代替エネルギー源が世界を救う！家庭暖房用ソーラーコレクターの選び方

ソーラーコレクター – 太陽エネルギーを熱に変換する技術的構造。

これらの装置をベースにした太陽光発電システムは、今日では田舎の住宅でますます多く見られるようになっています。

このようなシステムを住宅に設置する場合、熱源は自然であり、つまり 熱エネルギーコスト 快適な生活のために、ある条件では、 実質的にゼロに等しい。

住宅暖房装置としてのソーラーコレクターの特徴

ソーラーコレクターは、太陽放射を吸収し、そのエネルギーを熱伝達流体を使用して伝達することによって動作する装置です。

太陽光発電システムの設計は、次の要素で構成されています。

• 太陽光吸収体（パネル）。
• 貯蔵タンク。
• 給排水ユニット。
• レギュレーターとセンサー。

動作原理 太陽光をパネルで捉え、それを熱エネルギーに変換することで構成される蓄積されたエネルギーは熱媒体液（水または不凍液）に作用します。熱媒体液は水タンクに入り、エネルギーを放出します。システムは特殊なレギュレーターによって起動されます。

熱交換回路（パイプシステム）を通過し、 加熱された液体は空気中に熱を放出します。 これにより、部屋が暖まります。貯湯タンクには、供給された熱によって将来の使用に備えて温水が蓄えられます。断熱システムにより、太陽熱で温められた水は必要な時まで貯蔵されます。

タンク内の必要な水温を維持するために、システムは 強制循環用の特殊なセンサーとポンプを装備より単純なバージョンでは、循環は自然の重力によって起こります。

現代の太陽光発電システムは現在、暖房設備の主要素および補助要素として利用されています。主熱源として、太陽光発電システムは 南部地域のみ一年中太陽が十分に降り注ぐ場所です。

住宅にソーラーコレクターを設置する 以下のメリットが得られます:

• エネルギーの自立を獲得する。
• 暖房や給湯用のガスや電気の購入コストを削減します。
• 可用性。
• 耐久性。コレクター1台あたりの耐用年数 少なくとも20〜25年。
• 汚れや無駄はありません。
• 家庭の電気ネットワークの負荷を軽減します。

太陽光発電システムには、いくつかの欠点もあります。

• 設備コストが高い。システムの回収期間はおよそ 7～10年。
• 気候条件への依存。一部の地域では太陽エネルギーが安定的に供給されないため、システムは必要なモードで稼働できません。北部地域では、太陽熱集熱器の効率が低すぎるため、設置コストを回収できません。

暖房機器の種類：動作原理と設置規則

吸収体（太陽電池パネル）の種類に応じて、集熱器は分けられます 3つのタイプに分かれます。

フラットな光吸収

このモデルのパネルは、表面が黒色で底部に断熱材が入った平らなアルミボックスです。表面 強化ガラスとプロピレングリコールでコーティング太陽光線を吸収します。

このタイプの集熱器の利点は低コストである。欠点は熱損失が大きく効率が低いことである。平面型の装置は気温が下がると故障する可能性がある。 マイナス25度までその効率は太陽光線の入射角に依存します。

写真 1. 平面光吸収ソーラーコレクターの設計コンポーネント（矢印で表示）。

インストールルール

フラットコレクターパネルは屋根に任意の角度で設置でき、天候に応じて角度を変えることで太陽光吸収面積を増やすことができます。夏季に最適な効率を確保するため、パネルは 55度の角度で、 冬には 35度。

パネルはブラケットまたは追加で設置されたプロファイルに固定されます。 選択肢の一つ 施設 — 屋根の勾配と面一に。この場合、パネルは屋根のシースに取り付けられます。パネルと屋根材の接合部はシーリング材で密閉されます。この設置方法は、傾斜のある屋根でのみ可能です。 30度以上。

コレクターパイプを設置するには、屋根に開口部が必要です。 屋根の破損箇所はシーラントで密閉する必要があります。配管は垂直の壁に設置できるため、屋根に穴を開ける必要はありません。

バッファタンクと間接加熱タンクは通常、通常の給湯器の隣に設置されます。集熱システムのすべての部品は互いに接続されています。 ねじ接続を備えたメインパイプライン。

真空

デバイス 効率は最大85%です。 太陽光があれば、あらゆる気候条件で作動します。熱を吸収する二重フラスコ型のチューブのセットで構成されており、内側のフラスコには金属製の吸収材と液体が入ったチューブが入っています。

写真2. 住宅の屋根に設置された真空式太陽熱集熱器。この装置は多数のチューブで構成されています。

二つのフラスコの間には真空が形成される自由空間があり、この真空により内側のフラスコの断熱が実現されます。 2種類の真空コレクター:

1. ストレートスルー — 冷却剤が吸収管に直接流れ込む場所です。
2. ヒートパイプ付き - 冷却剤を通して熱を伝達する蒸気を形成します。

このようなコレクターの主な欠点は — コストが高く、強制循環用の電動ポンプを設置する必要があります。

インストールルール

真空集熱器の設置に関する推奨事項を遵守することが、正しく効率的に動作させる鍵となります。このタイプの太陽光発電システムには、亜鉛メッキまたはポリマー製の配管は使用できません。これは、高温時に集熱器内の水が加熱される可能性があるためです。 最大300度真空マニホールドの設置には銅管または鋼管のみが使用されます。 インストール中は、次の推奨事項に従う必要があります。

• 屋根に設置する場合、コレクター パネルの角度は、その地域の地理的な緯度に対応している必要があります。
• オープンスペースでは、熱を消費する物体の隣にコレクターを設置します。
• 適切な動作のための太陽の入射角は 90度。
• 陰影の可能性は完全に排除される必要があります。

真空集熱パネルの適切な傾斜を年間を通して維持することは困難です。そのため、 移動構造物の設置必要に応じて角度を変えることができます。

北部地域では真空集塵機が設置されている ほぼ垂直冬には雪に反射した光を利用します。

この場合、最適な選択肢はコレクターを家の壁に取り付けることです。低い位置に取り付けることで、パネルと蓄熱タンク間の距離を短くすることができ、熱損失を減らすことができます。

空気

熱風循環システムは、ファンや自然循環によってシステム内を循環する熱風を循環させます。自然熱交換により、熱を放出した熱風は下降し、暖められた空気は上昇します。これは最もシンプルな設計ですが、 その容量は寒い季節に家を暖めるのに十分ではないこのような構造は、 オフシーズンに小さな夏の別荘を暖房するため。

エアマニホールド 次の部分から構成されます。

• アクティブコンポーネントを配置するための密閉されたハウジング。
• 太陽エネルギー吸収体はケース内部の銀色のパネルです。
• 外部断熱材 - 吸収体を保護するための強化ガラス。
• 断熱材。

空気式太陽熱集熱器の利点は 設計がシンプルで、液体の凍結や漏れの危険がないエアコレクター。暖房機能に加え、室内の湿度を下げる機能も備えています。欠点は、効率が極めて低いことです。

写真3. 家の壁に取り付けられた空気式ソーラーコレクター。この設置方法が最も効果的です。

インストールルール

集風機は家の南側のみに設置してください。東側または西側への設置は避けてください。 40度を超えないようにしてください。 傾斜角度 - 35〜45度。 空気集熱器を家の壁に垂直に設置すると、効率が向上するため最も有利です。

パネルの位置の横から 壁に2つの穴が開けられている上下に2つの窓があり、空気を吸い込み、排出します。下の開口部にはファンが取り付けられており、部屋の空気を排出します。暖められた空気は上の開口部から家の中に入ります。

コレクターはダボで壁に固定され、エアダクトパイプに接続されます。エアダクトの出口には チェックバルブを取り付けるこれにより、夜間や曇りの天候でファンが作動していないときに空気が通過するのを防ぎます。

役に立つビデオ

冬季の太陽熱集熱器を使用した暖房と給湯の特徴について説明するビデオをご覧ください。

導入前にメリットを評価する

太陽熱集熱器による温水と暖房の完全な供給 南部地域でのみ可能北緯では、構造物は 主な暖房の補助として機器を購入する際には、この点を考慮に入れる必要があります。ロシアの多くの地域では、冬は雪が多く日照時間が不足するため、太陽光発電システムは春と夏の給湯にしか利用できません。暖房用途としては、実質的に役に立たないものです。