¡Es hora de nuevas fuentes de energía! ¿Qué ventajas ofrece un colector solar para calefacción?

Las fuentes de energía como la electricidad, el carbón y el gas son cada vez más caras.

La gente tiene que pensar más en su uso sistemas más respetuosos con el medio ambiente calefacción.

Por eso se desarrolló. Innovación técnica en el campo de las fuentes de calor alternativasPara este fin se empezaron a utilizar colectores solares.

Colector solar para calefacción

La superficie de este dispositivo tiene baja reflectividad, lo que permite la absorción del calor. Para calentar la habitación. Este mecanismo utiliza la luz del sol y su radiación infrarroja..

Para calentar agua y una vivienda, basta con la potencia de un simple colector solar. Esto depende del diseño de la unidad. Una persona puede instalar el equipo por sí misma. Para ello, no se necesitan herramientas ni materiales costosos.

Diseño

La estructura del equipo es sencilla. El dispositivo es una placa rectangular que consta de varias capas:

• Cubierta de vidrio templado antirreflejo con marco;
• amortiguador;
• aislamiento inferior;
• aislamiento lateral;
• tubería;
• cortina de cristal;
• carcasa de aluminio resistente a la intemperie;
• pezones de conexión.

El sistema incluye 1-2 coleccionistasUn tanque de almacenamiento y una precámara. La estructura está organizada de forma cerrada, por lo que los rayos del sol solo penetran en ella y se convierten en calor.

Principio de funcionamiento

La base del funcionamiento de la instalación es el termosifón.El refrigerante dentro del equipo circula de forma independiente, lo que ayudará a eliminar la necesidad de una bomba.

El agua caliente tiende a subir, desplazando así el agua fría y transportándola hacia la fuente de calor.

El coleccionista es un radiador tubular que está montado en una caja de maderaUna de sus superficies es de vidrio. La unidad se fabrica con tubos de acero. La salida y el suministro se realizan mediante tuberías utilizadas en la instalación de suministro de agua.

El diseño funciona así:

1. El colector convierte la energía solar en calor.
2. El líquido entra al tanque de almacenamiento. a través de la línea de suministro.
3. La circulación del refrigerante se produce de forma independiente o con ayuda de una bomba eléctrica.El líquido de la instalación debe cumplir varios requisitos: no debe evaporarse a altas temperaturas, no ser tóxico y ser resistente a las heladas. Generalmente se utiliza agua destilada mezclada con glicol. en una proporción de 6:4.

Concentrador solar

Un dispositivo para acumular energía solar, tiene la función de refrigerante. Sirve para enfocar la energía hacia el emisor receptor dentro del producto.

Existen los siguientes tipos:

• concentradores cilindro-parabólicos;
• concentradores de lentes planas (lentes de Fresnel);
• sobre lentes esféricas;
• concentradores parabólicos;
• torres solares.

Concentradores reflejar la radiación de un plano grande a uno pequeño, lo que ayuda a alcanzar altas temperaturas. El líquido absorbe el calor y lo transfiere al objeto calentado.

Tipos de colectores solares

Actualmente existen varios tipos de colectores de calefacción solar.

Plano, su instalación con tus propias manos.

Este dispositivo Consiste en un panel en el que se monta una placa absorbente. Este tipo de dispositivo es el más común. El precio de las unidades es asequible y depende del tipo de recubrimiento, el fabricante, la potencia y la superficie de calentamiento. Los precios de los equipos de este tipo son... desde 12 mil rublos.

Foto 1. Cinco colectores solares planos instalados en el tejado de una vivienda particular. Los dispositivos están inclinados.

Ámbito de aplicación

Coleccionistas similares Se instalan con mayor frecuencia en viviendas particulares. Para calentar habitaciones y suministrar agua caliente. Estos dispositivos también sirven para calentar el agua de una ducha de verano en la casa de campo. Son ideales para climas cálidos y soleados.

Diseño de colector plano

Composición del dispositivo:

• vidrio protector;
• tubos de cobre;
• aislamiento térmico;
• superficie absorbente con alto grado de absorción;
• marco de aluminio.

Un colector con serpentín tubular es una opción clásica. Como alternativa en diseños caseros se utilizan los siguientes: material de polipropileno, latas de bebidas de aluminio, mangueras de jardín de goma.

La parte inferior y los bordes del sistema deben estar aislados térmicamente. Si el absorbedor entra en contacto con el cuerpo, puede producirse pérdida de calor. La parte exterior del dispositivo está protegida por un vidrio templado con propiedades especiales. Se utiliza anticongelante como portador de calor.

Principio de funcionamiento

El líquido se calienta y entra en el tanque de almacenamiento, desde donde se traslada al colector en forma enfriada. El diseño se presenta en dos versiones.:circuito simple y circuito doble. En el primer caso El líquido va directamente al tanque, en el segundo — pasa por un tubo delgado a través del agua del recipiente, calentando el volumen de la habitación. Al moverse, se enfría y regresa al colector.

Foto 2. Diagrama y principio de funcionamiento de un colector solar plano. Las flechas indican las partes del dispositivo.

Pros y contras

Las unidades de este tipo tienen las siguientes ventajas:

• alta productividad;
• precio de bajo costo;
• operación a largo plazo;
• fiabilidad;
• Posibilidad de automontaje y mantenimiento.

Los colectores planos son adecuados para su funcionamiento en regiones del sur con climas cálidos. Su desventaja es Alta resistencia al viento debido a la gran superficie, por lo que un viento fuerte puede arrancar la estructura. El rendimiento disminuye en inviernos fríos. Idealmente, la unidad debería instalarse en el lado sur del terreno o la casa.

Vacío

Dispositivo Consiste en tubos individuales, unidos en la parte superior y formando un único panel. De hecho, cada tubo es un colector independiente. Se trata de un tipo moderno y eficaz, apto incluso para climas fríos. Los dispositivos de vacío son más complejos que los planos, por lo que son más caros.

Foto 3. Colector solar de vacío. El dispositivo consta de numerosos tubos fijados en una sola estructura.

Ámbito de aplicación

Se aplican Para el suministro de agua caliente y la calefacción de grandes áreasSe utilizan con mayor frecuencia en casas de verano y viviendas particulares. Se instalan en fachadas de edificios, techos inclinados o planos, y estructuras de soporte especiales. Funcionan en climas fríos y con poca luz solar, sin reducir su eficiencia. Gracias a su alta eficiencia, también se utilizan en terrenos agrícolas y empresas industriales. Este tipo es común en países europeos.

Diseño

El dispositivo incluye:

• tanque de almacenamiento de calor (tanque de agua);
• circuito de circulación del intercambiador de calor;
• el propio coleccionista;
• sensores;
• receptor.

El diseño de la unidad consiste en una serie de perfiles tubulares instalados en paralelo. El receptor y los tubos de vacío son de cobre. El bloque de tubos de vidrio está separado del circuito externo, por lo que el colector no deja de funcionar en caso de fallo. 1-2 tubos. Se utiliza aislamiento de poliuretano como protección adicional.

Principio de funcionamiento

Funcionamiento de la estructura Basado en la conductividad térmica cero del vacíoEntre los tubos se forma un espacio sin aire que retiene de forma fiable el calor generado por los rayos del sol.

El colector de vacío funciona así:

• La energía solar se recibe mediante un tubo dentro de un termo;
• El líquido calentado se evapora y sube a la zona de condensación de la tubería;
• El refrigerante fluye hacia abajo desde la zona de condensación;
• El ciclo se repite de nuevo.

Gracias por tal trabajo nivel de transferencia de calor mucho más altoLa pérdida de calor es baja. Se ahorra energía gracias a la capa de vacío, que atrapa eficazmente el calor.

Foto 4. Diagrama esquemático del colector solar de vacío. Los componentes del dispositivo se indican mediante flechas.

Pros y contras

Ventajas de este tipo de dispositivos:

• durabilidad;
• estabilidad en el funcionamiento;
• reparación asequible, es posible reemplazar solo un elemento que ha fallado, y no toda la estructura;
• baja resistencia al viento, capacidad de soportar ráfagas de viento;
• máxima absorción de energía solar.

El equipo es caro y solo se amortizará en unos pocos años. Después de su uso. El coste de los componentes también es elevado, y su sustitución puede requerir la ayuda de un profesional. El sistema no se autolimpia del hielo, la nieve ni la escarcha.

Tipos de colectores de vacío

Hay dos tipos de productos: Con suministro de calor indirecto y directo. El funcionamiento de las estructuras con suministro indirecto se realiza mediante la presión en las tuberías.

En los dispositivos con suministro de calor directo, el contenedor del portador de calor y los dispositivos de vacío de vidrio están montados en el marco en un ángulo determinado, a través de un anillo de conexión hecho de goma.

Equipo Se conecta a las líneas de suministro de agua a través de una válvula de cierre.y el nivel de agua en el tanque está controlado por una válvula de bloqueo.

Aire

El agua tiene una capacidad térmica mucho mayor que el aire. Sin embargo, su uso conlleva diversos problemas domésticos durante su funcionamiento (corrosión de tuberías, control de presión, alteración del estado de los agregados). Colectores de aire No son tan caprichosos y tienen un diseño simple. Los dispositivos no pueden considerarse un reemplazo completo de otros tipos, pero pueden reducir los costos de servicios públicos.

Ámbito de aplicación

Se utilizan equipos de este tipo En la calefacción del aire de las casas, sistemas de deshumidificación. Y para recuperación de aire (procesamiento)Se utiliza para secar productos agrícolas.

Diseño

Consiste en:

• adsorbedor, un panel que absorbe el calor dentro de la caja;
• aislamiento exterior de vidrio templado;
• aislamiento térmico entre la pared de la carcasa y el absorbedor;
• carcasa sellada.

Foto 5. Colector solar de aire para calentar una casa. El dispositivo está fijado verticalmente en la pared del edificio.

El dispositivo está situado cerca del objeto calentado. debido a grandes pérdidas de calor en los conductos de aire.

Principio de funcionamiento

A diferencia de los colectores de agua, Los calentadores de aire no acumulan calor, sino que lo liberan inmediatamente en el aislamiento.La luz del sol llega a la parte exterior del dispositivo y lo calienta, el aire comienza a circular en la estructura y calienta la habitación.

Puedes diseñar tú mismo un colector de aire, Utilizando materiales disponibles en la producción: Latas de cerveza de cobre o aluminio, paneles de aglomerado, láminas de aluminio y metal.

Foto 6. Diagrama del colector solar de aire. El dibujo muestra las partes principales del dispositivo.

Pros y contras

Ventajas:

• baratura del dispositivo;
• posibilidad de autoinstalación y reparación;
• simplicidad de diseño.

Desventajas: Ámbito de aplicación limitado (solo calefacción), baja eficiencia. Por la noche, el equipo funcionará para enfriar el aire si no está cerrado.

Cómo seleccionar un kit de colector solar para un sistema de calefacción

Seleccionar un dispositivo depende de los objetivos a los cuales se dirigirá el trabajo de diseño. El heliosistema se utiliza para soportar aire, proporcionar suministro de agua caliente y calentar el agua de la piscina.

Fuerza

Para calcular la potencia posible de un sistema solar, Necesitas saber 2 parámetros: La insolación solar en una región determinada en una época del año dada y el área de absorción efectiva del colector. Estas cifras deben multiplicarse.

¿Es posible utilizar el colector en invierno?

Dispositivos de vacío afrontar el trabajo en climas fríos. Departamento muestran un bajo rendimiento en climas fríos y son más adecuados para las regiones del sur.

Menos adecuado para funcionar en condiciones de frío. estructura del aire porque por la noche no es capaz de calentar el aire.

Las fuertes precipitaciones causan molestiasEn invierno, el equipo suele estar cubierto de nieve y requiere una limpieza regular. El aire helado absorbe el calor acumulado y el propio colector puede resultar dañado por el granizo.

Teniendo en cuenta el ámbito de aplicación

En la industria, el uso de sistemas solares está más extendido.La energía solar se utiliza en el funcionamiento de centrales eléctricas, generadores de vapor y plantas de desalinización de agua. Los colectores de vacío se suelen instalar para calentar agua, una casa de verano o un baño en viviendas, y los colectores planos se instalan con menos frecuencia. Los sistemas de aire acondicionado ayudan a reducir el coste de la calefacción al calentar el aire durante el día.

Los colectores de vacío funcionan con un tercio más de eficiencia que los colectores planos. A lo largo de un año, el ahorro supone un 20-25% más. La selección e instalación de colectores tubulares debe tomarse en serio, ya que, en comparación con otros, son más susceptibles a los efectos destructivos de las precipitaciones.

Información técnica

Al comprar colectores, preste atención a las condiciones de funcionamiento. Los parámetros más importantes serán Área total de calentamiento, área activa, indicadores de pérdida de calor, coeficiente angular, parámetros de eficiencia.

Conociendo estos datos le permitirá calcular la productividad Operación de una unidad específica. El comprador tiene derecho a solicitar a los vendedores los cálculos pertinentes y los certificados disponibles.

Calefacción con paneles solares

En los países, donde dos tercios de los días son mayoritariamente despejadosInstalar paneles solares. Estos dispositivos funcionan mediante el efecto fotoeléctrico y convierten la energía solar en calor.

Principio de funcionamiento

Este Los equipos se dividen en autónomos y alimentados por la red eléctrica.Los primeros acumulan energía en dispositivos de almacenamiento, lo que permite que la calefacción continúe en ausencia de luz. Los dispositivos de la segunda categoría se conectan a la red eléctrica mediante un inversor especial. Este equipo es bastante fiable, pero deja de funcionar en caso de un corte de luz.

Pros y contras

El uso de paneles solares ayuda a garantizar el buen funcionamiento de los sistemas de alarma contra incendios, vigilancia de seguridad y sistemas de calefacción.

Ellos Respetuoso con el medio ambiente, resistente al desgaste y de funcionamiento silencioso.

Las desventajas incluyen baja productividad., especialmente en climas templados y fríos. Inicialmente, el equipo... Requiere grandes inversiones y se amortiza lentamente.Se requiere una gran cantidad de equipos auxiliares y mantenimiento calificado.

Fabricantes populares

Los principales desarrolladores de paneles solares del mundo:

• Afilado (Japón);
• Primer Solar (EE.UU);
• Compañía eléctrica Suntech (Porcelana);
• Trina Solar (República Popular China);
• Energía verde Yingli (Porcelana).

Vídeo útil

Vea un vídeo que explica cómo funcionan los colectores solares en invierno.

Beneficios de usar

El factor que determina la funcionalidad de los colectores es región de residencia del consumidor. Cuantos más días soleados haya al año en una zona determinada, mayor será la eficiencia del sistema. En cualquier caso, el uso de energía solar para calefacción le permitirá reducir los costes de servicios públicos en mayor o menor medida y ser independiente de los servicios de calefacción.