelor de căldură are multe în comun. Componente traditionale: 1 - compresor; 2 - condensator; 3 - evaporator; 4 - TRV, i.e. robinet termostatic

Evaporatorul sistemului considerat în exemplu este conectat la o sondă care absoarbe energia solului.

Specificațiile designului pompei de căldură pentru un sistem de încălzire prin pardoseală sunt prezentate în galeria foto:

Fezabilitatea utilizării TN

Pompe de căldură - pompele de căldură, care elimină căldura din mediu, vin în diferite tipuri. Totul depinde de tipul de mediu folosit ca sursă de aport de căldură și de tipul de lichid de răcire utilizat.

În consecință, se disting următoarele tipuri de TN:

• aer-aer;
• apă-aer;
• apă-apă;
• sol-apa.

Primele două tipuri de pompe sunt utilizate în sistemele de încălzire cu aer, iar cele doua tipuri sunt utilizate în sistemele cu lichid de răcire.

Varianta verticală a pompei de căldură este cea mai eficientă în obținerea energiei din pământ, dar este cea mai scumpă

Cea mai profitabilă din punct de vedere economic va fi utilizarea termică pompa apa-apa. Această opțiune este recomandabilă dacă există un rezervor care nu îngheață în apropierea casei în care sunt așezate țevi pentru admisia căldurii.

Pompa de căldură vă permite să primiți 30 W de căldură de la 1 m de conductă.În funcție de zona gospodăriei private și de nevoile energetice, va trebui așezat un număr adecvat de țevi.

Pompele de aer nu vor înlocui încălzirea tradițională în regiunile cu climă aspră. În ceea ce privește căldura extrasă din sol, acesta este un proiect foarte scump. Ei folosesc un dispozitiv de câmp geotermal orizontal, foraj vertical și cluster.

Cu opțiunea orizontală, este necesar să construiți un câmp geotermal la o adâncime mai mare decât nivelul de îngheț. Aceasta este de aproximativ 1,5-2 m. Zona unui astfel de câmp este impresionantă - de la 200 m².

HP-urile sunt capabile să înlocuiască combustibilul convențional în sistemul de încălzire, asigurând o independență energetică completă pentru o casă de țară

Pentru a implementa un proiect vertical și de grup, va fi necesară forarea la o adâncime semnificativă folosind instalații de foraj.

Acesta este un serviciu foarte scump. Echipamentul acestui tip de pompă de căldură este recomandabil pentru proprietarii de cabane care nu se gândesc la costul muncii. Încălzirea, folosind căldura din intestinele pământului, poate înlocui complet combustibilul solid sau gazul.

Încălzirea geotermală este utilizată cel mai bine în tandem cu un dispozitiv de „pardoseală caldă” pe bază de apă. Vă permite să obțineți cel mai optim rezultat.

Dezavantajele semnificative includ lungimea mare a conductei de colectare a căldurii, lucrările de excavare costisitoare pentru instalarea sistemului și necesitatea unei suprafețe mari pentru a dezvolta un câmp geotermal.

Tipul #3 - energie solară

Energia solară emisă de luminator pe tot parcursul anului poate deveni, chiar și în înghețuri severe, o metodă alternativă de încălzire a unei case de țară. Este important să înveți cum să-l asamblați corect și să îl utilizați în sistemul de încălzire.

Pentru colectarea și transformarea energiei solare, se folosesc panouri solare cu convertoare și colectoare fotoelectrice, care sunt un sistem de tuburi umplute cu lichid de răcire.

Instalațiile solare au o eficiență ridicată. Mulți proprietari prudenti își echipează în mod independent casele cu astfel de sisteme.

Diferența fundamentală dintre aceste convertoare este că bateriile generează curent, care poate fi folosit pentru încălzirea electrică a unei case de țară. Colectorii sunt utilizați în sistemele de încălzire cu apă și aer. Cea mai eficientă opțiune este instalarea unui sistem de pardoseală încălzită în incintă.

Opinia că soarele nu este capabil să facă față încălzirii unei case este adevărată numai în cazul instalării incorecte și a calculelor eronate ale cantității de energie și căldură necesare. O instalație solară selectată optim este destul de capabilă să ofere încălzire autonomă.

O altă întrebare este că acest lucru va necesita investiții în achiziționarea de echipamente, instalarea și integrarea acestuia în sistemul de încălzire existent.

Un sistem solar bazat pe convertoare fotovoltaice absoarbe energia solară, iar fotocelulele de siliciu o transformă imediat în curent electric continuu. 1m² Instalația este capabilă să producă 120 W.

Pe lângă panourile care captează radiația solară și o convertesc, pentru un sistem de încălzire solară va trebui să instalați un regulator de încărcare, un convertor DC-AC și să aveți grijă de siguranță - instalați siguranțe.

Înainte de a decide să instalați instalații solare, trebuie să înțelegeți structura și principiul de funcționare a acestora.

Avantajul panourilor este capacitatea de a conecta baterii care stochează excesul de energie care poate fi folosit noaptea. Un dezavantaj semnificativ atunci când se utilizează baterii solare este că acestea sunt cele mai eficiente în regiunile sudice. În climatele aspre, nu este fezabil din punct de vedere economic să le instalați pentru a le utiliza ca tip principal de încălzire.

Instalațiile solare echipate cu sistem de tuburi sunt mai potrivite pentru regiunile cu ierni reci și temperaturi sub zero.În funcție de structura panoului și materiale, există colectoare în vid, colectoare plate și concentratoare.

Cele mai scumpe dintre ele sunt cele cu tuburi vidate. Dar sunt cele mai eficiente în orice moment al anului și în orice vreme, deoarece pot absorbi o gamă largă de radiații solare. Un alt avantaj este că panourile de vid funcționează cu succes la temperaturi de până la -35 °C.

Poti instala singuri colectori solari, fara a apela la serviciile organizatiilor specializate in asta. Acest tip de muncă va necesita un asistent, dar va economisi bugetul familiei.

Principiul de funcționare al colectorului este că captează radiația solară, care este transformată în căldură în tuburile vidate. Acesta este apoi transferat în lichidul de răcire, care îl livrează în rezervorul de schimb de căldură. Lichidul de răcire intră apoi în sistemul de încălzire.

Am analizat mai detaliat cele mai bune modele pentru încălzirea solară acasă celălalt articol al nostru.

Tipul #4 - combustibil curat din punct de vedere biologic

Una dintre modalitățile eficiente și accesibile de a încălzi o casă de țară este un cazan care funcționează cu combustibil curat din punct de vedere biologic.

Acest tip de încălzire alternativă utilizează deșeuri industriale pentru funcționarea sa - coji de culturi, așchii de lemn, rumeguș și alte produse secundare ale industriei de prelucrare a lemnului.

Există multe cazane care funcționează pe peleți. Este posibil să se automatizeze procesul de alimentare cu combustibil, astfel încât totul să se întâmple fără participarea proprietarului

Din diverse deșeuri se fac granule compacte dense - peleți, care sunt arse în cazane. În comparație cu lemnul de foc convențional, acest combustibil arde mai mult și produce mai multă căldură.

Brichetele mari dense sunt, de asemenea, fabricate din diferite tipuri de deșeuri vegetale.Un astfel de combustibil comprimat vă permite să obțineți de 2-4 ori mai multă energie termică. Puterea sa calorică este de până la 5,0 kWh/kg.

Peleții, spre deosebire de brichete, au dimensiuni semnificativ mai mici. Sunt utilizate într-un sistem automat de încălzire. Brichetele sunt mai eficiente, dar au dimensiuni mai mari.

Biogazul poate fi folosit pentru un cazan pe gaz. Este ușor de obținut prin degradarea deșeurilor organice. Pentru a face acest lucru, va trebui să construiți un rezervor suficient de mare, să puneți deșeurile în el și să furnizați o instalație pentru amestecarea acestuia.

Sub influența aerului și a bacteriilor, va avea loc procesul de degradare și eliberare de gaz. Este necesară instalarea unei conducte pentru evacuarea deșeurilor. De asemenea, pentru a colecta gaz în rezervoare speciale, a-l purifica și a-l muta în sistemul de încălzire, trebuie să utilizați dispozitive adecvate.

O metodă de încălzire ecologică care utilizează o sursă alternativă de căldură - un cazan cu hidrogen.

Funcționarea sa se bazează pe interacțiunea moleculelor de hidrogen cu oxigenul, timp în care se eliberează o cantitate imensă de căldură. Acest tip de încălzire necesită respectarea normelor de funcționare și siguranță.

Principiul de funcționare al unui cazan cu hidrogen se bazează pe scindarea chimică a apei în hidrogen și oxigen, rezultând o eliberare de multă căldură și fără substanțe nocive. Dar trebuie să respectați regulile de siguranță

Principalul dezavantaj este costul ridicat al echipamentelor din fabrică. Ieșirea din această situație este să echipați singur un sistem de încălzire cu hidrogen.

Pentru funcționarea acestuia, veți avea nevoie de o conexiune constantă la sursele de electricitate și apă, un arzător cu hidrogen, un generator de hidrogen, catalizatori și boilerul în sine.Căldura obținută în urma reacției chimice intră în schimbătorul de căldură, iar apa plată este folosită ca deșeu.

Pentru a afla mai multe despre biocombustibili, vă recomandăm să citiți celelalte articole ale noastre pe acest subiect:

• Instalație de biogaz bricolaj pentru o casă privată: recomandări pentru dispozitiv și un exemplu de aranjare a unui produs de casă
• Cum se obține biogaz din gunoi de grajd: tehnologia și proiectarea unei instalații de producție
• Cazan de incalzire pe hidrogen: dispozitiv + principiu de functionare + criterii de selectie
• Cum să faci un generator de hidrogen pentru casa ta cu propriile mâini: sfaturi practice pentru fabricare și instalare

Cum să economisiți bani la implementarea „energiei verzi”?

După ce a analizat componenta financiară a unor tipuri alternative de încălzire, se poate ajunge la o concluzie dezamăgitoare - vor fi necesare fonduri semnificative în etapa inițială.

După 3-7 ani, în funcție de metoda de încălzire aleasă, economii semnificative vor deveni vizibile datorită sistemului independent de energie.

Este profitabil și convenabil să folosiți surse combinate de încălzire alternativă. Pentru a face acest lucru, poți alege cea mai optimă combinație pentru casa ta.

Puteți economisi bani utilizând și instalând unități alternative de generare de căldură. Mulți meșteri acasă sunt foarte entuziasmați de crearea propriilor analogi la dispozitivele de conversie a energiei alternative fabricate din fabrică.

Deci, este destul de simplu și ieftin să asamblați o instalație solară dintr-un furtun, care va servi ca sursă suplimentară de încălzire a apei.

Morile de vânt mici sunt asamblate cu succes acasă folosind materiale improvizate.De asemenea, fermierii cunoscuți care trăiesc în zonele rurale construiesc instalații pentru transformarea deșeurilor biologice de origine vegetală și animală în biogaz.

Generatoarele eoliene de casă sunt destul de funcționale. Dar pentru a le asambla, va trebui să faceți calcule preliminare, să cumpărați consumabile și să vă petreceți timpul

Pe viitor este folosit pentru nevoile fermei. În funcție de dimensiunea rezervorului de digestie a deșeurilor și de suprafața unei case private, este posibilă furnizarea completă a fermei cu biogaz pentru a satisface toate nevoile.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclip despre combinarea surselor alternative pentru a genera electricitate într-o casă mică de țară:

Un videoclip despre realizarea unui generator eolian cu propriile mâini vă va ajuta să înțelegeți cu ușurință principiile dispozitivului:

Un scurt videoclip despre utilizarea unei pompe de căldură:

Clip video despre obținerea biogazului:

Este foarte posibil să abandonați sursele tradiționale de încălzire. Pentru a face acest lucru, trebuie să selectați cu atenție o alternativă sau să combinați mai multe, pe baza caracteristicilor zonei, a zonei casei dvs. de țară și a zonei locale.

Energia soarelui, pământul, energia eoliană, reciclarea deșeurilor menajere de origine vegetală și animală sunt destul de capabile să devină un înlocuitor demn pentru gaz, cărbune, lemn de foc și electricitate plătită..

Folosiți una dintre sursele alternative de energie pentru uz casnic? Împărtășește cât te-a costat asamblarea instalației și cât de repede s-a plătit de la sine.

Sau poate cineva pe care îl cunoști și-a echipat casa de țară folosind surse regenerabile? Utilizați un sistem de panouri solare sau o pompă de căldură ca sursă independentă de căldură, apă caldă și electricitate?

Povestește-ne despre această experiență în comentariile de mai jos articol - un exemplu clar va fi util proprietarilor de case care încă se îndoiesc de realitatea energiei alternative.