U kojoj je mjeri korisno koristiti alternativne izvore toplinske energije za organizaciju grijanja? Trenutno se široko koriste dvije vrste opskrbe toplinom - geotermalna i heliosustav. Potonji je najpopularniji. Kako napraviti solarno grijanje kod kuće vlastitim rukama: kolektori, baterije i dijagrami ugradnje?
Korištenje sunčeve energije za grijanje
Jedno od principa koji definira izgradnju bilo kojeg sustava grijanja je svrsishodnost. Oni. sva bi se ulaganja trebala isplatiti u određenom vremenskom razdoblju. S tim u vezi, grijanje doma solarnom energijom najučinkovitije je i financijski najkorisnije ulaganje.
Solarna energija je u osnovi slobodan izvor topline. Može se koristiti na nekoliko načina - za opremanje sustava grijanja ili za izradu autonomnog sustava za opskrbu toplom vodom. Ako pažljivo proučite kritike o grijanju iz solarnih panela, možete prepoznati zanimljivu ovisnost. Što je grijanje profesionalnije (tvornički kolektori, dodatno grijanje, elektroničko upravljanje), to je veća učinkovitost opskrbe toplinom.
Na koje se načine može odvijati transformacija sunčeve energije u toplinsku?
- Solarna baterija za grijanje - kao jedan od načina dobivanja električne energije. Zračenje djeluje na matricu otpornih fotoelektričnih ćelija, uslijed čega se u krugu stvara napon. U budućnosti se ova struja može koristiti za spajanje na električne uređaje za grijanje;
- Moderno grijanje privatne kuće solarni kolektori... U ovom slučaju dolazi do izravnog prijenosa toplinske energije od sunčevog zračenja do rashladne tekućine. Potonji se nalazi u sustavu cjevovoda koji se nalazi u posebnom zatvorenom kućištu.
Zagrijavanje solarnom energijom najučinkovitije je na potonji način. Na taj se način može izbjeći dodatna pretvorba energije. Sunce će izravno utjecati na rashladnu tekućinu, povećavajući njezinu temperaturu. Međutim, grijanje solarnom energijom vlastitim rukama pomoću električnih baterija je svestranije, jer se električna energija može koristiti za rad drugih električnih uređaja u kući. Izbor se određuje proračunom i potrebnim kapacitetom sustava.
Prilikom ugradnje solarne ploče mora se poštivati određeni kut nagiba. Ovisno o sezoni, trebalo bi biti 30 ° (ljeto) i 70 ° (zima).
Značaj organizacije Sunčevog sustava
Prije same kupnje ili izrade pretvarača, trebali biste saznati hoće li grijanje privatne kuće solarnim pločama biti dovoljno učinkovito. Da biste to učinili, potrebno je provesti detaljnu analizu svih čimbenika koji utječu na učinkovitost budućeg sustava.
Za početak se određuje pokazatelj solarne insolacije. Ovo je količina sunčeve energije koja pada na površinu zemlje u određenoj regiji. O tome će ovisiti stupanj zagrijavanja rashladne tekućine ili količina generirane struje.Solarni radijatori za grijanje kuće idealno bi trebali raditi bez obzira na godišnje doba. Međutim, zapravo to nije uvijek slučaj.
Također, pasivni solarni sustav grijanja može promijeniti svoju učinkovitost zbog kuta nagiba ploče. Ovisi i o sezoni. Da biste odredili teoretski moguću energiju, možete se poslužiti podacima iz tablice.
Već na temelju tih podataka moguće je izračunati solarni kolektor za grijanje, uzimajući u obzir njegove tehničke i operativne karakteristike. Ali osim toga, trebaju se uzeti u obzir i sljedeći čimbenici:
- Mjesto stanovanja... Pad sunčevih zraka ne bi smjeli ometati prirodni ili umjetni predmeti - planine, visoke kuće, visoke šume itd .;
- Mjesto za ugradnju... Kombinirano solarno grijanje zahtijevat će velik prostor - od 2 do 10 m². Najčešće se za to koristi krov kuće. Štoviše, mora biti prilagođen za ugradnju kolektora ili solarnih panela;
- Potrebna snaga topline... Često se solarni sustavi grijanja za privatnu kuću koriste kao pomoćni.
Tek nakon ove analize možete započeti odabir određene sheme za alternativno grijanje kod kuće. Preliminarno se izračunavaju gubici topline u kući, određuje se optimalni toplinski način grijanja. Ako je solarni kolektor u sustavu grijanja pomoćni, isti pokazatelj glavnog sustava opskrbe toplinom dodaje se njegovoj nazivnoj snazi.
Prilikom izračunavanja morate uzeti u obzir težinu opreme. Krovna površina mora podnijeti ovo opterećenje.
Solarne ploče za grijanje
Često postoji zabuna - solarni kolektori nazivaju se i baterijama. No u praksi je to prva vrsta opreme koja se najčešće koristi za organiziranje grijanja domova pomoću sunčeve energije.
Načelo rada grijanja privatne kuće solarnim pločama je pretvaranje toplinske energije u električnu. Za to su u izvedbi ploče predviđene sljedeće komponente:
- Fotoćelije... Kad ih sunčeva svjetlost pogodi, stvara se takozvana fotostruja;
- Zaštitno prozirno kućište... Sprječava oštećenje fotoćelija;
- Pretvarači električne struje - pretvarači, transformatori, baterije itd.
Oni. zapravo je solarna baterija za grijanje izvrstan punjač. Prije svega, namijenjen je dobivanju jeftine električne energije. Njegova uporaba kao jednog od grijaćih elemenata je nepraktična. Za opskrbu toplinom kuće površine 60 m² s normalnom stopom izolacije bit će potrebno 6 kW toplinske energije na sat. Standardna solarna baterija za grijanje veličine 284 * 254 mm ima specifičnu snagu od 5 W / h. Oni. za opskrbu toplinom potrebna je površina pokrivenosti baterije od 82 m².
Kao što se može vidjeti iz izračuna, to je više nego nepraktično. Zbog toga radije izrađuju solarni kolektor za grijanje vlastitim rukama ili kupuju tvorničke postavke.
Umjesto grijanja privatne kuće solarnim pločama, oni se mogu koristiti kao izvor jeftine električne energije za rad kućanskih aparata male snage.
Odabir solarnog kolektora
Za učinkovito solarno grijanje preporučuje se ugradnja kolektora. Oni su sustav cjevovoda kroz koje teče rashladna tekućina. Za zaštitu i bolje fokusiranje sunčeve energije, struktura je zaštićena prozirnom staklenom pločom.
Da bi se povećao učinkovit rad opreme, u njoj je moguće koristiti razne vrste rashladne tekućine, koje neće promijeniti njihova svojstva pod utjecajem negativnih temperatura. To je važno za regije s hladnim zimama.Uz to, potrebno je pažljivo analizirati ponude na tržištu i odabrati optimalan dizajn.
Trenutno proizvođači nude nekoliko načina za organizaciju grijanja privatne kuće sa solarnim kolektorima:
- Vakuumski razdjelnici... Najbolja opcija za organiziranje pasivnog solarnog sustava grijanja. Karakterizira ih gotovo potpuno odsustvo gubitaka topline;
- Ravni kolektori... Ekonomična opcija za solarno grijanje. Oni su sustav cijevi zaštićenih prozirnim materijalom. Najčešće se koriste za opskrbu toplom vodom ljeti. Primjena za kombinirano solarno grijanje zahtijeva uzimanje u obzir temperaturnog rasporeda zimi i pažljiv odabir nosača topline.
Izbor je u velikoj mjeri određen preliminarnim izračunima - potrebnom snagom i učestalošću rada opskrbe toplinom. Kao ekonomičnu opciju možete razmotriti mogućnost samostalne proizvodnje ravnih kolektora za grijanje solarnom energijom vlastitim rukama.
Prilikom odabira sheme ožičenja, mora se uzeti u obzir područje konstrukcije. Imat će određeni indeks vjetra.
Vakuumski kolektori za grijanje
Jedan od problema korištenja solarnih radijatora za grijanje kuće su veliki gubici topline. Do njih dolazi zbog osobitosti rada - ploča mora biti smještena izvan grijane prostorije kako bi apsorbirala sunčevu energiju. Kako bi se riješio ovaj problem, razvijen je vakuumski solarni kolektor za sustav grijanja.
Dizajn vakuumskih razdjelnika sastoji se od vanjskog kućišta i unutarnjeg sustava staklenih cijevi. Za bolju izolaciju cjevovodi su od vanjskog okruženja odvojeni vakuumskim međuslojem s razrijeđenim zrakom. Zapravo je cijela instalacija velika prozirna termosica.
Specifičnost vakuumskog solarnog kolektora u sustavu grijanja je sljedeća:
- Upotreba posebne tekućine s niskim pragom vrenja kao nosača topline. U ovom slučaju postoji učinkovitiji prijenos toplinske energije kroz izmjenjivač topline na glavni medij za grijanje - vodu;
- Primjena na unutarnjoj površini posebnog premaza koji povećava sposobnost upijanja toplinske sunčeve energije;
- Neovisnost rada od vanjske temperature zraka.
Za normalno funkcioniranje sustava bit će potrebno osigurati pouzdanu toplinsku izolaciju izmjenjivača topline. Također biste trebali izolirati cjevovod na mjestima gdje prolazi kroz neogrevane prostorije - potkrovlje, krovna pita. Za izračunavanje solarnog kolektora za grijanje mogu se koristiti standardne sheme. Ali mora se imati na umu da će njegov rad biti neučinkovit kada temperatura rashladne tekućine u krugu padne na + 22 ° C.
Zimi je potrebno očistiti površinu kolektora od snježne kape. Stoga morate unaprijed razmisliti o načinu izvođenja ovog događaja.
Ravni solarni kolektori za grijanje
Da bi se stvorio solarni sustav grijanja za privatnu kuću s minimalnim troškovima, najčešće se postavljaju ravni kolektori. Od vakuumskih se razlikuju po pojednostavljenom dizajnu. Međutim, to povećava zahtjeve za njihov rad.
Ravni kolektor također ima unutarnji sustav cjevovoda. Međutim, izrađen je od bakrenih ili plastičnih cijevi. Za zaštitu se koristi polikarbonat ili kaljeno staklo. Unutarnja površina izolirana je izolacijom - mineralnom vunom ili pjenom. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti, cijevi se zagrijavaju i, kao rezultat, temperatura rashladne tekućine raste.
Postoje ozbiljna radna ograničenja za ravni solarni kolektor u sustavu grijanja:
- Kao rashladno sredstvo može se koristiti samo antifriz.Inače, voda će se smrznuti i cjevovod će se srušiti;
- Za bolju cirkulaciju tijekom prijenosa topline mora biti instalirana pumpa;
- Na temperaturama ispod -10 ° C, učinkovitost sustava dramatično pada.
Zbog potonjeg čimbenika, ne preporuča se organiziranje opskrbe topline kuće solarnom energijom pomoću ravnih kolektora u regijama s niskim temperaturama zimi. Stoga najčešće vlastitim rukama izrađuju ravni solarni kolektor za grijanje za opskrbu toplom vodom ljeti, proljeće ili jesen.
Stručnjaci preporučuju opskrbu toplinom sunčevom energijom na temelju ravnih kolektora samo u južnim regijama zemlje s relativno toplim zimama.
Uradi sam solarni kolektor
Odmah treba napomenuti da samostalni kolektor neće raditi za grijanje solarnom energijom. Da biste to učinili, trebali biste upotrijebiti shemu za proizvodnju gore opisane vakuumske strukture. Ali kod kuće je gotovo nemoguće izraditi je zbog nedostatka potrebne opreme i potrošnog materijala. Stoga ćemo razmotriti jedan od najjednostavnijih načina izrade solarne baterije za grijanje za opskrbu toplom vodom.
Za proizvodnju trebat će vam sljedeći potrošni materijal:
- Stanični polikarbonatni lim... Za opskrbu ljetnom vikendicom ili malom kućom toplom vodom pomoću solarnih kolektora za grijanje vlastitim rukama bit će dovoljan list veličine 2 * 1 m;
- PVC cijev, okovi i fleksibilna crijeva... Uz njihovu pomoć napravit će se sustav za cirkulaciju grijane vode i isporučiti potrošaču;
- Profil okvira za gips ploče i ploče od pjene... Oni su dužni stvoriti zaštitni prostor u pasivnom solarnom sustavu grijanja.
Saće treba postaviti vodoravno radi boljeg zagrijavanja vode. Tada se u PVC cijevima izrađuju uzdužni rezovi. Kroz njih će teći zagrijana voda iz polikarbonatnog lima. U rezultirajućim rezovima ugrađuje se list. Ne bi trebao ulaziti u cijev do kraja.
Uz pomoć termo pištolja, šavovi su izolirani. Bez ovog alata postoji velika vjerojatnost curenja u grijanju i opskrbi toplom vodom kuće sa solarnim kolektorom. Prije ugradnje u okvir, neophodno je provesti ispitivanja nepropusnosti konstrukcije. Da biste to učinili, napunite je vodom i vizualno provjerite ima li curenja.
Za izradu okvira potrebni su pocinčani profili od suhozida. Oni će obavljati zaštitne funkcije slične tijelu solarnog radijatora za grijanje ljetne vikendice. Ispod sloja polikarbonata postavlja se sloj izolacije, a zatim se postavlja samostalno izrađeni solarni kolektor. Za učinkovitije zagrijavanje preporuča se bojanje lima u crno.
Pri izračunavanju solarnog kolektora za opskrbu toplinom uzima se u obzir položaj sunca u određenom trenutku dana. Najveća učinkovitost postiže se kad je kut upada zraka strogo okomit na površinu konstrukcije.
Najbolja opcija je korištenje solarnih sustava grijanja za privatnu kuću kao pomoćnih. Za najbolju učinkovitost preporuča se ugradnja akumulatora topline. Voda u njemu zagrijavat će se preko kolektora tijekom dana, a u mraku će se akumulirana toplinska energija prenijeti na glavnu rashladnu tekućinu u sustavu.
Video prikazuje primjer izrade solarnog kolektora od polimernih cijevi:
