Sistemes de calefacció solars: anàlisi de la tecnologia de calefacció basada en sistemes solars

La qüestió de trobar fonts de calor alternatives és cada cop més rellevant. Això es facilita augmentant els preus del gas, del carbó i del petroli. Una zona molt prometedora són els sistemes de calefacció solars que poden escalfar efectivament una habitació durant molts anys.

Estàs pensant a organitzar un sistema solar, però hi ha dubtes i preguntes? T’ajudarem a esbrinar quan és recomanable utilitzar l’energia del sol per escalfar i descriure les possibles opcions per organitzar la calefacció. A més, oferirem instruccions per a la fabricació de sistemes solars casolans (col·lectors plans i tubulars).

L’energia solar: una font alternativa de calor

La idea d’utilitzar energia solar per a la calefacció no és nova. D'altra banda, els nord-americans, xinesos, espanyols, israelians i japonesos han demostrat l'adequació del seu ús.

El mercat està ple d’ofertes de diverses plantes de conversió d’energia solar i el seu ús addicional per a les necessitats de la llar.

Els heliosistemes s’utilitzen activament com a principal font de calor a molts països del món. A les nostres latituds, encara s’utilitza com a complement del sistema de calefacció.

El cost dels sistemes depèn del seu tipus, àrea, material utilitzat en la fabricació. D'any en any hi ha una constant tendència a la baixa dels preus per a tot tipus d'instal·lacions solars: sistemes solars.

Això els fa més accessibles al gran públic. Això només no tothom està preparat per realitzar una compra com aquesta.

Però, si es vol, es pot crear un sistema de calefacció solar eficaç amb les vostres pròpies mans, gastant molt menys diners.

Un sistema familiar de calefacció que compleix perfectament les seves funcions durant molts anys és cada cop més car. La raó d'això és l'augment global del preu dels recursos energètics a tot el món. El desig natural del propietari és estalviar en la calefacció, que suposa una part important del pressupost familiar.

De manera que el sistema de calefacció solar pot substituir completament el combustible sòlid, gas o qualsevol altre. Tot depèn del tipus i mida de l'habitació on s'utilitzarà.

Una opció adequada per a un graner no és adequada per a un edifici residencial i un sistema que satisfà les necessitats d'una casa d'estiu no pot fer front a la calefacció d'una mansió de 2 plantes.

De vegades és problemàtic la substitució completa de la calefacció solar tradicional. El propietari tem que el sistema no pugui fer front o que no hi hagi un espai físic suficient per instal·lar el nombre de panells requerit.

Per tant, solen utilitzar un sistema de calefacció combinat, sense renunciar completament a equips de gas (elèctrics o d’altres) instal·lats. El nivell de substitució de la calefacció solar convencional pot arribar al 90%.

Així mateix, és important el nombre anual de dies assolellats de la zona en què es troba la llar. A més, la temperatura mitjana diària no és tan important. Moltes instal·lacions absorbeixen eficaçment la llum durant els dies de gelades a l’hivern (col·lectors solars utilitzant anticongelant com a refrigerant).

A més de calefacció, una instal·lació solar és capaç de proporcionar aigua càlida i electricitat.

On la instal·lació solar serà més eficaç

En el tema de la substitució de la calefacció per instal·lació solar, s’han de tenir en compte diversos factors que afecten la seva efectivitat.

En primer lloc, cal triar el correcte tipus de sistema solar. En aquest tema, cal tenir en compte la zona de la sala i la seva finalitat. Molt sovint es tracta d’una casa privada en la qual viuen una família de 4-5 persones.

En segon lloccalcular acuradament la demanda de calor en funció del consum màxim de la temporada de fred. Compareu aquests nombres amb la quantitat d’energia generada d’1 km quadrats. m d’instal·lació solar. Resta calcular l’àrea de l’estructura solar que pot fer front a la calefacció d’una determinada habitació.

El valor resultant serà el factor principal per determinar la ubicació del sistema. Normalment, els propietaris prefereixen utilitzar el sostre o la paret de la casa. Rarament utilitzeu la zona de la casa o la teulada del garatge. De vegades construeixen estands especials per a la instal·lació.

La construcció d’estands especials per a la instal·lació de sistemes solars permet situar-los el més convenient possible al territori adjacent

És important que res interfereixi amb la lliure penetració de la llum del sol en una superfície que absorbeixi la llum. Cal triar un mur sud, sud-est o sud-oest o una part del sostre.

Després d'haver decidit on es col·locaran les plaques solars, es durà a terme una preparació prèvia de l'habitatge:

• Allibereu espai. Talleu les plantacions addicionals si hi interfereixen.
• Enforteix el sostre. Aquí no us heu d’oblidar del pes que tindrà el disseny proposat.
• Aïllar a més l’edifici. Al cap i a la fi, no té sentit escalfar el carrer.

En tercer lloc, cal resoldre la pregunta: comprar o construir un sistema de calefacció tu mateix.Tot depèn de les capacitats financeres i del desig de dedicar temps a la fabricació de l'estructura.

Després d’haver triat la segona opció, heu d’entendre el principi de funcionament del sistema desitjat per poder muntar-ho tot correctament.

Possibles opcions de calefacció solar

Les opcions per construir un sistema de calefacció solar depenen completament dels desitjos del propietari de la llar:

• L’ús de productes de fàbrica. Compra de col·leccionistes preparats amb autoinstal·lació i instal·lació.
• La construcció d’un projecte pilot. Cal verificar l'efecte de l'ús del sistema per a una major producció de càlculs precisos.
• Autocompletar un cicle complet de treball. Càlcul, disseny, construcció "des de zero" del sistema solar, la seva instal·lació.

Opció número 1. Implica escollir la ubicació adequada per a instal·lacions solars, ja que l'eficàcia del seu ús dependrà. La instal·lació també requerirà d’habilitats especials.

No caldrà calcular el nombre de panells, sinó que n’hi haureu de dir tots els vostres desitjos al proveïdor d’equips. Encara caldrà respondre a les preguntes aclaridores dels responsables: tot, la selecció del nombre òptim de panells (col·leccionistes) es produirà sense cap dificultat.

Per instal·lar una instal·lació solar amb les teves pròpies mans al terrat, haureu de sol·licitar l'assistència d'almenys un assistent. No es pot fer front a aquest treball

Opció número 2 - construcció d’un projecte pilot. Serà la millor solució per als dubtes. Al cap i a la fi, la decisió final de substituir el sistema de calefacció és difícil de prendre de seguida. Construir un petit col·lector solar (aire o aigua) i posar-lo a prova "en acció" serà una experiència gratificant.

Després d’avaluar els costos reals de la fabricació, comparar-los amb el valor de mercat de sistemes similars i calcular els estalvis d’ús a la granja, serà fàcil prendre una decisió responsable.

Opció número 3 - l’elecció dels veritables mestres.

Per a un escalfament complet de la instal·lació, haureu de realitzar un gran treball:

• Calculeu l’àrea necessària del sistema solar.
• Determinar el lloc de la futura instal·lació, reforçar-lo.
• Aïllar addicionalment la llar.
• Compra tots els elements per a la construcció del sistema.
• Construir bateria solar.
• Instal·leu el sistema construït, centrant-vos en els requisits bàsics: l’angle d’inclinació respecte a la incidència de la llum solar.

No es pot fer una tasca fàcil fer un cicle complet de treballs del sistema, però el procés és extremadament emocionant. A més, s’estalvia una quantitat força substancial.

Escollint el tipus de calefacció amb energia solar, haureu de decidir si s’utilitzarà addicionalment per escalfar aigua i generar electricitat (feu clic per ampliar)

Tipus d'instal·lacions de conversió d'energia solar

Segons el principi de funcionament, es distingeixen dos tipus de dispositius que absorbeixen la llum solar:

• Bateries en convertidors fotoelèctrics. Representació de sistemes d’elements de semiconductor connectats en sèrie o en paral·lel. Subministren corrent per escalfar escalfadors domèstics.
• Col·lectors solars. Panells amb un sistema de tubs farcits de refrigerant: aire, barreja sense congelació o aigua. Subministren refrigerant amb calefacció solar al circuit de calefacció.

Considerem cada opció per separat.

Panells solars

La bateria solar converteix la llum absorbida en electricitat. Consta de cèl·lules solars (la majoria de vegades silici), capaces d’extreure immediatament el corrent elèctric directe de la radiació solar.

Aquesta instal·lació es pot utilitzar per assegurar l'operativitat dels equips de calefacció elèctrics. Ha d'estar connectat al sistema d'alimentació elèctrica de la llar.

L’eficiència de conversió de la radiació solar d’aquesta instal·lació és del 5% al ​​20%, segons el tipus de dispositiu de processament solar. Productivitat 1 m² bateria solar - 120 watts.

Cal calcular quants quadrats d’àrea es necessitaran per satisfer les necessitats d’una determinada llar, en funció de la mida de la llar, els requeriments de calor individuals i el nivell d’aïllament de les estructures.

El més convenient és tenir plafons solars al terrat de la casa, escollint per això la seva vessant sud

Per a la calefacció, les plaques solars s’utilitzen de manera més eficient a les regions del sud. El seu principal desavantatge és la disminució de l’eficàcia al capvespre i la temperatura tèrbola, una manca completa de rendiment a la nit.

Per fer una bateria solar amb les vostres pròpies mans, primer haureu de muntar el bastidor, soldar les cèl·lules solars, després col·locar amb cura tot i fer servir un segellant.

Per a la fabricació del marc s’utilitzen bengales de fusta, cantonades d’alumini. Tot depèn de la mida del muntatge i del lloc de la seva instal·lació. Les cèl·lules solars (hòsties de silici) són la part més exigible del disseny. Són monocristal·lines i policristallines. Els primers són una mica més cars, però la seva productivitat és un 5% superior.

Fer-los tu mateix és impossible. Els convertidors fotoelèctrics es compren millor amb conductors soldats.

S'han de col·locar a la base de tauler de fibra, després fixar-los en el bastidor, treure els fils dels elements i omplir tots els forats amb segellant. Deixeu que l’estructura s’assequi bé i cobreixi-la amb un vidre o tapa de plàstic transparent.

A continuació es descriuen els esquemes i mètodes d'instal·lació per connectar plaques solars aquest article.

Col·lectors solars

Una forma fonamentalment diferent de convertir la llum absorbida dels col·leccionistes. Al centre del seu treball es troba el refrigerant que passa per les canonades.

Segons el disseny, hi ha tres tipus principals de col·lectors que s’utilitzen més sovint per a la construcció d’un sistema de calefacció solar:

• Pis. Dissipador de calor: el seu amortidor està fabricat en xapa amb una superfície exterior ennegrita. Quan s'escalfa, transfereix energia al refrigerant del sistema de calefacció.
• El buit Col·leccionista sistema de tipus buit realitzada segons l’esquema de les termoses, degut a la qual la calor rebuda del sol és gairebé el doble de bona.
• Hubs El dispositiu està equipat amb una part de mirall còncau amb una àmplia superfície, centrant la llum solar en una petita zona de l'absoridor.

Els sistemes solars més comuns a la vida quotidiana estan equipats amb un sistema de tubs fet en forma d’elements connectats en paral·lel o una bobina. Els tubs s’omplen o bé amb aigua industrial, o bé amb una barreja d’aigua amb un líquid o aire no congelant.

Visualitzant les parts principals de la instal·lació solar, és més fàcil decidir on és millor organitzar aquests o aquells components (+)

Es pot utilitzar una instal·lació d’aire com a font addicional de calefacció. No pot proporcionar calor a la propietat total de la llar, independentment de la regió de la ubicació. La característica principal d’aquest tipus de sistema solar és l’aire, que actua com a refrigerant.

Els sistemes tubulars s'utilitzen força per escalfar tot l'any. L’anticongelació o una barreja d’antigel s’escalfa sota la llum solar, després passa pels tubs de transferència de calor interns, després s’envien al dipòsit d’emmagatzematge.

El moviment del fluid és estimulat per la bomba, gràcies al qual es mou del dipòsit al sistema de calefacció. El refrigerant escalfat desplaça la part refredada del líquid, que tornarà de nou al col·lector i s’escalfa.

El principi de funcionament d’un sistema solar pla es basa en la penetració de la llum solar al plafó on es troba l’amortitzador. Escalfa i irradia calor, que es transmet al fluid que circula pels tubs metàl·lics (la majoria de vegades, coure).

Què es pot construir pel vostre compte?

Podeu crear un sistema de calefacció solar mitjançant un col·lector d’aire amb les vostres mans. Està més ben situat al mur sud de l’edifici.

Com més gran sigui la superfície de l’habitació climatitzada, més gran ocuparà la superfície del col·leccionista, possiblement tota la paret de la casa. A més, aquest sistema solar es pot construir a les golfes.

Quan tingueu previst instal·lar un sistema de calefacció d’aire a les golfes, cal tenir cura de suportar el pes de la instal·lació (+)

Col·lector solar que escalfa la massa d’aire: realitza les seves funcions de calefacció a causa dels fluxos d’aire que passen dins del sistema. El refrigerant circula pel circuit, refredant-se, entra de nou al sistema. El flux d’aire es pot produir de forma natural o amb un ventilador.

Quant als materials per a la fabricació del col·lector d’aire, aquí podeu utilitzar diverses eines improvisades. No hi ha una sola regla.

Els artesans de la llar milloren aquest tipus de sistema solar, muntat a casa. Algú busca obtenir una opció més barata, sacrificant eficiència, mentre que d’altres, al contrari.

Després d'haver tractat els elements principals del col·lector d'aire, és més fàcil decidir el lloc de la seva instal·lació: sostre o paret (+)

Considereu els mètodes principals.

Característiques de la instal·lació d’un sistema solar tubular

El sistema solar de calefacció de tipus tubular es pot utilitzar en diverses regions. No depèn de la temperatura externa. El més important és que la instal·lació rebi la màxima quantitat de llum solar.

L’antigel que s’utilitza com a refrigerant no es congela a temperatures baixes. En dies clars d'hivern, la quantitat de llum solar supera la quantitat de llum que entra a l'estiu.

El col·lector solar tubular consisteix en un sistema de tubs de buit transparents interconnectats. Contenen una substància amb un punt d’ebullició baix. L’ebullició, s’evapora, trasllada la calor a la punta de coure i flueix cap avall, on tot es repeteix.

Els tubs de buit de vidre refractari s'omplen amb una substància que pot bullir a baixa temperatura (+)

Els tubs de buit absorbeixen fins a un 90% de tota la radiació solar (visible i infraroja). L’energia solar, convertida en calor, es subministra al refrigerant.Transfereix aquesta energia més a través del sistema - a l'intercanviador de calor situat en un dipòsit especial d'emmagatzematge.

El moviment de refrigerant i aigua a través dels sistemes de calefacció es deu a les bombes. És important que el dipòsit tingui un bon aïllament tèrmic. Per regla general, hi ha dos bescanviadors de calor: un està connectat a un escalfador addicional, el segon a col·lectors.

A les llars amb aquest tipus d'instal·lació solar, és beneficiós connectar addicionalment un sistema de calefacció per terra radiant. Això permet escalfar de manera més eficient l’edifici.

Pel que fa a la instal·lació de col·lectors tubulars, es pot instal·lar pel seu compte. L’únic que cal tenir en compte és l’angle de treball: ha de ser com a mínim de 20 °.

Es col·loca un col·lector solar tubular al terrat, escollint la direcció més assolellada. És important que no hi hagi pujades altes a prop que impedeixin el lliure pas de la llum solar.

No funcionarà per construir una instal·lació de buit amb les vostres pròpies mans: és impossible fer tubs de buit a casa. Això ho fa mitjançant fàbriques especialitzades en la producció de sistemes solars al buit.

Instal·lació solar plana

Sovint s’utilitza un col·lector solar pla per escalfar.

Per a la seva construcció necessitareu:

• armari metàl·lic;
• fons fort;
• capa d'aïllament tèrmic;
• capa d’absorbidor negre (adsorbidor);
• tapa transparent - plàstic, vidre;
• tubs fluids (coure, alumini).

El disseny ha d’estar equipat amb broquets d’entrada i sortida i una bomba per a una circulació eficient del fluid.

Podeu muntar una instal·lació solar plana amb les vostres pròpies mans. Per fer-ho, utilitzeu sovint mitjans improvisats, escollint materials més barats com a analògics (+)

Podeu instal·lar un col·lector pla en qualsevol angle, un requisit previ és netejar de la neu i la pols. És especialment bo per a climes càlids.

A la temporada de fred, s’observa una baixa eficiència i una gran pèrdua de calor. La qual cosa posa en dubte l’ús d’aquest sistema solar només per a un escalfament adequat. Utilitzarà de manera òptima una instal·lació solar plana junt amb un tipus de calefacció de gas, elèctric o de combustible sòlid.

T’oferim llegir articles sobre el muntatge casolà de sistemes de calefacció solar:

1. Com fer un col·lector solar per escalfar bricolatge - guia pas a pas
2. Com fer una bateria solar amb les teves pròpies mans: mètodes de muntatge i instal·lació d’un panell solar

Una vegada més sobre l’expediència

Utilitzar energia solar en lloc de l’energia habitual per escalfar és beneficiós. En funció del tipus de sistema solar seleccionat, l’estalvi en el consum de calor pagada pot arribar fins al 100%.

Una opció per a una substitució completa del sistema de calefacció és l’ús de col·lectors amb tubs de buit. Aquest és un projecte bastant car en la fase inicial. En el futur, pot garantir una independència energètica completa, havent-se pagat per si mateix en 6-8 anys.

L’enginy dels amos de casa no coneix límits: es pot adaptar una mànega regular com a laberint per a la circulació de líquids a l’interior del col·lector.

Vida de servei solar fins a 25 anys. Necessiten poc manteniment: neteja periòdica de superfícies de neu, pols, runes. Quant a la reparació, es pot dur a terme pel seu compte. Un inconvenient important és que els col·lectors plans i les plaques solars tenen "por" dels huracans.

Aquesta calefacció és segura per als residents de la llar i el medi ambient. És completament gratuït i no depèn del tipus de canvi, dels preus de l’energia.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El vídeo demostrarà el procés de construcció d’una bateria solar amb les vostres pròpies mans:

Ajuda visual per a la construcció d’un sistema de calefacció d’aire:

Tecnologia de fabricació de bricolatge d'una instal·lació solar plana:

Les instal·lacions solars o sistemes de calefacció solars s’han demostrat a tot el món. Permeten obtenir calor de forma gratuïta, reduint del 30% el cost de pagar les factures de serveis públics per a la calefacció.

És possible substituir l’energia per energia solar del vostre sistema de calefacció. Un altre avantatge important és que podeu muntar una instal·lació solar amb les vostres pròpies mans.

Teniu coneixements pràctics per muntar o operar sistemes de calefacció solars? Comparteix els teus coneixements, fes preguntes sobre el tema i participa en debats. El formulari de comentaris es troba a sota.