Inwieweit ist es sinnvoll, alternative Wärmequellen für die Heizungsorganisation zu nutzen? Derzeit sind zwei Arten der Wärmeversorgung weit verbreitet - Geothermie und Heliosystem. Letzteres ist das beliebteste. Wie macht man Solarwärme mit eigenen Händen zu Hause: Kollektoren, Batterien und Installationsdiagramme?
Solarenergie zum Heizen nutzen
Eines der bestimmenden Prinzipien beim Bau eines Heizsystems ist die Zweckmäßigkeit. Jene. alle investitionen sollen sich innerhalb eines bestimmten zeitraums auszahlen. In dieser Hinsicht ist die Beheizung eines Hauses mit Solarenergie die effizienteste und wirtschaftlichste Investition.
Sonnenenergie ist im Wesentlichen eine kostenlose Wärmequelle. Es kann auf verschiedene Weise verwendet werden - um ein Heizsystem auszustatten oder ein autonomes Warmwasserversorgungssystem herzustellen. Wenn Sie die Bewertungen zum Heizen durch Sonnenkollektoren sorgfältig studieren, können Sie eine interessante Abhängigkeit feststellen. Je professioneller die Beheizung erfolgt (Werkskollektoren, Zusatzheizung, elektronische Regelung), desto höher ist die Effizienz der Wärmeversorgung.
Wie kann die Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie erfolgen?
- Solarheizbatterie - als eine der Möglichkeiten, elektrische Energie zu gewinnen. Strahlung wirkt auf eine Matrix aus Widerstands-Photozellen, wodurch im Stromkreis eine Spannung erzeugt wird. In Zukunft kann dieser Strom zum Anschluss an elektrische Heizgeräte verwendet werden;
- Moderne Heizung eines Privathauses Sonnenkollektoren... In diesem Fall erfolgt eine direkte Übertragung von Wärmeenergie aus der Sonnenstrahlung auf das Kühlmittel. Letzteres befindet sich in einem Rohrleitungssystem, das sich in einem speziellen abgedichteten Gehäuse befindet.
Das Heizen mit Solarenergie ist im letzteren Fall am effizientesten. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Energieumwandlung vermieden werden. Die Sonne wirkt sich direkt auf das Kühlmittel aus und erhöht dessen Temperatur. Vielseitiger ist jedoch das Heizen mit Sonnenenergie mit eigenen Händen über Elektrobatterien, da mit Strom auch andere Elektrogeräte im Haus betrieben werden können. Die Auswahl richtet sich nach dem Budget und der benötigten Systemkapazität.
Bei der Montage des Solarpanels muss ein gewisser Neigungswinkel eingehalten werden. Je nach Jahreszeit sollen es 30° (Sommer) und 70° (Winter) sein.
Die Relevanz der Organisation des Sonnensystems
Bevor Sie einen Konverter kaufen oder selbst herstellen, sollten Sie sich erkundigen, ob die Beheizung eines Privathauses mit Sonnenkollektoren effizient genug ist. Dazu ist eine detaillierte Analyse aller Einflussfaktoren auf die Effizienz des zukünftigen Systems erforderlich.
Zunächst wird der Indikator der Sonneneinstrahlung bestimmt. Dies ist die Menge an Sonnenenergie, die in einer bestimmten Region auf die Erdoberfläche fällt. Davon hängt der Erwärmungsgrad des Kühlmittels bzw. die erzeugte Strommenge ab.Solarheizkörper für die Hausheizung sollten idealerweise unabhängig von der Jahreszeit funktionieren. Tatsächlich ist dies jedoch nicht immer der Fall.
Außerdem kann ein passives Solarheizsystem aufgrund des Neigungswinkels des Panels seinen Wirkungsgrad ändern. Es hängt auch von der Jahreszeit ab. Zur Ermittlung der theoretisch möglichen Energie können Sie die Daten aus der Tabelle verwenden.
Bereits auf Basis dieser Daten ist es möglich, den Solarkollektor zum Heizen unter Berücksichtigung seiner technischen und betrieblichen Eigenschaften zu berechnen. Darüber hinaus sollten jedoch solche Faktoren berücksichtigt werden:
- Heimatort... Der Fall der Sonnenstrahlen sollte nicht durch natürliche oder von Menschenhand geschaffene Objekte behindert werden - Berge, hohe Häuser, hohe Wälder usw .;
- Platz für die Installation... Die kombinierte Solarheizung erfordert einen großen Raum - von 2 bis 10 m². Am häufigsten wird dafür das Dach des Hauses verwendet. Außerdem muss es für die Installation von Kollektoren oder Sonnenkollektoren angepasst werden;
- Erforderliche Heizleistung... Oft werden Solarheizungen für ein Privathaus als Hilfssysteme verwendet.
Erst nach dieser Analyse können Sie mit der Auswahl eines bestimmten Schemas für die alternative Heizung zu Hause beginnen. Wärmeverluste im Haus werden vorab berechnet, die optimale thermische Heizart ermittelt. Wenn der Sonnenkollektor in der Heizungsanlage hilfsweise ist, wird der gleiche Indikator des Hauptwärmeversorgungssystems zu seiner Nennleistung addiert.
Bei der Berechnung müssen Sie das Gewicht der Ausrüstung berücksichtigen. Die Dachfläche muss dieser Belastung standhalten.
Sonnenkollektoren zum Heizen
Oft herrscht Verwirrung – Sonnenkollektoren werden auch Batterien genannt. In der Praxis ist es jedoch die erste Art von Ausrüstung, die am häufigsten verwendet wird, um das Heizen von Häusern mit Sonnenenergie zu organisieren.
Das Funktionsprinzip der Beheizung eines Privathauses mit Sonnenkollektoren besteht darin, thermische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Dazu sind im Panel-Design folgende Komponenten vorgesehen:
- Lichtschranken... Trifft Sonnenlicht darauf, entsteht ein sogenannter Photostrom;
- Transparente Schutzhülle... Verhindert Schäden an Fotozellen;
- Stromwandler - Wechselrichter, Transformatoren, Batterien usw.
Jene. Tatsächlich ist eine Solarthermiebatterie ein großartiges Ladegerät. In erster Linie ist es dafür gedacht, billige elektrische Energie zu gewinnen. Seine Verwendung als eines der Heizelemente ist unpraktisch. Um ein Haus mit einer Fläche von 60 m² bei normaler Dämmleistung mit Wärme zu versorgen, werden 6 kW Heizenergie pro Stunde benötigt. Ein handelsüblicher Solarheizakku mit einer Größe von 284 * 254 mm hat eine spezifische Leistung von 5 W/h. Jene. zur Wärmeversorgung ist eine Batterieabdeckungsfläche von 82 m² erforderlich.
Wie aus den Berechnungen ersichtlich ist, ist dies mehr als unpraktisch. Deshalb bauen sie lieber selbst einen Sonnenkollektor zum Heizen oder kaufen Werkseinstellungen.
Anstatt ein Privathaus mit Sonnenkollektoren zu heizen, können sie als billige Stromquelle für den Betrieb von stromsparenden Haushaltsgeräten verwendet werden.
Auswahl eines Sonnenkollektors
Für eine effiziente Solarheizung empfiehlt sich der Einbau von Kollektoren. Sie sind ein System von Rohrleitungen, durch die das Kühlmittel strömt. Zum Schutz und zur besseren Fokussierung der Sonnenenergie wird die Struktur durch eine transparente Glasscheibe geschützt.
Um den effizienten Betrieb des Geräts zu erhöhen, können verschiedene Arten von Kühlmitteln verwendet werden, die ihre Eigenschaften unter dem Einfluss negativer Temperaturen nicht ändern. Dies ist wichtig für Regionen mit kalten Wintern.Darüber hinaus ist es notwendig, die Angebote auf dem Markt sorgfältig zu analysieren und das optimale Design auszuwählen.
Derzeit bieten Hersteller mehrere Möglichkeiten an, um die Beheizung eines Privathauses mit Sonnenkollektoren zu organisieren:
- Vakuumverteiler... Die beste Option für die Organisation einer passiven Solaranlage. Sie zeichnen sich durch nahezu vollständige Abwesenheit von Wärmeverlusten aus;
- Flachkollektoren... Eine wirtschaftliche Option für Solarwärme. Sie sind ein Rohrsystem, das durch ein transparentes Material geschützt ist. Am häufigsten werden sie im Sommer für die Warmwasserversorgung verwendet. Die Anwendung für kombinierte Solarheizung erfordert die Berücksichtigung des Temperaturplans im Winter und eine sorgfältige Auswahl des Wärmeträgers.
Die Wahl wird weitgehend durch Vorberechnungen bestimmt - die erforderliche Leistung und die Betriebsfrequenz der Wärmeversorgung. Als wirtschaftliche Option können Sie die Möglichkeit der Eigenproduktion von Flachkollektoren zum Heizen mit Sonnenenergie mit eigenen Händen in Betracht ziehen.
Bei der Auswahl eines Schaltplans muss die Fläche der Struktur berücksichtigt werden. Sie wird einen bestimmten Windindex haben.
Vakuumkollektoren zum Heizen
Eines der Probleme bei der Verwendung von Solarradiatoren zum Heizen eines Hauses sind große Wärmeverluste. Sie sind auf die Besonderheiten des Betriebs zurückzuführen - das Panel muss sich außerhalb des beheizten Raums befinden, um Sonnenenergie zu absorbieren. Um dieses Problem anzugehen, wurde ein Vakuum-Solarkollektor für das Heizsystem entwickelt.
Der Aufbau der Vakuumverteiler besteht aus einem Außengehäuse und einem inneren Glasrohrsystem. Zur besseren Isolierung sind die Rohrleitungen durch eine Vakuumzwischenschicht mit verdünnter Luft von der Außenumgebung getrennt. Tatsächlich ist die gesamte Installation eine große transparente Thermoskanne.
Die Besonderheit eines Vakuum-Solarkollektors in einer Heizungsanlage ist wie folgt:
- Verwendung einer speziellen Flüssigkeit mit niedriger Siedeschwelle als Wärmeträger. In diesem Fall erfolgt eine effizientere Übertragung der Wärmeenergie durch den Wärmetauscher auf das Hauptheizmedium - Wasser;
- Aufbringen einer speziellen Beschichtung auf die Innenfläche, die die Aufnahmefähigkeit der thermischen Sonnenenergie erhöht;
- Unabhängigkeit der Arbeit von der Außenlufttemperatur.
Für die normale Funktion des Systems muss eine zuverlässige Wärmedämmung des Wärmetauschers gewährleistet sein. Sie sollten die Rohrleitung auch an Stellen isolieren, an denen sie durch unbeheizte Räume führt - ein Dachboden, ein Dachkuchen. Standardschemen können verwendet werden, um den Sonnenkollektor für die Heizung zu berechnen. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass der Betrieb unwirksam ist, wenn die Temperatur des Kühlmittels im Kreislauf auf + 22 ° C sinkt.
Im Winter ist es notwendig, die Oberfläche des Kollektors von der Schneekappe zu reinigen. Daher müssen Sie im Voraus darüber nachdenken, wie Sie dieses Ereignis durchführen können.
Flache Sonnenkollektoren zum Heizen
Um mit minimalen Kosten eine Solaranlage für ein Privathaus zu schaffen, werden am häufigsten Flachkollektoren installiert. Sie unterscheiden sich von Vakuum-Modellen durch ihr vereinfachtes Design. Dies erhöht jedoch die Anforderungen an deren Betrieb.
Der Flachkollektor verfügt zusätzlich über ein internes Rohrleitungssystem. Es besteht jedoch aus Kupfer- oder Kunststoffrohren. Zum Schutz wird Polycarbonat oder gehärtetes Glas verwendet. Die Innenfläche ist mit Isolierung - Mineralwolle oder Schaumstoff - isoliert. Durch Sonneneinstrahlung werden die Rohre erwärmt und dadurch steigt die Temperatur des Kühlmittels.
Für einen flachen Sonnenkollektor in einer Heizungsanlage gibt es starke Betriebseinschränkungen:
- Als Kühlmittel darf nur Frostschutzmittel verwendet werden.Andernfalls gefriert das Wasser und die Pipeline kollabiert;
- Für eine bessere Zirkulation bei der Wärmeübertragung muss eine Pumpe installiert werden;
- Bei Temperaturen unter -10 °C sinkt die Effizienz des Systems dramatisch.
Aufgrund des letzteren Faktors wird in Regionen mit niedrigen Temperaturen im Winter nicht empfohlen, die Wärmeversorgung des Hauses mit Solarenergie über Flachkollektoren zu organisieren. Daher stellen sie meistens einen flachen Sonnenkollektor zum Heizen mit eigenen Händen für die Warmwasserversorgung im Sommer, Frühling oder Herbst her.
Experten empfehlen die Wärmeversorgung mit Solarenergie auf Basis von Flachkollektoren nur in den südlichen Regionen des Landes mit relativ warmen Wintern.
DIY Sonnenkollektor
Es ist gleich zu beachten, dass ein Selbstbaukollektor nicht funktioniert, um mit Sonnenenergie zu heizen. Dazu sollten Sie das oben diskutierte Schema zur Herstellung einer Vakuumstruktur verwenden. Aber zu Hause ist es aufgrund des Fehlens der notwendigen Geräte und Verbrauchsmaterialien fast unmöglich, es zu schaffen. Daher betrachten wir eine der einfachsten Möglichkeiten, eine Solarthermiebatterie für die Warmwasserversorgung herzustellen.
Für die Produktion benötigen Sie folgende Verbrauchsmaterialien:
- Zellulare Polycarbonatplatte... Für die Warmwasserversorgung eines Sommerhauses oder eines kleinen Hauses mit einem Sonnenkollektor zum Heizen mit eigenen Händen reicht ein Blatt von 2 * 1 m Größe aus;
- PVC-Rohr, Fittings und flexible Schläuche... Mit ihrer Hilfe wird ein beheiztes Wasserkreislaufsystem hergestellt und dem Verbraucher zugeführt;
- Rahmenprofil für Trockenbau- und Schaumstoffplatten... Sie werden benötigt, um eine schützende Einhausung in einer passiven Solaranlage zu schaffen.
Die Wabe sollte waagerecht platziert werden, um eine bessere Wassererwärmung zu ermöglichen. Dann werden Längsschnitte in PVC-Rohre gemacht. Durch sie fließt heißes Wasser aus einer Polycarbonatplatte. In den resultierenden Schnitten wird ein Blech installiert. Es sollte nicht ganz in das Rohr gehen.
Mit Hilfe einer Thermopistole werden die Nähte isoliert. Ohne dieses Werkzeug besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit von Undichtigkeiten in der Heizungs- und Warmwasserversorgung des Hauses mit einem Sonnenkollektor. Vor dem Einbau in den Rahmen sind unbedingt statische Dichtheitsprüfungen durchzuführen. Füllen Sie ihn dazu mit Wasser und prüfen Sie visuell auf Lecks.
Zur Herstellung des Rahmens werden verzinkte Trockenbauprofile benötigt. Sie erfüllen ähnliche Schutzfunktionen wie der Körper eines Solarheizkörpers zum Heizen eines Sommerhauses. Unter der Polycarbonatplatte wird eine Dämmschicht angebracht, dann wird ein selbstgebauter Sonnenkollektor platziert. Für eine effizientere Erwärmung wird empfohlen, das Blech schwarz zu streichen.
Bei der Berechnung eines Sonnenkollektors zur Wärmeversorgung wird der Sonnenstand zu einem bestimmten Tageszeitpunkt berücksichtigt. Die höchste Effizienz wird erreicht, wenn der Einfallswinkel der Strahlen streng senkrecht zur Oberfläche der Struktur steht.
Die beste Option ist der Einsatz von Solarheizungen für ein Privathaus als Zusatzheizung. Für beste Effizienz wird empfohlen, einen Wärmespeicher zu installieren. Das Wasser darin wird tagsüber vom Kollektor erwärmt und bei Dunkelheit wird die angesammelte Wärmeenergie auf das Hauptkühlmittel im System übertragen.
Das Video zeigt ein Beispiel für die Herstellung eines Sonnenkollektors aus Polymerrohren:
