Cât de potrivit este să folosiți surse alternative de energie termică pentru organizarea încălzirii? În prezent, două tipuri de alimentare cu căldură sunt răspândite - sistemele geotermale și solare. Acesta din urmă este cel mai popular. Cum se face încălzirea solară acasă cu propriile mâini: colectoare, baterii și diagrame de cablare?
Utilizarea energiei solare pentru alimentarea cu căldură
Unul dintre principiile determinante pentru construirea oricărui sistem de încălzire este oportunitatea. Acestea. toate investițiile trebuie să plătească într-o anumită perioadă de timp. În acest sens, încălzirea unei case cu energie solară este cea mai eficientă și profitabilă din punct de vedere financiar.
Energia solară este în esență o sursă liberă de căldură. Poate fi utilizat în mai multe moduri - pentru a echipa un sistem de încălzire sau pentru a face un sistem autonom de alimentare cu apă caldă. Dacă studiați cu atenție recenziile despre încălzirea din panouri solare - puteți identifica o relație interesantă. Cu cât încălzirea este făcută mai mult profesional (colectoare din fabrică, încălzire suplimentară, control electronic) - cu atât este mai mare eficiența alimentării cu căldură.
Ce metode pot transforma energia solară în căldură?
- Incalzitor solar - ca unul dintre modurile de a produce energie electrică. Radiația acționează asupra matricei fotocelelor cu rezistență, rezultând tensiune în circuit. În viitor, acest curent poate fi utilizat pentru conectarea la aparatele de încălzire;
- Încălzire modernă a unei case private colectoare solare. În acest caz, există un transfer direct de energie termică de la radiațiile solare la lichidul de răcire. Acesta din urmă este situat într-un sistem de conducte situat într-o incintă sigilată specială.
Cel mai eficient este încălzirea solară în ultimul mod. Astfel, conversia suplimentară de energie poate fi evitată. Soarele va afecta direct lichidul de răcire, crescând temperatura. Cu toate acestea, autoîncălzirea cu energie solară folosind baterii electrice este mai versatilă, deoarece energia electrică poate fi utilizată pentru a acționa alte aparate electrice din casă. Alegerea este determinată de buget și de capacitatea de sistem necesară.
În timpul instalării bateriei solare, trebuie respectat un anumit unghi de înclinare. În funcție de anotimp, ar trebui să fie 30 ° (vara) și 70 ° (iarnă).
Relevanța organizării sistemului solar
Înainte de a cumpăra sau de a face singur convertorul, ar trebui să aflați dacă încălzirea unei case private cu panouri solare va fi destul de eficientă. Pentru aceasta, este necesar să se efectueze o analiză detaliată a tuturor factorilor care afectează eficiența sistemului viitor.
Pentru început, este determinat indicatorul de insolare solară. Aceasta este cantitatea de energie solară care se încadrează pe suprafața pământului într-o anumită regiune. Gradul de încălzire al lichidului de răcire sau cantitatea de curent generată vor depinde de acest lucru. Radiatoarele solare pentru încălzirea locuinței ar trebui să funcționeze în mod ideal indiferent de anotimp. Cu toate acestea, de fapt, acest lucru este departe de a fi întotdeauna cazul.
De asemenea, un sistem de încălzire solară pasivă își poate schimba eficiența de funcționare datorită unghiului panoului.Depinde de sezon. Pentru a determina energia teoretic posibilă, puteți utiliza datele din tabel.
Deja pe baza acestor date, este posibil să se calculeze colectorul solar pentru încălzire, ținând cont de caracteristicile sale tehnice și operaționale. În afară de aceasta, trebuie luați în considerare următorii factori:
- Locația casei. Obiectele naturale sau artificiale nu ar trebui să împiedice căderea razelor soarelui - munți, case înalte, pădure înaltă etc.
- Locul de instalare. Încălzirea solară combinată va necesita un spațiu mare - de la 2 până la 10 m². Cel mai adesea, acoperișul casei este folosit pentru acest lucru. Mai mult, trebuie adaptat pentru instalarea colectoarelor sau a panourilor solare;
- Puterea de căldură necesară. Adesea, sistemele de încălzire solară ale unei case private sunt folosite ca auxiliare.
Abia după această analiză putem începe să alegem o schemă alternativă de încălzire pentru casă. Pierderea de căldură în casă se calculează preliminar, se determină modul termic optim de încălzire. Dacă colectorul solar din sistemul de încălzire este auxiliar, la puterea nominală se adaugă același indicator al sistemului principal de alimentare cu căldură.
Atunci când calculați, trebuie să luați în considerare masa echipamentului. Suprafața acoperișului trebuie să reziste la această sarcină.
Panouri solare pentru încălzire
Confuzia apare adesea - colectoare solare sunt de asemenea numite baterii. Dar, în practică, primul tip de echipament este cel mai adesea folosit pentru a organiza încălzirea casei cu energie solară.
Principiul încălzirii unei case private cu panouri solare este transformarea energiei termice în energie electrică. Pentru aceasta, în proiectarea panoului sunt furnizate următoarele componente:
- fotocelule. Când lumina soarelui intră în ele, are loc formarea așa-numitului fotocurent;
- Carcasă transparentă de protecție. Previne deteriorarea fotocelelor;
- Convertoare de curent electric - invertoare, transformatoare, baterii etc.
Acestea. De fapt, o baterie de încălzire solară este un încărcător excelent. În primul rând, este proiectat pentru a produce energie electrică ieftină. Utilizarea sa ca unul dintre elementele de încălzire este practic. Pentru încălzirea unei case de 60 m² cu o rată normală de izolare, vor fi necesari 6 kW de energie termică pe oră. O baterie de încălzire solară standard, care măsoară 284 * 254 mm, are o putere specifică de 5 W / h. Acestea. Pentru a asigura alimentarea cu căldură, este necesară o acoperire a bateriei de 82 m².
După cum se poate observa din calcule, acest lucru este mai mult decât practic. De aceea, ei preferă să facă un colector solar pentru încălzirea proprie sau pentru a achiziționa setări din fabrică.
În loc să încălzească o casă privată cu panouri solare, acestea pot fi utilizate ca sursă de energie electrică ieftină pentru aparatele electrocasnice cu consum redus.
Alegeți un colector solar
Pentru o funcționare eficientă a încălzirii cu energie solară, se recomandă instalarea colectoarelor. Ele reprezintă un sistem de conducte prin care curge lichidul de răcire. Pentru o protecție și o mai bună focalizare a energiei solare, designul este protejat de un panou din sticlă transparent.
Pentru a crește funcționarea eficientă a echipamentului, în el pot fi utilizate diferite tipuri de lichid de răcire, care nu își vor modifica proprietățile sub influența temperaturilor negative. Acest lucru este important pentru regiunile cu ierni reci. În plus, este necesară analizarea cu atenție a ofertelor de pe piață și alegerea designului optim.
În prezent, producătorii oferă mai multe modalități de a organiza încălzirea unei case private de către colectorii solari:
- Colector de vid. Cea mai bună opțiune pentru organizarea unui sistem de încălzire solară pasivă. Se caracterizează printr-o absență aproape completă a pierderilor de căldură;
- Colector plat. O opțiune economică pentru încălzirea solară. Sunt un sistem de conducte protejate de un material transparent. Cel mai adesea folosit pentru apă caldă vara. Aplicația pentru încălzirea solară combinată necesită luarea în considerare a temperaturii în timpul iernii și o alegere atentă a lichidului de răcire.
Alegerea este determinată în mare măsură de calculele preliminare - puterea și frecvența necesară pentru furnizarea de căldură. Ca o opțiune economică, puteți lua în considerare posibilitatea producerii de sine a colectoarelor plate pentru încălzirea cu energie solară cu propriile mâini.
La alegerea unei diagrame de cablare trebuie să se țină seama de zona structurii. Ea va avea un anumit indicator de înfășurare.
Colectori de vid pentru încălzire
Una dintre problemele de funcționare a caloriferelor solare pentru încălzirea unei case este o pierdere mare de căldură. Acestea se datorează particularităților de funcționare - panoul trebuie să fie amplasat în afara camerei încălzite pentru a absorbi energia solară. Pentru a rezolva această problemă, a fost dezvoltat un colector solar pentru vid pentru sistemul de încălzire.
Proiectarea colectoarelor de vid constă dintr-o carcasă exterioară și un sistem intern de țevi de sticlă. Pentru o mai bună izolare, conductele sunt separate de mediul extern printr-un strat de vid cu aer evacuat. De fapt, întreaga instalație este un termos mare transparent.
Specificul colectorului solar de vid în sistemul de încălzire este următorul:
- Utilizarea unui lichid special cu un prag de fierbere scăzut ca agent de răcire. În acest caz, un transfer mai eficient de energie termică prin schimbătorul de căldură către mediul principal de încălzire - apa;
- Aplicarea unei acoperiri speciale pe suprafața interioară care crește capacitatea de absorbție a energiei solare termice;
- Independența muncii de temperatura aerului exterior.
Pentru funcționarea normală a sistemului, va fi necesară asigurarea unei izolații termice fiabile a schimbătorului de căldură. De asemenea, ar trebui să izolați conducta în locuri care trec prin încăperi neîncălzite - o mansardă, o plăcintă pentru acoperiș. Pentru a calcula colectorul solar pentru încălzire, se pot folosi scheme standard. Dar trebuie avut în vedere faptul că funcționarea acestuia va fi ineficientă atunci când temperatura lichidului de răcire din circuit va scădea la + 22 ° C.
Iarna, este necesar să curățați suprafața colectorului de capacul de zăpadă. Prin urmare, trebuie să vă gândiți în avans la un mod de a desfășura acest eveniment.
Colectoare solare plate pentru încălzire
Pentru a crea un sistem de încălzire solară pentru o casă privată cu costuri minime, colectoarele plate sunt cel mai adesea instalate. Acestea diferă de vid într-un design simplificat. Cu toate acestea, aceasta crește cerințele pentru funcționarea lor.
Colectorul plat are, de asemenea, un sistem intern de conducte. Cu toate acestea, este fabricat din țevi de cupru sau polimer. Pentru protecție se folosește policarbonat sau sticlă temperată. Suprafața internă este izolată cu un încălzitor - vată minerală sau polistiren. Sub influența luminii solare, tuburile se încălzesc și, ca urmare, temperatura lichidului de răcire crește.
Pentru un colector solar plat în sistemul de încălzire, există restricții operaționale stricte:
- Doar antigel poate fi utilizat ca purtător de căldură. În caz contrar, va avea loc înghețarea apei și distrugerea conductei;
- Pentru o mai bună circulație în timpul transferului de căldură, este necesară instalarea unei pompe;
- La temperaturi sub -10 ° C, eficiența sistemului scade semnificativ.
Datorită acestui ultim factor, nu este recomandată organizarea încălzirii casei cu energie solară folosind colectoare plate în regiuni cu temperaturi scăzute în timpul iernii. Prin urmare, cel mai adesea fac un colector solar pentru încălzirea propriu-zisă pentru furnizarea apei calde vara, primăvara sau toamna.
Experții recomandă realizarea alimentării cu căldură folosind energie solară bazată pe colectoare plate numai în regiunile de sud ale țării, cu ierni relativ calde.
Colector de bricolaj
Trebuie menționat imediat că un colector cu propriile mâini nu va funcționa pentru a asigura încălzirea solară. Pentru a face acest lucru, utilizați designul de producție al structurii de vid discutate mai sus. Dar acasă este aproape imposibil de realizat din cauza lipsei de echipamente și consumabile necesare. Prin urmare, considerăm una dintre cele mai simple metode de fabricare a unei baterii de încălzire solară pentru alimentarea cu apă caldă.
Pentru producție, vor fi necesare următoarele materiale consumabile:
- Foaie de policarbonat de fagure. Pentru alimentarea cu apă caldă a unei case de vară sau a unei case mici, cu ajutorul unui colector solar pentru autoîncălzire, va fi suficientă o foaie cu dimensiunea de 2 * 1 m;
- Fitinguri pentru țevi din PVC și furtunuri flexibile. Cu ajutorul lor, se va realiza un sistem de circulație a apei încălzite și furnizarea acesteia către consumator;
- Profil cadru pentru gips-carton și foi de polistiren. Sunt necesare pentru a crea o carcasă de protecție într-un sistem de încălzire solară pasivă.
Fagurii ar trebui să fie așezați orizontal pentru a încălzi mai bine apa. Apoi, se realizează secțiuni longitudinale în conductele din PVC. Apa încălzită va curge dintr-o foaie de policarbonat. În secțiunile obținute, este instalată o foaie. El nu trebuie să intre în conductă până nu se oprește.
Cu ajutorul unui pistol de căldură, îmbinările sunt izolate. Fără acest instrument, există o probabilitate ridicată de scurgeri în încălzirea și alimentarea cu apă caldă menajeră de către colectorul solar. Înainte de instalarea în cadru, este necesar să se efectueze un test de scurgere a structurii. Pentru a face acest lucru, ar trebui să fie umplut cu apă și să verifice vizual scurgeri.
Pentru fabricarea cadrului, vor fi necesare profile galvanizate pentru gips-carton. Aceștia vor îndeplini funcții de protecție similare cu cazul unui calorifer solar pentru încălzirea cabanei. Un strat de izolație este instalat sub foaia de policarbonat, apoi un colector solar realizat de unul singur. Pentru o încălzire mai eficientă, se recomandă ca foaia să fie vopsită în negru.
Atunci când se calculează colectorul solar pentru furnizarea de căldură, se ia în considerare poziția soarelui la un anumit moment al zilei. Cea mai mare eficiență se obține atunci când unghiul de incidență al razelor este strict perpendicular pe suprafața structurii.
Cea mai bună opțiune este utilizarea sistemelor de încălzire solară a unei case private ca auxiliare. Pentru cele mai bune performanțe, este recomandat să instalați o baterie termică. Apa din ea va fi încălzită din colector în timpul zilei, iar pe întuneric, energia termică acumulată va fi transferată către principalul purtător de căldură din sistem.
Videoclipul prezintă un exemplu de fabricație a unui colector solar din conducte de polimer:
