Les fonts d'energia alternatives salvaran el món! Triar un col·lector solar per a la calefacció de la llar
Col·lector solar – una estructura tècnica que converteix l'energia solar en calor.
Els sistemes solars, que es basen en aquests dispositius, es poden trobar cada cop més sovint a les cases de camp actuals.
Quan s'instal·la un sistema d'aquest tipus en una casa, la font de calor és la natura, cosa que significa que costos d'energia tèrmica per a una vida còmoda, en certes condicions, són pràcticament iguals a zero.
Característiques d'un col·lector solar com a dispositiu per escalfar una casa
Un col·lector solar és un dispositiu que funciona absorbint la radiació solar i transferint-ne l'energia mitjançant un fluid caloportador.
El disseny del sistema solar consta dels següents elements:
- Absorbidor solar (panell).
- Dipòsit d'emmagatzematge.
- Unitats de subministrament i drenatge d'aigua.
- Reguladors i sensors.
Principi de funcionament consisteix a captar els raigs solars amb un panell i convertir-los en energia tèrmicaL'energia acumulada actua sobre el líquid caloportador (aigua o anticongelant). El caloportador entra al dipòsit d'aigua i desprèn energia. El sistema s'engega mitjançant un regulador especial.
Passant pel circuit d'intercanvi de calor: un sistema de canonades, El líquid escalfat allibera calor a l'aire. I gràcies a això, escalfa l'habitació. Al dipòsit d'emmagatzematge, gràcies a la calor subministrada, es crea una reserva d'aigua calenta per a ús futur. Gràcies al sistema d'aïllament tèrmic, l'aigua escalfada pel sol s'emmagatzema fins al moment en què calgui utilitzar-la.
Per mantenir la temperatura de l'aigua necessària al dipòsit, el sistema equipat amb sensors especials i bombes per a circulació forçadaEn versions més senzilles, la circulació es produeix a causa de la gravetat natural.
Els sistemes solars moderns s'utilitzen actualment com a elements principals i auxiliars dels equips de calefacció. Com a font principal de calor, el sistema solar es pot utilitzar exclusivament a les regions del sud, on hi ha prou sol durant tot l'any.
Instal·lació d'un col·lector solar en una casa et permet beneficiar-te de:
- Aconseguir la independència energètica.
- Reducció dels costos de compra de gas i electricitat per a la calefacció i el subministrament d'aigua calenta.
- Disponibilitat.
- Durabilitat. Vida útil d'un col·lector almenys 20-25 anys.
- Sense brutícia ni residus.
- Reduir la càrrega a la xarxa elèctrica de la llar.
Els sistemes solars també tenen alguns inconvenients:
- Alt cost de l'equipament. El període de retorn de la inversió del sistema és aproximadament 7-10 anys.
- Dependència de les condicions climàtiques. En algunes regions, l'energia solar no es subministra regularment, de manera que el sistema no podrà funcionar en el mode requerit. A les regions del nord, l'eficiència del col·lector solar és massa baixa i els costos d'instal·lació no es recuperen.
Tipus d'aparells de calefacció: principis de funcionament i normes d'instal·lació
Segons el tipus d'absorbidor (panell solar), els col·lectors es divideixen en tres tipus.
Absorbència plana de llum
El panell d'aquest model és una caixa plana d'alumini amb una superfície negra i aïllament tèrmic a la part inferior. Superfície recobert de vidre temperat i propilenglicolAbsorbeix els raigs del sol.
L'avantatge d'aquest tipus de col·lector és el seu baix cost. El desavantatge és l'alta pèrdua de calor i la baixa eficiència. Un dispositiu pla pot fallar quan la temperatura de l'aire baixa. fins a -25 grausLa seva eficiència depèn de l'angle d'incidència dels raigs solars.
Foto 1. Components (indicats amb fletxes) del disseny d'un col·lector solar pla que absorbeix la llum.
Normes d'instal·lació
El panell col·lector pla es pot instal·lar a la teulada en qualsevol angle i després canviar-lo segons el temps per augmentar la superfície d'absorció solar. Per garantir una eficiència òptima a l'estiu, el panell s'instal·la en un angle de 55 graus, a l'hivern - 35 graus.
Important! En instal·lar-lo, cal tenir en compte que el panell no ha de quedar a l'ombra d'objectes estranys. per sobre dels 20 graus des de la vora inferior. Quan s'instal·len diverses plaques, també s'han de tenir en compte els requisits d'ombra.
El panell es fixa sobre suports o sobre perfils instal·lats addicionalment. Una de les opcions instal·lacions — a ras del pendent de la teulada. En aquest cas, els panells estan fixats al revestiment de la teulada. Les unions entre ells i el material de la coberta estan segellades amb segellador. Aquesta opció d'instal·lació només és possible en teulades inclinades amb un angle no menys de 30 graus.
La instal·lació de les canonades col·lectores requereix obertures a la teulada. Les esquerdes del sostre s'han de segellar amb segellador. Les canonades es poden instal·lar en una paret vertical, i aleshores no cal perforar el sostre.
El dipòsit d'emmagatzematge i el dipòsit de calefacció indirecta normalment s'instal·len al costat d'un escalfador d'aigua normal. Totes les parts del sistema de col·lectors estan connectades entre si. canonada principal amb connexió roscada.
Aspiradora
Dispositiu amb una eficiència de fins al 85%. Pot funcionar en qualsevol condició climàtica en presència de llum solar. Consta d'un conjunt de tubs, que són termos dobles que absorbeixen calor. El termo interior conté un absorbidor metàl·lic i un tub amb líquid.
Foto 2. Col·lector solar de buit instal·lat a la teulada d'una casa. El dispositiu consta de molts tubs.
Entre els dos matrassos hi ha un espai lliure on es forma un buit. A causa del buit, es produeix un aïllament tèrmic del matràs interior. Hi ha 2 tipus de col·lectors de buit:
- Directe — on el refrigerant flueix directament als tubs absorbidors.
- Amb tub de calor - forma vapors que transfereixen calor a través del refrigerant.
El principal desavantatge d'aquest col·leccionista — cost elevat i necessitat d'instal·lar una bomba elèctrica per a la circulació forçada.
Normes d'instal·lació
El compliment de les recomanacions per a la instal·lació d'un col·lector de buit és la clau per al seu funcionament correcte i eficient. No es poden utilitzar canonades galvanitzades o de polímer per a aquest tipus de sistema solar. Això es deu al fet que, en temps calorós, l'aigua de l'interior del col·lector es pot escalfar. fins a 300 grausNomés s'utilitzen tubs de coure o acer per instal·lar el col·lector de buit. Durant la instal·lació, cal seguir les següents recomanacions:
- L'angle del panell col·lector quan s'instal·la a la teulada ha de correspondre a la latitud geogràfica de la zona.
- En espais oberts, el col·lector s'instal·la al costat de l'objecte que consumeix la seva calor.
- L'angle d'incidència del sol per a un funcionament correcte ha de ser 90 graus.
- S'ha d'eliminar completament la possibilitat d'ombra.
És difícil aconseguir el pendent correcte del panell col·lector de buit durant tot l'any. Per tant, es recomana instal·lació d'estructures mòbils, quan l'angle es pot canviar segons calgui.
A les regions del nord, s'instal·len col·lectors de buit gairebé vertical, per aprofitar la llum reflectida per la neu a l'hivern.
En aquest cas, la millor opció és muntar el col·lector a la paret de la casa. El muntatge baix permet reduir la distància entre el panell i el dipòsit d'emmagatzematge, cosa que ajuda a reduir la pèrdua de calor.
Referència. Addicional calefacció elèctrica i de gas s'està instal·lant després de la instal·lació completa del col·lector de buitEn aquest cas, s'ha d'excloure la connexió en paral·lel. Les fonts de calor addicionals han de funcionar de manera autònoma, en cas de calefacció insuficient mitjançant raigs solars.
Aire
Funciona fent circular aire escalfat, que es mou pel sistema amb l'ajuda d'un ventilador o de manera natural. Amb l'intercanvi de calor natural, l'aire calent, després d'haver cedit calor, baixa i l'aire escalfat puja. Aquest és el disseny més senzill, però la seva capacitat no és suficient per escalfar la casa durant la temporada de fredAquestes construccions es poden utilitzar per escalfar petites cases d'estiu durant la temporada baixa.
Col·lector d'aire consta de les parts següents:
- Una carcassa segellada per col·locar components actius.
- L'absorbidor d'energia solar és un panell platejat dins de la carcassa.
- Aïllament exterior: vidre temperat per protegir l'absorbidor.
- Material aïllant tèrmic.
L'avantatge d'un col·lector solar d'aire és en la simplicitat del disseny i l'absència del risc de congelació del líquid i la formació de fuitesCol·lector d'aire. A més d'escalfar la casa, pot dur a terme la funció de reduir la humitat a l'habitació. Desavantatge: eficiència extremadament baixa.
Foto 3. Col·lectors solars d'aire situats a la paret de la casa. Aquest mètode de col·locació és el més eficaç.
Normes d'instal·lació
Instal·leu el col·lector d'aire només al costat sud de la casa. Desviacions cap a l'est o l'oest no ha de superar els 40 graus. Angle d'inclinació - 35-45 graus. La instal·lació vertical del col·lector d'aire a la paret de la casa és la més avantatjosa, ja que augmenta la seva eficiència.
Des del costat de la ubicació del panell es fan dos forats a la paret, un sobre l'altre, per agafar aire i deixar-lo sortir. Un ventilador està fixat a l'obertura inferior, que extreu l'aire de l'habitació. L'aire escalfat entrarà a la casa per l'obertura superior.
Atenció! Longitud dels conductes d'aire no ha de superar els 5 metresSi es vol transportar aire calent a llargues distàncies, cal instal·lar un ventilador addicional. En aquest cas, no serà possible la circulació natural de l'aire.
El col·lector es fixa a la paret mitjançant espigues i es connecta als tubs del conducte d'aire. A la sortida del conducte d'aire instal·lar una vàlvula de retenció, que evitarà el pas de l'aire quan el ventilador no funcioni a la nit o amb un temps ennuvolat.
Vídeo útil
Mireu un vídeo que parla de les característiques de la calefacció i l'escalfament d'aigua mitjançant col·lectors solars a l'hivern.
Avaluar els beneficis abans de la instal·lació
Subministrament complet d'aigua calenta i calefacció amb col·lector solar possible només a les regions del sudEn latituds septentrionals, les estructures només es poden utilitzar com a complement de la calefacció principal, i això s'ha de tenir en compte a l'hora de comprar equips. A la majoria de regions russes, amb els seus hiverns nevats i la manca de sol, els sistemes solars només es poden utilitzar a la primavera i a l'estiu per escalfar aigua. Per a la calefacció, això és pràcticament inútil.
Comentaris
L'ús d'aquest sistema em permet estalviar fins a un 40% en gas, ja que la calefacció principal s'encén i només funciona quan la temperatura de la casa baixa a causa de la manca de sol. Malgrat aquest estalvi, el sistema encara no s'ha amortitzat en 2 anys d'ús, segons els meus càlculs, s'hauria d'amortitzar en 1,5-2 anys més.