Quanto è appropriato utilizzare fonti alternative di energia termica per organizzare il riscaldamento? Attualmente sono diffusi due tipi di fornitura di calore: i sistemi geotermici e solari. Quest'ultimo è il più popolare. Come realizzare il riscaldamento solare a casa con le tue mani: collettori, batterie e schemi elettrici?
Uso di energia solare per l'apporto di calore
Uno dei principi determinanti per la costruzione di qualsiasi sistema di riscaldamento è la convenienza. Coloro. tutti gli investimenti devono pagare in un determinato periodo di tempo. A questo proposito, il riscaldamento di una casa con energia solare è l'investimento più efficiente e economicamente redditizio.
L'energia solare è essenzialmente una fonte gratuita di calore. Può essere utilizzato in diversi modi: per equipaggiare un sistema di riscaldamento o per realizzare un sistema di approvvigionamento di acqua calda autonomo. Se studi attentamente le recensioni sul riscaldamento da pannelli solari, puoi identificare una relazione interessante. Maggiore è il riscaldamento realizzato professionalmente (collettori di fabbrica, riscaldamento aggiuntivo, controllo elettronico), maggiore è l'efficienza dell'approvvigionamento di calore.
Quali metodi possono trasformare l'energia solare in calore?
- Riscaldatore solare - come uno dei modi per produrre energia elettrica. La radiazione agisce sulla matrice delle fotocellule del resistore, causando tensione nel circuito. In futuro, questa corrente può essere utilizzata per il collegamento ad apparecchi di riscaldamento;
- Riscaldamento moderno di una casa privata collettori solari. In questo caso, c'è un trasferimento diretto di energia termica dalla radiazione solare al liquido di raffreddamento. Quest'ultimo si trova in un sistema di tubazioni situato in un involucro sigillato speciale.
Il più efficace è il riscaldamento solare in quest'ultimo modo. Pertanto, è possibile evitare un'ulteriore conversione di energia. Il sole influenzerà direttamente il liquido di raffreddamento, aumentandone la temperatura. Tuttavia, l'autoriscaldamento con energia solare mediante batterie elettriche è più versatile, poiché l'elettricità può essere utilizzata per far funzionare altri apparecchi elettrici in casa. La scelta è determinata dal budget e dalla capacità del sistema richiesta.
Durante l'installazione della batteria solare, è necessario osservare un certo angolo di inclinazione. A seconda della stagione, dovrebbe essere di 30 ° (estate) e 70 ° (inverno).
La rilevanza dell'organizzazione del sistema solare
Prima di acquistare o realizzare il convertitore da soli, dovresti scoprire se il riscaldamento di una casa privata con pannelli solari sarà abbastanza efficace. Per questo, è necessario condurre un'analisi dettagliata di tutti i fattori che influenzano l'efficienza del sistema futuro.
Per cominciare, viene determinato l'indicatore di insolazione solare. Questa è la quantità di energia solare che cade sulla superficie della terra in una particolare regione. Il grado di riscaldamento del liquido di raffreddamento o la quantità di corrente generata dipenderanno da questo. I radiatori solari per il riscaldamento domestico dovrebbero funzionare idealmente indipendentemente dalla stagione. Tuttavia, in realtà, questo è tutt'altro che il caso.
Inoltre, un sistema di riscaldamento solare passivo può cambiare la sua efficienza operativa a causa dell'angolazione del pannello.Dipende dalla stagione. Per determinare l'energia teoricamente possibile, è possibile utilizzare i dati della tabella.
Già sulla base di questi dati, è possibile calcolare il collettore solare per il riscaldamento, tenendo conto delle sue caratteristiche tecniche e operative. Ma oltre a questo, dovrebbero essere considerati i seguenti fattori:
- Posizione della casa. Gli oggetti naturali o artificiali non dovrebbero impedire la caduta dei raggi del sole: montagne, case alte, foreste alte, ecc.
- Luogo da installare. Il riscaldamento solare combinato richiederà un ampio spazio - da 2 a 10 m². Molto spesso, il tetto della casa viene utilizzato per questo. Inoltre, deve essere adattato per l'installazione di collettori o pannelli solari;
- Potenza termica richiesta. Spesso, i sistemi di riscaldamento solare di una casa privata sono utilizzati come ausiliari.
Solo dopo questa analisi possiamo iniziare a scegliere uno schema di riscaldamento alternativo specifico per la casa. Le perdite di calore in casa vengono calcolate preliminarmente, viene determinata la modalità termica ottimale di riscaldamento. Se il collettore solare nel sistema di riscaldamento è ausiliario, lo stesso indicatore del sistema di alimentazione di calore principale viene aggiunto alla sua potenza nominale.
Durante il calcolo, è necessario considerare la massa dell'attrezzatura. La superficie del tetto deve resistere a questo carico.
Pannelli solari per riscaldamento
Spesso si verifica confusione: i collettori solari sono anche chiamati batterie. Ma in pratica, il primo tipo di attrezzatura viene spesso utilizzato per organizzare il riscaldamento della casa con energia solare.
Il principio del riscaldamento di una casa privata con pannelli solari è di convertire l'energia termica in energia elettrica. Per questo, i seguenti componenti sono forniti nella progettazione del pannello:
- fotocellule. Quando la luce solare entra in loro, si verifica la formazione della cosiddetta fotocorrente;
- Custodia protettiva trasparente. Previene i danni alle fotocellule;
- Convertitori di corrente elettrica - inverter, trasformatori, batterie, ecc.
Coloro. In effetti, una batteria a riscaldamento solare è un ottimo caricabatterie. Innanzitutto, è progettato per produrre energia elettrica a basso costo. Il suo utilizzo come uno degli elementi riscaldanti è poco pratico. Per il riscaldamento di una casa di 60 m² con un normale tasso di isolamento, saranno richiesti 6 kW di energia termica all'ora. Una batteria di riscaldamento solare standard che misura 284 * 254 mm ha una potenza specifica di 5 W / h. Coloro. Per garantire l'apporto di calore, è richiesta una copertura della batteria di 82 m².
Come si può vedere dai calcoli, questo è più che poco pratico. Ecco perché preferiscono realizzare un collettore solare per il proprio riscaldamento o acquistare le impostazioni di fabbrica.
Invece di riscaldare una casa privata con pannelli solari, possono essere utilizzati come fonte di elettricità a basso costo per elettrodomestici a basso consumo.
Scegli un collettore solare
Per un efficiente funzionamento del riscaldamento con energia solare, si consiglia l'installazione di collettori. Rappresentano un sistema di condotte attraverso cui scorre il liquido di raffreddamento. Per la protezione e una migliore focalizzazione dell'energia solare, il design è protetto da un pannello di vetro trasparente.
Per aumentare il funzionamento efficace dell'attrezzatura, è possibile utilizzare vari tipi di refrigerante, che non modificheranno le loro proprietà sotto l'influenza di temperature negative. Questo è importante per le regioni con inverni freddi. Inoltre, è necessario analizzare attentamente le offerte sul mercato e scegliere il design ottimale.
Attualmente, i produttori offrono diversi modi per organizzare il riscaldamento di una casa privata da parte dei collettori solari:
- Collettore sottovuoto. L'opzione migliore per l'organizzazione di un sistema di riscaldamento solare passivo. Sono caratterizzati da un'assenza quasi completa di perdita di calore;
- Collezionista piatto. Un'opzione economica per il riscaldamento solare. Sono un sistema di tubi protetti da un materiale trasparente. Più spesso usato per l'acqua calda in estate. L'applicazione per il riscaldamento solare combinato richiede di tenere conto del programma della temperatura in inverno e di un'attenta scelta del liquido di raffreddamento.
La scelta è ampiamente determinata da calcoli preliminari: la potenza e la frequenza richieste per la fornitura di calore. Come opzione economica, puoi considerare la possibilità di autoproduzione di collettori piani per il riscaldamento con energia solare con le tue mani.
Quando si sceglie uno schema elettrico, è necessario prendere in considerazione l'area della struttura. Avrà un certo indicatore di windage.
Collettori sottovuoto per riscaldamento
Uno dei problemi di funzionamento dei radiatori solari per il riscaldamento di una casa è una grande perdita di calore. Sono dovuti alle peculiarità del funzionamento: il pannello deve essere posizionato all'esterno della stanza riscaldata per assorbire l'energia solare. Per risolvere questo problema, è stato sviluppato un collettore solare sottovuoto per il sistema di riscaldamento.
Il design dei collettori del vuoto è costituito da un involucro esterno e un sistema interno di tubi di vetro. Per un migliore isolamento, le tubazioni sono separate dall'ambiente esterno da uno strato di vuoto con aria di scarico. In effetti, l'intera installazione è un grande thermos trasparente.
Le specifiche del collettore solare sottovuoto nell'impianto di riscaldamento sono le seguenti:
- L'uso di un fluido speciale con una bassa soglia di ebollizione come liquido di raffreddamento. In questo caso, un trasferimento più efficiente di energia termica attraverso lo scambiatore di calore al mezzo di riscaldamento principale - acqua;
- Applicazione di uno speciale rivestimento sulla superficie interna che aumenta la capacità di assorbimento dell'energia solare termica;
- Indipendenza del lavoro dalla temperatura dell'aria esterna.
Per il normale funzionamento del sistema, è necessario garantire un isolamento termico affidabile dello scambiatore di calore. Dovresti anche isolare la tubazione in luoghi che passano attraverso stanze non riscaldate: una soffitta, una torta sul tetto. Per calcolare il collettore solare per il riscaldamento, è possibile utilizzare schemi standard. Ma bisogna tenere presente che il suo funzionamento sarà inefficace quando la temperatura del liquido di raffreddamento nel circuito diminuisce a + 22 ° C.
In inverno, è necessario pulire la superficie del collettore dal cappello da neve. Pertanto, è necessario pensare in anticipo a un modo per realizzare questo evento.
Collettori solari piani per riscaldamento
Per creare un sistema di riscaldamento solare per una casa privata con costi minimi, i collettori piani sono spesso installati. Differiscono dal vuoto in un design semplificato. Tuttavia, ciò aumenta i requisiti per il loro funzionamento.
Il collettore piano ha anche un sistema di tubazioni interno. Tuttavia, è realizzato con tubi in rame o polimero. Per protezione viene utilizzato il policarbonato o il vetro temperato. La superficie interna è isolata con un riscaldatore: lana minerale o polistirolo. Sotto l'influenza della luce solare, i tubi si riscaldano e, di conseguenza, la temperatura del liquido di raffreddamento aumenta.
Per un collettore solare piano nel sistema di riscaldamento, ci sono rigorose restrizioni operative:
- Solo un antigelo può essere utilizzato come vettore di calore. Altrimenti, si verificherà il congelamento dell'acqua e la distruzione della conduttura;
- Per una migliore circolazione durante il trasferimento di calore, è necessaria l'installazione di una pompa;
- A temperature inferiori a -10 ° C, l'efficienza del sistema diminuisce in modo significativo.
A causa di quest'ultimo fattore, non è consigliabile organizzare il riscaldamento della casa con energia solare utilizzando collettori piani in regioni con basse temperature in inverno. Pertanto, molto spesso creano un collettore solare piatto per il riscaldamento fai-da-te per l'approvvigionamento di acqua calda in estate, primavera o autunno.
Gli esperti raccomandano di fornire energia termica utilizzando l'energia solare basata su collettori piatti solo nelle regioni meridionali del paese con inverni relativamente caldi.
Collezionista fai-da-te
Va notato subito che un collettore con le proprie mani non funzionerà per garantire il riscaldamento solare. Per fare ciò, utilizzare il design di produzione della struttura del vuoto sopra discusso. Ma a casa è quasi impossibile farlo a causa della mancanza di attrezzature e forniture necessarie. Pertanto, consideriamo uno dei metodi più semplici per la produzione di una batteria di riscaldamento solare per l'approvvigionamento di acqua calda.
Per la produzione, saranno richiesti i seguenti materiali di consumo:
- Lastra in policarbonato alveolare. Per l'approvvigionamento di acqua calda di una casa estiva o di una piccola casa con l'aiuto di un collettore solare per l'autoriscaldamento, sarà sufficiente un foglio di dimensioni 2 * 1 m;
- Raccordi per tubi in PVC e tubi flessibili. Con il loro aiuto, verrà realizzato un sistema di circolazione dell'acqua riscaldata e della sua fornitura al consumatore;
- Profilo del telaio per cartongesso e fogli di polistirolo. Sono necessari per creare un alloggiamento protettivo in un sistema di riscaldamento solare passivo.
I favi dovrebbero essere posizionati orizzontalmente per riscaldare meglio l'acqua. Quindi, le sezioni longitudinali sono realizzate nei tubi in PVC. L'acqua riscaldata scorrerà da una lastra di policarbonato. Nelle sezioni ottenute è installato un foglio. Non dovrebbe entrare nel tubo finché non si ferma.
Usando una pistola termica, i giunti sono isolati. Senza questo strumento, esiste un'alta probabilità di perdite nel riscaldamento e nella fornitura di acqua calda sanitaria da parte del collettore solare. Prima dell'installazione nel telaio, è indispensabile condurre una prova di tenuta della struttura. Per fare ciò, dovrebbe essere riempito con acqua e controllare visivamente la presenza di perdite.
Per la fabbricazione del telaio, saranno richiesti profili zincati per cartongesso. Eseguiranno funzioni di protezione simili al caso di un radiatore solare per il riscaldamento del cottage. Uno strato di isolamento è installato sotto il foglio di policarbonato, quindi un collettore solare fatto da solo si sdraia. Per un riscaldamento più efficiente, si consiglia di verniciare il foglio in nero.
Nel calcolare il collettore solare per l'apporto di calore, viene presa in considerazione la posizione del sole in un determinato punto della giornata. La massima efficienza si ottiene quando l'angolo di incidenza dei raggi è strettamente perpendicolare alla superficie della struttura.
L'opzione migliore è utilizzare i sistemi di riscaldamento solare di una casa privata come ausiliari. Per prestazioni ottimali, si consiglia di installare una batteria termica. L'acqua al suo interno verrà riscaldata dal collettore durante il giorno e al buio l'energia termica accumulata verrà trasferita al refrigerante principale nel sistema.
Il video mostra un esempio di produzione di un collettore solare da tubi polimerici:
