Πόσο κατάλληλη είναι η χρήση εναλλακτικών πηγών θερμικής ενέργειας για την οργάνωση της θέρμανσης; Επί του παρόντος, δύο τύποι παροχής θερμότητας είναι ευρέως διαδεδομένοι - γεωθερμικά και ηλιακά συστήματα. Το τελευταίο είναι το πιο δημοφιλές. Πώς να κάνετε ηλιακή θέρμανση στο σπίτι με τα χέρια σας: συλλέκτες, μπαταρίες και διαγράμματα καλωδίωσης;
Χρήση ηλιακής ενέργειας για παροχή θερμότητας
Μία από τις καθοριστικές αρχές για την κατασκευή οποιουδήποτε συστήματος θέρμανσης είναι η σκοπιμότητα. Εκείνοι. όλες οι επενδύσεις πρέπει να αποδώσουν σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Από αυτήν την άποψη, η θέρμανση ενός σπιτιού με ηλιακή ενέργεια είναι η πιο αποτελεσματική και οικονομικά κερδοφόρα επένδυση.
Η ηλιακή ενέργεια είναι ουσιαστικά μια ελεύθερη πηγή θερμότητας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορους τρόπους - για τον εξοπλισμό ενός συστήματος θέρμανσης ή για την κατασκευή ενός αυτόνομου συστήματος παροχής ζεστού νερού. Εάν μελετήσετε προσεκτικά τις κριτικές σχετικά με τη θέρμανση από ηλιακούς συλλέκτες - μπορείτε να προσδιορίσετε μια ενδιαφέρουσα σχέση. Όσο πιο επαγγελματικά γίνεται η θέρμανση (εργοστασιακοί συλλέκτες, επιπλέον θέρμανση, ηλεκτρονικός έλεγχος) - τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση της παροχής θερμότητας.
Ποιες μέθοδοι μπορούν να μετατρέψουν την ηλιακή ενέργεια σε θερμότητα;
- Ηλιακός θερμοσίφωνας - ως ένας από τους τρόπους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Η ακτινοβολία δρα στη μήτρα των φωτοκυττάρων αντίστασης, με αποτέλεσμα την τάση στο κύκλωμα. Στο μέλλον, αυτό το ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σύνδεση σε συσκευές θέρμανσης.
- Σύγχρονη θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας ηλιακοί συλλέκτες. Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχει άμεση μεταφορά θερμικής ενέργειας από ηλιακή ακτινοβολία στο ψυκτικό. Το τελευταίο βρίσκεται σε ένα σύστημα σωληνώσεων που βρίσκεται σε ένα ειδικό σφραγισμένο περίβλημα.
Το πιο αποτελεσματικό είναι η ηλιακή θέρμανση με τον τελευταίο τρόπο. Έτσι, μπορεί να αποφευχθεί επιπλέον μετατροπή ενέργειας. Ο ήλιος επηρεάζει άμεσα το ψυκτικό, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του. Ωστόσο, η θέρμανση της ηλιακής ενέργειας με τα χέρια σας χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές μπαταρίες είναι πιο καθολική, καθώς η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία άλλων ηλεκτρικών συσκευών στο σπίτι. Η επιλογή καθορίζεται από τον προϋπολογισμό και την απαιτούμενη χωρητικότητα του συστήματος.
Κατά την εγκατάσταση της ηλιακής μπαταρίας, πρέπει να τηρείται μια συγκεκριμένη γωνία κλίσης. Ανάλογα με την εποχή, θα πρέπει να είναι 30 ° (καλοκαίρι) και 70 ° (χειμώνας).
Συνάφεια με την οργάνωση του ηλιακού συστήματος
Πριν αγοράσετε ή φτιάξετε τον μετατροπέα μόνοι σας, θα πρέπει να μάθετε εάν η θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες θα είναι αρκετά αποτελεσματική. Για αυτό, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί μια λεπτομερής ανάλυση όλων των παραγόντων που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα του μελλοντικού συστήματος.
Κατ 'αρχάς, καθορίζεται ο δείκτης ηλιακής ηλιακής μόνωσης. Αυτή είναι η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που πέφτει στην επιφάνεια της γης σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Ο βαθμός θέρμανσης του ψυκτικού ή η ποσότητα του παραγόμενου ρεύματος εξαρτάται από αυτό. Τα ηλιακά καλοριφέρ για οικιακή θέρμανση θα πρέπει ιδανικά να λειτουργούν ανεξάρτητα από την εποχή. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αυτό απέχει πολύ από πάντα.
Επίσης, ένα παθητικό σύστημα ηλιακής θέρμανσης μπορεί να αλλάξει την αποτελεσματικότητα λειτουργίας του λόγω της γωνίας του πίνακα.Εξαρτάται από την εποχή. Για να προσδιορίσετε τη θεωρητικά δυνατή ενέργεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα δεδομένα από τον πίνακα.
Ήδη βάσει αυτών των δεδομένων, είναι δυνατόν να υπολογιστεί ο ηλιακός συλλέκτης για θέρμανση, λαμβάνοντας υπόψη τα τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του. Αλλά πέρα από αυτό, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες:
- Τοποθεσία σπιτιού. Φυσικά ή τεχνητά αντικείμενα δεν πρέπει να εμποδίζουν την πτώση των ακτίνων του ήλιου - βουνά, ψηλά σπίτια, ψηλά δάση κ.λπ.
- Μέρος για εγκατάσταση. Η συνδυασμένη ηλιακή θέρμανση απαιτεί μεγάλο χώρο - από 2 έως 10 m². Τις περισσότερες φορές, η οροφή του σπιτιού χρησιμοποιείται για αυτό. Επιπλέον, πρέπει να προσαρμοστεί για την εγκατάσταση συλλεκτών ή ηλιακών συλλεκτών.
- Απαιτείται έξοδος θερμότητας. Συχνά, τα ηλιακά συστήματα θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας χρησιμοποιούνται ως βοηθητικά.
Μόνο μετά από αυτήν την ανάλυση μπορούμε να αρχίσουμε να επιλέγουμε ένα συγκεκριμένο εναλλακτικό σύστημα θέρμανσης για το σπίτι. Οι απώλειες θερμότητας στο σπίτι υπολογίζονται προκαταρκτικά, καθορίζεται ο βέλτιστος θερμικός τρόπος θέρμανσης. Εάν ο ηλιακός συλλέκτης στο σύστημα θέρμανσης είναι βοηθητικός, ο ίδιος δείκτης του κύριου συστήματος παροχής θερμότητας προστίθεται στην ονομαστική του ισχύ.
Κατά τον υπολογισμό, πρέπει να λάβετε υπόψη τη μάζα του εξοπλισμού. Η επιφάνεια της οροφής πρέπει να αντέξει αυτό το φορτίο.
Ηλιακοί συλλέκτες για θέρμανση
Συχνά συμβαίνει σύγχυση - οι ηλιακοί συλλέκτες καλούνται επίσης μπαταρίες. Στην πράξη, ο πρώτος τύπος εξοπλισμού χρησιμοποιείται συχνότερα για την οργάνωση της θέρμανσης του σπιτιού με ηλιακή ενέργεια.
Η αρχή της θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες είναι η μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Για αυτό, τα ακόλουθα στοιχεία παρέχονται στη σχεδίαση του πίνακα:
- Φωτοκύτταρα. Όταν το φως του ήλιου εισέρχεται, ο σχηματισμός του λεγόμενου φωτορεύματος συμβαίνει.
- Προστατευτική διαφανής θήκη. Αποτρέπει βλάβες στα φωτοκύτταρα.
- Μετατροπείς ηλεκτρικού ρεύματος - μετατροπείς, μετασχηματιστές, μπαταρίες κ.λπ.
Εκείνοι. Στην πραγματικότητα, μια μπαταρία ηλιακής θέρμανσης είναι ένας υπέροχος φορτιστής. Πρώτα απ 'όλα, έχει σχεδιαστεί για να παράγει φτηνή ηλεκτρική ενέργεια. Η χρήση του ως ένα από τα θερμαντικά στοιχεία δεν είναι πρακτική. Για τη θέρμανση ενός σπιτιού 60 m² με κανονικό ρυθμό μόνωσης, απαιτούνται 6 kW θερμικής ενέργειας ανά ώρα. Μια τυπική μπαταρία ηλιακής θέρμανσης με μέγεθος 284 * 254 mm έχει ειδική ισχύ 5 W / h. Εκείνοι. Για να εξασφαλιστεί η παροχή θερμότητας, απαιτείται κάλυψη μπαταρίας 82 m².
Όπως φαίνεται από τους υπολογισμούς, αυτό είναι κάτι περισσότερο από πρακτικό. Γι 'αυτό προτιμούν να κάνουν έναν ηλιακό συλλέκτη για τη δική τους θέρμανση ή να αγοράζουν εργοστασιακές ρυθμίσεις.
Αντί να θερμαίνουν μια ιδιωτική κατοικία με ηλιακούς συλλέκτες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή φθηνού ηλεκτρικού ρεύματος για οικιακές συσκευές χαμηλής ισχύος.
Επιλέξτε έναν ηλιακό συλλέκτη
Για αποτελεσματική λειτουργία θέρμανσης με χρήση ηλιακής ενέργειας, συνιστάται η εγκατάσταση συλλεκτών. Αντιπροσωπεύουν ένα σύστημα αγωγών μέσω του οποίου ρέει το ψυκτικό. Για προστασία και καλύτερη εστίαση της ηλιακής ενέργειας, ο σχεδιασμός προστατεύεται από ένα διαφανές γυάλινο πλαίσιο.
Για να αυξηθεί η αποτελεσματική λειτουργία του εξοπλισμού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι ψυκτικού, που δεν θα αλλάξουν τις ιδιότητές τους υπό την επίδραση αρνητικών θερμοκρασιών. Αυτό είναι σημαντικό για περιοχές με κρύους χειμώνες. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να αναλύσετε προσεκτικά τις προσφορές στην αγορά και να επιλέξετε τον βέλτιστο σχεδιασμό.
Επί του παρόντος, οι κατασκευαστές προσφέρουν διάφορους τρόπους για να οργανώσουν τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από ηλιακούς συλλέκτες:
- Συλλέκτης κενού. Η καλύτερη επιλογή για την οργάνωση ενός συστήματος παθητικής ηλιακής θέρμανσης. Χαρακτηρίζονται από σχεδόν πλήρη απουσία απώλειας θερμότητας.
- Επίπεδος συλλέκτης. Μια οικονομική επιλογή για ηλιακή θέρμανση. Πρόκειται για ένα σύστημα σωλήνων που προστατεύεται από διαφανές υλικό. Συνήθως χρησιμοποιείται για ζεστό νερό το καλοκαίρι. Η εφαρμογή για συνδυασμένη ηλιακή θέρμανση απαιτεί να ληφθεί υπόψη το πρόγραμμα θερμοκρασίας το χειμώνα και μια προσεκτική επιλογή ψυκτικού.
Η επιλογή καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από προκαταρκτικούς υπολογισμούς - την απαιτούμενη ισχύ και τη συχνότητα παροχής θερμότητας. Ως επιλογή οικονομίας, μπορείτε να εξετάσετε τη δυνατότητα αυτοπαραγωγής επίπεδων συλλεκτών για θέρμανση με ηλιακή ενέργεια με τα χέρια σας.
Κατά την επιλογή ενός διαγράμματος καλωδίωσης, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η περιοχή της δομής. Θα έχει μια συγκεκριμένη ένδειξη άνεμου.
Πολλαπλές κενού για θέρμανση
Ένα από τα προβλήματα λειτουργίας των ηλιακών θερμαντικών σωμάτων για τη θέρμανση ενός σπιτιού είναι η μεγάλη απώλεια θερμότητας. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων λειτουργίας - το πάνελ πρέπει να βρίσκεται έξω από το θερμαινόμενο δωμάτιο για να απορροφά ηλιακή ενέργεια. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, αναπτύχθηκε ένας ηλιακός συλλέκτης κενού για το σύστημα θέρμανσης.
Ο σχεδιασμός των πολλαπλών κενού αποτελείται από ένα εξωτερικό περίβλημα και ένα εσωτερικό σύστημα γυάλινων σωλήνων. Για καλύτερη μόνωση, οι αγωγοί διαχωρίζονται από το εξωτερικό περιβάλλον με ένα στρώμα κενού με εκκενωμένο αέρα. Στην πραγματικότητα, ολόκληρη η εγκατάσταση είναι ένα μεγάλο διαφανές θερμό.
Οι ιδιαιτερότητες του ηλιακού συλλέκτη κενού στο σύστημα θέρμανσης έχουν ως εξής:
- Η χρήση ειδικού υγρού με χαμηλό κατώφλι βρασμού ως ψυκτικό. Σε αυτήν την περίπτωση, μια πιο αποτελεσματική μεταφορά θερμικής ενέργειας μέσω του εναλλάκτη θερμότητας στο κύριο μέσο θέρμανσης - νερό.
- Εφαρμογή ειδικής επίστρωσης στην εσωτερική επιφάνεια που αυξάνει την ικανότητα απορρόφησης της θερμικής ηλιακής ενέργειας.
- Ανεξαρτησία εργασίας από εξωτερική θερμοκρασία αέρα.
Για την ομαλή λειτουργία του συστήματος, θα είναι απαραίτητο να παρέχεται αξιόπιστη θερμομόνωση του εναλλάκτη θερμότητας. Θα πρέπει επίσης να μονώσετε τον αγωγό σε μέρη που περνούν από μη θερμαινόμενα δωμάτια - σοφίτα, στέγες. Για τον υπολογισμό του ηλιακού συλλέκτη για θέρμανση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τυπικά σχήματα. Ωστόσο, πρέπει να έχουμε κατά νου ότι η λειτουργία του θα είναι αναποτελεσματική όταν η θερμοκρασία του ψυκτικού στο κύκλωμα μειωθεί σε + 22 ° C.
Το χειμώνα, είναι απαραίτητο να καθαρίσετε την επιφάνεια του συλλέκτη από το χιόνι. Επομένως, πρέπει να σκεφτείτε εκ των προτέρων έναν τρόπο εκτέλεσης αυτής της εκδήλωσης.
Επίπεδες ηλιακοί συλλέκτες για θέρμανση
Για να δημιουργήσετε ένα ηλιακό σύστημα θέρμανσης για μια ιδιωτική κατοικία με ελάχιστο κόστος, οι κατ 'αποκοπή συλλέκτες είναι συνήθως εγκατεστημένοι. Διαφέρουν από το κενό σε απλοποιημένο σχεδιασμό. Ωστόσο, αυτό αυξάνει τις απαιτήσεις για τη λειτουργία τους.
Ο επίπεδος συλλέκτης διαθέτει επίσης εσωτερικό σύστημα σωληνώσεων. Ωστόσο, είναι κατασκευασμένο από σωλήνες χαλκού ή πολυμερούς. Για προστασία, χρησιμοποιείται πολυανθρακικό ή σκληρυμένο γυαλί. Η εσωτερική επιφάνεια είναι μονωμένη με θερμαντήρα - ορυκτό μαλλί ή πολυστυρένιο. Υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός, οι σωλήνες θερμαίνονται και, ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία του ψυκτικού αυξάνεται.
Για έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη στο σύστημα θέρμανσης, υπάρχουν αυστηροί λειτουργικοί περιορισμοί:
- Μόνο αντιψυκτικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φορέας θερμότητας. Διαφορετικά, θα συμβεί κατάψυξη νερού και καταστροφή του αγωγού.
- Για καλύτερη κυκλοφορία κατά τη μεταφορά θερμότητας, απαιτείται εγκατάσταση αντλίας.
- Σε θερμοκρασίες κάτω των -10 ° C, η απόδοση του συστήματος μειώνεται σημαντικά.
Λόγω του τελευταίου παράγοντα, δεν συνιστάται η οργάνωση της θέρμανσης του σπιτιού με ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιώντας επίπεδες συλλέκτες σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα. Επομένως, τις περισσότερες φορές κατασκευάζουν έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη για θέρμανση μόνοι σας για παροχή ζεστού νερού το καλοκαίρι, την άνοιξη ή το φθινόπωρο.
Οι ειδικοί προτείνουν την παροχή θερμότητας χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια με βάση επίπεδες συλλέκτες μόνο στις νότιες περιοχές της χώρας με σχετικά ζεστούς χειμώνες.
