În ce măsură este oportun să se utilizeze surse alternative de energie termică pentru organizarea încălzirii? În prezent, sunt utilizate pe scară largă două tipuri de alimentare cu căldură - geotermală și heliosistem. Acesta din urmă este cel mai popular. Cum să faci încălzirea solară acasă cu propriile mâini: colectoare, baterii și diagrame de instalare?
Folosirea energiei solare pentru încălzire
Unul dintre principiile definitorii ale construirii oricărui sistem de încălzire este oportunitatea. Acestea. toate investițiile ar trebui să dea roade într-o anumită perioadă de timp. În acest sens, încălzirea unei locuințe cu energie solară este cea mai eficientă și benefică investiție financiară.
Energia solară este în esență o sursă gratuită de căldură. Poate fi utilizat în mai multe moduri - pentru a echipa un sistem de încălzire sau pentru a realiza un sistem autonom de alimentare cu apă caldă. Dacă studiați cu atenție recenziile despre încălzirea de la panourile solare, puteți identifica o dependență interesantă. Cu cât încălzirea este mai profesională (colectoare din fabrică, încălzire suplimentară, control electronic), cu atât este mai mare eficiența alimentării cu căldură.
În ce moduri poate avea loc transformarea energiei solare în energie termică?
- Baterie de încălzire solară - ca una dintre modalitățile de a obține energie electrică. Radiația acționează asupra unei matrice de celule fotoelectrice cu rezistență, în urma căreia se generează o tensiune în circuit. În viitor, acest curent poate fi utilizat pentru conectarea la aparatele electrice de încălzire;
- Încălzirea modernă a unei case private colectoare solare... În acest caz, există un transfer direct de energie termică de la radiația solară la agentul de răcire. Acesta din urmă este amplasat într-un sistem de conducte situat într-o incintă special sigilată.
Încălzirea cu energie solară este cea mai eficientă în acest mod. În acest fel, se poate evita conversia suplimentară a energiei. Soarele va afecta direct lichidul de răcire, crescând temperatura acestuia. Cu toate acestea, încălzirea cu energie solară cu propriile mâini folosind baterii electrice este mai versatilă, deoarece electricitatea poate fi utilizată pentru a acționa alte aparate electrice din casă. Alegerea este determinată de buget și de capacitatea necesară a sistemului.
La instalarea panoului solar, trebuie respectat un anumit unghi de înclinare. În funcție de anotimp, ar trebui să fie 30 ° (vară) și 70 ° (iarnă).
Relevanța organizării sistemului solar
Înainte de a cumpăra sau de a face singur un convertor, ar trebui să aflați dacă încălzirea unei case private cu panouri solare va fi suficient de eficientă. Pentru a face acest lucru, este necesar să se efectueze o analiză detaliată a tuturor factorilor care afectează eficiența viitorului sistem.
Pentru început, se determină indicatorul insolației solare. Aceasta este cantitatea de energie solară care cade pe suprafața pământului într-o anumită regiune. Gradul de încălzire al lichidului de răcire sau cantitatea de curent generat va depinde de acest lucru.Radiatoarele solare pentru încălzirea locuinței ar trebui să funcționeze în mod ideal, indiferent de anotimp. Cu toate acestea, de fapt, acest lucru nu este întotdeauna cazul.
De asemenea, un sistem solar de încălzire pasiv își poate modifica eficiența datorită unghiului de înclinare al panoului. Depinde și de sezon. Pentru a determina energia teoretic posibilă, puteți utiliza datele din tabel.
Deja pe baza acestor date este posibil să se calculeze colectorul solar pentru încălzire, luând în considerare caracteristicile sale tehnice și operaționale. Dar, pe lângă aceasta, ar trebui luați în considerare astfel de factori:
- Locația de acasă... Căderea razelor solare nu trebuie împiedicată de obiecte naturale sau artificiale - munți, case înalte, păduri înalte etc.;
- Loc pentru instalare... Încălzirea solară combinată va necesita un spațiu mare - de la 2 la 10 m². Cel mai adesea, acoperișul casei este folosit pentru aceasta. Mai mult, trebuie adaptat pentru instalarea colectoarelor sau a panourilor solare;
- Putere de căldură necesară... Adesea, sistemele solare de încălzire pentru o casă privată sunt utilizate ca sisteme auxiliare.
Abia după această analiză puteți începe să alegeți o schemă specifică pentru încălzirea alternativă la domiciliu. Pierderile de căldură din casă sunt calculate preliminar, se determină modul termic optim de încălzire. Dacă colectorul solar din sistemul de încălzire este auxiliar, același indicator al sistemului principal de alimentare cu căldură se adaugă la puterea sa nominală.
Când calculați, trebuie să țineți cont de greutatea echipamentului. Suprafața acoperișului trebuie să poată rezista acestei sarcini.
Panouri solare pentru încălzire
Există adesea confuzie - colectoarele solare sunt numite și baterii. Dar, în practică, este primul tip de echipament care este cel mai des folosit pentru a organiza încălzirea locuinței cu energie solară.
Principiul funcționării încălzirii unei case private cu panouri solare este transformarea energiei termice în energie electrică. Pentru aceasta, următoarele componente sunt furnizate în proiectarea panoului:
- Fotocelule... Când lumina solară le lovește, se formează așa-numitul fotocurent;
- Carcasă transparentă de protecție... Previne deteriorarea fotocelulelor;
- Convertoare de curent electric - invertoare, transformatoare, baterii etc.
Acestea. de fapt, o baterie de încălzire solară este un încărcător excelent. În primul rând, este destinat obținerii de energie electrică ieftină. Utilizarea sa ca unul dintre elementele de încălzire este impracticabilă. Pentru a furniza căldură unei case cu o suprafață de 60 m² cu o rată normală de izolație, vor fi necesari 6 kW de energie termică pe oră. O baterie de încălzire solară standard cu o dimensiune de 284 * 254 mm are o putere specifică de 5 W / h. Acestea. pentru a asigura alimentarea cu căldură, este necesară o suprafață de acoperire a bateriei de 82 m².
După cum se poate vedea din calcule, acest lucru este mai mult decât impracticabil. De aceea preferă să facă un colector solar pentru încălzire cu propriile mâini sau să cumpere setările din fabrică.
În loc să încălzească o casă privată cu panouri solare, acestea pot fi folosite ca sursă de energie electrică ieftină pentru a utiliza aparate electrocasnice de mică consum.
Alegerea unui colector solar
Instalarea colectoarelor este recomandată pentru încălzirea solară eficientă. Sunt un sistem de conducte prin care curge lichidul de răcire. Pentru protecție și o mai bună focalizare a energiei solare, structura este protejată de un panou transparent din sticlă.
Pentru a crește funcționarea eficientă a echipamentului, este posibil să se utilizeze diferite tipuri de lichid de răcire, care nu își vor schimba proprietățile sub influența temperaturilor negative. Acest lucru este important pentru regiunile cu ierni reci.În plus, este necesar să analizăm cu atenție ofertele de pe piață și să alegem designul optim.
În prezent, producătorii oferă mai multe modalități de a organiza încălzirea unei case private cu colectoare solare:
- Colectoare de vid... Cea mai bună opțiune pentru organizarea unui sistem de încălzire solară pasivă. Acestea se caracterizează prin absența aproape completă a pierderilor de căldură;
- Colectoare plate... O opțiune economică pentru încălzirea solară. Sunt un sistem de țevi protejate de un material transparent. Cel mai adesea sunt folosite pentru aprovizionarea cu apă caldă vara. Aplicarea pentru încălzirea solară combinată necesită luarea în considerare a programului de temperatură iarna și selectarea atentă a purtătorului de căldură.
Alegerea este în mare măsură determinată de calcule preliminare - puterea necesară și frecvența de funcționare a sursei de căldură. Ca o opțiune economică, puteți lua în considerare posibilitatea auto-producției de colectoare plate pentru încălzirea cu energie solară cu propriile mâini.
Atunci când alegeți o schemă de cablare, trebuie luată în considerare aria structurii. Va avea un anumit indice de windage.
Colectoare de vid pentru încălzire
Una dintre problemele utilizării radiatoarelor solare pentru încălzirea unei case este pierderile mari de căldură. Acestea se datorează particularităților de funcționare - panoul trebuie să fie amplasat în afara camerei încălzite pentru a absorbi energia solară. Pentru a rezolva această problemă, a fost dezvoltat un colector solar sub vid pentru sistemul de încălzire.
Proiectarea colectoarelor de vid constă dintr-o carcasă exterioară și un sistem interior de tuburi de sticlă. Pentru o mai bună izolare, conductele sunt separate de mediul extern printr-un strat intermediar de vid cu aer rarefiat. De fapt, întreaga instalație este un termos mare transparent.
Specificitatea unui colector solar vid într-un sistem de încălzire este după cum urmează:
- Utilizarea unui lichid special cu un prag de fierbere scăzut ca purtător de căldură. În acest caz, există un transfer mai eficient de energie termică prin schimbătorul de căldură către mediul principal de încălzire - apă;
- Aplicare pe suprafața interioară a unui strat special care mărește capacitatea de absorbție a energiei solare termice;
- Independența muncii de temperatura aerului extern.
Pentru funcționarea normală a sistemului, va fi necesar să se asigure o izolare termică fiabilă a schimbătorului de căldură. De asemenea, ar trebui să izolați conducta în locurile în care trece prin camere neîncălzite - o mansardă, o plăcintă pentru acoperiș. Schemele standard pot fi utilizate pentru a calcula colectorul solar pentru încălzire. Dar trebuie avut în vedere faptul că funcționarea acestuia va fi ineficientă atunci când temperatura lichidului de răcire din circuit scade la + 22 ° C.
Iarna, este necesar să curățați suprafața colectorului de capacul de zăpadă. Prin urmare, trebuie să vă gândiți în avans la o modalitate de a efectua acest eveniment.
Colectoare solare plate pentru încălzire
Pentru a crea un sistem solar de încălzire pentru o casă privată cu costuri minime, colectoarele plate sunt cel mai adesea instalate. Acestea diferă de cele de vid prin designul lor simplificat. Cu toate acestea, acest lucru mărește cerințele pentru funcționarea lor.
Colectorul plat are și un sistem de conducte intern. Cu toate acestea, este realizat din țevi de cupru sau plastic. Pentru protecție, se utilizează policarbonat sau sticlă securizată. Suprafața interioară este izolată cu izolație - vată minerală sau spumă. Sub influența soarelui, tuburile sunt încălzite și, ca urmare, temperatura lichidului de răcire crește.
Există restricții severe de funcționare pentru un colector solar plat într-un sistem de încălzire:
- Numai antigelul poate fi utilizat ca agent de răcire.În caz contrar, apa va îngheța și conducta se va prăbuși;
- Pentru o mai bună circulație în timpul transferului de căldură, trebuie instalată o pompă;
- La temperaturi sub -10 ° C, eficiența sistemului scade dramatic.
Datorită acestui ultim factor, nu se recomandă organizarea alimentării cu căldură a casei cu energie solară folosind colectoare plate în regiuni cu temperaturi scăzute iarna. Prin urmare, cel mai adesea realizează un colector solar plat pentru încălzirea cu propriile mâini pentru alimentarea cu apă caldă vara, primăvara sau toamna.
Experții recomandă furnizarea de căldură folosind energia solară bazată pe colectoare plate numai în regiunile sudice ale țării cu ierni relativ calde.
Colector solar DIY
Trebuie remarcat imediat că un colector de bricolaj nu va funcționa pentru a furniza încălzire cu energie solară. Pentru a face acest lucru, ar trebui să utilizați schema pentru producerea unei structuri de vid discutate mai sus. Dar acasă este aproape imposibil de realizat din cauza lipsei echipamentelor și consumabilelor necesare. Prin urmare, vom lua în considerare una dintre cele mai simple modalități de a realiza o baterie de încălzire solară pentru alimentarea cu apă caldă.
Pentru producție, veți avea nevoie de următoarele consumabile:
- Foaie de policarbonat celular... Pentru alimentarea cu apă caldă a unei căsuțe de vară sau a unei case mici, folosind un colector solar pentru încălzirea cu propriile mâini, va fi suficientă o foaie de 2 * 1 m;
- Țeavă din PVC, fitinguri și furtunuri flexibile... Cu ajutorul acestora, un sistem de circulație a apei încălzite va fi realizat și furnizat consumatorului;
- Profil cadru pentru gips-carton și foi de spumă... Li se cere să creeze o carcasă de protecție într-un sistem de încălzire solară pasivă.
Fagurele trebuie amplasat orizontal pentru o mai bună încălzire a apei. Apoi se fac tăieturi longitudinale în țevi din PVC. Apa încălzită dintr-o foaie de policarbonat va curge prin ele. În tăieturile rezultate este instalată o foaie. Nu ar trebui să intre în țeavă până la capăt.
Cu ajutorul unui pistol termic, cusăturile sunt izolate. Fără acest instrument, există o probabilitate mare de scurgeri în încălzirea și alimentarea cu apă caldă a casei cu un colector solar. Înainte de instalare în cadru, este imperativ să se efectueze teste de etanșeitate structurală. Pentru a face acest lucru, umpleți-l cu apă și verificați vizual scurgerile.
Pentru fabricarea cadrului, sunt necesare profile de gips-carton zincate. Vor îndeplini funcții de protecție similare cu corpul unui radiator solar pentru încălzirea unei cabane de vară. Un strat de izolație este instalat sub foaia de policarbonat, apoi este plasat un colector solar auto-fabricat. Pentru o încălzire mai eficientă, se recomandă vopsirea foii în negru.
La calcularea unui colector solar pentru alimentarea cu căldură, se ia în considerare poziția soarelui într-un anumit moment al zilei. Cea mai mare eficiență se obține atunci când unghiul de incidență al razelor este strict perpendicular pe suprafața structurii.
Cea mai bună opțiune este utilizarea sistemelor solare de încălzire pentru o casă privată ca sisteme auxiliare. Pentru o eficiență optimă, se recomandă instalarea unui acumulator de căldură. Apa din el va fi încălzită din colector în timpul zilei, iar în întuneric, energia termică acumulată va fi transferată la lichidul de răcire principal din sistem.
Videoclipul arată un exemplu de realizare a unui colector solar din țevi de polimer:
