Cik lielā mērā ir lietderīgi izmantot alternatīvus siltumenerģijas avotus apkures organizēšanai? Pašlaik tiek plaši izmantoti divu veidu siltumapgāde - ģeotermālā un heliosistēma. Pēdējais ir vispopulārākais. Kā padarīt saules sildīšanu mājās ar savām rokām: kolektori, baterijas un uzstādīšanas shēmas?
Saules enerģijas izmantošana apkurei
Viens no jebkuras apkures sistēmas veidošanas principiem ir lietderība. Tie. visiem ieguldījumiem vajadzētu atmaksāties noteiktā laika posmā. Šajā ziņā mājas apsildīšana ar saules enerģiju ir visefektīvākais un finansiāli izdevīgākais ieguldījums.
Saules enerģija būtībā ir bezmaksas siltuma avots. To var izmantot vairākos veidos - aprīkot apkures sistēmu vai izveidot autonomu karstā ūdens apgādes sistēmu. Ja jūs rūpīgi izpētīsit pārskatus par apkuri no saules paneļiem, varat noteikt interesantu atkarību. Jo profesionālāk tiek veikta apkure (rūpnīcas kolektori, papildu apkure, elektroniskā vadība), jo augstāka ir siltuma padeves efektivitāte.
Kādā veidā var notikt saules enerģijas pārveidošana par siltumenerģiju?
- Saules sildīšanas akumulators - kā viens no veidiem, kā iegūt elektrisko enerģiju. Radiācija iedarbojas uz rezistoru fotoelementu matricu, kā rezultātā ķēdē rodas spriegums. Nākotnē šo strāvu var izmantot, lai izveidotu savienojumu ar elektriskām apkures ierīcēm;
- Mūsdienīga privātmājas apkure saules kolektori... Šajā gadījumā notiek tieša siltuma enerģijas pārnešana no saules starojuma uz dzesēšanas šķidrumu. Pēdējais atrodas cauruļvadu sistēmā, kas atrodas īpašā noslēgtā korpusā.
Apkure ar saules enerģiju ir visefektīvākā pēdējā veidā. Tādā veidā var izvairīties no papildu enerģijas pārveidošanas. Saule tieši ietekmēs dzesēšanas šķidrumu, palielinot tā temperatūru. Tomēr apkure ar saules enerģiju ar savām rokām, izmantojot elektriskās baterijas, ir daudzveidīgāka, jo elektrību var izmantot citu elektrisko ierīču darbināšanai mājā. Izvēli nosaka budžets un nepieciešamā sistēmas jauda.
Uzstādot saules bateriju, jāievēro noteikts slīpuma leņķis. Atkarībā no sezonas tam jābūt 30 ° (vasarā) un 70 ° (ziemā).
Saules sistēmas organizācijas atbilstība
Pirms pārveidotāja iegādes vai izgatavošanas pats jums vajadzētu uzzināt, vai privātmājas apkure ar saules baterijām būs pietiekami efektīva. Lai to izdarītu, ir nepieciešams veikt detalizētu visu faktoru analīzi, kas ietekmē nākotnes sistēmas efektivitāti.
Vispirms tiek noteikts saules insolācijas indikators. Tas ir saules enerģijas daudzums, kas nokrīt uz zemes virsmas noteiktā reģionā. No tā būs atkarīgs dzesēšanas šķidruma sildīšanas pakāpe vai radītās strāvas daudzums.Mājas apkurei paredzētajiem saules radiatoriem ideālā gadījumā vajadzētu darboties neatkarīgi no sezonas. Tomēr patiesībā tas ne vienmēr notiek.
Arī pasīvā saules apkures sistēma var mainīt savu efektivitāti paneļa slīpuma leņķa dēļ. Tas ir atkarīgs arī no sezonas. Lai noteiktu teorētiski iespējamo enerģiju, varat izmantot tabulas datus.
Jau pamatojoties uz šiem datiem, ir iespējams aprēķināt saules kolektoru apkurei, ņemot vērā tā tehniskās un ekspluatācijas īpašības. Bet papildus tam jāņem vērā šādi faktori:
- Mājas atrašanās vieta... Saules staru krišanu nedrīkst kavēt dabiski vai cilvēku radīti priekšmeti - kalni, augstas mājas, augsti meži utt .;
- Vieta uzstādīšanai... Kombinētajai saules sildīšanai būs nepieciešama liela platība - no 2 līdz 10 m². Visbiežāk tam tiek izmantots mājas jumts. Turklāt tas jāpielāgo kolektoru vai saules paneļu uzstādīšanai;
- Nepieciešamā siltuma jauda... Bieži vien saules enerģijas apkures sistēmas privātmājai tiek izmantotas kā palīgiekārtas.
Tikai pēc šīs analīzes jūs varat sākt izvēlēties īpašu shēmu alternatīvai apkurei mājās. Sākotnēji tiek aprēķināti siltuma zudumi mājā, noteikts optimālais apkures siltuma režīms. Ja saules kolektors apkures sistēmā ir palīgs, tā nominālajai jaudai tiek pievienots tas pats galvenās siltumapgādes sistēmas indikators.
Aprēķinot, jāņem vērā aprīkojuma svars. Jumta virsmai jāspēj izturēt šo slodzi.
Saules paneļi apkurei
Bieži rodas neskaidrības - saules kolektorus sauc arī par baterijām. Bet praksē tas ir pirmā veida aprīkojums, ko visbiežāk izmanto, lai organizētu mājas apkuri ar saules enerģiju.
Privātmājas apkures ar saules baterijām darbības princips ir siltumenerģijas pārvēršana elektroenerģijā. Lai to izdarītu, paneļa dizainā ir paredzēti šādi komponenti:
- Fotoelementi... Kad saules gaisma viņiem trāpās, veidojas tā sauktā fotostrāva;
- Aizsardzības caurspīdīgs korpuss... Novērš fotoelementu bojājumus;
- Elektriskās strāvas pārveidotāji - invertori, transformatori, baterijas utt.
Tie. patiesībā saules sildīšanas akumulators ir lielisks lādētājs. Pirmkārt, tas ir paredzēts lētas elektroenerģijas iegūšanai. Tās izmantošana kā viens no sildelementiem ir nepraktiska. Lai piegādātu siltumu mājai, kuras platība ir 60 m² ar normālu izolācijas ātrumu, stundā būs nepieciešama 6 kW siltumenerģijas. Standarta saules sildīšanas akumulatoram ar izmēru 284 * 254 mm īpatnējā jauda ir 5 W / h. Tie. Lai nodrošinātu siltuma padevi, ir nepieciešama akumulatora pārklājuma zona 82 m².
Kā redzams no aprēķiniem, tas ir vairāk nekā nepraktiski. Tāpēc viņi dod priekšroku saules kolektora izgatavošanai apkurei ar savām rokām vai iegādājas rūpnīcas iestatījumus.
Tā vietā, lai apsildītu privātmāju ar saules baterijām, tos var izmantot kā lētas elektroenerģijas avotu mazjaudas sadzīves tehnikas darbināšanai.
Saules kolektora izvēle
Efektīvai saules sildīšanai ieteicams uzstādīt kolektorus. Tie ir cauruļvadu sistēma, caur kuru plūst dzesēšanas šķidrums. Aizsardzībai un labākai saules enerģijas koncentrēšanai konstrukciju aizsargā caurspīdīgs stikla panelis.
Lai palielinātu iekārtas efektīvu darbību, tajā ir iespējams izmantot dažāda veida dzesēšanas šķidrumu, kas negatīvās temperatūras ietekmē nemainīs to īpašības. Tas ir svarīgi reģioniem ar aukstām ziemām.Turklāt ir nepieciešams rūpīgi analizēt piedāvājumus tirgū un izvēlēties optimālo dizainu.
Pašlaik ražotāji piedāvā vairākus veidus, kā organizēt privātmājas apkuri ar saules kolektoriem:
- Vakuuma kolektori... Labākais variants pasīvās saules apkures sistēmas organizēšanai. Tos raksturo gandrīz pilnīgs siltuma zudumu trūkums;
- Plakani kolekcionāri... Ekonomisks saules sildīšanas variants. Tie ir cauruļu sistēma, kas aizsargāta ar caurspīdīgu materiālu. Visbiežāk tos izmanto karstā ūdens apgādei vasarā. Lai izmantotu kombinētu saules sildīšanu, ir jāņem vērā temperatūras grafiks ziemā un rūpīgi jāizvēlas siltuma nesējs.
Izvēli lielā mērā nosaka provizoriski aprēķini - nepieciešamā jauda un siltuma padeves darbības biežums. Kā ekonomisku iespēju jūs varat apsvērt iespēju pašražot plakanos kolektorus apkurei ar saules enerģiju ar savām rokām.
Izvēloties elektroinstalācijas shēmu, jāņem vērā konstrukcijas laukums. Viņai būs noteikts vēja indekss.
Vakuuma kolektori apkurei
Viena no saules radiatoru izmantošanas problēmām mājas apkurei ir lieli siltuma zudumi. Tie ir saistīti ar darbības īpatnībām - panelim jāatrodas ārpus apsildāmās telpas, lai absorbētu saules enerģiju. Lai risinātu šo problēmu, ir izveidots vakuuma saules kolektors apkures sistēmai.
Vakuuma kolektoru konstrukcija sastāv no ārējā apvalka un iekšējās stikla cauruļu sistēmas. Labākai izolācijai cauruļvadus no ārējās vides atdala vakuuma starpslānis ar retinātu gaisu. Faktiski visa instalācija ir liels caurspīdīgs termoss.
Vakuuma saules kolektora specifika apkures sistēmā ir šāda:
- Kā siltumnesēju izmanto īpašu šķidrumu ar zemu viršanas slieksni. Šajā gadījumā ir efektīvāka siltumenerģijas pārnešana caur siltummaini uz galveno sildīšanas vidi - ūdeni;
- Īpaša pārklājuma, kas palielina saules siltuma enerģijas absorbcijas spēju, uzklāšana uz iekšējās virsmas;
- Darba neatkarība no ārējās gaisa temperatūras.
Normālai sistēmas darbībai būs jānodrošina uzticama siltummaiņa siltumizolācija. Jums vajadzētu arī izolēt cauruļvadu vietās, kur tas iet caur neapsildītām telpām - mansardu, jumta pīrāgu. Lai aprēķinātu saules kolektoru apkurei, var izmantot standarta shēmas. Bet jāpatur prātā, ka tā darbība būs neefektīva, kad dzesēšanas šķidruma temperatūra kontūrā pazemināsies līdz + 22 ° C.
Ziemā ir nepieciešams notīrīt kolektora virsmu no sniega vāciņa. Tādēļ jums jau iepriekš jādomā par veidu, kā veikt šo notikumu.
Plakani saules kolektori apkurei
Lai privātmājai izveidotu saules apkures sistēmu ar minimālām izmaksām, visbiežāk tiek uzstādīti plakani kolektori. Viņi atšķiras no vakuuma ar vienkāršotu dizainu. Tomēr tas palielina prasības to darbībai.
Plakanajam kolektoram ir arī iekšēja cauruļvadu sistēma. Tomēr tas ir izgatavots no vara vai plastmasas caurulēm. Aizsardzībai tiek izmantots polikarbonāts vai rūdīts stikls. Iekšējā virsma ir izolēta ar izolāciju - minerālvati vai putām. Saules gaismas ietekmē caurules tiek uzkarsētas, kā rezultātā dzesēšanas šķidruma temperatūra paaugstinās.
Plakanam saules kolektoram apkures sistēmā ir stingri ekspluatācijas ierobežojumi:
- Kā dzesēšanas šķidrumu var izmantot tikai antifrīzu.Pretējā gadījumā ūdens sasalst un cauruļvads sabruks;
- Lai nodrošinātu labāku cirkulāciju siltuma pārneses laikā, jāuzstāda sūknis;
- Temperatūrā, kas zemāka par -10 ° C, sistēmas efektivitāte krasi samazinās.
Pēdējā faktora dēļ nav ieteicams organizēt mājas siltumapgādi ar saules enerģiju, izmantojot plakanos kolektorus reģionos ar zemu temperatūru ziemā. Tāpēc visbiežāk viņi ar savām rokām izgatavo plakanu saules kolektoru apkurei karstā ūdens apgādei vasarā, pavasarī vai rudenī.
Eksperti iesaka veikt siltumapgādi, izmantojot saules enerģiju, pamatojoties uz plakaniem kolektoriem, tikai valsts dienvidu reģionos ar salīdzinoši siltām ziemām.
DIY saules kolektors
Tūlīt jāatzīmē, ka pašmāju kolektors nedarbosies, lai nodrošinātu apkuri ar saules enerģiju. Lai to izdarītu, jums jāizmanto iepriekš apspriestā vakuuma struktūras izgatavošanas shēma. Bet mājās to gandrīz nav iespējams izgatavot nepieciešamā aprīkojuma un palīgmateriālu trūkuma dēļ. Tāpēc mēs apsvērsim vienu no vienkāršākajiem veidiem, kā padarīt saules sildīšanas akumulatoru karstā ūdens apgādei.
Ražošanai būs nepieciešami šādi palīgmateriāli:
- Šūnu polikarbonāta loksne... Karstā ūdens piegādei vasarnīcā vai mazā mājā, izmantojot saules kolektoru apkurei ar savām rokām, būs pietiekami 2 * 1 m liela loksne;
- PVC caurule, veidgabali un elastīgas šļūtenes... Ar viņu palīdzību tiks izgatavota un patērētājam piegādāta apsildāma ūdens cirkulācijas sistēma;
- Rāmja profils drywall un putuplasta loksnēm... Viņiem ir jāizveido aizsargājošs korpuss pasīvā saules sildīšanas sistēmā.
Šūna ir jānovieto horizontāli, lai labāk uzsildītu ūdeni. Tad PVC caurulēs tiek veikti gareniskie griezumi. Caur tiem plūst uzsildīts ūdens no polikarbonāta loksnes. Rezultātajos griezumos ir uzstādīta lapa. Tam nevajadzētu iet cauruļvadā līdz galam.
Ar termopistoles palīdzību šuves tiek izolētas. Bez šī rīka ir liela noplūdes varbūtība mājas apkures un karstā ūdens apgādē ar saules kolektoru. Pirms uzstādīšanas rāmī obligāti jāveic strukturālās hermētiskuma pārbaudes. Lai to izdarītu, piepildiet to ar ūdeni un vizuāli pārbaudiet, vai nav noplūdes.
Rāmja ražošanai ir nepieciešami cinkoti drywall profili. Viņi vasarnīcas sildīšanai veiks aizsargfunkcijas, kas līdzīgas saules radiatora korpusam. Zem polikarbonāta loksnes tiek uzstādīts izolācijas slānis, pēc tam tiek ievietots pašu izgatavots saules kolektors. Efektīvākai apkurei ieteicams lapu nokrāsot melnā krāsā.
Aprēķinot saules kolektoru siltuma padevei, tiek ņemta vērā saules atrašanās vieta noteiktā dienas laikā. Vislielākā efektivitāte tiek sasniegta, ja staru krituma leņķis ir stingri perpendikulārs konstrukcijas virsmai.
Labākais variants ir izmantot saules apkures sistēmas privātmājai kā palīgiekārtas. Lai panāktu vislabāko efektivitāti, ieteicams uzstādīt siltuma akumulatoru. Tajā esošais ūdens dienas laikā tiks uzkarsēts no kolektora, un tumsā uzkrāto siltumenerģiju pārnes uz galveno dzesēšanas šķidrumu sistēmā.
Video redzams saules kolektora izgatavošanas piemērs no polimēru caurulēm:
