Le fonti energetiche alternative salveranno il mondo! Scegliere un collettore solare per il riscaldamento domestico
Collettore solare – una struttura tecnica che converte l'energia solare in calore.
Oggigiorno, gli impianti solari basati su questi dispositivi sono sempre più diffusi nelle case di campagna.
Quando si installa un sistema del genere in una casa, la fonte di calore è la natura, il che significa che costi dell'energia termica per una vita comoda, in alcune condizioni, sono praticamente uguali a zero.
Caratteristiche di un collettore solare come dispositivo per il riscaldamento di una casa
Un collettore solare è un dispositivo che funziona assorbendo la radiazione solare e trasferendone l'energia mediante un fluido termovettore.
Il progetto del sistema solare è costituito dai seguenti elementi:
- Assorbitore solare (pannello).
- Serbatoio di stoccaggio.
- Unità di approvvigionamento idrico e di drenaggio.
- Regolatori e sensori.
Principio di funzionamento consiste nel catturare i raggi solari con un pannello e convertirli in energia termicaL'energia accumulata agisce sul liquido termovettore (acqua o antigelo). Il liquido termovettore entra nel serbatoio dell'acqua e cede energia. Il sistema viene avviato da un apposito regolatore.
Passando attraverso il circuito di scambio termico - un sistema di tubi, Il liquido riscaldato rilascia calore nell'aria. E grazie a questo, riscalda l'ambiente. Nel serbatoio di accumulo, grazie al calore immesso, si crea una riserva di acqua calda per usi futuri. Grazie al sistema di isolamento termico, l'acqua riscaldata dal sole viene immagazzinata fino al momento del suo utilizzo.
Per mantenere la temperatura dell'acqua richiesta nel serbatoio, il sistema dotato di sensori e pompe speciali per la circolazione forzataNelle versioni più semplici, la circolazione avviene per gravità naturale.
I moderni impianti solari sono attualmente utilizzati come elementi principali e ausiliari degli impianti di riscaldamento. Come fonte primaria di calore, l'impianto solare può essere utilizzato esclusivamente nelle regioni meridionali, dove c'è abbastanza sole tutto l'anno.
Installazione di un collettore solare in una casa ti consente di beneficiare di:
- Ottenere l'indipendenza energetica.
- Riduzione dei costi di acquisto di gas ed elettricità per il riscaldamento e la produzione di acqua calda.
- Disponibilità.
- Durata. Durata di un collettore almeno 20-25 anni.
- Niente sporco o sprechi.
- Ridurre il carico sulla rete elettrica domestica.
Gli impianti solari presentano anche alcuni svantaggi:
- Elevato costo delle attrezzature. Il periodo di ammortamento del sistema è di circa 7-10 anni.
- Dipendenza dalle condizioni climatiche. In alcune regioni, l'energia solare non viene fornita regolarmente, quindi il sistema non sarà in grado di funzionare nella modalità richiesta. Nelle regioni settentrionali, l'efficienza del collettore solare è troppo bassa e i costi di installazione non vengono recuperati.
Tipi di apparecchi di riscaldamento: principi di funzionamento e regole di installazione
A seconda del tipo di assorbitore - pannello solare, i collettori si dividono in tre tipologie.
Assorbimento della luce piatta
Il pannello di questo modello è una scatola di alluminio piatta con una superficie nera e isolamento termico sul fondo. Superficie rivestito in vetro temperato e glicole propilenicoAssorbe i raggi solari.
Il vantaggio di questo tipo di collettore è il suo basso costo. Lo svantaggio è l'elevata dispersione di calore e la bassa efficienza. Un dispositivo piatto può guastarsi quando la temperatura dell'aria scende. fino a meno 25 gradiLa sua efficienza dipende dall'angolo di incidenza dei raggi solari.
Foto 1. Componenti (indicati dalle frecce) del progetto di un collettore solare piatto ad assorbimento di luce.
