Колко целесъобразно е да се използват алтернативни източници на топлинна енергия за отопление? В момента се използват широко два вида топлоснабдяване - геотермална и хелиосистема. Последният е най-популярен. Как да направим слънчево отопление у дома със собствените си ръце: колектори, батерии и схеми за монтаж?
Използване на слънчева енергия за отопление
Един от определящите принципи при изграждането на всяка отоплителна система е целесъобразността. Тези. всички инвестиции трябва да се изплатят в рамките на определен период от време. В това отношение отоплението на жилище със слънчева енергия е най-ефективната и финансово изгодна инвестиция.
Слънчевата енергия по същество е безплатен източник на топлина. Може да се използва по няколко начина - за оборудване на отоплителна система или за направа на автономна система за топло водоснабдяване. Ако внимателно проучите отзивите за отопление от слънчеви панели, можете да идентифицирате интересна зависимост. Колкото по-професионално се извършва отоплението (фабрични колектори, допълнително отопление, електронно управление), толкова по-висока е ефективността на топлоснабдяването.
По какви начини може да стане трансформацията на слънчевата енергия в топлинна енергия?
- Слънчева батерия за отопление - като един от начините за получаване на електрическа енергия. Излъчването действа върху матрица от резисторни фотоелектрически клетки, в резултат на което във веригата се генерира напрежение. В бъдеще този ток може да се използва за свързване към електрически отоплителни уреди;
- Модерно отопление на частна къща слънчеви колектори... В този случай има директен трансфер на топлинна енергия от слънчевата радиация към охлаждащата течност. Последният е разположен в тръбопроводна система, разположена в специално запечатано заграждение.
Отоплението със слънчева енергия е най-ефективно по последния начин. По този начин може да се избегне допълнително преобразуване на енергия. Слънцето ще повлияе пряко на охлаждащата течност, повишавайки нейната температура. Въпреки това, отоплението със слънчева енергия със собствени ръце с помощта на електрически батерии е по-универсално, тъй като електричеството може да се използва за работа с други електрически уреди в къщата. Изборът се определя от бюджета и необходимия капацитет на системата.
Когато инсталирате слънчевия панел, трябва да се спазва определен ъгъл на наклон. В зависимост от сезона трябва да е 30 ° (лято) и 70 ° (зима).
Значението на организацията на Слънчевата система
Преди да закупите или направите свой собствен преобразувател, трябва да разберете дали отоплението на частна къща със слънчеви панели ще бъде достатъчно ефективно. За целта е необходимо да се извърши подробен анализ на всички фактори, влияещи върху ефективността на бъдещата система.
Като начало се определя показателят за слънчева инсолация. Това е количеството слънчева енергия, падащо на повърхността на земята в определен регион. Степента на нагряване на охлаждащата течност или количеството генериран ток ще зависи от това.Слънчевите радиатори за отопление на дома в идеалния случай трябва да работят независимо от сезона. Всъщност обаче не винаги е така.
Също така, пасивната слънчева отоплителна система може да промени своята ефективност поради ъгъла на наклона на панела. Зависи и от сезона. За да определите теоретично възможната енергия, можете да използвате данните от таблицата.
Вече въз основа на тези данни е възможно да се изчисли слънчевият колектор за отопление, като се вземат предвид неговите технически и експлоатационни характеристики. Но освен това трябва да се вземат предвид и такива фактори:
- Местоположение на дома... Падането на слънчевите лъчи не трябва да бъде възпрепятствано от естествени или създадени от човека предмети - планини, високи къщи, високи гори и др .;
- Място за монтаж... Комбинираното слънчево отопление ще изисква голямо пространство - от 2 до 10 m². Най-често за това се използва покривът на къщата. Освен това той трябва да бъде пригоден за инсталиране на колектори или слънчеви панели;
- Необходима топлинна мощност... Често слънчевите отоплителни системи за частна къща се използват като помощни.
Едва след този анализ можете да започнете да избирате конкретна схема за алтернативно отопление у дома. Предварително се изчисляват топлинните загуби в къщата, определя се оптималният топлинен режим на отопление. Ако слънчевият колектор в отоплителната система е спомагателен, към номиналната му мощност се добавя същия индикатор на основната система за топлоснабдяване.
Когато изчислявате, трябва да вземете предвид теглото на оборудването. Покривната повърхност трябва да може да издържи на това натоварване.
Слънчеви панели за отопление
Често има объркване - слънчевите колектори се наричат още батерии. Но на практика това е първият тип оборудване, което най-често се използва за организиране на отоплението на дома със слънчева енергия.
Принципът на работа на отоплението на частна къща със слънчеви панели е да преобразува топлинната енергия в електрическа. За това в дизайна на панела са предвидени следните компоненти:
- Фотоклетки... Когато слънчевата светлина ги удари, се образува така нареченият фототок;
- Защитен прозрачен калъф... Предотвратява повреда на фотоклетките;
- Преобразуватели на електрически ток - инвертори, трансформатори, батерии и др.
Тези. всъщност слънчевата батерия за отопление е чудесно зарядно устройство. На първо място, той е предназначен за получаване на евтина електрическа енергия. Използването му като един от нагревателните елементи е непрактично. За да се достави топлина на къща с площ от 60 m² с нормална степен на изолация, ще са необходими 6 kW топлинна енергия на час. Стандартна батерия за слънчево отопление с размер 284 * 254 мм има специфична мощност от 5 W / h. Тези. за осигуряване на топлоснабдяване е необходима площ на покритие на батерията от 82 m².
Както се вижда от изчисленията, това е повече от непрактично. Ето защо предпочитат да направят слънчев колектор за отопление със собствените си ръце или да закупят фабрични настройки.
Вместо да отопляват частна къща със слънчеви панели, те могат да се използват като източник на евтина електроенергия за работа с домакински уреди с ниска мощност.
Избор на слънчев колектор
Инсталирането на колектори се препоръчва за ефективно слънчево отопление. Те представляват система от тръбопроводи, през които тече охлаждащата течност. За защита и по-добро фокусиране на слънчевата енергия структурата е защитена от прозрачен стъклен панел.
За да се увеличи ефективната работа на оборудването, е възможно да се използват различни видове охлаждаща течност в него, които няма да променят свойствата си под въздействието на отрицателни температури. Това е важно за региони със студена зима.Освен това е необходимо внимателно да се анализират офертите на пазара и да се избере оптималният дизайн.
В момента производителите предлагат няколко начина за организиране на отопление на частна къща със слънчеви колектори:
- Вакуумни колектори... Най-добрият вариант за организиране на пасивна слънчева отоплителна система. Те се характеризират с почти пълна липса на топлинни загуби;
- Плоски колектори... Икономична опция за слънчево отопление. Те представляват система от тръби, защитени от прозрачен материал. Най-често те се използват за захранване с топла вода през лятото. Приложението за комбинирано слънчево отопление изисква отчитане на температурния график през зимата и внимателен подбор на топлоносителя.
Изборът до голяма степен се определя от предварителни изчисления - необходимата мощност и честотата на работа на топлоснабдяването. Като икономична опция можете да разгледате възможността за самостоятелно производство на плоски колектори за отопление със слънчева енергия със собствените си ръце.
При избора на електрическа схема трябва да се вземе предвид площта на конструкцията. Тя ще има определен индекс на вятър.
Вакуумни колектори за отопление
Един от проблемите при използването на слънчеви радиатори за отопление на къща са големите топлинни загуби. Те се дължат на особеностите на работа - панелът трябва да бъде разположен извън отопляемото помещение, за да абсорбира слънчевата енергия. За справяне с този проблем е разработен вакуумен слънчев колектор за отоплителната система.
Дизайнът на вакуумните колектори се състои от външна обвивка и вътрешна стъклена тръбна система. За по-добра изолация тръбопроводите са отделени от външната среда чрез вакуумен междинен слой с разреден въздух. На практика цялата инсталация е голям прозрачен термос.
Специфичността на вакуумния слънчев колектор в отоплителна система е както следва:
- Използване на специална течност с нисък праг на кипене като топлоносител. В този случай има по-ефективен трансфер на топлинна енергия през топлообменника към основната отоплителна среда - водата;
- Нанасяне върху вътрешната повърхност на специално покритие, което увеличава поглъщащата способност на топлинната слънчева енергия;
- Независимост на работата от външната температура на въздуха.
За нормалното функциониране на системата ще е необходимо да се осигури надеждна топлоизолация на топлообменника. Също така трябва да изолирате тръбопровода на места, където той преминава през неотопляеми помещения - таванско помещение, покривна пай. За изчисляване на слънчевия колектор за отопление могат да се използват стандартни схеми. Но трябва да се има предвид, че работата му ще бъде неефективна, когато температурата на охлаждащата течност във веригата спадне до + 22 ° С.
През зимата е необходимо да се почисти повърхността на колектора от снежната шапка. Следователно трябва предварително да помислите за начин за изпълнение на това събитие.
Плоски слънчеви колектори за отопление
За да се създаде слънчева отоплителна система за частна къща с минимални разходи, най-често се инсталират плоски колектори. Те се различават от вакуумните по опростения си дизайн. Това обаче увеличава изискванията за тяхното функциониране.
Плоският колектор има и вътрешна тръбна система. Той обаче е направен от медни или пластмасови тръби. За защита се използва поликарбонат или закалено стъкло. Вътрешната повърхност е изолирана с изолация - минерална вата или пяна. Под въздействието на слънчевата светлина тръбите се нагряват и в резултат температурата на охлаждащата течност се повишава.
Има строги експлоатационни ограничения за плосък слънчев колектор в отоплителна система:
- Като охлаждаща течност може да се използва само антифриз.В противен случай водата ще замръзне и тръбопроводът ще се срути;
- За по-добра циркулация по време на пренос на топлина трябва да се инсталира помпа;
- При температури под -10 ° C ефективността на системата спада драстично.
Поради последния фактор не се препоръчва организирането на топлоснабдяването на къщата със слънчева енергия с помощта на плоски колектори в региони с ниски температури през зимата. Ето защо, най-често те правят плосък слънчев колектор за отопление със собствените си ръце за захранване с топла вода през лятото, пролетта или есента.
Експертите препоръчват да се прави топлоснабдяване с помощта на слънчева енергия въз основа на плоски колектори само в южните райони на страната с относително топла зима.
Направи си сам слънчев колектор
Трябва да се отбележи веднага, че колекторът „направи си сам“ няма да работи, за да осигури отопление със слънчева енергия. За да направите това, трябва да използвате схемата за производство на вакуумна структура, обсъдена по-горе. Но у дома е почти невъзможно да се направи поради липсата на необходимото оборудване и консумативи. Ето защо ще разгледаме един от най-простите начини за направата на слънчева отоплителна батерия за топла вода.
За производство ще ви трябват следните консумативи:
- Клетъчен поликарбонатен лист... За снабдяване с топла вода на лятна вила или малка къща, използваща слънчев колектор за отопление със собствените си ръце, ще бъде достатъчен лист с размер 2 * 1 m;
- PVC тръба, фитинги и гъвкави маркучи... С тяхна помощ ще бъде направена и доставена на потребителя система за циркулация на нагрята вода;
- Рамков профил за гипсокартон и листове от пяна... Те са длъжни да създадат защитно заграждение в пасивна слънчева отоплителна система.
Пчелната пита трябва да се постави хоризонтално за по-добро нагряване на водата. След това се правят надлъжни разрези в PVC тръби. През тях ще тече загрята вода от поликарбонатен лист. В получените разфасовки се монтира лист. Не трябва да влиза в тръбата докрай.
С помощта на термопистолет шевовете са изолирани. Без този инструмент има голяма вероятност от течове в отоплението и водоснабдяването на къщата със слънчев колектор. Преди монтажа в рамката е задължително да се извършат тестове за плътност на конструкцията. За целта го напълнете с вода и визуално проверете за течове.
За производството на рамката са необходими поцинковани профили от гипсокартон. Те ще изпълняват защитни функции, подобни на тялото на слънчев радиатор за отопление на лятна вила. Под поликарбонатния лист се монтира слой изолация, след което се поставя самостоятелно направен слънчев колектор. За по-ефективно отопление се препоръчва боядисването на листа в черно.
При изчисляване на слънчев колектор за топлоснабдяване се взема предвид положението на слънцето в определен момент от деня. Най-голяма ефективност се постига, когато ъгълът на падане на лъчите е строго перпендикулярен на повърхността на конструкцията.
Най-добрият вариант е да използвате слънчеви отоплителни системи за частна къща като помощни. За най-добра ефективност се препоръчва да се монтира топлинен акумулатор. Водата в него ще се нагрява от колектора през деня, а на тъмно натрупаната топлинна енергия ще се прехвърля към основната охлаждаща течност в системата.
Видеото показва пример за направата на слънчев колектор от полимерни тръби:
