Воспользуйтесь поиском по сайту:

 
Главная > Энергетика > Отапливание дома самодельной ветряной установкой
 

Отапливание дома самодельной ветряной установкой

Наш заголовок — не шутка и не опечатка. Ветер действительно может обогреть жилище. Правда, для этого потребуется собрать ветряной генератор, об этом и пойдет наш рассказ.

Взгляните на схему. Электрическая энергия, выработанная вращающимся ветряком, с генератора поступает непосредственно на электронагреватели, напоминающие всем известные кипятильники. Они встроены в корпус теплового аккумулятора — большого теплоизолированного бака, наполненного водой. Нагрев воды происходит непрерывно, пока работает генератор: чем сильнее ветер, тем больше ток и соответственно больше тепловой энергии.

Таков вкратце принцип работы системы.

Наш самодельный тепловой аккумулятор связан с обычной системой водяного отопления дома. Поскольку емкость аккумулятора велика, поступление тепла в батареи будет стабильным. А чтобы у аккумулятора не было лишних потерь энергии, он запакован, словно в шубу, в теплоизоляционный материал.

Для регулирования и перераспределения теплового потока служат краны-регуляторы. Ушли на работу люди — можно краны немного прикрыть, чтобы тепла в аккумуляторе накопилось к их приходу побольше.

Вода перемещается по трубам самотеком: ведь теплая вода имеет меньшую плотность, чем холодная, и поэтому она поднимается вверх. А более плотная холодная вода опускается вниз, попадает через нижнюю трубу в аккумулятор, и все начинается сначала. Хотя, конечно, никакого «начала» или «конца» тут нет, а есть лишь постоянное конвекционное движение теплоносителя.

Итак, теоретическая картина ясна. Остается построить установку? Не спешите, сначала нужно рассчитать необходимую мощность генератора. Он должен быть тем мощнее, чем больше теплопотери дома, который мы собираемся обогревать.

Эти теплопотери рассчитываются по формуле: Q = Vqo(tbh —tар)n, где V — объем здания (м3), tbh — минимально допустимая температура воздуха в помещении, равная 18°С, (tнар — минимальная температура наружного воздуха для данного района; qo — объемная теплоемкость здания, для одноэтажных домов принимаемая равной 0,81 Вт/м3°С; n— безразмерный поправочный коэффициент на климатические условия, принимаемый равным при tнар: - больше или равно —10°С.....1,2; - больше или равно —20°С.....1,1; - больше или равно —30°С.....1,0; - больше или равно —40°С ....0,9.

Тепловой аккумулятор

На рисунке: 1 — ротор; 2 — короткие растяжки; 3 — узел подшипника; Л — ось ротора; 5 — повышающий редуктор; 6 — длинные растяжки; 7 — вышка; 8 — генератор; 9 — расширительный бачок; 10 — батареи; 11 — обратная магистраль; 12 — краны-регуляторы; 13 — нагреватели; 14 — емкость теплового аккумулятора. К примеру, в Одесской области средняя температура наиболее холодной пятидневки —15°С. Для Киевской области это уже —21°С, а для Ленинградской области —25°С. Какую из этих областей взять для примера? Возьмем «среднюю» киевскую.

Если площадь хорошо утепленного зимнего дома составляет 46м2 при высоте потолка 2,5м, то при объеме 46*2,5=115м3 теплопотери в единицу времени для Киевской области составят: Q = 115*0,81*(18— (—21))*1,1 = 4000 Вт. Следовательно, для отопления дома в наиболее холодный период с учетом коэффициента запаса (1,15 ... 1,17) нам нужно иметь теплопроизводительность системы отопления примерно 4700 Вт. Такой должна быть минимальная мощность генератора для Киевской области.

Думается, для вас не составит труда провести аналогичный расчет, исходя из климатических данных района, где вы живете.

В системе конвекционного отопления лучше всего использовать чугунные радиаторы, например, М-140АО. Они продаются в магазинах стройматериалов. Такие радиаторы дают возможность применить трубы большого диаметра, что очень важно для хорошей циркуляции воды. Кроме того, благодаря большой массе они хорошо накапливают и долго сохраняют тепло, отличаются долговечностью по сравнению со стальными.

Пусть суммарная длина наружных стен самой большой комнаты (см. рис.) составляет примерно 30% от общей длины наружных стен дома. Тогда теплопотери этой комнаты составят 4700*0,3 = 1410 Вт. Исходя из того, что каждый квадратный метр поверхности батареи имеет теплопотери около 500 Вт, подсчитаем количество секций в самой большой комнате, при условии, что поверхность каждой секции равна 0,3м2: 1410:(500*0,3)= приблизительно 10 секций. Для всех помещений дома суммарное число секции составит приблизительно 32 секции. Эти батареи следует распределить по помещениям так, чтобы в жилых комнатах секций было больше, чем в других местах.

Генератор, мощность которого мы определили, — переменного или постоянного тока с любым рабочим напряжением. В качестве генераторов можно использовать некоторые типы электродвигателей, например, любой двигатель постоянного тока. Если рабочее число оборотов генератора, при которых он производит ток, большее, чем число оборотов нашего ветряного ротора (в зависимости от силы ветра оно может составить 150—500 об/мин), нужно использовать повышающий редуктор. Подойдет редуктор от подвесного лодочного мотора мощностью не менее 5 л.с. Применение повышающего редуктора, кроме того, даст возможность расположить генератор горизонтально: ведь лодочный редуктор передает усилие под углом 90°.

Нагревателями служат готовые спирали от электроутюгов и электрокаминов, имеющиеся в продаже. Если мощность одного нагревателя мала, нужно сделать несколько одинаковых нагревателей, которые в сумме будут соответствовать по мощности максимальной мощности генератора. Нагреватели подключаются к генератору параллельно, причем несколько нагревателей монтируется про запас. Каждая спираль вставлена в U-образную медную трубку внутренним диаметром 12—16 мм, в зависимости от размера спирали. Трубка припаивается к корпусу емкости обычным оловянным припоем.

Посмотрите, какой ветрогенератор получился у одного из наших постоянных читателей:

Обогрев дома за счет энергии ветра. Ветрогенератор

Поделиться:
 

Комментарии к статье (9):

  1. Инженегр

    Гладко выло на бумаге - даже с редуктором вы не разгоните генератор-двигатель постоянного тока! а шаговый двигатель подходящей мощности не найти. Генератор самим конструировать придется.

  2. Pizhikov

    Если всё так просто почему мы топим газом!

  3. вольнодумец

    спасибо! я благодарен за огромное количество информации, очень ценной, главное бесплатно. а тем,кто думает что не раскрутишь ветряк или "почему мы топим газом", сами пусть напрягут извилины и ответят на свои вопросы (без обид)

    • Пісакі

      Які редуктар вы паставіце? Так вецер трэба каб быў 30 метраў у сек. Раскруціць то можна, толькі на выхадзе гэту хату трэба прадаць, каб твой ген. даў столькі напругі.

  4. Александр

    Основные характеристики ветрогенератора 5000 Ватт 48 В
    Мощность при 13 м/с 6500 ватт
    Мощность при 9 м/с 4000 ватт
    Мощность при 5 м/с 1000 ватт
    Диаметр ротора 5 м.
    Вес ветрогенератора с лопастями, хвостовой частью: 357 кг.
    Цена: 298200 руб
    Антрацитовая крошка различных фракций 17 руб./кг, теплота сгорания 28 МДж/кг
    Где-то так.

  5. Кочегар

    Псевдинженерный бред. Теплопотери посчитали, а мощность генератора как бы и не надо(мы ж редуктор поставим, он и раскрутит геныча :) ) И кипятильников побольше повесим, сколько не жалко :)

  6. Пісакі

    Да, идея действительно рабочая.
    Но нужно учитывать что ветрогенератор генерировать нормально начинает от ветров выше 3 метра в секунду, и не надо рассказывать о типа тех которые дают на слабых ветрах, дают, но мало, и часто врут утаивая от вас это.
    В итоге считая всё получаем что реально и подтверждается практикой протопить можно лишь некоторые хорошо и очень хорошо утеплённые помещения до температуры выше замерзания. Всё.
    Более реально солнечными панелями там где есть солнце зимой. В Украине есть. В Сибири есть. В Краснодаре тоже есть.
    В Москве и Питере нет.

  7. Пісакі

    Продавцы ветряков очень много не договаривают.
    Лишь некоторые говорят правду.
    Существуют места где ветер выше. Примеры по Питеру:
    1)Ленинский проспект идёт от залива и вглубь города далеко, над домами ветер одинаков, одинаково выше чем ниже, но вот между домами по проспекту он выше. Ветер огибает препятствия при этом разгоняясь.
    2) Пулковские высоты и весь этот район Пулковский меридиан, тоже рядом не слишком далеко залив, но на возвышенности дуют ветра сильнее, а между домами зимой может быть откровенная жесть.
    Естественно в таких местах эффективней ставить ветряк, чем там где вам весь ветер закрывают соседние дома и всё.
    Цель именно иметь 4 и 5 метра в секунду тогда когда по прогнозам было 2 и 3 метра в секунду. Тогда ветряк оправдывается и окупается.
    Для понимания дорогущие ветряки которые типа указывается на 3 кВт дадут вам эти киловатты при допустим 7 метрах в секунду, или 9. А зато при урагане 12 метров в секунду, или 14 метров у многих ещё и есть защита и они просто отключаться. И таких ветров у вас будет в месяце от 0 раз или 1 раз чаще всего, либо 2-3 раза редко.
    А то что вам кажется ну у нас ветер всегда дует это 2 или 2,5 метра в секунду что вам не даст ничего.
    3 метра в секунду вам даст 100 ватт. И только 4 или 5 метров в секунду даст уже нормально более менее.
    Если в целом вы не находитесь в местах где именно такие ветры постоянно дуют, считая на всю область, таких мест мало, то вот в некоторых местах выше ветер и постоянней.
    Так вот теперь в чем самая засада, вы никогда не узнаете а как дует именно у вас пока не повесите ветряк именно у вас и не начнёте измерять.ну можно иные методы вместо ветряка, типа нитку с гайкой и флагом и сидеть наблюдать угол наклона. Но это не автоматизировано. Автоматизировано именно маломальский ветряк и записывать суммарно получаемую мощность и наблюдать мощность, и уже по этой мощности можно считать и силу ветра, и вообще понимать о каких ветрах и мощности идёт речь у вас дома.

  8. прохожий

    Эта хня когда-то обсасывалась в глубоко научном журнале Юный техник.
    И вот опять.