Sistemi di riscaldamento solare: analisi della tecnologia di riscaldamento basata su sistemi solari

La questione di trovare fonti alternative di calore sta diventando sempre più rilevante. Ciò è facilitato dall'aumento dei prezzi di gas, carbone, petrolio. Un'area molto promettente sono i sistemi di riscaldamento solare che possono riscaldare efficacemente una stanza per molti anni.

Stai pensando di organizzare un sistema solare, ma ci sono dubbi e domande? Ti aiuteremo a capire quando è consigliabile utilizzare l'energia del sole per il riscaldamento e descrivere le possibili opzioni per organizzare il riscaldamento. Inoltre, offriremo istruzioni per la produzione di sistemi solari fatti in casa - collettori piani e tubolari.

Energia solare - una fonte alternativa di calore

L'idea di utilizzare l'energia solare per il riscaldamento non è nuova. Inoltre, l'adeguatezza del suo uso è stata dimostrata da americani, cinesi, spagnoli, israeliani e giapponesi.

Il mercato è pieno di offerte di vari impianti per la conversione dell'energia solare e il suo ulteriore utilizzo per le necessità domestiche.

Gli eliosistemi sono utilizzati attivamente come principale fonte di calore in molti paesi del mondo. Alle nostre latitudini, è ancora usato come aggiunta al sistema di riscaldamento.

Il costo dei sistemi dipende dal loro tipo, area, materiale utilizzato nella fabbricazione. Di anno in anno si registra una costante tendenza al ribasso dei prezzi per tutti i tipi di impianti solari - i sistemi solari.

Questo li rende più accessibili al grande pubblico. Questo non è che tutti sono pronti a fare un tale acquisto.

Ma, se lo desideri, puoi costruire un efficace sistema di riscaldamento solare con le tue mani, spendendo molto meno denaro.

Un sistema di riscaldamento familiare che svolge perfettamente le sue funzioni per molti anni sta diventando più costoso. La ragione di ciò è l'aumento globale del prezzo delle risorse energetiche nel mondo. Il desiderio naturale del proprietario è di risparmiare sul riscaldamento, che consuma una parte significativa del bilancio familiare.

Quindi il sistema di riscaldamento solare può sostituire completamente il normale combustibile solido, gas o qualsiasi altro. Tutto dipende dal tipo e dalle dimensioni della stanza in cui verrà utilizzata.

Un'opzione adatta per un granaio non è adatta per un edificio residenziale e un sistema che soddisfa le esigenze di un cottage estivo non può far fronte al riscaldamento di un palazzo a 2 piani.

La sostituzione completa del riscaldamento solare tradizionale è talvolta problematica. Il proprietario teme che il sistema potrebbe non essere in grado di far fronte o che non vi sia spazio fisico sufficiente per installare il numero richiesto di pannelli.

Pertanto, usano spesso un sistema di riscaldamento combinato, che non rinuncia completamente alle apparecchiature a gas (elettriche o di altro tipo) installate. Il livello di sostituzione del riscaldamento solare convenzionale può raggiungere il 90%.

Inoltre, è importante il numero annuale di giorni di sole dell'area in cui si trova la casa. Inoltre, la temperatura media giornaliera non è così importante. Molte installazioni assorbono efficacemente la luce nei giorni gelidi invernali (collettori solari che utilizzano antigelo come refrigerante).

Oltre al riscaldamento, un impianto solare è in grado di fornire alloggi con acqua calda ed elettricità.

Dove l'installazione solare sarà più efficace

Nel problema della sostituzione del riscaldamento con un impianto solare, è necessario tenere conto di una serie di fattori che incidono sulla sua efficacia.

in primo luogo, devi scegliere il giusto tipo di sistema solare. In questa materia, l'area della stanza e il suo scopo dovrebbero essere presi in considerazione. Molto spesso questa è una casa privata in cui vive una famiglia di 4-5 persone.

in secondo luogo, calcola attentamente la richiesta di calore, in base al consumo massimo nella stagione fredda. Confronta questi numeri con la quantità di energia generata 1 kmq. m di installazione solare. Resta da calcolare l'area della struttura solare che può far fronte al riscaldamento di una particolare stanza.

Il valore risultante sarà il fattore principale nel determinare la posizione del sistema. In genere, i proprietari di case preferiscono utilizzare il tetto o il muro della casa. Usa raramente l'area della casa o il tetto del garage. A volte costruiscono stand speciali per l'installazione.

La costruzione di supporti speciali per l'installazione di sistemi solari consente di posizionarli il più comodamente possibile sul territorio adiacente

È importante che nulla interferisca con la libera penetrazione della luce solare su una superficie che assorbe la luce. È necessario scegliere una parete sud, sud-est o sud-ovest o parte del tetto.

Dopo aver deciso dove verranno posizionati i pannelli solari, verrà effettuata una preparazione preliminare dell'abitazione:

• Liberare spazio. Ridurre le piantagioni extra se interferiscono.
• Rafforzare il tetto. Qui non devi dimenticare quanto peso avrà il design proposto.
• Inoltre isolare l'edificio. Dopotutto, è inutile riscaldare la strada.

terzo, è necessario risolvere la domanda: acquistare o costruire da soli un sistema di riscaldamento.Tutto dipende dalle capacità finanziarie e dal desiderio di dedicare tempo alla fabbricazione della struttura.

Avendo scelto la seconda opzione, è necessario comprendere il principio di funzionamento del sistema desiderato per assemblare correttamente tutto.

Possibili opzioni per il riscaldamento solare

Le opzioni per la costruzione di un sistema di riscaldamento solare dipendono completamente dai desideri del proprietario della famiglia:

• L'uso di prodotti di fabbrica. Acquisto di collettori già pronti con autoinstallazione e installazione.
• La costruzione di un progetto pilota. È necessario verificare l'effetto dell'utilizzo del sistema per l'ulteriore produzione di calcoli accurati.
• Completamento automatico di un intero ciclo di lavoro. Calcolo, progettazione, costruzione "da zero" del sistema solare, sua installazione.

Opzione numero 1. Implica la scelta del luogo giusto per gli impianti solari, perché l'efficacia del loro utilizzo dipenderà da questo. L'installazione richiederà anche abilità speciali.

Non sarà necessario calcolare il numero di pannelli: basterà esprimere tutti i tuoi desideri al fornitore dell'attrezzatura. Sarà comunque necessario rispondere alle chiarificanti domande dei dirigenti: tutto, la selezione del numero ottimale di pannelli (collezionisti) avverrà senza difficoltà.

Per installare un impianto solare con le proprie mani sul tetto, è necessario richiedere il supporto di almeno un assistente. Non si può far fronte a tale lavoro

Opzione numero 2 - costruzione di un progetto pilota. Sarà la migliore soluzione per i dubbiosi. Dopotutto, la decisione finale di sostituire il sistema di riscaldamento è difficile da prendere immediatamente. Costruire un piccolo collettore solare (aria o acqua) e testarlo "in azione" sarà un'esperienza gratificante.

Avendo valutato i costi reali di produzione, confrontandoli con il valore di mercato di sistemi simili e calcolando i risparmi derivanti dall'uso in azienda, sarà facile prendere una decisione responsabile.

Opzione numero 3 - la scelta dei veri maestri.

Per il riscaldamento completo della struttura, dovrai eseguire un lavoro eccezionale:

• Calcola l'area richiesta del sistema solare.
• Determina il luogo della futura installazione, rafforzalo.
• Inoltre isolare la casa.
• Acquista tutti gli elementi per la costruzione del sistema.
• Per costruire batteria solare.
• Installa il sistema costruito, concentrandoti sui requisiti di base: l'angolo di inclinazione rispetto all'incidenza della luce solare.

Eseguire un ciclo completo di lavoro sul sistema non può essere definito un compito facile, ma il processo è estremamente entusiasmante. Inoltre, consente di risparmiare un importo considerevole.

Scegliendo il tipo di riscaldamento che utilizza l'energia solare, dovresti decidere se verrà utilizzato anche per il riscaldamento dell'acqua e la generazione di elettricità (clicca per ingrandire)

Tipi di impianti per la conversione di energia solare

A seconda del principio di funzionamento, si distinguono due tipi di dispositivi che assorbono la luce solare:

• Batterie su convertitori fotoelettrici. Rappresentando sistemi di elementi a semiconduttore collegati in serie o collegati in parallelo. Forniscono corrente per alimentare i riscaldatori domestici.
• Collettori solari. Pannelli con un sistema di tubi riempiti con liquido di raffreddamento: aria, miscela non congelante o acqua. Forniscono refrigerante riscaldato dal sole al circuito di riscaldamento.

Consideriamo ogni opzione separatamente.

Pannelli solari

La batteria solare converte la luce assorbita in elettricità. È costituito da celle solari (spesso silicio), in grado di estrarre immediatamente corrente elettrica diretta dalla radiazione solare.

Tale installazione può essere utilizzata per garantire l'operatività delle apparecchiature di riscaldamento elettrico. Deve essere collegato al sistema di alimentazione della casa.

L'efficienza di conversione della radiazione solare da questa installazione va dal 5% al ​​20%, a seconda del tipo di dispositivo di elaborazione solare. Produttività 1 m² batteria solare - 120 watt.

Resta da calcolare il numero di quadrati di area necessari per soddisfare le esigenze di una particolare famiglia, in base alle dimensioni della casa, ai requisiti di calore individuali e al livello di isolamento delle strutture.

È più conveniente avere pannelli solari sul tetto della casa, scegliendo per questo il suo pendio meridionale

Per il riscaldamento, i pannelli solari sono utilizzati in modo più efficiente nelle regioni meridionali. Il loro principale svantaggio è una riduzione dell'efficienza al crepuscolo e tempo nuvoloso, una completa mancanza di prestazioni durante la notte.

Per creare una batteria solare con le tue mani, dovrai prima assemblare il telaio, saldare le celle solari, quindi posizionare con cura tutto e utilizzare un sigillante.

Per la fabbricazione del telaio utilizzato listelli in legno, angoli in alluminio. Tutto dipende dalle dimensioni del gruppo e dal luogo della sua installazione. Celle solari - wafer di silicio - la parte più spendibile del progetto. Sono monocristallini e policristallini. I primi sono leggermente più costosi, ma la loro produttività è superiore del 5%.

Realizzarli da soli è impossibile. I convertitori fotoelettrici si acquistano al meglio con conduttori saldati.

Devono essere posizionati sulla base del pannello di fibra, quindi fissati nel telaio, estrarre i fili dagli elementi e riempire tutti i fori con sigillante. Lasciare asciugare bene la struttura e coprire con un coperchio di vetro o di plastica trasparente.

Gli schemi e i metodi di installazione per il collegamento dei pannelli solari sono descritti in questo articolo.

Collettori solari

Un modo fondamentalmente diverso di convertire la luce assorbita dai collettori. Al centro del loro lavoro c'è il refrigerante che passa attraverso i tubi.

A seconda del design, esistono tre tipi principali di collettori che vengono spesso utilizzati per la costruzione di un sistema di riscaldamento solare:

• Flat. Dissipatore di calore - il loro assorbitore è realizzato in lamiera con una superficie esterna annerita. Quando riscaldato, trasferisce energia al liquido di raffreddamento del sistema di riscaldamento.
• Vuoto. molteplice sistema del tipo di vuoto realizzato secondo lo schema dei thermos, grazie al quale il calore ricevuto dal sole è quasi il doppio.
• Concentratori. Il dispositivo è dotato di una parte a specchio concava con un'ampia superficie, che focalizza la luce solare su una piccola area dell'assorbitore.

I sistemi solari più comuni nella vita di tutti i giorni sono dotati di un sistema di tubi realizzato sotto forma di elementi collegati in parallelo o una bobina. I tubi vengono riempiti con acqua industriale o con una miscela di acqua con un liquido o aria non congelanti.

Visualizzando le parti principali dell'installazione solare, è più facile decidere dove è meglio disporre questi o quei componenti (+)

Un'installazione aerea può essere utilizzata come fonte aggiuntiva di riscaldamento. Non è in grado di fornire completamente calore alla proprietà della casa, indipendentemente dalla regione in cui si trova. La caratteristica principale di questo tipo di sistema solare è l'aria, che funge da refrigerante.

I sistemi tubolari sono usati attivamente per il riscaldamento tutto l'anno. L'antigelo o una miscela di antigelo viene riscaldato alla luce del sole, quindi passa attraverso i tubi di trasferimento del calore interno, quindi viene inviato al serbatoio di accumulo.

Il movimento del fluido è stimolato dalla pompa, grazie alla quale si sposta dal serbatoio al sistema di riscaldamento. Il refrigerante riscaldato sposta la parte raffreddata del liquido, che tornerà nuovamente al collettore e si riscalderà.

Il principio di funzionamento di un sistema solare piano si basa sulla penetrazione della luce solare nel pannello in cui si trova l'assorbitore di calore. Riscalda e irradia il calore, che viene trasmesso al fluido che circola attraverso i tubi metallici (molto spesso, rame).

Cosa puoi costruire da solo?

Puoi costruire un sistema di riscaldamento solare usando un collettore ad aria con le tue mani. È meglio posizionato sulla parete sud dell'edificio.

Maggiore è l'area della stanza riscaldata, maggiore sarà l'area occupata dal collettore, probabilmente l'intera parete della casa. Inoltre, questo sistema solare può essere costruito in soffitta.

Quando si pianifica di installare un sistema di riscaldamento dell'aria nella soffitta, è necessario prestare attenzione a sostenere il peso dell'installazione (+)

Collettore solare che riscalda la massa d'aria - svolge le sue funzioni di riscaldamento a causa dei flussi d'aria che passano all'interno del sistema. Il liquido di raffreddamento circola attraverso il circuito, raffreddandosi, entra di nuovo nel sistema. Il flusso d'aria può avvenire in modo naturale o con un ventilatore.

Per quanto riguarda i materiali per la fabbricazione del collettore d'aria, qui è possibile utilizzare vari strumenti improvvisati. Non esiste una singola regola.

Gli artigiani domestici migliorano questo tipo di sistema solare, assemblato a casa. Qualcuno cerca di ottenere un'opzione più economica, sacrificando l'efficienza, mentre altri - al contrario.

Avendo a che fare con gli elementi principali del collettore dell'aria, è più facile decidere il luogo della sua installazione: tetto o parete (+)

Considera i metodi principali.

Caratteristiche di installazione di un sistema solare tubolare

Il sistema solare di tipo tubolare per riscaldamento può essere utilizzato in varie regioni. Non dipende dalla temperatura esterna. La cosa principale è che l'installazione riceve la massima quantità di luce solare.

L'antigelo usato come refrigerante non congela a basse temperature. Nelle chiare giornate invernali, la quantità di luce solare supera la quantità di luce che entra in estate.

Il collettore solare tubolare è costituito da un sistema di tubi a vuoto trasparenti interconnessi. Contengono una sostanza con un basso punto di ebollizione. L'ebollizione, evapora, trasferisce il suo calore sulla punta di rame e scorre verso il basso, dove tutto si ripete di nuovo.

I tubi sottovuoto in vetro refrattario sono riempiti all'interno con una sostanza che può bollire a bassa temperatura (+)

I tubi a vuoto assorbono fino al 90% di tutta la radiazione solare (visibile e infrarossa). L'energia solare, convertita in calore, viene fornita al liquido di raffreddamento.Trasferisce ulteriormente questa energia attraverso il sistema - allo scambiatore di calore situato in uno speciale serbatoio di accumulo.

Il movimento di refrigerante e acqua attraverso i sistemi di riscaldamento è dovuto alle pompe. È importante che il serbatoio abbia un buon isolamento termico. Di norma, ci sono due scambiatori di calore: uno è collegato a un riscaldatore aggiuntivo, il secondo ai collettori.

Nelle case con questo tipo di installazione solare, è utile collegare ulteriormente un sistema di riscaldamento a pavimento. Ciò consente di riscaldare in modo più efficiente l'edificio.

Per quanto riguarda l'installazione di collettori tubolari, può essere installato da solo. L'unica cosa da considerare è l'angolo di lavoro - deve essere di almeno 20 °.

Un collettore solare tubolare è posizionato sul tetto, scegliendo la direzione più soleggiata. È importante che non ci siano grattacieli nelle vicinanze che impediscono il libero passaggio della luce solare.

Non funzionerà per costruire un'installazione sottovuoto con le tue mani - è impossibile realizzare tubi a vuoto a casa. Questo viene fatto da fabbriche specializzate nella produzione di sistemi solari sotto vuoto.

Installazione solare piatta

Spesso un collettore solare piatto viene utilizzato per il riscaldamento.

Per la sua costruzione avrai bisogno di:

• telaio metallico;
• fondo forte;
• strato di isolamento termico;
• strato assorbitore nero (adsorbitore);
• coperchio trasparente - plastica, vetro;
• tubi del fluido (rame, alluminio).

Il design deve essere dotato di ugelli di entrata e uscita e di una pompa per una circolazione efficiente del fluido.

È possibile assemblare un'installazione solare piatta con le proprie mani. Per fare questo, usa spesso mezzi improvvisati, scegliendo materiali più economici come analogici (+)

È possibile installare un collettore piatto da qualsiasi angolazione, un prerequisito è pulire da neve e polvere. È particolarmente buono per i climi caldi.

Nella stagione fredda, si osservano bassa efficienza e alta perdita di calore. Il che mette in dubbio l'uso di questo sistema solare da solo per un corretto riscaldamento. Utilizzerà in modo ottimale un impianto solare piatto insieme a un riscaldamento a gas, elettrico o a combustibile solido.

Ti offriamo la lettura di articoli sull'assemblaggio fatto in casa di sistemi di riscaldamento solare:

1. Come realizzare un collettore solare per il riscaldamento fai-da-te - guida passo-passo
2. Come realizzare una batteria solare con le tue mani: metodi di assemblaggio e installazione di un pannello solare

Ancora una volta sull'opportunità

È utile utilizzare l'energia solare anziché la normale energia per il riscaldamento. A seconda del tipo di impianto solare selezionato, i risparmi sul consumo di calore pagato possono arrivare fino al 100%.

Un'opzione per una sostituzione completa del sistema di riscaldamento è l'uso di collettori con tubi a vuoto. Questo è un progetto piuttosto costoso nella fase iniziale. In futuro, può garantire la completa indipendenza energetica, avendo pagato per se stesso in 6-8 anni.

L'ingegnosità dei padroni di casa non conosce limiti: un tubo flessibile regolare può essere adattato come un labirinto per la circolazione del fluido all'interno del collettore

Durata di servizio solare fino a 25 anni. Richiedono poca manutenzione: pulizia periodica delle superfici da neve, polvere, detriti. Per quanto riguarda la riparazione, può essere eseguita da sola. Uno svantaggio significativo è che i collettori piatti e i pannelli solari hanno "paura" degli uragani.

Tale riscaldamento è sicuro per i residenti della casa e dell'ambiente. È completamente gratuito e non dipende dal tasso di cambio, dai prezzi dell'energia.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video dimostrerà il processo di costruzione di una batteria solare con le tue mani:

Aiuto visivo per la costruzione di un sistema di riscaldamento ad aria:

Tecnologia di produzione fai-da-te di un'installazione solare piatta:

Installazioni solari o sistemi di riscaldamento solare si sono dimostrati validi in tutto il mondo. Consentono di ottenere calore gratuitamente, riducendo dal 30% il costo del pagamento delle bollette per il riscaldamento.

È possibile sostituire completamente l'energia con l'energia solare nel sistema di riscaldamento. Un altro vantaggio significativo è che puoi assemblare un impianto solare con le tue mani.

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