Συλλέκτης DIY
Πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι ένας συλλέκτης με τα χέρια του δεν θα λειτουργήσει για την εξασφάλιση της ηλιακής θέρμανσης. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τον σχεδιασμό παραγωγής της δομής κενού που συζητήθηκε παραπάνω. Αλλά στο σπίτι είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει λόγω της έλλειψης απαραίτητου εξοπλισμού και προμηθειών. Ως εκ τούτου, θεωρούμε μία από τις απλούστερες μεθόδους για την κατασκευή μιας μπαταρίας ηλιακής θέρμανσης για παροχή ζεστού νερού.
Για την παραγωγή, απαιτούνται τα ακόλουθα αναλώσιμα:
- Φύλλο πολυκαρβονικών κυψελωτών. Για την παροχή ζεστού νερού ενός καλοκαιριού ή ενός μικρού σπιτιού με τη βοήθεια ενός ηλιακού συλλέκτη για αυτοθέρμανση, ένα φύλλο 2 * 1 m σε μέγεθος θα είναι αρκετό.
- Εξαρτήματα σωλήνων PVC και εύκαμπτοι σωλήνες. Με τη βοήθειά τους, θα δημιουργηθεί ένα σύστημα κυκλοφορίας θερμαινόμενου νερού και η παροχή του στον καταναλωτή.
- Προφίλ πλαισίου για φύλλα γυψοσανίδας και πολυστυρολίου. Είναι απαραίτητα για τη δημιουργία προστατευτικού περιβλήματος σε παθητικό σύστημα ηλιακής θέρμανσης.
Οι κηρήθρες πρέπει να τοποθετούνται οριζόντια για καλύτερη θέρμανση του νερού. Στη συνέχεια, οι διαμήκεις τομές γίνονται στους σωλήνες PVC. Το θερμαινόμενο νερό θα ρέει από ένα πολυανθρακικό φύλλο. Στις ληφθείσες ενότητες, εγκαθίσταται ένα φύλλο. Δεν πρέπει να μπει στο σωλήνα μέχρι να σταματήσει.
Χρησιμοποιώντας ένα πιστόλι θερμότητας, οι αρμοί είναι μονωμένοι. Χωρίς αυτό το εργαλείο, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα διαρροών στη θέρμανση και την παροχή ζεστού νερού χρήσης από τον ηλιακό συλλέκτη. Πριν από την εγκατάσταση στο πλαίσιο, είναι επιτακτική η διενέργεια δοκιμής διαρροής της δομής. Για να γίνει αυτό, πρέπει να γεμίσει με νερό και να ελέγξει οπτικά για διαρροές.
Για την κατασκευή του σκελετού, απαιτούνται γαλβανισμένα προφίλ για γυψοσανίδες. Θα εκτελούν προστατευτικές λειτουργίες παρόμοιες με την περίπτωση ενός ηλιακού καλοριφέρ για θέρμανση του εξοχικού σπιτιού. Ένα στρώμα μόνωσης εγκαθίσταται κάτω από το φύλλο πολυανθρακικού, και στη συνέχεια ξαπλώνεται ένας ηλιακός συλλέκτης από μόνος του. Για πιο αποδοτική θέρμανση, συνιστάται το φύλλο να είναι βαμμένο μαύρο.
Κατά τον υπολογισμό του ηλιακού συλλέκτη για παροχή θερμότητας, λαμβάνεται υπόψη η θέση του ήλιου σε ένα ορισμένο σημείο της ημέρας. Η μεγαλύτερη απόδοση επιτυγχάνεται όταν η γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων είναι αυστηρά κάθετη προς την επιφάνεια της κατασκευής.
Η καλύτερη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε βοηθητικά συστήματα ηλιακής θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας. Για βέλτιστη απόδοση, συνιστάται να εγκαταστήσετε μια θερμική μπαταρία. Το νερό σε αυτό θα θερμανθεί από τον συλλέκτη κατά τη διάρκεια της ημέρας, και στο σκοτάδι η συσσωρευμένη θερμική ενέργεια θα μεταφερθεί στο κύριο ψυκτικό του συστήματος.
Το βίντεο δείχνει ένα παράδειγμα κατασκευής ενός ηλιακού συλλέκτη από σωλήνες πολυμερούς:
