Saulės šildymo sistemos: šildymo technologijos, paremtos saulės sistemomis, analizė

Vis svarbesnis tampa alternatyvių šilumos šaltinių suradimo klausimas. Tai palengvina augančios dujų, anglių, naftos kainos. Labai perspektyvi sritis yra saulės šildymo sistemos, kurios daugelį metų gali efektyviai šildyti kambarį.

Galvojate apie saulės sistemos sutvarkymą, bet ar yra abejonių ir klausimų? Mes padėsime išsiaiškinti, kada patartina naudoti saulės energiją šildymui, ir aprašysime galimas šildymo organizavimo galimybes. Be to, mes pasiūlysime instrukcijas, kaip gaminti namuose pagamintas saulės sistemas - plokščius ir vamzdinius kolektorius.

Saulės energija - alternatyvus šilumos šaltinis

Idėja naudoti saulės energiją šildymui nėra nauja. Be to, jo naudojimo tinkamumą įrodė amerikiečiai, kinai, ispanai, izraeliečiai ir japonai.

Rinkoje gausu įvairių augalų, siūlančių pakeisti saulės energiją ir ją toliau naudoti buities reikmėms, pasiūlymų.

Heliosistemos yra aktyviai naudojamos kaip pagrindinis šilumos šaltinis daugelyje pasaulio šalių. Mūsų platumose jis vis dar naudojamas kaip šildymo sistemos priedas.

Sistemų kaina priklauso nuo jų tipo, ploto, gamyboje naudojamų medžiagų. Kiekvienais metais visų rūšių saulės instaliacijų - saulės sistemų - kainos nuolat mažėja.

Tai daro juos labiau prieinamus plačiajai visuomenei. Tai tiesiog ne visi yra pasirengę įsigyti tokį pirkinį.

Bet jei norite, savo rankomis galite pastatyti efektyvią saulės šildymo sistemą, išleisdami žymiai mažiau pinigų.

Pažįstama šildymo sistema, kuri daugelį metų puikiai atlieka savo funkcijas, tampa brangesnė. To priežastis yra globalus energijos išteklių kainų kilimas visame pasaulyje. Natūralus savininko noras yra taupyti šildymą, kuris sunaudoja didelę šeimos biudžeto dalį.

Taigi saulės šildymo sistema gali visiškai pakeisti įprastą kietąjį kurą, dujas ar bet kurį kitą. Viskas priklauso nuo kambario, kuriame jis bus naudojamas, tipo ir dydžio.

Kiemui tinkamas variantas netinka gyvenamajam pastatui, o vasarnamio poreikius tenkinanti sistema negali susidoroti su dviejų aukštų dvaro šildymu.

Visiškas tradicinio saulės šildymo pakeitimas kartais yra problematiškas. Savininkas baiminasi, kad sistema gali nesugebėti susitvarkyti arba nėra pakankamai fizinės vietos reikiamam skydelių skaičiui įdiegti.

Todėl jie dažnai naudoja kombinuotą šildymo sistemą, visiškai neatsisakydami įdiegtos dujų (elektros ar kitos) įrangos. Įprasto saulės šildymo pakeitimas gali siekti 90%.

Taip pat svarbus yra metinis saulėtų dienų skaičius rajone, kuriame yra namai. Be to, vidutinė paros temperatūra nėra tokia svarbi. Daugelis įrenginių efektyviai sugeria šviesą žiemą, kai šalta (saulės kolektoriai naudoja aušinimo skysčio antifrizą).

Be šildymo, saulės įrenginys gali aprūpinti būstą šiltu vandeniu ir elektra.

Kur efektyviausias bus saulės energijos montavimas

Kai šildymą reikia pakeisti saulės kolektorių įrenginiu, reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių, turinčių įtakos jo efektyvumui.

Pirmiausia, turite pasirinkti tinkamą saulės sistemos tipas. Šiuo atveju reikia atsižvelgti į kambario plotą ir jo paskirtį. Dažniausiai tai yra privatus namas, kuriame gyvena 4-5 žmonių šeima.

Antra, atidžiai apskaičiuokite šilumos poreikį, atsižvelgiant į maksimalų suvartojimą šaltuoju metų laiku. Palyginkite šiuos skaičius su generuojamos energijos kiekiu 1 kv. m saulės instaliacijos. Belieka apskaičiuoti saulės struktūros plotą, kuris gali susidoroti su tam tikro kambario šildymu.

Gauta vertė bus pagrindinis veiksnys nustatant sistemos vietą. Paprastai namų savininkai mieliau naudoja namo stogą ar sieną. Retai naudokite namo plotą arba garažo stogą. Kartais jie montuoja specialius stendus.

Pastačius specialius stendus saulės energijos sistemoms įrengti, galima juos kuo patogiau išdėstyti teritorijoje

Svarbu, kad niekas netrukdytų laisvai saulės spinduliams prasiskverbti į šviesą sugeriantį paviršių. Jums reikia pasirinkti pietinę, pietrytinę ar pietvakarinę sieną ar stogo dalį.

Nusprendę, kur bus pastatytos saulės baterijos, bus atliekamas preliminarus būsto paruošimas:

• Atlaisvinkite vietą. Iškirpkite papildomus želdinius, jei jie trukdo.
• Stiprinkite stogą. Čia jūs neturite pamiršti apie tai, kiek svorio pasiūlytas dizainas turės.
• Papildomai apšiltinti pastatą. Juk gatvę šildyti beprasmiška.

Trečia, būtina išspręsti klausimą: patys nusipirkti ar pastatyti šildymo sistemą.Viskas priklauso nuo finansinių galimybių ir noro praleisti laiką konstrukcijos gamyboje.

Pasirinkę antrą variantą, jūs turite suprasti norimos sistemos veikimo principą, kad viską tinkamai surinktumėte.

Galimos saulės šildymo galimybės

Saulės šildymo sistemos pastatymo galimybės visiškai priklauso nuo namų ūkio savininko norų:

• Gamyklos gaminių naudojimas. Paruoštų kolekcininkų pirkimas su savaiminiu montavimu ir montavimu.
• Bandomojo projekto statyba. Tai reikalinga norint patikrinti sistemos naudojimą tolimesniems tikslių skaičiavimų atlikimui.
• Savarankiškas viso darbo ciklo užbaigimas. Saulės sistemos skaičiavimas, projektavimas, konstravimas „nuo nulio“, jos įrengimas.

1 variantas. Tai reiškia, kad reikia pasirinkti tinkamą saulės kolektorių įrengimo vietą, nes nuo to priklausys jų naudojimo efektyvumas. Diegimui taip pat reikės specialių įgūdžių.

Nereikės skaičiuoti skydų skaičiaus - užteks išsakyti visus savo norus įrangos tiekėjui. Vis tiek reikės atsakyti į aiškinamus vadovų klausimus - viskas, optimalių plokščių (kolekcininkų) skaičius bus parinktas be jokių sunkumų.

Norėdami savo rankomis ant stogo sumontuoti saulės energijos instaliaciją, turite pasitelkti bent vieno asistento palaikymą. Negalima susidoroti su tokiu darbu

2 variantas - bandomojo projekto sudarymas. Tai bus geriausias sprendimas abejojantiesiems. Galų gale sunku iš karto priimti galutinį sprendimą pakeisti šildymo sistemą. Pastatyti mažą saulės kolektorių (orą ar vandenį) ir išbandyti jį „veikiant“ bus maloni patirtis.

Įvertinus tikrąsias gamybos sąnaudas, palyginus jas su panašių sistemų rinkos verte ir apskaičiavus sutaupytą naudojimą ūkyje, bus lengva priimti atsakingą sprendimą.

3 variantas - tikrų meistrų pasirinkimas.

Norėdami visiškai šildyti objektą, turėsite atlikti didžiulį darbą:

• Apskaičiuokite reikiamą saulės sistemos plotą.
• Nustatykite būsimo įrengimo vietą, sustiprinkite ją.
• Papildomai apšiltinti namus.
• Įsigykite visus sistemos konstrukcijos elementus.
• Pastatyti saulės baterija.
• Įdiekite sukonstruotą sistemą, sutelkdami dėmesį į pagrindinius reikalavimus - nuolydžio kampą saulės spindulių dažnio atžvilgiu.

Viso sistemos darbo ciklo atlikimas negali būti vadinamas lengva užduotimi, tačiau procesas yra nepaprastai įdomus. Be to, tai sutaupo nemažą sumą.

Pasirinkdami šildymo tipą naudojant saulės energiją, turėtumėte nuspręsti, ar jis bus papildomai naudojamas vandeniui šildyti ir elektrai gaminti (spustelėkite, jei norite padidinti)

Saulės energijos konvertavimo įrenginių tipai

Atsižvelgiant į veikimo principą, išskiriami du saulės spindulius sugeriančių prietaisų tipai:

• Fotoelektrinių keitiklių akumuliatoriai. Atstovauja nuosekliai ar lygiagrečiai sujungtų puslaidininkių elementų sistemoms. Jie tiekia elektros energiją buitiniams šildytuvams.
• Saulės kolektoriai. Plokštės su vamzdžių sistema, užpildyta aušinimo skysčiu: oru, neužšąlančiu mišiniu ar vandeniu. Jie tiekia saulės šildomu aušinimo skysčiu į šildymo kontūrą.

Mes svarstome kiekvieną variantą atskirai.

Saulės skydai

Saulės baterija absorbuojamą šviesą paverčia elektra. Jį sudaro saulės elementai (dažniausiai silicio), galintys iš saulės spinduliuotės iš karto išgauti tiesioginę elektros srovę.

Toks įrenginys gali būti naudojamas siekiant užtikrinti elektrinės šildymo įrangos veikimą. Jis turi būti prijungtas prie namo maitinimo sistemos.

Šios instaliacijos saulės spinduliuotės konvertavimo efektyvumas yra nuo 5% iki 20%, priklausomai nuo saulės perdirbimo įrenginio tipo. Produktyvumas 1 m² saulės baterija - 120 vatų.

Belieka apskaičiuoti, kiek kvadratų ploto reikės patenkinti konkretaus namų ūkio poreikius, atsižvelgiant į namo dydį, individualius šilumos reikalavimus ir konstrukcijų izoliacijos lygį.

Patogiausia ant namo stogo turėti saulės baterijas, pasirenkant tam pietinį nuolydį

Šildymui saulės kolektoriai efektyviausiai naudojami pietiniuose regionuose. Pagrindinis jų trūkumas yra efektyvumo sumažėjimas sutemose ir debesuotu oru, visiškas našumo trūkumas naktį.

Norėdami pagaminti saulės bateriją savo rankomis, pirmiausia turėsite surinkti rėmą, lituoti saulės elementus, tada atsargiai viską sudėti ir naudoti sandariklį.

Rėmo gamybai naudojamos medinės juostos, aliuminio kampai. Viskas priklauso nuo surinkimo dydžio ir jo įrengimo vietos. Saulės elementai - silicio plokštelės - pati brangiausia dizaino dalis. Jie yra monokristaliniai ir polikristaliniai. Pirmieji yra šiek tiek brangesni, tačiau jų produktyvumas yra 5% didesnis.

Padaryti jų pačių neįmanoma. Fotoelektrinius keitiklius geriausia įsigyti su litavimo laidininkais.

Jie turi būti dedami ant medienos plaušų plokštės pagrindo, tada pritvirtinami prie rėmo, ištraukite laidus iš elementų ir užpildykite visas skylutes sandarikliu. Leiskite konstrukcijai gerai išdžiūti ir uždenkite stikliniu arba skaidraus plastiko dangčiu.

Saulės plokščių prijungimo schemos ir būdai aprašyti šis straipsnis.

Saulės kolektoriai

Iš esmės kitoks kolektorių sugertos šviesos konvertavimo būdas. Jų darbo centre yra aušinimo skystis, einantis per vamzdžius.

Priklausomai nuo projekto, yra trys pagrindiniai kolektorių tipai, kurie dažniausiai naudojami saulės kolektorių šildymo sistemos statybai:

• Plokščias. Šilumnešis - jų absorberis pagamintas iš lakštinio metalo, kurio išorinis paviršius pajuodintas. Šildant jis perduoda energiją į šildymo sistemos aušinimo skystį.
• Vakuuminis Kolekcininkas vakuuminio tipo sistema pagamintas pagal termosų schemą, dėl kurios saulės gaunama šiluma yra beveik dvigubai geresnė.
• Stebulės Prietaisas turi įgaubtą veidrodžio dalį, turinčią didelį paviršiaus plotą, nukreipiantį saulės spindulius į nedidelį absorberio plotą.

Kasdieniniame gyvenime dažniausiai naudojamos saulės sistemos yra su vamzdžių sistema, sudaryta iš lygiagrečiai sujungtų elementų arba ritės. Vamzdeliai užpildomi pramoniniu vandeniu arba vandens mišiniu su neužšąlančiu skysčiu arba oru.

Vaizduojant pagrindines saulės įrenginio dalis, lengviau nuspręsti, kur geriausia išdėstyti tuos ar tuos komponentus (+)

Oro įrenginys gali būti naudojamas kaip papildomas šildymo šaltinis. Neįmanoma visiškai aprūpinti namo nuosavybės šiluma, neatsižvelgiant į jo buvimo vietą. Pagrindinis šio tipo saulės sistemos bruožas yra oras, kuris veikia kaip aušinimo skystis.

Vamzdinės sistemos gana aktyviai naudojamos šildymui ištisus metus. Antifrizas arba antifrizo mišinys kaitinamas saulės šviesoje, tada praeina pro vidinius šilumos perdavimo vamzdelius, tada siunčiamas į akumuliacinę talpą.

Skysčio judėjimą skatina siurblys, kurio dėka jis pereina iš rezervuaro į šildymo sistemą. Šildomas aušinimo skystis išstumia atvėsintą skysčio dalį, kuri vėl grįš į kolektorių ir įkais.

Plokščios saulės sistemos veikimo principas grindžiamas saulės spindulių įsiskverbimu į skydą, kuriame yra šilumos absorberis. Jis šildo ir spinduliuoja šilumą, kuri perduodama skysčiui, cirkuliuojančiam per metalinius vamzdžius (dažniausiai varį).

Ką tu gali sukurti pats?

Galite pastatyti saulės šildymo sistemą, naudodami oro tipo kolektorių savo rankomis. Tai geriausia pastatyti ant pietinės pastato sienos.

Kuo didesnis šildomo kambario plotas, tuo didesnį plotą užims kolektorius - galbūt visa namo siena. Taip pat šią saulės sistemą galima pastatyti palėpėje.

Planuodami mansardoje įrengti oro šildymo sistemą, reikia pasirūpinti, kad būtų laikomasi įrenginio svorio (+)

Saulės kolektorius, kaitinantis oro masę - atlieka savo šildymo funkcijas dėl oro srautų, einančių sistemos viduje. Aušinimo skystis cirkuliuoja per kontūrą, aušindamas, vėl patenka į sistemą. Oro srautas gali vykti natūraliai arba naudojant ventiliatorių.

Kalbant apie medžiagas, skirtas oro kolektoriaus gamybai, čia galite naudoti įvairius improvizuotus įrankius. Nėra vienos taisyklės.

Namų meistrai tobulina tokio tipo saulės sistemą, surenkamą namuose. Kažkas siekia gauti pigesnį variantą, tuo pačiu aukodamas efektyvumą, o kiti - priešingai.

Susipažinus su pagrindiniais oro kolektoriaus elementais, lengviau apsispręsti dėl jo įrengimo vietos - stogo ar sienos (+)

Apsvarstykite pagrindinius metodus.

Vamzdinės saulės sistemos įrengimo ypatybės

Vamzdinio tipo saulės energijos šildymo sistema gali būti naudojama įvairiuose regionuose. Tai nepriklauso nuo išorinės temperatūros. Svarbiausia, kad įrenginys gautų maksimalų saulės spindulių kiekį.

Antifrizas, naudojamas kaip aušinimo skystis, neužšąla žemoje temperatūroje. Aiškiomis žiemos dienomis saulės šviesos kiekis viršija vasarą įeinančios šviesos kiekį.

Vamzdinį saulės kolektorių sudaro skaidrių vakuuminių vamzdžių sistema, sujungta tarpusavyje. Juose yra žemos virimo temperatūros medžiaga. Verdant jis išgaruoja, perduoda savo šilumą į vario galiuką ir teka žemyn, kur viskas vėl kartojasi.

Vakuuminiai vamzdeliai iš ugniai atsparaus stiklo užpildomi viduje medžiaga, kuri gali virti žemoje temperatūroje (+)

Vakuuminiai vamzdeliai sugeria iki 90% visos saulės spinduliuotės (matomos ir infraraudonosios). Saulės energija, paversta šiluma, tiekiama į aušinimo skystį.Šią energiją jis perkelia toliau per sistemą - į šilumokaitį, esantį specialiame akumuliaciniame rezervuare.

Aušinimo skysčio ir vandens judėjimas per šildymo sistemas vyksta dėl siurblių. Svarbu, kad bakas būtų geros šilumos izoliacijos. Paprastai yra du šilumokaičiai: vienas yra prijungtas prie papildomo šildytuvo, antrasis - prie kolektorių.

Namuose, kuriuose įrengta šio tipo saulės energija, naudinga papildomai prijungti grindinio šildymo sistemą. Tai leidžia efektyviau šildyti pastatą.

Vamzdinių kolektorių montavimą galima montuoti atskirai. Vienintelis dalykas, į kurį reikia atsižvelgti, yra darbinis kampas - jis turi būti bent 20 °.

Vamzdinis saulės kolektorius pastatytas ant stogo, pasirenkant labiausiai saulėtą kryptį. Svarbu, kad netoliese nebūtų aukštumų, kurios trukdo laisvai praeiti saulės spinduliams.

Savo rankomis vakuuminę instaliaciją sukurti neveiks - neįmanoma pasidaryti vakuuminių vamzdžių namuose. Tai daro gamyklos, kurios specializuojasi vakuuminių saulės sistemų gamyboje.

Plokščio saulės instaliacija

Dažnai šildymui naudojamas plokščias saulės kolektorius.

Jo statybai jums reikės:

• metalinis rėmas;
• stiprus dugnas;
• šilumos izoliacijos sluoksnis;
• juodo absorberio sluoksnis (adsorberis);
• skaidrus gaubtas - plastikas, stiklas;
• skysčio vamzdeliai (varis, aliuminis).

Konstrukcijoje turi būti įleidimo ir išleidimo purkštukai ir siurblys, užtikrinantis efektyvią skysčių cirkuliaciją.

Savo rankomis galite surinkti plokščią saulės kolektorių. Norėdami tai padaryti, dažnai naudokite improvizuotas priemones, pasirenkant medžiagas pigiau kaip analogą (+)

Plokščią kolektorių galite montuoti bet kokiu kampu, būtina sąlyga - valyti nuo sniego ir dulkių. Tai ypač gerai šilto klimato sąlygomis.

Šaltuoju metų laiku pastebimas mažas efektyvumas ir dideli šilumos nuostoliai. Tai verčia abejoti vien šios saulės sistemos naudojimu tinkamam šildymui. Tai optimaliai naudos plokščią saulės įrenginį kartu su dujiniu, elektriniu ar kietojo kuro šildymu.

Siūlome perskaityti straipsnius apie namuose gaminamų saulės šildymo sistemų surinkimą:

1. Kaip pasidaryti saulės kolektorių „pasidaryk pats“ šildymui - žingsnis po žingsnio vadovas
2. Kaip savo rankomis pasigaminti saulės bateriją: saulės kolektorių surinkimo ir montavimo būdai

Dar kartą apie tikslingumą

Šildymui naudokite saulės energiją, o ne įprastą energiją. Atsižvelgiant į pasirinktą saulės energijos sistemos tipą, sutaupytos išlaidos už mokamą šilumą gali būti iki 100%.

Galimybė visiškai pakeisti šildymo sistemą yra kolektorių su vakuuminiais vamzdžiais naudojimas. Pradiniame etape tai yra gana brangus projektas. Ateityje jis gali garantuoti visišką energetinę nepriklausomybę, susimokėjęs pats per 6–8 metus.

Namų meistrų išradingumas nežino jokių ribų - įprastą žarną galima pritaikyti kaip labirintą skysčio cirkuliacijai kolektoriaus viduje

Saulės energijos tarnavimo laikas iki 25 metų. Jie reikalauja mažai priežiūros - periodiškai valomi paviršiai nuo sniego, dulkių ir šiukšlių. Remontas gali būti atliekamas savarankiškai. Reikšmingas trūkumas yra tas, kad plokšti kolektoriai ir saulės baterijos „bijo“ uraganų.

Toks šildymas yra saugus namų gyventojams ir aplinkai. Tai visiškai nemokama ir nepriklauso nuo valiutos kurso, energijos kainų.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas parodys saulės baterijos konstravimo procesą savo rankomis:

Vaizdinė pagalba oro šildymo sistemos statybai:

Plyno saulės įrenginio „pasidaryk pats“ gamybos technologija:

Saulės įrenginiai ar saulės šildymo sistemos įrodė save visame pasaulyje. Jie leidžia nemokamai gauti šilumą, nuo 30 proc. Sumažinant komunalinių paslaugų mokesčių už šildymą išlaidas.

Jūsų šildymo sistemoje galima visiškai pakeisti energiją saulės energija. Kitas reikšmingas pranašumas yra tai, kad saulės bateriją galite surinkti savo rankomis.

Ar turite praktinių įgūdžių, kaip surinkti ar valdyti saulės šildymo sistemas? Pasidalykite savo žiniomis, užduokite klausimus šia tema ir dalyvaukite diskusijose. Komentaro forma yra žemiau.