Què convé utilitzar fonts d’energia tèrmica alternatives per organitzar la calefacció? Actualment, hi ha dos tipus de subministrament de calor: sistemes geotèrmics i solars. Aquest últim és el més popular. Com fer la calefacció solar a casa amb les vostres pròpies mans: col·lectors, bateries i esquemes de cablejat?
Ús de l’energia solar per al subministrament de calor
Un dels principis determinants per construir qualsevol sistema de calefacció és la comoditat. Aquests. totes les inversions han de pagar els seus beneficis en un període de temps determinat. En aquest sentit, escalfar una casa amb energia solar és la inversió més eficient i rendible econòmicament.
L’energia solar és essencialment una font lliure de calor. Es pot utilitzar de diverses maneres: per equipar un sistema de calefacció o per fer un sistema de subministrament autònom d’aigua calenta. Si estudieu detingudament les revisions sobre la calefacció de plaques solars, podeu identificar una relació interessant. Com més calefacció es faci professionalment (col·lectors de fàbrica, calefacció addicional, control electrònic), més gran serà l'eficiència del subministrament de calor.
Quins mètodes poden transformar l’energia solar en calor?
- Escalfador solar - com una de les formes de produir energia elèctrica. La radiació actua sobre la matriu de les fotocèl·lules de resistència, donant lloc a tensió al circuit. En el futur, aquest corrent es pot utilitzar per connectar-se a electrodomèstics de calefacció;
- Calefacció moderna d’una casa privada captadors solars. En aquest cas, es produeix una transferència directa de l’energia tèrmica de la radiació solar al refrigerant. Aquest últim està situat en un sistema de canonades situat en un recinte tancat especial.
El més eficaç és la calefacció solar d’aquesta última manera. Així, es pot evitar la conversió d’energia addicional. El sol afectarà directament el refrigerant, augmentant la seva temperatura. Tanmateix, escalfar l’energia solar amb les teves pròpies mans mitjançant bateries elèctriques és més universal, ja que l’electricitat es pot utilitzar per fer funcionar altres electrodomèstics de la casa. L’elecció està determinada pel pressupost i la capacitat del sistema requerida.
Durant la instal·lació de la bateria solar, cal observar un cert angle d’inclinació. Segons la temporada, hauria de ser de 30 ° (estiu) i 70 ° (hivern).
La rellevància de l’organització del sistema solar
Abans de comprar o fabricar el convertidor tu mateix, has de saber si la calefacció d’una casa privada amb plaques solars serà força efectiva. Per a això, és necessari realitzar una anàlisi detallada de tots els factors que afecten l'eficiència del futur sistema.
Per començar, es determina l’indicador d’insolació solar. Aquesta és la quantitat d’energia solar que cau a la superfície de la terra d’una determinada regió. D’això dependrà el grau d’escalfament del refrigerant o la quantitat de corrent generat. Els radiadors solars per a la calefacció de la llar haurien de funcionar, independentment de la temporada. Tanmateix, de fet, això no dista sempre.
A més, un sistema de calefacció solar passiu pot canviar la seva eficiència operativa a causa de l’angle del panell.Depèn de la temporada. Per determinar l’energia teòricament possible, podeu utilitzar les dades de la taula.
Ja sobre la base d’aquestes dades, és possible calcular el col·lector solar per escalfar, tenint en compte les seves característiques tècniques i operatives. Però a més d'això, s'han de tenir en compte els factors següents:
- Ubicació de la casa. Els objectes naturals o artificials no han d’impedir la caiguda dels raigs del sol: muntanyes, cases altes, bosc alt, etc.
- Lloc per instal·lar. La calefacció solar combinada requerirà un espai gran, de 2 a 10 m². Molt sovint s’utilitza el terrat de la casa per a això. A més, s'ha d'adaptar a la instal·lació de col·lectors o plaques solars;
- Calor de calor requerida. Sovint s’utilitzen sistemes auxiliars de calefacció d’una casa privada com a auxiliars.
Només després d’aquesta anàlisi podrem començar a triar un esquema de calefacció alternatiu específic per a la casa. Les pèrdues de calor a la casa es calculen prèviament, es determina el mode tèrmic òptim de calefacció. Si el col·lector solar del sistema de calefacció és auxiliar, se li afegeix el mateix indicador del sistema principal d’alimentació de calor a la seva potència nominal.
Al calcular cal tenir en compte la massa d’equips. La superfície del sostre ha de suportar aquesta càrrega.
Plaques solars per a la calefacció
Sovint es produeix la confusió: els col·lectors solars també s’anomenen bateries. Però a la pràctica, el primer tipus d’equipament s’utilitza més sovint per organitzar la calefacció de l’habitatge amb energia solar.
El principi d’escalfar una casa privada amb plaques solars és convertir l’energia tèrmica en energia elèctrica. Per això, en el disseny del panell es proporcionen els components següents:
- Fotocèl·lules. Quan entra la llum del sol, es produeix la formació de l’anomenat fotocurrent;
- Estoig transparent de protecció. Evita danys a les fotocèl·lules;
- Convertidors de corrent elèctric - inversors, transformadors, bateries, etc.
Aquests. De fet, una bateria de calefacció solar és un gran carregador. En primer lloc, està dissenyat per produir energia elèctrica barata. El seu ús com a element de la calefacció no és pràctic. Per escalfar una casa de 60 m² amb un ritme d’aïllament normal, caldran 6 kW d’energia tèrmica per hora. Una pila de calefacció solar estàndard de 284 * 254 mm té una potència específica de 5 W / h. Aquests. Per garantir el subministrament de calor, cal cobrir una bateria de 82 m².
Com es pot observar en els càlculs, això no és pràctic. És per això que prefereixen fer un col·lector solar per a la seva pròpia calefacció o per adquirir la configuració de fàbrica.
En lloc d’escalfar una casa privada amb plaques solars, es poden utilitzar com a font d’electricitat barata per a electrodomèstics de baix consum.
Trieu un col·lector solar
Per a un funcionament eficient de la calefacció amb energia solar, es recomana la instal·lació de col·lectors. Representen un sistema de canonades per on flueix el refrigerant. Per protegir i enfocar millor l’energia solar, el disseny està protegit per un panell de vidre transparent.
Per augmentar el funcionament efectiu de l'equip, es poden utilitzar diversos tipus de refrigerant que no canviaran les seves propietats sota la influència de temperatures negatives. Això és important per a les regions amb hiverns freds. A més, cal analitzar detingudament les ofertes del mercat i triar el disseny òptim.
Actualment, els fabricants ofereixen diverses maneres d’organitzar la calefacció d’una casa privada mitjançant col·lectors solars:
- Colector de buit. La millor opció per organitzar un sistema de calefacció solar passiu. Es caracteritzen per una absència gairebé completa de pèrdua de calor;
- Col lector pla. Una opció econòmica per a la calefacció solar. Són un sistema de canonades protegides per un material transparent. S'utilitza més sovint per a aigua calenta a l'estiu. L’aplicació de calefacció solar combinada requereix tenir en compte l’horari de temperatura a l’hivern i una elecció acurada del refrigerant.
L'elecció es determina en gran mesura mitjançant càlculs preliminars: la potència i la freqüència necessàries per a la font de calor. Com a opció econòmica, podeu considerar la possibilitat d’autoproducció de col·lectors plans per a la calefacció amb energia solar amb les vostres mans.
A l’hora d’escollir un diagrama de cablejat, cal tenir en compte l’àrea de l’estructura. Ella tindrà un cert indicador de malestar.
Col·lectors de buit per escalfar
Un dels problemes del funcionament de radiadors solars per escalfar una casa és una gran pèrdua de calor. Es deuen a les peculiaritats del funcionament: el panell s’ha de situar fora de l’habitació climatitzada per absorbir l’energia solar. Per solucionar aquest problema, es va desenvolupar un captador solar al buit per al sistema de calefacció.
El disseny dels col·lectors de buit consisteix en una carcassa externa i un sistema intern de canonades de vidre. Per a un millor aïllament, les canonades estan separades de l’ambient extern per una capa de buit amb aire descarregat. De fet, tota la instal·lació és un gran termos transparent.
Les especificitats del col·lector solar de buit al sistema de calefacció són les següents:
- L’ús d’un fluid especial amb un llindar d’ebullició baix com a refrigerant. En aquest cas, una transferència més eficient d’energia tèrmica mitjançant l’intercanviador de calor al medi principal de calefacció - aigua;
- Aplicació d’un recobriment especial a la superfície interior que augmenti la capacitat d’absorció de l’energia solar tèrmica;
- Independència del treball de la temperatura de l’aire exterior.
Per al funcionament normal del sistema, caldrà proporcionar un aïllament tèrmic fiable de l’intercanviador de calor. També haureu d’aïllar la canonada en els llocs que passen per habitacions no climatitzades: un golfes, una empanada per terrats. Per calcular el col·lector solar per escalfar, es poden utilitzar esquemes estàndard. Però cal tenir en compte que el seu funcionament serà ineficaç quan la temperatura del refrigerant al circuit disminueixi a + 22 ºC.
A l’hivern, cal netejar la superfície del col·lector de la tapa de neu. Per tant, cal pensar amb antelació en una manera de realitzar aquest esdeveniment.
Col lectors solars plans per a la calefacció
Per crear un sistema de calefacció solar per a una casa privada amb un cost mínim, sovint s’instal·len col·lectors plans. Difereixen del buit en un disseny simplificat. Tot i això, això augmenta els requisits per al seu funcionament.
El col·lector pla també disposa d’un sistema de canonades internes. Tot i això, està fabricada amb tubs de coure o de polímer. Per a la protecció s’utilitza policarbonat o vidre temperat. La superfície interna s’aïlla amb un escalfador: llana mineral o poliestirè. Sota la influència de la llum solar, els tubs s’escalfen i, en conseqüència, augmenta la temperatura del refrigerant.
Per a un col·lector solar pla del sistema de calefacció, hi ha restriccions operatives estrictes:
- Només es pot utilitzar anticongelant com a transportador de calor. En cas contrari, es produirà congelació d’aigua i destrucció del gasoducte;
- Per a una millor circulació durant la transferència de calor, és necessària la instal·lació d’una bomba;
- A temperatures inferiors a -10 ° C, l’eficiència del sistema baixa significativament.
A causa d’aquest darrer factor, no es recomana organitzar la calefacció de l’habitatge amb energia solar mitjançant col·lectors plans a les zones amb temperatures baixes a l’hivern. Per tant, la majoria de vegades fan un col·lector solar pla per escalfar-se per a subministrament d'aigua calenta a l'estiu, primavera o tardor.
Els experts recomanen fer subministrament de calor mitjançant energia solar basada en col·lectors plans només a les regions del sud del país amb hiverns relativament càlids.
Col lector de bricolatge
Cal destacar immediatament que un col·lector amb les seves pròpies mans no funcionarà per assegurar la calefacció solar. Per fer-ho, utilitzeu el disseny de producció de l'estructura de buit comentada anteriorment. Però a casa és gairebé impossible fer-ho per falta d'equips i subministraments necessaris. Per tant, considerem un dels mètodes més senzills per fabricar una bateria de calefacció solar per al subministrament d’aigua calenta.
Per a la producció, seran necessaris els consumibles següents:
- Full de policarbonat de bresca. Per a l’abastament d’aigua calenta d’una casa d’estiu o d’una casa petita amb l’ajut d’un col·lector solar per autoescalfar-se, n’hi haurà prou amb un llençol de 2 * 1 m de mida;
- Ferratges de tubs de PVC i mànegues flexibles. Amb la seva ajuda, es farà un sistema de circulació d’aigua escalfada i el seu subministrament al consumidor;
- Perfil del marc per a papereres i làmines de poliestirè. Són necessaris per crear una carcassa protectora en un sistema de calefacció solar passiu.
Els panells s’han de col·locar horitzontalment per escalfar millor l’aigua. A continuació, es fan seccions longitudinals a les canonades de PVC. L’aigua escalfada fluirà d’una làmina de policarbonat. A les seccions obtingudes, s’instal·la un full. No hauria d’entrar a la canonada fins que no s’aturi.
Amb un fusell de calor, les juntes s’aïllen. Sense aquesta eina, hi ha una elevada probabilitat de fuites a la calefacció i al subministrament d'aigua calenta domèstica per part del col·lector solar. Abans de la instal·lació al marc, és imprescindible realitzar una prova de fuites de l'estructura. Per fer-ho, s’ha d’omplir d’aigua i comprovar visualment si hi ha fuites.
Per a la fabricació del bastidor, es requeriran perfils galvanitzats per a la paret seca. Executaran funcions de protecció similars al cas d’un radiador solar per escalfar la cabana. S’instal·la una capa d’aïllament a sota de la xapa de policarbonat, i després s’acosta un col·lector solar fabricat per ell mateix. Per a un escalfament més eficient, es recomana pintar el full de negre.
Quan es calcula el col·lector solar per a subministrament de calor, es té en compte la posició del sol en un moment determinat del dia. La màxima eficàcia s’aconsegueix quan l’angle d’incidència dels rajos és estrictament perpendicular a la superfície de l’estructura.
La millor opció és utilitzar sistemes de calefacció solars d’una casa privada com a auxiliar. Per obtenir el millor rendiment, es recomana instal·lar una bateria tèrmica. L’aigua que hi ha s’escalfarà del col·lector durant el dia, i a la foscor l’energia tèrmica acumulada es transferirà al refrigerant principal del sistema.
El vídeo mostra un exemple de fabricació d’un col·lector solar a partir de canonades de polímer:
