Ο σύγχρονος όρος "εναλλακτικό" είναι δανεισμένος από τη λατινική γλώσσα ( εναλλακτικό– άλλο) για την ανάγκη επιλογής από πολλές δυνατότητες ή υποδείξεως καθεμιάς από αυτές τις εξεταζόμενες δυνατότητες.
Πηγές ενέργειας για θέρμανση
Ο παραδοσιακός τρόπος
Οι παραδοσιακές μέθοδοι θέρμανσης ενός διαμερίσματος ή μιας ιδιωτικής κατοικίας απαιτούν τη διάταξη ενός συστήματος θέρμανσης, το οποίο περιλαμβάνει:
- μια πηγή θερμότητας που μετατρέπει την ενέργεια της καύσης καυσίμου ή την ενέργεια της ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου σε θερμική ενέργεια·
- ένας εναλλάκτης θερμότητας για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από έναν φορέα ενέργειας σε έναν φορέα θερμότητας, για τη μετέπειτα κατανομή της θερμότητας στα σημεία κατανάλωσης θερμότητας·
- ένα κύκλωμα κλειστού αγωγού, μέσω του οποίου η κίνηση του ψυκτικού υγρού διεγείρεται με φυσικό ή αναγκαστικό τρόπο.
- συσκευές θέρμανσης που διανέμουν θερμότητα από το ψυκτικό στο περιβάλλον του δωματίου.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη δομή ενός συστήματος θέρμανσης με λέβητα ως πηγή θερμότητας και σημεία κατανάλωσης θερμότητας με τη μορφή καλοριφέρ και ενδοδαπέδια θέρμανση.
Η δομή του παραδοσιακού συστήματος θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας μειονεκτήματα
Για τους περισσότερους τύπους συστημάτων θέρμανσης, οι λέβητες θέρμανσης είναι πηγές θερμικής ενέργειας. Σε αυτά καίγονται αέρια, υγρά ή στερεά καύσιμα προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η θερμότητα της καύσης του καυσίμου για τη θέρμανση του ψυκτικού υγρού (οι λεγόμενοι λέβητες αερίου, υγρού καυσίμου και στερεών καυσίμων).
Μια άλλη επιλογή για τη θέρμανση του ψυκτικού στον εναλλάκτη θερμότητας του λέβητα θέρμανσης είναι η χρήση της ενέργειας του ηλεκτρικού ρεύματος (ηλεκτρικοί λέβητες θέρμανσης).
Κάθε τύπος λέβητα και ο αντίστοιχος φορέας ενέργειας έχει ορισμένα αρνητικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν την απόδοση της χρήσης του:
- Οι λέβητες αερίου είναι ευρέως διαδεδομένοι λόγω της διαθεσιμότητας αερίου.
Οι αρνητικοί παράγοντες που συνοδεύουν τη χρήση αερίου για θέρμανση είναι:
- οργανωτική και τεχνική πολυπλοκότητα της σύνδεσης με τον αγωγό αερίου ·
- η απειλή ανάφλεξης ή έκρηξης σε περίπτωση παραβίασης των κανόνων για τη λειτουργία του εξοπλισμού θέρμανσης αερίου ή ακατάλληλης εγκατάστασης από τα χέρια του ατόμου.
- αύξηση των τιμών των πόρων αερίου.
- Οι ηλεκτρικοί λέβητες είναι οι πιο εύκολοι στην εγκατάσταση και συντήρηση με τα χέρια σας. Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα είναι:
- αστάθεια του εξοπλισμού - όταν η παροχή ρεύματος είναι απενεργοποιημένη, η ροή θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης σταματά.
- υψηλά τιμολόγια ρεύματος.
- Οι λέβητες υγρών καυσίμων ως πηγές θερμικής ενέργειας είναι αρκετά δύσκολο να λειτουργήσουν. Από τα αρνητικά, σημειώνουμε τους ακόλουθους παράγοντες:
- το υψηλό κόστος του υγρού καυσίμου, η πολυπλοκότητα της παράδοσης και η ασφαλής αποθήκευση.
- θόρυβος στην εργασία
- δυσάρεστες οσμές κατά την καύση καυσίμου.
Οικιακό λεβητοστάσιο με λέβητα πετρελαίου - Οι λέβητες στερεών καυσίμων σε άνθρακα, τύρφη, ξύλο ή πέλλετ εντυπωσιάζουν με τη φθηνότητα των πόρων καυσίμου και την ενεργειακή ανεξαρτησία κατά τη λειτουργία τους, αλλά έχουν τα μειονεκτήματά τους:
- καύσιμο που φορτώνεται με τα χέρια σας στον κλίβανο του λέβητα καίγεται γρήγορα.
- έλλειψη αυτοματοποίησης της διαδικασίας φόρτωσης καυσίμου.
- την ανάγκη για συνεχή οπτική παρακολούθηση της λειτουργίας του λέβητα.
Όλα τα παραπάνω συστήματα θέρμανσης έχουν δύο κοινά μειονεκτήματα:
- λειτουργούν με μη ανανεώσιμες πηγές θερμικής ενέργειας - το καύσιμο καίγεται πλήρως χωρίς δυνατότητα ανάκτησης.
- Η λειτουργία εξοπλισμού που καίει φυσικούς πόρους ή χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια με κεντρική παροχή συνοδεύεται από σταθερή πληρωμή για τον όγκο της ενέργειας που δαπανάται και τους παρόχους υπηρεσιών για την παροχή του.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει την παράδοση υγροποιημένου αερίου για θέρμανση με φυσικό αέριο στο σπίτι.
Παράδοση υγραερίου σε ιδιωτική κατοικία Αποχρώσεις που χρειάζονται προσοχή:
- Μια τόσο βολική και οικεία θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας με την καύση μη ανανεώσιμων οργανικών πόρων οδηγεί σε καταστροφική μείωση των αποθεμάτων φυσικών καυσίμων για χρήματα από την τσέπη μας! Όπως είναι φυσικό, οι τιμές των ορυκτών καυσίμων θα αυξάνονται συνεχώς.
- Η καύση του καυσίμου συνοδεύεται από εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και πτητικών τοξικών προϊόντων καύσης, ενώ εναποτίθεται πίσσα και αιθάλη.
- Κάθε καταναλωτής οργανικού καυσίμου αναγκάζεται να εξοπλίσει επιπλέον χώρους:
- για αποθήκευση καυσίμων?
- για την καύση του με την απελευθέρωση προϊόντων καύσης στην ατμόσφαιρα.
Έννοια εναλλακτικής θέρμανσης
Όταν εξετάζετε εναλλακτικές επιλογές θέρμανσης σπιτιού, πρέπει να αποφασίσετε για την ίδια την ιδέα.
Οι εναλλακτικές πηγές θερμότητας για μια ιδιωτική κατοικία περιλαμβάνουν δύο βασικά διαφορετικούς τύπους εξοπλισμού:
- Συσκευές που λειτουργούν συμπληρωματικά με αυτο-εγκατεστημένο λέβητα ηλεκτρικού ή αερίου. Για κάποιο λόγο, ένας λέβητας που λειτουργεί με φυσικό αέριο ή ρεύμα δεν παρέχει πλήρη θέρμανση για το σύστημα θέρμανσης ολόκληρου του κτιρίου.
Η κύρια ισχύς θέρμανσης παρέχεται από τον λέβητα και σε περιόδους αιχμής ή εκτός εποχής, η λειτουργία του υποστηρίζεται από εναλλακτικές πηγές. Σε αυτή την περίπτωση, η εναλλακτική θέρμανση θα είναι, για παράδειγμα, ένας λέβητας πέλλετ φτιαγμένος μόνος σας ή μια μονάδα καύσης απορριμμάτων, ακόμη και θερμάστρες υπερύθρων.
- Συσκευές που αντικαθιστούν πλήρως τον λέβητα με αέριο, ηλεκτρική ενέργεια ή άλλη παραδοσιακή πηγή ενέργειας. Η θερμική τους απόδοση είναι επαρκής για να παρέχει εναλλακτική θέρμανση για το σπίτι.
Οι πιο κοινές εναλλακτικές λύσεις για τη θέρμανση κατοικιών χωρίς καύση αερίου και άλλων ορυκτών καυσίμων είναι τεχνολογίες που χρησιμοποιούν την ενέργεια των φυσικών πόρων - θερμότητα από τα έγκατα της γης, θερμοπίδακες, ηλιακό φως και κλιματικές διεργασίες - άνεμος, παλίρροια των ωκεανών.
