Alternativní zdroje energie zachrání svět! Výběr solárního kolektoru pro vytápění domu
Solární kolektor – technická konstrukce, která přeměňuje sluneční energii na teplo.
Solární systémy, které jsou založeny na těchto zařízeních, se dnes stále častěji vyskytují ve venkovských domech.
Při instalaci takového systému v domě je zdrojem tepla příroda, což znamená, že náklady na tepelnou energii pro pohodlný život, za určitých podmínek, jsou prakticky rovny nule.
Vlastnosti solárního kolektoru jako zařízení pro vytápění domu
Solární kolektor je zařízení, které funguje na principu absorbování slunečního záření a přenosu jeho energie pomocí teplonosné kapaliny.
Konstrukce solárního systému se skládá z následujících prvků:
- Solární absorbér (panel).
- Zásobní nádrž.
- Jednotky pro zásobování vodou a odvodnění.
- Regulátory a senzory.
Princip fungování spočívá v zachycování slunečního záření panelem a jeho přeměně na tepelnou energiiAkumulovaná energie působí na teplonosnou kapalinu (vodu nebo nemrznoucí směs). Teplonosná kapalina vstupuje do vodní nádrže a uvolňuje energii. Systém se spouští speciálním regulátorem.
Procházející okruhem výměny tepla - systémem trubek, Zahřátá kapalina uvolňuje teplo do vzduchu. A díky tomu vytápí místnost. V akumulační nádrži se díky dodanému teplu vytváří rezerva teplé vody pro budoucí použití. Díky systému tepelné izolace se voda ohřátá sluncem ukládá do okamžiku, kdy ji bude potřeba použít.
Pro udržení požadované teploty vody v nádrži systém vybaveno speciálními senzory a čerpadly pro nucenou cirkulaciV jednodušších verzích dochází k oběhu v důsledku přirozené gravitace.
Moderní solární systémy se v současnosti používají jako hlavní a pomocné prvky topných zařízení. Jako hlavní zdroj tepla lze solární systém použít výhradně v jižních oblastech, kde je dostatek slunce po celý rok.
Instalace solárního kolektoru v domě umožňuje vám využívat výhod:
- Získání energetické nezávislosti.
- Snížení nákladů na nákup plynu a elektřiny pro vytápění a ohřev vody.
- Dostupnost.
- Trvanlivost. Životnost jednoho kolektoru nejméně 20-25 let.
- Žádná špína ani odpad.
- Snížení zátěže elektrické sítě v domě.
Solární systémy mají i některé nevýhody:
- Vysoká cena zařízení. Doba návratnosti systému je přibližně 7–10 let.
- Závislost na klimatických podmínkách. V některých regionech není solární energie dodávána pravidelně, takže systém nebude schopen fungovat v požadovaném režimu. V severních oblastech je účinnost solárního kolektoru příliš nízká a náklady na instalaci se nevrací.
Typy topných zařízení: principy provozu a pravidla instalace
Podle typu absorbéru - solárního panelu se kolektory dělí do tří typů.
Ploché světlo pohlcující
Panel tohoto modelu je plochá hliníková krabice s černým povrchem a tepelnou izolací na spodní straně. Povrch potaženo tvrzeným sklem a propylenglykolemAbsorbuje sluneční paprsky.
Výhodou tohoto typu kolektoru je jeho nízká cena. Nevýhodou jsou vysoké tepelné ztráty a nízká účinnost. Ploché zařízení může selhat při poklesu teploty vzduchu. až do mínus 25 stupňůJeho účinnost závisí na úhlu dopadu slunečních paprsků.
Foto 1. Součásti (označené šipkami) konstrukce plochého solárního kolektoru absorbujícího světlo.
Pravidla instalace
Plochý kolektorový panel lze instalovat na střechu v libovolném úhlu a poté jej měnit v závislosti na počasí, aby se zvětšila plocha absorpce slunečního záření. Pro zajištění optimální účinnosti v létě je panel instalován pod úhlem 55 stupňů, v zimě - 35 stupňů.
Důležité! Při instalaci je nutné dbát na to, aby panel nebyl zastíněn cizími předměty. nad 20 stupňů od spodního okraje. Při instalaci více desek je třeba zohlednit také požadavky na stín.
Panel je upevněn na konzolách nebo na dodatečně instalovaných profilech. Jedna z možností instalace — v jedné rovině se sklonem střechy. V tomto případě jsou panely připevněny k střešnímu bednění. Spoje mezi nimi a střešní krytinou jsou utěsněny tmelem. Tato možnost instalace je možná pouze na šikmých střechách se sklonem ne méně než 30 stupňů.
Instalace sběrných trubek vyžaduje otvory ve střeše. Průrazy ve střeše musí být utěsněny tmelem. Potrubí lze instalovat na svislou stěnu, pak není nutné vrtat otvory do střechy.
Vyrovnávací nádrž a zásobník nepřímého ohřevu se obvykle instalují vedle běžného ohřívače vody. Všechny části kolektorového systému jsou vzájemně propojeny. hlavní potrubí se závitovým připojením.
Vakuum
Zařízení s účinností až 85 %. Může fungovat za jakýchkoli klimatických podmínek za přítomnosti slunečního záření. Skládá se ze sady trubic, což jsou dvojité baňky absorbující teplo. Vnitřní baňka obsahuje kovový absorbér a trubici s kapalinou.
Foto 2. Vakuový solární kolektor instalovaný na střeše domu. Zařízení se skládá z mnoha trubic.
Mezi oběma baňkami je volný prostor, ve kterém se vytváří vakuum. Díky vakuu se vytváří tepelná izolace vnitřní baňky. 2 typy vakuových kolektorů:
- Přímý průchod — kde chladicí kapalina proudí přímo do absorpčních trubek.
- S tepelnou trubicí - tvoří páry, které přenášejí teplo chladivem.
Hlavní nevýhoda takového kolektoru — vysoké náklady a nutnost instalace elektrického čerpadla pro nucený oběh.
Pravidla instalace
Dodržování doporučení pro instalaci vakuového kolektoru je klíčem k jeho správnému a efektivnímu provozu. Pro tento typ solárního systému nelze použít pozinkované nebo polymerové potrubí. Je to dáno tím, že v horkém počasí se voda uvnitř kolektoru může zahřát. až 300 stupňůPro instalaci vakuového rozdělovače se používají pouze měděné nebo ocelové trubky. Během instalace je třeba dodržovat následující doporučení:
- Úhel kolektorového panelu při instalaci na střeše musí odpovídat zeměpisné šířce oblasti.
- V otevřených prostorách se kolektor instaluje vedle objektu, který spotřebovává jeho teplo.
- Pro správný provoz musí být úhel dopadu slunce 90 stupňů.
- Možnost zastínění by měla být zcela vyloučena.
Je obtížné dosáhnout správného sklonu panelu vakuového kolektoru v průběhu celého roku. Proto se doporučuje instalace mobilních konstrukcí, kdy lze úhel měnit podle potřeby.
V severních oblastech jsou instalovány vakuové kolektory téměř vertikální, využít světlo odražené od sněhu v zimě.
V tomto případě je nejlepší možností namontovat kolektor na stěnu domu. Nízká montáž umožňuje zmenšit vzdálenost mezi panelem a akumulační nádrží, což pomáhá snížit tepelné ztráty.
Odkaz. Další elektrické a plynové vytápění se instaluje po kompletní instalaci vakuového rozdělovačeV tomto případě by mělo být paralelní zapojení vyloučeno. Další zdroje tepla by měly fungovat v autonomním režimu, v případě nedostatečného ohřevu pomocí slunečního záření.
Vzduch
Funguje na principu cirkulace ohřátého vzduchu, který se pohybuje systémem pomocí ventilátoru nebo přirozeně. Při přirozené výměně tepla horký vzduch po odevzdání tepla klesá dolů a ohřátý vzduch stoupá nahoru. Toto je nejjednodušší konstrukce, ale jeho kapacita nestačí k vytápění domu během chladného obdobíTakové konstrukce lze použít pro vytápění malých letních chatek během mimosezóny.
Vzduchové sací potrubí skládá se z následujících částí:
- Utěsněný kryt pro umístění aktivních součástek.
- Absorpčním prvkem solární energie je stříbrný panel uvnitř pouzdra.
- Vnější izolace - tvrzené sklo pro ochranu absorbéru.
- Tepelně izolační materiál.
Výhodou vzduchového solárního kolektoru je v jednoduchosti konstrukce a absenci rizika zamrznutí kapaliny a vzniku netěsností. Sběrač vzduchu. Kromě vytápění domu může plnit funkci snižování vlhkosti v místnosti. Nevýhodou je extrémně nízká účinnost.
Foto 3. Vzduchové solární kolektory umístěné na zdi domu. Tento způsob umístění je nejúčinnější.
Pravidla instalace
Sběrač vzduchu instalujte pouze na jižní stranu domu. Odchylky směrem na východ nebo západ by neměla překročit 40 stupňů. Úhel náklonu - 35-45 stupňů. Vertikální instalace sběrače vzduchu na stěnu domu je nejvýhodnější, protože zvyšuje jeho účinnost.
Ze strany umístění panelu ve zdi jsou vytvořeny dva otvory, jeden nad druhým, pro nasávání a vypouštění vzduchu. Ve spodním otvoru je upevněn ventilátor, který bude odsávat vzduch z místnosti. Horním otvorem bude do domu vstupovat ohřátý vzduch.
Pozor! Délka vzduchovodů by neměla překročit 5 metrůPokud má být teplý vzduch přepravován na velké vzdálenosti, je nutné nainstalovat další ventilátor. V tomto případě nebude možná přirozená cirkulace vzduchu.
Kolektor se upevní ke zdi pomocí hmoždinek a připojí se k potrubí vzduchovodu. Na výstupu ze vzduchovodu nainstalujte zpětný ventil, což zabrání průchodu vzduchu, když ventilátor nefunguje v noci nebo za oblačného počasí.
Užitečné video
Podívejte se na video, které pojednává o vlastnostech vytápění a ohřevu vody pomocí solárních kolektorů v zimě.
Před instalací zhodnoťte výhody
Kompletní zajištění ohřevu vody a vytápění solárním kolektorem možné pouze v jižních oblastechV severních zeměpisných šířkách lze konstrukce použít pouze jako doplněk k hlavnímu vytápění, a to je třeba vzít v úvahu při nákupu zařízení. Ve většině ruských regionů s jejich zasněženými zimami a nedostatkem slunce lze solární systémy používat k ohřevu vody pouze na jaře a v létě. Pro vytápění je to prakticky zbytečná věc.
Komentáře
Používání tohoto systému mi umožňuje ušetřit až 40 % za plyn, protože hlavní topení je zapnuté a funguje pouze tehdy, když teplota v domě klesne kvůli nedostatku slunce. Navzdory těmto úsporám se systém za 2 roky používání ještě nezaplatil, podle mých výpočtů by se měl zaplatit za dalších 1,5–2 roky.