Alternatívne zdroje energie zachránia svet! Výber solárneho kolektora na vykurovanie domu
Solárny kolektor – technická štruktúra, ktorá premieňa slnečnú energiu na teplo.
Solárne systémy, ktoré sú založené na týchto zariadeniach, sa dnes čoraz častejšie vyskytujú vo vidieckych domoch.
Pri inštalácii takéhoto systému v dome je zdrojom tepla príroda, čo znamená, že náklady na tepelnú energiu pre pohodlný život, za určitých podmienok, sú prakticky rovné nule.
Vlastnosti solárneho kolektora ako zariadenia na vykurovanie domu
Solárny kolektor je zariadenie, ktoré funguje na princípe absorbovania slnečného žiarenia a prenosu jeho energie pomocou teplonosnej kvapaliny.
Konštrukcia solárneho systému pozostáva z nasledujúcich prvkov:
- Solárny absorbér (panel).
- Zásobná nádrž.
- Jednotky na zásobovanie vodou a odvodňovanie.
- Regulátory a senzory.
Princíp fungovania spočíva v zachytávaní slnečných lúčov panelom a ich premene na tepelnú energiuAkumulovaná energia pôsobí na teplonosnú kvapalinu (vodu alebo nemrznúcu zmes). Teplonosná kvapalina vstupuje do zásobníka vody a uvoľňuje energiu. Systém sa spúšťa špeciálnym regulátorom.
Prechádzajúci cez okruh výmeny tepla - systém potrubí, Zahriata kvapalina uvoľňuje teplo do vzduchu. A vďaka tomu vykuruje miestnosť. V akumulačnej nádrži sa vďaka dodanému teplu vytvára rezerva teplej vody pre budúce použitie. Vďaka tepelnoizolačnému systému sa voda ohriata slnkom uchováva až do okamihu, keď ju treba použiť.
Na udržanie požadovanej teploty vody v nádrži systém vybavené špeciálnymi senzormi a čerpadlami pre nútenú cirkuláciuV jednoduchších verziách dochádza k cirkulácii v dôsledku prirodzenej gravitácie.
Moderné solárne systémy sa v súčasnosti používajú ako hlavné a pomocné prvky vykurovacích zariadení. Ako hlavný zdroj tepla možno použiť solárny systém výlučne v južných regiónoch, kde je dostatok slnka po celý rok.
Inštalácia solárneho kolektora v dome umožňuje vám využívať výhody:
- Získanie energetickej nezávislosti.
- Zníženie nákladov na nákup plynu a elektriny na vykurovanie a ohrev vody.
- Dostupnosť.
- Trvanlivosť. Životnosť jedného kolektora najmenej 20-25 rokov.
- Žiadna špina ani odpad.
- Zníženie zaťaženia elektrickej siete v dome.
Solárne systémy majú aj určité nevýhody:
- Vysoké náklady na zariadenie. Doba návratnosti systému je približne 7-10 rokov.
- Závislosť od klimatických podmienok. V niektorých regiónoch nie je solárna energia dodávaná pravidelne, takže systém nebude schopný fungovať v požadovanom režime. V severných regiónoch je účinnosť solárneho kolektora príliš nízka a náklady na inštaláciu sa nevracajú.
Typy vykurovacích zariadení: princípy prevádzky a pravidlá inštalácie
V závislosti od typu absorbéra - solárneho panela, sa kolektory delia do troch typov.
Ploché pohlcovanie svetla
Panel tohto modelu je plochá hliníková krabica s čiernym povrchom a tepelnou izoláciou na spodnej strane. Povrch potiahnuté tvrdeným sklom a propylénglykolomAbsorbuje slnečné lúče.
Výhodou tohto typu kolektora sú jeho nízke náklady. Nevýhodou sú vysoké tepelné straty a nízka účinnosť. Ploché zariadenie môže zlyhať pri poklese teploty vzduchu. až do mínus 25 stupňovJeho účinnosť závisí od uhla dopadu slnečných lúčov.
Foto 1. Komponenty (označené šípkami) konštrukcie plochého solárneho kolektora absorbujúceho svetlo.
Pravidlá inštalácie
Plochý kolektorový panel je možné nainštalovať na strechu pod ľubovoľným uhlom a následne ho meniť v závislosti od počasia, aby sa zväčšila plocha absorpcie slnečného žiarenia. Pre zabezpečenie optimálnej účinnosti v lete je panel nainštalovaný pod uhlom 55 stupňov, v zime - 35 stupňov.
Dôležité! Pri inštalácii je potrebné dbať na to, aby panel nebol zatienený cudzími predmetmi. nad 20 stupňov od spodného okraja. Pri inštalácii viacerých dosiek je potrebné zohľadniť aj požiadavky na tieňovanie.
Panel je upevnený na konzolách alebo na dodatočne nainštalovaných profiloch. Jedna z možností inštalácie — v jednej rovine so sklonom strechy. V tomto prípade sú panely pripevnené k strešnému plášťu. Spoje medzi nimi a strešnou krytinou sú utesnené tmelom. Táto možnosť inštalácie je možná iba na šikmých strechách so sklonom nie menej ako 30 stupňov.
Inštalácia zberných potrubí vyžaduje otvory v streche. Pruhy v streche musia byť utesnené tmelom. Potrubia je možné inštalovať na zvislú stenu, potom nie je potrebné vŕtať otvory do strechy.
Vyrovnávacia nádrž a nepriama vykurovacia nádrž sa zvyčajne inštalujú vedľa bežného ohrievača vody. Všetky časti kolektorového systému sú navzájom prepojené. hlavné potrubie so závitovým pripojením.
Vákuum
Zariadenie s účinnosťou až 85 %. Môže fungovať v akýchkoľvek klimatických podmienkach za prítomnosti slnečného žiarenia. Skladá sa zo sady trubíc, ktoré sú dvojitými bankami absorbujúcimi teplo. Vnútorná banka obsahuje kovový absorbér a trubicu s kvapalinou.
Foto 2. Vákuový solárny kolektor nainštalovaný na streche domu. Zariadenie pozostáva z mnohých trubíc.
Medzi dvoma bankami je voľný priestor, v ktorom sa vytvára vákuum. Vďaka vákuu sa vytvára tepelná izolácia vnútornej banky. 2 typy vákuových kolektorov:
- Priamy priechod — kde chladiaca kvapalina prúdi priamo do absorpčných trubíc.
- S tepelnou trubicou - tvorí pary, ktoré prenášajú teplo cez chladivo.
Hlavná nevýhoda takéhoto kolektora — vysoké náklady a potreba inštalácie elektrického čerpadla pre nútený obeh.
Pravidlá inštalácie
Dodržiavanie odporúčaní pre inštaláciu vákuového kolektora je kľúčom k jeho správnej a efektívnej prevádzke. Pre tento typ solárneho systému nie je možné použiť pozinkované alebo polymérové potrubia. Je to spôsobené tým, že v horúcom počasí sa voda vo vnútri kolektora môže zahriať. až 300 stupňovNa inštaláciu vákuového rozdeľovača sa používajú iba medené alebo oceľové rúrky. Počas inštalácie by sa mali dodržiavať nasledujúce odporúčania:
- Uhol kolektorového panelu pri inštalácii na strechu musí zodpovedať zemepisnej šírke oblasti.
- V otvorených priestoroch je kolektor inštalovaný vedľa objektu, ktorý spotrebúva jeho teplo.
- Pre správnu funkciu musí byť uhol dopadu slnka 90 stupňov.
- Možnosť tieňovania by mala byť úplne vylúčená.
Počas celého roka je ťažké dosiahnuť správny sklon panelu vákuového kolektora. Preto sa odporúča inštalácia mobilných konštrukcií, keď je možné uhol meniť podľa potreby.
V severných oblastiach sú inštalované vákuové kolektory takmer vertikálne, využiť svetlo odrazené od snehu v zime.
V tomto prípade je najlepšou možnosťou namontovať kolektor na stenu domu. Nízka montáž umožňuje zmenšiť vzdialenosť medzi panelom a zásobníkom, čo pomáha znižovať tepelné straty.
Referencia. Ďalšie elektrické a plynové kúrenie sa inštaluje po úplnej inštalácii vákuového rozdeľovačaV tomto prípade by sa malo paralelné zapojenie vylúčiť. Ďalšie zdroje tepla by mali fungovať v autonómnom režime v prípade nedostatočného ohrevu pomocou slnečného žiarenia.
Vzduch
Funguje na princípe cirkulácie ohriateho vzduchu, ktorý sa pohybuje systémom pomocou ventilátora alebo prirodzene. Pri prirodzenej výmene tepla horúci vzduch po odovzdaní tepla klesá a ohriaty vzduch stúpa nahor. Ide o najjednoduchšiu konštrukciu, ale jeho kapacita nestačí na vykurovanie domu počas chladného obdobiaTakéto konštrukcie sa dajú použiť na vykurovanie malých letných chát počas mimosezóny.
Vzduchové rozdeľovače pozostáva z nasledujúcich častí:
- Utesnené puzdro na umiestnenie aktívnych komponentov.
- Absorbér solárnej energie je strieborný panel vo vnútri puzdra.
- Vonkajšia izolácia - tvrdené sklo na ochranu absorbéra.
- Tepelnoizolačný materiál.
Výhodou vzduchového solárneho kolektora je v jednoduchosti dizajnu a absencii rizika zamrznutia kvapaliny a vzniku netesností, Zberač vzduchu. Okrem vykurovania domu môže plniť aj funkciu znižovania vlhkosti v miestnosti. Nevýhodou je extrémne nízka účinnosť.
Foto 3. Vzduchové solárne kolektory umiestnené na stene domu. Tento spôsob umiestnenia je najefektívnejší.
Pravidlá inštalácie
Zberač vzduchu inštalujte iba na južnú stranu domu. Odchýlky smerom na východ alebo západ by nemala prekročiť 40 stupňov. Uhol sklonu - 35-45 stupňov. Vertikálna inštalácia zberača vzduchu na stenu domu je najvýhodnejšia, pretože zvyšuje jeho účinnosť.
Zo strany umiestnenia panelu v stene sú urobené dva otvory, jeden nad druhým, aby nasávali a vypúšťali vzduch. V spodnom otvore je upevnený ventilátor, ktorý bude odsávať vzduch z miestnosti. Horným otvorom bude do domu vchádzať teplý vzduch.
Pozor! Dĺžka vzduchovodov by nemal presiahnuť 5 metrovAk sa má teplý vzduch prepravovať na dlhé vzdialenosti, musí sa nainštalovať ďalší ventilátor. V tomto prípade nebude možná prirodzená cirkulácia vzduchu.
Kolektor je pripevnený k stene pomocou hmoždiniek a pripojený k potrubiam vzduchovodu. Na výstupe zo vzduchovodu nainštalujte spätný ventil, čo zabráni prúdeniu vzduchu, keď ventilátor nefunguje v noci alebo za oblačného počasia.
Užitočné video
Pozrite si video, ktoré hovorí o vlastnostiach vykurovania a ohrevu vody pomocou solárnych kolektorov v zime.
Pred inštaláciou zhodnoťte výhody
Kompletné zabezpečenie teplej vody a kúrenia pomocou solárneho kolektora možné iba v južných regiónochV severných zemepisných šírkach je možné použiť iba konštrukcie ako doplnok k hlavnému vykurovaniu, a to treba zohľadniť pri nákupe zariadenia. Vo väčšine ruských regiónov so zasneženými zimami a nedostatkom slnka sa solárne systémy môžu používať na ohrev vody iba na jar a v lete. Na vykurovanie je to prakticky zbytočná vec.
Komentáre
Používanie tohto systému mi umožňuje ušetriť až 40 % na plyne, pretože hlavné kúrenie je zapnuté a funguje iba vtedy, keď teplota v dome klesne kvôli nedostatku slnka. Napriek týmto úsporám sa systém za 2 roky používania ešte nezaplatil, podľa mojich výpočtov by sa mal zaplatiť za ďalších 1,5 – 2 roky.