Σε ποιο βαθμό είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικές πηγές θερμικής ενέργειας για την οργάνωση της θέρμανσης; Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται δύο τύποι παροχής θερμότητας - γεωθερμικό και ηλιοσύστημα. Το τελευταίο είναι το πιο δημοφιλές. Πώς να κάνετε ηλιακή θέρμανση στο σπίτι με τα χέρια σας: συλλέκτες, μπαταρίες και διαγράμματα εγκατάστασης;
Χρήση ηλιακής ενέργειας για θέρμανση
Μία από τις καθοριστικές αρχές της κατασκευής οποιουδήποτε συστήματος θέρμανσης είναι η σκοπιμότητα. Εκείνοι. όλες οι επενδύσεις θα πρέπει να αποδώσουν εντός συγκεκριμένης χρονικής περιόδου. Από αυτήν την άποψη, η θέρμανση ενός σπιτιού με ηλιακή ενέργεια είναι η πιο αποτελεσματική και οικονομικά επωφελής επένδυση.
Η ηλιακή ενέργεια είναι ουσιαστικά μια ελεύθερη πηγή θερμότητας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορους τρόπους - για να εξοπλίσει ένα σύστημα θέρμανσης ή να δημιουργήσει ένα αυτόνομο σύστημα παροχής ζεστού νερού. Εάν μελετήσετε προσεκτικά τις κριτικές σχετικά με τη θέρμανση από ηλιακούς συλλέκτες, μπορείτε να εντοπίσετε μια ενδιαφέρουσα εξάρτηση. Όσο πιο επαγγελματική γίνεται η θέρμανση (εργοστασιακοί συλλέκτες, πρόσθετη θέρμανση, ηλεκτρονικός έλεγχος), τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση της παροχής θερμότητας.
Με ποιους τρόπους μπορεί να γίνει η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμική ενέργεια;
- Ηλιακή μπαταρία θέρμανσης - ως ένας από τους τρόπους απόκτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Η ακτινοβολία δρα σε μια μήτρα φωτοηλεκτρικών κυττάρων αντίστασης, ως αποτέλεσμα της οποίας δημιουργείται τάση στο κύκλωμα. Στο μέλλον, αυτό το ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύνδεση σε ηλεκτρικές συσκευές θέρμανσης.
- Σύγχρονη θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας ηλιακοί συλλέκτες... Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχει άμεση μεταφορά θερμικής ενέργειας από ηλιακή ακτινοβολία στο ψυκτικό. Το τελευταίο βρίσκεται σε ένα σύστημα αγωγών που βρίσκεται σε ένα ειδικό σφραγισμένο περίβλημα.
Η θέρμανση με ηλιακή ενέργεια είναι πιο αποτελεσματική με τον τελευταίο τρόπο. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να αποφευχθεί επιπλέον μετατροπή ενέργειας. Ο ήλιος επηρεάζει άμεσα το ψυκτικό, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Ωστόσο, η θέρμανση με ηλιακή ενέργεια με τα χέρια σας χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές μπαταρίες είναι πιο ευέλικτη, καθώς η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία άλλων ηλεκτρικών συσκευών στο σπίτι. Η επιλογή καθορίζεται από τον προϋπολογισμό και την απαιτούμενη χωρητικότητα του συστήματος.
Κατά την εγκατάσταση του ηλιακού συλλέκτη, πρέπει να τηρείται μια συγκεκριμένη γωνία κλίσης. Ανάλογα με την εποχή, πρέπει να είναι 30 ° (καλοκαίρι) και 70 ° (χειμώνας).
Η συνάφεια της οργάνωσης του ηλιακού συστήματος
Πριν αγοράσετε ή δημιουργήσετε έναν μετατροπέα μόνοι σας, θα πρέπει να μάθετε εάν η θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες θα είναι αρκετά αποτελεσματική. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί μια λεπτομερής ανάλυση όλων των παραγόντων που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα του μελλοντικού συστήματος.
Κατ 'αρχάς, καθορίζεται ο δείκτης ηλιακής ηλιακής μόνωσης. Αυτή είναι η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που πέφτει στην επιφάνεια της γης σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Ο βαθμός θέρμανσης του ψυκτικού ή η ποσότητα του παραγόμενου ρεύματος εξαρτάται από αυτό.Τα ηλιακά καλοριφέρ για οικιακή θέρμανση θα πρέπει ιδανικά να λειτουργούν ανεξάρτητα από την εποχή. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αυτό δεν συμβαίνει πάντα.
Επίσης, ένα παθητικό σύστημα ηλιακής θέρμανσης μπορεί να αλλάξει την αποδοτικότητά του λόγω της γωνίας κλίσης του πίνακα. Εξαρτάται επίσης από την εποχή. Για να προσδιορίσετε τη θεωρητικά δυνατή ενέργεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα δεδομένα από τον πίνακα.
Ήδη βάσει αυτών των δεδομένων, είναι δυνατόν να υπολογιστεί ο ηλιακός συλλέκτης για θέρμανση, λαμβάνοντας υπόψη τα τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του. Αλλά πέρα από αυτό, τέτοιοι παράγοντες πρέπει να ληφθούν υπόψη:
- Τοποθεσία κατοικίας... Η πτώση των ακτίνων του ήλιου δεν πρέπει να παρεμποδίζεται από φυσικά ή τεχνητά αντικείμενα - βουνά, ψηλά σπίτια, ψηλά δάση κ.λπ.
- Θέση για εγκατάσταση... Η συνδυασμένη ηλιακή θέρμανση απαιτεί μεγάλο χώρο - από 2 έως 10 m². Τις περισσότερες φορές, η οροφή του σπιτιού χρησιμοποιείται για αυτό. Επιπλέον, πρέπει να προσαρμοστεί για την εγκατάσταση συλλεκτών ή ηλιακών συλλεκτών.
- Απαιτούμενη παραγωγή θερμότητας... Συχνά, τα ηλιακά συστήματα θέρμανσης για μια ιδιωτική κατοικία χρησιμοποιούνται ως βοηθητικά.
Μόνο μετά από αυτήν την ανάλυση μπορείτε να αρχίσετε να επιλέγετε ένα συγκεκριμένο σχήμα για εναλλακτική θέρμανση στο σπίτι. Οι απώλειες θερμότητας στο σπίτι υπολογίζονται προκαταρκτικά, καθορίζεται ο βέλτιστος θερμικός τρόπος θέρμανσης. Εάν ο ηλιακός συλλέκτης στο σύστημα θέρμανσης είναι βοηθητικός, ο ίδιος δείκτης του κύριου συστήματος παροχής θερμότητας προστίθεται στην ονομαστική του ισχύ.
Κατά τον υπολογισμό, πρέπει να λάβετε υπόψη το βάρος του εξοπλισμού. Η επιφάνεια της οροφής πρέπει να αντέχει σε αυτό το φορτίο.
Ηλιακοί συλλέκτες για θέρμανση
Συχνά υπάρχει σύγχυση - οι ηλιακοί συλλέκτες ονομάζονται επίσης μπαταρίες. Στην πράξη, είναι ο πρώτος τύπος εξοπλισμού που χρησιμοποιείται συχνότερα για την οργάνωση οικιακής θέρμανσης με ηλιακή ενέργεια.
Η αρχή της λειτουργίας της θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες είναι η μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Για αυτό, τα ακόλουθα στοιχεία παρέχονται στο σχεδιασμό του πίνακα:
- Φωτοκύτταρα... Όταν τους χτυπά το φως του ήλιου, σχηματίζεται ένα λεγόμενο φωτοκύτταρο.
- Προστατευτική διαφανής θήκη... Αποτρέπει βλάβες στα φωτοκύτταρα.
- Μετατροπείς ηλεκτρικού ρεύματος - μετατροπείς, μετασχηματιστές, μπαταρίες κ.λπ.
Εκείνοι. Στην πραγματικότητα, μια μπαταρία ηλιακής θέρμανσης είναι ένας υπέροχος φορτιστής. Πρώτα απ 'όλα, προορίζεται για την απόκτηση φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας. Η χρήση του ως ένα από τα θερμαντικά στοιχεία δεν είναι πρακτική. Για την παροχή θερμότητας σε ένα σπίτι με εμβαδόν 60 m² με κανονικό ρυθμό μόνωσης, απαιτούνται 6 kW θερμικής ενέργειας ανά ώρα. Μια τυπική μπαταρία ηλιακής θέρμανσης με μέγεθος 284 * 254 mm έχει ειδική ισχύ 5 W / h. Εκείνοι. Για την παροχή θερμότητας, απαιτείται κάλυψη μπαταρίας 82 m².
Όπως φαίνεται από τους υπολογισμούς, αυτό είναι κάτι περισσότερο από πρακτικό. Γι 'αυτό προτιμούν να κάνουν έναν ηλιακό συλλέκτη για θέρμανση με τα χέρια τους ή να αγοράζουν εργοστασιακές ρυθμίσεις.
Αντί να θερμαίνουν μια ιδιωτική κατοικία με ηλιακούς συλλέκτες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή φθηνού ηλεκτρικού ρεύματος για τη λειτουργία οικιακών συσκευών χαμηλής ισχύος.
Επιλέγοντας έναν ηλιακό συλλέκτη
Συνιστάται η εγκατάσταση συλλεκτών για αποτελεσματική ηλιακή θέρμανση. Είναι ένα σύστημα αγωγών μέσω του οποίου ρέει το ψυκτικό. Για προστασία και καλύτερη εστίαση της ηλιακής ενέργειας, η δομή προστατεύεται από ένα διαφανές γυάλινο πλαίσιο.
Για να αυξηθεί η αποτελεσματική λειτουργία του εξοπλισμού, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι ψυκτικού σε αυτό, οι οποίοι δεν θα αλλάξουν τις ιδιότητές τους υπό την επίδραση αρνητικών θερμοκρασιών. Αυτό είναι σημαντικό για περιοχές με κρύους χειμώνες.Επιπλέον, είναι απαραίτητο να αναλύσετε προσεκτικά τις προσφορές στην αγορά και να επιλέξετε τον βέλτιστο σχεδιασμό.
Επί του παρόντος, οι κατασκευαστές προσφέρουν διάφορους τρόπους για να οργανώσουν τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες:
- Πολλαπλές κενού... Η καλύτερη επιλογή για την οργάνωση ενός συστήματος παθητικής ηλιακής θέρμανσης. Χαρακτηρίζονται από σχεδόν πλήρη απουσία απώλειας θερμότητας.
- Επίπεδες συλλέκτες... Μια οικονομική επιλογή για ηλιακή θέρμανση. Πρόκειται για ένα σύστημα σωλήνων που προστατεύεται από διαφανές υλικό. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται για παροχή ζεστού νερού το καλοκαίρι. Η εφαρμογή για συνδυασμένη ηλιακή θέρμανση απαιτεί τη συνεκτίμηση του χρονοδιαγράμματος θερμοκρασίας το χειμώνα και προσεκτική επιλογή του φορέα θερμότητας.
Η επιλογή καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από προκαταρκτικούς υπολογισμούς - την απαιτούμενη ισχύ και τη συχνότητα λειτουργίας της παροχής θερμότητας. Ως οικονομική επιλογή, μπορείτε να εξετάσετε τη δυνατότητα αυτοπαραγωγής επίπεδων συλλεκτών για θέρμανση με ηλιακή ενέργεια με τα χέρια σας.
Κατά την επιλογή ενός διαγράμματος καλωδίωσης, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η περιοχή της δομής. Θα έχει ένα συγκεκριμένο δείκτη ανέμου.
Συλλέκτες κενού για θέρμανση
Ένα από τα προβλήματα της χρήσης ηλιακών θερμαντικών σωμάτων για τη θέρμανση ενός σπιτιού είναι οι μεγάλες απώλειες θερμότητας. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων λειτουργίας - το πάνελ πρέπει να βρίσκεται έξω από το θερμαινόμενο δωμάτιο για να απορροφά ηλιακή ενέργεια. Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, αναπτύχθηκε ένας ηλιακός συλλέκτης κενού για το σύστημα θέρμανσης.
Ο σχεδιασμός των πολλαπλών κενού αποτελείται από ένα εξωτερικό περίβλημα και ένα εσωτερικό σύστημα γυάλινου σωλήνα. Για καλύτερη μόνωση, οι αγωγοί διαχωρίζονται από το εξωτερικό περιβάλλον με ενδιάμεσο στρώμα κενού με σπάνιο αέρα. Στην πραγματικότητα, ολόκληρη η εγκατάσταση είναι ένα μεγάλο διαφανές θερμό.
Η ειδικότητα ενός ηλιακού συλλέκτη κενού σε ένα σύστημα θέρμανσης έχει ως εξής:
- Χρήση ειδικού υγρού με χαμηλό κατώφλι βρασμού ως φορέα θερμότητας. Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχει πιο αποτελεσματική μεταφορά θερμικής ενέργειας μέσω του εναλλάκτη θερμότητας στο κύριο μέσο θέρμανσης - νερό.
- Εφαρμογή στην εσωτερική επιφάνεια μιας ειδικής επίστρωσης που αυξάνει την ικανότητα απορρόφησης της θερμικής ηλιακής ενέργειας.
- Ανεξαρτησία εργασίας από εξωτερική θερμοκρασία αέρα.
Για την ομαλή λειτουργία του συστήματος, θα είναι απαραίτητο να εξασφαλιστεί αξιόπιστη θερμομόνωση του εναλλάκτη θερμότητας. Θα πρέπει επίσης να μονώσετε τον αγωγό σε μέρη όπου περνά μέσα από μη θερμαινόμενα δωμάτια - σοφίτα, στέγες. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τυπικά σχήματα για τον υπολογισμό του ηλιακού συλλέκτη για θέρμανση. Ωστόσο, πρέπει να έχουμε κατά νου ότι η λειτουργία του θα είναι αναποτελεσματική όταν η θερμοκρασία του ψυκτικού στο κύκλωμα πέσει στους + 22 ° C.
Το χειμώνα, είναι απαραίτητο να καθαρίσετε την επιφάνεια του συλλέκτη από το χιόνι. Επομένως, πρέπει να σκεφτείτε εκ των προτέρων έναν τρόπο εκτέλεσης αυτής της εκδήλωσης.
Επίπεδες ηλιακοί συλλέκτες για θέρμανση
Για να δημιουργήσετε ένα ηλιακό σύστημα θέρμανσης για μια ιδιωτική κατοικία με ελάχιστο κόστος, οι κατ 'αποκοπή συλλέκτες είναι συνήθως εγκατεστημένοι. Διαφέρουν από τα κενά στον απλοποιημένο σχεδιασμό τους. Ωστόσο, αυτό αυξάνει τις απαιτήσεις για τη λειτουργία τους.
Ο επίπεδος συλλέκτης διαθέτει επίσης εσωτερικό σύστημα σωληνώσεων. Ωστόσο, είναι κατασκευασμένο από χαλκό ή πλαστικούς σωλήνες. Για προστασία, χρησιμοποιείται πολυανθρακικό ή σκληρυμένο γυαλί. Η εσωτερική επιφάνεια είναι μονωμένη με μόνωση - ορυκτό μαλλί ή αφρός. Υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός, οι σωλήνες θερμαίνονται και, ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία του ψυκτικού αυξάνεται.
Υπάρχουν αυστηροί περιορισμοί λειτουργίας για έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη σε ένα σύστημα θέρμανσης:
- Μόνο αντιψυκτικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ψυκτικό.Διαφορετικά, το νερό θα παγώσει και ο αγωγός θα καταρρεύσει.
- Για καλύτερη κυκλοφορία κατά τη μεταφορά θερμότητας, πρέπει να εγκατασταθεί μια αντλία.
- Σε θερμοκρασίες κάτω των -10 ° C, η απόδοση του συστήματος μειώνεται δραματικά.
Λόγω του τελευταίου παράγοντα, δεν συνιστάται η οργάνωση της παροχής θερμότητας του σπιτιού με ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιώντας επίπεδες συλλέκτες σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα. Επομένως, τις περισσότερες φορές κατασκευάζουν έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη για θέρμανση με τα χέρια τους για παροχή ζεστού νερού το καλοκαίρι, την άνοιξη ή το φθινόπωρο.
Οι ειδικοί συνιστούν την παροχή θερμότητας χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια με βάση επίπεδες συλλέκτες μόνο στις νότιες περιοχές της χώρας με σχετικά ζεστούς χειμώνες.
Ηλιακός συλλέκτης DIY
Θα πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι ένας συλλέκτης δεν θα λειτουργήσει για την παροχή θέρμανσης με ηλιακή ενέργεια. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε το σχήμα για την παραγωγή μιας δομής κενού που συζητήθηκε παραπάνω. Αλλά στο σπίτι είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει λόγω της έλλειψης του απαραίτητου εξοπλισμού και αναλώσιμων. Επομένως, θα εξετάσουμε έναν από τους απλούστερους τρόπους για να φτιάξουμε μια μπαταρία ηλιακής θέρμανσης για παροχή ζεστού νερού.
Για παραγωγή, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα αναλώσιμα:
- Κυτταρικό πολυανθρακικό φύλλο... Για παροχή ζεστού νερού σε ένα εξοχικό σπίτι ή σε ένα μικρό σπίτι που χρησιμοποιεί ηλιακό συλλέκτη για θέρμανση με τα χέρια σας, ένα φύλλο 2 * 1 m σε μέγεθος θα είναι αρκετό.
- Σωλήνας PVC, εξαρτήματα και εύκαμπτοι σωλήνες... Με τη βοήθειά τους, ένα θερμαινόμενο σύστημα κυκλοφορίας νερού θα κατασκευαστεί και θα παρασχεθεί στον καταναλωτή.
- Προφίλ πλαισίου για φύλλα γυψοσανίδας και αφρού... Απαιτούνται για να δημιουργήσουν ένα προστατευτικό περίβλημα σε ένα παθητικό σύστημα ηλιακής θέρμανσης.
Η κηρήθρα πρέπει να τοποθετείται οριζόντια για καλύτερη θέρμανση νερού. Στη συνέχεια γίνονται διαμήκεις τομές σε σωλήνες PVC. Θερμαινόμενο νερό από ένα πολυανθρακικό φύλλο θα ρέει μέσω αυτών. Ένα φύλλο εγκαθίσταται στις προκύπτουσες περικοπές. Δεν πρέπει να μπαίνει στο σωλήνα εντελώς.
Με τη βοήθεια ενός θερμικού πιστολιού, οι ραφές είναι μονωμένες. Χωρίς αυτό το εργαλείο, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα διαρροών στην παροχή θέρμανσης και ζεστού νερού του σπιτιού με ηλιακό συλλέκτη. Πριν από την εγκατάσταση στο πλαίσιο, είναι απαραίτητο να πραγματοποιείτε δοκιμές δομικής στεγανότητας. Για να το κάνετε αυτό, γεμίστε το με νερό και ελέγξτε οπτικά για τυχόν διαρροές.
Για την κατασκευή του σκελετού, απαιτούνται γαλβανισμένα προφίλ γυψοσανίδας. Θα εκτελούν προστατευτικές λειτουργίες παρόμοιες με το σώμα ενός ηλιακού καλοριφέρ για τη θέρμανση ενός καλοκαιριού εξοχικού σπιτιού. Ένα στρώμα μόνωσης εγκαθίσταται κάτω από το πολυανθρακικό φύλλο, στη συνέχεια τοποθετείται ένας αυτο-κατασκευασμένος ηλιακός συλλέκτης. Για πιο αποτελεσματική θέρμανση, συνιστάται να βάψετε το φύλλο σε μαύρο χρώμα.
Κατά τον υπολογισμό ενός ηλιακού συλλέκτη για παροχή θερμότητας, λαμβάνεται υπόψη η θέση του ήλιου σε μια συγκεκριμένη στιγμή της ημέρας. Η μεγαλύτερη απόδοση επιτυγχάνεται όταν η γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων είναι αυστηρά κάθετη προς την επιφάνεια της κατασκευής.
Η καλύτερη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε συστήματα ηλιακής θέρμανσης για μια ιδιωτική κατοικία ως βοηθητικά. Για βέλτιστη απόδοση, συνιστάται η εγκατάσταση συσσωρευτή θερμότητας. Το νερό σε αυτό θα θερμανθεί από τον συλλέκτη κατά τη διάρκεια της ημέρας, και στο σκοτάδι, η συσσωρευμένη θερμική ενέργεια θα μεταφερθεί στο κύριο ψυκτικό του συστήματος.
Το βίντεο δείχνει ένα παράδειγμα κατασκευής ηλιακού συλλέκτη από πολυμερείς σωλήνες:
