מקורות אנרגיה חלופיים יצילו את העולם! בחירת קולט שמש לחימום הבית
קולט שמש – מבנה טכני הממיר אנרגיה סולארית לחום.
מערכות סולאריות, המבוססות על מכשירים אלה, ניתן למצוא כיום בתדירות גבוהה יותר ויותר בבתים כפריים.
בעת התקנת מערכת כזו בבית, מקור החום הוא הטבע, מה שאומר ש עלויות אנרגיית חום לחיים נוחים, בתנאים מסוימים, שווים כמעט לאפס.
תכונות של קולט שמש כמכשיר לחימום בית
קולט שמש הוא מכשיר הפועל על ידי ספיגת קרינת שמש והעברת האנרגיה שלה באמצעות נוזל מעביר חום.
תכנון מערכת השמש מורכב מהמרכיבים הבאים:
- בולם שמש (פאנל).
- מיכל אחסון.
- יחידות אספקת מים וניקוז.
- רגולטורים וחיישנים.
עקרון הפעולה מורכב מלכידת קרני שמש באמצעות פאנל והמרתן לאנרגיה תרמיתהאנרגיה המצטברת פועלת על נוזל נושא החום (מים או נוזל נגד קיפאון). נושא החום נכנס למיכל המים ופולט אנרגיה. המערכת מופעלת על ידי ווסת מיוחד.
עובר דרך מעגל חילופי החום - מערכת צינורות, הנוזל המחומם משחרר חום לאוויר. ובזכות כך, הוא מחמם את החדר. במיכל האחסון, הודות לחום המסופק, נוצר עתודה של מים חמים לשימוש עתידי. הודות למערכת הבידוד התרמי, המים המחוממים על ידי השמש מאוחסנים עד לרגע בו יש צורך להשתמש בהם.
כדי לשמור על טמפרטורת המים הנדרשת במיכל, המערכת מצויד בחיישנים ומשאבות מיוחדות למחזור כפויבגרסאות פשוטות יותר, מחזור הדם מתרחש עקב כוח הכבידה הטבעי.
מערכות סולאריות מודרניות משמשות כיום כאלמנטים עיקריים ונלווים של ציוד חימום. כמקור חום עיקרי, ניתן להשתמש במערכת סולארית אך ורק באזורים הדרומיים, היכן שיש מספיק שמש כל השנה.
התקנת קולט שמש בבית מאפשר לך ליהנות מ:
- השגת עצמאות אנרגטית.
- הפחתת עלויות רכישת גז וחשמל לחימום ואספקת מים חמים.
- זְמִינוּת.
- עמידות. חיי שירות של אספן אחד לפחות 20-25 שנים.
- אין לכלוך או פסולת.
- הפחתת העומס על רשת החשמל של הבית.
גם למערכות סולאריות יש כמה חסרונות:
- עלות גבוהה של ציוד. תקופת ההחזר של המערכת היא בערך 7-10 שנים.
- תלות בתנאי האקלים. באזורים מסוימים, אנרגיה סולארית אינה מסופקת באופן קבוע, כך שהמערכת לא תוכל לפעול במצב הנדרש. באזורים הצפוניים, יעילות קולט השמש נמוכה מדי, ועלויות ההתקנה אינן מוחזרות.
סוגי מכשירי חימום: עקרונות הפעלה וכללי התקנה
בהתאם לסוג הבולם - פאנל סולארי, קולטים מחולקים לשלושה סוגים.
סופג אור שטוח
הפאנל של דגם זה הוא קופסת אלומיניום שטוחה עם משטח שחור ובידוד תרמי בתחתית. מצופה זכוכית מחוסמת ופרופילן גליקולהוא סופג את קרני השמש.
היתרון של סוג זה של קולט הוא עלותו הנמוכה. החיסרון הוא אובדן חום גבוה ויעילות נמוכה. מכשיר שטוח עלול להיכשל כאשר טמפרטורת האוויר יורדת. עד מינוס 25 מעלותיעילותו תלויה בזווית הפגיעה של קרני השמש.
תמונה 1. רכיבים (מסומנים בחצים) של תכנון קולט שמש שטוח סופג אור.
כללי התקנה
ניתן להתקין את פאנל הקולט השטוח על הגג בכל זווית, ולאחר מכן לשנותו בהתאם למזג האוויר כדי להגדיל את שטח ספיגת הקרניים. כדי להבטיח יעילות אופטימלית בקיץ, הפאנל מותקן בזווית של 55 מעלות, בחורף - 35 מעלות.
חָשׁוּב! בעת ההתקנה, יש לקחת בחשבון שהפאנל לא יוצל על ידי עצמים זרים. מעל 20 מעלות מהקצה התחתון. בעת התקנת מספר לוחות, יש לקחת בחשבון גם את דרישות הצל.
הפאנל קבוע על סוגריים או על פרופילים המותקנים בנוסף. אחת האפשרויות מתקנים — צמוד לשיפוע הגג. במקרה זה, הפאנלים מחוברים לציפוי הגג. החיבורים בינם לבין חומר הקירוי נאטמים בחומר איטום. אפשרות התקנה זו אפשרית רק בגגות משופעים בעלי זווית לא פחות מ-30 מעלות.
התקנת צינורות האיסוף דורשת פתחים בגג. יש לאטום את פרצות הגג בעזרת חומר איטום. ניתן להתקין צינורות על קיר אנכי, ואז אין צורך לקדוח חורים בגג.
מיכל הבופר ומיכל החימום העקיף מותקנים בדרך כלל ליד דוד מים רגיל. כל חלקי מערכת האיסוף מחוברים זה לזה. צינור ראשי עם חיבור הברגה.
לִשְׁאוֹב
הֶתקֵן עם יעילות של עד 85%. הוא יכול לפעול בכל תנאי אקלים בנוכחות אור שמש. הוא מורכב ממערכת של צינורות, שהם צלוחיות כפולות הקולטות חום. הבקבוק הפנימי מכיל סופג מתכת וצינור עם נוזל.
תמונה 2. קולט שמש ואקום המותקן על גג בית. המכשיר מורכב מצינורות רבים.
בין שני הצלוחיות ישנו חלל פנוי שבו נוצר ואקום. עקב הוואקום נוצר בידוד תרמי של הבקבוק הפנימי. יש 2 סוגים של קולטי ואקום:
- ישר מעבר — כאשר נוזל הקירור זורם ישירות לתוך צינורות הבולם.
- עם צינור חום - יוצר אדים המעבירים חום דרך נוזל הקירור.
החיסרון העיקרי של אספן כזה — עלות גבוהה והצורך להתקין משאבה חשמלית למחזור כפוי.
כללי התקנה
עמידה בהמלצות להתקנת קולט ואקום היא המפתח לפעולתו הנכונה והיעילה. לא ניתן להשתמש בצינורות מגולוונים או פולימריים עבור מערכת סולארית מסוג זה. זאת בשל העובדה שבמזג אוויר חם המים בתוך הקולט יכולים להתחמם. עד 300 מעלותרק צינורות נחושת או פלדה משמשים להתקנת סעפת הוואקום. במהלך ההתקנה, יש לפעול לפי ההמלצות הבאות:
- זווית לוח הקולט כאשר הוא מותקן על הגג חייבת להתאים לקו הרוחב הגיאוגרפי של האזור.
- במרחבים פתוחים, הקולט מותקן ליד האובייקט שצורך את חוםו.
- זווית הפגיעה של השמש לפעולה תקינה חייבת להיות 90 מעלות.
- יש לבטל לחלוטין את האפשרות של הצללה.
קשה להשיג את השיפוע הנכון של פאנל קולט הוואקום לאורך כל השנה. לכן מומלץ התקנת מבנים ניידים, כאשר ניתן לשנות את הזווית לפי הצורך.
באזורים הצפוניים מותקנים קולטי ואקום כמעט אנכי, כדי להשתמש באור המוחזר מהשלג בחורף.
במקרה זה, האפשרות הטובה ביותר היא להתקין את הקולט על קיר הבית. התקנה נמוכה מאפשרת לך לצמצם את המרחק בין הפאנל למיכל האחסון, מה שעוזר להפחית את אובדן החום.
הַפנָיָה. נוֹסָף חימום חשמלי וגז מותקן לאחר התקנה מלאה של סעפת הוואקוםבמקרה זה, יש לשלול חיבור מקביל. מקורות חום נוספים צריכים לפעול במצב אוטונומי, במקרה של חימום לא מספק באמצעות קרני שמש.
אֲוִיר
זה עובד על ידי זרימת אוויר מחומם, אשר נע דרך המערכת בעזרת מאוורר או באופן טבעי. עם חילופי חום טבעיים, האוויר החם, לאחר שפולט חום, יורד למטה, והאוויר המחומם עולה למעלה. זהו העיצוב הפשוט ביותר, אך הקיבולת שלו אינה מספיקה לחימום הבית במהלך העונה הקרהניתן להשתמש במבנים כאלה לחימום בקתות קיץ קטנות בעונה הפחות עמוסה.
סעפת אוויר מורכב מהחלקים הבאים:
- מארז אטום להנחת רכיבים פעילים.
- בולם אנרגיית השמש הוא פאנל כסוף בתוך המארז.
- בידוד חיצוני - זכוכית מחוסמת להגנה על הבולם.
- חומר בידוד תרמי.
היתרון של קולט שמש אווירי הוא בפשטות העיצוב ובהיעדר הסיכון לקפיאת הנוזל ולהיווצרות דליפותקולט אוויר. בנוסף לחימום הבית, הוא יכול לבצע את הפונקציה של הפחתת הלחות בחדר. חיסרון - יעילות נמוכה במיוחד.
תמונה 3. קולטי שמש אוויריים הממוקמים על קיר הבית. שיטת הצבה זו היא היעילה ביותר.
כללי התקנה
התקן את קולט האוויר רק בצד הדרומי של הבית. סטיות לכיוון מזרח או מערב לא צריך לעלות על 40 מעלות. זווית הטיה - 35-45 מעלות. התקנה אנכית של קולט האוויר על קיר הבית היא היתרון הגדול ביותר, שכן היא מגבירה את יעילותו.
מצד מיקום הפאנל שני חורים נעשו בקיר, אחד מעל השני, כדי להכניס אוויר ולשחרר אותו. מאוורר קבוע בפתח התחתון, הוא ימשוך אוויר החוצה מהחדר. אוויר מחומם ייכנס לבית דרך הפתח העליון.
תְשׁוּמַת לֵב! אורך צינורות האוויר לא יעלה על 5 מטריםאם אוויר חם אמור להיות מועבר למרחקים ארוכים, יש להתקין מאוורר נוסף. במקרה זה, סירקולציית אוויר טבעית לא תתאפשר.
הקולט מקובע לקיר באמצעות דיבלים ומחובר לצינורות תעלת האוויר. ביציאה של תעלת האוויר התקן שסתום אל-חזור, אשר ימנע מעבר אוויר כאשר המאוורר אינו פועל בלילה או במזג אוויר מעונן.
סרטון שימושי
צפו בסרטון שמדבר על תכונות החימום וחימום המים באמצעות קולטי שמש בחורף.
הערכת היתרונות לפני ההתקנה
אספקה מלאה של מים חמים וחימום באמצעות קולט שמש אפשרי רק באזורים הדרומייםבקווי הרוחב הצפוניים, ניתן להשתמש במבנים רק כתוספת לחימום הראשי, ויש לקחת זאת בחשבון בעת רכישת ציוד. ברוב אזורי רוסיה, עם חורפים מושלגים וחוסר שמש, ניתן להשתמש במערכות סולאריות רק באביב ובקיץ לחימום מים. לחימום, זהו דבר כמעט חסר תועלת.
הערות
השימוש במערכת זו מאפשר לי לחסוך עד 40% על צריכת הגז, מכיוון שהחימום הראשי מופעל ופועל רק כאשר הטמפרטורה בבית יורדת עקב חוסר שמש. למרות חיסכון כזה, המערכת עדיין לא החזירה את עצמה בשנתיים של שימוש, לפי החישובים שלי, היא אמורה להחזיר את עצמה בעוד 1.5-2 שנים.