Zonneverwarming is de meest milieuvriendelijke manier om een privéwoning te verwarmen. Het is zeer geschikt voor inwoners van de centrale en zuidelijke regio's van de GOS-landen, waar het aardoppervlak voldoende straling ontvangt. Door zonnewarmte te gebruiken om uw huis te verwarmen, kunt u binnenruimte besparen.
Voordelen en nadelen van zonneverwarming
Dit type energie is milieuvriendelijk, het gebruik ervan is voor iedereen beschikbaar en gaat niet gepaard met uitstoot van schadelijke stoffen in het milieu. Het massale gebruik van zonneverwarmingssystemen in een privéwoning zal helpen om de natuurlijke hulpbronnen te behouden die worden gebruikt om de kamer te verwarmen: kolen, hout en gasbrandstof. Het gebruik van zonneverwarmingsconstructies is volkomen veilig voor bewoners en voor de buitenomgeving. Hetzelfde kan niet gezegd worden over traditionele soorten brandstof - rook heeft geen erg gunstig effect op de atmosfeer, het kan onder andere tranen en ongemak veroorzaken.
Om nuttige ruimte op de site te besparen, kunt u het systeem op het dak installeren. Het bevestigen van dergelijke collectoren zal ook helpen om de ruimtekosten voor verwarmingsapparaten in de kamer zelf te minimaliseren. Een ander voordeel is dat zonnepanelen voor in huis geen geluid produceren tijdens het gebruik.
Het nadeel is dat niet alle gebieden klimatologische omstandigheden hebben die geschikt zijn om het hele jaar door zonne-energie te gebruiken zonder extra verwarmingsmiddelen. In de meeste regio's van Rusland is het in de winter noodzakelijk om parallelle kachels te gebruiken, aangedreven door elektriciteit, of andere apparaten met een vergelijkbaar doel. Soms wordt het zonnestelsel alleen aangesloten voor gebruik in seizoenen die worden gekenmerkt door voldoende verlichting; in donkere perioden worden andere warmtegeneratoren gebruikt.
Kenmerken van zonnecollectoren
Collectoren onderscheiden zich van andere typen verwarmingssystemen door de levering van zonne-energie. Als gevolg hiervan stopt 's nachts de ophoping van warmte in de installatie, maar de terugkeer naar de lucht van de woning, die zich gedurende de dag heeft opgehoopt, gaat door. De efficiëntie van het systeem wordt bepaald door de lengte van de daglichturen. In het warme seizoen en op zuidelijke breedtegraden geeft het gebruik van dit type verwarming de beste resultaten. Het is het minst productief in december, op het donkerste moment van de dag. Dit komt door de korte daglichturen en de invalshoek van de stralen. Bij het berekenen van de bijdrage van het zonnestelsel aan de totale warmtevoorziening van de woning, moet er rekening mee worden gehouden dat het rendement ervan gedurende het jaar verandert. Voor verwarming in de winter zijn in de meeste regio's elektrische apparaten, een fornuis of een boiler nodig.
Van groot belang zijn de juiste berekening van het gebied van collectorelementen dat nodig is voor het onderhoud van het huis en de geselecteerde installatiehoek. Het is raadzaam om de apparaten zo te plaatsen dat de hellingshoek gelijk is aan de geografische breedte van de nederzetting waar de woning zich bevindt. De energie van de zon wordt het best geabsorbeerd door collectoren waarvan de werkvlakken loodrecht op de invallende stralen staan. Indien mogelijk worden de batterijen naar het zuiden geplaatst.Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat er geen schaduwen van gebouwen of bomen op het oppervlak vallen.
Om de efficiëntie van het werk in de winter hoger te maken, moet de hellingshoek van de elementen iets groter zijn. In de zomer zal de productiviteit op zijn beurt iets lager zijn, maar dit mag de kwaliteit van leven van huiseigenaren niet negatief beïnvloeden.
Verwarmingssysteem elementen
Er zijn verschillende soorten apparaten op zonne-energie, maar het constructieprincipe van de meeste daarop gebaseerde verwarmingssystemen is identiek. Soms kunnen extra componenten aan de configuratie worden toegevoegd.
Basis installatie-elementen:
- vacuümcollector apparaten;
- de verantwoordelijke voor het beheer van het systeem;
- accumulatortank voor verwarmd water;
- pomp die de koelvloeistof van de accu naar de accu vervoert;
- TEN, aangedreven door een elektrisch netwerk.
In plaats van een verwarmingselement kan een ander detail als sluitstuk fungeren. Soms wordt een dergelijk verwarmingssysteem gecombineerd met een warme vloer.
Soorten zonnecollectoren
De collectorelementen zijn verkrijgbaar in meerdere apparaatuitvoeringen. Er zijn modellen die alleen zijn ontworpen voor verwarmingsdoeleinden en bovendien voor het verwarmen van water.
Door ontwerp en uiterlijk
Verdeelstukken zijn beschikbaar open (met onbeschermde buizen) en gesloten - met actieve componenten verzegeld in een behuizing, die verschillende ontwerpen kan hebben, bijvoorbeeld afgeplat of bolvormig. De goedkoopste en meest duurzame zijn platte gesloten modellen. Hun lichaam is gemaakt van aluminium, koperen leidingen zijn erin geplaatst. Ze kunnen in serpentine of parallelle rijen worden gemonteerd. Er kan gas, water of niet-bevriezende vloeistof doorheen circuleren en fungeren als een warmtedrager. Bovenop de carrosserie bevindt zich een coating bestaande uit glas- en propyleenglycollagen. Dergelijke modellen kunnen het hele jaar door werken, water verwarmen tot een temperatuur die 30-40 graden hoger is dan lucht. Maar ze hebben een belangrijk nadeel: als de collector kapot gaat, valt het hele warmteopnamesysteem uit.
Vacuümproducten zijn het krachtigst. Ze bevatten ook koperen buizen gevuld met een warmteabsorbeerder, bekleed met rijen. Elk van deze elementen wordt in een glazen kegel geplaatst. De vacuümruimte tussen de wanden werkt als geleidend materiaal en als warmte-isolator. Het zwakke punt van dit ontwerp is de kwetsbaarheid van de holle glaselementen. Anderzijds is het bij een storing voldoende om de beschadigde buizen direct te vervangen.
Als de bijdrage van het zonnestelsel in de winter belangrijk is, is het beter om vacuümcollectoren aan te sluiten. Ze houden warmte langer vast en verwarmen gassen en vloeistoffen tot hogere temperaturen. Het is mogelijk om de structuur direct op het dak van het huis te monteren. Door de buisvorm kunt u overdag warmte verzamelen zonder extra mechanismen aan te sluiten die de beweging van de zon volgen.
Door het principe van werk
Dit criterium beschrijft de collectorelementen in termen van autonomie. Sommige soorten hebben geen elektriciteit nodig. Dit maakt ze een goede optie voor een vakantiehuis of voor gebruik tijdens een bepaald seizoen. Apparaten met een geforceerd circulatiemechanisme moeten voor gebruik op het lichtnet worden aangesloten. Ze functioneren door de druk van het pompmechanisme.
Seizoensgebondenheid
Sommige consumenten sluiten liever alleen zonnepanelen aan tijdens de warmere maanden. In collectoren die uitsluitend voor deze manier van werken zijn ontworpen, werkt water als koelmiddel. Bij temperaturen onder nul verandert het in ijs, daarom worden dergelijke installaties bij het begin van koud weer ontmanteld. Andere modellen zijn geschikt voor gebruik het hele jaar door. In het warme seizoen kunnen ze de consument van warm water voorzien en in het koude seizoen houden ze de luchttemperatuur op een bepaald niveau.
Een verzamelaar maken met je eigen handen
Bij aanschaf van een kant-en-klaar bouwpakket wordt het aansluitschema van het zonnepaneel meestal aangegeven in de bijbehorende documentatie. Maar sommige bewoners geven er de voorkeur aan om thuis een zelfgemaakte verzamelaar in elkaar te zetten. Een eenvoudige unit is gemaakt van afvalmateriaal met als basis een kronkelige structuur die is verwijderd uit een verouderde of kapotte koelkast.
Om een verzamelaar te maken, moet je voorbereiden:
- folie en glasplaat;
- een spoel uit de koelkast (het is ook mogelijk om de verbindingsklemmen eruit te demonteren en in een nieuwe unit te gebruiken);
- rekelementen voor het maken van een frame;
- plakband;
- bevestigingsmiddelen - schroeven en schroeven;
- rubberen mat;
- vloeistoftank;
- aan- en afvoerleidingen.
De spoel wordt eerst gewassen van vuil, stof en sporen van freon en vervolgens drooggeveegd. De lamellen zijn bijgesneden om te passen bij de afmetingen van de kronkelige structuur, zodat deze past in een frame dat daaruit is gemonteerd. Dan moet je de rails met elkaar verbinden. Het rubberen tapijt moet overeenkomen met de afmetingen van het frame. Knip indien nodig het teveel af. Tijdens het verbinden van de rails moeten er kleine gaatjes in de wanden worden gemaakt zodat de spoelbuizen daar kunnen passeren als ze moeten worden verwijderd.
Het vloerkleed is bedekt met een laag folie bovenop. Als u kleine sneden moet gebruiken voor het coaten, zijn deze verbonden met tape. Vervolgens wordt de tandheugelstructuur gelegd, en daarna - de spoel, die met klemmen wordt bevestigd. Deze laatste moet met schroeven aan de andere kant worden bevestigd. Het wordt ook gebruikt om de rails vast te spijkeren om de configuratie stijver te maken.
Als er openingen zijn tussen de lamellen en de folie, moeten deze worden afgedicht met tape. Dit zorgt ervoor dat warmteverliezen tot een minimum worden beperkt en verhoogt het rendement van de voltooide installatie. Als het apparaat klaar is, wordt er een glazen deksel op geplaatst. Vervolgens wordt het met tape rond de hele omtrek van het product gelijmd.
Om de collector zo strak mogelijk te maken, is het glas verstevigd met schroeven. Het zal het apparaat ook betrouwbaarder maken. Daarna kan het resulterende element op de ondersteunende structuur worden versterkt.
Hoe het systeem werkt
Om de energie van de zon zo efficiënt mogelijk te gebruiken, kun je op verschillende manieren handelen. Het principe van de eerste is gebaseerd op directe verwarming van de collectorelementen door de zonnestralen. De apparaten accumuleren warmte en dragen deze over aan de vloeibare warmtedrager in de verwarmings- en warmwatertoevoercircuits. Een middel kan aan beide doelen worden besteed, of slechts aan één. De werking van de tweede methode is gebaseerd op de introductie van zonnepanelen in het verwarmingssysteem, waarbij de verzamelde energie wordt omgezet in elektriciteit, die vervolgens wordt doorgegeven aan de consument.
Bij gebruik van een apparaat gemaakt van een spoel kunt u bij zonnig weer water opwarmen tot 60-65 graden. Tegelijkertijd is het systeem autonoom, circuleert het koelmiddel er op natuurlijke wijze in en hoeven huiseigenaren zelden in te grijpen in zijn werk. De bewegingscyclus ziet er als volgt uit: de verwarmde vloeistof wordt minder dicht, waardoor deze naar boven snelt - in een voorbereide container (bijvoorbeeld een tank). Dicht koud water wordt naar het onderste gedeelte van de collector geleid. Naast de tank zijn er meerdere leidingen nodig om het systeem te installeren. Er wordt verwarmd water aangevoerd en afgevoerd en koud water komt de collector binnen. Verder heb je 4 ventielen nodig: aftappen, afsluiten, bijvullen, drukontlasting in het systeem.
Het is raadzaam om de watercollectoren in de winter te demonteren, omdat deze koelvloeistof de neiging heeft te bevriezen, waardoor de werking onbruikbaar wordt. Modellen die zijn ontworpen voor gebruik het hele jaar door, moeten regelmatig worden schoongemaakt van hardnekkige sneeuw.Deze laatste heeft de neiging om de zonnestralen te weerkaatsen, wat de efficiëntie van de collector ernstig vermindert.
Zonneverwarmingssystemen kunnen niet alleen in de zuidelijke regio's worden aangesloten, maar ook in gebieden met een gematigd klimaat. Zelfs met een klein aantal zonnige dagen in koude seizoenen, kan ultraviolet licht dat door de wolken komt het huis op zijn minst gedeeltelijk verwarmen. In dit geval kan men niet zonder extra verwarmingstoestellen, maar de milieuvriendelijkheid van het werk en de gratis energiebron maken deze installaties tot een uitstekende keuze voor particuliere huizen.
