Sursele alternative de energie vor salva lumea! Alegerea unui colector solar pentru încălzirea locuinței
Colector solar – o structură tehnică ce transformă energia solară în căldură.
Sistemele solare, care se bazează pe aceste dispozitive, se găsesc din ce în ce mai des în casele de la țară.
La instalarea unui astfel de sistem într-o locuință, sursa de căldură este natura, ceea ce înseamnă că costurile energiei termice pentru o viață confortabilă, în anumite condiții, sunt practic egale cu zero.
Caracteristicile unui colector solar ca dispozitiv pentru încălzirea unei case
Un colector solar este un dispozitiv care funcționează prin absorbția radiației solare și transferul energiei acesteia folosind un fluid termotransferabil.
Proiectarea sistemului solar constă din următoarele elemente:
- Absorbitor solar (panou).
- Rezervor de stocare.
- Unități de alimentare cu apă și drenaj.
- Regulatoare și senzori.
Principiul de funcționare constă în captarea razelor solare cu un panou și transformarea lor în energie termicăEnergia acumulată acționează asupra lichidului purtător de căldură (apă sau antigel). Purtătorul de căldură intră în rezervorul de apă și eliberează energie. Sistemul este pornit de un regulator special.
Trecând prin circuitul de schimb de căldură - un sistem de țevi, Lichidul încălzit eliberează căldură în aer. Și datorită acestui fapt, încălzește camera. În rezervorul de stocare, datorită căldurii furnizate, se creează o rezervă de apă caldă pentru utilizare ulterioară. Datorită sistemului de izolație termică, apa încălzită de soare este stocată până în momentul în care trebuie utilizată.
Pentru a menține temperatura necesară a apei în rezervor, sistemul echipat cu senzori speciali și pompe pentru circulație forțatăÎn versiunile mai simple, circulația are loc datorită gravitației naturale.
Sistemele solare moderne sunt utilizate în prezent ca elemente principale și auxiliare ale echipamentelor de încălzire. Ca sursă principală de căldură, sistemul solar poate fi utilizat exclusiv în regiunile sudice, unde este suficient soare tot timpul anului.
Instalarea unui colector solar într-o casă vă permite să beneficiați de:
- Obținerea independenței energetice.
- Reducerea costurilor de achiziționare a gazelor și energiei electrice pentru încălzire și alimentarea cu apă caldă.
- Disponibilitate.
- Durabilitate. Durata de viață a unui colector cel puțin 20-25 de ani.
- Fără murdărie sau deșeuri.
- Reducerea sarcinii rețelei electrice a locuinței.
Sistemele solare au și unele dezavantaje:
- Cost ridicat al echipamentului. Perioada de amortizare a sistemului este de aproximativ 7-10 ani.
- Dependență de condițiile climatice. În unele regiuni, energia solară nu este furnizată în mod regulat, astfel încât sistemul nu va putea funcționa în modul necesar. În regiunile nordice, eficiența colectorului solar este prea scăzută, iar costurile de instalare nu sunt recuperate.
Tipuri de dispozitive de încălzire: principii de funcționare și reguli de instalare
În funcție de tipul de absorbant - panou solar, colectoarele sunt împărțite în trei tipuri.
Absorbție plană a luminii
Panoul acestui model este o cutie plată din aluminiu cu o suprafață neagră și izolație termică în partea de jos. Suprafață acoperit cu sticlă securizată și propilen glicolAbsoarbe razele soarelui.
Avantajul acestui tip de colector este costul său redus. Dezavantajul este pierderea mare de căldură și eficiența scăzută. Un dispozitiv plat se poate defecta atunci când temperatura aerului scade. până la minus 25 de gradeEficiența sa depinde de unghiul de incidență al razelor solare.
Foto 1. Componente (indicate prin săgeți) ale designului unui colector solar plat care absoarbe lumina.
Reguli de instalare
Panoul colector plat poate fi instalat pe acoperiș în orice unghi și apoi schimbat în funcție de vreme pentru a mări suprafața de absorbție solară. Pentru a asigura o eficiență optimă pe timp de vară, panoul este instalat la un unghi de 55 de grade, iarna - 35 de grade.
Important! La instalare, este necesar să se țină cont de faptul că panoul nu trebuie umbrit de obiecte străine. peste 20 de grade de la marginea inferioară. La instalarea mai multor plăci, trebuie luate în considerare și cerințele privind umbra.
Panoul este fixat pe console sau pe profile instalate suplimentar. Una dintre opțiuni instalații — la același nivel cu panta acoperișului. În acest caz, panourile sunt fixate pe învelitoarea acoperișului. Îmbinările dintre acestea și materialul de acoperiș sunt sigilate cu material de etanșare. Această opțiune de instalare este posibilă numai pe acoperișuri înclinate cu un unghi nu mai puțin de 30 de grade.
Instalarea țevilor colectoare necesită deschideri în acoperiș. Spațiile din acoperiș trebuie etanșate cu material de etanșare. Conductele pot fi instalate pe un perete vertical, atunci nu este nevoie să se găurească acoperișul.
Rezervorul tampon și rezervorul de încălzire indirectă sunt de obicei instalate lângă un încălzitor de apă obișnuit. Toate părțile sistemului colector sunt conectate între ele. conductă principală cu racord filetat.
Vid
Dispozitiv cu o eficiență de până la 85%. Poate funcționa în orice condiții climatice în prezența luminii solare. Este alcătuit dintr-un set de tuburi, care sunt baloane duble ce absorb căldura. Balonul interior conține un absorbant metalic și un tub cu lichid.
Foto 2. Colector solar vidat instalat pe acoperișul unei case. Dispozitivul este alcătuit din mai multe tuburi.
Între cele două baloane există un spațiu liber în care se formează vid. Datorită vidului, se produce izolația termică a balonului interior. Există 2 tipuri de colectoare cu vid:
- Direct — unde agentul de răcire curge direct în tuburile absorbante.
- Cu conductă de căldură - formează vapori care transferă căldură prin agentul de răcire.
Principalul dezavantaj al unui astfel de colector — cost ridicat și necesitatea instalării unei pompe electrice pentru circulație forțată.
Reguli de instalare
Respectarea recomandărilor pentru instalarea unui colector cu vid este cheia funcționării corecte și eficiente a acestuia. Conductele galvanizate sau din polimeri nu pot fi utilizate pentru acest tip de sistem solar. Acest lucru se datorează faptului că, pe vreme caldă, apa din interiorul colectorului se poate încălzi. până la 300 de gradePentru instalarea colectorului de vid se folosesc doar tuburi de cupru sau oțel. În timpul instalării, trebuie respectate următoarele recomandări:
- Unghiul panoului colector, atunci când este instalat pe acoperiș, trebuie să corespundă latitudinii geografice a zonei.
- În spațiile deschise, colectorul este instalat lângă obiectul care îi consumă căldura.
- Unghiul de incidență al soarelui pentru o funcționare corectă trebuie să fie 90 de grade.
- Posibilitatea de umbrire ar trebui eliminată complet.
Este dificil să se obțină panta corectă a panoului colector cu vid pe tot parcursul anului. Prin urmare, se recomandă instalarea structurilor mobile, când unghiul poate fi modificat după cum este necesar.
În regiunile nordice, sunt instalate colectoare cu vid aproape vertical, pentru a folosi lumina reflectată de zăpadă iarna.
În acest caz, cea mai bună opțiune este montarea colectorului pe peretele casei. Montarea joasă vă permite să reduceți distanța dintre panou și rezervorul de stocare, ceea ce ajută la reducerea pierderilor de căldură.
Referinţă. Adiţional încălzire electrică și pe gaz se instalează după instalarea completă a distribuitorului de vidÎn acest caz, conectarea în paralel ar trebui exclusă. Sursele suplimentare de căldură ar trebui să funcționeze în mod autonom, în cazul unei încălziri insuficiente prin intermediul razelor solare.
Aer
Funcționează prin circulația aerului încălzit, care se deplasează prin sistem cu ajutorul unui ventilator sau în mod natural. Prin schimbul natural de căldură, aerul cald, după ce eliberează căldură, coboară, iar aerul încălzit se ridică. Acesta este cel mai simplu design, dar capacitatea sa nu este suficientă pentru a încălzi casa în timpul sezonului receAstfel de construcții pot fi utilizate pentru încălzirea micilor căsuțe de vară în extrasezon.
Colector de aer constă din următoarele părți:
- O carcasă etanșă pentru plasarea componentelor active.
- Absorbitorul de energie solară este un panou argintiu din interiorul carcasei.
- Izolație exterioară - sticlă securizată pentru protejarea absorbitorului.
- Material termoizolant.
Avantajul unui colector solar de aer este prin simplitatea designului și absența riscului de înghețare a lichidului și de formare a scurgerilorColector de aer. Pe lângă încălzirea casei, poate îndeplini funcția de reducere a umidității din încăpere. Dezavantaj - eficiență extrem de scăzută.
Foto 3. Colectoare solare de aer amplasate pe peretele casei. Această metodă de amplasare este cea mai eficientă.
Reguli de instalare
Instalați colectorul de aer doar pe partea de sud a casei. Abaterile spre est sau vest nu trebuie să depășească 40 de grade. Unghi de înclinare - 35-45 de grade. Instalarea verticală a colectorului de aer pe peretele casei este cea mai avantajoasă, deoarece îi crește eficiența.
Din partea laterală a amplasamentului panoului două găuri sunt făcute în perete, unul deasupra celuilalt, pentru a aspira aerul și a-l scoate. Un ventilator este fixat în deschiderea inferioară, acesta va scoate aerul din cameră. Aerul încălzit va intra în casă prin deschiderea superioară.
Atenţie! Lungimea conductelor de aer nu trebuie să depășească 5 metriDacă se dorește transportul aerului cald pe distanțe lungi, trebuie instalat un ventilator suplimentar. În acest caz, circulația naturală a aerului nu va fi posibilă.
Colectorul este fixat pe perete cu dibluri și conectat la conductele de aer. La ieșirea din conducta de aer instalați o supapă de sens, care va împiedica trecerea aerului atunci când ventilatorul nu funcționează noaptea sau pe vreme înnorată.
Videoclip util
Urmăriți un videoclip care vorbește despre caracteristicile încălzirii și încălzirii apei folosind colectoare solare în timpul iernii.
Evaluați beneficiile înainte de instalare
Asigurare completă de apă caldă și încălzire cu colector solar posibil doar în regiunile sudiceLa latitudinile nordice, structurile pot fi utilizate doar ca supliment la încălzirea principală, iar acest lucru trebuie luat în considerare la achiziționarea echipamentelor. În majoritatea regiunilor rusești, cu iernile lor înzăpezite și lipsa soarelui, sistemele solare pot fi folosite doar primăvara și vara pentru încălzirea apei. Pentru încălzire, acesta este un lucru practic inutil.
Comentarii
Utilizarea acestui sistem îmi permite să economisesc până la 40% la gaz, deoarece încălzirea principală este pornită și funcționează doar atunci când temperatura din casă scade din cauza lipsei soarelui. În ciuda acestor economii, sistemul nu și-a amortizat încă costul în 2 ani de utilizare, conform calculelor mele, ar trebui să se amortizeze în încă 1,5-2 ani.