Isıtma için alternatif termal enerji kaynakları kullanmak ne kadar uygundur? Şu anda, iki tür ısı kaynağı yaygın olarak kullanılmaktadır - jeotermal ve heliosistem. İkincisi en popüler olanıdır. Evde kendi elinizle güneş enerjisiyle ısıtma nasıl yapılır: kollektörler, piller ve kurulum şemaları?
Güneş enerjisinin ısınma için kullanılması
Herhangi bir ısıtma sistemi inşa etmenin tanımlayıcı ilkelerinden biri amaca uygunluktur. Şunlar. tüm yatırımlar belirli bir süre içinde karşılığını vermelidir. Bu bakımdan güneş enerjisi ile bir evin ısıtılması en verimli ve finansal açıdan en faydalı yatırımdır.
Güneş enerjisi aslında serbest bir ısı kaynağıdır. Birkaç şekilde kullanılabilir - bir ısıtma sistemini donatmak veya otonom bir sıcak su tedarik sistemi yapmak. Güneş panellerinden ısıtma ile ilgili incelemeleri dikkatlice incelerseniz, ilginç bir bağımlılık belirleyebilirsiniz. Isıtma ne kadar profesyonel yapılırsa (fabrika kollektörleri, ek ısıtma, elektronik kontrol), ısı kaynağının verimliliği o kadar yüksek olur.
Güneş enerjisinin termal enerjiye dönüşümü hangi yollarla gerçekleşebilir?
- Güneş ısıtma pili - elektrik enerjisi elde etmenin yollarından biri olarak. Radyasyon, devrede bir voltaj üretilmesinin bir sonucu olarak bir direnç fotoelektrik hücreleri matrisi üzerinde hareket eder. Gelecekte, bu akım elektrikli ısıtma cihazlarına bağlanmak için kullanılabilir;
- Özel bir evin modern ısıtması Güneş panelleri... Bu durumda, termal enerjinin güneş radyasyonundan soğutucuya doğrudan transferi vardır. İkincisi, özel bir sızdırmaz mahfaza içinde bulunan bir boru hattı sisteminde bulunur.
Güneş enerjisi ile ısıtma, ikinci şekilde en verimli olanıdır. Bu şekilde, ek enerji dönüşümü önlenebilir. Güneş, soğutucuyu doğrudan etkileyerek sıcaklığını artıracaktır. Bununla birlikte, elektrik pilleri kullanarak kendi ellerinizle güneş enerjisiyle ısıtmak daha çok yönlüdür, çünkü elektrik evdeki diğer elektrikli aletleri çalıştırmak için kullanılabilir. Seçim, bütçeye ve gerekli sistem kapasitesine göre belirlenir.
Güneş paneli kurulurken belirli bir eğim açısına uyulmalıdır. Mevsime bağlı olarak 30° (yaz) ve 70° (kış) olmalıdır.
Güneş sistemi organizasyonunun alaka düzeyi
Kendi dönüştürücünüzü satın almadan veya yapmadan önce, özel bir evi güneş panelleriyle ısıtmanın yeterince verimli olup olmayacağını öğrenmelisiniz. Bunu yapmak için, gelecekteki sistemin verimliliğini etkileyen tüm faktörlerin ayrıntılı bir analizini yapmak gerekir.
Başlamak için, güneş ışığının göstergesi belirlenir. Bu, belirli bir bölgede yeryüzüne düşen güneş enerjisi miktarıdır. Soğutma sıvısının ısınma derecesi veya üretilen akımın miktarı buna bağlı olacaktır.Ev ısıtması için güneş enerjisi radyatörleri, mevsim ne olursa olsun ideal olarak çalışmalıdır. Ancak, aslında, bu her zaman böyle değildir.
Ayrıca pasif bir güneş enerjisi sistemi, panelin eğim açısı nedeniyle verimini değiştirebilir. Aynı zamanda mevsime de bağlıdır. Teorik olarak olası enerjiyi belirlemek için tablodaki verileri kullanabilirsiniz.
Zaten bu verilere dayanarak, teknik ve operasyonel özelliklerini dikkate alarak ısıtma için güneş kollektörünü hesaplamak mümkündür. Ancak bunun yanı sıra, bu tür faktörler dikkate alınmalıdır:
- Ev konumu... Güneş ışınlarının düşmesi, doğal veya insan yapımı nesneler tarafından engellenmemelidir - dağlar, yüksek evler, yüksek ormanlar vb.;
- Kurulum yeri... Kombine güneş enerjisi ile ısıtma, 2 ila 10 m² arasında geniş bir alan gerektirecektir. Çoğu zaman, evin çatısı bunun için kullanılır. Ayrıca kollektör veya güneş paneli montajına uygun hale getirilmelidir;
- Gerekli ısı çıkışı... Genellikle, özel bir ev için güneş enerjisi ısıtma sistemleri yardımcı olarak kullanılır.
Ancak bu analizden sonra evde alternatif ısıtma için belirli bir şema seçmeye başlayabilirsiniz. Evdeki ısı kayıpları önceden hesaplanır, optimum termal ısıtma modu belirlenir. Isıtma sistemindeki güneş kollektörü yardımcı ise, ana ısı besleme sisteminin aynı göstergesi, nominal gücüne eklenir.
Hesaplarken, ekipmanın ağırlığını dikkate almanız gerekir. Çatı yüzeyi bu yüke dayanabilmelidir.
Isıtma için güneş panelleri
Genellikle kafa karışıklığı vardır - güneş kollektörlerine pil de denir. Ancak pratikte, güneş enerjisi ile ev ısıtmasını organize etmek için en sık kullanılan ilk ekipman türüdür.
Güneş panelleri ile özel bir evin ısıtılmasının çalışma prensibi, termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmektir. Bunun için panel tasarımında aşağıdaki bileşenler sağlanmıştır:
- Fotoseller... Güneş ışığı onlara çarptığında, sözde bir fotoakım oluşur;
- Koruyucu şeffaf kılıf... Fotosellerin zarar görmesini engeller;
- Elektrik akımı dönüştürücüler - invertörler, transformatörler, piller vb.
Şunlar. aslında, güneş enerjisiyle çalışan bir pil harika bir şarj cihazıdır. Her şeyden önce ucuz elektrik enerjisi elde etmeye yöneliktir. Isıtma elemanlarından biri olarak kullanımı pratik değildir. 60 m² alana sahip bir eve normal yalıtım oranı ile ısı sağlamak için saatte 6 kW ısı enerjisi gerekecektir. 284*254 mm ölçülerinde standart bir güneş enerjisi pili 5 W/h özgül güce sahiptir. Şunlar. ısı beslemesi sağlamak için 82 m² pil kapsama alanı gereklidir.
Hesaplamalardan da anlaşılacağı gibi, bu pratik olmaktan daha fazlasıdır. Bu nedenle kendi elleriyle ısıtmak için güneş kollektörü yapmayı veya fabrika ayarları satın almayı tercih ediyorlar.
Güneş panelleri ile özel bir evi ısıtmak yerine, düşük güçlü ev aletlerini çalıştırmak için ucuz elektrik kaynağı olarak kullanılabilirler.
Güneş kollektörü seçimi
Verimli güneş enerjisi ısıtması için kollektörlerin kurulumu tavsiye edilir. Soğutucunun içinden aktığı bir boru hattı sistemidir. Güneş enerjisinin korunması ve daha iyi odaklanması için yapı şeffaf bir cam panel ile korunmaktadır.
Ekipmanın verimli çalışmasını artırmak için, içinde negatif sıcaklıkların etkisi altında özelliklerini değiştirmeyecek çeşitli soğutma sıvısı türleri kullanmak mümkündür. Bu, kışları soğuk olan bölgeler için önemlidir.Ayrıca, piyasadaki teklifleri dikkatlice analiz etmek ve en uygun tasarımı seçmek gerekir.
Şu anda üreticiler, güneş kollektörleri ile özel bir evin ısıtılmasını organize etmenin birkaç yolunu sunuyor:
- Vakum manifoldları... Pasif bir güneş enerjisi ısıtma sistemi düzenlemek için en iyi seçenek. Neredeyse tamamen ısı kaybı olmaması ile karakterize edilirler;
- Düz kollektörler... Güneş enerjisiyle ısıtma için ekonomik bir seçenek. Şeffaf bir malzeme ile korunan bir boru sistemidir. Çoğu zaman yaz aylarında sıcak su temini için kullanılırlar. Kombine güneş enerjisiyle ısıtma için başvuru, kışın sıcaklık programının dikkate alınmasını ve ısı taşıyıcının dikkatli bir şekilde seçilmesini gerektirir.
Seçim büyük ölçüde ön hesaplamalarla belirlenir - gerekli güç ve ısı kaynağının çalışma sıklığı. Ekonomik bir seçenek olarak, güneş enerjisiyle ısıtmak için kendi ellerinizle düz kollektörlerin kendi kendine üretim olasılığını düşünebilirsiniz.
Bir bağlantı şeması seçerken, yapının alanı dikkate alınmalıdır. Belli bir windage indeksine sahip olacak.
Isıtma için vakum toplayıcılar
Bir evi ısıtmak için güneş enerjisi radyatörleri kullanmanın sorunlarından biri büyük ısı kayıplarıdır. Bunlar, çalışmanın özelliklerinden kaynaklanmaktadır - güneş enerjisini emmek için panel, ısıtılmış odanın dışına yerleştirilmelidir. Bu sorunu çözmek için, ısıtma sistemi için bir vakumlu güneş kollektörü geliştirilmiştir.
Vakum manifoldlarının tasarımı, bir dış kasa ve bir iç cam tüp sisteminden oluşur. Daha iyi yalıtım için boru hatları, dış ortamdan az hava içeren bir vakum ara katmanı ile ayrılır. Neredeyse tüm kurulum büyük bir şeffaf termostur.
Bir ısıtma sistemindeki vakumlu güneş kollektörünün özelliği aşağıdaki gibidir:
- Isı taşıyıcı olarak düşük kaynama eşiğine sahip özel bir sıvının kullanılması. Bu durumda, ısı eşanjöründen ana ısıtma ortamına - suya daha verimli bir termal enerji transferi vardır;
- Termal güneş enerjisinin absorpsiyon kapasitesini artıran özel bir kaplamanın iç yüzeyine uygulanması;
- Dış hava sıcaklığından işin bağımsızlığı.
Sistemin normal çalışması için, ısı eşanjörünün güvenilir ısı yalıtımının sağlanması gerekli olacaktır. Boru hattını ayrıca ısıtılmamış odalardan geçtiği yerlerde de yalıtmalısınız - bir çatı katı, bir çatı pastası. Isıtma için güneş kollektörünü hesaplamak için standart şemalar kullanılabilir. Ancak, devredeki soğutucunun sıcaklığı + 22 ° C'ye düştüğünde çalışmasının etkisiz olacağı akılda tutulmalıdır.
Kışın, toplayıcının yüzeyini kar başlığından temizlemek gerekir. Bu nedenle, bu etkinliği gerçekleştirmenin bir yolunu önceden düşünmeniz gerekir.
Isıtma için düz güneş kollektörleri
Minimum maliyetle özel bir ev için bir güneş enerjisi ısıtma sistemi oluşturmak için en sık düz kollektörler kurulur. Basitleştirilmiş tasarımlarında vakumlu olanlardan farklıdırlar. Ancak, bu onların çalışması için gereksinimleri arttırır.
Yassı toplayıcı ayrıca dahili bir boru sistemine sahiptir. Ancak bakır veya plastik borulardan yapılır. Koruma için polikarbonat veya temperli cam kullanılır. İç yüzey yalıtım ile yalıtılmıştır - mineral yün veya köpük. Güneş ışığının etkisi altında tüpler ısıtılır ve bunun sonucunda soğutucunun sıcaklığı yükselir.
Bir ısıtma sisteminde düz güneş kollektörü için ciddi çalışma kısıtlamaları vardır:
- Soğutma sıvısı olarak sadece antifriz kullanılabilir.Aksi takdirde su donacak ve boru hattı çökecektir;
- Isı transferi sırasında daha iyi sirkülasyon için bir pompa kurulmalıdır;
- -10 °C'nin altındaki sıcaklıklarda sistemin verimi önemli ölçüde düşer.
İkinci faktör nedeniyle, kışın düşük sıcaklıklara sahip bölgelerde düz kollektörler kullanarak evin güneş enerjisi ile ısı tedarikinin organize edilmesi önerilmez. Bu nedenle, çoğu zaman yaz, ilkbahar veya sonbaharda sıcak su temini için kendi elleriyle ısıtmak için düz bir güneş kolektörü yaparlar.
Uzmanlar, kışları nispeten ılık geçen ülkenin sadece güney bölgelerinde düz kollektörlere dayalı güneş enerjisi kullanılarak ısı temini yapılmasını önermektedir.
DIY güneş kollektörü
Kendin yap kollektörünün güneş enerjisi ile ısıtma sağlamak için çalışmayacağını hemen belirtmek gerekir. Bunu yapmak için, yukarıda tartışılan bir vakum yapısının üretimi için şemayı kullanmalısınız. Ancak gerekli ekipman ve sarf malzemelerinin olmaması nedeniyle evde bunu yapmak neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, sıcak su temini için güneş enerjisiyle ısıtma pili yapmanın en basit yollarından birini ele alacağız.
Üretim için aşağıdaki sarf malzemelerine ihtiyacınız olacak:
- Hücresel polikarbonat levha... Kendi elinizle ısıtmak için bir güneş kolektörü kullanan bir yazlık veya küçük bir eve sıcak su temini için 2 * 1 m boyutunda bir levha yeterli olacaktır;
- PVC boru, bağlantı parçaları ve esnek hortumlar... Onların yardımıyla, tüketiciye ısıtılmış bir su sirkülasyon sistemi yapılacak ve tedarik edilecektir;
- Alçıpan ve köpük levhalar için çerçeve profili... Pasif bir güneş enerjisi ısıtma sisteminde koruyucu bir muhafaza oluşturmaları gerekir.
Petek, suyun daha iyi ısıtılması için yatay olarak yerleştirilmelidir. Daha sonra PVC borularda boyuna kesimler yapılır. Polikarbonat levhadan ısıtılmış su içlerinden akacaktır. Ortaya çıkan kesimlere bir sayfa yerleştirilir. Tamamen boruya girmemelidir.
Bir termal tabanca yardımıyla dikişler yalıtılır. Bu araç olmadan, güneş kolektörü ile evin ısıtma ve sıcak su beslemesinde yüksek bir sızıntı olasılığı vardır. Çerçeveye montajdan önce yapısal sızdırmazlık testlerinin yapılması zorunludur. Bunu yapmak için suyla doldurun ve sızıntı olup olmadığını görsel olarak kontrol edin.
Çerçevenin üretimi için galvanizli alçıpan profilleri gereklidir. Bir yazlık evi ısıtmak için bir güneş radyatörünün gövdesine benzer koruyucu işlevler gerçekleştireceklerdir. Polikarbonat levhanın altına bir yalıtım tabakası yerleştirilir, ardından kendi kendine yapılan bir güneş kolektörü yerleştirilir. Daha verimli ısıtma için levhanın siyaha boyanması önerilir.
Isı temini için bir güneş kollektörü hesaplanırken, günün belirli bir anında güneşin konumu dikkate alınır. En yüksek verim, ışınların geliş açısı yapının yüzeyine kesinlikle dik olduğunda elde edilir.
En iyi seçenek, özel bir ev için güneş enerjisi ısıtma sistemlerini yardımcı olarak kullanmaktır. En iyi verim için bir ısı akümülatörünün takılması önerilir. İçindeki su gün boyunca kollektörden ısıtılacak ve karanlıkta biriken termal enerji sistemdeki ana soğutucuya aktarılacaktır.
Video, polimer borulardan bir güneş kollektörü yapma örneğini göstermektedir:
