Fonti alternative di riscaldamento per una casa di campagna: uno sguardo comparato sugli ecosistemi

Una delle spese principali del bilancio familiare è il pagamento del riscaldamento pubblico o l'acquisto del combustibile per riscaldare la casa.Ogni proprietario ragionevole probabilmente pensa a modi reali ed efficaci per ridurre questi costi. Ma possono essere ridotti letteralmente al minimo utilizzando fonti energetiche alternative. Cosa sono e come si utilizzano? D'accordo, vale la pena scoprirlo.

Imparerai tutto su come organizzare il riscaldamento alternativo per una casa privata dall'articolo che abbiamo presentato. Con il nostro aiuto potrai decidere facilmente la soluzione più adatta a te. Una descrizione dettagliata dei principi di funzionamento dei sistemi di “energia verde” fornirà l'opportunità di decidere quale metodo tecnologico è meglio utilizzare per generare calore.

L'articolo descrive in dettaglio le tipologie di fonti energetiche gratuite e fornisce metodi per generare calore da utilizzare nella vita di tutti i giorni. Per aiutare gli artigiani domestici indipendenti e gli zelanti proprietari di tenute di campagna, sono incluse raccolte di foto, diagrammi e istruzioni video molto utili.

Pro e contro dell'energia alternativa

Le fonti di calore tradizionali, utilizzate per il riscaldamento da molti anni, possono essere abbandonate. Per quanto sorprendente possa sembrare, è abbastanza reale. Molti ardenti oppositori sostengono che è impossibile sostituire le risorse naturali con analoghi rispettosi dell'ambiente.

L'alternativa è l'energia del sole, la forza del vento, il calore nascosto nelle viscere della terra, gli scarti della produzione e dell'attività umana. Tali opzioni sono rilevanti nel mondo moderno, dato l'inquinamento generale dell'ambiente.

Fonti alternative possono fornire ad una casa di campagna elettricità ed energia termica

Un altro vantaggio significativo è il risparmio tangibile quando si utilizzano fonti ambientali di energia spontaneamente rinnovabile. A prima vista, sembra che questo sia irragionevolmente costoso ed è improbabile che ripaghi.

Avendo compreso più in dettaglio le caratteristiche di ciascun metodo, puoi vedere che l'eco-progetto ripaga in 4-7 anni, e quindi rimangono solo i costi attuali per mantenere in funzione i meccanismi utilizzati.

La possibilità di sostituire completamente il carburante convenzionale con uno alternativo è stata dimostrata da più di un esempio reale. I proprietari di case di tutto il mondo si stanno rivolgendo a opzioni di riscaldamento ecologiche. Nel nostro Paese, solo pochi decidono di cambiare radicalmente il loro solito carburante, che diventa ogni anno più costoso.

Il problema principale con l’utilizzo dell’ecocarburante sono gli investimenti significativi nella fase iniziale. Dopotutto, devi prima calcolare in dettaglio la quantità di energia richiesta per una particolare casa o cottage. Quindi scopri quale tipo di eco-risorse sono più vantaggiose in una particolare area.

Successivamente, è necessario elaborare un piano per l'ubicazione delle apparecchiature per la generazione di energia, acquistare tutto ciò di cui hai bisogno e installarlo.

Se tutti questi problemi vengono affrontati da specialisti pertinenti, il costo finale del riscaldamento ecologico sarà molto elevato. Per risparmiare puoi provare a farlo da solo.

Per fare questo, dovrai immergerti nel tema delle fonti energetiche alternative per rifiutarti di attirare aiuti esterni. In questo caso, il costo del progetto sarà molte volte più economico.

È la seconda opzione scelta da molti proprietari di case private. La loro pratica dimostra che diventare indipendenti dal punto di vista energetico è del tutto possibile. Puoi sostituire completamente o parzialmente il combustibile tradizionale: tutto dipende dalle dimensioni della famiglia, dalle capacità finanziarie nella fase iniziale e dall'opzione di riscaldamento scelta.

La portata dell’“energia verde” sarà dimostrata da una selezione di foto:

Tipologie di fonti rinnovabili per il riscaldamento

Per riscaldare una casa, puoi utilizzare con successo l'energia del vento, del sole e della terra. E anche i biocarburanti. Diamo uno sguardo più da vicino a come farlo esattamente e cosa è necessario per questo.

Visualizza n. 1: forza del vento

L'energia eolica può essere utilizzata con grande successo come fonte alternativa per il riscaldamento di una casa di campagna. Questa risorsa non può essere esaurita. Tende a rinnovarsi. Per sfruttare la forza del vento, avrai bisogno di un dispositivo speciale chiamato mulino a vento.

Il principio di utilizzo dell'energia eolica

Per convertire l’energia eolica in una fonte di riscaldamento alternativa, sarà necessario un generatore eolico. Sono verticali e orizzontali a seconda dell'asse di rotazione. Sono molti i produttori che offrono i loro modelli ai clienti.

Gli impianti eolici sono dotati di un asse di rotazione orizzontale e verticale. Maggiori prestazioni per l'orientamento orizzontale

Il costo dipende dal materiale, dalle dimensioni dell'impianto stesso e dalla potenza. Puoi anche costruire un generatore eolico da solo utilizzando i materiali disponibili.

Qualsiasi turbina eolica è costituita dai seguenti componenti:

• lame;
• alberi;
• banderuola per individuare la direzione del vento;
• Generatore;
• controllore;
• batterie;
• inverter

Il principio di funzionamento di un impianto eolico si basa sulla forza del vento che fa ruotare le pale della turbina eolica. Le pale attaccate all'albero sono alte sopra il suolo. Più alto è, maggiore è la prestazione. Quindi per rifornire una casa è sufficiente un'altezza di 25 m.

Le pale rotanti azionano il rotore del generatore. Inizia a produrre corrente alternata trifase, richiedendo ulteriori modifiche. Questa corrente fluisce al controller, dove viene convertita in corrente continua. Viene utilizzato per caricare le batterie.

Dopo aver attraversato le batterie, la corrente viene equalizzata e fornita all'inverter, dove viene convertita in corrente alternata monofase con una frequenza di 50 Hz e una tensione di 220 Volt. Ora può essere utilizzato per le necessità domestiche, in un sistema di riscaldamento elettrico.

Caratteristiche dell'ubicazione delle turbine eoliche

Le turbine eoliche sono in grado di funzionare in determinate condizioni. In primo luogo, un generatore eolico è una struttura piuttosto voluminosa che richiede un'area impressionante per il dispositivo. Un piccolo elettrodomestico non è in grado di soddisfare il fabbisogno energetico.

La sua altezza dovrebbe essere almeno 10 m superiore rispetto alle case circostanti, agli alberi e ad altri edifici, e le linee elettriche e altri oggetti dovrebbero trovarsi a 100 m dalla turbina eolica. Questo requisito non è sempre realizzabile: non tutti i proprietari di case private dispongono di appezzamenti personali di superficie sufficiente.

È meglio posizionare le turbine eoliche su una collina, lontano da alberi ed edifici, ad almeno 100 metri

In secondo luogo, è positivo quando l'area in questione ha un buon potenziale eolico: una zona montuosa o steppa. Per avviare il generatore sarà necessaria una velocità del vento di 2 m/s.

Molti modelli di impianti eolici destinati all’uso domestico sono in grado di coprire completamente il fabbisogno elettrico.

Pertanto, un mulino a vento da 1,5 kW può generare 100-200 kWh al mese, a seconda del periodo dell'anno. Se si aumenta l'altezza dell'albero, la produttività raddoppierà.

Ma ciò richiederà costi aggiuntivi per l'installazione e i materiali di consumo. La vita utile degli impianti eolici è in media di 20 anni.

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Ti invitiamo a familiarizzare con loro:

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Tipo n. 2: energia della Terra

Uno dei sistemi di riscaldamento alternativi è quello geotermico. Si basa sull'utilizzo dell'energia della Terra. Questo è il calore della terra, delle falde acquifere e dell'aria circostante, convertito dalle pompe di calore (HP). È importante che la temperatura del mezzo utilizzato dall'installazione sia superiore allo zero.

Progettazione e principio di funzionamento di una pompa di calore

Per far funzionare un sistema geotermico, è necessaria l’elettricità per trasferire il calore risultante. Una pompa di calore, utilizzando 1 kW, produce da 2 a 6 kW di calore.

Il principio principale di funzionamento di una pompa di calore è raccogliere il calore, convertirlo e trasferirlo ulteriormente al circuito di riscaldamento. Ciò è realizzato grazie al design del dispositivo stesso.

L'opzione più economica è installare una pompa di calore aria-aria. Se lo costruisci da solo, avrai bisogno di un investimento finanziario minimo

L'HP è costituito da 3 circuiti chiusi coinvolti nel processo di ottenimento del calore per il riscaldamento di una casa privata:

• esterno - progettato per raccogliere il calore dalle fonti. Lungo il circuito circola antigelo o soluzione salina;
• interno - riempito con refrigerante, spesso freon;
• circuito di riscaldamento riempito con liquido di raffreddamento.

Il freon che riempie il circuito interno viene riscaldato dal calore proveniente dal circuito esterno. Avendo un punto di ebollizione basso, si trasforma in gas nel primo scambiatore di calore: l'evaporatore.

Quindi entra nel compressore, dove viene compresso, a seguito del quale viene rilasciato molto calore e la temperatura del gas stesso aumenta molte volte, fino a 65 gradi.

Successivamente, il freon gassoso entra nel successivo scambiatore di calore, chiamato condensatore, dove lascia il suo calore. Il freon, dopo essersi separato dalla maggior parte del calore, entra sotto pressione nella valvola di sicurezza. Qui la pressione diminuisce bruscamente, il refrigerante si raffredda e, assumendo lo stato liquido, entra nuovamente nell'evaporatore.

Il calore lasciato dal freon nel condensatore riscalda il liquido circolante nell'impianto di riscaldamento domestico. Se questo sistema include il riscaldamento a pavimento, è possibile ottenere il riscaldamento più efficiente a costi minimi.

È facile realizzare la versione più semplice di una pompa di calore con le tue mani. Ciò richiederà pezzi praticamente spazzatura, attrezzature acquistate a buon mercato e, ovviamente, pazienza. Presentiamo lo schema di un sistema termico con apporto di energia termica in un pozzo sepolto nella dolomite.

Il design delle pompe di calore ha molto in comune. Componenti tradizionali: 1 - compressore; 2 - condensatore; 3 - evaporatore; 4 - TRV, cioè valvola termostatica

L'evaporatore dell'impianto considerato nell'esempio è collegato ad un pozzo che assorbe l'energia del suolo.

Le specifiche del progetto della pompa di calore per un sistema di riscaldamento a pavimento sono presentate nella galleria fotografica:

Fattibilità dell'utilizzo del TN

Pompe di calore: le pompe di calore che rimuovono il calore dall'ambiente sono disponibili in diversi tipi. Tutto dipende dal tipo di ambiente utilizzato come fonte di apporto di calore e dal tipo di liquido refrigerante utilizzato.

Di conseguenza, si distinguono i seguenti tipi di TN:

• aria-aria;
• acqua-aria;
• acqua-acqua;
• acqua sporca.

I primi due tipi di pompe vengono utilizzati nei sistemi di riscaldamento dell'aria, mentre i secondi due tipi vengono utilizzati nei sistemi con refrigerante liquido.

La versione verticale della pompa di calore è la più efficiente per ottenere energia dalla terra, ma è la più costosa

Il più redditizio dal punto di vista economico sarà l'uso del termico pompa acqua-acqua. Si consiglia di utilizzare questa opzione se vicino alla casa è presente un serbatoio antigelo in cui sono posati i tubi per l'aspirazione del calore.

La pompa di calore consente di ricevere 30 W di calore da 1 m di tubazione.A seconda della superficie dell'abitazione privata e del fabbisogno energetico, sarà necessario posare il numero appropriato di tubi.

Le pompe d’aria non sostituiranno il riscaldamento tradizionale nelle regioni con climi rigidi. Per quanto riguarda il calore prelevato dal suolo, si tratta di un progetto molto costoso. Utilizzano un dispositivo per il campo geotermico orizzontale, perforazione verticale e a grappolo.

Con l'opzione orizzontale è necessario realizzare un campo geotermico ad una profondità superiore al punto di congelamento. Si tratta di circa 1,5-2 m L'area di un tale campo è impressionante: da 200 m².

Gli HP sono in grado di sostituire il combustibile convenzionale nel sistema di riscaldamento, garantendo la completa indipendenza energetica di una casa di campagna

Per implementare un progetto verticale e cluster, sarà necessaria la perforazione a una profondità significativa utilizzando impianti di perforazione.

Questo è un servizio molto costoso. L'attrezzatura di questo tipo di pompa di calore è consigliabile per i proprietari di cottage che non pensano al costo del lavoro. Il riscaldamento che utilizza il calore delle viscere della terra può sostituire completamente il combustibile solido o il gas.

Il riscaldamento geotermico viene utilizzato al meglio insieme a un dispositivo “pavimento caldo” a base d’acqua. Ti consente di ottenere il risultato più ottimale.

Svantaggi significativi includono la lunga lunghezza della tubazione di raccolta del calore, i costosi lavori di scavo per installare il sistema e la necessità di una vasta area per sviluppare un campo geotermico.

Tipo n. 3: energia solare

L'energia solare emessa dalla lampada tutto l'anno può, anche in caso di forti gelate, diventare un metodo alternativo per riscaldare una casa di campagna. È importante imparare a montarlo correttamente e ad utilizzarlo nell'impianto di riscaldamento.

Per raccogliere e convertire l'energia solare vengono utilizzati pannelli solari con convertitori e collettori fotoelettrici, che sono un sistema di tubi riempiti di refrigerante.

Gli impianti solari hanno un'elevata efficienza. Molti proprietari prudenti dotano autonomamente le loro case di tali sistemi.

La differenza fondamentale tra questi convertitori è che le batterie generano corrente, che può essere utilizzata per il riscaldamento elettrico di una casa di campagna. I collettori vengono utilizzati negli impianti di riscaldamento dell'acqua e dell'aria. L'opzione più efficace è installare un sistema di riscaldamento a pavimento nei locali.

L'opinione che il sole non sia in grado di far fronte al riscaldamento di una casa è vera solo in caso di installazione errata e calcoli errati della quantità di energia e calore richiesti. Un impianto solare selezionato in modo ottimale è perfettamente in grado di fornire un riscaldamento autonomo.

Un'altra domanda è che ciò richiederà investimenti di denaro nell'acquisto di attrezzature, nella loro installazione e integrazione nel sistema di riscaldamento esistente.

Un sistema solare basato su convertitori fotovoltaici assorbe l'energia solare e le fotocellule al silicio la convertono immediatamente in corrente elettrica continua. 1 m² L'impianto è in grado di produrre 120 W.

Oltre ai pannelli che catturano la radiazione solare e la convertono, per l'impianto di riscaldamento solare è necessario installare un regolatore di carica, un convertitore DC-AC e prendersi cura della sicurezza: installare i fusibili.

Prima di decidere di installare impianti solari, è necessario comprenderne la struttura e il principio di funzionamento.

Il vantaggio dei pannelli è la possibilità di collegare batterie che immagazzinano l'energia in eccesso che può essere utilizzata di notte. Uno svantaggio significativo quando si utilizzano le batterie solari è che sono più efficaci nelle regioni meridionali. Nei climi rigidi non è economicamente fattibile installarli per utilizzarli come tipo principale di riscaldamento.

Gli impianti solari dotati di un sistema di tubi sono più adatti per le regioni con inverni freddi e temperature sotto lo zero.A seconda della struttura del pannello e dei materiali si distinguono collettori sottovuoto, collettori piani e concentratori.

I più costosi tra questi sono quelli con tubi a vuoto. Ma sono i più efficaci in qualsiasi periodo dell'anno e con qualsiasi condizione atmosferica, perché possono assorbire un ampio spettro di radiazioni solari. Un altro vantaggio è che i pannelli a vuoto funzionano con successo a temperature fino a -35 °C.

Puoi installare tu stesso i collettori solari, senza utilizzare i servizi di organizzazioni specializzate in questo. Questo tipo di lavoro richiederà un assistente, ma farà risparmiare al budget familiare.

Il principio di funzionamento del collettore è che cattura la radiazione solare, che viene convertita in calore nei tubi a vuoto. Viene quindi trasferito al liquido di raffreddamento, che lo consegna al serbatoio di scambio termico. Il liquido di raffreddamento entra quindi nell'impianto di riscaldamento.

Abbiamo esaminato in modo più dettagliato i migliori progetti per il riscaldamento solare a casa in il nostro altro articolo.

Tipo n. 4: carburante biologicamente pulito

Uno dei modi efficaci ed economici per riscaldare una casa di campagna è una caldaia che funziona con combustibile biologicamente pulito.

Questo tipo di riscaldamento alternativo utilizza per il suo funzionamento i rifiuti industriali: bucce di raccolto, trucioli di legno, segatura e altri sottoprodotti dell'industria della lavorazione del legno.

Esistono numerose caldaie funzionanti a pellet. È possibile automatizzare il processo di fornitura del carburante in modo che tutto avvenga senza la partecipazione del proprietario

Da vari rifiuti vengono prodotti piccoli granuli densi e compattati: pellet, che vengono bruciati nelle caldaie. Rispetto alla legna da ardere convenzionale, questo combustibile brucia più a lungo e produce più calore.

Anche i bricchetti grandi e densi sono realizzati con vari tipi di rifiuti vegetali.Tale combustibile compresso consente di ottenere 2-4 volte più energia termica. Il suo potere calorifico è fino a 5,0 kWh/kg.

I pellet, a differenza delle bricchette, hanno dimensioni notevolmente inferiori. Sono utilizzati in un sistema di riscaldamento automatizzato. Le bricchette sono più efficienti, ma sono di dimensioni maggiori.

Il biogas può essere utilizzato per una caldaia a gas. È facile da ottenere attraverso il processo di decomposizione dei rifiuti organici. Per fare ciò, dovrai costruire un serbatoio sufficientemente grande, collocarvi i rifiuti e prevedere un'installazione per la loro miscelazione.

Sotto l'influenza dell'aria e dei batteri, si verificherà il processo di decomposizione e rilascio di gas. È necessario installare una tubazione per lo scarico del materiale di scarto. Inoltre, per raccogliere il gas in appositi serbatoi, depurarlo e immetterlo nell'impianto di riscaldamento, è necessario utilizzare appositi dispositivi.

Un metodo di riscaldamento ecologico che utilizza una fonte di calore alternativa: una caldaia a idrogeno.

Il suo funzionamento si basa sull'interazione delle molecole di idrogeno con l'ossigeno, durante la quale viene rilasciata un'enorme quantità di calore. Questo tipo di riscaldamento richiede il rispetto delle norme operative e di sicurezza.

Il principio di funzionamento di una caldaia a idrogeno si basa sulla scissione chimica dell'acqua in idrogeno e ossigeno, con conseguente rilascio di molto calore e nessuna sostanza nociva. Ma è necessario seguire le regole di sicurezza

Lo svantaggio principale è l'alto costo delle attrezzature di fabbrica. La via d'uscita da questa situazione è dotare autonomamente un sistema di riscaldamento a idrogeno.

Per il suo funzionamento sarà necessaria una connessione costante a fonti di elettricità e acqua, un bruciatore a idrogeno, un generatore di idrogeno, catalizzatori e la caldaia stessa.Il calore ottenuto a seguito della reazione chimica entra nello scambiatore di calore e l'acqua naturale viene utilizzata come rifiuto.

Per saperne di più sui biocarburanti, ti consigliamo di leggere gli altri nostri articoli su questo argomento:

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Come risparmiare sull’implementazione dell’“energia verde”?

Dopo aver analizzato la componente finanziaria dei tipi alternativi di riscaldamento, si può giungere a una conclusione deludente: nella fase iniziale saranno necessari fondi significativi.

Dopo 3-7 anni, a seconda del metodo di riscaldamento scelto, si noteranno risparmi significativi grazie al sistema indipendente dal punto di vista energetico.

È vantaggioso e conveniente utilizzare fonti combinate di riscaldamento alternativo. Per fare ciò, puoi scegliere la combinazione più ottimale per la tua casa.

Puoi risparmiare denaro utilizzando e installando unità di generazione di calore alternative. Molti artigiani domestici sono molto entusiasti di creare i propri analoghi ai dispositivi di conversione dell'energia alternativa prodotti in fabbrica.

Quindi, è abbastanza semplice ed economico assemblare un'installazione solare da un tubo, che servirà come fonte aggiuntiva di riscaldamento dell'acqua.

Piccoli mulini a vento vengono assemblati con successo a casa utilizzando materiali improvvisati.Inoltre, gli agricoltori colti che vivono nelle zone rurali stanno costruendo impianti per convertire i rifiuti biologici di origine vegetale e animale in biogas.

I generatori eolici fatti in casa sono abbastanza funzionali. Ma per assemblarli dovrai fare calcoli preliminari, acquistare materiali di consumo e dedicare il tuo tempo

In futuro verrà utilizzato per le esigenze dell'azienda agricola. A seconda delle dimensioni del serbatoio di digestione dei rifiuti e della superficie di una casa privata, è possibile fornire completamente l'azienda agricola con biogas per soddisfare tutte le esigenze.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video sulla combinazione di fonti alternative per generare elettricità in una piccola casa di campagna:

Un video sulla realizzazione di un generatore eolico con le tue mani ti aiuterà a comprendere facilmente i principi del dispositivo:

Un breve video sull'utilizzo di una pompa di calore:

Videoclip sull'ottenimento del biogas:

È del tutto possibile abbandonare le fonti di riscaldamento tradizionali. Per fare questo è necessario selezionare con attenzione un'alternativa o combinarne diverse, in base alle caratteristiche della zona, della zona della vostra casa di campagna e del territorio locale.

L'energia del sole, della terra, dell'energia eolica, del riciclaggio dei rifiuti domestici di origine vegetale e animale sono perfettamente in grado di diventare un degno sostituto di gas, carbone, legna da ardere ed elettricità a pagamento.

Stai utilizzando una delle fonti energetiche alternative per scopi domestici? Condividi quanto ti è costato assemblare l'installazione e quanto velocemente si è ripagato.

O magari qualcuno che conosci ha attrezzato la propria casa di campagna utilizzando fonti rinnovabili? Utilizzi un impianto a pannelli solari o una pompa di calore come fonte indipendente di calore, acqua calda ed elettricità?

Raccontaci di questa esperienza nei commenti sotto l'articolo: un chiaro esempio sarà utile ai proprietari di case che dubitano ancora della realtà dell'energia alternativa.