Instal·lació de sistemes de calefacció solar

Què és la calefacció alternativa?

Probablement, no hi ha cap persona que no hagués sentit a parlar de l'existència d'una calefacció alternativa. Tanmateix, en classificar un o un altre tipus de producció d'energia d'una manera no convencional, sorgeix certa confusió. Creuen erròniament que l'ús de la radiació infraroja, els biocombustibles, l'energia geotèrmica i una sèrie d'altres són fonts d'energia alternatives. Per tant, a l'hora de determinar mètodes alternatius d'obtenció d'energia, serà correcte considerar com a tals aquells pels quals el consumidor no paga al proveïdor d'energia i, al mateix temps, els costos d'obtenció d'aquesta es troben en un nivell acceptable.

Per què l'electricitat

La calefacció elèctrica es diferencia dels clàssics forns d'aigua i sistemes de gas en una major eficiència i practicitat.Deixarem el primer aspecte per a la discussió una mica més baix i descriurem els avantatges operatius aquí:

La calefacció elèctrica no només és silenciosa, sinó que també és respectuosa amb el medi ambient. Es transporta més segur que el gas i no emet substàncies nocives en absolut, tant a l'atmosfera com a les instal·lacions. En absència de residus, també desapareix la necessitat de xemeneies d'escapament i estructures de tracció. La calefacció amb carbó o llenya no és gens comparable als sistemes elèctrics.
La calefacció amb electricitat no requereix grans costos puntuals. Podeu fer una comparació fent servir l'exemple del gas: per connectar una casa, heu d'adquirir equips per a cada habitació, instal·lar comunicacions, una caldera i xocar contra una carretera comuna. A més, cal fer tot plegat, ja que és impossible ajornar la incorporació d'alguna part de la casa al sistema. I el mètode elèctric us permet organitzar la instal·lació seqüencial: primer es connecten les parts més importants de la casa i després, a mesura que s'acumulen fons, les perifèriques.
Gràcies a la possibilitat d'utilitzar un comptador multitarifa en una casa o apartament privat, així com al desenvolupament constant de tecnologies en aquesta àrea, la calefacció amb electricitat ja és la més econòmica entre els anàlegs.

No us centreu en l'elevat preu de l'equip: es paga ràpidament a causa del baix consum d'energia.
Gairebé tots els mètodes d'organització de la calefacció elèctrica us permeten fer la instal·lació vosaltres mateixos, sense moltes eines addicionals.

Per descomptat, l'ús de sistemes elèctrics per a la calefacció no es pot anomenar ideal. El treball en la calefacció d'alta qualitat de cada casa requereix tenir en compte moltes característiques.En algunes regions, el cost de l'electricitat pot ser tan elevat que el gas no es pot abandonar. En edificis d'apartaments antics, és difícil canviar a la calefacció elèctrica per dos motius: és molt difícil desconnectar de la carretera central i la xarxa elèctrica s'haurà de tornar a construir tenint en compte equips potents.

Malgrat això, el panorama general inclina la balança a favor de l'electricitat. Per a habitacions en què no hi ha gas o no hi ha possibilitat de subministrar-lo, és una autèntica salvació.

Excursió a la història

El primer col·lector solar es va inventar fa més de dos segles: el seu treball es basava en el fet que una superfície fosca s'escalfa més intensament que una de clara.

El col·lector suís de planxa es va utilitzar immediatament a la vida quotidiana. Va ser aquest aparell el que al segle XIX va ajudar a D. Herschel a cuinar menjar quan anava a la seva famosa expedició africana.

El 1908, W. Bailey va desenvolupar un col·lector tèrmic amb tubs de coure. Això va permetre portar el principi de l'escalfament solar al nivell modern de comprensió, però només es van produir canvis tangibles als anys 70 del segle passat.
El motiu de l'atenció a les fonts d'energia alternatives va ser la crisi del mercat del petroli. Els científics de molts països han reiniciat el treball actiu en el camp de l'ús de la calor natural, que ha augmentat significativament l'eficiència dels sistemes de calefacció solar. Aquests desenvolupaments han adquirit una importància estratègica en la política dels estats.

Innovacions tècniques modernes en sistemes de calefacció

Recentment, les últimes novetats innovadores en sistemes de calefacció per a una casa o un apartament s'han popularitzat cada cop més. Entre les novetats tècniques destaquen:

• terra infraroja;
• bombes de calor especials;
• Panells solars.

Presentem una descripció més detallada dels sistemes innovadors.

terra infraroja

El nou sistema de calefacció al mercat va guanyar ràpidament popularitat entre els propietaris de cases de camp. És més econòmic, però al mateix temps força eficient, sobretot si es compara amb altres opcions de calefacció elèctrica.

El funcionament d'un sòl càlid que s'instal·la en una regla o cola sota una rajola depèn de l'electricitat. Els elements de calefacció reprodueixen els raigs infrarojos, que subministren calor als objectes i als residents, i d'ells a tota l'habitació.

Entre els avantatges del sòl infrarojo es troben:

• Una versió moderna d'un sòl càlid amb estores de carboni i una pel·lícula no es pot danyar pels mobles;
• El sistema automatitzat pot regular la temperatura de l'habitació de manera independent, en funció de la calefacció de l'habitació;
• Termòstats amb els quals es pot ajustar l'hora i la temperatura;
• Baix consum d'energia.

Calefacció amb bombes de calor

Què és una bomba de calor i com funciona? Aquest és un dispositiu que trasllada la calor d'una font a un portador. La base del seu treball és rebre calor del medi extern i transferir-la al sistema de calefacció. D'aquesta manera, no només podeu escalfar, sinó també refredar el local.

Les bombes es divideixen en les opcions següents:

• Bucle obert. El seu principi de funcionament és rebre aigua del subsòl, transferir-la als elements de calefacció i tornar al lloc de partida;
• Bucle tancat. Un refrigerant passa per una canonada especialitzada instal·lada en un dipòsit, que tendeix a transferir o rebre energia tèrmica de l'aigua.

L'avantatge de la calefacció amb bombes de calor és la possibilitat d'utilitzar l'energia de l'aigua, l'aire o la terra. La casa no ha d'estar connectada a la xarxa de gas. El desavantatge és només el cost elevat d'aquest equip, però el seu cost es pagarà ràpidament en funcionament, ja que estalvia significativament els costos d'energia.

Panells solars

Els col·lectors d'aquest tipus són una instal·lació especial que recull l'energia tèrmica del sol i la transporta als portadors de calor (aigua, oli o anticongelant) de la casa.

El disseny de les bateries solars té elements de calefacció addicionals que asseguren el sistema principal i comencen a funcionar quan l'eficiència dels col·lectors solars disminueix.

Totes les instal·lacions solars es divideixen en dues opcions:

• Col·lectors de placa plana, equipats amb absorbidor de superfície transparent i aïllament tèrmic. Escalfar fins a 200 graus;
• Bateries de buit, tipus multicapa amb tancament hermètic que forma un buit. La temperatura de calefacció d'aquesta instal·lació és de 250-300 graus.

Els principals avantatges dels col·lectors solars són la instal·lació senzilla, el pes lleuger de l'equip i l'alt nivell d'eficiència. El desavantatge del sistema només es pot anomenar la seva dependència significativa de la diferència de temperatura. Fins ara, l'elecció d'un sistema de calefacció s'allunya cada cop més de la versió tradicional del tipus d'aigua. Les innovacions tecnològiques ofereixen opcions cada cop més noves, més econòmiques i més segures.És difícil determinar quin és el millor, perquè l'elecció d'un sistema en particular i la seva eficàcia depenen d'una anàlisi detallada i comprensió de tots els avantatges i desavantatges, així com de les condicions específiques d'instal·lació i d'un funcionament posterior.

Com calcular la potència necessària del col·lector

Quan es calcula la potència requerida d'un col·lector solar, sovint s'equivoca fent càlculs basats en l'energia solar entrant durant els mesos més freds de l'any.

El fet és que durant els mesos restants de l'any tot el sistema es sobreescalfarà constantment. La temperatura del refrigerant a l'estiu a la sortida del col·lector solar pot arribar als 200 °C quan s'escalfa amb vapor o gas, 120 °C d'anticongelant, 150 °C d'aigua. Si el refrigerant bull, s'evaporarà parcialment. Com a resultat, s'haurà de substituir.

Els fabricants recomanen procedir a partir de les xifres següents:

• subministrament d'aigua calenta no més del 70%;
• Provisió del sistema de calefacció no més del 30%.

La resta de la calor necessària s'ha de generar amb un equip de calefacció estàndard. No obstant això, amb aquests indicadors, s'estalvia una mitjana del 40% anual en calefacció i subministrament d'aigua calenta.

La potència generada per un sistema de buit d'un sol tub varia segons la ubicació geogràfica. L'indicador de l'energia solar que cau anualment sobre 1 m2 de terreny s'anomena insolació. Coneixent la longitud i el diàmetre del tub, podeu calcular l'obertura: l'àrea d'absorció efectiva. Queda per aplicar els coeficients d'absorció i emissió per calcular la potència d'un tub per any.

Exemple de càlcul:

La longitud estàndard del tub és de 1800 mm, la longitud efectiva és de 1600 mm. Diàmetre 58 mm. L'obertura és la zona ombrejada creada pel tub. Així, l'àrea del rectangle d'ombra serà:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

L'eficiència del tub mitjà és del 80%, la insolació solar per a Moscou és d'uns 1170 kWh/m2 per any. Així, un tub funcionarà per any:

W \u003d 0,0928 * 1170 * 0,8 \u003d 86,86 kW * h

Cal tenir en compte que aquest és un càlcul molt aproximat. La quantitat d'energia generada depèn de l'orientació de la instal·lació, l'angle, la temperatura mitjana anual, etc.

Selecció i instal·lació de col·lectors solars

Un propietari que decideix crear calefacció solar per a una casa privada amb les seves pròpies mans s'enfronta a la tasca d'escollir el tipus de col·lector més adequat. Aquesta pregunta és força complicada, però cal entendre-la.

Els col·leccionistes oberts no són adequats per les seves baixes capacitats, de manera que no té sentit parlar-ne. Normalment l'elecció es fa entre tipus tubulars i plans. El primer i més important criteri de selecció sol ser la relació preu i qualitat dels productes.

Aquest enfocament està justificat, però no es pot ignorar el manteniment. Per tant, els tubs de buit no es poden canviar en tots els tipus de col·lectors, la qual cosa fa que l'elecció sigui arriscada. Si algun d'ells falla, alguns tipus de col·lectors hauran de canviar tot el panell, la qual cosa comportarà despeses. En general, tots els dispositius de buit són una adquisició força arriscada, ja que qualsevol impacte mecànic amenaça de perdre la font d'energia tèrmica.

Un cop escollida la millor opció, procediu a la instal·lació. Per a ell, heu de triar un lloc adequat, situat a prop de la casa

Això és important, ja que transportar el refrigerant a llargues distàncies requerirà un aïllament d'alta qualitat i la instal·lació d'una bomba de circulació. Normalment, els col·lectors s'instal·len al sostre per permetre la circulació per gravetat.L'únic problema és la ubicació de les pendents en relació amb la posició del sol al cel; de vegades cal instal·lar un sistema de seguiment per girar els panells.

Això és car i requereix l'ús de tubs flexibles, però l'efecte és molt més gran.

Característiques comparatives d'alguns tipus de col·lectors solars

La característica principal de qualsevol col·lector solar és el seu rendiment. En funció de les característiques del disseny i la diferència de temperatura, es determina l'eficiència del sistema. cal tenir en compte que el cost dels col·lectors de placa plana és molt inferior al dels sistemes tubulars.

Quan escolliu un col·lector solar, heu d'estudiar acuradament els paràmetres dels quals depenen l'eficiència de l'escalfament solar d'aigua i la potència de l'estructura.

Els col·lectors solars tenen una sèrie de característiques força importants:

• La relació entre l'energia total i absorbida de la radiació solar es pot determinar a partir del coeficient d'adsorció.
• La relació entre la quantitat de calor transferida i l'energia absorbida ve determinada pel factor d'emissió.
• La relació entre l'àrea total i l'obertura.
• Eficiència.

Càlcul del sistema de calefacció a casa

Càlcul del sistema - calculadora en línia

Per què és necessari un càlcul preliminar de la calefacció en una casa privada? Això és necessari per seleccionar la potència correcta de l'equip de calefacció necessari, que us permet implementar un sistema de calefacció que proporcioni calor de manera equilibrada a les habitacions corresponents d'una casa privada. Una elecció competent d'equips i el càlcul correcte de la potència del sistema de calefacció d'una casa privada compensaran racionalment la pèrdua de calor de les embolcalls de l'edifici i el flux d'aire del carrer per a les necessitats de ventilació. Les fórmules en si per a aquest càlcul són força complexes; per tant, us recomanem que utilitzeu el càlcul en línia (a dalt) o omplint el qüestionari (a continuació); en aquest cas, el nostre enginyer en cap calcularà i aquest servei és completament gratuït. .

Com calcular la calefacció d'una casa privada?

On comença aquest càlcul? En primer lloc, cal determinar la pèrdua màxima de calor de l'objecte (en el nostre cas, es tracta d'una casa de camp privada) en les pitjors condicions meteorològiques (aquest càlcul es realitza tenint en compte el període de cinc dies més fred d'aquesta regió). ). No funcionarà calcular el sistema de calefacció d'una casa privada al genoll; per això utilitzen fórmules i programes de càlcul especialitzats que us permeten fer un càlcul basat en les dades inicials sobre la construcció de la casa (parets, finestres, sostres). , etc.). Com a resultat de les dades obtingudes, es selecciona un equip la potència neta del qual ha de ser superior o igual al valor calculat. Durant el càlcul del sistema de calefacció, es selecciona el model desitjat de l'escalfador d'aire per conductes (normalment és un escalfador d'aire de gas, tot i que podem utilitzar altres tipus d'escalfadors: aigua, elèctrics).A continuació, es calcula el rendiment màxim de l'aire de l'escalfador, és a dir, la quantitat d'aire que bombeja el ventilador d'aquest equip per unitat de temps. Cal recordar que el rendiment de l'equip difereix en funció del mode d'ús previst: per exemple, quan es climatitza, el rendiment és més gran que quan es calfa. Per tant, si en el futur es preveu utilitzar un aparell d'aire condicionat, cal prendre el flux d'aire en aquest mode com el valor inicial del rendiment desitjat; si no, només el valor en el mode de calefacció és suficient.

En la següent etapa, el càlcul dels sistemes de calefacció d'aire per a una casa privada es redueix a la correcta determinació de la configuració del sistema de distribució d'aire i el càlcul de les seccions transversals dels conductes d'aire. Per als nostres sistemes, utilitzem conductes d'aire rectangulars sense brides amb una secció rectangular: són fàcils de muntar, fiables i situats convenientment a l'espai entre els elements estructurals de la casa. Atès que l'escalfament d'aire és un sistema de baixa pressió, s'han de tenir en compte determinats requisits a l'hora de construir-lo, per exemple, per minimitzar el nombre de voltes del conducte d'aire, tant la branca principal com la terminal que condueixen a les reixes. La resistència estàtica del recorregut no ha de superar els 100 Pa. A partir del rendiment de l'equip i de la configuració del sistema de distribució d'aire, es calcula la secció necessària del conducte d'aire principal. El nombre de branques terminals es determina en funció del nombre de reixes d'alimentació necessàries per a cada habitació concreta de la casa.Al sistema de calefacció d'aire d'una casa, normalment s'utilitzen reixes de subministrament estàndard amb una mida de 250x100 mm amb un rendiment fix; es calcula tenint en compte la velocitat mínima de l'aire a la sortida. Gràcies a aquesta velocitat, no es nota el moviment de l'aire a les instal·lacions de la casa, no hi ha corrents d'aire ni sorolls aliens.

calculadora en línia

Característiques dels generadors

Un generador és la manera més ràpida i senzilla de subministrar electricitat a una casa particular. Per al funcionament, la unitat utilitza gasolina o gasoil i, com a resultat de la seva combustió, produeix la quantitat d'energia necessària.

El principal avantatge és la total independència del dispositiu dels canvis estacionals i les fluctuacions meteorològiques. Els desavantatges inclouen la presència obligatòria al lloc d'una instal·lació d'emmagatzematge de combustible especialment equipada, dissenyada per a un volum de 200 litres o més.

El grup electrògen dièsel és còmode i fàcil d'utilitzar, però per a un funcionament complet necessita rebre almenys 250 ml de combustible per hora. Les potents estacions capaces de proporcionar energia a una petita casa privada amb un consum real de recursos de diversos quilowatts per dia "menjaran" al voltant d'un litre de gasoil durant 60 minuts.

Molt sovint, els grups electrògens de gasolina i dièsel s'utilitzen com a fonts d'electricitat temporals o de reserva.Això es deu al fet que per a un funcionament complet, els dispositius requereixen quantitats importants de combustible, el cost del qual augmenta constantment.

Un potent generador de gasolina o dièsel és capaç de proporcionar un subministrament ininterromput d'electricitat amb la quantitat adequada de combustible. Tanmateix, el dispositiu produeix molt de soroll durant el funcionament. Per no patir sons no desitjats, val la pena col·locar la unitat en un dels safareigs adjacents situats a una certa distància de casa vostra i de les cases veïnes.

L'equip en si és també car i necessita manteniment preventiu. Les unitats de gas es troben entre les opcions més rendibles per als grups electrògens. No necessiten un subministrament ininterromput de combustible i no requereixen emmagatzematge de materials combustibles.

Tanmateix, el ple funcionament d'aquests dispositius està garantit per un element com la connexió obligatòria a la xarxa central de gas, que està lluny de ser sempre possible i assequible.

La instal·lació d'un generador de gas a la casa només es realitza sobre la base d'un paquet de permisos i amb la participació obligatòria en la instal·lació d'un equip d'artesans d'una empresa local de distribució de gas. No es recomana connectar el dispositiu a la canonada de gas pel vostre compte per evitar possibles fuites i diverses avaries en el futur.

És a causa d'aquestes dificultats que poques vegades s'escullen els generadors com a font principal per subministrar electricitat a un habitatge particular.

Però els generadors són una solució ideal per a un ús temporal, per exemple, durant la construcció d'una casa de camp i la documentació per connectar-la:

Galeria d'imatges

Foto de

Generador durant els treballs de construcció

Quatre bateries i un inversor

Il·luminació a la nit i al vespre

Il·luminació per cablejat i acabat

Durant les primeres etapes de construcció, el generador servirà com a font principal d'energia, i després de tràmits i l'obtenció de permisos per a la connexió a la xarxa elèctrica general, es convertirà en un equip de seguretat i, sens dubte, serà útil més d'una vegada.

Costos operatius addicionals

L'ús d'aquest no implica cap cura o manteniment que no sigui la neteja periòdica de brutícia i neu a l'hivern (si no es descongela). Tanmateix, hi haurà alguns costos associats:

Reparació, tot el que es pot canviar en garantia, el fabricant es pot substituir sense problemes, és important comprar un distribuïdor autoritzat i tenir els documents de garantia.
Electricitat, es gasta una mica en la bomba i el controlador. Per al primer, només pots posar 1 panell solar a 300 W i n'hi haurà prou (fins i tot sense un sistema de bateries).
El rentat de les bobines, s'haurà de fer un cop cada 5-7 anys

Tot depèn de la qualitat de l'aigua (si s'utilitza com a portador de calor).

Dispositiu de calefacció d'estufa en una casa privada: el disseny de les estufes modernes

Els principals elements estructurals dels dispositius de calefacció del forn d'una casa privada són: fonamentació, rases, cambra de cendres, foguera, canals de fum (circulació de fum), xemeneies.

La base és la base del forn, que assumeix les càrregues del forn i les xemeneies. Aquest element estructural ha de ser fiable, ja que la seguretat de l'estructura operada depèn de la seva resistència. La col·locació correcta de la base del forn implica la seva ubicació separada de la base de la casa. L'espai mínim entre ells és de 3 cm, que està ple de sorra.

En primer lloc, caven un pou, que després s'omple amb petits fragments de pedra o maó cremat, després del qual tot es compacta amb cura. Així, prepareu un coixí per a la base. A continuació, s'aboca un morter de ciment líquid a la fossa. La col·locació d'un fonament de maó o pedra es realitza amb el vestit de les costures. L'última capa de morter de ciment s'anivella amb cura.

Després d'aixecar la base, comencen a implementar un element estructural del forn com els llistons. Són fileres de maó que aixequen l'estufa a sobre de la base. Es fan dues o tres fileres de maó per al dispositiu dels llistons. La part inferior del forn també està implicada en la transferència de calor.

Un element del disseny dels forns de calefacció, com ara un ventilador o una cambra de cendres, serveix per subministrar aire a la caixa de foc i acumular les cendres que en provenen. Entre la caixa de foc i la cambra de cendres, s'instal·la una reixa especial en forma de barres de ferro colat o d'acer. Durant el funcionament del forn, la porta de la cambra ha d'estar oberta i, al final del forn, es tanca per evitar un refredament ràpid de l'aire dins del forn.

La caixa de foc del dispositiu de calefacció de forns és una cambra de forn en què es crema combustible: llenya i carbó.A la part superior de la caixa de foc hi ha un forat especial per a l'eliminació dels gasos de combustió. Les dimensions de la cambra es seleccionen de manera que sigui possible carregar al forn la quantitat de combustible necessària per escalfar el forn.

A la part inferior de la caixa de foc, es disposen pendents fins a la reixa, assegurant el lliure moviment de la cendra cap al bufador. Per evitar que el carbó i les cendres caiguin de la cambra del forn, la seva porta s'instal·la a sobre de la reixa mitjançant una fila de maó. Podeu allargar la vida útil de la caixa de foc revestint-la amb maons refractaris.

El principi de funcionament del sistema de calefacció del forn en una casa privada es basa en la captació de calor per canals de fum o circulacions de fum. Es poden col·locar tant verticalment com horitzontalment, així com pujar i baixar. L'eficiència de l'estufa depèn de la mida dels conductes de fum i de la seva ubicació.

El gas de combustió, que passa pel canal, desprèn energia en forma de calor a les parets, que escalfen el forn. Per tal d'augmentar la transferència de calor, els canals de fum es fan de manera que siguin llargs i sovint canviïn de direcció.

La circulació de fum d'una estufa moderna de calefacció d'una casa privada pot tenir una secció de 13 x 13, 13 x 26, 26 x 26 cm, les seves parets es fan llises (no estan arrebossades, ja que si es destrueix el guix, els canals es pot obstruir). L'accés a les circulacions de fum per a la seva neteja del sutge es realitza a través de portes especials.

Per obtenir tracció, que contribueix a l'eliminació de gasos del combustible cremat, es disposa una xemeneia, que es col·loca fora de la casa, al terrat. Molt sovint, està fet d'una secció transversal circular, ja que el moviment del gas és una mica difícil a les canonades amb cantonades. A més, les canonades rodones són més còmodes de netejar.Com a material per a la seva fabricació, s'utilitzen canonades de ceràmica o d'amiant-ciment.