Опалення будинку саморобною вітряною установкою, Корисне своїми руками
Наш заголовок - не жарт і не друкарська помилка. Вітер справді може обігріти житло. Щоправда, для цього потрібно зібративітряний генератор, про це і піде наша розповідь.
Подивіться на схему. Електрична енергія, вироблена вітряком, що обертається, з генератора надходить безпосередньо на електронагрівачі, що нагадують всім відомі кип'ятильники. Вони вбудовані у корпус теплового акумулятора – великого теплоізольованого бака, наповненого водою. Нагрів води відбувається безперервно, поки працює генератор: що сильніший вітер, то більше струм і відповідно більше теплової енергії.
Такий коротко принцип роботи системи.
Наш саморобний тепловий акумулятор пов'язаний із звичайною системою водяного опалення будинку. Оскільки ємність акумулятора велика, надходження тепла батареї буде стабільним. А щоб у акумулятора не було зайвих втрат енергії, він запакований, немов у шубу, теплоізоляційний матеріал.
Для регулювання та перерозподілу теплового потоку служать крани-регулятори. Пішли на роботу люди — можна крани трохи прикрити, щоби тепла в акумуляторі накопичилося до їхнього приходу більше.
Вода переміщається трубами самопливом: адже тепла вода має меншу щільність, ніж холодна, і тому вона піднімається вгору. А щільніша холодна вода опускається вниз, потрапляє через нижню трубу в акумулятор, і все починається спочатку. Хоча, звичайно, ніякого «початку» чи «кінця» тут немає, а є лише постійний конвекційний рух теплоносія.
Отже, теоретична картина зрозуміла. Залишається збудувати установку? Не поспішайте спочатку потрібно розрахувати необхідну потужність генератора. Він має бути тим потужнішим, чим більше тепловтрати будинку, який ми збираємось.обігрівати.
Ці тепловтрати розраховуються за формулою: Q = Vqo(tbh -tар)n, де V - об'єм будівлі (м 3 ), tbh - мінімально допустима температура повітря в приміщенні, що дорівнює 18 ° С, (tнар - мінімальна температура зовнішнього повітря для даного району qo - об'ємна теплоємність будівлі, для одноповерхових будинків, що приймається рівною 0,81 Вт/м 3 ° С; більше або дорівнює -20 ° С. 1,1; - більше або дорівнює -30 ° С. 1,0; - більше або дорівнює -40 ° С. 0,9.
На малюнку: 1 - Ротор; 2 - короткі розтяжки; 3 - вузол підшипника; Л - вісь ротора; 5 - редуктор, що підвищує; 6 - довгі розтяжки; 7 - вежа; 8 - генератор; 9 - розширювальний бачок; 10 - батареї; 11 - зворотна магістраль; 12 - крани-регулятори; 13 - нагрівачі; 14 - ємність теплового акумулятора. Наприклад, на Одещині середня температура найхолоднішої п'ятиденки —15°С. Для Київської області це вже –21°С, а для Ленінградської області –25°С. Яку з цих галузей взяти для прикладу? Візьмемо «середню» київську.
Якщо площа добре утепленого зимового будинку складає 46м2 при висоті стелі 2,5м, то при об'ємі 46*2,5=115м3 тепловтрати в одиницю часу для Київської області становитимуть: Q = 115*0,81*(18—(—21) )) * 1,1 = 4000 Вт. Отже, для опалення будинку в найбільш холодний період з урахуванням коефіцієнта запасу (1,15...1,17) нам потрібно мати теплопродуктивність системи опалення приблизно 4700 Вт. Такою має бути мінімальна потужність генератора для Київської області.
Здається, вам не важко провести аналогічний розрахунок, виходячи з кліматичних даних району, де ви живете.
У системі конвекційного опалення найкраще використовувати чавунні радіатори,наприклад, М-140АТ. Вони продаються у магазинах будматеріалів. Такі радіатори дозволяють застосувати труби великого діаметру, що дуже важливо для хорошої циркуляції води. Крім того, завдяки великій масі вони добре накопичують і довго зберігають тепло, відрізняються довговічністю в порівнянні зі сталевими.
Нехай сумарна довжина зовнішніх стін найбільшої кімнати становить приблизно 30% від загальної довжини зовнішніх стін будинку. Тоді тепловтрати цієї кімнати становитимуть 4700*0,3 = 1410 Вт. Виходячи з того, що кожен квадратний метр поверхні батареї має тепловтрати близько 500 Вт, підрахуємо кількість секцій у найбільшій кімнаті, за умови, що поверхня кожної секції дорівнює 0,3 м 2 : 1410: (500 * 0,3) = приблизно 10 секцій . Для всіх приміщень будинку сумарна кількість секції становитиме приблизно 32 секції. Ці батареї слід розподілити на приміщення так, щоб у житлових кімнатах секцій було більше, ніж в інших місцях.
Генератор, потужність якого ми визначили, - змінного або постійного струму з будь-якою робочою напругою. Як генератори можна використовувати деякі типи електродвигунів, наприклад, будь-який двигун постійного струму. Якщо робоче число оборотів генератора, при яких він виробляє струм, більше, ніж число оборотів нашого вітряного ротора (залежно від сили вітру воно може становити 150-500 об/хв), потрібно використовувати редуктор, що підвищує. Підійде редуктор від підвісного мотора човна потужністю не менше 5 л.с. Застосування редуктора, що підвищує, крім того, дасть можливість розташувати генератор горизонтально: адже човновий редуктор передає зусилля під кутом 90°.
Нагрівачами служать готові спіралі від електропрасок та електрокамінів, що є у продажу. Якщо потужність одного нагрівача мала, потрібнозробити кілька однакових нагрівачів, які у сумі відповідатимуть за потужністю максимальної потужності генератора. Нагрівачі підключаються до генератора паралельно, причому кілька нагрівачів монтується про запас. Кожна спіраль вставлена у U-подібну мідну трубку внутрішнім діаметром 12-16 мм, залежно від розміру спіралі. Трубка припаює до корпусу ємності звичайним олов'яним припоєм.
Подивіться, який вітрогенератор вийшов у одного з наших постійних читачів: