Kaip tikslinga šildymui naudoti alternatyvius šilumos energijos šaltinius? Šiuo metu plačiai naudojami du šilumos tiekimo tipai - geoterminis ir heliosisteminis. Pastarasis yra pats populiariausias. Kaip padaryti saulės šildymą namuose savo rankomis: kolektoriai, baterijos ir montavimo schemos?
Saulės energijos naudojimas šildymui
Vienas iš apibrėžiančių bet kurios šildymo sistemos statybos principų yra tikslingumas. Tie. visos investicijos turėtų atsipirkti per tam tikrą laikotarpį. Šiuo atžvilgiu namo šildymas saulės energija yra efektyviausia ir finansiškai naudingiausia investicija.
Saulės energija iš esmės yra laisvas šilumos šaltinis. Jis gali būti naudojamas keliais būdais - įrengti šildymo sistemą arba sukurti autonominę karšto vandens tiekimo sistemą. Atidžiai išnagrinėję apžvalgas apie šildymą iš saulės baterijų, galite nustatyti įdomią priklausomybę. Kuo profesionaliau atliekamas šildymas (gamykliniai kolektoriai, papildomas šildymas, elektroninis valdymas), tuo didesnis šilumos tiekimo efektyvumas.
Kaip saulės energija gali virsti šilumine energija?
- Saulės šildymo baterija - kaip vieną iš būdų gauti elektros energiją. Spindulys veikia rezistorių fotoelektrinių elementų matricą, dėl to grandinėje susidaro įtampa. Ateityje šią srovę galima naudoti prisijungiant prie elektrinių šildymo prietaisų;
- Šiuolaikinis privataus namo šildymas saulės kolektoriai... Šiuo atveju yra tiesioginis šilumos energijos perdavimas iš saulės spinduliuotės į aušinimo skystį. Pastarasis yra dujotiekio sistemoje, esančioje specialiame sandariame gaubte.
Šildymas saulės energija yra efektyviausias pastaruoju būdu. Tokiu būdu galima išvengti papildomos energijos konversijos. Saulė tiesiogiai paveiks aušinimo skystį, padidins jo temperatūrą. Vis dėlto šildymas saulės energija savo rankomis naudojant elektrines baterijas yra universalesnis, nes elektrą galima naudoti kitiems namo prietaisams valdyti. Pasirinkimą lemia biudžetas ir reikalingi sistemos pajėgumai.
Montuojant saulės kolektorių, reikia laikytis tam tikro nuolydžio kampo. Priklausomai nuo sezono, jis turėtų būti 30 ° (vasara) ir 70 ° (žiema).
Saulės sistemos organizavimo aktualumas
Prieš įsigydami ar pasigamindami keitiklį turėtumėte sužinoti, ar šildyti privatų namą saulės baterijomis bus pakankamai efektyvu. Norėdami tai padaryti, būtina atlikti išsamią visų veiksnių, turinčių įtakos būsimos sistemos efektyvumui, analizę.
Pirmiausia nustatomas saulės insoliacijos rodiklis. Tai yra saulės energijos kiekis, patenkantis į žemės paviršių tam tikrame regione. Nuo to priklausys aušinimo skysčio įkaitimo laipsnis arba sukurtos srovės kiekis.Namų šildymui skirti saulės radiatoriai idealiu atveju turėtų veikti nepriklausomai nuo sezono. Tačiau iš tikrųjų taip būna ne visada.
Taip pat pasyvi saulės šildymo sistema gali pakeisti savo efektyvumą dėl skydo pasvirimo kampo. Tai priklauso ir nuo sezono. Norėdami nustatyti teoriškai galimą energiją, galite naudoti lentelės duomenis.
Jau remiantis šiais duomenimis, galima apskaičiuoti saulės kolektorių šildymui, atsižvelgiant į jo technines ir eksploatacines charakteristikas. Be to, reikėtų atsižvelgti į tokius veiksnius:
- Namo vieta... Saulės spindulių kritimui neturėtų trukdyti natūralūs ar žmogaus sukurti daiktai - kalnai, aukšti namai, aukšti miškai ir kt .;
- Vieta montavimui... Kombinuotam saulės šildymui reikės didelės erdvės - nuo 2 iki 10 m². Dažniausiai tam naudojamas namo stogas. Be to, jis turi būti pritaikytas kolektorių ar saulės kolektorių montavimui;
- Reikalinga šilumos galia... Dažnai saulės šildymo sistemos privačiam namui naudojamos kaip pagalbinės.
Tik atlikę šią analizę galite pradėti pasirinkti konkrečią alternatyvaus šildymo namuose schemą. Preliminariai apskaičiuojami šilumos nuostoliai name, nustatomas optimalus šiluminis šildymo režimas. Jei saulės kolektorius šildymo sistemoje yra pagalbinis, prie jo vardinės galios pridedamas tas pats pagrindinės šilumos tiekimo sistemos indikatorius.
Skaičiuodami turite atsižvelgti į įrangos svorį. Stogo paviršius turi atlaikyti šią apkrovą.
Saulės baterijos šildymui
Dažnai kyla painiava - saulės kolektoriai dar vadinami baterijomis. Tačiau praktiškai tai yra pirmojo tipo įranga, dažniausiai naudojama organizuojant namų šildymą saulės energija.
Privataus namo šildymo saulės baterijomis veikimo principas yra šiluminės energijos pavertimas elektros energija. Tam skydo projekte pateikiami šie komponentai:
- Fotoelementai... Saulei patekus į juos susidaro vadinamoji fotosrovė;
- Apsauginis skaidrus dėklas... Apsaugo nuo fotoelementų pažeidimo;
- Elektros srovės keitikliai - keitikliai, transformatoriai, baterijos ir kt.
Tie. iš tikrųjų saulės baterija yra puikus įkroviklis. Visų pirma, jis skirtas pigiai elektros energijai gauti. Nepraktiška jį naudoti kaip vieną iš kaitinimo elementų. Norint tiekti šilumą 60 m² ploto namui, kurio šiltinimo norma normali, reikės 6 kW šilumos energijos per valandą. Standartinės saulės šildymo baterijos, kurios dydis yra 284 * 254 mm, savitoji galia yra 5 W / h. Tie. Norint tiekti šilumą, reikia 82 m² ploto baterijos.
Kaip matyti iš skaičiavimų, tai yra daugiau nei nepraktiška. Štai kodėl jie nori patys gaminti saulės kolektorių šildymui savo rankomis arba įsigyti gamyklinius nustatymus.
Užuot šildę privatų namą saulės baterijomis, jie gali būti naudojami kaip pigios elektros energijos šaltiniai mažos galios buitiniams prietaisams valdyti.
Saulės kolektoriaus pasirinkimas
Norint efektyviai šildyti saulės energiją, rekomenduojama įrengti kolektorius. Tai yra vamzdynų sistema, per kurią teka aušinimo skystis. Siekiant apsaugoti ir geriau sutelkti saulės energiją, konstrukcija yra apsaugota skaidriu stiklo skydeliu.
Norint padidinti efektyvų įrangos veikimą, joje galima naudoti įvairių tipų aušinimo skysčius, kurie nepakeis jų savybių esant neigiamai temperatūrai. Tai svarbu regionams, kuriuose žiemos būna šaltos.Be to, būtina atidžiai išanalizuoti pasiūlymus rinkoje ir pasirinkti optimalų dizainą.
Šiuo metu gamintojai siūlo keletą būdų, kaip organizuoti privataus namo su saulės kolektoriais šildymą:
- Vakuuminiai kolektoriai... Geriausias variantas organizuoti pasyvią saulės šildymo sistemą. Jiems būdingas beveik visiškas šilumos nuostolių nebuvimas;
- Plokšti kolektoriai... Ekonomiškas saulės šildymo variantas. Jie yra vamzdžių sistema, apsaugota permatoma medžiaga. Dažniausiai jie naudojami karšto vandens tiekimui vasarą. Norint naudoti kombinuotą saulės šildymą, reikia atsižvelgti į temperatūros grafiką žiemą ir kruopščiai parinkti šilumos nešiklį.
Pasirinkimą daugiausia lemia preliminarūs skaičiavimai - reikalinga galia ir šilumos tiekimo veikimo dažnis. Kaip ekonomišką variantą galite apsvarstyti galimybę savarankiškai gaminti plokščius kolektorius šildymui saulės energija savo rankomis.
Renkantis laidų schemą, reikia atsižvelgti į konstrukcijos plotą. Ji turės tam tikrą vėjo indeksą.
Vakuuminiai kolektoriai šildymui
Viena iš saulės radiatorių naudojimo namo šildymui problemų yra dideli šilumos nuostoliai. Jie atsiranda dėl veikimo ypatumų - skydelis turi būti už šildomo kambario ribų, kad sugertų saulės energiją. Norėdami išspręsti šią problemą, buvo sukurtas vakuuminis saulės kolektorius šildymo sistemai.
Vakuuminių kolektorių konstrukciją sudaro išorinis korpusas ir vidinio stiklo vamzdžių sistema. Siekiant geresnės izoliacijos, dujotiekius nuo išorinės aplinkos skiria vakuuminis tarpsluoksnis su retintu oru. Praktiškai visa instaliacija yra didelis skaidrus termosas.
Vakuuminio saulės kolektoriaus specifika šildymo sistemoje yra tokia:
- Kaip šilumnešį naudokite specialų skystį su žemu virimo slenksčiu. Šiuo atveju yra efektyvesnis šiluminės energijos perdavimas per šilumokaitį į pagrindinę šildymo terpę - vandenį;
- Vidinio paviršiaus padengimas specialia danga, didinančia saulės šiluminės energijos absorbavimo pajėgumą;
- Darbo nepriklausomybė nuo išorinės oro temperatūros.
Norint normaliai funkcionuoti sistemai, reikės užtikrinti patikimą šilumokaičio šilumos izoliaciją. Taip pat turėtumėte izoliuoti dujotiekį tose vietose, kur jis eina per nešildomas patalpas - mansardą, stogo pyragą. Apskaičiuojant saulės kolektorių šildymui galima naudoti standartines schemas. Tačiau reikia nepamiršti, kad jo darbas bus neveiksmingas, kai aušinimo skysčio temperatūra grandinėje nukris iki + 22 ° С.
Žiemą reikia išvalyti kolektoriaus paviršių nuo sniego dangtelio. Todėl jūs turite iš anksto apgalvoti, kaip atlikti šį renginį.
Plokšti saulės kolektoriai šildymui
Norėdami sukurti saulės šildymo sistemą privačiam namui su minimaliomis sąnaudomis, dažniausiai montuojami plokšti kolektoriai. Nuo vakuuminių jie skiriasi savo supaprastintu dizainu. Tačiau tai padidina jų veikimo reikalavimus.
Plokščias kolektorius taip pat turi vidinę vamzdynų sistemą. Tačiau jis pagamintas iš varinių arba plastikinių vamzdžių. Apsaugai naudojamas polikarbonatas arba grūdintas stiklas. Vidinis paviršius apšiltintas izoliacija - mineraline vata arba putplasčiu. Veikiami saulės spindulių, vamzdeliai pašildomi ir dėl to aušinimo skysčio temperatūra pakyla.
Šildymo sistemoje plokščiam saulės kolektoriui taikomi griežti eksploatavimo apribojimai:
- Kaip aušinimo skystį galima naudoti tik antifrizą.Priešingu atveju vanduo užšals ir dujotiekis sugrius;
- Norint geriau cirkuliuoti šilumos perdavimo metu, reikia sumontuoti siurblį;
- Esant žemesnei nei -10 ° C temperatūrai, sistemos efektyvumas smarkiai sumažėja.
Dėl pastarojo veiksnio nerekomenduojama organizuoti namo šilumos tiekimo saulės energija naudojant plokščius kolektorius regionuose, kuriuose žiemą yra žema temperatūra. Todėl dažniausiai jie gamina plokščią saulės kolektorių, skirtą šildyti savo rankomis, kad karštas vanduo būtų tiekiamas vasarą, pavasarį ar rudenį.
Ekspertai rekomenduoja šilumos tiekimą naudojant plokščiųjų kolektorių saulės energiją tik pietiniuose šalies regionuose, kuriuose yra gana šiltos žiemos.
Pasidaryk pats saulės kolektorius
Iš karto reikia pažymėti, kad savadarbis kolektorius neveiks, kad šildytų saulės energija. Norėdami tai padaryti, turėtumėte naudoti aukščiau aptartą vakuuminės struktūros gamybos schemą. Bet namuose to padaryti beveik neįmanoma, nes trūksta reikiamos įrangos ir eksploatacinių medžiagų. Todėl mes apsvarstysime vieną iš paprasčiausių būdų, kaip pagaminti saulės šildymo akumuliatorių karštam vandeniui tiekti.
Gamybai jums reikės šių eksploatacinių medžiagų:
- Korinio polikarbonato lakštas... Karšto vandens tiekimui į vasarnamį ar nedidelį namą, naudojant saulės kolektorių šildymui savo rankomis, pakaks 2 * 1 m dydžio lapo;
- PVC vamzdis, jungiamosios detalės ir lanksčios žarnos... Su jų pagalba bus padaryta šildoma vandens cirkuliacijos sistema ir tiekiama vartotojui;
- Gipso kartono ir putplasčio lakštų rėmo profilis... Jie turi sukurti apsauginį gaubtą pasyvioje saulės šildymo sistemoje.
Korį reikia pastatyti horizontaliai, kad vanduo būtų geriau šildomas. Tada PVC vamzdžiuose atliekami išilginiai pjūviai. Per juos tekės kaitinamas vanduo iš polikarbonato lakšto. Gautuose pjūviuose yra sumontuotas lapas. Jis neturėtų eiti į vamzdį iki galo.
Šilumos pistoleto pagalba siūlės yra izoliuotos. Be šio įrankio yra didelė namo šildymo ir karšto vandens tiekimo su saulės kolektoriumi nuotėkio tikimybė. Prieš montuojant į rėmą, būtina atlikti konstrukcijos sandarumo bandymus. Norėdami tai padaryti, užpilkite vandeniu ir vizualiai patikrinkite, ar nėra nuotėkio.
Rėmo gamybai reikalingi cinkuoti gipso kartono profiliai. Jie atliks apsaugines funkcijas, panašias į saulės radiatoriaus korpusą vasarnamiui šildyti. Po polikarbonato lakštu sumontuojamas izoliacijos sluoksnis, tada dedamas pačių pagamintas saulės kolektorius. Norint efektyviau šildyti, lapą rekomenduojama dažyti juodai.
Skaičiuojant saulės kolektorių šilumos tiekimui, atsižvelgiama į saulės padėtį tam tikru dienos momentu. Didžiausias efektyvumas pasiekiamas, kai spindulių kritimo kampas yra griežtai statmenas konstrukcijos paviršiui.
Geriausias variantas yra naudoti saulės šildymo sistemas privačiam namui kaip pagalbines. Siekiant geriausio efektyvumo, rekomenduojama sumontuoti šilumos akumuliatorių. Joje esantis vanduo dieną bus šildomas iš kolektoriaus, o tamsoje sukaupta šiluminė energija bus perduodama į pagrindinį sistemos aušinimo skystį.
Vaizdo įraše parodytas saulės kolektoriaus iš polimerinių vamzdžių gamybos pavyzdys:
