Hoe geschikt is het om alternatieve bronnen van thermische energie te gebruiken voor het organiseren van verwarming? Momenteel zijn twee soorten warmtetoevoer wijdverbreid: geothermische en zonnesystemen. Deze laatste is het populairst. Hoe maak je thuis zonneverwarming met je eigen handen: collectoren, batterijen en bedradingsschema's?
Gebruik van zonne-energie voor warmtetoevoer
Een van de bepalende principes voor het bouwen van elk verwarmingssysteem is doelmatigheid. Die. alle investeringen moeten binnen een bepaalde periode vruchten afwerpen. In dit opzicht is het verwarmen van een huis met zonne-energie de meest efficiënte en financieel winstgevende investering.
Zonne-energie is in wezen een gratis warmtebron. Het kan op verschillende manieren worden gebruikt - om een verwarmingssysteem uit te rusten of om een autonoom warmwatervoorzieningssysteem te maken. Als u de beoordelingen over verwarming door zonnepanelen zorgvuldig bestudeert, kunt u een interessante relatie identificeren. Hoe professioneler de verwarming is gemaakt (fabriekscollectoren, bijverwarming, elektronische regeling) - hoe hoger het rendement van de warmtetoevoer.
Welke methoden kunnen zonne-energie omzetten in warmte?
- Zonneboiler - als een van de manieren om elektrische energie op te wekken. De straling werkt in op de matrix van fotocellen met weerstand, wat resulteert in spanning in het circuit. In de toekomst kan deze stroom worden gebruikt om verbinding te maken met verwarmingsapparatuur;
- Moderne verwarming van een woonhuis zonnecollectoren. In dit geval is er een directe overdracht van thermische energie van zonnestraling naar het koelmiddel. Deze laatste bevindt zich in een leidingsysteem in een speciale afgesloten behuizing.
Op deze laatste manier is zonneverwarming het meest effectief. Zo kan extra energieomzetting worden vermeden. De zon heeft direct invloed op het koelmiddel en verhoogt de temperatuur. Zelfverwarming met zonne-energie met elektrische batterijen is echter veelzijdiger, omdat elektriciteit kan worden gebruikt om andere elektrische apparaten in huis te bedienen. De keuze wordt bepaald door het budget en de benodigde systeemcapaciteit.
Bij de installatie van de zonnebatterij moet een bepaalde hellingshoek in acht worden genomen. Afhankelijk van het seizoen moet het 30 ° (zomer) en 70 ° (winter) zijn.
De relevantie van de organisatie van het zonnestelsel
Voordat u de converter koopt of zelf maakt, moet u weten of het verwarmen van een privéwoning met zonnepanelen behoorlijk effectief zal zijn. Hiervoor is het nodig om een gedetailleerde analyse uit te voeren van alle factoren die de efficiëntie van het toekomstige systeem beïnvloeden.
Om te beginnen wordt de indicator van zonnestraling bepaald. Dit is de hoeveelheid zonne-energie die in een bepaalde regio op het aardoppervlak valt. De mate van verwarming van het koelmiddel of de hoeveelheid opgewekte stroom hangt hiervan af. Zonnestralers voor huisverwarming zouden idealiter ongeacht het seizoen moeten werken. Dit is echter niet altijd het geval.
Ook kan een passief zonneverwarmingssysteem het bedrijfsrendement veranderen vanwege de hoek van het paneel.Het hangt af van het seizoen. Om de theoretisch mogelijke energie te bepalen, kunt u de gegevens uit de tabel gebruiken.
Al op basis van deze gegevens is het mogelijk om de zonnecollector voor verwarming te berekenen, rekening houdend met de technische en operationele kenmerken. Maar daarnaast moeten de volgende factoren in overweging worden genomen:
- Locatie van het huis. Natuurlijke of kunstmatige objecten mogen de val van zonnestralen niet belemmeren - bergen, hoge huizen, hoge bossen, enz.
- Plaats om te installeren. Gecombineerde zonneverwarming heeft een grote ruimte nodig - van 2 tot 10 m². Meestal wordt hiervoor het dak van het huis gebruikt. Bovendien moet het aangepast zijn voor de installatie van collectoren of zonnepanelen;
- Warmteafgifte vereist. Vaak worden zonne-verwarmingssystemen van een privéwoning als hulp gebruikt.
Pas na deze analyse kunnen we beginnen met het kiezen van een specifiek alternatief verwarmingsschema voor het huis. Warmteverliezen in het huis worden vooraf berekend, de optimale thermische verwarmingsmodus wordt bepaald. Als de zonnecollector in het verwarmingssysteem hulp is, wordt dezelfde indicator van het hoofdverwarmingssysteem toegevoegd aan het nominale vermogen.
Bij het berekenen moet u rekening houden met de massa van apparatuur. Het dakoppervlak moet deze belasting weerstaan.
Zonnepanelen voor verwarming
Er ontstaat vaak verwarring - zonnecollectoren worden ook batterijen genoemd. Maar in de praktijk wordt het eerste type apparatuur meestal gebruikt om de verwarming van het huis met zonne-energie te organiseren.
Het principe van het verwarmen van een privéwoning met zonnepanelen is het omzetten van thermische energie in elektrische energie. Hiervoor zijn de volgende componenten voorzien in het paneelontwerp:
- Fotocellen. Als er zonlicht binnenkomt, ontstaat de vorming van de zogenaamde fotostroom;
- Beschermende transparante hoes. Voorkomt schade aan fotocellen;
- Elektrische stroomomvormers - omvormers, transformatoren, batterijen, etc.
Die. In feite is een zonneverwarmingsbatterij een geweldige oplader. Allereerst is het ontworpen om goedkope elektrische energie te produceren. Het gebruik ervan als een van de verwarmingselementen is onpraktisch. Voor het verwarmen van een huis van 60 m² met een normaal isolatietarief is 6 kW warmte-energie per uur nodig. Een standaard zonneboiler batterij van 284 * 254 mm heeft een specifiek vermogen van 5 W / h. Die. Om de warmtetoevoer te garanderen, is een batterijdekking van 82 m² vereist.
Zoals uit de berekeningen blijkt, is dit meer dan onpraktisch. Daarom maken ze liever een zonnecollector voor eigen verwarming of kopen ze fabrieksinstellingen af.
In plaats van een privéwoning met zonnepanelen te verwarmen, kunnen ze worden gebruikt als een bron van goedkope elektriciteit voor energiezuinige huishoudelijke apparaten.
Kies een zonnecollector
Voor een efficiënte verwarming met zonne-energie wordt de installatie van collectoren aanbevolen. Ze vertegenwoordigen een systeem van pijpleidingen waardoor het koelmiddel stroomt. Voor bescherming en een betere focussering van zonne-energie wordt het ontwerp beschermd door een transparant glazen paneel.
Om de effectieve werking van de apparatuur te verbeteren, kunnen er verschillende soorten koelvloeistof in worden gebruikt, die hun eigenschappen niet veranderen onder invloed van negatieve temperaturen. Dit is belangrijk voor regio's met koude winters. Bovendien is het noodzakelijk om de aanbiedingen op de markt zorgvuldig te analyseren en het optimale ontwerp te kiezen.
Momenteel bieden fabrikanten verschillende manieren aan om de verwarming van een privéwoning door zonnecollectoren te organiseren:
- Vacuümcollector. De beste optie voor het organiseren van een passief zonneverwarmingssysteem. Ze worden gekenmerkt door een vrijwel volledige afwezigheid van warmteverlies;
- Vlakke verzamelaar. Een voordelige optie voor zonneverwarming. Ze zijn een systeem van buizen beschermd door een transparant materiaal. Meestal in de zomer gebruikt voor warm water. Toepassing voor gecombineerde zonneverwarming vereist rekening houden met het temperatuurschema in de winter en een zorgvuldige keuze van koelvloeistof.
De keuze wordt grotendeels bepaald door voorlopige berekeningen - het vereiste vermogen en de frequentie van warmtetoevoer. Als een economische optie, kunt u de mogelijkheid overwegen om zelf vlakke collectoren te produceren voor verwarming met zonne-energie met uw eigen handen.
Bij het kiezen van een bedradingsschema moet rekening worden gehouden met het gebied van de constructie. Ze zal een bepaalde indicatie van wind hebben.
Vacuümverdeelstukken voor verwarming
Een van de problemen bij het bedienen van zonnestralers voor het verwarmen van een huis is een groot warmteverlies. Ze zijn te wijten aan de bijzonderheden van de werking - het paneel moet zich buiten de verwarmde ruimte bevinden om zonne-energie te absorberen. Om dit probleem op te lossen is er een vacuüm zonnecollector voor het verwarmingssysteem ontwikkeld.
Het ontwerp van de vacuümverdeelstukken bestaat uit een externe behuizing en een intern systeem van glazen buizen. Voor een betere isolatie zijn de pijpleidingen gescheiden van de externe omgeving door een vacuümlaag met afgevoerde lucht. In feite is de hele installatie een grote transparante thermoskan.
De specificaties van de vacuüm zonnecollector in het verwarmingssysteem zijn als volgt:
- Het gebruik van een speciale vloeistof met een lage kookdrempel als koelmiddel. In dit geval een efficiëntere overdracht van thermische energie door de warmtewisselaar naar het hoofdverwarmingsmedium - water;
- Aanbrengen van een speciale coating op het binnenoppervlak dat het absorptievermogen van thermische zonne-energie verhoogt;
- Onafhankelijkheid van werk van externe luchttemperatuur.
Voor de normale werking van het systeem is het noodzakelijk om een betrouwbare thermische isolatie van de warmtewisselaar te bieden. Je moet ook de pijpleiding isoleren op plaatsen die door onverwarmde kamers lopen - een zolder, een dakpan. Om de zonnecollector voor verwarming te berekenen, kunnen standaardschema's worden gebruikt. Maar er moet rekening mee worden gehouden dat de werking ervan niet effectief zal zijn wanneer de temperatuur van het koelmiddel in het circuit daalt tot + 22 ° C.
In de winter is het noodzakelijk om het oppervlak van de collector van de sneeuwkap te reinigen. Daarom moet u van tevoren nadenken over een manier om dit evenement uit te voeren.
Vlakke zonnecollectoren voor verwarming
Om met minimale kosten een zonneverwarmingssysteem voor een privéwoning te creëren, worden meestal vlakke collectoren geïnstalleerd. Ze verschillen van vacuüm in een vereenvoudigd ontwerp. Dit verhoogt echter de vereisten voor hun werking.
De platte opvangbak heeft ook een intern leidingsysteem. Het is echter gemaakt van koperen of polymeerbuizen. Ter bescherming wordt polycarbonaat of gehard glas gebruikt. Het binnenoppervlak is geïsoleerd met een verwarming - minerale wol of polystyreen. Onder invloed van zonlicht worden de buizen warm en stijgt daardoor de temperatuur van het koelmiddel.
Voor een vlakke zonnecollector in het verwarmingssysteem gelden strikte operationele beperkingen:
- Als warmtedrager kan alleen antivries worden gebruikt. Anders zal bevriezing van water en vernietiging van de pijpleiding optreden;
- Voor een betere circulatie tijdens warmteoverdracht is installatie van een pomp noodzakelijk;
- Bij temperaturen onder -10 ° C daalt het rendement van het systeem aanzienlijk.
Vanwege deze laatste factor wordt het niet aanbevolen om de verwarming van het huis met zonne-energie te organiseren met behulp van vlakke collectoren in gebieden met lage temperaturen in de winter. Daarom maken ze meestal een platte zonnecollector voor doe-het-zelfverwarming voor warmwatervoorziening in de zomer, lente of herfst.
Experts raden aan om alleen in de zuidelijke regio's van het land met relatief warme winters warmte te leveren met zonne-energie op basis van vlakke collectoren.
DIY verzamelaar
Er moet meteen worden opgemerkt dat een collector met zijn eigen handen niet zal werken om voor zonneverwarming te zorgen. Gebruik hiervoor het productieontwerp van de hierboven besproken vacuümstructuur. Maar thuis is het bijna onmogelijk om het te halen vanwege het gebrek aan benodigde apparatuur en benodigdheden. Daarom beschouwen we een van de eenvoudigste methoden voor het vervaardigen van een zonneverwarmingsbatterij voor warmwatervoorziening.
Voor productie zijn de volgende verbruiksartikelen vereist:
- Honingraat polycarbonaat blad. Voor de warmwatervoorziening van een tuinhuis of een klein huis met behulp van een zonnecollector voor zelfverwarming is een plaat van 2 * 1 m voldoende;
- PVC buisleidingen en flexibele slangen. Met hun hulp wordt een circulatiesysteem van verwarmd water en de levering ervan aan de consument gemaakt;
- Frame profiel voor gipsplaten en polystyreen platen. Ze zijn nodig om een beschermende behuizing te creëren in een passief zonnesysteem.
Honingraten moeten horizontaal worden geplaatst om het water beter te verwarmen. Vervolgens worden longitudinale secties gemaakt in de PVC-buizen. Er zal verwarmd water uit een polycarbonaatplaat stromen. In de verkregen secties is een blad geïnstalleerd. Hij mag pas in de buis gaan als deze stopt.
Met behulp van een warmtepistool worden de gewrichten geïsoleerd. Zonder dit gereedschap is er een grote kans op lekken in de verwarming en de warmwatervoorziening door de zonnecollector. Voor installatie in het frame is het absoluut noodzakelijk om een lektest van de constructie uit te voeren. Om dit te doen, moet het met water worden gevuld en visueel worden gecontroleerd op lekken.
Voor de fabricage van het frame zijn gegalvaniseerde profielen voor gipsplaat vereist. Ze zullen beschermende functies uitvoeren die vergelijkbaar zijn met die van een zonnestraler voor het verwarmen van het huisje. Onder de polycarbonaatplaat wordt een isolatielaag aangebracht, waarna een zelfgemaakte zonnecollector gaat liggen. Voor een efficiëntere verwarming wordt aanbevolen de plaat zwart te schilderen.
Bij het berekenen van de zonnecollector voor warmtetoevoer wordt rekening gehouden met de stand van de zon op een bepaald punt van de dag. Het grootste rendement wordt bereikt wanneer de invalshoek van de stralen strikt loodrecht op het oppervlak van de constructie staat.
De beste optie is om zonne-verwarmingssystemen van een privéwoning als hulp te gebruiken. Voor de beste prestaties wordt aanbevolen dat u een thermische batterij installeert. Het water daarin wordt overdag vanuit de collector verwarmd en in het donker wordt de geaccumuleerde thermische energie overgebracht naar het hoofdkoelmiddel in het systeem.
De video toont een voorbeeld van het maken van een zonnecollector uit polymeerbuizen:
