Instalação de sistemas de aquecimento solar

O que é aquecimento alternativo?

Provavelmente, não existe tal pessoa que não tenha ouvido falar da existência de aquecimento alternativo. No entanto, ao classificar um ou outro tipo de produção de energia de forma não convencional, surge alguma confusão. Eles erroneamente acreditam que o uso de radiação infravermelha, biocombustíveis, energia geotérmica e várias outras são fontes alternativas de energia. Portanto, ao determinar métodos alternativos de obtenção de energia, será correto considerar como tais aqueles pelos quais o consumidor não paga ao fornecedor de energia e, ao mesmo tempo, os custos de obtenção estão em um nível aceitável.

Por que eletricidade

O aquecimento elétrico difere dos sistemas clássicos de água-forno e gás em maior eficiência e praticidade. Deixaremos o primeiro aspecto para discussão um pouco mais abaixo e descreveremos as vantagens operacionais aqui:

O aquecimento elétrico não é apenas silencioso, mas também ecológico. É transportado mais seguro que o gás e não emite substâncias nocivas, tanto na atmosfera quanto na sala. Na ausência de resíduos, a necessidade de chaminés de exaustão e estruturas de tração também desaparece. O aquecimento a carvão ou madeira não é comparável aos sistemas elétricos.
O aquecimento com eletricidade não requer grandes custos únicos. Você pode fazer uma comparação usando o exemplo do gás: para conectar uma casa, você deve comprar equipamentos para cada cômodo, instalar comunicações, uma caldeira e colidir com uma rodovia comum. Além disso, é necessário fazer tudo isso em conjunto, pois é impossível adiar trazer alguma parte da casa para o sistema. E o método elétrico permite organizar a instalação sequencial: primeiro, as partes mais importantes da casa são conectadas e, à medida que os fundos se acumulam, as periféricas.
Graças à possibilidade de usar um medidor multitarifário em uma casa ou apartamento particular, bem como o constante desenvolvimento de tecnologias nesta área, o aquecimento com eletricidade já é o mais econômico entre os análogos

Não se concentre no alto preço do equipamento - compensa rapidamente devido ao baixo consumo de energia.
Quase todos os métodos de organização de aquecimento elétrico permitem que você faça a instalação sozinho, sem muitas ferramentas adicionais.

Obviamente, o uso de sistemas elétricos para aquecimento não pode ser chamado de ideal.Trabalhar no aquecimento de alta qualidade de cada casa requer levar em consideração muitos recursos. Em algumas regiões, o custo da eletricidade pode ser tão alto que o gás não pode ser abandonado. Em prédios de apartamentos antigos, é difícil mudar para aquecimento elétrico por dois motivos: é muito difícil se desconectar da rodovia central e a rede elétrica terá que ser reconstruída, levando em consideração equipamentos potentes.

Apesar disso, o quadro geral inclina a balança a favor da eletricidade. Para salas em que não há gás ou não há possibilidade de fornecê-lo, é uma verdadeira salvação.

Excursão na história

O primeiro coletor solar foi inventado há mais de dois séculos: seu trabalho se baseava no fato de que uma superfície escura aquece mais intensamente que uma clara.

O coletor suíço de chapas planas foi imediatamente usado na vida cotidiana. Foi este aparelho que, no século 19, ajudou D. Herschel a cozinhar, quando ele foi em sua famosa expedição africana.

Em 1908, W. Bailey desenvolveu um coletor com isolamento térmico com tubos de cobre. Isso possibilitou trazer o princípio do aquecimento solar para o nível moderno de compreensão, mas mudanças tangíveis ocorreram apenas na década de 70 do século passado.
O motivo da atenção às fontes alternativas de energia foi a crise no mercado de petróleo. Cientistas em muitos países retomaram o trabalho ativo no campo do uso do calor natural, o que aumentou significativamente a eficiência dos sistemas de aquecimento solar. Tais desenvolvimentos tornaram-se de importância estratégica na política dos Estados.

Inovações técnicas modernas em sistemas de aquecimento

Recentemente, os últimos desenvolvimentos inovadores em sistemas de aquecimento para uma casa ou apartamento tornaram-se cada vez mais populares. Entre as inovações técnicas estão:

• piso infravermelho;
• Bombas de calor especiais;
• Painéis solares.

Apresentamos uma descrição mais detalhada de sistemas inovadores.

piso infravermelho

O novo sistema de aquecimento no mercado rapidamente ganhou popularidade entre os proprietários de casas de campo. É mais econômico, mas ao mesmo tempo bastante eficiente, principalmente quando comparado com outras opções de aquecimento elétrico.

A operação de um piso quente instalado em uma mesa ou cola sob um ladrilho depende da eletricidade. Os elementos de aquecimento reproduzem os raios infravermelhos, que fornecem calor a objetos e moradores, e deles para toda a sala.

Entre as vantagens do piso infravermelho estão:

• Uma versão moderna de um piso quente com tapetes de carbono e um filme não pode ser danificado por móveis;
• O sistema automatizado pode regular a temperatura da sala de forma independente, dependendo do aquecimento da sala;
• Termostatos com os quais você pode definir a hora e a temperatura;
• Baixo consumo de energia.

Aquecimento com bombas de calor

O que é uma bomba de calor e como ela funciona? Este é um dispositivo que move o calor de uma fonte para um transportador. A base de seu trabalho é receber calor do ambiente externo e transferi-lo para o sistema de aquecimento. Desta forma, você pode não apenas aquecer, mas também resfriar as instalações.

As bombas são divididas nas seguintes opções:

• Circuito aberto. Seu princípio de funcionamento é receber água do subsolo, transferi-la para elementos de aquecimento e retornar ao local de partida;
• Circuito fechado.Um refrigerante passa por um tubo especializado instalado em um reservatório, que tende a transferir ou receber energia térmica da água.

A vantagem do aquecimento com a ajuda de bombas de calor é a possibilidade de utilizar a energia da água, do ar ou da terra. A casa não precisa estar conectada à rede de gás. A desvantagem é apenas o alto custo desse equipamento, mas seu custo será compensado rapidamente na operação, porque economiza significativamente os custos de energia.

Painéis solares

Coletores deste tipo são uma instalação especial que coleta a energia térmica do sol e a transporta para os transportadores de calor (água, óleo ou anticongelante) na casa.

O design das baterias solares possui elementos de aquecimento adicionais que asseguram o sistema principal e começam a funcionar quando a eficiência dos coletores solares diminui.

Todas as instalações solares são divididas em duas opções:

• Coletores planos, equipados com absorvedor de superfície transparente e isolamento térmico. Aquecer até 200 graus;
• Baterias a vácuo, tipo multicamadas com fechamento hermético que forma vácuo. A temperatura de aquecimento de tal instalação é de 250 a 300 graus.

As principais vantagens dos coletores solares são instalação simples, peso leve do equipamento, alto nível de eficiência. A desvantagem do sistema pode ser chamada apenas de sua dependência significativa da diferença de temperatura. Até o momento, a escolha de um sistema de aquecimento está se afastando cada vez mais da versão tradicional do tipo de água. As inovações tecnológicas oferecem opções cada vez mais novas, mais econômicas e mais seguras.É difícil determinar qual é o melhor, porque a escolha de um determinado sistema e sua eficácia dependem de uma análise detalhada e compreensão de todas as vantagens e desvantagens, bem como condições específicas de instalação e operação posterior.

Como calcular a potência de coletor necessária

Ao calcular a potência necessária de um coletor solar, muitas vezes é errado fazer cálculos com base na energia solar recebida nos meses mais frios do ano.

O fato é que nos meses restantes do ano todo o sistema superaquecerá constantemente. A temperatura do refrigerante no verão na saída do coletor solar pode atingir 200°C quando aquecido por vapor ou gás, 120°C de anticongelante, 150°C de água. Se o refrigerante ferver, ele evaporará parcialmente. Como resultado, ele terá que ser substituído.

Os fabricantes recomendam proceder a partir das seguintes figuras:

• fornecimento de água quente não superior a 70%;
• fornecimento do sistema de aquecimento não superior a 30%.

O restante do calor necessário deve ser gerado por equipamentos de aquecimento padrão. No entanto, com esses indicadores, uma média de cerca de 40% é economizada por ano em aquecimento e abastecimento de água quente.

A energia gerada por um sistema de vácuo de tubo único varia de acordo com a localização geográfica. O indicador de energia solar caindo por ano em 1 m2 de terra é chamado de insolação. Conhecendo o comprimento e o diâmetro do tubo, você pode calcular a abertura - a área de absorção efetiva. Resta aplicar os coeficientes de absorção e emissão para calcular a potência de um tubo por ano.

Exemplo de cálculo:

O comprimento padrão do tubo é de 1800 mm, o comprimento efetivo é de 1600 mm. Diâmetro 58 milímetros. A abertura é a área sombreada criada pelo tubo. Assim, a área do retângulo de sombra será:

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

A eficiência do tubo médio é de 80%, a insolação solar para Moscou é de cerca de 1170 kWh/m2 por ano. Assim, um tubo dará certo por ano:

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

Deve-se notar que este é um cálculo muito aproximado. A quantidade de energia gerada depende da orientação da instalação, ângulo, temperatura média anual, etc.

Seleção e instalação do coletor solar

Um proprietário que decide criar aquecimento solar para uma casa particular com as próprias mãos se depara com a tarefa de escolher o tipo de coletor mais adequado. Esta questão é bastante complicada, mas é necessário entendê-la.

Os coletores abertos não são adequados devido à baixa capacidade, portanto, não faz sentido falar sobre eles. Normalmente a escolha é feita entre os tipos tubulares e planos. O primeiro e mais significativo critério de seleção é geralmente a relação preço e qualidade dos produtos.

Esta abordagem é justificada, mas a manutenibilidade não pode ser ignorada. Assim, os tubos de vácuo podem ser trocados longe de todos os tipos de coletores, o que torna a escolha arriscada. Se um deles falhar, alguns tipos de coletores terão que trocar todo o painel, o que exigirá gastos. Em geral, todos os dispositivos de vácuo são uma aquisição bastante arriscada, pois qualquer impacto mecânico ameaça perder a fonte de energia térmica.

Tendo escolhido a melhor opção, prossiga para a instalação. Para ele, você precisa escolher um local adequado, localizado perto da casa

Isso é importante, pois o transporte do refrigerante por longas distâncias exigirá um isolamento de alta qualidade e a instalação de uma bomba de circulação. Normalmente, os coletores são instalados no telhado para permitir a circulação por gravidade.O único problema é a localização das encostas em relação à posição do sol no céu - às vezes você precisa instalar um sistema de rastreamento para girar os painéis

Isso é caro e requer o uso de tubos flexíveis, mas o efeito é muito maior.

Características comparativas de alguns tipos de coletores solares

A principal característica de qualquer coletor solar é seu desempenho. Dependendo das características do projeto e da diferença de temperatura, a eficiência do sistema é determinada. deve-se levar em conta que o custo dos coletores planos é muito inferior ao dos sistemas tubulares.

Ao escolher um coletor solar, você deve estudar cuidadosamente os parâmetros dos quais dependem a eficiência do aquecimento solar da água e a potência da estrutura.

Os coletores solares têm várias características importantes:

• A razão entre a energia total e absorvida da radiação solar pode ser determinada a partir do coeficiente de adsorção.
• A razão entre a quantidade de calor transferido e energia absorvida é determinada pelo fator de emissão.
• A razão entre a área total e de abertura.
• Eficiência.

Cálculo do sistema de aquecimento em casa

Cálculo do sistema - calculadora online

Por que é necessário um cálculo preliminar de aquecimento em uma casa particular? Isso é necessário para selecionar a potência correta do equipamento de aquecimento necessário, o que permite implementar um sistema de aquecimento que forneça calor de maneira equilibrada aos cômodos correspondentes de uma casa particular. Uma escolha competente de equipamentos e o cálculo correto da potência do sistema de aquecimento de uma casa particular compensarão racionalmente a perda de calor dos envelopes do edifício e o fluxo de ar da rua para as necessidades de ventilação. As próprias fórmulas para tal cálculo são bastante complexas - portanto, sugerimos que você use o cálculo online (acima), ou preenchendo o questionário (abaixo) - neste caso, nosso engenheiro-chefe irá calcular, e este serviço é totalmente gratuito .

Como calcular o aquecimento de uma casa particular?

Onde começa tal cálculo? Em primeiro lugar, é necessário determinar a perda máxima de calor do objeto (no nosso caso, esta é uma casa de campo privada) nas piores condições climáticas (tal cálculo é realizado levando em consideração o período de cinco dias mais frio para essa região ). Não funcionará para calcular o sistema de aquecimento de uma casa particular no joelho - para isso eles usam fórmulas e programas de cálculo especializados que permitem construir um cálculo com base nos dados iniciais da construção da casa (paredes, janelas, telhados , etc). Como resultado dos dados obtidos, são selecionados equipamentos cuja potência líquida deve ser maior ou igual ao valor calculado.Durante o cálculo do sistema de aquecimento, o modelo desejado do aquecedor de ar do duto é selecionado (geralmente é um aquecedor de ar a gás, embora possamos usar outros tipos de aquecedores - água, elétrico). Em seguida, é calculado o desempenho máximo do ar do aquecedor - em outras palavras, quanto ar é bombeado pelo ventilador deste equipamento por unidade de tempo. Deve-se lembrar que o desempenho do equipamento difere dependendo do modo de uso pretendido: por exemplo, no ar condicionado, o desempenho é maior do que no aquecimento. Portanto, se no futuro for planejado usar um condicionador de ar, é necessário considerar o fluxo de ar neste modo como o valor inicial do desempenho desejado - se não, apenas o valor no modo de aquecimento é suficiente.

Na próxima etapa, o cálculo dos sistemas de aquecimento de ar para uma casa particular é reduzido à determinação correta da configuração do sistema de distribuição de ar e ao cálculo das seções transversais dos dutos de ar. Para nossos sistemas, usamos dutos de ar retangulares sem flange com seção retangular - eles são fáceis de montar, confiáveis ​​e convenientemente localizados no espaço entre os elementos estruturais da casa. Como o aquecimento do ar é um sistema de baixa pressão, alguns requisitos devem ser levados em consideração ao construí-lo, por exemplo, para minimizar o número de voltas do duto de ar - tanto o ramal principal quanto o terminal que leva às grelhas. A resistência estática da via não deve exceder 100 Pa. Com base no desempenho do equipamento e na configuração do sistema de distribuição de ar, é calculada a seção necessária do duto de ar principal.O número de ramais terminais é determinado com base no número de grelhas de alimentação necessárias para cada cômodo específico da casa. No sistema de aquecimento de ar de uma casa, geralmente são usadas grades de fornecimento padrão com tamanho de 250x100 mm com vazão fixa - é calculada levando em consideração a velocidade mínima do ar na saída. Graças a essa velocidade, o movimento do ar não é sentido nas instalações da casa, não há correntes de ar e ruídos estranhos.

calculadora online

Características dos geradores

Um gerador é a maneira mais rápida e fácil de fornecer eletricidade a uma casa particular. Para operação, a unidade utiliza gasolina ou óleo diesel e, como resultado de sua combustão, produz a quantidade de energia necessária.

A principal vantagem é a total independência do dispositivo de mudanças sazonais e flutuações climáticas. As desvantagens incluem a presença obrigatória no local de uma instalação de armazenamento de combustível especialmente equipada, projetada para um volume de 200 litros ou mais.

O grupo gerador a diesel é conveniente e fácil de operar, mas para operação plena precisa receber pelo menos 250 ml de combustível por hora.Estações poderosas capazes de fornecer energia a uma pequena casa particular com um consumo real de recursos de vários quilowatts por dia “consomem” cerca de um litro de diesel por 60 minutos

Na maioria das vezes, os grupos geradores a gasolina e a diesel são usados ​​como fontes de backup ou temporárias de eletricidade. Isso se deve ao fato de que, para operação completa, os dispositivos exigem quantidades significativas de combustível, cujo custo está aumentando constantemente.

Um potente gerador a gasolina ou diesel é capaz de fornecer um fornecimento ininterrupto de eletricidade com a quantidade certa de combustível. No entanto, o dispositivo produz muito ruído durante a operação. Para não sofrer com sons indesejados, vale a pena colocar a unidade em uma das despensas adjacentes localizadas a alguma distância de sua própria casa e casas vizinhas

O equipamento em si também é caro e precisa de manutenção preventiva. As unidades a gás estão entre as opções mais rentáveis ​​para grupos geradores. Eles não precisam de um fornecimento ininterrupto de combustível e não requerem armazenamento de materiais combustíveis.

No entanto, o pleno funcionamento destes dispositivos é assegurado por um elemento como a ligação obrigatória à rede central de gás, o que nem sempre é possível e acessível.

A instalação de um gerador de gás na casa é realizada apenas com base em um pacote de licenças e com a participação obrigatória na instalação de uma equipe de artesãos de uma empresa de distribuição de gás local.Não é recomendado conectar o dispositivo ao gasoduto por conta própria para evitar possíveis vazamentos e vários mau funcionamentos no futuro.

É por causa dessas dificuldades que os geradores raramente são escolhidos como a principal fonte de fornecimento de energia elétrica para uma residência particular.

Mas os geradores são uma solução ideal para uso temporário, por exemplo, durante a construção de uma casa de campo e documentação para sua conexão:

Galeria de imagens

Foto de

Gerador durante o trabalho de construção

Quatro baterias e um inversor

Iluminação à noite e à noite

Iluminação para fiação e acabamento

Durante as primeiras etapas de construção, o gerador servirá como principal fonte de energia e, após a burocracia e obtenção das licenças de conexão à rede elétrica geral, ele se tornará um equipamento de backup e certamente será útil mais de uma vez.

Custos operacionais adicionais

O uso deste não implica nenhum cuidado ou manutenção além da limpeza periódica de sujeira e neve no inverno (se não descongelar). No entanto, haverá alguns custos associados:

Reparo, tudo que pode ser trocado na garantia, o fabricante pode ser substituído sem problemas, é importante comprar um revendedor autorizado e ter documentos de garantia.
Eletricidade, gasta-se bastante na bomba e no controlador. Para o primeiro, você pode colocar apenas 1 painel solar de 300 W e será suficiente (mesmo sem sistema de bateria).
Lavagem das bobinas, isso precisará ser feito uma vez a cada 5-7 anos

Tudo depende da qualidade da água (se for usada como transportador de calor).

Dispositivo de aquecimento de fogão em uma casa particular: o design de fogões modernos

Os principais elementos estruturais nos dispositivos de aquecimento do forno de uma casa particular são: fundação, trincheiras, câmara de cinzas, fornalha, canais de fumaça (circulação de fumaça), chaminés.

A fundação é a base do forno, que recebe as cargas do forno e das chaminés. Este elemento estrutural deve ser confiável, pois a segurança da estrutura operada depende de sua resistência. A colocação correta da fundação do forno implica sua localização separada da fundação da casa. O espaço mínimo entre eles é de 3 cm, que é preenchido com areia.

Antes de tudo, eles cavam um poço, que é preenchido com pequenos fragmentos de pedra ou tijolo queimado, após o qual tudo é cuidadosamente compactado. Assim, prepare um travesseiro para a fundação. Em seguida, uma argamassa de cimento líquido é derramada no poço. A colocação de uma fundação de tijolo ou pedra é realizada com curativo das costuras. A última camada de argamassa de cimento é cuidadosamente nivelada.

Depois que a fundação foi erguida, eles começam a implementar um elemento estrutural do forno como ripas. São fileiras de alvenaria que erguem o fogão sobre a fundação. Duas ou três fileiras de alvenaria são feitas para o dispositivo das ripas. O fundo do forno também está envolvido na transferência de calor.

Tal elemento do projeto de fornos de aquecimento como um soprador ou uma câmara de cinzas serve para fornecer ar à fornalha e acumular as cinzas provenientes dela. Entre a fornalha e a câmara de cinzas, é instalada uma grelha especial na forma de ferro fundido ou hastes de aço.Durante a operação do forno, a porta da câmara deve estar aberta e, no final do forno, deve ser fechada para evitar o resfriamento rápido do ar dentro do forno.

A fornalha no dispositivo de fornos de aquecimento é uma câmara de forno na qual o combustível é queimado - lenha e carvão. Um orifício especial é disposto na parte superior da fornalha para a remoção do gás de combustão. As dimensões da câmara são selecionadas de tal forma que é possível carregar no forno a quantidade de combustível necessária para aquecer o forno.

Na parte inferior da fornalha, são dispostas inclinações para a grelha, garantindo a livre circulação das cinzas no soprador. Para evitar que carvão e cinzas caiam da câmara do forno, sua porta é instalada acima da grelha por uma fileira de alvenaria. Você pode prolongar a vida útil da fornalha revestindo-a com tijolos refratários.

O princípio de funcionamento do sistema de aquecimento do forno em uma casa particular é baseado na entrada de calor por canais de fumaça ou circulações de fumaça. Eles podem ser colocados na vertical e na horizontal, bem como subir e descer. A eficiência do funcionamento de um fogão depende do tamanho das chaminés e da sua localização.

O gás de combustão, passando pelo canal, libera energia na forma de calor para as paredes, que aquecem o forno. Para aumentar a transferência de calor, os canais de fumaça são feitos de forma que sejam longos e muitas vezes mudem de direção.

A circulação de fumaça de um fogão moderno de aquecimento de uma casa particular pode ser uma seção de 13 x 13, 13 x 26, 26 x 26 cm, suas paredes são lisas (não são rebocadas, pois se o gesso for destruído, os canais pode ficar entupido). O acesso às circulações de fumaça para sua limpeza da fuligem é realizado através de portas especiais.

Para obter tração, que contribui para a remoção de gases do combustível queimado, é disposta uma chaminé, que é colocada do lado de fora da casa - no telhado. Na maioria das vezes, é feito de seção transversal circular, pois o movimento do gás é um pouco difícil em tubos com cantos. Além disso, os tubos redondos são mais convenientes de limpar. Como material para sua fabricação, são utilizados tubos de cerâmica ou cimento-amianto.