È tempo di nuove fonti di energia! A cosa serve un collettore solare per il riscaldamento?

Fonti energetiche come l'elettricità, il carbone e il gas stanno diventando sempre più costose.

Le persone devono pensare di più al loro utilizzo sistemi più rispettosi dell'ambiente riscaldamento.

Ecco perché è stato sviluppato innovazione tecnica nel campo delle fonti di calore alternativeA questo scopo si cominciarono ad utilizzare i collettori solari.

Collettore solare per il riscaldamento

La superficie di questo dispositivo ha una bassa riflettività, che assorbe il calore. Per riscaldare la stanza Questo meccanismo utilizza la luce del sole e la sua radiazione infrarossa.

Per riscaldare l'acqua e riscaldare una casa, la potenza di un semplice collettore solare è sufficiente. Dipende dal tipo di installazione. L'installazione può essere effettuata da una persona in autonomia. Per questo, non è necessario utilizzare utensili e materiali costosi.

Progetto

La struttura dell'attrezzatura è semplice. Il dispositivo è una piastra rettangolare composta da più strati:

• Copertura in vetro temperato antiriflesso con cornice;
• assorbitore;
• isolamento inferiore;
• isolamento laterale;
• conduttura;
• tenda di vetro;
• alloggiamento in alluminio resistente alle intemperie;
• capezzoli di collegamento.

Il sistema include 1-2 collezionisti, un serbatoio di accumulo e una precamera. La struttura è organizzata in modo chiuso, in modo che i raggi solari penetrino solo al suo interno e si trasformino in calore.

Principio di funzionamento

La base del funzionamento dell'impianto è il termosifoneIl liquido di raffreddamento all'interno dell'apparecchiatura circola in modo indipendente, il che contribuisce a eliminare la necessità di una pompa.

L'acqua riscaldata tende a salire, spingendo da parte l'acqua fredda e trasportandola verso la fonte di calore.

Il collezionista è un radiatore tubolare montato in una scatola di legno, un piano del quale è in vetro. Per la fabbricazione dell'unità vengono utilizzati tubi in acciaio. Lo scarico e l'alimentazione sono realizzati tramite tubi utilizzati nell'impianto di adduzione idrica.

Il design funziona così:

1. Il collettore converte l'energia solare in calore.
2. Il liquido entra nel serbatoio di stoccaggio attraverso la linea di alimentazione.
3. La circolazione del liquido refrigerante avviene in modo autonomo o tramite una pompa elettrica.Il liquido nell'impianto deve soddisfare diversi requisiti: non deve evaporare ad alte temperature, essere atossico e resistente al gelo. Solitamente si utilizza acqua distillata miscelata con glicole. in un rapporto di 6:4.

Concentratore solare

Un dispositivo per accumulare l'energia solare, ha la funzione di refrigerante. Serve a focalizzare l'energia sul ricevitore emettitore all'interno del prodotto.

Esistono i seguenti tipi:

• concentratori parabolici lineari;
• concentratori a lente piatta (lenti di Fresnel);
• su lenti sferiche;
• concentratori parabolici;
• torri solari.

Concentratori riflettono la radiazione da un piano grande a uno piccolo, che aiuta a raggiungere temperature elevate. Il liquido assorbe il calore e lo trasferisce all'oggetto riscaldante.

Tipi di collettori solari

Attualmente esistono diversi tipi di collettori solari termici.

Piatto, la sua installazione con le tue mani

Questo dispositivo è costituito da un pannello su cui è montata una piastra assorbitrice. Questo tipo di dispositivo è il più comune. Il prezzo di costo delle unità è accessibile e dipende dal tipo di rivestimento, dal produttore, dalla potenza e dalla superficie riscaldante. I prezzi per apparecchiature di questo tipo sono da 12 mila rubli.

Foto 1. Cinque collettori solari piani installati sul tetto di un'abitazione privata. I dispositivi sono inclinati.

Ambito di applicazione

Collezionisti simili sono più spesso installati nelle case private Per riscaldare gli ambienti e fornire acqua calda sanitaria. I dispositivi sono adatti anche per riscaldare l'acqua per una doccia estiva in dacia. Sono adatti per l'uso nelle giornate calde e soleggiate.

Design del collettore piatto

Composizione del dispositivo:

• vetro protettivo;
• tubi di rame;
• isolamento termico;
• superficie assorbente con elevato grado di assorbimento;
• telaio in alluminio.

Un collettore con serpentina tubolare è una soluzione classica. Come alternativa nei progetti fatti in casa si utilizzano: materiale in polipropilene, lattine per bevande in alluminio, tubi da giardino in gomma.

Il fondo e i bordi del sistema devono essere isolati termicamente. Se l'assorbitore è a contatto con il corpo, è possibile che si verifichi una perdita di calore. La parte esterna del dispositivo è protetta da un vetro temperato con proprietà speciali. L'antigelo viene utilizzato come vettore di calore.

Principio di funzionamento

Il liquido viene riscaldato ed entra nel serbatoio di stoccaggio, da dove viene trasferito raffreddato al collettore. Il progetto è presentato in due versioni: a circuito singolo e a circuito doppio. Nel primo caso il liquido va direttamente nel serbatoio, nel secondo — passa attraverso un sottile tubo attraverso l'acqua nel contenitore, riscaldando il volume della stanza. Muovendosi, si raffredda e torna al collettore.

Foto 2. Schema e principio di funzionamento di un collettore solare piano. Le frecce indicano le parti del dispositivo.

Pro e contro

Le unità di questo tipo presentano i seguenti vantaggi:

• elevata produttività;
• prezzo basso;
• funzionamento a lungo termine;
• affidabilità;
• possibilità di autoassemblaggio e manutenzione.

I collettori piani sono adatti al funzionamento nelle regioni meridionali con clima caldo. Il loro lato negativo è Elevata resistenza al vento dovuta all'ampia superficie, quindi un vento forte può danneggiare la struttura. Le prestazioni diminuiscono con il freddo invernale. Idealmente, l'unità dovrebbe essere installata sul lato sud del sito o dell'abitazione.

Vuoto

Dispositivo è costituito da singoli tubi, uniti nella parte superiore e che formano un unico pannello. In effetti, ogni tubo è un collettore indipendente. Si tratta di un tipo moderno ed efficace, adatto all'uso anche a basse temperature. I dispositivi a vuoto sono più complessi di quelli piatti, quindi sono più costosi.

Foto 3. Collettore solare sottovuoto. Il dispositivo è costituito da numerosi tubi fissati in un'unica struttura.

Ambito di applicazione

Sono applicati per la fornitura di acqua calda e il riscaldamento di grandi superficiSono utilizzati principalmente in cottage estivi e abitazioni private. Vengono montati su facciate di edifici, tetti a falda o piani e su speciali strutture di supporto. Funzionano anche in climi freddi e con poche ore di luce, senza compromettere la loro efficienza. Grazie alla loro elevata efficienza, vengono utilizzati anche in terreni agricoli e aziende industriali. Questa tipologia è comune nei paesi europei.

Progetto

Il dispositivo include:

• serbatoio di accumulo di calore (serbatoio d'acqua);
• circuito di circolazione dello scambiatore di calore;
• il collezionista stesso;
• sensori;
• ricevitore.

Il design dell'unità prevede una serie di profili tubolari installati in parallelo. Il ricevitore e i tubi a vuoto sono realizzati in rame. Il blocco di tubi in vetro è separato dal circuito esterno, il che consente al collettore di funzionare anche in caso di guasto. 1-2 tubi. Come protezione aggiuntiva viene utilizzato l'isolamento in poliuretano.

Principio di funzionamento

Funzionamento della struttura basato sulla conduttività termica nulla del vuotoTra i tubi si forma uno spazio privo di aria, che trattiene in modo affidabile il calore generato dai raggi solari.

Il collettore del vuoto funziona così:

• l'energia solare viene ricevuta da un tubo all'interno di un contenitore sotto vuoto;
• il liquido riscaldato evapora e sale nella zona di condensazione del tubo;
• il liquido refrigerante scorre verso il basso dalla zona di condensazione;
• il ciclo si ripete ancora.

Grazie a tale lavoro livello di trasferimento di calore molto più elevatoe la dispersione di calore è ridotta. Il risparmio energetico è garantito dallo strato sottovuoto, che intrappola efficacemente il calore.

Foto 4. Schema del collettore solare sottovuoto. I componenti del dispositivo sono indicati dalle frecce.

Pro e contro

Vantaggi di questa tipologia di dispositivi:

• durevolezza;
• stabilità nel funzionamento;
• riparazione conveniente, è possibile sostituire solo un elemento guasto e non l'intera struttura;
• bassa resistenza al vento, capacità di resistere a raffiche di vento;
• massimo assorbimento dell'energia solare.

L'attrezzatura è costosa e si ripagherà solo in pochi anni. Dopo l'uso. Anche il costo dei componenti è elevato e la loro sostituzione potrebbe richiedere l'intervento di un professionista. Il sistema non è in grado di autopulirsi da ghiaccio, neve e brina.

Tipi di collettori sottovuoto

Esistono due tipi di prodotti: con apporto di calore indiretto e diretto. Il funzionamento delle strutture con apporto indiretto è garantito dalla pressione nelle tubazioni.

Nei dispositivi con apporto di calore diretto, il contenitore del termovettore e i dispositivi sottovuoto in vetro vengono montati sul telaio con una determinata angolazione, tramite un anello di collegamento in gomma.

Attrezzatura si collega alle linee di alimentazione idrica tramite una valvola di intercettazionee il livello dell'acqua nel serbatoio è controllato da una valvola di bloccaggio.

Aria

L'acqua ha una capacità termica molto più elevata dell'aria. Tuttavia, il suo utilizzo è associato a una serie di problemi domestici durante il funzionamento (corrosione delle tubazioni, controllo della pressione, variazione dello stato degli aggregati). Collettori d'aria non così stravaganti, hanno un design semplice. Questi dispositivi non possono essere considerati una sostituzione completa di altri tipi, ma sono in grado di ridurre i costi di utenza.

Ambito di applicazione

Le attrezzature di questo tipo vengono utilizzate nel riscaldamento dell'aria delle case, sistemi di deumidificazione E per il recupero dell'aria (elaborazione)Viene utilizzato per l'essiccazione dei prodotti agricoli.

Progetto

Composto da:

• assorbitore, pannello che assorbe il calore all'interno della custodia;
• isolamento esterno in vetro temperato;
• isolamento termico tra la parete dell'alloggiamento e l'assorbitore;
• alloggiamento sigillato.

Foto 5. Collettore solare ad aria per il riscaldamento di un'abitazione. Il dispositivo è fissato verticalmente alla parete dell'edificio.

Il dispositivo si trova vicino all'oggetto riscaldante a causa delle grandi perdite di calore nei condotti dell'aria.

Principio di funzionamento

A differenza dei collettori d'acqua, i riscaldatori d'aria non accumulano calore, ma lo rilasciano immediatamente nell'isolamentoLa luce del sole colpisce la parte esterna del dispositivo e la riscalda, l'aria inizia a circolare nella struttura e riscalda la stanza.

È possibile progettare autonomamente un collettore d'aria, utilizzando i materiali disponibili in produzione: Lattine di birra in rame o alluminio, pannelli di truciolato, alluminio e lamiere.

Foto 6. Schema del collettore solare ad aria. Il disegno mostra le parti principali del dispositivo.

Pro e contro

Vantaggi:

• economicità del dispositivo;
• possibilità di autoinstallazione e riparazione;
• semplicità del design.

Svantaggi: Campo di applicazione limitato (solo riscaldamento), bassa efficienza. Di notte, l'apparecchiatura funziona solo per raffreddare l'aria se non è chiusa.

Selezione di un kit collettore solare per un impianto di riscaldamento

Selezione di un dispositivo dipende dagli obiettivi per i quali verrà orientato il lavoro di progettazione. L'eliosistema viene utilizzato per supportare l'aria, fornire acqua calda e riscaldare l'acqua per la piscina.

Energia

Per calcolare la possibile potenza di un impianto solare, devi conoscere 2 parametri: L'irradiazione solare in una data regione in un dato periodo dell'anno e l'area di assorbimento effettiva del collettore. Questi valori devono essere moltiplicati.

È possibile utilizzare il raccoglitore in inverno?

Dispositivi a vuoto affrontare il lavoro in climi freddi. Piatto mostrano scarse prestazioni in climi freddi e sono più adatti alle regioni meridionali.

Meno adatto al funzionamento in condizioni di freddo struttura dell'aria perché di notte non è in grado di riscaldare l'aria.

Le forti precipitazioni causano disagi, perché in inverno l'attrezzatura è spesso coperta di neve e richiede una pulizia regolare. L'aria gelida assorbe il calore accumulato e il collettore stesso può essere danneggiato dalla grandine.

Tenendo conto dell'ambito di applicazione

Nell'industria l'impiego degli impianti solari è più diffuso.L'energia solare viene utilizzata per il funzionamento di centrali elettriche, generatori di vapore e impianti di desalinizzazione dell'acqua. I collettori sottovuoto vengono spesso installati per il riscaldamento dell'acqua, per una casa estiva o per uno stabilimento balneare in ambito domestico, mentre i collettori piani vengono installati meno frequentemente. I sistemi ad aria contribuiscono a ridurre i costi di riscaldamento riscaldando l'aria durante il giorno.

I collettori sottovuoto funzionano con un'efficienza un terzo maggiore rispetto ai collettori piatti. Nel corso di un anno il risparmio ammonta al 20-25% in più. La scelta e l'installazione di collettori tubolari devono essere prese seriamente in considerazione, poiché, rispetto ad altri, sono più sensibili agli effetti distruttivi delle precipitazioni.

Informazioni tecniche

Quando si acquistano i collettori, bisogna prestare attenzione alle condizioni operative. I parametri più importanti saranno superficie totale riscaldabile, area attiva, indicatori di perdita di calore, coefficiente angolare, parametri di efficienza.

Conoscendo questi dati ti permetterà di calcolare la produttività gestione di un'unità specifica. L'acquirente ha il diritto di richiedere ai venditori di fornire i calcoli pertinenti e i certificati disponibili.

Riscaldamento con pannelli solari

Nei paesi, dove due terzi delle giornate sono per lo più serene, installare pannelli solari. Questi dispositivi funzionano sfruttando l'effetto fotoelettrico e convertono l'energia solare in calore.

Principio di funzionamento

Questo Le apparecchiature sono divise in autonome e alimentate dalla rete elettricaI primi accumulano energia in dispositivi di accumulo, consentendo il riscaldamento anche in assenza di luce. I dispositivi della seconda categoria sono collegati alla rete elettrica tramite un inverter speciale. Queste apparecchiature sono piuttosto affidabili, ma smettono di funzionare in caso di interruzione di corrente.

Pro e contro

L'impiego di pannelli solari contribuisce a garantire il buon funzionamento dei sistemi di allarme antincendio, di sorveglianza e di riscaldamento.

Essi ecocompatibili, resistenti all'usura e silenziosi.

Gli svantaggi includono la bassa produttività., soprattutto nei climi temperati e freddi. Inizialmente, l'attrezzatura richiede grandi investimenti, si ripaga lentamente, sono necessarie grandi quantità di attrezzature ausiliarie e una manutenzione qualificata.

Produttori popolari

I migliori sviluppatori di pannelli solari al mondo:

• Affilato (Giappone);
• Primo solare (U.S.A);
• Suntech Power Co. (Cina);
• Trina Solar (RPC);
• Yingli Green Energy (Cina).

Video utile

Guarda un video che spiega come funzionano i collettori solari in inverno.

Vantaggi dell'utilizzo

Il fattore determinante per la funzionalità dei collettori è regione di residenza del consumatore. Maggiore è il numero di giorni di sole all'anno in una determinata area, maggiore è l'efficienza dell'unità. In ogni caso, utilizzare l'energia solare per il riscaldamento consentirà di ridurre i costi delle utenze in misura maggiore o minore e di essere indipendenti dal riscaldamento.