Termenul modern „alternativ” este împrumutat din limba latină ( alternatus– altele) pentru necesitatea de a selecta dintre mai multe posibilități sau de a indica fiecare dintre aceste posibilități avute în vedere.
Surse de energie pentru incalzire
Modul tradițional
Metodele tradiționale de încălzire a unui apartament sau a unei case private necesită amenajarea unui sistem de încălzire, care include:
- o sursă de căldură care transformă energia de ardere a combustibilului sau energia electricității rețelei în energie termică;
- un schimbător de căldură pentru transferul energiei termice de la un purtător de energie la un purtător de căldură, pentru distribuția ulterioară a căldurii către punctele de consum de căldură;
- un circuit de conducte închis, prin care mișcarea lichidului de răcire este stimulată în mod natural sau forțat;
- dispozitive de încălzire care distribuie căldura din lichidul de răcire în mediul încăperii.
Figura de mai jos prezintă structura unui sistem de încălzire cu un cazan ca sursă de căldură și puncte de consum de căldură sub formă de calorifere și încălzire prin pardoseală.
Structura sistemului tradițional de încălzire al unei case private Defecte
Pentru majoritatea tipurilor de sisteme de încălzire, cazanele de încălzire sunt surse de energie termică. În ele se ard combustibili gazoși, lichizi sau solizi pentru a folosi căldura de ardere a combustibilului pentru a încălzi lichidul de răcire (așa-numitele cazane cu gaz, combustibil lichid și combustibil solid).
O altă opțiune pentru încălzirea lichidului de răcire în schimbătorul de căldură al cazanului de încălzire este utilizarea energiei electrice de la rețea (cazane electrice de încălzire).
Fiecare tip de cazan și purtătorul de energie corespunzător au anumite caracteristici negative care afectează eficiența utilizării sale:
- Cazanele pe gaz sunt larg răspândite datorită disponibilității gazului.
Factorii negativi care însoțesc utilizarea gazului pentru încălzire sunt:
- complexitatea organizatorică și tehnică a racordării la conducta de gaz;
- amenințarea cu aprindere sau explozie în cazul încălcării regulilor de funcționare a echipamentelor de încălzire cu gaz sau a instalării necorespunzătoare de către propriile mâini;
- creșterea prețurilor la resursele de gaz.
- Cazanele electrice sunt cel mai ușor de instalat și întreținut cu propriile mâini. Cele mai semnificative dezavantaje sunt:
- volatilitatea echipamentului - atunci când sursa de alimentare este oprită, fluxul de căldură în sistemul de încălzire se oprește;
- tarife mari la energie electrică.
- Cazanele cu combustibil lichid ca surse de energie termică sunt destul de dificil de exploatat. Din negativ, remarcăm următorii factori:
- costul ridicat al combustibilului lichid, complexitatea livrării și depozitarea în siguranță a acestuia;
- zgomot la serviciu
- mirosuri neplăcute la arderea combustibilului.
Cazană acasă cu centrală pe ulei - Cazanele pe combustibil solid pe cărbune, turbă, lemn sau peleți impresionează prin ieftinitatea resurselor de combustibil și independența energetică în funcționare, dar au dezavantajele lor:
- combustibilul încărcat cu propriile mâini în cuptorul cazanului se arde rapid;
- lipsa automatizării procesului de încărcare a combustibilului;
- necesitatea monitorizării vizuale constante a funcționării cazanului.
Toate sistemele de încălzire de mai sus au două dezavantaje comune:
- funcționează pe surse neregenerabile de energie termică - combustibilul este ars complet fără posibilitatea vreunei recuperări;
- exploatarea echipamentelor care ard resurse naturale sau care utilizează energie electrică furnizată central este însoțită de o plată constantă a volumului de energie cheltuită și a furnizorilor de servicii pentru furnizarea acesteia.
Figura de mai jos arată livrarea de gaz lichefiat pentru încălzirea cu gaz la domiciliu.
Livrarea gazului lichefiat la o casă privată Nuanțe care necesită atenție:
- O astfel de încălzire convenabilă și familiară a unei case private prin arderea resurselor organice neregenerabile duce la o scădere catastrofală a rezervelor de combustibil natural pentru bani din propriul nostru buzunar! Desigur, prețurile la combustibilii fosili vor crește constant.
- Arderea combustibilului este însoțită de emisii de dioxid de carbon și de produse volatile de combustie toxice, iar gudronul și funinginea cad.
- Fiecare consumator de combustibil organic este obligat să doteze spații suplimentare:
- pentru depozitarea combustibilului;
- pentru arderea sa cu eliberarea în atmosferă a produselor de ardere.
Concept alternativ de încălzire
Când luați în considerare opțiunile alternative de încălzire a locuinței, trebuie să vă decideți asupra conceptului în sine.