Regole di installazione
Il pannello collettore piano può essere installato sul tetto con qualsiasi angolazione e poi spostato a seconda delle condizioni meteorologiche per aumentare la superficie di assorbimento solare. Per garantire un'efficienza ottimale in estate, il pannello viene installato con un angolo di 55 gradi, in inverno - 35 gradi.
Importante! Durante l'installazione è necessario tenere presente che il pannello non deve essere oscurato da oggetti estranei. sopra i 20 gradi dal bordo inferiore. Quando si installano più piastre, è necessario tenere conto anche dei requisiti di ombra.
Il pannello viene fissato su staffe o su profili installati separatamente. Una delle opzioni installazioni — a filo con la pendenza del tetto. In questo caso, i pannelli vengono fissati al rivestimento del tetto. I giunti tra essi e il materiale di copertura vengono sigillati con sigillante. Questa opzione di installazione è possibile solo su tetti a falda inclinata. non meno di 30 gradi.
Per l'installazione dei tubi collettori è necessario realizzare delle aperture nel tetto. Le brecce del tetto devono essere sigillate con sigillante. Le tubazioni possono essere installate su una parete verticale, senza dover praticare fori nel tetto.
Il serbatoio di accumulo e il serbatoio di riscaldamento indiretto vengono solitamente installati accanto a uno scaldabagno tradizionale. Tutti i componenti del sistema di collettori sono collegati tra loro. condotta principale con raccordo filettato.
Vuoto
Dispositivo con efficienza fino all'85%. Può funzionare in qualsiasi condizione climatica in presenza di luce solare. È costituito da un sistema di tubi, che sono doppi contenitori che assorbono il calore. Il contenitore interno contiene un assorbitore metallico e un tubo contenente il liquido.
Foto 2. Collettore solare sottovuoto installato sul tetto di una casa. Il dispositivo è costituito da numerosi tubi.
Tra i due contenitori c'è uno spazio libero in cui si forma il vuoto. Grazie al vuoto, si produce l'isolamento termico del contenitore interno. C'è 2 tipi di collettori sottovuoto:
- Diritto — dove il refrigerante scorre direttamente nei tubi dell'assorbitore.
- Con tubo di calore - forma vapori che trasferiscono calore attraverso il refrigerante.
Lo svantaggio principale di un tale collettore — costi elevati e necessità di installare una pompa elettrica per la circolazione forzata.
Regole di installazione
Il rispetto delle raccomandazioni per l'installazione di un collettore sottovuoto è fondamentale per il suo corretto ed efficiente funzionamento. Per questo tipo di impianto solare non è possibile utilizzare tubazioni zincate o polimeriche. Questo perché, con il caldo, l'acqua all'interno del collettore può riscaldarsi. fino a 300 gradiPer installare il collettore del vuoto vengono utilizzati solo tubi in rame o acciaio. Durante l'installazione, è opportuno seguire le seguenti raccomandazioni:
- L'angolazione del pannello collettore installato sul tetto deve corrispondere alla latitudine geografica della zona.
- Negli spazi aperti, il collettore viene installato accanto all'oggetto che ne consuma il calore.
- L'angolo di incidenza del sole per un corretto funzionamento deve essere 90 gradi.
- La possibilità di ombreggiatura dovrebbe essere completamente eliminata.
È difficile ottenere la corretta pendenza del pannello collettore sottovuoto durante tutto l'anno. Pertanto, si raccomanda installazione di strutture mobili, quando l'angolazione può essere modificata in base alle esigenze.
Nelle regioni settentrionali vengono installati collettori sottovuoto quasi verticale, per utilizzare la luce riflessa dalla neve in inverno.
In questo caso, l'opzione migliore è montare il collettore sulla parete della casa. Il montaggio basso consente di ridurre la distanza tra il pannello e il serbatoio di accumulo, contribuendo a ridurre la dispersione di calore.
