És hora de noves fonts d'energia! Què té de bo un col·lector solar per a calefacció?

Les fonts d'energia com l'electricitat, el carbó i el gas són cada cop més cares.

La gent ha de pensar més en el seu ús sistemes més respectuosos amb el medi ambient calefacció.

Per això es va desenvolupar innovació tècnica en el camp de les fonts de calor alternativesPer aquest propòsit, es van començar a utilitzar col·lectors solars.

Col·lector solar per a calefacció

La superfície d'aquest dispositiu té una baixa reflectivitat, cosa que fa que s'absorbeixi la calor. Per escalfar l'habitació Aquest mecanisme utilitza la llum del sol i la seva radiació infraroja.

Per escalfar aigua i escalfar una casa, la potència d'un simple col·lector solar és suficient. Depèn del disseny de la unitat. Una persona pot instal·lar l'equip ella mateixa. Per això, no cal utilitzar eines ni materials cars.

Disseny

L'estructura de l'equipament és senzilla. El dispositiu és una placa rectangular que consta de diverses capes:

• Coberta de vidre temperat antireflexos amb marc;
• absorbent;
• aïllament inferior;
• aïllament lateral;
• canonada;
• cortina de vidre;
• carcassa d'alumini resistent a la intempèrie;
• mugrons de connexió.

El sistema inclou 1-2 col·leccionistes, un dipòsit d'emmagatzematge i una precambra. L'estructura està organitzada de manera tancada, de manera que els raigs del sol només hi entren i es converteixen en calor.

Principi de funcionament

La base del funcionament de la instal·lació és el termosifóEl refrigerant dins de l'equip circula de forma independent, cosa que ajudarà a eliminar la necessitat d'una bomba.

L'aigua escalfada tendeix a pujar, empenyent així l'aigua freda i transportant-la a la font de calor.

El col·leccionista és un radiador tubular muntat en una caixa de fusta, un pla del qual és de vidre. En la fabricació de la unitat s'utilitzen canonades d'acer. La sortida i el subministrament es realitzen mitjançant canonades utilitzades en la instal·lació del subministrament d'aigua.

El disseny funciona així:

1. El col·lector converteix l'energia solar en calor.
2. El líquid entra al dipòsit d'emmagatzematge a través de la línia de subministrament.
3. La circulació del refrigerant es produeix de manera independent o amb l'ajuda d'una bomba elèctrica.El líquid de la instal·lació ha de complir diversos requisits: no s'ha d'evaporar a altes temperatures, ser no tòxic i resistent a les gelades. Normalment, s'utilitza aigua destil·lada barrejada amb glicol. en una proporció de 6:4.

concentrador solar

Un dispositiu per acumular energia solar, té la funció de refrigerant. Serveix per concentrar l'energia en l'emissor receptor de l'interior del producte.

Hi ha els següents tipus:

• concentradors de cilindre parabòlic;
• concentradors de lents planes (Lents de Fresnel);
• en lents esfèriques;
• concentradors parabòlics;
• torres solars.

Concentradors reflecteixen la radiació d'un pla gran a un de petit, que ajuda a aconseguir temperatures elevades. El líquid absorbeix la calor i la trasllada a l'objecte que s'escalfa.

Tipus de col·lectors solars

Actualment, hi ha diversos tipus de col·lectors solars per a la calefacció.

Pis, la seva instal·lació amb les teves pròpies mans

Aquest dispositiu Consisteix en un panell en el qual es munta una placa absorbent. Aquest tipus de dispositiu és el més comú. El preu de cost de les unitats és assequible i depèn del tipus de recobriment, del fabricant, de la potència i de la zona d'escalfament. Els preus dels equips d'aquest tipus són des de 12 mil rubles.

Foto 1. Cinc col·lectors solars de tipus pla instal·lats a la teulada d'una casa privada. Els dispositius estan inclinats.

Àmbit d'aplicació

Col·leccionistes similars s'instal·len més sovint en cases particulars per escalfar habitacions i subministrar aigua calenta al local. Els dispositius permeten escalfar aigua per a una dutxa d'estiu a la dacha. És convenient utilitzar-los en temps càlid i assolellat.

Disseny de col·lector pla

Composició del dispositiu:

• vidre protector;
• tubs de coure;
• aïllament tèrmic;
• superfície absorbent amb un alt grau d'absorció;
• marc d'alumini.

Un col·lector amb una serpentina tubular és una opció clàssica. Com a alternativa en dissenys casolans, s'utilitzen els següents: material de polipropilè, llaunes de begudes d'alumini, mànegues de jardí de goma.

La part inferior i les vores del sistema han d'estar aïllades tèrmicament. Si l'absorbidor està en contacte amb el cos, és possible que hi hagi pèrdua de calor. La part exterior del dispositiu està protegida per un vidre temperat amb propietats especials. Com a portador de calor s'utilitza anticongelant.

Principi de funcionament

El líquid s'escalfa i entra al dipòsit d'emmagatzematge, des del qual es trasllada al col·lector en forma refredada. El disseny es presenta en dues versions: circuit simple i circuit doble. En el primer cas el líquid va directament al dipòsit, en el segon — passa per un tub prim a través de l'aigua del recipient, escalfant el volum de l'habitació. A mesura que es mou, es refreda i torna al col·lector.

Foto 2. Diagrama i principi de funcionament d'un col·lector solar de tipus pla. Les fletxes indiquen les parts del dispositiu.

Pros i contres

Les unitats d'aquest tipus tenen els següents avantatges:

• alta productivitat;
• preu de baix cost;
• funcionament a llarg termini;
• fiabilitat;
• la possibilitat d'automuntatge i manteniment.

Els col·lectors plans són adequats per al funcionament en regions meridionals amb climes càlids. El seu inconvenient és alta resistència al vent a causa de la gran superfície, de manera que un vent fort pot arrencar l'estructura. El rendiment disminueix en temps fred d'hivern. Idealment, la unitat s'hauria d'instal·lar al costat sud del solar o de la casa.

Aspiradora

Dispositiu consisteix en tubs individuals, units a la part superior i formant un únic panell. De fet, cadascun dels tubs és un col·lector independent. Aquest és un tipus modern i eficaç, adequat per al seu ús fins i tot en temps fred. Els dispositius de buit són més complexos que els plans, per la qual cosa són més cars.

Foto 3. Col·lector solar de tipus buit. El dispositiu consta de molts tubs fixats en una sola estructura.

Àmbit d'aplicació

S'apliquen per al subministrament d'aigua calenta i la calefacció de grans zonesS'utilitzen més sovint en cases rurals d'estiu i cases particulars. Es munten en façanes d'edificis, teulades inclinades o planes i estructures de suport especials. Funcionen en climes freds i amb hores de llum curtes, sense reduir la seva eficiència. A causa de la seva alta eficiència, també s'utilitzen en terres agrícoles i empreses industrials. Aquest tipus és comú als països europeus.

Disseny

El dispositiu inclou:

• dipòsit d'emmagatzematge de calor (dipòsit d'aigua);
• circuit de circulació de l'intercanviador de calor;
• el mateix col·leccionista;
• sensors;
• receptor.

El disseny de la unitat és una sèrie de perfils tubulars instal·lats en paral·lel. El receptor i els tubs de buit són de coure. El bloc de tubs de vidre està separat del circuit extern, de manera que el col·lector no deixa de funcionar en cas d'avaria. 1-2 tubs. L'aïllament de poliuretà s'utilitza com a protecció addicional.

Principi de funcionament

Funcionament de l'estructura basat en la conductivitat tèrmica zero del buitEntre els tubs es forma un espai sense aire, que reté de manera fiable la calor generada pels raigs del sol.

El col·lector de buit funciona així:

• l'energia solar es rep per un tub dins d'un termos de buit;
• el líquid escalfat s'evapora i puja a la zona de condensació de la canonada;
• el refrigerant flueix cap avall des de la zona de condensació;
• el cicle es repeteix de nou.

