Fontes alternativas de aquecimento para uma casa de campo: uma visão geral comparativa dos ecossistemas

Uma das principais despesas do orçamento familiar é o pagamento de aquecimento público ou a compra de combustível para aquecimento de uma casa. Todo proprietário razoável provavelmente pensará em maneiras reais e eficazes de reduzir esses custos. Mas você pode literalmente reduzi-los ao mínimo usando fontes alternativas de energia. O que são e como são usados? Concordo, vale a pena descobrir.

Você aprenderá tudo sobre como organizar aquecimento alternativo para uma casa particular em nosso artigo. Com a nossa ajuda, você pode facilmente determinar a opção mais adequada para você. Uma descrição detalhada dos princípios de operação dos esquemas de energia verde fornecerá uma oportunidade para decidir qual método tecnológico é melhor usar para a geração de calor.

O artigo descreve em detalhes os tipos de fontes de energia livre, fornece métodos para gerar calor para uso na vida cotidiana. Para ajudar donos de casa independentes e donos zelosos de propriedades suburbanas, anexamos coleções de fotos, diagramas e instruções em vídeo muito úteis.

Prós e contras da energia alternativa

As fontes de calor tradicionais, usadas por muitos anos para aquecimento, podem ser abandonadas. Surpreendentemente, mas bastante real. Muitos oponentes fervorosos alegam a impossibilidade de substituir os recursos naturais por análogos ecológicos.

Uma alternativa é a energia do sol, a força do vento, o calor escondido nas entranhas da terra, os resíduos e as atividades humanas. Tais opções são relevantes no mundo moderno, dada a poluição ambiental geral.

Fontes alternativas podem fornecer eletricidade e calor a uma casa de campo.

Outra vantagem significativa é a economia tangível ao usar fontes ambientais de energia renovável espontânea. À primeira vista, parece que é excessivamente caro e é improvável que valha a pena.

Depois de examinar os recursos de cada método com mais detalhes, você pode ver que o eco-projeto compensa após 4-7 anos e, em seguida, existem apenas despesas atuais para manter os mecanismos usados ​​nas condições de trabalho.

A possibilidade de uma substituição completa do combustível convencional por alternativa foi comprovada por mais de um exemplo real. Proprietários de imóveis em todo o mundo estão recorrendo a opções de aquecimento ambiental. Conosco, apenas alguns decidem mudar radicalmente o combustível usual, que está se tornando mais caro a cada ano.

O principal problema com o uso de combustível ecológico é um investimento significativo na fase inicial. Afinal, primeiro você precisa calcular em detalhes a quantidade de energia necessária para uma casa ou chalé em particular. Em seguida, descubra qual tipo de eco-recurso é o mais lucrativo em uma área específica.

Em seguida, é necessário elaborar um plano para a localização dos equipamentos que geram energia, comprar tudo o que você precisa e instalar.

Se especialistas relevantes resolverem todas essas questões, o custo final do aquecimento ecológico será muito alto. Para economizar dinheiro, você pode tentar fazer isso sozinho.

Para fazer isso, você precisa se aprofundar no tópico de fontes alternativas de energia, a fim de se recusar a atrair ajuda externa. Nesse caso, o custo do projeto será várias vezes mais barato.

É a segunda opção que muitos proprietários de casas particulares escolhem. A prática deles prova que se tornar não volátil é real. O combustível tradicional pode ser substituído total ou parcialmente - tudo depende do tamanho da família, das possibilidades financeiras no estágio inicial e da opção de aquecimento escolhida.

O escopo da "energia verde" demonstrará uma seleção de fotos:

Tipos de fontes renováveis ​​para aquecimento

Para aquecer a casa, você pode usar com sucesso a energia do vento, sol, terra. Bem como biocombustíveis. Vamos examinar em mais detalhes como exatamente fazer isso e o que será necessário para isso.

Visão # 1 - energia eólica

Com muito sucesso, a energia eólica pode ser usada como uma fonte alternativa para o aquecimento de uma casa de campo. Este recurso não pode ser esgotado. Tem a propriedade de se renovar. Para usar a energia eólica, você precisará de um dispositivo especial chamado moinho de vento.

O princípio do uso de energia eólica

Para converter energia eólica em uma fonte de aquecimento alternativa, é necessário um gerador eólico. Eles são verticais e horizontais, dependendo do eixo de rotação. Existem muitos fabricantes que oferecem seus modelos aos clientes.

As usinas eólicas vêm com um eixo de rotação horizontal e vertical. Maior produtividade em orientação horizontal

O custo depende do material, do tamanho da instalação e da potência. Você também pode construir um gerador eólico usando materiais improvisados.

Qualquer moinho de vento consiste nos seguintes componentes:

• lâminas;
• mastros;
• Weathervanes para pegar a direção do vento;
• gerador;
• controlador
• pilhas recarregáveis;
• inversor.

O princípio de operação de uma instalação de energia eólica baseia-se na força do vento que gira as pás de um moinho de vento. As lâminas montadas no mastro estão bem acima do solo. Quanto maior, maior o desempenho. Portanto, para abastecer uma casa, basta uma altura de 25 m.

Lâminas rotativas acionam o rotor do gerador. Ele começa a gerar uma corrente alternada trifásica, exigindo mais alterações. Essa corrente flui para o controlador, onde é convertida em corrente contínua. É usado para carregar baterias.

Depois de passar pelas baterias, a corrente é equalizada e fornecida ao inversor, onde é convertida em corrente alternada monofásica com frequência de 50 Hz e tensão de 220 volts. Agora pode ser usado para necessidades domésticas, em um sistema de aquecimento elétrico.

Características da localização dos moinhos de vento

As turbinas eólicas são capazes de trabalhar sob certas condições. Em primeiro lugar, um gerador eólico é uma estrutura bastante volumosa, exigindo uma área impressionante para o dispositivo. Um aparelho pequeno não é capaz de satisfazer as necessidades de energia.

Sua altura deve exceder pelo menos 10 m casas, árvores e outros prédios, e linhas de força e outros objetos devem estar localizados a 100 m do moinho de vento. Esse requisito nem sempre é viável - nem todos os proprietários de casas particulares têm lotes pessoais de área suficiente.

Os moinhos de vento são melhor colocados em uma colina, uma colina, longe de árvores e edifícios - pelo menos 100 metros

Em segundo lugar, é bom quando a área em questão tem um bom potencial de vento - uma elevação ou uma zona de estepe. Para dar partida no gerador, é necessária uma velocidade do vento de 2 m / s.

Muitos modelos de sistemas eólicos projetados para uso doméstico são capazes de cobrir totalmente as necessidades de eletricidade.

Assim, um moinho de vento de 1,5 kW pode gerar 100-200 kWh por mês, dependendo da época do ano. Se você aumentar a altura do mastro, a produtividade será mais de 2 vezes.

Mas isso exigirá custos e materiais de instalação adicionais. A vida útil dos parques eólicos é em média de 20 anos.

Também em nosso site existem outros materiais no dispositivo, tipos de gerador eólico, cálculo e fabricação com suas próprias mãos e instalação.

Sugerimos que você se familiarize com eles:

• Gerador eólico cinético: dispositivo, princípio de operação, aplicação
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• Como calcular um gerador eólico: fórmulas + exemplo prático de cálculo
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• Como construir suas próprias pás para um gerador eólico: exemplos de pás fabricadas por uma turbina eólica

Visão # 2 - Energia da Terra

Um dos sistemas de aquecimento alternativos é geotérmico. É baseado no uso da energia da Terra. Este é o calor da terra, das águas subterrâneas e do ar ambiente, convertido por bombas de calor (VT). É importante que a temperatura do meio utilizado pela instalação esteja acima de zero.

O dispositivo e o princípio de operação da bomba de calor

Para o sistema geotérmico funcionar, é necessária eletricidade para transferir o calor recebido. A bomba de calor, usando 1 kW, gera de 2 a 6 kW de calor.

O principal princípio da operação do VT é coletar calor, convertê-lo e depois transferi-lo para o circuito de aquecimento. Isso é possível graças ao próprio dispositivo.

O mais barato é instalar uma bomba de calor ar-ar. Se você mesmo construir, precisará de um investimento financeiro mínimo

O VT consiste em 3 circuitos fechados envolvidos no processo de obtenção de calor para aquecimento de uma casa particular:

• externo - projetado para coletar calor de fontes. Um anticongelante ou solução salina circula ao longo do contorno;
• interno - cheio de refrigerante, geralmente freon;
• circuito de aquecimento cheio de líquido de refrigeração.

Freon preenchendo o circuito interno é aquecido pelo calor proveniente do circuito externo. Com um baixo ponto de ebulição, ele se transforma em gás no primeiro trocador de calor - o evaporador.

Em seguida, ele entra no compressor, onde é comprimido, como resultado da liberação de muito calor, e a temperatura do próprio gás aumenta muitas vezes - até 65 graus.

Além disso, o freon gasoso entra no próximo trocador de calor, chamado condensador, onde deixa o calor. Freon, depois de se separar da maior parte do calor, fica sob pressão na válvula de alívio. Aqui a pressão cai acentuadamente, o refrigerante esfria e, tendo assumido um estado líquido, entra novamente no evaporador.

O calor deixado por freon no condensador aquece o líquido que circula no sistema de aquecimento da casa. Se o sistema prevê a instalação de piso aquecido, é possível obter o aquecimento mais eficiente ao menor custo.

É fácil criar a versão mais simples de uma bomba de calor com suas próprias mãos. Isso exigirá virtualmente desperdício de peças, equipamentos adquiridos a baixo custo e, é claro, paciência. Apresentamos um diagrama de um sistema térmico com uma cerca de energia térmica em um poço enterrado em dolomita.

O design das bombas de calor tem muito em comum. Componentes tradicionais: 1 - compressor; 2 - capacitor; 3 - evaporador; 4 - válvula de expansão, isto é, válvula termostática

O evaporador do sistema considerado no exemplo está conectado a um poço que extrai energia do solo.

As especificações do dispositivo da bomba de calor para o sistema de aquecimento de piso são representadas pela galeria de fotos:

A viabilidade de usar VT

Bombas de calor - VT, absorvendo calor do meio ambiente, são diferentes. Tudo depende do tipo de ambiente usado como fonte de ingestão de calor e do tipo de líquido de refrigeração usado.

Por conseguinte, estes tipos de TV são distinguidos:

• ar-ar;
• água-ar;
• água-água;
• água subterrânea.

Os dois primeiros tipos de bombas são usados ​​em sistemas de aquecimento de ar e os segundos dois tipos - em sistemas com refrigerante líquido.

A versão vertical da bomba de calor é a mais eficiente na geração de energia da terra, mas é a mais cara.

O mais benéfico do ponto de vista econômico será o uso de calor bomba água-a-água. É aconselhável usar esta opção se houver um lago sem congelamento próximo à casa, no qual os tubos são colocados para coletar calor.

A bomba de calor permite obter 30 watts de calor a partir de 1 m da tubulação. Dependendo do tamanho da propriedade de uma residência particular e das necessidades de energia, será necessário estabelecer o número apropriado de tubos.

Bombas que utilizam ar não substituem o aquecimento tradicional em regiões adversas. Quanto ao calor retirado do solo, este é um projeto muito caro. Use um dispositivo de campo geotérmico horizontal, perfuração vertical e em cluster.

Na versão horizontal, o campo geotérmico deverá ser construído a uma profundidade maior que o nível de congelamento. São cerca de 1,5 a 2 m. A área desse campo é impressionante - de 200 m².

A VT pode substituir o combustível usual no sistema de aquecimento, garantindo total independência energética da casa de campo

Para a implementação de um projeto vertical e de cluster, será necessária a perfuração a uma profundidade considerável usando plataformas de perfuração.

Este é um serviço muito caro. O equipamento desse tipo de bomba de calor é aconselhável para os proprietários de casas de campo que não pensam no custo do trabalho. O aquecimento, usando o calor das entranhas da terra, pode substituir completamente o combustível sólido ou o gás.

O aquecimento geotérmico é mais vantajoso para uso em conjunto com um dispositivo de aquecimento de piso de água. Permite obter o melhor resultado possível.

Das desvantagens significativas estão o grande comprimento do oleoduto para coletar calor, o trabalho de escavação dispendioso para instalar o sistema, a necessidade de uma grande área para organizar o campo geotérmico.

Visão # 3 - Energia Solar

A energia solar emitida pelo luminar durante todo o ano, mesmo em fortes geadas, pode se tornar um tipo alternativo para o aquecimento de habitações suburbanas. É importante aprender a montar e usá-lo adequadamente no sistema de aquecimento.

Para a coleta e conversão de energia solar, são utilizados painéis solares em conversores e coletores fotovoltaicos, que são um sistema de tubos cheios de refrigerante.

As instalações solares têm alta eficiência. Muitos proprietários zelosos equipam suas casas de forma independente com esses sistemas.

A diferença fundamental entre esses conversores é que as baterias produzem uma corrente que pode ser usada para aquecimento elétrico de uma casa de campo. Os coletores são usados ​​em sistemas de aquecimento de água e ar. A opção mais eficaz é o equipamento nas instalações do sistema de aquecimento por piso radiante.

A opinião de que o sol não é capaz de lidar com o aquecimento da casa é válida apenas em caso de instalação inadequada e cálculos errôneos da quantidade de energia e calor necessários. Uma instalação solar idealmente selecionada é capaz de fornecer aquecimento autônomo.

Outra questão é que, para isso, será necessário investir dinheiro na compra de equipamentos, sua instalação e integração no sistema de aquecimento existente.

Um sistema solar em conversores fotovoltaicos absorve a energia solar e as células solares de silício a transformam imediatamente em corrente elétrica direta. 1 m² instalações capazes de gerar 120 watts.

Além dos painéis que capturam a radiação solar e a convertem, para o sistema de aquecimento solar, você precisará instalar um controlador de carregamento, um conversor DC / CA e cuidar da segurança - colocar fusíveis.

Antes de decidir instalar usinas solares, você precisa entender o dispositivo e o princípio de operação

A vantagem dos painéis é a capacidade de conectar baterias que acumulam excesso de energia que podem ser usadas à noite. Uma desvantagem significativa ao usar baterias solares é sua maior eficiência nas regiões sul. Em climas rigorosos, não é economicamente viável instalá-los para uso como o principal tipo de aquecimento.

As instalações solares equipadas com um sistema de tubos são mais adequadas para regiões com invernos frios e temperaturas congelantes. Dependendo da estrutura do painel e dos materiais, coletores de vácuo, planos e concentradores são diferenciados.

Os mais caros entre eles são com tubos de vácuo. Mas eles são os mais eficazes em qualquer época do ano e qualquer clima, porque podem absorver uma ampla gama de radiação solar. Outra vantagem é que os painéis de vácuo operam com sucesso a temperaturas abaixo de -35 ° C.

Você pode instalar coletores solares com suas próprias mãos, sem usar os serviços de organizações especializadas nisso. Esse trabalho exigirá um assistente, mas economizará um orçamento familiar

O princípio do coletor é que ele captura a radiação solar, que é convertida em calor em tubos de vácuo. Em seguida, é transferido para o líquido de refrigeração, que o entrega ao tanque de troca de calor. Em seguida, o líquido de refrigeração entra no sistema de aquecimento.

Mais detalhadamente, os melhores projetos para aquecimento solar solar que analisamos em nosso outro artigo.

Vista # 4 - combustível de biocombustível

Uma das maneiras eficazes e acessíveis de aquecer uma casa de campo é uma caldeira movida a biocombustível.

Este tipo de aquecimento alternativo utiliza para os resíduos da produção do trabalho - casca de culturas, lascas de madeira, serragem e outros subprodutos da indústria da madeira.

Existem muitas caldeiras operando a pellets. É possível automatizar o processo de fornecimento de combustível para que tudo aconteça sem a participação do proprietário

A partir de vários resíduos, são feitos grânulos compactos densos de tamanho pequeno - pellets que são queimados em caldeiras. Comparado à madeira comum, esse combustível queima mais e permite obter mais calor.

Também são produzidos grandes briquetes densos de vários tipos de resíduos de plantas. Esse combustível comprimido permite obter de 2 a 4 vezes mais energia térmica. Seu valor calorífico é de até 5,0 kW × h / kg.

Os pellets, diferentemente dos briquetes, são muito menores. Eles são usados ​​em um sistema de aquecimento automatizado. Os briquetes são mais eficazes, mas têm um tamanho maior

Para uma caldeira a gás, o biogás pode ser usado. É fácil obter no processo de decomposição de resíduos orgânicos. Para fazer isso, você precisa construir um tanque suficientemente grande, colocar os resíduos nele, prever uma instalação para misturá-los.

Sob a influência do ar e das bactérias, ocorrerá o processo de decomposição e evolução dos gases. É necessário estabelecer um pipeline para despejar resíduos. Além disso, para coletar gás em tanques especiais, limpá-lo e movê-lo para o sistema de aquecimento, você precisa usar os dispositivos apropriados.

Um método ambientalmente amigável de aquecimento usando uma fonte alternativa de calor é uma caldeira a hidrogênio.

A base de seu trabalho é a reação da interação das moléculas de hidrogênio com o oxigênio, durante as quais uma grande quantidade de calor é liberada. Este tipo de aquecimento requer conformidade com as regras de operação e segurança.

O princípio de operação de uma caldeira de hidrogênio é baseado na decomposição química da água em hidrogênio com oxigênio, como resultado do qual é liberado muito calor e nenhuma substância nociva. Mas você precisa seguir as regras de segurança

A principal desvantagem é o alto custo dos equipamentos da fábrica. A saída desta situação é o equipamento do sistema de aquecimento por hidrogênio por conta própria.

Para sua operação, será necessária uma conexão constante a fontes de eletricidade e água, um queimador de hidrogênio, um gerador de hidrogênio, catalisadores e a própria caldeira. O calor resultante da reação química entra no trocador de calor e a água simples como resíduo.

Para saber mais sobre os biocombustíveis, recomendamos que você leia nossos outros artigos sobre este tópico:

• Planta de biogás faça você mesmo para uma casa particular: recomendações para o dispositivo e um exemplo de melhoramento da casa
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Como economizar na introdução de "energia verde"?

Depois de analisar o componente financeiro de tipos alternativos de aquecimento, podemos chegar a uma conclusão decepcionante - serão necessários fundos significativos na fase inicial.

Após 3 a 7 anos, dependendo do método de aquecimento selecionado, economias significativas serão notadas graças ao sistema não volátil.

É vantajoso e conveniente usar uma fonte de aquecimento alternativa combinada. Para fazer isso, você pode escolher a combinação mais ideal para sua casa

Você pode economizar no uso e instalação de plantas alternativas para geração de calor. Muitos artesãos domésticos estão muito entusiasmados em criar análogos de bricolage para dispositivos de conversão de energia alternativa de fábrica.

Portanto, é bastante simples e barato montar uma instalação solar a partir de uma mangueira, que servirá como fonte adicional de aquecimento da água.

Pequenos moinhos de vento de meios improvisados ​​são montados com sucesso em casa. Agricultores de boa leitura que vivem em áreas rurais estão construindo plantas para converter resíduos biológicos de origem vegetal e animal em biogás.

Os geradores eólicos caseiros estão totalmente operacionais. Mas para a montagem deles, você precisará fazer cálculos preliminares, comprar suprimentos, gastar seu tempo

No futuro, é usado para as necessidades da economia. Dependendo do tamanho do tanque de fermentação de resíduos e da área de uma casa particular, é possível fornecer totalmente instalações de biogás para todas as necessidades.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo sobre a combinação de fontes alternativas para gerar eletricidade em uma pequena casa de campo:

Um vídeo sobre como criar um gerador eólico com suas próprias mãos ajudará você a entender facilmente os princípios do dispositivo:

Um pequeno vídeo sobre o uso de uma bomba de calor:

Videoclipe sobre a produção de biogás:

Abandonar as fontes tradicionais de aquecimento é bastante real. Para fazer isso, você precisa escolher cuidadosamente uma alternativa ou combinar várias, com base nas características da área, na área da sua casa de campo e no território da casa.

A energia do sol, terra, energia eólica, utilização de resíduos domésticos de origem vegetal e animal são capazes de se tornar um substituto digno para gás, carvão, lenha e eletricidade paga.

Você usa uma das fontes alternativas de energia para uso doméstico? Compartilhe quanto custa a instalação e com que rapidez valeu a pena.

Ou talvez alguém de seus amigos tenha organizado sua casa de campo com fontes renováveis? Usando um sistema solar ou uma bomba de calor como fonte independente de calor, água quente sanitária e eletricidade?

Conte-nos sobre essa experiência nos comentários deste artigo - um bom exemplo será útil para os proprietários que ainda duvidam da realidade da energia alternativa.