Riferimento. Aggiuntivo riscaldamento elettrico e a gas è in fase di installazione dopo l'installazione completa del collettore del vuotoIn questo caso, il collegamento in parallelo dovrebbe essere escluso. Le fonti di calore aggiuntive dovrebbero funzionare in modalità autonoma, in caso di riscaldamento insufficiente tramite irraggiamento solare.
Aria
Funziona facendo circolare aria calda, che si muove attraverso il sistema con l'aiuto di una ventola o naturalmente. Con lo scambio termico naturale, l'aria calda, dopo aver ceduto calore, scende verso il basso e l'aria riscaldata sale verso l'alto. Questo è il progetto più semplice, ma la sua capacità non è sufficiente a riscaldare la casa durante la stagione freddaTali costruzioni possono essere utilizzate per riscaldare piccoli cottage estivi fuori stagione.
Collettore d'aria è costituito dalle seguenti parti:
- Un alloggiamento sigillato per l'alloggiamento dei componenti attivi.
- L'assorbitore di energia solare è un pannello argentato posto all'interno della custodia.
- Isolamento esterno: vetro temperato per proteggere l'assorbitore.
- Materiale isolante termico.
Il vantaggio di un collettore solare ad aria è nella semplicità del design e nell'assenza del rischio di congelamento del liquido e formazione di perditeCollettore d'aria. Oltre a riscaldare la casa, può svolgere la funzione di ridurre l'umidità nella stanza. Svantaggio: efficienza estremamente bassa.
Foto 3. Collettori solari ad aria installati sulla parete della casa. Questo metodo di posizionamento è il più efficace.
Regole di installazione
Installare il collettore d'aria solo sul lato sud della casa. Deviazioni verso est o ovest non dovrebbe superare i 40 gradi. Angolo di inclinazione - 35-45 gradi. L'installazione verticale del collettore d'aria sulla parete della casa è la più vantaggiosa, poiché ne aumenta l'efficienza.
Dal lato della posizione del pannello sono fatti due fori nel muro, uno sopra l'altro, per aspirare e rilasciare l'aria. Un ventilatore è fissato nell'apertura inferiore, che aspira l'aria dalla stanza. L'aria calda entra in casa attraverso l'apertura superiore.
Attenzione! Lunghezza dei condotti dell'aria non dovrebbe superare i 5 metriSe si prevede di trasportare aria calda su lunghe distanze, è necessario installare un ventilatore aggiuntivo. In questo caso, la circolazione naturale dell'aria non sarà possibile.
Il collettore viene fissato alla parete mediante tasselli e collegato ai tubi del condotto dell'aria. All'uscita del condotto dell'aria installare una valvola di ritegno, che impedirà il passaggio dell'aria quando il ventilatore non è in funzione di notte o quando il tempo è nuvoloso.
Video utile
Guarda un video che illustra le caratteristiche del riscaldamento e della produzione di acqua calda tramite collettori solari in inverno.
Valutare i vantaggi prima dell'installazione
Fornitura completa di acqua calda e riscaldamento con collettore solare possibile solo nelle regioni meridionaliAlle latitudini settentrionali, le strutture possono essere utilizzate solo come supplemento al riscaldamento principale, e questo deve essere tenuto in considerazione al momento dell'acquisto dell'attrezzatura. Nella maggior parte delle regioni russe, con i loro inverni nevosi e la mancanza di sole, gli impianti solari possono essere utilizzati solo in primavera e in estate per riscaldare l'acqua. Per il riscaldamento, questa è una cosa praticamente inutile.
Commenti
L'utilizzo di questo sistema mi permette di risparmiare fino al 40% di gas, poiché il riscaldamento principale si accende e funziona solo quando la temperatura in casa scende a causa della mancanza di sole. Nonostante questo risparmio, il sistema non si è ancora ripagato in 2 anni di utilizzo; secondo i miei calcoli, dovrebbe ripagarsi in altri 1,5-2 anni.