Gràcies a aquesta feina nivell de transferència de calor molt més alt, i la pèrdua de calor és baixa. S'estalvia energia gràcies a la capa de buit, que atrapa eficaçment la calor.

Foto 4. Diagrama esquemàtic del col·lector solar de buit. Els components del dispositiu s'indiquen amb fletxes.

Pros i contres

Avantatges d'aquest tipus de dispositius:

• durabilitat;
• estabilitat en el funcionament;
• reparació assequible, només és possible substituir un element que ha fallat i no tota l'estructura;
• baixa resistència al vent, capacitat per suportar ratxes de vent;
• absorció màxima d'energia solar.

L'equipament és car i només s'amortitzarà en uns quants anys. després de l'ús. El cost dels components també és elevat i la seva substitució pot requerir l'ajuda d'un professional. El sistema no és capaç d'autonetejar-se del gel, la neu i les gelades.

Tipus de col·lectors de buit

Hi ha dos tipus de productes: amb subministrament de calor indirecte i directe. El funcionament de les estructures amb subministrament indirecte es duu a terme per la pressió a les canonades.

En dispositius amb subministrament directe de calor, el recipient portador de calor i els dispositius de buit de vidre es munten al marc en un angle determinat, mitjançant un anell de connexió fet de goma.

Equipament es connecta a les línies de subministrament d'aigua mitjançant una vàlvula de tancament, i el nivell d'aigua del dipòsit es controla mitjançant una vàlvula de bloqueig.

Aire

L'aigua té una capacitat calorífica molt més alta que l'aire. Tanmateix, el seu ús s'associa amb diversos problemes domèstics durant el funcionament (corrosió de les canonades, control de la pressió, canvi d'estat agregat). Col·lectors d'aire no tan capritxós, té un disseny senzill. Els dispositius no es poden considerar un substitut complet d'altres tipus, però són capaços de reduir els costos dels serveis públics.

Àmbit d'aplicació

S'utilitzen equips d'aquest tipus en calefacció d'aire de cases, sistemes de deshumidificació I per a la recuperació d'aire (processament)S'utilitza per assecar productes agrícoles.

Disseny

Consta de:

• adsorbidor, un panell que absorbeix la calor dins de la carcassa;
• aïllament exterior fet de vidre temperat;
• aïllament tèrmic entre la paret de la carcassa i l'absorbidor;
• carcassa segellada.

Foto 5. Col·lector solar d'aire per escalfar una casa. El dispositiu està fixat verticalment a la paret de l'edifici.

El dispositiu està situat a prop de l'objecte de calefacció a causa de les grans pèrdues de calor en els conductes d'aire.

Principi de funcionament

A diferència dels col·lectors d'aigua, Els escalfadors d'aire no acumulen calor, sinó que l'alliberen immediatament a l'aïllamentLa llum del sol incideix sobre la part exterior del dispositiu i l'escalfa, l'aire comença a circular per l'estructura i escalfa l'habitació.

Pots dissenyar un col·lector d'aire tu mateix, utilitzant els materials disponibles en la producció: Llaunes de cervesa fetes de coure o alumini, panells de fusta aglomerada, alumini i làmines metàl·liques.

Foto 6. Diagrama del col·lector solar d'aire. El dibuix mostra les parts principals del dispositiu.

Pros i contres

Avantatges:

• baratesa del dispositiu;
• possibilitat d'autoinstal·lació i reparació;
• simplicitat de disseny.

Desavantatges: àmbit d'aplicació limitat (només calefacció), baixa eficiència. A la nit, l'equip funcionarà per refredar l'aire si no està tancat.

Selecció d'un kit de col·lector solar per a un sistema de calefacció

Selecció d'un dispositiu depèn dels objectius als quals es dirigirà el treball de disseny. L'heliosistema s'utilitza per suportar l'aire, proporcionar subministrament d'aigua calenta i escalfar l'aigua de la piscina.

Poder

Per calcular la potència possible d'un sistema solar, Cal saber 2 paràmetres: la insolació solar en una regió determinada en una època determinada de l'any i la superfície d'absorció efectiva del col·lector. Aquestes xifres s'han de multiplicar.

És possible utilitzar el col·lector a l'hivern?

Dispositius de buit afrontar la feina en climes freds. Pis mostren un baix rendiment en temps fred i són més adequats per a les regions del sud.

Menys adequat per funcionar en condicions de fred estructura d'aire perquè a la nit no és capaç d'escalfar l'aire.

Les fortes precipitacions causen molèsties, perquè a l'hivern l'equip sovint està cobert de neu i requereix una neteja regular. L'aire glaçat s'emporta la calor acumulada i el col·lector en si es pot danyar per la calamarsa.

Tenint en compte l'àmbit d'aplicació

En la indústria, l'ús de sistemes solars està més estès.L'energia solar s'utilitza en el funcionament de centrals elèctriques, generadors de vapor i plantes dessalinitzadores d'aigua. Sovint s'instal·len col·lectors de buit per escalfar aigua, una casa d'estiu o un bany en condicions domèstiques, i els col·lectors plans s'instal·len amb menys freqüència. Els sistemes d'aire ajuden a reduir el cost de la calefacció escalfant l'aire durant el dia.

Els col·lectors de buit funcionen un terç més eficientment que els col·lectors plans. Al llarg d'un any, l'estalvi ascendeix a un 20-25% més. La selecció i instal·lació de col·lectors tubulars s'ha de prendre seriosament, ja que, en comparació amb altres, són més susceptibles als efectes destructius de les precipitacions.

Informació tècnica

Quan compreu col·lectors, presteu atenció a les condicions de funcionament. Els paràmetres més importants seran superfície total de calefacció, superfície activa, indicadors de pèrdua de calor, coeficient angular, paràmetres d'eficiència.

Coneixent aquestes dades permetrà calcular la productivitat funcionament d'una unitat específica. El comprador té dret a sol·licitar als venedors que proporcionin els càlculs pertinents i els certificats disponibles.

Calefacció amb plaques solars

En països, on dos terços dels dies són majoritàriament clars, instal·leu panells solars. Aquests dispositius funcionen a partir de l'efecte fotoelèctric i converteixen l'energia del sol en calor.

Principi de funcionament

Això L'equipament es divideix en autònom i alimentat per la xarxa elèctricaEls primers acumulen energia en dispositius d'emmagatzematge, cosa que permet que la calefacció continuï en absència de llum. Els dispositius de la segona categoria estan connectats a la xarxa elèctrica mitjançant un inversor especial. Aquest equip és força fiable, però deixa de funcionar en cas de tall de corrent.

Pros i contres

L'ús de panells solars ajuda a garantir el bon funcionament dels sistemes d'alarma d'incendis, vigilància de seguretat i sistemes de calefacció.

Ells Respectuós amb el medi ambient, resistent al desgast i funciona silenciosament.

Els desavantatges inclouen la baixa productivitat., especialment en climes temperats i freds. Inicialment, l'equipament requereix grans inversions, s'amortitza lentament, es requereix una gran quantitat d'equips auxiliars i un manteniment qualificat.

Fabricants populars

Els principals desenvolupadors de panells solars del món:

• Agut (Japó);
• Primer Solar (EUA);
• Companyia d'energia Suntech (Xina);
• Trina Solar (Xina Popular Xinesa);
• Energia verda de Yingli (Xina).

Vídeo útil

Mireu un vídeo que explica com funcionen els col·lectors solars a l'hivern.

Beneficis d'utilitzar

El factor que determina la funcionalitat dels col·lectors és regió de residència del consumidor. Com més dies assolellats hi hagi en una zona determinada a l'any, més alta serà l'eficiència de la unitat. En qualsevol cas, l'ús d'energia solar per a la calefacció us permetrà reduir els costos dels serveis públics en major o menor mesura i ser independents dels serveis de calefacció.