コテージの代替暖房。 民家の暖房の複雑な問題に対する簡単な解決策
代替の家庭用暖房には、20〜30年前には使用されなかったすべての可能なオプションが含まれます。 これらには、地熱源、バイオ燃料、フィルム床暖房、赤外線ヒーターが含まれます。 私たちの記事では、最小コストの暖房源について検討します。 あなたがお金を払う必要がないいくつかの暖房源について説明しましょう ユーティリティ。 時々、熱エネルギーの一部は補助源から取られます。
代替暖房を使用する理由は明らかです-それは 節約。今日、エネルギーと電気の価格は急騰しています。 ガス、固形燃料、ソラリウムはより高価になります。 で 現代世界鉱物は無制限ではなく、小さなスペースを加熱するために大量の木材を燃やすのは意味がないため、代替加熱は必須です。
ソーラーシステム
このデバイスは変換するように設計されています 太陽放射エネルギー他の形のエネルギーに。 たとえば、水と空気の加熱と冷却に使用します。 クーラントを加熱するために、ラジエーターまたは対流式放熱器に熱を送る循環ポンプが使用されます。
ソーラーオプション
風力エネルギー
人類は長年風力エネルギーを使用してきました。 そして今、多くの国で彼らは人に仕えています。 しかし現在、風力エネルギーは主に発電に使用されています。 このタイプのエネルギーは環境に優しく、無害です 環境.
風、 タービンブレードを打つそれを回転させてエネルギーを生成します。 エネルギー効率（COP）は59％を超えません。 1920年に、科学者ベッツはこの価値を受け取りました。 それ以来、この値は「ベッツの法則」と呼ばれています。 したがって、変換効率がわかれば、発電所に必要な電力を決定できます。
風力発電機の特徴
設定はによって異なります 仕様風力タービン:
- ブレードの数;
- 回転軸の位置;
- スクリューピッチ;
- 要素の材料。
風力発電機には、垂直および水平の回転軸があります。
水平軸プロペラの設計は、単一または複数のブレードにすることができます。 そのような風力タービンは、最も一般的です。 高効率.
垂直軸のある設計は、直交とカルーセル（DariaerおよびSavoniusローター）に分けられます。
- ローターダリア-空力ブレードが互いに対称的に配置され、ラジアルビームに取り付けられている直交設計。 このオプションかなり風力タービン 複雑ブレードの空力設計によるものです。
- -正弦波の形状を形成する2つのブレードを備えたカルーセルタイプの風力タービンの設計。 そのような構造の場合、効率 高くない（15％以下）。 しかし、波の方向のブレードを水平ではなく垂直に配置し、ブレードのペアを相互に角変位させて構造を多層にすると、効率はほぼ2倍になります。
風力発電所の長所と短所
「風車」の主な利点は、人が実際に再現する機会を得るということです 無料の電気、小さな建設費は数えません。
風力タービンが効率的に作動するために、 一定の風の流れ、そしてそれは自然にのみ依存します。 技術的な不利です 低品質電気のため、システムには補助モジュール（充電器、バッテリー、スタビライザーなど）を追加する必要があります。
水平軸の設置には十分です 高効率, しかし、安定した運用のためには、風向制御装置とハリケーン風から保護する装置が必要です。
垂直軸の設置は効率が低いですが、十分です コンパクトで安定その間 強い風。 彼らはあなたが風の方向に従うことを可能にするメカニズムなしで働き、ほとんど静かです。
ヒートポンプ
ヒートポンプは、家庭用暖房、給湯、エアコンを提供します。 このシステムはのおかげで動作します 環境からエネルギーを借りる。地面、空気、水から無料で熱を蓄えることができます。 メインからの作業 ヒートポンプ電気、固形燃料、ガスボイラーよりもはるかに生産的に消費されたエネルギーを分配します。 1 kWの電力を消費すると、4kWの熱が得られます。 したがって、環境から3kWの熱を無料で得ることができます。 このようなシステムは、ガス、固体燃料、または 電気ボイラー、しかし自由な自然エネルギーを犠牲にして サーマルボイラーは数年で元が取れます。 ヒートポンプのエネルギー性能は、低品位熱源の温度に直接依存します。 したがって、それが高いほど、節約は大きくなります。
あなたが真剣に節約することを可能にする別のタイプの暖房は空気です：
ヒートポンプ運転の基本
- クーラントは、たとえば地面に敷設されたパイプラインを通って移動し、ウォームアップします 3〜4度。次に、ヒートポンプと熱交換器を通過し、環境に蓄積された熱を内部回路に伝達します。
- 内部回路は冷媒で満たされています。 この物質の沸点はかなり低いです。 冷媒は蒸発器を通過し、通過します から 液体状態ガス状に。これは条件下で行われます 低圧と温度。
- コンプレッサーで行われます 冷媒ガス圧縮と温度上昇
- 次に、高温ガスが凝縮器に入り、そこでガスと冷却剤の間で熱交換が行われます。 冷媒はそれ自体の熱を暖房システムに伝達し、冷却して、再び液体になります。 その後、暖房器具で 加熱された液体が入ります。
- 冷媒が減圧弁を通過するとき- 圧力が低下します。さらに、冷媒は蒸発器を通過し、このサイクルが繰り返されます。
ヒートポンプの種類
すべてのヒートポンプは他の冷蔵庫と同じ原理で動作しますが、実装に違いがあります。 使用するヒートキャリアの種類によって、ヒートポンプは次のように異なります。
次の資料は、自宅でヒートポンプを作るのに役立ちます。
各タイプの代替暖房のすべての機能を考慮に入れると、次のように結論付けることができます。 正しい計算巧みな設置により、天然資源を無駄にすることなく、ほとんど空気を抜いて優れた暖房オプションを得ることができます。
現代の「代替」という用語は、 ラテン (オルタナトゥス–その他）いくつかの可能性から選択する必要がある場合、またはこれらの考慮された可能性のそれぞれを示す必要がある場合。
暖房用エネルギー源
伝統的な方法
アパートや民家を暖房する従来の方法では、暖房システムを配置する必要があります。これには次のものが含まれます。
- 燃料燃焼のエネルギーまたはネットワーク電気のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱源。
- 熱エネルギーをエネルギー担体から熱担体に伝達し、その後の熱を熱消費点に分配するための熱交換器。
- 冷却剤の動きが自然な方法または強制的な方法で刺激される閉じたパイプライン回路。
- クーラントから部屋の環境に熱を分配する暖房装置。
下の図は構造を示しています 暖房システム熱源としてボイラーを使用し、ラジエーターと床暖房の形で熱消費ポイントを使用します。
民家の伝統的な暖房システムの構造 短所
ほとんどのタイプの暖房システムでは、暖房ボイラーが熱エネルギー源です。 彼らはガス、液体または 固形燃料燃料の燃焼熱を使用して冷却剤を加熱するため（いわゆるガス、液体燃料、固体燃料ボイラー）。
暖房ボイラーの熱交換器で冷却液を加熱するための別のオプションは、主電源のエネルギーを使用することです（電気暖房ボイラー）。
各タイプのボイラーと対応するエネルギーキャリアには、 ネガティブな機能そのアプリケーションの有効性に影響を与える：
- ボイラー ガス燃料ガスの入手可能性のために広まった。
暖房用のガスの使用に伴うマイナス要因は次のとおりです。
- ガスパイプラインへの接続の組織的および技術的な複雑さ。
- ガス加熱装置の操作に関する規則に違反した場合、または自分の手で不適切に設置した場合の発火または爆発の脅威。
- ガス資源の価格上昇。
- 電気ボイラーは、自分の手で設置および保守するのが最も簡単です。 最も重大な欠点は次のとおりです。
- 機器の揮発性-電源がオフになると、暖房システムへの熱の流れが停止します。
- 高い電気料金。
- 熱エネルギー源としての液体燃料ボイラーは、操作が非常に困難です。 ネガティブから、次の要因に注意してください。
石油ボイラー付き家庭用ボイラー室 - 固形燃料ボイラー石炭、泥炭、木材、またはペレットでは、燃料資源の安価さと運用中のエネルギーの独立性に感銘を受けますが、欠点があります。
- 自分の手でボイラー炉に燃料を入れた燃料はすぐに燃え尽きます。
- 燃料充填プロセスの自動化の欠如。
- ボイラーの運転を常に視覚的に監視する必要があります。
上記のすべての暖房システムには、2つの一般的な欠点があります。
- それらは再生不可能な熱エネルギー源で作動します-燃料は完全に燃焼され、回復の可能性はありません。
- 天然資源を燃やしたり、中央で供給された電力を使用したりする機器の運用には、消費されたエネルギー量とその供給のためのサービスプロバイダーに対する一定の支払いが伴います。
下の図は、 ガス暖房住宅。
LPGの配送先 民家 注意が必要なニュアンス：
- 再生不可能な有機資源を燃やすことによるこのような便利で親しみやすい民家の暖房は、私たち自身のポケットからのお金のための天然燃料の埋蔵量の壊滅的な減少につながります！ 当然のことながら、化石燃料の価格は絶えず上昇します。
- 燃料の燃焼には排出物が伴う 二酸化炭素樹脂や煤の沈殿を伴う揮発性の有毒燃焼生成物。
- 有機燃料の各消費者は、追加の施設を装備することを余儀なくされています。
- 燃料貯蔵用;
- 燃焼生成物を大気中に放出することによるその燃焼のため。
代替暖房コンセプト
代替の家庭用暖房オプションを検討するときは、コンセプト自体を決定する必要があります。
民家の代替熱源には、基本的に2つあります 他の種類装置：
- 自己設置型の電気または ガスボイラー。 何らかの理由で、ガスまたは電気で稼働するボイラーは、建物全体の暖房システムに完全な熱を提供しません。
主な暖房電力はボイラーによって供給され、ピーク負荷時またはオフシーズン中は、代替電源がボイラーの運転をサポートします。 この場合、代替の暖房は、例えば、日曜大工のペレットボイラー、または廃棄物燃焼ユニット、さらには赤外線ヒーターになります。
- ガス、電気、またはその他の従来のエネルギー源でボイラーを完全に置き換えるデバイス。 それらの熱出力は、家に代替暖房を提供するのに十分です。
最も一般的な 代替案ガスや他の化石燃料を燃やさずに住宅を暖房することは、天然資源のエネルギーを使用する技術です-地球の腸からの熱、間欠泉、日光と気候プロセス-風、海の潮。
ソーラーパネルを備えた家 現代の暖房方法
家を暖房するための代替熱源としての天然資源と現象のエネルギーの使用に関するプロジェクトの実際の実施は、最も広く影響を及ぼします。
- エネルギー 日光（太陽熱システム）;
- 風力エネルギー（風力エネルギー）;
- 暖かい地球内部のエネルギー（地熱ポンプ）。
2つのオプションをマークする 実用化民家の代替暖房の必要性のための自然エネルギー：
- 自然現象のエネルギーを電気エネルギーに変換し、それを使用して 自律暖房つまり、それ自体の内部電源から家を暖房します。
- 暖房システムの作動クーラントの直接加熱。
太陽系
自分の手で太陽熱暖房システムを配置する場合、太陽放射の両方のオプションが使用されます。
- ソーラーパネルを使用して太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換します。
太陽電池は、電気を生成するために1つの共通モジュールに結合された半導体光電子コンバーターのグループと呼ばれるのが通例です。 いくつかのソーラーモジュールは、民家に一定量の電気を供給するための回路を作成します。
各ソーラーモジュールの電力は50〜300ワットです。 下の図は、建物の代替自律暖房にソーラーパネルを使用する原理を示しています。
ソーラーパネルを使用して家を暖房するスキーム 太陽系の動作原理：
- ソーラーモジュールから、変換された光束がバッテリーパックに入ります。
- バッテリーは直流を生成し、それがインバーターに送られます。
- インバーターでは、直流が交流に変換され、暖房システムの発熱体を加熱するために使用されます。
ソーラーパネルは電気しか生成できません。 それらは熱エネルギーを生成せず、変形せず、蓄積しません。 入射する太陽フラックスの強度が重要であるため、凍るような日でも正の周囲温度でも同じように効果的に機能します。
- 使用法 太陽集熱器直接給湯用。
民間住宅建設では、ソーラーパネルの設置よりも、代替暖房用のソーラーコレクターの自作設置の方が一般的です。 コレクターは太陽を変換します 光の流れ発電をバイパスして、直接熱エネルギーに変換します。
暖房用の日曜大工コレクターにはさまざまなデザインがあり、次の2つのタイプに分けることができます。
- 吸収体で構成される平板コレクター-吸収する要素 太陽の光（最も単純なケースでは、 金属板または黒いシート）配管システムに接続されています。
- ガラス管から組み立てられたパイプコレクターで、その中に鋼製の吸収体が挿入されています。
下の図は、冷却剤を加熱するために吸収体に配置された銅管で太陽集熱器を作るための日曜大工のオプションの1つを示しています。
最小の結晶化しきい値を持つ冷却剤がチューブにポンプで送られます。 ロシア中部では、60％の使用が推奨されています 水溶液結晶化開始温度が-390℃のプロピレングリコール。
銅管太陽集熱器 どちらのタイプのコレクターシステムも、家の屋根の傾斜部分に取り付けられています。 下の図は、コレクターを使用して建物を加熱する原理を示しています。
太陽集熱器で加熱されたクーラント（赤い線）は、蓄熱器として機能するバッファータンクに入り、 自動化システム暖房および温水回路の温度を維持します。
曇りの日に入熱が不足している場合、バッファータンク内の水は、別の利用可能な熱源、たとえば、暖房システムの主な熱源であるガスボイラーからの水によって加熱されます。
自動化のおかげで、暖房システムの温度は常に監視されています。 夜、領収書なし 太陽熱快適な温度レベルを維持するために発熱体を接続することによって補償されます。
太陽集熱器からの暖房システムの動作原理 家庭用風力
運動エネルギーの使用 気流民家を暖房する必要があるため、2つの方向で実行されます。
- 特殊な風力発電機のローターを回転させることにより、風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換します。
発電した電気は 充電式電池そして、必要に応じて、インバーター（太陽熱暖房技術と同様）を介して、暖房システムの水を加熱するために使用されます。 穏やかな天候では、暖房装置は一般的な電気ネットワークに接続されます。
- 風力タービンの回転ローターのエネルギーを熱エネルギーに変換して、VTG渦熱発生器を使用して冷却液を直接加熱します。
民間住宅建設の主な方法は、風車、発電機、バッテリーからなる装置の製造と設置であり、 自分の電気。 デザインは、そのシンプルさと自己組織化の可能性に魅了されています。
風力発電機は、次の指標に従って互いに異なります。
- 回転軸の位置-垂直または水平;
- プロペラブレードの数;
- スクリューピッチ。
下の図は、水平回転軸を備えた風力タービンを備えた家を示しています。
民家の電力供給用風力タービン 地熱（ヒート）ポンプ
地球内部の地熱エネルギーを利用できる装置により、民家の所有者は、家を暖房する際にガスやその他の種類の燃料を大幅に節約できます。 熱エネルギーは、ヒートポンプと呼ばれる装置を使用して、地球の深さから直接、または貯留層の底から抽出されます。
ヒートポンプの動作原理は、 冷凍プラントフレオンの使用：
- 液体フレオンが貯水池または掘削された井戸のかなりの深さでパイプを通過すると、冬でも正の温度が維持され、フレオンは蒸発し始め、ガス状になります。
- フレオンの気相が上昇してコンプレッサーに入り、コンプレッサーが強く圧縮します。
- ガスが限られた量で圧縮されると、80℃まで加熱されます。
- フレオンは熱交換器で冷却されます。
- スロットルチャンバーでは、温度と圧力の低下により、フレオンは再び液体に変わります。
- サイクルが繰り返されます。
ヒートポンプはエネルギーに依存するユニットですが、デバイスの動作に必要な電力消費量は、冷却剤の直接電気加熱に必要な電力消費量よりも不釣り合いに少なくなります。
地熱装置を備えた暖房システムの冷却液の温度は50度を超えません。これは、 ラジエーター暖房、ただし「暖かい床」の場合-十分です。
ヒートポンプは、フレオンがガス状になるまで加熱する技術が構造的に異なります。 「低レベルの熱」の発生源に応じて、以下を放出します。
- 地表貯留層または地下地下水から熱を得るための水設備。
- 土製で、地面から熱を「奪う」。
- 空気。
地熱装置を分類するときは、暖房システム内の冷却剤の種類（水または空気）も考慮されます。 したがって、デバイスには、「土壌-水」、「土壌-空気」、「水-水」などの名称が付けられます。
暖房についてのビデオ
整理する方法 経済的な暖房自宅で自分の手で、以下のビデオで説明されています。
代替暖房に切り替える論理は、ガスの購入や電気代の支払いにかかる費用を節約することだけではありません。
もちろん、再生不可能なエネルギー価格は高騰しています。 しかし、「油を燃やすのは紙幣でストーブを加熱するのと同じです」と言ったD.メンデレーエフの言葉を思い出せないのはどうしてですか。
控えめな部屋を暖めるために数トンの石炭や数十立方メートルの木材を燃やすのは無理であり、同時に周囲の生態系の純度に取り返しのつかないダメージを与えます。
多くの国では、個々の住宅用建物の代替タイプの暖房とエネルギー供給が需要に優れています 伝統的な方法暖房。 暖房機器市場は革新的な代替暖房機器で満たされ、その範囲は絶えず拡大しています。
空気から水へのヒートポンプ と接触している
ガスと電気のコストが絶えず上昇しているため、多くのユーザーが注意を払い始めました 環境に優しく経済的建物の暖房システムのメンテナンス。
それらの中で最も人気があるのは 地熱システム、風車、バイオ燃料、ソーラーシステム。 家を暖房する別の方法は、最初は高額ですが、すぐにお金を払うことができます。
代替熱源とは何ですか？
システムの主なタスクは 再生可能エネルギー源からエネルギーを得る。ほとんどの代替デバイスは、任意の領域で熱を発生させるために使用できます。 使いやすさと最小要件。
民家用ソーラーシステムの特徴
ソーラーコレクター暖房に使用できます アパートの建物や民家。ソーラーシステムは、消費者の個人的なニーズのために水を加熱するためにもよく使用されます。 ソーラーシステムは さまざまなモードそして、選択した機器に応じて、エネルギー生成を提供します 通年または特定の季節。
パネルとマニホールド 特殊な吸収コーティングにより、クーラントを加熱しますインスタレーション内。 液体は特別な貯水池に供給され、そこから家の暖房システムまたは お湯.
ソーラーパネルはプレート間で冷却剤を通過させ、 管状システム外側と内側のバルブ間の真空により、液体の温度が上昇します。 紫外線の影響下で、吸収層は液体と相互作用し始め、液体を加熱することができます 90度まで。
太陽集熱器は、加熱回路に直接供給される冷却剤の加熱源です。 太陽エネルギーを使うには 膨張タンクとポンプが必要です、到達すると設備から水を汲み上げます 設定温度.
プロヘリオシステム：
- 管状コレクター インストールが簡単。
- ソーラーパネルは違います 低コストと高性能暖かい季節に。
- 機器はでの使用に適しています さまざまな気候帯。
注意！太陽集熱器とバッテリーの主な欠点は、 高コストと脆弱性。
風力発電機の配線図
インストールは ブレード付きのデバイス、その回転中に 電流が発生します。 風車はすることができます 異なるサイズ目的と地形の特徴に応じて、フォームを作成します。
職場で 風力発電機アキュムレータは充電され、その後、建物を暖房するためにコンバータを介してエネルギーを供給します。 インストールには 水平方向と垂直方向の2種類の回転軸。
写真1.風力発電機をコントローラーを介して主電源に接続し、家電製品に接続するスキーム。
装置 と 水平マウント ブレードは、年間平均風速が発生する地域で機能するように設計されています 5m/s以上。
風車 縦軸付き回転、彼らのおかげで コンパクトサイズ、個人の家での使用に最適です。 この場合、必要な年間平均風速は次のようになります。 毎秒3メートル以上。
発電機の利点の中に注目することができます 環境への配慮、人間工学、再生可能エネルギー源。 風車の欠点はそれらを含みます 不安定性、低効率、高コスト。
地熱タイプの暖房-信頼性と耐久性？
ヒートポンプ代表する 熱媒体を備えた2つの回路特別な機器に接続されています。 回路の1つは地下にあり、もう1つはそれが加熱する建物内にあります。 地熱暖房システム 地球の腸から抽出された熱を使用します。 機器が設置されている場所では、年間平均周囲温度は 8-10度。
外部回路にある液体は、地面または水から加熱されてポンプに供給され、その後、デバイスは物質を冷却して 負の温度、および放出された熱はにリダイレクトされます 内部暖房システム。地熱機器は、低温機器を使用したスペースヒーターの優れたオプションになります。
写真2.地面の氷点下に水平に配置された暖房本管の敷設。
熱システム3つの方法でインストール:
- 水平。
- 垂直。
- 水中。
プラスに地熱加熱は無尽蔵に起因する可能性があります 天然資源、大気中への有害物質の排出がなく、システム効率が高い。 短所機器は内部回路のクーラント温度が低い（ 35〜60度以内）、インストールの高コスト。
また、次のことに興味があります。
バイオ燃料が救助に来るとき
バイオ燃料は 動物性または植物性物質に由来する物質、有機廃棄物産業、人間活動の結果。 バイオ燃料にはさまざまな形態がありますが、最も一般的な選択肢は次のとおりです。 ペレットまた 練炭.
バイオ燃料による家庭暖房用 ボイラーを設置する必要があります、代替エネルギー源と互換性があります。
燃焼すると、物質は熱を放出します。これにより、加熱システム内の液体が加熱され、 希望の温度.
主な利点このタイプの 代替エネルギーそれを提唱する 可動性。 建物の暖房にバイオ燃料を使用する過程で、 有害物質雰囲気の中で。 主な欠点原材料は 広い領域の使用この燃料を生産できる作物の播種用。
自分の手で代替暖房を設置することは可能ですか？
ほとんどのシステム インストールが難しいインストールプロセスに必要なため、個別に 特別なツールとスキル。
風力タービンの接続図 個別に選択されます手元のタスクに応じて。 風力タービンはコントローラーに接続されています、バッテリーを充電し、インバーターに電気を転送します。 この設計は、民家に電気を供給するために完全に使用できます。
ヒートポンプほとんどの場合インストールされます 垂直方向。 機器を設置するには、 50メートル以上の深さまで井戸を掘削します。回路のサイズは、ヒートポンプの出力によって異なります。 時々 全長井戸は達する 200メートル。外部回路はポンプに接続されており、ポンプはそれらから熱を取り、それを住宅暖房システムに転送します。 低温装置は加熱された冷却剤を受け取り、建物を加熱します。
バイオ燃料ボイラーあらかじめ用意されたスクリードに取り付けられ、その厚さは 少なくとも7cm。ほとんどの場合 効果的な仕事暖房システムが接続されています バッファタンク、水タンクを表します。
デバイスの容量は、ボイラーの電力に応じて計算されます。 もし 暖房設備揮発性である場合は、それに電力を確実に供給する必要があります。
バイオ燃料ボイラーに設置されている煙突には、 凝縮液コレクターと直径を持っています 少なくとも18センチ。 煙突の高さは通常4メートル以上です。 背圧とサイフォン排水から暖房システムを保護するために、それらはそれに取り付けられています 逆止め弁、一般水道のパイプにあります。 流体調整と温度制御は、バランスバルブとミキシングバルブを使用して実行されます。
一般的な幸福の成長に伴い、ますます多くの同胞が個人の家の所有権の魅力を発見しています。 平均コストで 良い家都市のアパートの費用に匹敵します-誰からも離れて住むことがどれほど良いか、 新鮮な空気！ 平和で静かで、隣人やフーリガンを飲むことはなく、窓の外で沈黙し、優雅さを感じます。
民家への引っ越しを計画するときは、以前は住宅会社の肩にかかっていたすべての責任があなたのものになることを理解する必要があります。
同時に、家に引っ越した、またはそのような引っ越しを計画し始めたばかりの多くの人は、以前は一般的な住宅サービスによって行われていたすべての仕事が今では完全に住宅所有者の肩にかかっているという事実に直面しています。
これには清掃が含まれます 隣接する領土屋根の手入れ、ファサードの改修、そしてもちろん暖房-それなしでは想像することは不可能です 快適なコンディション私たちの厳しい気候に住んでいます。
ガスボイラーや固形燃料ボイラーを使って家を暖房する方法を知っている人はたくさんいますが、ヨーロッパの建設でますます人気が高まっている民家の代替暖房のような方向性を誰もが聞いたことはありません。
代替家庭暖房は、暖房のための代替熱エネルギー源、または熱に変換されて代替方法で得られる電気エネルギーの使用を意味する用語です。 もう少しお話ししたいのは、これらのシステムについてです。
ジオコレクターシステム
このようなシステムは、民家での暖房の真の代替手段とは言えませんが、すでに成功裏に立ち上げられ、多くの家庭で機能しています。 このようなシステムにとって重要なのは、1年あたりの晴れた日数です。 これにより、アプリケーションの範囲が大幅に制限されます。
ジオコレクター暖房システムは、そのようなデバイスの動作が完全に太陽光に依存しているため、すべての人に適しているわけではありません。
ジオコレクターは間違いなく代替暖房です。 システムは次のように機能します。
- コレクターは家の屋根に直接配置されており、チューブやフラスコに囲まれたシステムのように見えます 特殊コーティング、その目的は、太陽から放射される熱エネルギーを収集して保持することです。 それらは共通のタンクに閉じられており、そこから冷却剤がパイプを通って家に移動します。
- さらに、このようなシステムには、曇りの日にスイッチがオンになるポンプや発熱体を装備することもできます。
とりわけ、そのようなネットワークには、晴れた日にはポテンシャルを蓄積し、夜にはそれを放出する熱エネルギーのアキュムレータが含まれます。 一般的に、彼らは家の中でかなり快適な滞在を提供することができます、私たちが南部地域について話しているならば、彼らはより厳しい気候には効果がありません。
風車の使用
ここでは、家全体の代替暖房についてではなく、暖房用の代替エネルギー源について話す方が適切です。 風力発電機はすでにかなり普及しており、追加の導入は必要ありません。すべてが非常にシンプルです。
ダイナモはサポートに取り付けられ、それを動かす特別なノズルが装備されています。 ノズルにはいくつかのブレードがあり、そのサイズと数によって風車の感度が決まります。 風見鶏のように軸を中心に回転し、風に追随し、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電圧を発生させます。 その後、エネルギーはバッテリーに転送されます さらなるアプリケーション家庭用。
それは、とりわけ、電気暖房ボイラーの操作に役立ち、家の中で暖房を提供することができます。 これはすでに民家での暖房の本当の代替手段です。 風力エネルギーの使用は数世紀以上前から知られており、ここに革命的なものはありません-この方法は長い間知られており、テストされており、その信頼性に疑いの余地はありませんが、これが代替家庭暖房の唯一の実際に機能する方法ではありません。
ヒートポンプ
これは、本当に提供する複雑で現代的なエンジニアリングコンプレックスです 効率的な暖房で 最小コスト運用期間中。 そのようなシステムの重大な欠点は、その設置の紛れもない高コストだけです。 それにもかかわらず、多くの人がこれらの費用を負担します-結局のところ、彼らは時間の経過とともに何度も完済します。 誰にも頼らず、毎月暖房にお金をかけないで、それでも暖かくするのは、なんて素晴らしいことでしょう。
操作の原理はシンプルで独創的です。 ヒートポンプは、常に加熱されたままの土壌の深層から熱エネルギーを汲み上げ、それを構造全体に伝達します。 これは、地下深くに埋められたパイプの単純なシステムです。 厳密には物理法則に従って、加熱されたクーラントは上昇する傾向がありますが、冷却しながら戻り、サイクルが閉じます。
さらに、夏の暑さの中で、システムは家を冷やすのに役立ちます。 覚えておくべき主なことは、その正しい動作のためには、電気を意味するポンプが必要であるということです。 電気なし-暖房なし。 したがって、少なくとも発電機を用意する価値があります。これは、ライトがオフにならないことを完全に確信することはできず、それによって熱がパイプから出るためです。
このようなシステムの運用におけるもう1つの重要なポイントは、システムの効率を高める特別な不凍液の使用です。 節約は非常に具体的です。
赤外線システム
代替家庭用暖房の実際に機能するオプションの1つは、PLEN（フィルム）として知られる赤外線システムです。 電気ヒーター）。 それらは、発熱体を含むいくつかの圧縮層からなる薄膜のように見えます。 赤外線スペクトルの熱エネルギーを放出し、通常は部屋の床の下に取り付けられます。
設置とメンテナンスが簡単で、消費電力が少なく、システムの目に見える部分がないため、今日では非常に人気があります。 床から天井まで暖房が行き、空気が乾かず、腰以上の高さで最も快適な温度になります。
制御は電子レオスタットによって提供されます。 システムは、裏打ちされた下張り床に取り付けられています 特殊素材-アイソロンは、片面にホイルが塗布され、部屋に熱を反射する建築用フォームです。
インストールは独立して行うことができ、複雑なことは何もありません。 組み立ての最後に、システムの操作性がチェックされ、高密度のポリエチレンで覆われます。 これらの作業が完了すると、床はラミネートまたはリノリウムで裏打ちされます。
このようなソリューションは、個別に補足することができます 赤外線ヒーター窓やドアの近くの混雑した場所に設置され、部屋の追加の断熱機能を実行します。
結論
この記事では、現在市場で入手可能なものを分析しました 別の方法家庭用暖房。 それを忘れないでください クラシックバージョンボイラーを使用した加熱、 膨張タンクパイプとバルブのシステムは、かなりのエネルギーコストにもかかわらず、最も 優先オプション過酷な気候のために。 そして、記事で説明されているすべての方法は、 基本システム暖房、しかしそれらの独立した使用は建物の熱供給の問題を危険にさらす可能性があります 冬期。 だから、何であれ、古典で自分自身に保険をかけることを忘れないでください 現代のシステムあなたに市場を提供しませんでした。
民家の所有者にとっては、光熱費を大幅に削減するか、熱、電気、ガスのプロバイダーのサービスをまったく使用しない機会があります。 あなたはかなりの経済を提供することさえできます、そしてあなたが望むなら、あなたは余剰を売ることができます。 これは本物であり、すでにそれを行っている人もいます。 このために、代替エネルギー源が使用されます。
どこで、どのような形でエネルギーを得ることができますか
実際、エネルギーは、何らかの形で、自然界のほぼすべての場所にあります。太陽、風、水、地球など、どこにでもエネルギーがあります。 主なタスクはそこからそれを抽出することです。 人類はこれを100年以上行っており、良い結果を達成しています。 今日、代替エネルギー源は家に熱、電気、ガス、 温水。 と 代替エネルギースーパースキルやスーパー知識は必要ありません。 あなた自身の手であなたの家のためにすべてをすることができます。 だから何ができるか：
すべての代替エネルギー源は人間のニーズを完全に満たすことができますが、これには多すぎる投資や広すぎる領域が必要です。 したがって、 合流式下水：代替エネルギー源からエネルギーを受け取り、不足している場合は、集中型ネットワークから「入手」します。
太陽エネルギーの使用
家庭用の最も強力な代替エネルギー源の1つは、太陽放射です。 太陽エネルギーを変換するための設備には2つのタイプがあります。
設置が南部でのみ、夏にのみ機能するとは思わないでください。 彼らは冬にもうまく機能します。 降雪のある晴天時には、エネルギー生産量は夏よりわずかに少なくなります。 お住まいの地域の場合 たくさんの晴れた日には、このテクノロジーを使用できます。
ソーラーパネル
ソーラーパネルは、太陽光の影響下で電子を放出する鉱物に基づいて作られた太陽光発電コンバーターから組み立てられます-それらは電流を生成します。 個人使用の場合、シリコンフォトコンバーターが使用されます。 それらの構造では、それらは単結晶（1つの結晶から作られる）および多結晶（多くの結晶）です。 単結晶は、より高い効率（品質に応じて13〜25％）とより長い耐用年数を持ちますが、より高価です。 多結晶のものは、発電量が少なく（9〜15％）、故障が早くなりますが、価格は低くなります。
これは多結晶光変換器です。 あなたはそれらを注意深く扱う必要があります-それらは非常に壊れやすいです（単結晶でもありますが、同じ程度ではありません）
組み立て 太陽電池自分の手で簡単に。 まず、一定量のシリコンフォトセルを購入する必要があります（量は必要な電力によって異なります）。 ほとんどの場合、Aliexpressなどの中国の取引プラットフォームで購入されます。 次に、手順は簡単です。
なぜのための基質についてのいくつかの言葉 ソーラーパネル（電池）はで塗装する必要があります 白色。 シリコンウェーハの動作温度範囲は-40°Cから+50°Cです。 より高いまたはより高い操作 低温要素の急速な故障につながります。 屋上では、夏の屋内では、気温が+50°Cよりはるかに高くなる可能性があります。 シリコンが過熱しないように、白が必要なのはそのためです。
ソーラーコレクター
太陽集熱器は水や空気を加熱することができます。 太陽によって加熱された水をどこに向けるか-給湯栓または暖房システムに-あなたが選択します。 暖房のみが低温になります-床暖房の場合、必要なもの。 しかし、家の中の温度が天候に依存しないようにするには、システムを冗長にして、必要に応じて別の熱源を接続するか、ボイラーを別のエネルギー源に切り替える必要があります。
太陽集熱器には、フラット、チューブラー、エアの3種類があります。 最も一般的なのは管状ですが、他にも存在権があります。
平らなプラスチック
黒と透明の2つのパネルが1つのボディに結合されています。 それらの間に蛇の形をした銅のパイプラインがあります。 太陽から、下の暗いパネルが熱くなります。 銅はそれから、そしてそれから-迷路を通過する水-から加熱されます。 代替エネルギー源を使用するこの方法は最も効率的ではありませんが、実装が非常に簡単であるため魅力的です。 したがって、で水を加熱することができます。 その供給をループする必要があるだけです（を使用して 循環ポンプ）。 同様に、容器内の水を加熱したり、使用したりすることができます 家庭のニーズ。 このような設置の欠点は、効率と生産性が低いことです。 大量の水を加熱するには、多くの時間または多数の平板コレクターが必要です。
管状コレクター
これらは、水が流れるガラス管（真空または同軸）です。 特別なシステムにより、熱管内を最大限に集中させることができ、熱管を流れる水に伝達されます。
システムには、水が加熱される貯蔵タンクが必要です。 システム内の水の循環はポンプによって提供されます。 このようなシステムは自分で作ることはできません。自分の手でガラス管を作るのは問題があり、これが主な欠点です。 価格が高いことと相まって、このエネルギー源が家庭に広く採用されるのを妨げています。 また、システム自体は非常に効率的であり、給湯用の温水に対応し、暖房に適切な貢献をします。
代替エネルギー源からの暖房と給湯を組織化するスキーム-太陽集熱器を使用
エアコレクター
私たちの国では、それらは非常にまれで無駄です。 シンプルで手作業で簡単に作れます。 唯一の欠点は、広い領域が必要なことです。それらは南（東、南東）の壁全体を占める可能性があります。 このシステムは、平板コレクターと非常によく似ています。黒い下部パネル、透明な上部パネルですが、空気を直接加熱し、（ファンによって）強制されます。 当然部屋に向かっています。 一見軽薄に見えますが、このようにして、日中、技術室やユーティリティ室を含む小さな部屋を暖めることができます：、コテージ、生き物のための小屋。
太陽のような代替エネルギー源は私たちにその熱を与えますが、そのほとんどは「どこにも行きません」。 そのごく一部をキャッチして個人的なニーズに使用することは、これらすべてのデバイスが解決するタスクです。
風力タービン
代替ソースエネルギーの良いところは、ほとんどが再生可能であるということです。 おそらく、最も永遠なのは風です。 大気と太陽がある限り、風もあります。 たぶん、短期間は空気が止まるでしょうが、長くはありません。 私たちの祖先は製粉所で風力エネルギーを使用し、現代人はそれを電気に変換します。 これに必要なものはすべて：
- 風の強い場所に設置された塔。
- ブレードが取り付けられた発電機。
- 蓄電池と電流分配システム。
塔は、あらゆる材料から、あらゆるもので建てられています。 蓄電池は電池であり、ここでは何も想像できませんが、どこに電力を供給するかはあなたの選択です。 発電機を作るだけです。 既製のものを購入することもできますが、家電製品のエンジンから作ることはかなり可能です- 洗濯機、ドライバーなど。 ネオジム磁石とエポキシ樹脂、旋盤が必要になります。
モーターローターには、磁石を取り付ける場所を示しています。 それらは互いに等距離にある必要があります。 選択したモーターのローターを研削し、「 座席"。 磁石の表面が傾くように、くぼみの底はわずかに傾斜している必要があります。 磁石は液体の釘の刻まれた場所に接着され、注がれます エポキシ樹脂。 表面そして サンドペーパー滑らかになりました。 次に、電流を除去するブラシを取り付ける必要があります。 これで、風力発電機を組み立てて稼働させることができます。
このような設置は非常に効果的ですが、その力は多くの要因に依存します：風の強さ、発電機の製造の程度、ブラシによる電位差の除去の効果、信頼性 電気的接続等
家庭用ヒートポンプ
ヒートポンプは、利用可能なすべての代替エネルギー源を使用します。 それらは水、空気、土壌から熱を奪います。 少量では、この熱は冬でもそこにあるので、ヒートポンプはそれを集めて家の暖房に向け直します。
ヒートポンプは、代替エネルギー源、つまり地球、水、空気の熱も使用します
動作原理
なぜヒートポンプはとても魅力的ですか？ ポンピングに1kWのエネルギーを費やしたという事実は、最悪の場合、1.5 kWの熱を受け取り、最も成功した実装では最大4〜6kWを与えることができます。 そして、これはエネルギー保存の法則と決して矛盾しません。なぜなら、エネルギーは熱を得るのではなく、それを汲み上げるのに使われるからです。 したがって、矛盾はありません。
ヒートポンプには3つの動作回路があります。2つは外部で、それらは内部にあり、蒸発器、圧縮機、凝縮器もあります。 スキームは次のように機能します。
- クーラントは一次回路を循環し、低電位源から熱を奪います。 水中に降ろしたり、地面に埋めたり、空気から熱を奪ったりすることができます。 最も 熱この回路で達成される、は約6°Cです。
- の 内側のループ沸点が非常に低い（通常は0°C）熱媒体が循環します。 加熱されると、冷媒は蒸発し、蒸気はコンプレッサーに入り、そこで圧縮されて 高圧。 圧縮中、熱が放出され、冷媒蒸気は平均温度+ 35°C〜+65°Cに加熱されます。
- 凝縮器では、熱は3番目の加熱回路から冷却液に伝達されます。 冷却蒸気は凝縮され、さらに蒸発器に入ります。 そして、このサイクルが繰り返されます。
暖房回路は暖かい床の形で行うのが最適です。 これには温度が最適です。 ラジエーターシステムも必要になります 大きな数醜くて不採算なセクション。
代替の熱エネルギー源：どこでどのように熱を得るか
しかし、最大の難しさは、熱を集める最初の外部回路のデバイスです。 熱源は低ポテンシャルであるため（底部の熱はほとんどありません）、それを収集するために 足りる広いエリアが必要です。 輪郭には次の4つのタイプがあります。
- 冷却剤を使用して水道管に配置されたリング。 水域は、川、池、湖など、何でもかまいません。 主な条件は、最も厳しい霜でも凍結してはならないということです。 川から熱を送り出すポンプはより効率的に機能し、停滞した水に伝達される熱ははるかに少なくなります。 このような熱源は、実装するのが最も簡単です-パイプを投げ、負荷を結びます。 偶発的な損傷の可能性は高いだけです。
- 氷点下にパイプが埋設されている熱場。 この場合、欠点は1つだけです。それは、大量の土工です。 広い範囲で、さらにはしっかりとした深さまで土壌を除去する必要があります。
- 地熱温度の使用。 深さの深い多数の坑井が掘削され、冷却材回路がそれらの中に下げられます。 このオプションの良いところは、必要なスペースが少ないことですが、どこでも深いところまで掘削できるわけではなく、掘削サービスには多くの費用がかかります。 それは可能ですが、それでも作業は簡単ではありません。
- 空気からの熱の抽出。 これは、暖房の可能性があるエアコンがどのように機能するかです-彼らは「船外」の空気から熱を奪います。 でもで 氷点下の気温このようなユニットは機能しますが、それほど「深い」マイナスではなく、-15°Cまでです。 作業をより集中的にするために、あなたはからの熱を使うことができます 換気塔。 そこにクーラントを入れたスリングをいくつか投げ、そこから熱を送ります。
ヒートポンプの主な欠点は、ポンプ自体の価格が高いことであり、集熱フィールドの設置は安くはありません。 この場合、自分でポンプを作り、自分の手で輪郭を描くことでお金を節約できますが、それでもかなりの量が残ります。 利点は、加熱が安価であり、システムが長時間動作することです。
収入への無駄：
すべての代替エネルギー源は自然起源ですが、 二重のメリットバイオガスプラントからのみ可能です。 彼らは動物や家禽の廃棄物をリサイクルします。 その結果、一定量のガスが得られ、精製および乾燥後、 意図された目的。 残りの処理済み廃棄物は、収穫量を増やすためにフィールドで販売または使用できます。非常に効果的で安全な肥料が得られます。
テクノロジーについて簡単に
発酵中にガスが発生し、糞尿中のバクテリアが関与しています。 家畜や家禽の排泄物はバイオガスの生産に適していますが、牛の糞尿が最適です。 それは「サワードウ」の残りの廃棄物にさえ加えられます-それは処理に必要なバクテリアを正確に含んでいます。
最適な条件を作成するには、それが必要です 嫌気性環境-発酵は酸素にアクセスせずに行う必要があります。 したがって、効果的なバイオリアクターは密閉容器です。 プロセスをより積極的に進めるためには、質量の定期的な混合が必要です。 で 産業プラントこのために、電気駆動の攪拌機が設置されています。自作のバイオガスプラントでは、これは通常です 機械装置-最も単純なスティックから、手の力で「機能する」メカニカルミキサーまで。
糞尿からのガスの形成に関与する細菌には、中温性と好熱性の2種類があります。 中温性は+30°Cから+40°Cの温度で活性があり、好熱性は+42°Cから+53°Cで活性があります。 好熱性細菌はより効率的に働きます。 で 理想的な条件 1リットルからのガス生産 使用可能面積ガスの4〜4.5リットルに達することができます。 しかし、設置で50°Cの温度を維持することは非常に困難で費用がかかりますが、費用はそれ自体で正当化されます。
デザインについて少し
最も単純なバイオガスプラントは、蓋とスターラーを備えたバレルです。 蓋には、ガスがタンクに入るホースを接続するための出口があります。 そのような量からは多くのガスを得ることができませんが、1つまたは2つのガスバーナーには十分です。
より深刻な量は、地下または地上のバンカーから得ることができます。 地下のバンカーについて言えば、それは鉄筋コンクリートでできています。 壁は断熱層で地面から分離されており、コンテナ自体をいくつかのコンパートメントに分割することができます。このコンパートメントでは、時間のずれとともに処理が行われます。 中温性培養は通常このような条件下で機能するため、プロセス全体で12〜30日かかります（好熱性培養は3日で処理されます）。したがって、タイムシフトが望ましいです。
肥料はローディングホッパーから入り、反対側でアンロードハッチを作り、そこから処理された原材料が取り出されます。 バンカーはバイオミックスで完全に満たされていません-スペースの約15-20％は空いたままです-ガスはここに蓄積します。 それを排出するために、チューブが蓋に組み込まれ、その第2の端はウォーターシール（部分的に水で満たされた容器）に下げられます。 このようにして、ガスは乾燥されます-すでに精製されたガスは上部に集められ、別のチューブを使用して排出され、消費者にすでに窒息させることができます。
誰でも代替エネルギー源を使用できます。 アパートの所有者がこれを実装することはより困難ですが、民家では少なくともすべてのアイデアを実装することができます。 さえあります 実際の例トーゴ。 人々は彼らのニーズとかなりの経済を完全に提供します。