Fuentes alternativas de calefacción para una casa de campo: una descripción comparativa de los ecosistemas
Uno de los principales gastos del presupuesto familiar es el pago de calefacción pública o la compra de combustible para calentar una casa. Todo propietario razonable probablemente pensará en formas reales y efectivas de reducir estos costos. Pero literalmente puede reducirlos al mínimo utilizando fuentes de energía alternativas. ¿Qué son y cómo se usan? De acuerdo, vale la pena descubrirlo.
Aprenderá todo sobre cómo organizar la calefacción alternativa para una casa privada de nuestro artículo. Con nuestra ayuda, puede determinar fácilmente la opción más adecuada para usted. Una descripción detallada de los principios de operación de los esquemas de energía verde brindará la oportunidad de decidir qué método tecnológico es mejor para la generación de calor.
El artículo describe en detalle los tipos de fuentes de energía libre, proporciona métodos para generar calor para su uso en la vida cotidiana. Para ayudar a los maestros de hogar independientes y a los celosos propietarios de propiedades suburbanas, se adjuntan colecciones de fotos, diagramas e instrucciones de video muy útiles.
El contenido del artículo:
Pros y contras de la energía alternativa
Las fuentes de calor tradicionales, utilizadas durante muchos años para calentar, pueden abandonarse. Sorprendentemente, pero bastante real. Muchos oponentes ardientes afirman la imposibilidad de reemplazar los recursos naturales con análogos ecológicos.
Una alternativa es la energía del sol, la fuerza del viento, el calor oculto en las entrañas de la tierra, los productos de desecho y las actividades humanas. Dichas opciones son relevantes en el mundo moderno, dada la contaminación ambiental general.
Otra ventaja significativa es el ahorro tangible cuando se utilizan fuentes ambientales de energía renovable espontánea. A primera vista, parece que es excesivamente caro y es poco probable que valga la pena.
Después de examinar las características de cada método con más detalle, puede ver que el proyecto ecológico vale la pena después de 4-7 años, y luego solo hay gastos corrientes para mantener los mecanismos utilizados en condiciones de trabajo.
La posibilidad de un reemplazo completo de combustible convencional con alternativa ha sido probada por más de un ejemplo real. Los propietarios de viviendas de todo el mundo están recurriendo a opciones de calefacción ambiental. Con nosotros, solo unos pocos deciden cambiar radicalmente el combustible habitual, que cada vez es más caro.
El principal problema con el uso de combustible ecológico es una inversión significativa en la etapa inicial. Después de todo, primero debe calcular en detalle la cantidad de energía necesaria para una casa o cabaña en particular. Luego, descubra qué tipo de recursos ecológicos es el más rentable en un área en particular.
A continuación, es necesario elaborar un plan para la ubicación del equipo que genera energía, comprar todo lo necesario e instalarlo.
Si los especialistas relevantes se ocupan de todos estos problemas, el costo final de la calefacción ecológica será muy alto. Para ahorrar dinero, puede intentar hacerlo usted mismo.
Para hacer esto, debe profundizar en el tema de las fuentes de energía alternativas para negarse a atraer ayuda externa. En este caso, el costo del proyecto será varias veces más barato.
Es la segunda opción que eligen muchos propietarios de viviendas particulares. Su práctica demuestra que volverse no volátil es real. El combustible tradicional se puede reemplazar total o parcialmente; todo depende del tamaño del hogar, las posibilidades financieras en la etapa inicial y la opción de calefacción elegida.
El alcance de la "energía verde" demostrará una selección de fotos:
Tipos de fuentes renovables para calefacción.
Para calentar la casa, puede utilizar con éxito la energía del viento, el sol y la tierra. Así como los biocombustibles. Examinemos con más detalle cómo exactamente hacer esto y qué se requerirá para esto.
Vista # 1 - energía eólica
Con mucho éxito, la energía eólica se puede utilizar como una fuente alternativa para calentar una casa de campo. Este recurso no puede agotarse. Tiene la propiedad de renovarse a sí mismo. Para utilizar la energía eólica, necesitará un dispositivo especial llamado molino de viento.
El principio del uso de la energía eólica.
Para convertir la energía eólica en una fuente de calefacción alternativa, se requiere un generador eólico. Son verticales y horizontales dependiendo del eje de rotación. Hay muchos fabricantes que ofrecen sus modelos a los clientes.
El costo depende del material, el tamaño de la instalación y la potencia. También puede construir un generador eólico por su cuenta utilizando materiales improvisados.
Cualquier molino de viento consta de los siguientes componentes:
- cuchillas
- mástiles
- veletas para recoger la dirección del viento;
- generador
- controlador
- baterías recargables;
- inversor
El principio de funcionamiento de una instalación de energía eólica se basa en la fuerza del viento que hace girar las palas de un molino de viento. Las cuchillas montadas en el mástil están muy por encima del suelo. Cuanto más alto, más alto es el rendimiento. Entonces, para abastecer una casa, una altura de 25 m es suficiente.
Las cuchillas giratorias impulsan el rotor del generador. Comienza a generar una corriente alterna trifásica, que requiere más cambios. Esta corriente fluye al controlador, donde se convierte en corriente continua. Se usa para cargar baterías.
Después de pasar por las baterías, la corriente se ecualiza y se suministra al inversor, donde se convierte en una corriente alterna monofásica con una frecuencia de 50 Hz y un voltaje de 220 voltios. Ahora puede usarse para necesidades domésticas, en un sistema de calefacción eléctrica.
Características de la ubicación de los molinos de viento.
Las turbinas eólicas pueden funcionar bajo ciertas condiciones. En primer lugar, un generador eólico es una estructura bastante voluminosa, que requiere un área impresionante para el dispositivo. Un pequeño electrodoméstico no puede satisfacer las necesidades de energía.
Su altura debe exceder al menos 10 m alrededor de casas, árboles y otros edificios, y las líneas eléctricas y otros objetos deben ubicarse a 100 m del molino de viento. Este requisito no siempre es factible: no todos los propietarios de casas privadas tienen parcelas personales de área suficiente.
En segundo lugar, es bueno cuando el área en cuestión tiene un buen potencial de viento: una elevación o una zona de estepa. Para arrancar el generador, se requiere una velocidad del viento de 2 m / s.
Muchos modelos de sistemas eólicos diseñados para uso de hogares privados pueden cubrir completamente las necesidades de electricidad.
Entonces, un molino de viento de 1.5 kW puede generar 100-200 kWh por mes, dependiendo de la época del año. Si aumenta la altura del mástil, la productividad será más de 2 veces.
Pero esto requerirá costos de instalación y consumibles adicionales. La vida útil de los parques eólicos es de un promedio de 20 años.
También en nuestro sitio hay otros materiales en el dispositivo, tipos de aerogeneradores, cálculo y fabricación con sus propias manos e instalación.
Le sugerimos que se familiarice con ellos:
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Vista # 2 - Energía de la Tierra
Uno de los sistemas de calefacción alternativos es la geotérmica. Se basa en el uso de la energía de la Tierra. Este es el calor de la tierra, el agua subterránea, el aire ambiente, convertido por bombas de calor (VT). Es importante que la temperatura del medio utilizado por la instalación sea superior a cero.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de la bomba de calor.
Para que el sistema geotérmico funcione, se necesita electricidad para transferir el calor recibido. La bomba de calor, con 1 kW, genera de 2 a 6 kW de calor.
El principio principal de la operación VT es recolectar calor, convertirlo y luego transferirlo al circuito de calefacción. Esto se realiza gracias al dispositivo en sí.
La TV consta de 3 circuitos cerrados involucrados en el proceso de obtención de calor para calentar una casa privada:
- externo: diseñado para recoger el calor de las fuentes. Un anticongelante o solución salina circula a lo largo del contorno;
- interno - lleno de refrigerante, a menudo freón;
- circuito de calentamiento lleno de refrigerante.
El freón que llena el circuito interno se calienta por el calor proveniente del circuito externo. Con un punto de ebullición bajo, se convierte en gas en el primer intercambiador de calor: el evaporador.
Luego ingresa al compresor, donde se comprime, como resultado de lo cual se libera mucho calor, y la temperatura del gas aumenta muchas veces, hasta 65 grados.
Además, el freón gaseoso ingresa al siguiente intercambiador de calor, llamado condensador, donde deja su calor. Freón, habiéndose separado de la mayor parte del calor, se pone bajo presión en la válvula de alivio. Aquí la presión cae bruscamente, el refrigerante se enfría y, después de asumir un estado líquido, ingresa nuevamente al evaporador.
El calor que deja el freón en el condensador calienta el líquido que circula en el sistema de calefacción de la casa. Si el sistema permite la instalación de calefacción por suelo radiante, es posible lograr la calefacción más eficiente al menor costo.
Hacer la versión más simple de una bomba de calor es fácil con sus propias manos. Esto requerirá virtualmente piezas de desecho, equipos comprados a bajo precio y, por supuesto, paciencia. Damos un diagrama de un sistema térmico con una valla de energía térmica en un pozo enterrado en dolomita.
El evaporador del sistema considerado en el ejemplo está conectado a un pozo que extrae energía del suelo.
La galería de fotos representa los detalles del dispositivo de bomba de calor para el sistema de calefacción por suelo radiante:
La viabilidad de usar VT
Bombas de calor: VT, que toma calor del medio ambiente, es diferente. Todo depende del tipo de entorno utilizado como fuente de consumo de calor y del tipo de refrigerante utilizado.
En consecuencia, estos tipos de TV se distinguen:
- aire a aire;
- agua-aire;
- agua-agua
- agua subterránea
Los dos primeros tipos de bombas se utilizan en sistemas de calentamiento de aire, y los dos segundos, en sistemas con refrigerante líquido.
Lo más beneficioso desde un punto de vista económico será el uso de calor. bomba de agua a agua. Es aconsejable usar esta opción si hay un estanque que no se congela al lado de la casa, en el que se colocan tuberías para acumular calor.
La bomba de calor le permite obtener 30 vatios de calor de 1 m de la tubería. Dependiendo del tamaño de la propiedad de la vivienda privada y las necesidades de energía, será necesario colocar la cantidad adecuada de tuberías.
Las bombas que usan aire no reemplazarán la calefacción tradicional en regiones severas. En cuanto al calor extraído del suelo, este es un proyecto muy costoso. Utilice un dispositivo de campo geotérmico horizontal, vertical y de perforación en racimo.
En la versión horizontal, el campo geotérmico deberá construirse a una profundidad mayor que el nivel de congelación. Esto es aproximadamente 1.5-2 m. El área de tal campo es impresionante - desde 200 m2.
Para la implementación de un proyecto vertical y de conglomerados, se requerirá perforar a una profundidad considerable utilizando plataformas de perforación.
Este es un servicio muy costoso. El equipo de este tipo de bombas de calor es aconsejable para los propietarios de cabañas que no piensan en el costo del trabajo. El calentamiento, utilizando el calor de las entrañas de la tierra, puede reemplazar completamente el combustible sólido o el gas.
La calefacción geotérmica es más ventajosa de usar en conjunto con un dispositivo de calentamiento de piso de agua. Le permite obtener el resultado más óptimo.
Una de las deficiencias importantes son la gran longitud de la tubería para la recolección de calor, el trabajo de excavación costoso para instalar el sistema, la necesidad de una gran área para organizar el campo geotérmico.
Vista # 3 - Energía solar
La energía solar emitida por la luminaria durante todo el año, incluso en heladas severas, puede convertirse en un tipo alternativo para calentar viviendas suburbanas. Es importante aprender cómo ensamblarlo y usarlo correctamente en el sistema de calefacción.
Para la recolección y conversión de energía solar, se utilizan paneles solares en convertidores y colectores fotovoltaicos, que son un sistema de tubos llenos de refrigerante.
La diferencia fundamental entre estos convertidores es que las baterías producen una corriente que puede usarse para el calentamiento eléctrico de una casa de campo. Los colectores se utilizan en sistemas de calentamiento de agua y aire. La opción más efectiva es el equipo en las instalaciones del sistema de calefacción por suelo radiante.
La opinión de que el sol no puede hacer frente al calentamiento de la casa es válida solo en caso de instalación incorrecta y cálculos erróneos de la cantidad de energía y calor necesarios. Una instalación solar óptimamente seleccionada es capaz de proporcionar calefacción autónoma.
Otra pregunta es que para esto será necesario invertir dinero en la compra de equipos, su instalación e integración en el sistema de calefacción existente.
Un sistema solar en convertidores fotovoltaicos absorbe energía solar, y las células solares de silicio la convierten inmediatamente en corriente eléctrica directa. 1 m2 instalaciones capaces de generar 120 vatios.
Además de los paneles que capturan la radiación solar y la convierten, para el sistema de calefacción solar tendrá que instalar un controlador de carga, un convertidor de CC / CA y cuidar los fusibles de seguridad.
La ventaja de los paneles es la capacidad de conectar baterías que acumulan un exceso de energía que puede usarse de noche. Un inconveniente significativo cuando se usan baterías solares es su mayor eficiencia en las regiones del sur. En climas adversos, no es económicamente factible instalarlos para usarlos como el principal tipo de calefacción.
Las instalaciones solares equipadas con un sistema de tubos son más adecuadas para regiones con inviernos fríos y temperaturas de congelación. Dependiendo de la estructura del panel y los materiales, se distinguen los colectores de vacío, planos y concentradores.
Los más caros entre ellos son con tubos de vacío. Pero son los más efectivos en cualquier época del año y en cualquier clima, ya que pueden absorber una amplia gama de radiación solar. Otra ventaja es que los paneles de vacío funcionan con éxito a temperaturas inferiores a -35 ° C.
El principio del colector es que captura la radiación solar, que se convierte en calor en tubos de vacío. Luego se transfiere al refrigerante, que lo entrega al tanque de intercambio de calor. Luego el refrigerante ingresa al sistema de calefacción.
En más detalle, revisamos los mejores diseños para la calefacción solar del hogar en nuestro otro artículo.
Vista # 4 - combustible biocombustible
Una de las formas efectivas y asequibles de calentar una casa de campo es una caldera de biocombustibles.
Este tipo de calefacción alternativa utiliza para su producción residuos de producción: cascarilla de cultivos, astillas de madera, aserrín y otros subproductos de la industria de la madera.
A partir de diversos desechos, se fabrican gránulos densos compactados de pequeño tamaño, gránulos que se queman en calderas. En comparación con la madera común, este combustible se quema por más tiempo y le permite obtener más calor.
También se fabrican grandes briquetas densas de varios tipos de desechos vegetales. Tal combustible comprimido le permite obtener 2-4 veces más energía térmica. Su poder calorífico es de hasta 5.0 kW × h / kg.
Para una caldera de gas, se puede usar biogás. Es fácil de obtener en el proceso de descomposición de los desechos orgánicos. Para hacer esto, debe construir un tanque lo suficientemente grande, colocar los desechos en él y prever una instalación para mezclarlos.
Bajo la influencia del aire y las bacterias, ocurrirá el proceso de descomposición y evolución de gases. Es necesario establecer una tubería para descargar el material de desecho. Además, para recoger gas en tanques especiales, limpiarlo y moverlo al sistema de calefacción, debe usar los dispositivos adecuados.
Un método ecológico de calentamiento utilizando una fuente alternativa de calor es una caldera de hidrógeno.
La base de su trabajo es la reacción de la interacción de las moléculas de hidrógeno con el oxígeno, durante el cual se libera una gran cantidad de calor. Este tipo de calefacción requiere el cumplimiento de las reglas de operación y seguridad.
La principal desventaja es el alto costo de los equipos de fábrica. La solución a esta situación es el equipo del sistema de calentamiento de hidrógeno por sí solo.
Para su funcionamiento, se requerirá una conexión constante a las fuentes de electricidad y agua, un quemador de hidrógeno, un generador de hidrógeno, catalizadores y la propia caldera. El calor resultante de la reacción química ingresa al intercambiador de calor y al agua simple como desecho.
Para obtener más información sobre los biocombustibles, le recomendamos que lea nuestros otros artículos sobre este tema:
- Planta de biogás de bricolaje para una casa privada: recomendaciones para el dispositivo y un ejemplo de mejoras para el hogar
- Cómo obtener biogás del estiércol: tecnología e instalación de dispositivos para la producción
- Caldera de calentamiento de hidrógeno: dispositivo + principio de funcionamiento + criterios de selección
- Cómo hacer un generador de hidrógeno para su hogar con sus propias manos: consejos prácticos para fabricar e instalar
¿Cómo ahorrar en la introducción de la "energía verde"?
Después de analizar el componente financiero de los tipos alternativos de calefacción, podemos llegar a una conclusión decepcionante: se necesitarán fondos importantes en la etapa inicial.
Después de 3-7 años, dependiendo del método de calentamiento seleccionado, se harán notables ahorros gracias al sistema no volátil.
Puede ahorrar en el uso e instalación de plantas alternativas para la generación de calor. Muchos artesanos del hogar están muy entusiasmados con la creación de análogos de bricolaje para dispositivos de conversión de energía alternativa de fábrica.
Por lo tanto, es bastante simple y económico ensamblar una instalación solar a partir de una manguera, que servirá como fuente adicional de calentamiento de agua.
Pequeños molinos de viento de medios improvisados se ensamblan con éxito en el hogar. Los agricultores de buena lectura que viven en áreas rurales están construyendo plantas para convertir los desechos biológicos de origen vegetal y animal en biogás.
En el futuro, se utiliza para las necesidades de la economía. Dependiendo del tamaño del tanque de fermentación de residuos y el área de una casa privada, es posible proporcionar instalaciones de biogás para todas las necesidades.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Video sobre la combinación de fuentes alternativas para generar electricidad en una pequeña casa de campo:
Un video sobre cómo hacer un generador eólico con sus propias manos lo ayudará a comprender fácilmente los principios del dispositivo:
Un breve video sobre el uso de una bomba de calor:
Video clip sobre la producción de biogás:
Abandonar las fuentes tradicionales de calefacción es bastante real. Para hacer esto, debe elegir cuidadosamente una alternativa o combinar varias, según las características del área, el área de su casa de campo y el territorio de la casa.
La energía del sol, la tierra, la energía eólica, la utilización de los desechos domésticos de origen vegetal y animal son muy capaces de convertirse en un digno reemplazo del gas, el carbón, la leña y la electricidad pagada.
¿Utiliza una de las fuentes de energía alternativas para uso doméstico? Comparta cuánto costó la instalación y qué tan rápido dio sus frutos.
¿O tal vez alguien de tus amigos arregló su casa de campo con fuentes renovables? ¿Usa un sistema solar o una bomba de calor como fuente independiente de calor, agua caliente sanitaria y electricidad?
Cuéntenos sobre esta experiencia en los comentarios del artículo: un buen ejemplo será útil para los propietarios que todavía dudan de la realidad de la energía alternativa.
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De las fuentes de energía alternativas presentadas, los molinos de viento que descarto de inmediato. Solo los oligarcas que tienen suficiente tierra pueden construirlos en su propio sitio. Escuché que en el Lejano Oriente puedes obtener un pedazo de tierra gratis. Grande, no recuerdo exactamente cuántos GA parecen ser. Aquí, en un sitio así, puede colocar un sistema de molinos de viento, y no en nuestro sur, donde cada cien metros cuadrados de tierra vale su peso en oro. Sucede que la casa y todos los edificios domésticos en trescientas partes. ¿Dónde colocar molinos de viento en esas áreas?
Los molinos de viento personalmente me impresionan mucho como una forma de generar energía. La calma total ocurre muy raramente, siempre hay un ligero viento, en cualquier época del año, de día o de noche. Por lo tanto, creo que los molinos de viento son mejores y más prácticos que los paneles solares. Pero poner un comerciante privado tan ordinario no es posible: se requiere demasiada tierra y depende de la geolocalización. Ahora, si varios propietarios de parcelas vecinas son expulsados ... pero aún es necesario persuadir a los vecinos.
Estoy de acuerdo, casi todo puede ser barrido de inmediato. Es interesante considerar los paneles solares, pero los usaría para electricidad.
Si fuera mi casa, entonces definitivamente construiría con una simple estufa rusa, como fuente alternativa de calefacción. Todo lo demás puede terminar, y siempre puedes encontrar leña.
Todo este sinsentido. Los molinos de viento no solo dependen del viento, sino que también crean ruido de baja frecuencia cuando se trabaja desde las palas. Los problemas con sus vecinos están garantizados. Las baterías solares funcionan solo durante el día, cuando no se necesita luz como en la noche, las baterías con un sistema de batería no son rentables. La bomba de calor consume electricidad y es ineficiente. La opción más normal son los colectores solares, pero hay suficientes problemas allí.