Solární topné systémy: analýza topné technologie založené na solárních systémech

Otázka hledání alternativních zdrojů tepla nabývá stále větší důležitosti. Tomu napomáhají rostoucí ceny plynu, uhlí, ropy. Velmi slibnou oblastí jsou solární topné systémy, které mohou efektivně vytápět místnost po mnoho let.

Přemýšlíte o uspořádání sluneční soustavy, ale existují pochybnosti a otázky? Pomůžeme vám zjistit, kdy je vhodné využít energii slunce k vytápění, a popsat možné možnosti organizace vytápění. Dále nabídneme pokyny pro výrobu domácích solárních systémů - ploché a trubkové kolektory.

Sluneční energie - alternativní zdroj tepla

Myšlenka využití sluneční energie pro vytápění není nová. Vhodnost jeho používání navíc prokázali Američané, Číňané, Španělové, Izraelci a Japonci.

Trh je plný nabídek různých zařízení na přeměnu sluneční energie a její další využití pro potřeby domácnosti.

Heliosystémy se aktivně používají jako hlavní zdroj tepla v mnoha zemích světa. V našich zeměpisných šířkách se stále používá jako doplněk k topnému systému.

Náklady na systémy závisí na jejich typu, ploše, materiálu použitém při výrobě. Meziročně dochází ke stálému sestupnému trendu cen u všech typů solárních zařízení - solárních systémů.

Díky tomu jsou dostupnější pro širokou veřejnost. To prostě není každý připraven na takový nákup.

Ale pokud si to přejete, můžete si vybudovat efektivní solární ohřev pomocí vlastních rukou a utratit výrazně méně peněz.

Známý topný systém, který po mnoho let dokonale plní své funkce, je stále dražší. Důvodem je celosvětový růst cen energetických zdrojů po celém světě. Vlastní touhou majitele je ušetřit na vytápění, které spotřebovává podstatnou část rodinného rozpočtu.

Solární topný systém tak může plně nahradit obvyklé pevné palivo, plyn nebo jakékoli jiné. Vše záleží na typu a velikosti místnosti, ve které bude použit.

Možnost vhodná pro sýpku není vhodná pro obytnou budovu a systém, který vyhovuje potřebám letního domu, se nedokáže vyrovnat s vytápěním dvoupatrového domu.

Úplná náhrada tradičního solárního vytápění je někdy problematická. Majitel se obává, že systém nemusí být schopen zvládnout, nebo není dostatek fyzického prostoru pro instalaci požadovaného počtu panelů.

Proto často používají kombinovaný topný systém, aniž by se zcela vzdali instalovaného plynového (elektrického nebo jiného) zařízení. Úroveň výměny konvenčního solárního vytápění může dosáhnout 90%.

Důležitý je také roční počet slunečných dnů v oblasti, ve které se nachází dům. Navíc průměrná denní teplota není tak důležitá. Mnoho instalací účinně absorbuje světlo v zimních mrazivých dnech (solární kolektory využívající jako chladicí kapalinu nemrznoucí kapalinu).

Kromě vytápění je solární zařízení schopno zajistit bydlení teplou vodou a elektřinou.

Kde bude solární instalace nejúčinnější

Při výměně vytápění solárním zařízením je třeba vzít v úvahu řadu faktorů ovlivňujících jeho účinnost.

Za prvé, musíte si vybrat právo druh sluneční soustavy. V této věci je třeba vzít v úvahu plochu místnosti a její účel. Nejčastěji se jedná o soukromý dům, ve kterém žije rodina 4-5 osob.

Za druhé, pečlivě vypočítat spotřebu tepla na základě maximální spotřeby v chladném období. Porovnejte tato čísla s množstvím vyrobené energie 1 km čtverečních. m solární instalace. Zbývá spočítat plochu solární struktury, která se dokáže vypořádat s vytápěním konkrétní místnosti.

Výsledná hodnota bude hlavním faktorem při určování umístění systému. Obvykle majitelé domů raději používají střechu nebo zeď domu. Zřídka používejte oblast domu nebo střechu garáže. Někdy staví speciální stojany pro instalaci.

Konstrukce speciálních stojanů pro instalaci solárních systémů umožňuje jejich co nejpohodlnější umístění na sousední území

Je důležité, aby nic nezasahovalo do volného pronikání slunečního světla na povrch absorbující světlo. Musíte si vybrat jižní, jihovýchodní nebo jihozápadní zeď nebo část střechy.

Po rozhodnutí o umístění solárních panelů bude provedena předběžná příprava obydlí:

• Uvolněte prostor. Omezte další plantáže, pokud se budou rušit.
• Posílit střechu. Zde nesmíte zapomenout na to, jak velkou váhu bude mít navrhovaný design.
• Dále izolovat budovu. Koneckonců, je zbytečné zahřívat ulici.

Zatřetí, je třeba vyřešit otázku: koupit nebo postavit topný systém sami.Vše záleží na finančních schopnostech a touze trávit čas výrobou konstrukce.

Po zvolení druhé možnosti musíte pochopit princip fungování požadovaného systému, abyste vše správně sestavili.

Možné možnosti solárního vytápění

Možnosti výstavby solárního vytápění jsou zcela závislé na přání majitele domácnosti:

• Použití výrobních produktů. Nákup hotových kolektorů s vlastní instalací a instalací.
• Stavba pilotního projektu. Je třeba ověřit účinek použití systému pro další výrobu přesných výpočtů.
• Samokončení celého pracovního cyklu. Výpočet, návrh, konstrukce "od nuly" sluneční soustavy, její instalace.

Možnost číslo 1. To znamená výběr správného umístění pro solární instalace, protože na tom bude záviset účinnost jejich použití. Instalace bude také vyžadovat speciální dovednosti.

Počet panelů nebude nutné spočítat - bude stačit vyjádřit všechna vaše přání dodavateli zařízení. Přesto bude nutné odpovědět na objasňující otázky manažerů - všechno, výběr optimálního počtu panelů (sběratelů) proběhne bez problémů.

Chcete-li nainstalovat solární instalaci s vlastními rukama na střeše, musíte si vyhledat podporu alespoň jednoho asistenta. S takovou prací se člověk nemůže vypořádat

Varianta číslo 2 - výstavba pilotního projektu. Bude to nejlepší řešení pro pochybovače. Koneckonců, konečné rozhodnutí o výměně topného systému je obtížné provést ihned. Vybudovat malý solární kolektor (vzduch nebo voda) a vyzkoušet ho „v akci“ bude obohacujícím zážitkem.

Po posouzení skutečných nákladů na výrobu, jejich porovnání s tržní hodnotou podobných systémů a výpočtu úspor z používání na farmě bude snadné učinit odpovědné rozhodnutí.

Varianta číslo 3 - výběr pravých mistrů.

Pro úplné vytápění zařízení budete muset provést ohromnou práci:

• Vypočítejte požadovanou plochu sluneční soustavy.
• Určete místo budoucí instalace, upevněte ji.
• Navíc izolovat domov.
• Kupte si všechny prvky pro konstrukci systému.
• Stavět solární baterie.
• Namontujte zkonstruovaný systém se zaměřením na základní požadavky - úhel sklonu vzhledem k dopadu slunečního záření.

Provedení celého cyklu práce na systému nelze nazvat snadným úkolem, ale tento proces je velmi vzrušující. Kromě toho šetří značné množství.

Při výběru typu vytápění pomocí sluneční energie byste se měli rozhodnout, zda bude dodatečně použito pro ohřev vody a výrobu elektřiny (klikněte pro zvětšení)

Typy zařízení pro přeměnu sluneční energie

V závislosti na principu činnosti se rozlišují dva typy zařízení, které absorbují sluneční světlo:

• Baterie na fotoelektrických měničích. Představují systémy polovodičových prvků zapojených do série nebo paralelně. Dodávají proud do domácích ohřívačů.
• Solární kolektory. Panely se systémem trubek naplněných chladivem: vzduch, nemrznoucí směs nebo voda. Dodávají do topného okruhu solárně vyhřívanou chladicí kapalinu.

Uvažujeme každou možnost zvlášť.

Solární panely

Solární baterie přeměňuje absorbované světlo na elektřinu. Skládá se ze solárních článků (nejčastěji křemíku), schopných okamžitě odebírat přímý elektrický proud ze slunečního záření.

Takové zařízení lze použít k zajištění funkčnosti elektrického topného zařízení. Musí být připojen k napájecímu systému domácnosti.

Účinnost přeměny slunečního záření z této instalace je od 5% do 20%, v závislosti na typu zařízení pro sluneční zpracování. Produktivita 1 m² solární baterie - 120 wattů.

Zbývá spočítat, kolik čtverců plochy bude potřeba k uspokojení potřeb konkrétní domácnosti, na základě velikosti domu, individuálních požadavků na teplo a úrovně izolace struktur.

Nejvhodnější je mít na střeše domu solární panely, které si vybírají svůj jižní svah

Pro vytápění jsou nejúčinnější solární panely v jižních oblastech. Jejich hlavní nevýhodou je snížení účinnosti za soumraku a zataženo, naprostý nedostatek výkonu v noci.

Chcete-li solární baterii vyrobit vlastními rukama, musíte nejprve sestavit rám, pájet solární články, poté pečlivě umístit vše a použít těsnicí prostředek.

K výrobě rámu byly použity dřevěné latě, hliníkové rohy. Vše záleží na velikosti sestavy a místě instalace. Solární články - křemíkové destičky - nejspotřebitelnější část návrhu. Jsou monokrystalické a polykrystalické. První z nich jsou o něco dražší, ale jejich produktivita je o 5% vyšší.

Dělat je sami je nemožné. Fotoelektrické převodníky se nejlépe kupují pomocí pájených vodičů.

Musí být umístěny na základnu dřevovláknité desky, poté upevněny v rámu, vyvedeny dráty z prvků a vyplnit všechny otvory těsnicí hmotou. Nechte strukturu dobře zaschnout a přikryjte ji skleněným nebo čirým plastovým víkem.

Instalační schémata a způsoby připojení solárních panelů jsou popsány v tento článek.

Solární kolektory

Zásadně odlišný způsob přeměny absorbovaného světla z kolektorů. Jádrem jejich práce je chladivo procházející potrubí.

V závislosti na konstrukci existují tři hlavní typy kolektorů, které se nejčastěji používají pro konstrukci solárního vytápění:

• Byt. Chladič - jejich absorbér je vyroben z plechu se zčernalým vnějším povrchem. Při zahřátí přenáší energii do chladicího média topného systému.
• Vakuum Sběratel vakuový typ systému vyrobené podle schématu termóz, díky čemuž je teplo přijaté ze slunce téměř dvakrát tak dobré.
• Náboje Zařízení je opatřeno konkávní zrcadlovou částí s velkou povrchovou plochou, zaostřující sluneční světlo na malou plochu absorbéru.

Nejběžnější solární systémy v každodenním životě jsou vybaveny trubkovým systémem vytvořeným ve formě paralelně spojených prvků nebo cívky. Trubky jsou naplněny buď průmyslovou vodou, nebo směsí vody s nemrznoucí kapalinou nebo vzduchem.

Vizualizací hlavních částí solární instalace je snazší rozhodnout, kde je nejlepší uspořádat tyto nebo tyto komponenty (+)

Jako další zdroj vytápění lze použít vzduchové zařízení. Nemůže plně zajistit vlastnictví domu teplem, bez ohledu na oblast jeho umístění. Hlavním rysem tohoto typu sluneční soustavy je vzduch, který působí jako chladivo.

Trubkové systémy se poměrně aktivně používají pro vytápění po celý rok. Směs nemrznoucí směsi nebo nemrznoucí směsi se zahřívá na slunci, poté prochází vnitřními zkumavkami pro přenos tepla a poté se posílá do skladovací nádrže.

Pohyb tekutiny je stimulován čerpadlem, díky kterému se pohybuje z nádrže do topného systému. Zahřátá chladicí kapalina vytlačí ochlazenou část kapaliny, která se opět vrátí do kolektoru a zahřeje se.

Princip činnosti plochého solárního systému je založen na pronikání slunečního světla do panelu, kde je umístěn absorbér tepla. Zahřívá se a vyzařuje teplo, které je přenášeno na tekutinu cirkulující kovovými trubkami (nejčastěji měď).

Co můžete stavět na vlastní pěst?

Solární topný systém můžete vytvořit pomocí vzduchového kolektoru vlastními rukama. Nejlépe je umístit na jižní stěnu budovy.

Čím větší je plocha vytápěné místnosti, tím větší je plocha, kterou bude kolektor zabírat - možná celá zeď domu. Také tento solární systém může být zabudován v podkroví.

Při plánování instalace systému vytápění vzduchu v podkroví je třeba dbát na podporu hmotnosti instalace (+)

Sluneční kolektor ohřívá vzduchovou hmotu - vykonává své funkce ohřevu v důsledku proudění vzduchu uvnitř systému. Chladivo cirkuluje okruhem a chlazení opět vstupuje do systému. K proudění vzduchu může dojít přirozeně nebo s ventilátorem.

Pokud jde o materiály pro výrobu vzduchového potrubí, zde můžete použít různé improvizované nástroje. Neexistuje jediné pravidlo.

Domácí řemeslníci vylepšují tento typ sluneční soustavy, sestavené doma. Někdo se snaží získat levnější variantu, zatímco obětuje účinnost, zatímco jiní - naopak.

Po řešení hlavních prvků vzduchového potrubí je jednodušší rozhodnout o místě jeho instalace - střecha nebo zeď (+)

Zvažte hlavní metody.

Vlastnosti instalace trubkového solárního systému

Trubkový solární systém pro vytápění lze použít v různých oblastech. Nezávisí na vnější teplotě. Hlavní věc je, že instalace dostává maximální množství slunečního světla.

Nemrznoucí směs používaná jako chladicí kapalina při nízkých teplotách nezamrzá. Za jasných zimních dnů množství slunečního světla přesahuje množství světla vstupujícího v létě.

Trubicový solární kolektor se skládá ze systému průhledných vakuových trubic propojených. Obsahují látku s nízkým bodem varu. Vaří se, vypařuje, přenáší své teplo na měděný hrot a teče dolů, kde se vše opakuje znovu.

Vakuové trubice ze žáruvzdorného skla jsou uvnitř naplněny látkou, která se může vařit při nízké teplotě (+)

Vakuové trubice absorbují až 90% veškerého slunečního záření (viditelné a infračervené). Do chladicího média se přivádí sluneční energie přeměněná na teplo.Tuto energii dále přenáší systém - do výměníku tepla umístěného ve speciální skladovací nádrži.

Pohyb chladicí kapaliny a vody topnými systémy je způsoben čerpadly. Je důležité, aby nádrž měla dobrou tepelnou izolaci. Zpravidla existují dva výměníky tepla: jeden je připojen k dalšímu ohřívači, druhý ke kolektorům.

V domácnostech s tímto typem solární instalace je výhodné dodatečně připojit systém podlahového vytápění. To vám umožní účinněji vytápět budovu.

Pokud jde o instalaci trubicových kolektorů, lze je instalovat samostatně. Jediné, co je třeba zvážit, je pracovní úhel - musí být nejméně 20 °.

Na střechu je umístěn trubkový solární kolektor, který volí nejslunnější směr. Je důležité, aby v blízkosti nebyly žádné výškové budovy, které by bránily volnému průchodu slunečního světla.

Budování vakuové instalace nebude fungovat vlastními silami - vakuové trubice není možné vyrobit doma. To se děje v továrnách specializujících se na výrobu vakuových solárních systémů.

Plochá solární instalace

Pro vytápění se často používá plochý solární kolektor.

K jeho výstavbě budete potřebovat:

• kovový rám;
• silné dno;
• tepelná izolační vrstva;
• černá absorpční vrstva (adsorbér);
• průhledný obal - plast, sklo;
• tekutinové trubky (měď, hliník).

Konstrukce musí být vybavena vstupními a výstupními tryskami a čerpadlem pro účinnou cirkulaci tekutin.

Plochou solární instalaci můžete sestavit vlastními rukama. Za tímto účelem často používejte improvizované prostředky a volte materiály jako analog levnější (+)

Plochý kolektor můžete instalovat v libovolném úhlu, předpokladem je čištění od sněhu a prachu. Je to zvláště dobré pro teplé podnebí.

V chladném období je pozorována nízká účinnost a vysoká tepelná ztráta. Což zpochybňuje použití tohoto solárního systému pouze pro správné topení. Optimálně bude používat ploché solární zařízení společně s topením na plyn, elektrické nebo pevné palivo.

Nabízíme vám k přečtení článků o domácí montáži solárních systémů:

1. Jak vyrobit solární kolektor pro vytápění pro kutily - průvodce krok za krokem
2. Jak vyrobit solární baterii vlastníma rukama: způsoby montáže a instalace solárního panelu

Ještě jednou o účelnosti

Pro sluneční vytápění je výhodné použít solární energii místo obvyklé energie. V závislosti na zvoleném typu sluneční soustavy mohou být úspory na spotřebě placeného tepla až 100%.

Možnost úplné výměny topného systému je použití rozdělovačů s vakuovými trubicemi. Jedná se o poměrně nákladný projekt v počáteční fázi. V budoucnu může zaručit úplnou energetickou nezávislost, protože za sebe zaplatil za 6-8 let.

Vynalézavost domácích mistrů nezná hranice - pravidelnou hadici lze upravit jako labyrint pro cirkulaci tekutiny uvnitř kolektoru

Sluneční životnost až 25 let. Vyžadují malou údržbu - pravidelné čištění povrchů od sněhu, prachu, zbytků. Pokud jde o opravu, lze ji provést samostatně. Významnou nevýhodou je, že ploché kolektory a solární panely se „bojí“ hurikánů.

Takové vytápění je bezpečné pro obyvatele domu a životní prostředí. Je zcela zdarma a nezávisí na směnném kurzu, cenách energií.

Závěry a užitečné video na toto téma

Video předvede proces konstrukce solární baterie rukama:

Vizuální pomůcka pro konstrukci vzduchového topného systému:

DIY výrobní technologie ploché solární instalace:

Solární instalace nebo solární topné systémy se osvědčily po celém světě. Umožňují získat teplo zdarma a snižují náklady na placení účtů za vytápění z 30%.

Ve vašem topném systému je možné zcela nahradit energii solární energií. Další významnou výhodou je, že solární zařízení můžete sestavit vlastními rukama.

Máte praktické zkušenosti s montáží nebo provozováním solárních systémů? Podělte se o své znalosti, klást otázky k tématu a účastnit se diskusí. Formulář komentáře je umístěn níže.