Sursele alternative de căldură pentru o casă privată includ două tipuri fundamental diferite de echipamente:
- Dispozitive care funcționează în plus față de un cazan electric sau pe gaz autoinstalat. Din anumite motive, un cazan care funcționează pe gaz sau electricitate nu oferă căldură completă pentru sistemul de încălzire al întregii clădiri.
Puterea principală de încălzire este asigurată de centrală, iar în perioada de sarcină de vârf sau în afara sezonului, surse alternative sprijină funcționarea acesteia. În acest caz, încălzirea alternativă va fi, de exemplu, un cazan pe peleți de bricolaj, sau o unitate de ardere a deșeurilor și chiar încălzitoare cu infraroșu.
- Dispozitive care înlocuiesc complet cazanul pe gaz, electricitate sau altă sursă tradițională de energie. Puterea lor de căldură este suficientă pentru a oferi o încălzire alternativă pentru locuință.
Cele mai comune alternative pentru încălzirea locuințelor fără arderea gazelor și a altor combustibili fosili sunt tehnologiile care folosesc energia resurselor naturale - căldură din măruntaiele pământului, gheizere, lumina soarelui și procesele climatice - vântul, marea oceanului.
Casa dotata cu panouri solare Metode moderne de încălzire
Implementarea practică a proiectelor privind utilizarea energiei resurselor naturale și a fenomenelor ca sursă alternativă de căldură pentru încălzirea unei locuințe afectează cel mai mult:
- energia luminii solare (sisteme solare termice);
- energie eoliană (energie eoliană);
- energia interioarelor pământului cald (pompe geotermale).
Se notează două opțiuni pentru aplicarea practică a energiei naturale pentru nevoile de încălzire alternativă a unei case private:
- transformarea energiei unui fenomen natural în energie electrică, care va fi apoi folosită pentru încălzirea autonomă, adică încălzirea casei din propria sursă internă de energie electrică;
- încălzirea directă a lichidului de răcire de lucru al sistemului de încălzire.
Sistem solar
Atunci când aranjați sistemele de încălzire solară cu propriile mâini, sunt utilizate ambele opțiuni pentru radiația solară:
- Transformarea energiei solare în energie electrică folosind panouri solare.
Se obișnuiește să se numească baterii solare un grup de convertoare fotoelectronice semiconductoare combinate într-un singur modul comun pentru a genera electricitate. Mai multe module solare creează un circuit pentru a asigura o casă privată cu o anumită cantitate de energie electrică.
Puterea fiecărui modul solar poate fi de la 50 la 300 de wați. Figura de mai jos prezintă principiul utilizării panourilor solare pentru încălzirea autonomă alternativă a unei clădiri.
Schema de încălzire a unei case cu panouri solare Principiul de funcționare al sistemului solar:
- din modulul solar, fluxul luminos convertit intră în acumulator;
- bateriile generează curent continuu, care este trimis la invertor;
- în invertor, curentul continuu este transformat în curent alternativ, care este utilizat pentru încălzirea elementelor de încălzire din sistemul de încălzire.
Panourile solare pot genera doar electricitate. Nu creează energie termică, nu se transformă și nu se acumulează. Ele funcționează la fel de eficient într-o zi geroasă sau la o temperatură ambientală pozitivă, deoarece intensitatea fluxului solar incident este importantă pentru ei.
- Utilizarea colectoarelor solare pentru încălzirea directă a apei.
În construcția de locuințe private, instalarea de către dvs. a colectoarelor solare pentru încălzire alternativă este mai populară decât instalarea panourilor solare. Colectorii convertesc fluxurile de lumină solară direct în energie termică, ocolind formarea energiei electrice.
Colectoarele pentru încălzire de bricolaj au o mare varietate de modele, care pot fi împărțite în două tipuri:
- colectoare plate, formate din absorbante - elemente care absorb lumina solară (în cel mai simplu caz - plăci metalice sau foi negre) conectate la un sistem de conducte;
- colectoare de țevi asamblate din tuburi de sticlă, în interiorul cărora este introdus un absorbant de oțel.
Figura de mai jos prezintă una dintre opțiunile de bricolaj pentru realizarea unui colector solar cu tuburi de cupru plasate în absorbant pentru încălzirea lichidului de răcire.
Un lichid de răcire cu un prag minim de cristalizare este pompat în tuburi. În Rusia centrală, se recomandă utilizarea unei soluții apoase 60% de propilenglicol cu o temperatură de cristalizare de -39 0 C.
Colector solar cu tub de cupru Ambele tipuri de sisteme colectoare sunt montate pe partea înclinată a acoperișului casei. Figura de mai jos arată principiul încălzirii unei clădiri folosind un colector.
Lichidul de răcire încălzit în colectorul solar (linia roșie) intră în rezervorul tampon, care acționează ca un acumulator de căldură și un sistem automat de menținere a temperaturii în circuitele de încălzire și apă caldă.
Dacă există o lipsă de căldură primită în zilele înnorate, apa din rezervorul tampon este încălzită de o altă sursă de căldură disponibilă, de exemplu, apa de la un cazan pe gaz, care este principala sursă de căldură a sistemului de încălzire.
Datorită automatizării, temperatura din sistemul de încălzire este monitorizată constant. Pe timp de noapte, lipsa căldurii solare este compensată prin conectarea unui element de încălzire pentru a menține un nivel confortabil de temperatură.
Principiul de funcționare a sistemului de încălzire de la colectorul solar energie eoliană acasă
Utilizarea energiei cinetice a fluxurilor de aer pentru nevoile de încălzire a unei case private se realizează în două direcții:
- Transformarea energiei cinetice a vântului în energie electrică prin rotirea rotorului unor generatoare eoliene speciale.
Energia electrică rezultată este stocată în baterii și, după caz, prin invertoare (asemănătoare tehnologiei de încălzire solară) este utilizată pentru încălzirea apei în sistemul de încălzire. Pe vreme calmă, dispozitivele de încălzire sunt conectate la rețeaua electrică generală.
- Transformarea energiei rotorului rotativ al unei turbine eoliene în energie termică pentru încălzirea directă a lichidului de răcire folosind generatoare de căldură VTG vortex.
Metoda dominantă în construcția de locuințe private este fabricarea și instalarea de dispozitive constând dintr-o moară de vânt, un generator și o baterie pentru a genera propria energie electrică. Designul captivează prin simplitatea sa și prin posibilitatea de auto-asamblare.
Generatoarele eoliene diferă unele de altele în funcție de următorii indicatori:
- locația axei de rotație - verticală sau orizontală;
- numărul palelor elicei;
- pasul șurubului.
Figura de mai jos prezintă o casă echipată cu turbine eoliene cu axă orizontală de rotație.
Turbine eoliene pentru alimentarea cu energie a unei case private Pompe geotermale (de căldură).
Dispozitivele care pot folosi energia geotermală din interiorul pământului permit proprietarilor de case private să economisească în mod semnificativ gazul sau alte tipuri de combustibil atunci când își încălzi casele. Energia termică este extrasă direct din adâncurile pământului sau din fundul unui rezervor folosind un dispozitiv numit pompă de căldură.
Principiul de funcționare al unei pompe de căldură este similar cu funcționarea unei unități frigorifice care utilizează freon:
- când freonul lichid trece prin conducte la o adâncime considerabilă într-un rezervor sau într-un puț forat, în care se menține o temperatură pozitivă chiar și iarna, freonul începe să se evapore, transformându-se într-o stare gazoasă;
- faza gazoasă a freonului se ridică și intră în compresor, care îl comprimă puternic;
- atunci când gazul este comprimat într-un volum limitat, este încălzit până la 80 de grade C;
- freonul este răcit în schimbătorul de căldură;
- în camera de accelerație, din cauza scăderii temperaturii și presiunii, freonul se transformă din nou într-un lichid;
- ciclul se repetă.
Pompele de căldură sunt unități dependente de energie, cu toate acestea, consumul de energie pentru funcționarea dispozitivului este incomensurabil mai mic decât ar fi necesar pentru încălzirea electrică directă a lichidului de răcire.
Temperatura lichidului de răcire în sistemul de încălzire cu dispozitive geotermale nu depășește 50 de grade, ceea ce nu este suficient pentru încălzirea cu radiatoare, dar pentru „podele calde” este suficient.
Pompele de căldură diferă structural în tehnologia de încălzire a freonului până când acesta trece în stare gazoasă. În funcție de sursa de „căldură la nivel scăzut” emit:
- instalații de apă pentru obținerea căldurii din rezervoare de suprafață sau din apele subterane subterane;
- pământ, „luând” căldura din pământ;
- aer.
La clasificarea dispozitivelor geotermale se ia în considerare și tipul de lichid de răcire din sistemul de încălzire - apă sau aer. În consecință, dispozitivele primesc denumirile "sol - apă", "sol - aer", "apă - apă", etc.
Video despre încălzire
Cum să organizați încălzirea economică acasă cu propriile mâini, este descris în videoclipul de mai jos.
Logica trecerii la încălzire alternativă nu este doar să economisești bani la cumpărarea de gaz sau la plata facturilor la electricitate.
Desigur, prețurile energiei neregenerabile cresc vertiginos. Dar cum să nu-ți amintești cuvintele lui D. Mendeleev, care a spus: „A arde ulei este același lucru cu încălzirea sobei cu bancnote”?
Este nerezonabil să arzi tone de cărbune sau zeci de metri cubi de lemn de dragul încălzirii unei camere modeste și, în același timp, să provoci daune ireparabile purității ecologiei înconjurătoare.
În multe țări, tipurile alternative de încălzire și alimentare cu energie pentru o clădire rezidențială individuală sunt superioare ca cerere față de metodele tradiționale de încălzire. Piața echipamentelor de încălzire este plină de dispozitive alternative de încălzire inovatoare, a căror gamă este în continuă extindere.
Pompa de caldura aer-apa In contact cu
