Aké účelné je využívať na vykurovanie alternatívne zdroje tepelnej energie? V súčasnosti sa široko používajú dva typy dodávky tepla - geotermálny a heliosystém. Posledná z nich je najpopulárnejšia. Ako si vyrobiť solárne vykurovanie doma vlastnými rukami: kolektory, batérie a schémy inštalácie?
Využitie solárnej energie na vykurovanie
Jedným z definujúcich princípov budovania každého vykurovacieho systému je účelnosť. Tých. všetky investície by sa mali splatiť do určitého časového obdobia. Z tohto hľadiska je vykurovanie domu solárnou energiou najefektívnejšou a finančne najpriaznivejšou investíciou.
Slnečná energia je v podstate bezplatným zdrojom tepla. Môže sa použiť niekoľkými spôsobmi - na vybavenie vykurovacieho systému alebo na vytvorenie autonómneho systému zásobovania teplou vodou. Ak starostlivo preštudujete recenzie o vykurovaní solárnymi panelmi, môžete zistiť zaujímavú závislosť. Čím profesionálnejšie sa kúrenie vykonáva (továrenské kolektory, prídavné kúrenie, elektronické riadenie), tým vyššia je účinnosť dodávky tepla.
Ako môže prebiehať premena slnečnej energie na tepelnú?
- Solárna batéria - ako jeden zo spôsobov získavania elektrickej energie. Žiarenie pôsobí na maticu rezistorových fotoelektrických článkov, v dôsledku čoho sa v obvode vytvára napätie. V budúcnosti sa tento prúd môže použiť na pripojenie k elektrickým vykurovacím spotrebičom;
- Moderné kúrenie súkromného domu slnečné kolektory... V takom prípade dochádza k priamemu prenosu tepelnej energie zo slnečného žiarenia do chladiacej kvapaliny. Ten je umiestnený v potrubnom systéme umiestnenom v špeciálne uzavretom kryte.
Vykurovanie solárnou energiou je najefektívnejšie pri druhom spôsobe. Týmto spôsobom sa dá zabrániť ďalšej premene energie. Slnko bude priamo ovplyvňovať chladiacu kvapalinu, čím zvýši jej teplotu. Vykurovanie pomocou solárnej energie vlastnými rukami pomocou elektrických batérií je však všestrannejšie, pretože elektrina sa môže používať na prevádzku iných elektrických spotrebičov v dome. Výber je určený rozpočtom a požadovanou kapacitou systému.
Pri inštalácii solárneho panelu je potrebné dodržať určitý uhol sklonu. Podľa sezóny by to malo byť 30 ° (leto) a 70 ° (zima).
Dôležitosť organizácie slnečnej sústavy
Pred zakúpením alebo výrobou vlastného prevodníka by ste mali zistiť, či bude vykurovanie súkromného domu solárnymi panelmi dostatočne efektívne. K tomu je potrebné vykonať podrobnú analýzu všetkých faktorov ovplyvňujúcich efektívnosť budúceho systému.
Na začiatok sa určuje indikátor slnečného žiarenia. Toto je množstvo slnečnej energie dopadajúcej na povrch Zeme v konkrétnej oblasti. Od toho bude závisieť stupeň ohrevu chladiacej kvapaliny alebo množstvo generovaného prúdu.Solárne radiátory na vykurovanie domu by mali ideálne fungovať bez ohľadu na ročné obdobie. V skutočnosti to však neplatí vždy.
Pasívny solárny vykurovací systém môže tiež zmeniť svoju účinnosť vďaka uhlu sklonu panelu. Závisí to aj od sezóny. Na určenie teoreticky možnej energie môžete použiť údaje z tabuľky.
Už na základe týchto údajov je možné vypočítať slnečný kolektor na vykurovanie s prihliadnutím na jeho technické a prevádzkové vlastnosti. Okrem toho by sa však mali brať do úvahy tieto faktory:
- Domovské umiestnenie... Pádu slnečných lúčov by nemali brániť prírodné ani umelo vytvorené predmety - hory, vysoké domy, vysoké lesy atď .;
- Miesto pre inštaláciu... Kombinované solárne vykurovanie bude vyžadovať veľký priestor - od 2 do 10 m². Najčastejšie sa na to používa strecha domu. Musí byť navyše prispôsobený na inštaláciu kolektorov alebo solárnych panelov;
- Požadovaný tepelný výkon... Solárne vykurovacie systémy pre súkromný dom sa často používajú ako pomocné systémy.
Až po tejto analýze môžete začať s výberom konkrétnej schémy alternatívneho vykurovania doma. Predbežne sa počítajú tepelné straty v dome, určuje sa optimálny tepelný režim vykurovania. Ak je solárny kolektor vo vykurovacom systéme pomocný, k jeho menovitému výkonu sa pripočíta rovnaký indikátor hlavného systému zásobovania teplom.
Pri výpočte musíte brať do úvahy hmotnosť zariadenia. Povrch strechy musí byť schopný vydržať toto zaťaženie.
Solárne panely na vykurovanie
Často dochádza k zámene - solárne kolektory sa tiež nazývajú batérie. Ale v praxi ide o prvý typ zariadenia, ktoré sa najčastejšie používa na organizáciu domáceho vykurovania solárnou energiou.
Princípom fungovania vykurovania súkromného domu solárnymi panelmi je premena tepelnej energie na elektrickú. K tomu sú v dizajne panelu k dispozícii nasledujúce komponenty:
- Fotobunky... Keď na ne dopadne slnečné svetlo, vytvorí sa takzvaný fotoprúd;
- Ochranné priehľadné puzdro... Zabraňuje poškodeniu fotobuniek;
- Prevodníky elektrického prúdu - invertory, transformátory, batérie atď.
Tých. v skutočnosti je solárna batéria vynikajúcou nabíjačkou. Najskôr je určený na získavanie lacnej elektrickej energie. Jeho použitie ako jedného z vykurovacích telies je nepraktické. Na dodávku tepla do domu s rozlohou 60 m² s bežnou mierou izolácie je potrebných 6 kW tepelnej energie za hodinu. Štandardná solárna batéria s veľkosťou 284 * 254 mm má špecifický výkon 5 W / h. Tých. na zabezpečenie dodávky tepla je potrebná plocha pokrytia batériou 82 m².
Ako je zrejmé z výpočtov, je to viac ako nepraktické. Preto uprednostňujú výrobu solárneho kolektora na vykurovanie vlastnými rukami alebo zakúpenie továrenských nastavení.
Namiesto vykurovania súkromného domu solárnymi panelmi môžu byť použité ako zdroj lacnej elektriny na prevádzku domácich spotrebičov s nízkym výkonom.
Výber solárneho kolektora
Pre efektívne solárne vykurovanie sa odporúča inštalácia kolektorov. Sú to sústava potrubí, ktorými preteká chladiaca kvapalina. Pre ochranu a lepšie zaostrenie slnečnej energie je konštrukcia chránená priehľadným skleneným panelom.
Na zvýšenie efektívnej prevádzky zariadenia je možné v ňom použiť rôzne druhy chladiacej kvapaliny, ktoré pod vplyvom negatívnych teplôt nezmenia svoje vlastnosti. To je dôležité pre regióny s chladnými zimami.Okrem toho je potrebné starostlivo analyzovať ponuky na trhu a zvoliť optimálny dizajn.
V súčasnosti výrobcovia ponúkajú niekoľko spôsobov, ako organizovať vykurovanie súkromného domu slnečnými kolektormi:
- Vákuové rozdeľovače... Najlepšia voľba pre usporiadanie pasívneho solárneho vykurovacieho systému. Vyznačujú sa takmer úplnou absenciou tepelných strát;
- Ploché kolektory... Ekonomická možnosť solárneho ohrevu. Sú to sústavy potrubí chránené priehľadným materiálom. Najčastejšie sa používajú na zásobovanie teplou vodou v lete. Aplikácia kombinovaného solárneho vykurovania vyžaduje zohľadnenie teplotného harmonogramu v zime a starostlivý výber nosiča tepla.
Výber je do značnej miery určený predbežnými výpočtami - požadovaným výkonom a frekvenciou prevádzky dodávky tepla. Ako ekonomickú možnosť môžete zvážiť možnosť vlastnej výroby plochých kolektorov na vykurovanie solárnou energiou vlastnými rukami.
Pri výbere schémy zapojenia je potrebné brať do úvahy plochu konštrukcie. Bude mať určitý index veternosti.
Vákuové kolektory na vykurovanie
Jedným z problémov použitia solárnych radiátorov na vykurovanie domu sú veľké tepelné straty. Sú to kvôli zvláštnostiam prevádzky - panel musí byť umiestnený mimo vykurovanej miestnosti, aby absorboval slnečnú energiu. Na riešenie tohto problému bol vyvinutý vákuový solárny kolektor pre vykurovací systém.
Konštrukcia vákuových potrubí sa skladá z vonkajšieho plášťa a systému vnútorných sklenených trubíc. Pre lepšiu izoláciu sú potrubia oddelené od vonkajšieho prostredia vákuovou medzivrstvou so zriedeným vzduchom. Prakticky celá inštalácia je veľká priehľadná termoska.
Špecifickosť vákuového solárneho kolektora vo vykurovacom systéme je nasledovná:
- Ako nosič tepla sa používa špeciálna kvapalina s nízkym prahom varu. V takom prípade dochádza k účinnejšiemu prenosu tepelnej energie cez výmenník tepla k hlavnému vykurovaciemu médiu - vode;
- Aplikácia na vnútorný povrch špeciálneho náteru, ktorý zvyšuje absorpčnú kapacitu tepelnej slnečnej energie;
- Nezávislosť práce od teploty vonkajšieho vzduchu.
Pre normálne fungovanie systému bude potrebné zabezpečiť spoľahlivú tepelnú izoláciu výmenníka tepla. Mali by ste tiež izolovať potrubie na miestach, kde prechádza nevykurovanými miestnosťami - podkrovie, strešný koláč. Na výpočet solárneho kolektora na vykurovanie je možné použiť štandardné schémy. Je však potrebné mať na pamäti, že jeho práca bude neúčinná, keď teplota chladiacej kvapaliny v okruhu klesne na + 22 ° С.
V zime je potrebné vyčistiť povrch kolektora od snehovej čiapky. Preto musíte vopred premyslieť spôsob uskutočnenia tejto udalosti.
Ploché solárne kolektory na vykurovanie
Na vytvorenie solárneho vykurovacieho systému pre súkromný dom s minimálnymi nákladmi sa najčastejšie inštalujú ploché kolektory. Od vákuových sa líšia zjednodušeným dizajnom. To však zvyšuje požiadavky na ich prevádzku.
Plochý kolektor má tiež vnútorný potrubný systém. Je však vyrobený z medených alebo plastových rúrok. Na ochranu sa používa polykarbonát alebo tvrdené sklo. Vnútorný povrch je izolovaný izoláciou - minerálnou vlnou alebo penou. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa rúry zahrievajú a v dôsledku toho stúpa teplota chladiacej kvapaliny.
Pre plochý solárny kolektor vo vykurovacom systéme existujú prísne prevádzkové obmedzenia:
- Ako chladiaca kvapalina je možné použiť iba nemrznúcu zmes.V opačnom prípade voda zamrzne a potrubie sa zrúti;
- Pre lepšiu cirkuláciu počas prenosu tepla musí byť nainštalované čerpadlo;
- Pri teplotách pod -10 ° C účinnosť systému dramaticky klesá.
Kvôli posledne uvedenému faktoru sa neodporúča organizovať dodávku tepla domu so slnečnou energiou pomocou plochých kolektorov v regiónoch s nízkymi teplotami v zime. Preto najčastejšie vyrábajú plochý slnečný kolektor na vykurovanie vlastnými rukami na dodávku teplej vody v lete, na jar alebo na jeseň.
Odborníci odporúčajú dodávať teplo pomocou solárnej energie na báze plochých kolektorov iba v južných oblastiach krajiny s relatívne teplými zimami.
DIY slnečný kolektor
Hneď je potrebné poznamenať, že kolektor pre svojpomocne nebude fungovať na zabezpečenie vykurovania slnečnou energiou. Aby ste to dosiahli, mali by ste použiť vyššie opísanú schému na výrobu vákuovej štruktúry. Ale doma je takmer nemožné ho vyrobiť kvôli nedostatku potrebného vybavenia a spotrebného materiálu. Zvážime preto jeden z najjednoduchších spôsobov, ako vyrobiť solárny akumulátor na ohrev teplej vody.
Na výrobu budete potrebovať nasledujúci spotrebný materiál:
- Doska z pórovitého polykarbonátu... Na dodávku teplej vody na letnú chatu alebo do malého domu pomocou slnečného kolektora na vykurovanie vlastnými rukami bude stačiť list o veľkosti 2 * 1 m;
- PVC rúrka, tvarovky a pružné hadice... S ich pomocou sa vyrobí a dodá spotrebiteľovi systém cirkulácie ohriatej vody;
- Profil rámu pre sadrokartónové dosky a penové listy... Vyžaduje sa od nich vytvorenie ochranného krytu v pasívnom solárnom systéme.
Voština by mala byť umiestnená vodorovne, aby sa lepšie ohrievala voda. Potom sa v PVC rúrach urobia pozdĺžne rezy. Preteká cez ne ohriata voda z polykarbonátovej platne. Vo výsledných rezoch je nainštalovaný list. Nemalo by to ísť do potrubia úplne.
Pomocou termálnej pištole sú švy izolované. Bez tohto nástroja je vysoká pravdepodobnosť únikov v kúrení a zásobovaní teplou vodou domu so solárnym kolektorom. Pred inštaláciou do rámu je bezpodmienečne nutné vykonať skúšky tesnosti konštrukcie. Za týmto účelom ho naplňte vodou a vizuálne skontrolujte tesnosť.
Na výrobu rámu sú potrebné pozinkované profily sadrokartónu. Budú plniť ochranné funkcie podobné telu solárneho radiátora na vykurovanie letnej chaty. Pod polykarbonátovou doskou je nainštalovaná vrstva izolácie, potom je položený svojpomocne vyrobený solárny kolektor. Pre efektívnejšie vykurovanie sa odporúča plech natrieť čiernou farbou.
Pri výpočte solárneho kolektora na dodávku tepla sa berie do úvahy poloha slnka v určitom okamihu dňa. Najvyššia účinnosť sa dosiahne, keď je uhol dopadu lúčov striktne kolmý na povrch konštrukcie.
Najlepšou možnosťou je použiť solárne vykurovacie systémy pre súkromný dom ako pomocné systémy. Pre najlepšiu účinnosť sa odporúča inštalovať tepelný akumulátor. Voda v ňom sa bude cez deň ohrievať z kolektora a v tme sa nahromadená tepelná energia odovzdá hlavnej chladiacej kvapaline v systéme.
Video ukazuje príklad výroby solárneho kolektora z polymérových rúrok:
