Основен / Гориво

Слънчево отопление: колко ефективно?

С нарастването на цените на енергията все повече и повече се използва използването на алтернативни източници на енергия. И тъй като отоплението е основната част от разходите за мнозина, то е за отопление на първо място: трябва да плащате почти през цялата година и значителни суми. Ако искате да спестите пари, слънчевата топлина е на първо място: мощен и напълно безплатен източник на енергия. И да го използвам е съвсем реалистично. И оборудването е, макар и скъпо, но понякога по-евтино от термопомпите. Ще говорим повече за това как може да се използва слънчевата енергия за отопление на къща.

Загряване от слънцето: плюсовете и минусите

Ако говорим за използването на слънчева енергия за отопление, тогава трябва да имате предвид, че има две различни устройства за преобразуване на слънчевата енергия:

• Слънчеви панели. Те произвеждат само електрически ток. Но вече можете да го използвате, за да осигурите ефективността на всяко електрическо оборудване, включително не-оперирането на отоплителни уреди.
• Слънчеви колектори. Тези уреди затоплят течността (охлаждащата течност) и могат да бъдат директно свързани към отоплителната система и да ги използват за загряване на вода за битови нужди.

Така че можете да предоставите къща с топла вода и частично отопление със слънчева енергия.

И двата варианта имат свои собствени характеристики. Въпреки, че трябва незабавно да кажете кой изберете, не бързайте да се откажете от отоплителната система, която имате. Слънцето се издига, разбира се, всяка сутрин, но не винаги достатъчно светлина ще падне върху слънчевите клетки. Най-разумното решение е да се направи комбинирана система. Когато слънцето има достатъчно енергия, вторият източник на топлина няма да работи. С това ще се предпазите и ще живеете в удобни условия и ще спасите.

Ако няма желание или възможност да инсталирате две системи, слънчевото Ви отопление трябва да има поне двоен резерв на мощност. Тогава можете категорично да кажете, че ще бъдете топло.

Предимствата на използването на слънчева енергия за отопление:

• Безопасен и напълно "чист" източник на енергия.
• Намаляване на разходите за отопление и топла вода.
• Вие сте независими от състоянието на икономиката: слънцето винаги грее, както в криза, така и в разцвета си.
• Слънцето не изисква пари за своята енергия. Друго нещо е, че държавата може да налага данъци върху собствениците на слънчеви централи. Но досега това не се е случило - слънчевата енергия е безплатна.

Слънцето постоянно изпраща топлина на земята. И те могат да бъдат използвани за отопление на къщата.

• Зависимостта на количеството входяща топлина от времето и района.
• За гарантиране на отоплението ще е необходима система, която може да работи успоредно със слънчевата отоплителна система. Много от производителите на отоплително оборудване осигуряват такава възможност. По-специално, европейските производители на монтирани на стената газови котли осигуряват съвместна работа със слънчево отопление (например котли Baxi). Дори ако сте инсталирали оборудване, което няма такава възможност, можете да координирате работата на отоплителната система с помощта на контролер.
• Твърди финансови инвестиции в началото.
• Периодична поддръжка: тръбите и панелите трябва да се почистват от прилепнали отломки и да се почистват от прах.
• Някои от течните слънчеви колектори не могат да работят при много ниски температури. В очакване на тежки студове течността трябва да бъде източена. Но това не важи за всички модели, а не за всички течности.

Сега разгледайте по-подробно всеки един от видовете слънчеви отоплителни елементи.

Слънчеви колектори

За слънчево отопление използват слънчеви колектори. С помощта на слънчевата топлина тези уреди загряват топлоносителя, който може да се използва в топла вода. Специфичността е, че слънчевият бойлер за домашно отопление произвежда само температура от 45-60 ° C и показва най-висока ефективност при изход 35 ° C. Ето защо, такива системи се препоръчват за използване в двойки с топла вода. Ако не искате да откажете радиатори, увеличете броя на секциите (приблизително два пъти) или охладете течността.

За да осигурите топла вода и подгряване на водата, можете да използвате слънчеви колектори (плоски и тръбни)

Сега за видовете слънчеви колектори. Структурно има две модификации:

Във всяка група има вариации както в материалите, така и в строителството, но те имат един принцип на работа: топлоносителят преминава през тръбите, които се нагряват от слънцето. Ето само дизайна са напълно различни.

Плоски слънчеви колектори

Тези слънчеви централи за отопление имат прост дизайн и затова те могат по желание да бъдат направени на ръка. На металната рамка е фиксирано здраво дъно. На върха се поставя слой от изолация. Изолирани за намаляване на загубите и стените на корпуса. След това идва слой адсорбер - материал, който абсорбира слънчевата радиация добре, превръщайки я в топлина. Този слой обикновено е черен. Адсорберът е фиксирана тръба, през която протича охлаждащата течност. Отгоре цялата конструкция е покрита с прозрачен капак. Материалът за покритието може да бъде закалено стъкло или една от пластмасите (най-често е поликарбонат). При някои модели материалът за пренос на светлина на капака може да бъде подложен на специално третиране: за да се намали отражението, той не е гладък, но леко тъп.

Плосък дизайн на слънчевия колектор

Тръбите в плосък слънчев колектор обикновено се поставят със змия, има два отвора - вход и изход. Могат да бъдат реализирани една тръба и две тръбни връзки. Това е някой, колкото искате. Но за нормалната помпа за топлообмен е необходима. Една гравитационна система също е възможна, но ще бъде много неефективна поради ниската скорост на охлаждащата течност. Този тип слънчев колектор се използва за отопление, въпреки че с негова помощ можете ефективно да загрявате вода за подаване на топла вода.

Има версия на гравитационния колектор, но се използва основно за отопление на водата. Те наричат ​​този дизайн пластмасов слънчев колектор. Това са две пластини от прозрачна пластмаса, запечатани на тялото. Вътре подредени лабиринт за промоция на вода. Понякога долният панел е боядисан в черно. Има два отвора - вход и изход. Водата тече навътре, докато се движи през лабиринта, който се загрява от слънцето и вече се оказва топло. Тази схема работи добре с воден резервоар и лесно загрява водата за подаване на топла вода. Това е съвременен заместител на обикновен варел, монтиран на летен душ. И по-ефективна замяна.

Пластмасов колектор, използван за затопляне на водата

Колко ефективни са слънчевите колектори? Сред всички битови слънчеви електроцентрали днес те показват най-добри резултати: тяхната ефективност е 72-75%. Но всичко не е добре:

• те не работят през нощта и не работят добре в облачно време;
• големи загуби на топлина, особено когато вятърът;
• ниска поддръжка: ако нещо не успее, трябва да промените значителна част или целия панел.

Обаче често отоплението на частна къща от слънцето се извършва с помощта на тези слънчеви централи. Такива растения са популярни в южните страни с активна радиация и положителни температури през зимата. Те не са подходящи за нашите зими, но показват добри резултати през летния сезон.

Въздушен колектор

Тази инсталация може да се използва за отопление с въздух на къщата. Структурно е много подобно на описания по-горе пластмасов колектор, но въздухът циркулира и се загрява в него. Такива устройства се окачват на стените. Те могат да работят по два начина: ако въздушният нагревател е херметичен, въздухът се извежда от стаята, загрява се и се връща в същата стая.

Въздушен колектор е инсталиран на южната стена

Има още една опция. Той комбинира отоплението с вентилация. Във външния корпус на въздушния колектор има дупки. Чрез тях вътре в структурата има студен въздух. Преминавайки през лабиринта, той се нагрява от лъчите на слънцето и след това се затопля в стаята.

Това отопление у дома ще бъде повече или по-малко ефективно, ако инсталацията заема цялата южна стена и няма сянка на тази стена.

Тръбни колектори

Тук също охлаждащата течност циркулира през тръбите, но всяка от тези топлообменни тръби се вкарва в стъклена колба. Всички те са свързани в колектор (колектор), който всъщност е гребен.

Схема на тръбен колектор (кликнете, за да увеличите размера на снимката)

Тръбните колектори имат два вида тръби: коаксиален и писалка. Коаксиални - тръби в тръба - са вградени един в друг и техните ръбове са запоени. Вътре между двете стени се създава редка безвъздушна среда. Тъй като тези тръби се наричат ​​и вакуумни. Перовите тръби са обикновена тръба, запоена от едната страна. И те се наричат ​​пера, защото, за да се увеличи преносът на топлина, в тях се вкарва адсорберна плоча, която има извити ръбове и по някакъв начин прилича на перо.

В допълнение, различни видове топлообменници могат да бъдат вмъкнати в различни корпуси. Първата е топлинните канали Heat-pipe (Hit pipe). Това е цялата система за преобразуване на слънчевата светлина в топлинна енергия. Топлинната тръба е куха медна тръба с малък диаметър, запечатана в единия край. На втория е масивен връх. В епруветката се изсипва ниска точка на кипене. При нагряване веществото започва да кипи, част от него преминава в газообразно състояние и издига тръбата. По пътя от отопляемите стени на тръбата става все по-нагрята. Попада в горната част, където има известно време. През това време част от топлината се прехвърля в огромния край на газа, постепенно се охлажда, кондензира и се утаява, където процесът се повтаря отново.

Схема за работа с тръби за топлинна енергия

Вторият метод - тип U - е традиционна тръба, пълна с охлаждаща течност. Няма новини или изненади. Всичко е както обикновено: от една страна влиза в охладителната течност, минава през тръбата, се нагрява от слънчевата светлина. Въпреки своята простота, този тип топлообменници е по-ефективен. Но се използва по-рядко. И всичко това, защото слънчеви бойлери от този тип съставляват едно цяло. Ако една тръба е повредена, цялата секция трябва да се смени.

Топлопроводните тръби са по-скъпи, показват по-ниска ефективност, но се използват по-често. И всичко, защото повредената тръба може да бъде сменена за няколко минути. Освен това, ако колбата се използва коаксиално, тръбата може да бъде ремонтирана. Просто се демонтира (горната капачка се отстранява) и повреденият елемент (топлинен канал или самата колба) се заменя с работен. След това тръбата се поставя на място.

Обикновената U-тръба е най-ефективният топлинен канал

Кой колектор е по-подходящ за отопление

За южните райони с мека зима и много слънчеви дни в годината е най-добрият вариант плоският колектор. В този климат тя показва най-висока производителност.

За райони с по-тежък климат са подходящи тръбни колектори. Освен това, системи с топлопровод са по-подходящи за сурови зими: те се нагряват дори през нощта и дори при облачно време, събирайки по-голямата част от спектъра на слънчевата радиация. Те не се страхуват от ниски температури, но точният температурен диапазон трябва да бъде изяснен: зависи от веществото в топлинния канал.

С правилното изчисление тези системи могат да бъдат основни, но по-често те просто спестяват разходите за отопление от друг платен източник на енергия.

Тръбните хелиосистеми са по-подходящи за Русия

Друго спомагателно отопление може да бъде въздушен колектор. Тя може да бъде направена по цялата стена и лесно се реализира със собствените си ръце. Той е идеален за отопление на гаража или подаване. Освен това, проблемите с недостатъчно отопление могат да се появят не през зимата, както очаквате, но през есента. С измръзване и сняг енергията на слънцето е многократно по-голяма, отколкото при облачно дъждовно време.

Слънчеви панели

Чувайки думите "слънчева енергия", ние най-напред мислим за батериите, които превръщат светлината в електричество. И направете този специален фотоелектричен преобразувател. Те се произвеждат от промишлеността от различни полупроводници. Най-често използваме силициеви фотоклетки за домашна употреба. Те имат най-ниската цена и показват доста прилично представяне: 20-25%.

Слънчевите панели за частна къща в някои страни са често срещани

Можете директно да използвате слънчеви панели за отопление само ако свържете котел или друго отоплително устройство с електричество към този източник на ток. Също така, слънчевите панели в комбинация с електрическите батерии могат да бъдат интегрирани в електрическата мрежа на къщата и по този начин да се намалят месечните сметки за използваната електроенергия. По принцип е реалистично напълно да се отговори на нуждите на семейството от тези съоръжения. Само средствата и пространството ще отнемат много. Средно с квадратни метра панел можете да получите 120-150W. Затова помислете колко квадрати от покрива или домашната територия трябва да бъдат заети от такива панели.

Характеристики на отоплението чрез слънчева топлина

Целесъобразността на устройството на слънчевата отоплителна система е съмнителна за мнозина. Основният аргумент е, че е скъп и никога няма да плати за себе си. Трябва да се съгласим с факта, че е скъпо: цените на оборудването са доста големи. Но никой не ви притеснява да започнете малък. Например, за да оцените ефективността и практичността на идеята да направите сама подобна инсталация. Прекарайте минимум и идеята ще бъде от първа ръка. След това ще решите дали да се свържете с всички или не. Това е просто нещо: всички отрицателни послания от теоретиците. От практикуващите не са се срещнали. Има активно изясняване на начините за подобряване, преработване, но никой не каза, че идеята е безполезна. Тя казва нещо.

Сега, когато монтирането на слънчева отоплителна система никога не се изплаща. Въпреки периода на изплащане

Ако включите слънчевата система паралелно с централизираното захранване, можете да запазите прилична сума

Мостовете в страната ни са големи. Това е сравнимо с продължителността на живота на слънчевите колектори или батериите. Но ако погледнете динамиката на растежа на цените на всички енергийни носители, тогава можем да предположим, че скоро тя ще бъде намалена до доста приемливи условия.

Сега всъщност как да направите системата. На първо място, трябва да определите нуждата от вашия дом и седемте в топла и топла вода. Общият метод за изчисляване на слънчевата отоплителна система е, както следва:

• Познавайки в кой регион се намира къщата, можете да разберете колко слънчева светлина има на 1m 2 площ за всеки месец от годината. Експертите наричат ​​това ужас. Въз основа на тези данни можете да прецените колко са слънчевите панели, от които се нуждаете. Но първо трябва да определите колко топлина е необходима за подготовката на топла вода и отопление.
• Ако имате топломер, тогава знаете количеството гореща вода, която харчите всеки месец. Извеждайте данните за средната месечна консумация или ги преброявайте при максимално потребление - това е кой иска. Също така трябва да имате данни за топлинните загуби у дома.
• Потърсете слънчеви нагреватели, които бихте искали да доставяте. С данни за ефективността им можете грубо да определите броя на елементите, необходими за удовлетворяване на вашите нужди.

В допълнение към определянето на броя на компонентите на слънчевата система, ще трябва да определите обема на резервоара, в който ще се натрупа топла вода за топла вода. Това може да се направи лесно, като се знае действителният разход на вашето семейство. Ако сте инсталирали брояч на БГВ и разполагате с данни за няколко години, можете да извлечете средната консумация на ден (средно потребление на месец, разделено на броя дни). Това е обемът на резервоара, от който се нуждаете. Но трябва да вземете резервоара с марж от около 20%. Само за всеки случай.

Концепцията за отопление на къщата със слънчеви колектори

Ако няма топла вода или брояч, можете да използвате нормите за потребление. Един човек на ден консумира средно 100-150 литра вода. Като знаете колко хора живеят в къщата, ще изчислите необходимия обем на резервоара: нормата се умножава по броя на жителите.

Незабавно трябва да кажа, че една рационална (от гледна точка на възвращаемост) за централна Русия е слънчева отоплителна система, която покрива около 30% от нуждата от топла вода и напълно доставя топла вода. Това е средният резултат: през някои месеци отоплението ще бъде 70-80% снабдено със слънчева система, а в някои (декември-януари) само 10%. И отново, много зависи от вида на слънчевите панели и региона на пребиваване.

И въпросът не е само в "север" или "юг". Въпросът е броят на слънчевите дни. Например, в много студено слънчево отопление Chukotka ще бъде много ефективно: слънцето почти винаги грее там. В много по-мекия климат на Англия, с вечни мъгли, ефективността му е изключително ниска.
;

резултати

Въпреки многото критици, които говорят за неефективността на слънчевата енергия и прекалено дългия период на изплащане, все повече и повече хора поне частично преминават към алтернативни източници. Освен спестяванията, много от тях са привлечени от независимостта на държавата и ценовата политика. За да не съжалявате за суетите, които сте инвестирали, първо може да проведете експеримент: направете една от слънчевите инсталации със собствените си ръце и решете колко много те привличат (или не).

Слънчев колектор през зимата: видове и възможност за използване за отопление

Напоследък алтернативните източници на енергия привличат все по-голям интерес от страна на нашите сънародници.

Най-простият от тях в устройството са слънчевите колектори, така че техният дял в неконвенционалната енергия, особено в домакинството, е изключително голям.

Тази статия ще запознае читателя със сортовете си и ще помогне да се намери отговор на въпроса: Колко ефективен е слънчевият колектор през зимата?

Слънчевият колектор работи ли през зимата?

Според статистиката (данните са дадени в Уикипедия), за 1 000 руснаци има около 0,2 квадратни метра. m, използвани в нашите слънчеви колектори, докато в Германия цифрата е 140 квадратни метра. м, а в Австрия - до 450 квадратни метра. м. на 1 000 жители.

Такава значима разлика не може да бъде обяснена само от климатичните условия.

Наистина, в повечето части на Русия, когато повърхността на Земята достигне същото количество слънчева енергия, както в южната част на Германия - в топло време тази стойност варира от 4 до 5 kWh / кв. м.

Какво е причинило нашето неизпълнение? Това се дължи отчасти на относително ниските доходи на руснаците (слънчевите инсталации все още са доста скъпи), отчасти - наличието на собствените си големи газови находища и в резултат на наличието на синьо гориво.

Но съществена роля играят и предразсъдъците от страна на много потенциални потребители, които смятат инсталирането на слънчев колектор за нецелесъобразно. Кажи, през лятото и толкова топло, а през зимата от подобна система е от малка полза.

Ето и аргументите, представени от скептиците относно работата на слънчевите електроцентрали през зимата:

1. Инсталацията непрекъснато заспива със сняг, така че слънчевата радиация не достига много често. Освен ако, разбира се, собственикът не е постоянно на дежурство на покрива с метла или четка.
2. Студеният, мразовит въздух привлича почти цялата топлина, натрупана от колектора.

Често наричан фактор - градушка, който може да смачква слънчевата система.

За да разберете доколко са верни тези аргументи, разгледайте устройството на различни видове слънчеви колектори.

Има много причини за изграждането на слънчев бойлер със собствените си ръце. Най-важното от тях е, че получената по този начин енергия е напълно безплатна.

Алтернативните източници на енергия за частна къща се обсъждат в този преглед.

И в тази тема http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/solnechnye-kollektory-dlya-doma.html всичко е за отопление на къща със слънчева енергия и как да направите слънчеви клетки със собствените си ръце.

Устройство и област на приложение в живота

Към днешна дата тези видове слънчеви инсталации се използват: плоска плоча и вакуум

Плоски плочи

Това са най-простите и най-евтините устройства. Те се състоят от плоча, която поглъща слънчевата радиация (абсорбатор), прозрачно покритие и топлоизолация, покриваща долната повърхност. На повърхността на плочата, обърната към слънцето, поставете черна боя или специално покритие, например от титанов оксид или черен никел. Тя се нарича селективна. Най-ефективни са абсорберите, изработени от мед.

Светлинно-предаващото покритие е направено от специален поликарбонатен лист (с гофриране) или закалено стъкло, почти напълно без метални примеси.

Всички пропуски между тялото на колектора и прозрачния капак са запечатани, което спомага за намаляване на загубите на топлина, дължащи се на конвекция.

Flat Plate Collector

Във въздушните колектори въздухът, използван като охладител, измива директно абсорбера - от едната или от двете страни. При устройства, ориентирани към използването на течна охладителна течност (вода, масло или антифриз), алуминиеви тръби могат да бъдат прикрепени към абсорбера, в който се подава охлаждащата течност.

Ако не изберете топлината, натрупана от плоския колектор, тя ще може да загрее водата до температура 190-210 градуса.

вакуум

Ролята на абсорбера в такъв колектор се изпълнява от повърхността на тръбата, през която протича охлаждащата течност. В този случай самата тя е затворена в кръгла прозрачна обвивка, от която се изпомпва въздухът. По този начин всяка тръба с охлаждащ агент е обградена, като колба с термос, с вакуум.

Вакуумният колектор е по-скъп, но е по-ефективен: с негова помощ водата може да се нагрее до 250 - 300 градуса.

За да подобрите значително ефективността на вакуумния колектор, можете да използвате параболични цилиндрични рефлектори. Това са продълговати елементи с вдлъбната огледална повърхност, която образува парабола в напречно сечение. Такива рефлектори са инсталирани в колектора зад тръбите, като се фокусира върху цялата ненаситена слънчева светлина.

Оборудван с такива елементи, уредът може да загрее охлаждащата течност (масло се прилага) до температура от 300-390 градуса. За да увеличи допълнително работата на колектора, той е оборудван със система за следене на слънцето.

Други елементи на системата

В допълнение към самия колектор, соларната инсталация има резервоар с вода, който, използвайки вградения топлообменник, пренася натрупаната от охлаждащата енергия енергия.

Има системи с естествена циркулация на охлаждащата течност (резервоарът за натрупване е инсталиран над колектора) и с принудително - с помпа (резервоарът може да бъде монтиран на всяко ниво).

Слънчеви колектори в отоплителната система

приложение

В ежедневието слънчевите системи се използват за подготвяне на топла вода, включително вани, отопление на басейни или като допълнителен източник на топлина за отоплителната система. В индустрията обхватът на тези системи е по-широк: те се използват за изграждане на инсталации за обезсоляване, парогенератори (пара задвижват различни машини) и дори електроцентрали.

Ефективност през зимата

Къщата се отоплява ефективно със слънчеви колектори през зимата?

Е, сега нека видим как различните видове слънчеви колектори работят в зимни условия. Припомнете си, че противниците на въвеждането на такива инсталации излагат следните аргументи:

1. Покриване на панела със сняг: този проблем е важен само за плоски колектори. На тръбите на вакуумни инсталации, както показва практиката, сняг се забавя само в редки случаи, когато на повърхността им се образува слана поради специални метеорологични условия. Ако по време на снеговалеж поне един нежен вятър (от 3 m / s) панелът определено ще остане чист.
2. Поради факта, че колекторът е заобиколен от студен въздух, цялата топлина от колектора се изпарява: този аргумент отново важи само за плоските колектори. В действителност, през зимата, изпълнението на такова съоръжение в сравнение с лятото намалява пет пъти. При по-модерни вакуумни модели, вакуумният слой може да спести до 95% от асимилираната топлина. Най-модерните модели, дори и при тежки студове, могат да доведат до врязване на водата.
3. Колекторът лесно може да бъде повреден от градушка: във фабриката колекторите са изработени от висококачествени материали. В мрежата можете да намерите видеоклипове, направени по време на тестовите панели за ударна сила. Колекторите отрязват стоманени топки и е лесно да се види, че те държат удара много добре.

Плюсове и минуси на слънчеви системи

Говорейки за слънчевите колектори като цяло, може да се идентифицират следните предимства:

1. Те се характеризират с по-висока ефективност в сравнение с фотоволтаичните клетки и вятърните генератори.
2. Усвоени с тяхната помощ, енергията е абсолютно безплатна.
3. Работата на слънчевия колектор е напълно безвредна за околната среда: използваният ресурс - слънчевата топлина - е неизчерпаем и се абсорбира директно, без да гори и да замърсява.

Сега ние посочваме слабите места на слънчевите електроцентрали:

1. Фабрично изработените колекционери все още са относително скъпи - от $ 500 до $ 1000. По този начин, цената на системата от 2 колектора с инсталация може да достигне 2,5 хиляди долара.
2. Поради променливостта на атмосферните условия ефективността на колектора не е стабилна.

Отзиви

Според свидетелските показания на собствениците на слънчеви системи подобна инсталация се изплаща за около 7 до 10 години. Един от потребителите, живеещи в района на Москва, 3 вакуумни слънчеви колектора (всяка с 15 тръби) осигуряват топла вода за банята.

Системата е оборудвана с резервоар с капацитет 300 литра, при който водата през лятото, дори и при променливи облаци, се вари в продължение на 2 до 3 часа (без топлинно извличане). По време на престой в банята топлината, генерирана от колекторите, се насочва към отопляемия басейн.

Тези, които все още не са готови да похарчат значителна сума за закупуването на марков колектор, правят такива устройства със собствени ръце. Един от потребителите, живеещи в региона на Москва, успява да стреля през лятото от 1 квадрат. m домашен колектор до 500 вата енергия. През зимата тази цифра пада до 100 вата.

Търсенето на алтернативни източници на енергия - въпросът е доста рационален. Днес някои хора успешно използват слънчевата енергия за отопление на домовете си. Правенето на слънчеви панели със собствените си ръце е много по-евтино от закупуването на готови.

Общ преглед на видовете слънчеви клетки и рецензиите на реалните хора за тяхното използване, прочетете в тази статия.

Слънчево отопление на частна къща: опции и диаграми на устройствата

Зелените технологии са много обещаващо направление. Използването на отпадъците от енергия на природни елементи може значително да намали разходите за комунални услуги. Например, като организирате слънчево отопление за частна къща, ще осигурите нискотемпературни радиатори и системи за подово отопление с практически свободен топлопренос. Съгласен съм, че вече има значителна икономика.

Всичко за видовете системи, които обработват неизчерпаемата енергия на слънцето в топлината, необходима за отоплението, ще научите от статията, предложена от нас. С нашата помощ можете лесно да разберете разновидностите на слънчевите инсталации, как са проектирани и спецификата на работата. Със сигурност се интересуваме от една от най-популярните опции, интензивно работещи в света, но не и твърде популярни сред нас.

В прегледа, представен на вашето внимание, са представени проектните характеристики на системите, диаграмите на връзките са описани подробно. Представен е пример за изчисляване на соларната отоплителна верига за оценка на реалностите на нейната конструкция. За да помогнете на независими майстори да прикачат фото колекции и видеоклипове.

"Зелена" технология на топлина

Средно 1 м 2 от земната повърхност получава 161 вата слънчева енергия на час. Разбира се, в екватора, тази цифра ще бъде многократно по-висока, отколкото в Арктика. В допълнение, плътността на слънчевата радиация зависи от времето на годината.

В Московския регион интензивността на слънчевата радиация през декември-януари се различава от май до юли с повече от пет пъти. Но модерните системи са толкова ефективни, че могат да работят почти навсякъде по света.

Задачата за използване на енергията на слънчевата радиация с максимална ефективност се решава по два начина: директно загряване в топлинни колектори и слънчеви фотоволтаични клетки.

Слънчевите панели първо конвертират енергията на слънчевите лъчи в електричество, след което ги прехвърлят чрез специална система към потребителите, например електрически бойлери.

Топлинните колектори, загряващи се под действието на слънчева светлина, отопляват охлаждащата течност на отоплителните системи и захранването с топла вода.

Топлинните колектори са от няколко вида, включително отворени и затворени системи, плоски и сферични структури, полусферични заглавки и много други опции.

Топлинната енергия, получена от слънчеви колектори, се използва за загряване на топлата вода или отоплителната среда на отоплителната система.

Широката гама индустрия произвежда колекторни системи за включване в независима отоплителна мрежа. Най-простият вариант за даване обаче е лесно да направите със собствената си ръка:

Въпреки ясния напредък в разработването на решения за събиране, съхранение и използване на слънчева енергия, съществуват предимства и недостатъци.

Ефективно използване на слънчевата енергия

Най-очевидното предимство на използването на слънчевата енергия е нейната обща наличност. В действителност, дори и в най-мрачното и облачно време, слънчевата енергия може да бъде събрана и използвана.

Вторият плюс е нулеви емисии. Всъщност тя е най-екологичната и естествена форма на енергия. Слънчевите панели и колекторите не правят шум. В повечето случаи, инсталирани на покривите на сградите, без да заемат полезна площ на крайградски район.

Недостатъците, свързани с използването на слънчевата енергия, са нестабилността на светлината. През нощта нищо не се събира, ситуацията се влошава от факта, че върхът на отоплителния сезон попада в най-късите светлинни дни на годината.

Необходимо е да се следи оптичната чистота на панелите, леко замърсяване драстично намалява ефективността.

Освен това не може да се каже, че функционирането на системата със слънчева енергия е напълно безплатна, има фиксирани разходи за амортизация на оборудването, работа на циркулационната помпа и управляващата електроника.

Отворете слънчевите колектори

Отворен слънчев колектор е незащитена система от тръби от външни влияния, през които топлият носител се загрява директно от слънцето. Вода, газ, въздух, антифриз се използват като топлоносител. Тръбите са или закрепени върху носещия панел под формата на намотка, или са прикрепени паралелно към изходящата дюза.

Отворените колектори обикновено нямат изолация. Дизайнът е много прост, поради това има ниска цена и често се прави самостоятелно.

Поради липсата на изолация, те практически не пестяват енергия, получена от слънцето, те се отличават с ниска ефективност. Те се използват предимно през лятото, за да затоплят водата в басейните или летните душове. Те са инсталирани в слънчеви и топли райони, с малки разлики в температурата на околния въздух и нагрятата вода. Те работят добре само в слънчево, спокойно време.

Тръбни колектори

Тръбните слънчеви колектори са сглобени от отделни тръби, минаващи през вода, газ или пара. Това е един от сортовете слънчеви системи от отворен тип. Охлаждащата течност обаче вече е много по-добре защитена от външни негативи. Особено във вакуумни инсталации, подредени на принципа на термос.

Всяка тръба е свързана към системата отделно, успоредно една на друга. Когато дадена тръба се провали, лесно е да я промените на нова. Цялата конструкция може да бъде монтирана директно на покрива на сградата, което значително улеснява монтажа.

Тежки плюс на тръбните слънчеви колектори са в цилиндричната форма на основните елементи, благодарение на които слънчевата радиация се улавя през целия ден без използването на скъпи системи за проследяване на движението на осветителните тела.

С дизайна на тръби се отличават перо и коаксиални слънчеви колектори.

Коаксиална тръба е съд Dyaura или всички познати термоси. Изработен от две колби, между които се изпомпва въздухът. На вътрешната повърхност на вътрешната крушка се прилага високо селективно покритие, което ефективно поглъща слънчевата енергия.

Топлинната енергия от вътрешния селективен слой се прехвърля към топлинната тръба или вътрешния топлообменник от алуминиеви плочи. На този етап се получава нежелана загуба на топлина.

Тръбичката е стъклен цилиндър с вграден абсорбер за перо.

За добра топлоизолация въздухът се изпомпва от тръбата. Топлинният трансфер от абсорбера се извършва без загуба, така че ефективността на епруветките е по-висока.

Съгласно метода на топлопреминаване има две системи: директен поток и с топлопровод (топлинна тръба).

Термотръбата е запечатан контейнер с летлива течност.

Вътре в термотръбата има летлива течност, която абсорбира топлината от вътрешната стена на колбата или от абсорбера на писалката. Под действието на температурата, течността се кипва и се издига под формата на пара. След като топлината се подава към отоплителната среда или захранването с гореща вода, парата кондензира в течност и тече надолу.

Водата с ниско налягане често се използва като летлива течност.

В система с директен поток се използва U-тръба, през която циркулира водата или нагревателната среда на отоплителната система.

Едната половина от U-образната тръба е предназначена за студена охлаждаща течност, втората отстранява загрятата. При нагряване охлаждащата течност се разширява и навлиза в резервоара за съхранение, осигурявайки естествена циркулация. Както при системите с топлинна тръба, минималният ъгъл на наклон трябва да бъде най-малко 20⁰.

Системите с директен поток са по-ефективни, тъй като незабавно отопляват охлаждащата течност.

Ако се планира да се използват слънчеви колектори през цялата година, в тях се изпомпва специален антифриз.

Използването на тръбни слънчеви колектори има няколко предимства и недостатъци. Дизайнът на тръбния слънчев колектор се състои от идентични елементи, които са относително лесни за смяна.

• ниски топлинни загуби;
• способност за работа при температури до -30оС;
• ефективно изпълнение през деня;
• добро представяне в райони с умерен и студен климат;
• ниска вятърна енергия, базирана на способността на тръбовидните системи да преминават през въздушните маси;
• възможността за производство на високотемпературна охладителна течност.

Структурно тубулната конструкция има ограничена повърхност на отвора. Той има следните недостатъци:

• неспособни за самопочистване от сняг, лед, замръзване;
• висока цена.

Въпреки първоначално високата цена, тръбните колектори се изплащат по-бързо. Имате дълъг живот.

Плоски затворени системи

Плоският колектор се състои от алуминиева рамка, специален абсорбиращ слой - абсорбер, прозрачно покритие, тръбопровод и изолация.

Като абсорбатор се използва черен меден лист, който е идеален за създаване на хелиосистеми с топлинна проводимост. При усвояването на слънчевата енергия от абсорбера получената слънчева енергия се прехвърля към охлаждащата течност, циркулираща през система от тръби, съседни на абсорбера.

Отвън затвореният панел е защитен с прозрачно покритие. Изработено е от удароустойчиво темперирано стъкло с широчина на лентата от 0.4-1.8 μm. Този диапазон има максимално слънчево излъчване. Удароустойчивото стъкло е добра защита срещу градушка. От гърба всички панели са надеждно затоплени.

Списъкът с предимствата на затворените плоски панели включва:

• простота на дизайна;
• добро представяне в региони с топъл климат;
• възможност за монтаж под всякакъв ъгъл, ако има устройства за промяна на ъгъла на наклон;
• способността за самоочистване от сняг и замръзване;
• ниска цена

Плоските слънчеви колектори са особено полезни, ако употребата им е планирана в етапа на проектиране. Животът на качествените продукти е 50 години.

Недостатъците включват:

• високи загуби на топлина;
• голямо тегло;
• висок вятър в местоположението на панелите под ъгъл спрямо хоризонта;
• ограничения при работа, когато температурата спадне над 40 ° C.

Обхватът на затворените колектори е много по-широк от слънчевите електроцентрали с отворен тип. През лятото те могат да задоволят напълно нуждата от топла вода. В хладни дни, които не са включени в обществените услуги по време на отоплителния сезон, те могат да работят вместо газови и електрически нагреватели.

Сравнение на слънчевите колектори

Най-важният индикатор за слънчевия колектор е ефективността. Полезно изпълнение на различни проекти на слънчеви колектори зависи от температурната разлика. В същото време плоските колектори са много по-евтини от тръбните.

При избора на слънчев колектор трябва да обърнете внимание на редица параметри, показващи ефективността и мощността на устройството.

За слънчевите колектори има няколко важни характеристики:

• коефициент на адсорбция - показва съотношението на абсорбираната енергия към общата стойност;
• Емисионен фактор - показва съотношението на предаваната енергия към абсорбирания;
• обща площ и бленда;
• Ефективност.

Апертурата е работната площ на слънчевия колектор. При площта на отворите на плоския колектор е максимална. Апертурата е равна на площта на абсорбера.

Начини за свързване към отоплителната система

Тъй като устройствата, захранвани от слънчева енергия, не могат да осигурят стабилно и непрекъснато подаване на енергия, е необходима система, устойчива на тези недостатъци.

За Централна Русия слънчевите устройства не могат да гарантират постоянен поток на енергия, поради което се използват като допълнителна система. Интегрирането в съществуваща система за отопление и топла вода е различно за слънчев колектор и соларен панел.

Водна колекторна верига

В зависимост от предназначението на термичния колектор се използват различни свързващи системи. Възможно е да има няколко опции:

1. Лятна опция за топла вода
2. Зимна възможност за отопление и топла вода

Лятната версия е най-простата и може да се направи дори без циркулационна помпа, използваща естествена циркулация на водата.

Водата се загрява в слънчевия колектор и вследствие на топлинното разширение навлиза в резервоара или котела. Когато това се случи, природната циркулация: на мястото на гореща вода от резервоара се изстудява.

Подобно на всяка система, базирана на естествена циркулация, тя не работи много ефикасно, изисквайки съответствие с необходимите наклони. Освен това резервоарът трябва да е по-голям от слънчевия колектор.

За да се поддържа водата възможно най-дълго, горещият резервоар трябва внимателно да се затопли.

Ако наистина искате да постигнете най-ефективната работа на слънчевия колектор, схемата на свързване става по-сложна.

Охлаждащата течност без замръзване циркулира през слънчевата колекторна система. Принудителната циркулация осигурява помпата под контрола на контролера.

Контролерът контролира работата на циркулационната помпа въз основа на показанията на поне два температурни датчика. Първият сензор измерва температурата в резервоара за съхранение, а вторият - на захранващата тръба на горещия топлоносител на слънчевия колектор. Веднага след като температурата в резервоара превиши температурата на охлаждащата течност, в колектора контролерът изключи циркулационната помпа, спирайки циркулацията на охлаждащата течност през системата.

На свой ред, когато температурата в резервоара за съхранение падне под зададената точка, отоплителният котел е включен.

Слънчева верига

Би било изкушаващо да се прилага подобна схема за свързване на слънчева батерия с електрическа мрежа, тъй като тя се прилага в случай на слънчев колектор, акумулираща енергия, получена през деня. За съжаление за системата за захранване на частна къща за създаване на батерия с достатъчен капацитет е много скъпо. Следователно схемата на свързване е както следва.

От слънчевите панели, зареждането се извършва от контролера за зареждане, който изпълнява няколко функции: осигурява постоянно зареждане на батериите и стабилизира напрежението. След това електрическият ток се подава към инвертора, където се преобразува постоянен ток 12V или 24V в редуващ се еднофазен ток 220V.

Уви, нашите електрически мрежи не са адаптирани за приемане на енергия, те могат да работят само в една посока от източника до потребителя. Поради тази причина няма да можете да продавате произведената електроенергия или поне да направите измерването да се върти в обратната посока.

Използването на слънчеви панели е от полза, тъй като те осигуряват по-универсална форма на енергия, но те не могат да се сравняват ефективно със слънчеви колектори. Последните обаче нямат способността да натрупват енергия, за разлика от слънчевите фотоволтаични клетки.

Ние инсталираме соларна отоплителна къща със собствени ръце

Напоследък нетрадиционните методи за нагряване на помещения стават все по-актуални. Хората са склонни да намерят по-ефикасен и по-евтин начин да затоплят домовете си. Един от тези методи е използването на слънчева енергия.

Слънчево отопление за дома

Днес специални колектори се използват за преобразуване на слънчевата енергия в топлина. За това как с помощта на такива устройства можете да затоплите къщата си, да разкажете нашата статия.

Heliosystem и неговите предимства

Отоплението на жилищното пространство със слънчеви колектори значително ще намали разходите, похарчени по-рано за традиционния метод за отопление на къща с батерии. Хелиосистемите, състоящи се от такива батерии, притежават масата на предимствата:

• слънчевата енергия е безплатна. Разбира се, ще трябва да харчите пари за създаването на система и свързването й с къщата. Но спестяванията ще бъдат забележими веднага след настъпването на студеното време;
• тази система е екологична и не уврежда околната среда;
• съхранява природни ресурси като въглища и природен газ;
• е ефективно решение на енергийния проблем за дома;
• слънчевият колектор е в състояние да осигури ефективно отопление на дома, когато е смесен с други системи;
• дълъг експлоатационен живот;
• системата е автономна, което ви позволява да се отървете от зависимостта от страна на комуналните услуги. Особено автономно отопление е важно за частните къщи;
• безопасна работа;
• възможност да го направите сами;
• естетичен външен вид;
• възможност за избор на колектор по параметри.

За да помислите за инсталирането на собствените си слънчеви системи за домашни станции, ако в района на пребиваване през годината има достатъчно голям брой слънчеви дни.
За да получите всички от горепосочените предимства от домашното отопление или даването на слънчеви колектори, трябва да знаете:

• наличие на висококачествена изолация на жилищни помещения;
• можете да комбинирате отоплението със слънчева енергия с други опции за отопление: газ и електричество;
• за регионите с ниско слънчево излъчване (слънчев поток) е необходимо правилно да се изчисли каква площ трябва да има колекторът;
• Уверете се, че спазвате правилата за инсталиране. В противен случай системата няма да работи правилно;

Обърнете внимание! Колекторите трябва да бъдат инсталирани под ъгъл, равен на географската географска ширина на района. В това положение те имат максимална ефективност.

Правилният начин да инсталирате колектора

• слънчевите панели трябва да бъдат поставени от южната страна, тъй като максималният интензивен интензитет ще бъде наблюдаван в средата на деня;
• инсталираните батерии не трябва да се засенчват от съседни сгради или дървета.

Ако домашната отоплителна система с помощта на слънчеви колектори е била организирана от собствените си ръце, а през зимата ъгълът на наклон на повърхността им ще трябва да бъде леко увеличен. Но в този случай, през летния период, ефективността на батериите ще намалее леко. Но на фона на свръхпредлагане на светлината този факт ще остане незабележим.

Разнообразие от инсталации

Преди да започнете да изграждате собствени слънчеви отоплителни системи за градината и у дома, трябва да разберете кои батерии съществуват изобщо. Към днешна дата слънчевият колектор е от следните типове:

• вакуум. При проектирането на такава батерия между корпуса на уреда и отоплителното тяло има вакуум. С помощта на такова устройство можете да затоплите водата до 300 градуса. Недостатъкът тук е невъзможността да се извърши самопочистване от сняг и замръзване;

• плосък. Външно, такъв колектор има формата на прозрачен външен панел. Вътре в слънчевата батерия от този тип се поставят тръби, а задната част е снабдена с топлоизолатор. Тук има повече топлинни загуби, но дизайнът лесно се сглобява със собствените си ръце. В допълнение, тя може да бъде отделно почиствана от замръзнал сняг и лед. Загрява водата до 200 oC. Недостатъците включват голямото натоварване на скобите на устройството при силни ветрове, тъй като батерията е с лошо опростена форма;

• въздух. Тук въздухът действа като топлоносител. Такива батерии могат лесно да се правят на ръка. Основният недостатък обаче е невъзможността да се използва устройството за отопление на водата, както и ниската ефективност на устройството;

• тръба. Устройството от този тип се състои от четири тръби, пълни с основната охладителна течност. Неговата циркулация се извършва поради температурната разлика на батерията с нейната долна зона. Такива устройства се характеризират с голяма повърхностна равнина;

• подвижна система, използвана за отопление на къща със слънчева енергия. Това са специално проектирани инсталации, които могат да се въртят от движението на слънцето. Днес има различни модели, които могат да въртят различните си части.

Подвижни слънчеви панели

Въпреки различната структура, принципът на функциониране на слънчевите колектори ще бъде почти идентичен.

Принцип на действие на устройствата

Отоплението на къщата, използвайки собствени слънчеви панели, се основава на простите закони на физиката. Според една от тях, течност с по-голяма плътност естествено ще измести по-малкото плътно. Този принцип на работа се прилага за отоплителни системи, работещи върху естествената циркулация на основния топлоносител.

Принципът на слънчевия колектор

Отоплението на топлоносителя има следната форма:

• охлаждащата течност в тръбите се нагрява от слънчева светлина;
• топлината, получена по този начин, се натрупва в топлинния акумулатор.

Най-често ролята на охлаждащата течност се нагрява от слънчевите лъчи. Водата е във вертикална серпентина. При нагряване водата в това устройство се издига. След това влиза в резервоара. Течност ще бъде взета от него.
За ефективна работа на слънчевата батерия е необходимо да се постигне процес на естествена циркулация на течността. В ситуация, в която охлаждащата течност е охладена, тя трябва да се върне към колектора, за да премине цикъл на подгряване.
За да не спира процесът на нагряване на водата, имаме нужда от допълнителни устройства - помпи.

Възможности за самостоятелно сглобяване на отоплителната система

Към днешна дата има няколко начина за изграждане на слънчев нагревател със собствените си ръце. Помислете за най-популярните начини за изграждане.
Първият вариант. Необходима е поцинкована водна опаковка. Тя трябва да има обем от около 100-200 литра. Технологията за създаване на слънчева батерия има следния алгоритъм:

• имаме контейнер на покрива. Тя трябва да бъде монтирана на южната страна на покрива;
• покривната повърхност трябва да бъде покрита с метален лист с блестяща повърхност;
• поставяме тръби над него;
• Ние ги свързваме с варела и контейнерите за топла вода.

Опционален домашен слънчев колектор

С тази батерия 100 литра вода може да се нагрее до 60 градуса. Такава инсталация има висока ефективност. Но през зимата такава единица няма да бъде ефективна.
Втората версия на събранието. За да създадете този тип колектор, ще ви трябва:

• стоманени кутии;
• няколко плоски стоманени радиатори;
• стъкло;
• Металопластични елементи - фитинги и тръби.

Събранията на системата в този случай се появяват, както следва:

• стоманени кутии са монтирани на покрива;
• там са поставени радиатори;
• покрийте ги със стъкло. Това ще намали времето за загряване на водата;
• тръбите трябва да се поставят с наклон надолу;
• уверете се, че държите горната част на устройството под резервоара за съхранение;
• на тавана се поставя пластмасова цев с вода. Подходящ обем - 160 л;
• Той трябва да бъде свързан към радиатора и водопроводната мрежа с помощта на металопластични устройства - фитинги и тръби. Самата водна тръба трябва да бъде свързана малко над средата на резервоара;
• в долната част на радиатора са монтирани дренажни клапани. С тяхна помощ водата се източва през студеното време на деня.

Пластмасова варела опция

Третият вариант. Използва се за загряване на достатъчно голяма стая. Той има ефективност от 45-55%. За да създадете този тип отоплителна система, ще ви трябва следните материали:

• всеки топлоизолационен материал;
• дървена рамка с дъно на шперплат;
• черна метална мрежа;
• дефлектор;
• прозрачен поликарбонатен лист;
• няколко фенове

Изграждането на конструкцията е следното:

• пробийте кръгли дупки в рампата. Те намалиха приема на въздух;
• за да премахнете горещия въздух, направете правоъгълни дупки в горната част на рамката;
• поставете изолиращ материал на дъното му. Черна метална мрежа ще действа като топлинен акумулатор;
• Вентилатори с кръгли дупки;
• след това монтирайте подпорите за дефлектора. След това инсталираме самия дефлектор. Тя ще формира въздушния поток;
• горе задайте прозрачен лист.

С това устройство можете ефективно да извършвате отопление у дома, както и отопление на водата.

заключение

Слънчев колектор, за отопление на къщи или у дома, е възможно да го направите сами. Това обаче не винаги ще бъде ефективно точно при отоплението на домашните помещения, тъй като водата може да замръзне през студения сезон. Следователно, за тези цели все още се препоръчва да се даде предимство на по-модерните покупки, които са по-напреднали в технологично отношение и които са много трудни за производство.