Es ist Zeit für neue Energiequellen! Was ist gut an einem Solarkollektor zum Heizen
Energieträger wie Strom, Kohle und Gas werden immer teurer.
Die Menschen müssen mehr über ihren Gebrauch nachdenken umweltfreundlichere Systeme Heizung.
Deshalb wurde es entwickelt technische Innovationen im Bereich alternativer WärmequellenZu diesem Zweck begann man, Sonnenkollektoren einzusetzen.
Inhalt
Solarkollektor zum Heizen
Die Oberfläche dieses Geräts weist ein geringes Reflexionsvermögen auf, wodurch Wärme absorbiert wird. Zum Heizen des Raumes Dieser Mechanismus nutzt das Sonnenlicht und seine Infrarotstrahlung.
Um Wasser zu erhitzen und ein Haus zu heizen, reicht die Leistung eines einfachen Solarkollektors aus. Dies hängt von der Bauart des Geräts ab. Die Installation kann selbst durchgeführt werden. Dafür sind keine teuren Werkzeuge und Materialien erforderlich.
Referenz. Die Effizienz professioneller Geräte ist 80-85%. Selbstgemachte sind viel billiger, aber ihre Effizienz nicht mehr als 60–65 %.
Design
Der Aufbau der Geräte ist einfach. Das Gerät ist eine rechteckige Platte, die aus mehreren Schichten besteht:
- Blendfreie Abdeckung aus gehärtetem Glas mit Rahmen;
- Absorber;
- Bodenisolierung;
- seitliche Isolierung;
- Pipeline;
- Glasvorhang;
- wetterbeständiges Aluminiumgehäuse;
- Anschlussnippel.
Das System umfasst 1-2 Sammler, einem Speichertank und einer Vorkammer. Die Struktur ist geschlossen organisiert, sodass nur Sonnenstrahlen eindringen und in Wärme umgewandelt werden.
Funktionsprinzip
Die Grundlage des Betriebs der Anlage ist ThermosiphonDas Kühlmittel im Inneren des Geräts zirkuliert selbstständig, wodurch die Notwendigkeit einer Pumpe entfällt.
Das erwärmte Wasser hat die Tendenz aufzusteigen, verdrängt dabei das kalte Wasser und transportiert es zur Wärmequelle.
Der Sammler ist ein Röhrenheizkörper, der in einer Holzkiste montiert ist, dessen eine Ebene aus Glas besteht. Bei der Herstellung der Einheit werden Stahlrohre verwendet. Der Auslass und die Zufuhr erfolgen über Rohre, die bei der Installation der Wasserversorgung verwendet werden.
Das Design funktioniert folgendermaßen:
- Der Kollektor wandelt Sonnenenergie in Wärme um.
- Die Flüssigkeit gelangt in den Lagertank durch die Versorgungsleitung.
- Die Zirkulation des Kühlmittels erfolgt selbstständig oder mit Hilfe einer elektrischen Pumpe.Die Flüssigkeit in der Anlage muss mehrere Anforderungen erfüllen: Sie darf bei hohen Temperaturen nicht verdunsten, ist ungiftig und frostbeständig. Üblicherweise wird destilliertes Wasser mit Glykolmischung verwendet. im Verhältnis 6:4.
Solarkonzentrator
Ein Gerät zur Speicherung von Sonnenenergie, hat die Funktion eines Kühlmittels. Dient zur Fokussierung der Energie auf den Sender-Empfänger im Inneren des Produkts.
Es gibt folgende Typen:
- Parabolrinnenkonzentratoren;
- Flachlinsenkonzentratoren (Fresnel-Linsen);
- auf sphärischen Linsen;
- Parabolkonzentratoren;
- Solartürme.
Konzentratoren Strahlung von einer großen Ebene auf eine kleine reflektieren, wodurch hohe Temperaturen erreicht werden. Die Flüssigkeit nimmt Wärme auf und überträgt sie auf das Heizobjekt.
Wichtig! Der Preis der Geräte ist nicht billig, und auch Sie erfordern eine ständige qualifizierte Wartung. Solche Geräte werden in Hybridsystemen, meist im industriellen Maßstab, eingesetzt und ermöglichen eine Steigerung der Produktivität des Kollektors.
Arten von Solarkollektoren
Derzeit gibt es mehrere Arten von Solarkollektoren.
Wohnung, seine Installation mit Ihren eigenen Händen
Dieses Gerät besteht aus einer Platte, in die eine Absorberplatte eingebaut ist. Dieser Gerätetyp ist am häufigsten. Der Selbstkostenpreis der Geräte ist erschwinglich und hängt von der Art der Beschichtung, dem Hersteller, der Leistung und der Heizfläche ab. Die Preise für Geräte dieses Typs sind ab 12 Tausend Rubel.
Foto 1. Fünf flache Solarkollektoren auf dem Dach eines Privathauses. Die Geräte sind geneigt.
Geltungsbereich
Ähnliche Sammler werden häufiger in Privathäusern installiert Zum Heizen von Räumen und zur Warmwasserversorgung. Die Geräte eignen sich zum Erhitzen von Wasser für eine Sommerdusche auf dem Land. Sie eignen sich für warmes und sonniges Wetter.
Aufmerksamkeit! Kollektorfläche darf nicht durch andere Gebäude, Bäume oder Häuser verdeckt werden. Dies wirkt sich negativ auf die Produktivität aus. Die Geräte werden auf dem Dach oder der Fassade des Gebäudes sowie auf jeder geeigneten Oberfläche montiert.
Flachkollektor-Design
Zusammensetzung des Gerätes:
- Schutzglas;
- Kupferrohre;
- Wärmedämmung;
- saugfähige Oberfläche mit hohem Absorptionsgrad;
- Aluminiumrahmen.
Eine klassische Variante ist ein Kollektor mit Rohrschlange. Als Alternative in hausgemachten Designs werden folgende verwendet: Polypropylenmaterial, Getränkedosen aus Aluminium, Gartenschläuche aus Gummi.
Boden und Kanten der Anlage müssen wärmegedämmt sein. Bei Körperkontakt des Absorbers kann es zu Wärmeverlust kommen. Die Außenseite des Gerätes ist durch gehärtetes Glas mit besonderen Eigenschaften geschützt. Als Wärmeträger dient Frostschutzmittel.
Funktionsprinzip
Die Flüssigkeit wird erhitzt und gelangt in den Speichertank, von wo sie gekühlt zum Kollektor geleitet wird. Das Design wird in zwei Versionen präsentiert: Einkreis und Zweikreis. Im ersten Fall die Flüssigkeit gelangt direkt in den Tank, im zweiten — fließt durch ein dünnes Rohr durch das Wasser im Behälter und erwärmt das Raumvolumen. Während der Bewegung kühlt es ab und fließt zurück zum Kollektor.
Foto 2. Diagramm und Funktionsprinzip eines flachen Solarkollektors. Die Pfeile zeigen die Teile des Geräts an.
Für und Wider
Einheiten dieses Typs haben folgende Vorteile:
- hohe Produktivität;
- niedriger Selbstkostenpreis;
- Langzeitbetrieb;
- Zuverlässigkeit;
- die Möglichkeit der Selbstmontage und Wartung.
Flachkollektoren eignen sich für den Betrieb in südlichen Regionen mit warmem Klima. Ihr Nachteil ist Hoher Windangriff aufgrund der großen Oberfläche, sodass starker Wind die Struktur abreißen kann. Bei kaltem Winterwetter nimmt die Leistung ab. Idealerweise sollte die Anlage an der Südseite des Grundstücks oder Hauses installiert werden.
Vakuum
Gerät besteht aus einzelnen Rohren, die oben zusammengefügt sind und eine einzige Platte bilden. Tatsächlich ist jedes Rohr ein unabhängiger Kollektor. Dies ist ein effektiver moderner Typ, der auch bei kaltem Wetter eingesetzt werden kann. Vakuumgeräte sind komplexer als Flachgeräte und daher teurer.
Foto 3. Vakuum-Solarkollektor. Das Gerät besteht aus vielen Röhren, die in einer Struktur befestigt sind.
Geltungsbereich
Sie werden angewendet zur Warmwasserversorgung und Beheizung großer FlächenSie werden am häufigsten in Ferienhäusern und Privathäusern eingesetzt. Sie werden an Gebäudefassaden, Schräg- oder Flachdächern sowie speziellen Tragkonstruktionen montiert. Sie funktionieren auch bei kaltem Klima und kurzen Tageslichtstunden, ohne dass ihre Effizienz beeinträchtigt wird. Aufgrund ihrer hohen Effizienz werden sie auch in landwirtschaftlichen Flächen und Industriebetrieben eingesetzt. Dieser Typ ist in europäischen Ländern weit verbreitet.
Design
Das Gerät beinhaltet:
- Wärmespeichertank (Wassertank);
- Wärmetauscher-Umwälzkreislauf;
- der Sammler selbst;
- Sensoren;
- Empfänger.
Das Design der Einheit besteht aus einer Reihe parallel installierter Rohrprofile. Receiver und Vakuumröhren bestehen aus Kupfer. Der Glasröhrenblock ist vom externen Kreislauf getrennt, wodurch der Kollektor im Fehlerfall nicht ausfällt. 1-2 Tuben. Als zusätzlicher Schutz dient eine Polyurethan-Isolierung.
Referenz. Eine Besonderheit des Kollektors ist die Zusammensetzung der Legierung, aus der die Rohre bestehen. Dies Aluminiumbeschichtetes und mit Polyurethan geschütztes Kupfer.
Funktionsprinzip
Betrieb der Struktur basierend auf der Null-Wärmeleitfähigkeit eines VakuumsZwischen den Rohren entsteht ein luftleerer Raum, der die durch die Sonneneinstrahlung erzeugte Wärme zuverlässig speichert.
Der Vakuumverteiler funktioniert folgendermaßen:
- Sonnenenergie wird von einer Röhre in einer Vakuumflasche empfangen;
- die erhitzte Flüssigkeit verdampft und steigt in den Kondensationsbereich des Rohres auf;
- das Kühlmittel fließt aus der Kondensationszone nach unten;
- der Zyklus wiederholt sich erneut.
Dank dieser Arbeit deutlich höhere Wärmeübertragungsrate, und der Wärmeverlust ist gering. Durch die Vakuumschicht, die die Wärme effektiv speichert, wird Energie gespart.
Foto 4. Schematische Darstellung des Vakuum-Solarkollektors. Die Komponenten des Geräts sind durch Pfeile gekennzeichnet.
Für und Wider
Vorteile dieser Art von Geräten:
- Haltbarkeit;
- Stabilität im Betrieb;
- kostengünstige Reparatur, es ist möglich, nur ein defektes Element und nicht die gesamte Struktur zu ersetzen;
- geringer Luftwiderstand, Fähigkeit, Windböen standzuhalten;
- maximale Absorption der Sonnenenergie.
Die Ausrüstung ist teuer und amortisiert sich erst in wenigen Jahren. nach Gebrauch. Die Kosten für die Komponenten sind ebenfalls hoch, und ihr Austausch kann die Hilfe eines Fachmanns erfordern. Das System ist nicht in der Lage, sich selbst von Eis, Schnee und Frost zu reinigen.
Arten von Vakuumkollektoren
Es gibt zwei Arten von Produkten: mit indirekter und direkter Wärmeversorgung. Der Betrieb von Strukturen mit indirekter Versorgung erfolgt über den Druck in den Rohren.
Bei Geräten mit direkter Wärmezufuhr werden der Wärmeträgerbehälter und die Glasvakuumvorrichtungen über einen Verbindungsring aus Gummi in einem bestimmten Winkel am Rahmen befestigt.
Ausrüstung Anschluss an Wasserversorgungsleitungen über ein Absperrventil, und der Wasserstand im Tank wird durch ein Absperrventil geregelt.
Luft
Wasser hat eine viel höhere Wärmekapazität als Luft. Seine Verwendung ist jedoch mit einer Reihe von Haushaltsproblemen während des Betriebs verbunden (Rohrkorrosion, Druckkontrolle, Änderung des Aggregatzustands). Luftkollektoren nicht so skurril, haben ein einfaches Design. Die Geräte können zwar nicht als vollwertiger Ersatz für andere Typen angesehen werden, können aber die Betriebskosten senken.
Geltungsbereich
Geräte dieser Art werden verwendet in der Luftheizung von Häusern, Entfeuchtungssystemen Und zur Luftrückgewinnung (-aufbereitung). Es wird zum Trocknen landwirtschaftlicher Produkte verwendet.
Design
Besteht aus:
- Adsorber, eine wärmeabsorbierende Platte im Gehäuse;
- Außenisolierung aus gehärtetem Glas;
- Wärmedämmung zwischen Gehäusewand und Absorber;
- abgedichtetes Gehäuse.
Foto 5. Luft-Solarkollektor zum Heizen eines Hauses. Das Gerät wird vertikal an der Gebäudewand befestigt.
Das Gerät befindet sich in der Nähe des Heizobjekts aufgrund großer Wärmeverluste in Luftkanälen.
Funktionsprinzip
Im Gegensatz zu Wassersammlern Lufterhitzer speichern keine Wärme, sondern geben diese sofort an die Isolierung ab. Sonnenlicht trifft auf den äußeren Teil des Geräts und erwärmt es, Luft beginnt in der Struktur zu zirkulieren und erwärmt den Raum.
Sie können einen Luftkollektor selbst entwerfen, Verwendung vorhandener Materialien in der Produktion: Bierdosen aus Kupfer oder Aluminium, Spanplatten, Aluminium- und Metallbleche.
Foto 6. Diagramm des Luftsolarkollektors. Die Zeichnung zeigt die Hauptteile des Geräts.
Für und Wider
Vorteile:
- Billigkeit des Geräts;
- Möglichkeit der Selbstinstallation und Reparatur;
- Einfachheit des Designs.
Nachteile: eingeschränkter Anwendungsbereich (nur Heizen), geringer Wirkungsgrad. Nachts kühlt das Gerät die Luft, wenn es nicht geschlossen ist.
Auswahl eines Solarkollektor-Kits für ein Heizsystem
Auswählen eines Geräts hängt von den Zielen ab, auf die die Entwurfsarbeit ausgerichtet ist. Das Heliosystem dient der Luftförderung, der Warmwasserversorgung und der Erwärmung des Poolwassers.
Leistung
Um die mögliche Leistung einer Solaranlage zu berechnen, Sie müssen 2 Parameter kennen: Sonneneinstrahlung in einer bestimmten Region zu einer bestimmten Jahreszeit und die effektive Absorptionsfläche des Kollektors. Diese Zahlen müssen multipliziert werden.
Ist ein Einsatz des Kollektors im Winter möglich?
Vakuumgeräte mit der Arbeit in kalten Klimazonen zurechtkommen. Wohnung zeigen bei kaltem Wetter eine geringere Leistung und sind besser für südliche Regionen geeignet.
Weniger geeignet für den Betrieb bei Kälte Luftstruktur weil es nachts nicht in der Lage ist, die Luft zu erwärmen.
Starke Niederschläge sorgen für Unannehmlichkeiten, denn im Winter ist die Anlage oft mit Schnee bedeckt und muss regelmäßig gereinigt werden. Frostige Luft entzieht die angesammelte Wärme und der Kollektor selbst kann durch Hagel beschädigt werden.
Unter Berücksichtigung des Anwendungsbereichs
In der Industrie ist der Einsatz von Solaranlagen weiter verbreitet.Solarenergie wird zum Betrieb von Kraftwerken, Dampferzeugern und Wasserentsalzungsanlagen genutzt. Vakuumkollektoren werden häufig zur Warmwasserbereitung, für Gartenhäuser oder Badehäuser im häuslichen Bereich eingesetzt, Flachkollektoren seltener. Luftsysteme tragen zur Senkung der Heizkosten bei, indem sie die Luft tagsüber erwärmen.
Vakuumkollektoren arbeiten um ein Drittel effizienter als Flachkollektoren. Im Laufe eines Jahres beträgt die Ersparnis noch einmal 20–25 %. Die Auswahl und Installation von Röhrenkollektoren sollte mit Bedacht erfolgen, da sie im Vergleich zu anderen Kollektoren anfälliger für die zerstörerische Wirkung von Niederschlägen sind.
Technische Informationen
Achten Sie beim Kauf von Kollektoren auf die Einsatzbedingungen. Die wichtigsten Parameter sind Gesamtheizfläche, aktive Fläche, Wärmeverlustindikatoren, Winkelkoeffizient, Effizienzparameter.
Die Kenntnis dieser Daten ermöglicht Ihnen die Berechnung der Produktivität Betrieb einer bestimmten Anlage. Der Käufer hat das Recht, vom Verkäufer die Vorlage der entsprechenden Berechnungen und verfügbaren Zertifikate zu verlangen.
Heizen mit Solarmodulen
In Ländern, wo zwei Drittel der Tage überwiegend klar sind, installieren Sie Solarmodule. Diese Geräte funktionieren auf Basis des photoelektrischen Effekts und wandeln die Sonnenenergie in Wärme um.
Funktionsprinzip
Das Die Geräte sind in autonome und über das Stromnetz betriebene Geräte unterteiltDie ersten speichern Energie in Speichergeräten, wodurch die Heizung auch bei Dunkelheit weiterlaufen kann. Die Geräte der zweiten Kategorie werden über einen speziellen Wechselrichter an das Stromnetz angeschlossen. Diese Geräte sind recht zuverlässig, funktionieren aber bei einem Stromausfall nicht mehr.
Für und Wider
Der Einsatz von Solarmodulen trägt dazu bei, den reibungslosen Betrieb von Brandmeldeanlagen, Sicherheitsüberwachungs- und Heizungssystemen sicherzustellen.
Sie umweltfreundlich, verschleißfest und geräuschlos im Betrieb.
Zu den Nachteilen gehört eine geringe Produktivität., insbesondere in gemäßigten und kühlen Klimazonen. Zunächst ist die Ausrüstung erfordert große Investitionen, zahlt sich langsam aus, sind umfangreiche Zusatzgeräte und qualifizierte Wartung erforderlich.
Beliebte Hersteller
Die weltweit führenden Entwickler von Solarmodulen:
- Scharf (Japan);
- Erste Solar (USA);
- Suntech Power Co. (China);
- Trina Solar (VR China);
- Yingli Grüne Energie (China).
Nützliches Video
Sehen Sie sich ein Video an, das die Funktionsweise von Solarkollektoren im Winter erklärt.
Vorteile der Verwendung
Der Faktor, der die Funktionalität von Kollektoren bestimmt, ist Wohnsitzregion des Verbrauchers. Je mehr Sonnentage es in einem bestimmten Gebiet pro Jahr gibt, desto höher ist die Effizienz der Anlage. In jedem Fall können Sie durch die Nutzung von Solarenergie zum Heizen Ihre Betriebskosten mehr oder weniger senken und unabhängig von der Heizungsanlage werden.
