Alternative Energiequellen werden die Welt retten! Auswahl eines Solarkollektors für die Hausheizung
Solarkollektor – eine technische Struktur, die Sonnenenergie in Wärme umwandelt.
Solaranlagen, die auf diesen Geräten basieren, findet man heute immer häufiger in Landhäusern.
Bei der Installation eines solchen Systems in einem Haus ist die Wärmequelle die Natur, was bedeutet, dass Heizenergiekosten für ein komfortables Leben, unter bestimmten Bedingungen, sind praktisch gleich Null.
Merkmale eines Solarkollektors als Gerät zum Heizen eines Hauses
Ein Solarkollektor ist ein Gerät, das Sonnenstrahlung absorbiert und ihre Energie mithilfe einer Wärmeübertragungsflüssigkeit überträgt.
Der Aufbau der Solaranlage besteht aus folgenden Elementen:
- Solarabsorber (Panel).
- Lagertank.
- Wasserversorgungs- und Entwässerungsanlagen.
- Regler und Sensoren.
Funktionsprinzip besteht darin, Sonnenstrahlen mit einem Panel einzufangen und in Wärmeenergie umzuwandelnDie gespeicherte Energie wirkt auf die Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser oder Frostschutzmittel). Der Wärmeträger gelangt in den Wassertank und gibt Energie ab. Das System wird durch einen speziellen Regler gestartet.
Durch den Wärmeaustauschkreislauf - ein System von Rohren, Die erhitzte Flüssigkeit gibt Wärme an die Luft ab. Und dadurch heizt es den Raum. Im Speicher wird durch die zugeführte Wärme eine Warmwasserreserve für die spätere Nutzung geschaffen. Dank des Wärmedämmsystems wird das von der Sonne erwärmte Wasser bis zu seinem Einsatz gespeichert.
Um die erforderliche Wassertemperatur im Tank aufrechtzuerhalten, muss das System ausgestattet mit speziellen Sensoren und Pumpen zur ZwangsumwälzungIn einfacheren Versionen erfolgt die Zirkulation aufgrund der natürlichen Schwerkraft.
Moderne Solaranlagen werden heute als Haupt- und Zusatzelemente von Heizgeräten eingesetzt. Als Hauptwärmequelle kann die Solaranlage genutzt werden ausschließlich in den südlichen Regionen, wo es das ganze Jahr über genügend Sonne gibt.
Installation eines Solarkollektors in einem Haus ermöglicht Ihnen folgende Vorteile:
- Energieunabhängigkeit erlangen.
- Reduzierung der Kosten für den Bezug von Gas und Strom für Heizung und Warmwasserversorgung.
- Verfügbarkeit.
- Haltbarkeit. Lebensdauer eines Kollektors mindestens 20-25 Jahre.
- Kein Schmutz oder Abfall.
- Reduzierung der Belastung des häuslichen Stromnetzes.
Solaranlagen haben auch einige Nachteile:
- Hohe Kosten für die Ausrüstung. Die Amortisationszeit des Systems beträgt ca. 7-10 Jahre.
- Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen. In einigen Regionen wird Solarenergie nicht regelmäßig geliefert, sodass das System nicht im erforderlichen Modus arbeiten kann. In nördlichen Regionen ist der Wirkungsgrad des Solarkollektors zu gering, und die Installationskosten amortisieren sich nicht.
Arten von Heizgeräten: Funktionsprinzipien und Installationsregeln
Je nach Art des Absorbers - Solarpanel, Kollektoren sind unterteilt in drei Typen.
Flache Lichtabsorption
Das Panel dieses Modells ist ein flacher Aluminiumkasten mit schwarzer Oberfläche und Wärmedämmung auf der Unterseite. Oberfläche beschichtet mit gehärtetem Glas und PropylenglykolEs absorbiert die Sonnenstrahlen.
Der Vorteil dieses Kollektortyps sind seine geringen Kosten. Der Nachteil ist ein hoher Wärmeverlust und ein geringer Wirkungsgrad. Ein flaches Gerät kann ausfallen, wenn die Lufttemperatur sinkt bis zu minus 25 GradIhre Effizienz hängt vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ab.
Foto 1. Komponenten (durch Pfeile gekennzeichnet) des Designs eines flachen lichtabsorbierenden Solarkollektors.
Installationsregeln
Das Flachkollektorpanel kann in jedem beliebigen Winkel auf dem Dach installiert und dann je nach Wetterlage geändert werden, um die Fläche der Sonnenabsorption zu vergrößern. Um eine optimale Effizienz im Sommer zu gewährleisten, wird das Panel installiert in einem Winkel von 55 Grad, im Winter - 35 Grad.
Wichtig! Bei der Montage ist darauf zu achten, dass das Panel nicht durch Fremdkörper beschattet wird. über 20 Grad von der Unterkante. Bei der Montage mehrerer Platten muss zusätzlich der Schattenbedarf berücksichtigt werden.
Die Befestigung des Paneels erfolgt auf Konsolen oder zusätzlich montierten Profilen. Eine der Optionen Installationen — bündig mit der Dachneigung. In diesem Fall werden die Paneele an der Dachhaut befestigt. Die Fugen zwischen ihnen und dem Dachmaterial werden mit Dichtmittel abgedichtet. Diese Montagemöglichkeit ist nur auf Schrägdächern mit einem Winkel möglich nicht weniger als 30 Grad.
Für die Montage der Kollektorrohre sind Öffnungen im Dach erforderlich. Die Dachdurchbrüche müssen mit Dichtmittel abgedichtet werden. Rohrleitungen können an einer senkrechten Wand verlegt werden, dann ist kein Bohren von Löchern im Dach erforderlich.
Der Pufferspeicher und der indirekte Heizspeicher werden üblicherweise neben einem herkömmlichen Warmwasserbereiter installiert. Alle Teile des Kollektorsystems sind miteinander verbunden. Hauptleitung mit Gewindeanschluss.
Vakuum
Gerät mit einem Wirkungsgrad von bis zu 85 %. Es kann unter allen klimatischen Bedingungen bei Sonnenlicht betrieben werden. Es besteht aus einer Reihe von Röhren, die als Doppelkolben Wärme absorbieren. Der innere Kolben enthält einen Metallabsorber und ein Rohr mit Flüssigkeit.
Foto 2. Vakuum-Solarkollektor auf dem Dach eines Hauses. Das Gerät besteht aus vielen Röhren.
Zwischen den beiden Kolben befindet sich ein Freiraum, in dem ein Vakuum entsteht. Durch das Vakuum wird die Wärmeisolierung des inneren Kolbens erreicht. Es gibt 2 Arten von Vakuumkollektoren:
- Durchgehend — wobei das Kühlmittel direkt in die Absorberrohre strömt.
- Mit Heatpipe - bildet Dämpfe, die Wärme durch das Kühlmittel übertragen.
Der Hauptnachteil eines solchen Sammlers — hohe Kosten und die Notwendigkeit, eine elektrische Pumpe für die Zwangsumwälzung zu installieren.
Installationsregeln
Die Einhaltung der Empfehlungen zur Installation eines Vakuumkollektors ist der Schlüssel zu dessen korrektem und effizientem Betrieb. Verzinkte oder Polymerrohrleitungen können für diese Art von Solaranlage nicht verwendet werden. Dies liegt daran, dass sich das Wasser im Kollektor bei heißem Wetter erwärmen kann bis 300 Grad. zur Installation des Vakuumverteilers werden ausschließlich Kupfer- oder Stahlrohre verwendet. Während der Installation sollten die folgenden Empfehlungen beachtet werden:
- Der Winkel des Kollektorpanels muss bei der Montage auf dem Dach der geografischen Breite des Gebiets entsprechen.
- In offenen Räumen wird der Kollektor neben dem Objekt installiert, das seine Wärme verbraucht.
- Der Einfallswinkel der Sonne muss für einen ordnungsgemäßen Betrieb 90 Grad.
- Eine Verschattung sollte vollständig ausgeschlossen werden.
Es ist schwierig, das ganze Jahr über die richtige Neigung des Vakuumkollektors zu erreichen. Daher wird empfohlen Installation mobiler Strukturen, wenn der Winkel nach Bedarf verändert werden kann.
In den nördlichen Regionen werden Vakuumkollektoren installiert fast senkrecht, um das im Winter vom Schnee reflektierte Licht zu nutzen.
In diesem Fall ist die Montage des Kollektors an der Hauswand die beste Option. Durch die niedrige Montage können Sie den Abstand zwischen Panel und Speicher verringern und so den Wärmeverlust reduzieren.
Referenz. Zusätzlich Elektro- und Gasheizung wird installiert nach vollständiger Montage des VakuumverteilersIn diesem Fall sollte eine Parallelschaltung ausgeschlossen werden. Zusätzliche Wärmequellen sollten im autonomen Modus betrieben werden, falls die Erwärmung durch Sonneneinstrahlung nicht ausreicht.
Luft
Es funktioniert durch die Zirkulation erwärmter Luft, die mithilfe eines Ventilators oder auf natürliche Weise durch das System strömt. Beim natürlichen Wärmeaustausch sinkt die heiße Luft, nachdem sie Wärme abgegeben hat, nach unten, und die erwärmte Luft steigt nach oben. Dies ist die einfachste Konstruktion, aber seine Kapazität reicht nicht aus, um das Haus in der kalten Jahreszeit zu heizenSolche Konstruktionen können verwendet werden zum Beheizen kleiner Sommerhäuser außerhalb der Saison.
Luftverteiler besteht aus folgenden Teilen:
- Ein abgedichtetes Gehäuse zur Platzierung aktiver Komponenten.
- Der Solarenergieabsorber ist eine silberne Platte im Inneren des Gehäuses.
- Äußere Isolierung – gehärtetes Glas zum Schutz des Absorbers.
- Wärmeisolierendes Material.
Der Vorteil eines Luft-Solarkollektors ist in der Einfachheit des Designs und dem Fehlen des Risikos des Einfrierens der Flüssigkeit und der Bildung von Lecks. Luftkollektor. Neben der Beheizung des Hauses kann es auch die Funktion der Reduzierung der Luftfeuchtigkeit im Raum übernehmen. Nachteil - extrem geringer Wirkungsgrad.
Foto 3. Luftsolarkollektoren an der Hauswand. Diese Platzierungsmethode ist die effektivste.
Installationsregeln
Installieren Sie den Luftkollektor nur auf der Südseite des Hauses. Abweichungen nach Osten oder Westen sollte 40 Grad nicht überschreiten. Neigungswinkel - 35-45 Grad. Am vorteilhaftesten ist die vertikale Montage des Luftkollektors an der Hauswand, da sie dessen Effizienz erhöht.
Von der Seite des Panelstandorts zwei Löcher in der Wand gemacht, übereinander, um Luft anzusaugen und abzulassen. In der unteren Öffnung ist ein Ventilator angebracht, der die Luft aus dem Raum saugt. Durch die obere Öffnung gelangt erwärmte Luft ins Haus.
Aufmerksamkeit! Länge der Luftkanäle sollte 5 Meter nicht überschreitenSoll warme Luft über weite Strecken transportiert werden, ist ein zusätzlicher Ventilator erforderlich. Eine natürliche Luftzirkulation ist dann nicht möglich.
Der Kollektor wird mit Dübeln an der Wand befestigt und mit den Luftkanalrohren verbunden. Am Auslass des Luftkanals ein Rückschlagventil einbauen, wodurch verhindert wird, dass Luft durchströmt, wenn der Ventilator nachts oder bei bewölktem Wetter nicht läuft.
Nützliches Video
Sehen Sie sich ein Video an, in dem die Funktionen zum Heizen und Warmwasserbereiten mit Solarkollektoren im Winter erläutert werden.
Bewerten Sie die Vorteile vor der Installation
Komplette Warmwasser- und Heizungsversorgung mit Solarkollektor nur in den südlichen Regionen möglichIn nördlichen Breitengraden können Strukturen nur verwendet werden als Ergänzung zur Hauptheizung, und dies muss beim Kauf von Geräten berücksichtigt werden. In den meisten russischen Regionen mit ihren schneereichen Wintern und dem Mangel an Sonne können Solaranlagen nur im Frühjahr und Sommer zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Zum Heizen ist dies praktisch nutzlos.
Kommentare
Durch den Einsatz dieses Systems kann ich bis zu 40 % Gas sparen, da die Hauptheizung nur dann eingeschaltet ist und funktioniert, wenn die Temperatur im Haus aufgrund fehlender Sonne sinkt. Trotz dieser Einsparungen hat sich das System nach zwei Betriebsjahren noch nicht amortisiert. Nach meinen Berechnungen sollte es sich in weiteren 1,5 bis 2 Jahren amortisieren.