Σπίτι εξοπλισμένο με ηλιακούς συλλέκτες Σύγχρονες μέθοδοι θέρμανσης
Η πρακτική εφαρμογή έργων σχετικά με τη χρήση της ενέργειας των φυσικών πόρων και φαινομένων ως εναλλακτικής πηγής θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού επηρεάζει ευρύτερα:
- ενέργεια του ηλιακού φωτός (ηλιακά θερμικά συστήματα).
- αιολική ενέργεια (αιολική ενέργεια);
- ενέργεια εσωτερικών χώρων θερμής γης (γεωθερμικές αντλίες).
Σημειώνονται δύο επιλογές για την πρακτική εφαρμογή της φυσικής ενέργειας για τις ανάγκες εναλλακτικής θέρμανσης ιδιωτικής κατοικίας:
- μετατροπή της ενέργειας ενός φυσικού φαινομένου σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί για αυτόνομη θέρμανση, δηλαδή για θέρμανση του σπιτιού από τη δική του εσωτερική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.
- άμεση θέρμανση του ψυκτικού υγρού λειτουργίας του συστήματος θέρμανσης.
Ηλιακό σύστημα
Κατά τη διευθέτηση συστημάτων ηλιακής θέρμανσης με τα χέρια τους, χρησιμοποιούνται και οι δύο επιλογές για την ηλιακή ακτινοβολία:
- Μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική με χρήση ηλιακών συλλεκτών.
Είναι σύνηθες να ονομάζουμε ηλιακές μπαταρίες μια ομάδα φωτοηλεκτρονικών μετατροπέων ημιαγωγών που συνδυάζονται σε μια κοινή μονάδα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αρκετές ηλιακές μονάδες δημιουργούν ένα κύκλωμα για να παρέχουν σε μια ιδιωτική κατοικία μια ορισμένη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
Η ισχύς κάθε ηλιακής μονάδας μπορεί να είναι από 50 έως 300 watt. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την αρχή της χρήσης ηλιακών συλλεκτών για εναλλακτική αυτόνομη θέρμανση κτιρίου.
Σχέδιο θέρμανσης ενός σπιτιού με χρήση ηλιακών συλλεκτών Η αρχή λειτουργίας του ηλιακού συστήματος:
- Από την ηλιακή μονάδα, η μετατρεπόμενη φωτεινή ροή εισέρχεται στο πακέτο μπαταριών.
- οι μπαταρίες παράγουν συνεχές ρεύμα, το οποίο αποστέλλεται στον μετατροπέα.
- στον μετατροπέα, το συνεχές ρεύμα μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των θερμαντικών στοιχείων στο σύστημα θέρμανσης.
Τα ηλιακά πάνελ μπορούν να παράγουν μόνο ηλεκτρική ενέργεια. Δεν δημιουργούν θερμική ενέργεια, δεν μετασχηματίζονται και δεν συσσωρεύονται. Λειτουργούν εξίσου αποτελεσματικά σε μια παγωμένη μέρα ή σε θετική θερμοκρασία περιβάλλοντος, καθώς η ένταση της προσπίπτουσας ηλιακής ροής είναι σημαντική για αυτούς.
- Χρήση ηλιακών συλλεκτών για άμεση θέρμανση νερού.
Στην κατασκευή ιδιωτικών κατοικιών, η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών για εναλλακτική θέρμανση είναι πιο δημοφιλής από την εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών. Οι συλλέκτες μετατρέπουν τις ηλιακές ροές φωτός απευθείας σε θερμική ενέργεια, παρακάμπτοντας το σχηματισμό ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι συλλέκτες θέρμανσης Do-it-yourself έχουν μεγάλη ποικιλία σχεδίων, τα οποία μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους:
- επίπεδοι συλλέκτες, αποτελούμενοι από απορροφητές - στοιχεία που απορροφούν το ηλιακό φως (στην απλούστερη περίπτωση - μεταλλικές πλάκες ή μαύρα φύλλα) συνδεδεμένα σε ένα σύστημα σωληνώσεων.
- συλλέκτες σωλήνων συναρμολογημένοι από γυάλινους σωλήνες, στο εσωτερικό των οποίων εισάγεται ένας χαλύβδινος απορροφητής.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια από τις επιλογές ηλιακού συλλέκτη «φτιάξ' το μόνος σου» με χάλκινους σωλήνες τοποθετημένους στον απορροφητήρα για θέρμανση του ψυκτικού.
Ένα ψυκτικό υγρό με ελάχιστο όριο κρυστάλλωσης αντλείται στους σωλήνες. Στην κεντρική Ρωσία, συνιστάται για χρήση υδατικό διάλυμα προπυλενογλυκόλης 60% με θερμοκρασία έναρξης κρυστάλλωσης -39 0 C.
Ηλιακός συλλέκτης χαλκού Και οι δύο τύποι συλλεκτικών συστημάτων τοποθετούνται στο επικλινές τμήμα της οροφής του σπιτιού. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την αρχή της θέρμανσης ενός κτιρίου με χρήση συλλέκτη.
Το ψυκτικό που θερμαίνεται στον ηλιακό συλλέκτη (κόκκινη γραμμή) εισέρχεται στη δεξαμενή buffer, η οποία λειτουργεί ως συσσωρευτής θερμότητας και ένα αυτοματοποιημένο σύστημα για τη διατήρηση της θερμοκρασίας στα κυκλώματα θέρμανσης και ζεστού νερού.
Εάν υπάρχει έλλειψη εισερχόμενης θερμότητας τις συννεφιασμένες μέρες, το νερό στη δεξαμενή ρυθμιστή θερμαίνεται από άλλη διαθέσιμη πηγή θερμότητας, για παράδειγμα, νερό από λέβητα αερίου, που είναι η κύρια πηγή θερμότητας του συστήματος θέρμανσης.
Χάρη στον αυτοματισμό, η θερμοκρασία στο σύστημα θέρμανσης παρακολουθείται συνεχώς. Τη νύχτα, η έλλειψη ηλιακής θερμότητας αντισταθμίζεται με τη σύνδεση ενός στοιχείου θέρμανσης για τη διατήρηση ενός άνετου επιπέδου θερμοκρασίας.
Η αρχή λειτουργίας του συστήματος θέρμανσης από τον ηλιακό συλλέκτη οικιακή αιολική ενέργεια
Η χρήση της κινητικής ενέργειας των ροών αέρα για τις ανάγκες θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας πραγματοποιείται προς δύο κατευθύνσεις:
- Μετατροπή της κινητικής ενέργειας του ανέμου σε ηλεκτρική με περιστροφή του ρότορα ειδικών ανεμογεννητριών.
Η ηλεκτρική ενέργεια που προκύπτει αποθηκεύεται σε μπαταρίες και, ανάλογα με τις ανάγκες, μέσω μετατροπέων (παρόμοια με την τεχνολογία ηλιακής θέρμανσης) χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού στο σύστημα θέρμανσης. Σε ήρεμο καιρό, οι συσκευές θέρμανσης συνδέονται στο γενικό ηλεκτρικό δίκτυο.
- Μετατροπή της ενέργειας του περιστρεφόμενου ρότορα μιας ανεμογεννήτριας σε θερμική ενέργεια για άμεση θέρμανση του ψυκτικού με τη χρήση γεννητριών θερμότητας δίνης VTG.
Η κυρίαρχη μέθοδος στην κατασκευή ιδιωτικών κατοικιών είναι η κατασκευή και εγκατάσταση συσκευών που αποτελούνται από έναν ανεμόμυλο, μια γεννήτρια και μια μπαταρία για να παράγουν τη δική τους ηλεκτρική ενέργεια. Ο σχεδιασμός αιχμαλωτίζει με την απλότητα και τη δυνατότητα αυτοσυναρμολόγησης.
Οι ανεμογεννήτριες διαφέρουν μεταξύ τους σύμφωνα με τους ακόλουθους δείκτες:
- η θέση του άξονα περιστροφής - κάθετη ή οριζόντια.
- αριθμός πτερυγίων προπέλας.
- βήμα βίδας.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα σπίτι εξοπλισμένο με ανεμογεννήτριες με οριζόντιο άξονα περιστροφής.
Ανεμογεννήτριες για τροφοδοσία ιδιωτικής κατοικίας Γεωθερμικές αντλίες (θερμότητας).
Οι συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη γεωθερμική ενέργεια του εσωτερικού της γης επιτρέπουν στους ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών να εξοικονομούν σημαντικά αέριο ή άλλους τύπους καυσίμων όταν θερμαίνουν τα σπίτια τους. Η θερμική ενέργεια εξάγεται απευθείας από τα βάθη της γης ή από τον πυθμένα μιας δεξαμενής χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται αντλία θερμότητας.
Η αρχή της λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας είναι παρόμοια με τη λειτουργία μιας μονάδας ψύξης που χρησιμοποιεί φρέον:
- όταν το υγρό φρέον διέρχεται μέσω σωλήνων σε σημαντικό βάθος σε μια δεξαμενή ή σε ένα τρυπημένο πηγάδι, στο οποίο διατηρείται μια θετική θερμοκρασία ακόμη και το χειμώνα, το φρέον αρχίζει να εξατμίζεται, μετατρέποντας σε αέρια κατάσταση.
- η αέρια φάση του φρέον ανεβαίνει και εισέρχεται στον συμπιεστή, ο οποίος το συμπιέζει έντονα.
- όταν το αέριο συμπιέζεται σε περιορισμένο όγκο, θερμαίνεται στους 80 βαθμούς C.
- Το φρέον ψύχεται στον εναλλάκτη θερμότητας.
- στον θάλαμο του γκαζιού, λόγω μείωσης της θερμοκρασίας και της πίεσης, το φρέον μετατρέπεται ξανά σε υγρό.
- ο κύκλος επαναλαμβάνεται.
Οι αντλίες θερμότητας είναι μονάδες εξαρτώμενες από την ενέργεια, ωστόσο, η κατανάλωση ενέργειας για τη λειτουργία της συσκευής είναι ασύγκριτα χαμηλότερη από αυτή που θα απαιτούνταν για την άμεση ηλεκτρική θέρμανση του ψυκτικού.
Η θερμοκρασία του ψυκτικού στο σύστημα θέρμανσης με γεωθερμικές συσκευές δεν υπερβαίνει τους 50 βαθμούς, κάτι που δεν αρκεί για τη θέρμανση καλοριφέρ, αλλά για "θερμά δάπεδα" είναι αρκετά.
Οι αντλίες θερμότητας διαφέρουν δομικά στην τεχνολογία θέρμανσης του φρέον μέχρι να περάσει σε αέρια κατάσταση. Ανάλογα με την πηγή της "χαμηλού επιπέδου θερμότητας" εκπέμπουν:
- εγκαταστάσεις νερού για τη λήψη θερμότητας από επιφανειακές δεξαμενές ή υπόγεια υπόγεια ύδατα.
- χωμάτινο, "αφαιρώντας" τη θερμότητα από το έδαφος.
- αέρας.
Κατά την ταξινόμηση των γεωθερμικών συσκευών, λαμβάνεται επίσης υπόψη ο τύπος ψυκτικού στο σύστημα θέρμανσης - νερό ή αέρας. Αντίστοιχα, οι συσκευές λαμβάνουν τις ονομασίες "χώμα - νερό", "χώμα - αέρας", "νερό - νερό" κ.λπ.
Βίντεο σχετικά με τη θέρμανση
Πώς να οργανώσετε την οικονομική θέρμανση στο σπίτι με τα χέρια σας, περιγράφεται στο παρακάτω βίντεο.
Η λογική της μετάβασης στην εναλλακτική θέρμανση δεν είναι μόνο η εξοικονόμηση χρημάτων για την αγορά φυσικού αερίου ή την πληρωμή λογαριασμών ρεύματος.
Φυσικά, οι τιμές των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας εκτοξεύονται. Αλλά πώς να μην θυμηθεί κανείς τα λόγια του D. Mendeleev, που είπε: «Το να καίμε λάδι είναι το ίδιο με το να ζεσταίνουμε τη σόμπα με χαρτονομίσματα»;
Είναι παράλογο να καίμε τόνους άνθρακα ή δεκάδες κυβικά μέτρα ξύλου για τη θέρμανση ενός μέτριου δωματίου και ταυτόχρονα να προκαλείτε ανεπανόρθωτη ζημιά στην καθαρότητα της γύρω οικολογίας.
Σε πολλές χώρες, οι εναλλακτικοί τύποι θέρμανσης και παροχής ενέργειας για ένα μεμονωμένο κτίριο κατοικιών υπερτερούν σε ζήτηση από τις παραδοσιακές μεθόδους θέρμανσης. Η αγορά εξοπλισμού θέρμανσης γεμίζει με καινοτόμες εναλλακτικές συσκευές θέρμανσης, η γκάμα των οποίων διευρύνεται συνεχώς.
Αντλία θερμότητας αέρα-νερού Σε επαφή με
