Главный списокУтепление, энергосбережение, отопление дома

Альтернативное отопление в частном секторе



Отопление жилых помещений всегда было одним из самых энергоемких и, соответственно, самых дорогих удовольствий. О таких альтернативных источниках, как ветрогенераторы и солнечные элементы, оговорено уже многое, и стандартный ответ обывателя – дорого. Ветряной генератор для обеспечения среднего дома хотя бы электричеством должен обладать внушительными размерами, что отражается в дороговизне металлоконструкции. Солнечные элементы малоэффективны (1 квадратный метр выдает около 200 ват), учитывая потребность около 2 киловатт они окупятся лет через двадцать. В то же время эти элементы используют достаточно узкий диапазон спектра всего солнечного излучения.
Решение проблемы – использование солнечного излучения напрямую для подогрева воды. Для большинства читателей это из области фантастики, на что можно ответить: любая система работает после повышения ее эффективности и оптимизации процессов.
Во-первых, чтобы вода нагревалась вплоть до кипения, необходимо сфокусировать излучение на небольшом участке. Так как нагревателем будет трубка, то для этого не нужны сверхтяжелые линзы, достаточно изогнутого листа пластика, покрытого алюминиевой фольгой, или оцинкованной жести. Продольное сечение изогнутого листа должно соответствовать форме параболы, так как у этой кривой есть замечательное свойство: точка фокусировки легко рассчитывается. Чтобы листу придать такую форму, нужно сделать для него раму (легче всего из дерева), у которой края вертикальных или горизонтальных досок будут обрезаны по параболе. Если нет желания заморачиваться с лобзиком, контрольные точки может рассчитать любой учитель математики, а по ним в любом рекламном агенстве или мебельном цеху, имеющем фрезерный станок с ЧПУ, вырежут доски за пару минут. Следует заметить, что отполированный металл отражает до 96% всего излучения, включая инфракрасное и ультрафиолетовое.
Во-вторых, чтобы поглощение излучения происходило наиболее полно, трубка должна быть выкрашена в черный цвет (например сажа поглощает почти полностью весь диапазон световых волн и условно является абсолютно черным телом). Для предотвращения рассеивания желательно трубку поместить в полукруглый отражатель, который можно сделать, разрезав вдоль пластиковую канализационную трубу и обклеив ее с внутренней стороны алюминиевой фольгой.
В-третьих, чтобы трубка не отдавала тепло, нагревая воздух на улице, ее вместе с отражателем необходимо поместить в теплоизоляционный футляр, например из пенопласта, а со стороны приема излучения оставить стеклянное окошко по всей длине (она будет примерно равна ширине изогнутого листа). Удобнее всего этот футляр расположить на теневой стороне дома, чтобы солнечный свет от листа отражался под углом, близким к 90°. Это также позволит сократить теплопотери на подводящих трубках. Однако необходимо принять меры предосторожности: если фокусировка собьется, то нагреваться будет не вода, а стена или окно дома, что может привести к пожару.
В-четвертых, чтобы использовать это устройство большую часть светового дня, необходимо постоянно пододвигать отражающий лист вслед за движением солнца. С этим могут справится два маломощных электродвигателя (с учетом использования редукторов достаточно 50-100 ватт), которые будут работать всего несколько секунд в час. На каждый двигатель понадобятся по два фотореле: для включения вращения в обе стороны. Светочувствительные элементы реле помещаются в коробку с единственным отверстием для света. Эта коробка должна быть закреплена на оси и приводиться в движение шестернями: одна закреплена на неподвижном участке, другая на оси коробки. Соотношение шага шестерен 1:2, так как на каждые 10° движения солнца приходится 5° перемещения отражающего листа.
В-пятых, чтобы ночью батареи в доме оставались теплыми, необходимо сделать теплоаккумулятор, роль которого выполнит емкость на 2-3 куб метра. Верх емкости должен располагаться ниже нижнего края батарей. Для исключения теплопотерь на нагревателе в ночное время суток можно установить систему гидроэлектроклапанов, которая будет срабатывать также от фотореле, перекрывая поток воды через нагреватель и открывая клапан на сброс воды из трубки (чтобы ее за ночь не разморозило). На обратное действие лучше использовать термореле, которое настроено на включение системы при достижении нагревательной трубкой температуры в 60-70°С. Электроклапаны обязательно располагать внутри помещения во избежание ледяных пробок.
Для увеличения эффективности можно установить несколько отражающих листов, сфокусированных на одной нагревательной трубке, а внутри теплоаккумулятора пустить змеевик для подогрева питьевой воды....
add company