Sisteme de încălzire solară: analiza tehnologiei de încălzire bazată pe sisteme solare

Problema găsirii surselor alternative de căldură devine din ce în ce mai relevantă. Acest lucru este facilitat de creșterea prețurilor la gaz, cărbune, petrol. O zonă foarte promițătoare sunt sistemele de încălzire solară care pot încălzi eficient o cameră timp de mai mulți ani.

Te gândești la amenajarea unui sistem solar, dar există îndoieli și întrebări? Vă vom ajuta să vă dați seama când este recomandabil să folosiți energia soarelui pentru încălzire și să descrieți opțiunile posibile pentru organizarea încălzirii. În plus, vom oferi instrucțiuni pentru fabricarea sistemelor solare de uz casnic - colectoare plate și tubulare.

Energia solară - o sursă alternativă de căldură

Ideea utilizării energiei solare pentru încălzire nu este nouă. Mai mult, adecvarea utilizării sale a fost dovedită de americani, chinezi, spanioli, israelieni și japonezi.

Piața este plină cu oferte de diverse instalații pentru conversia energiei solare și utilizarea ulterioară a acesteia pentru nevoile gospodăriei.

Heliosistemele sunt utilizate în mod activ ca principală sursă de căldură în multe țări ale lumii. În latitudinile noastre, acesta este încă utilizat ca adaos la sistemul de încălzire

Costul sistemelor depinde de tipul, aria, materialul lor utilizat la fabricare. De la an la an există o tendință descendentă constantă a prețurilor pentru toate tipurile de instalații solare - sisteme solare.

Acest lucru le face mai accesibile publicului larg. Doar că nu toată lumea este pregătită să facă o astfel de achiziție.

Dar, dacă doriți, puteți construi un sistem eficient de încălzire solară cu propriile mâini, cheltuind mult mai puțini bani.

Un sistem familiar de încălzire care își îndeplinește funcțiile perfect timp de mai mulți ani devine mai scump. Motivul pentru aceasta este creșterea globală a prețului resurselor de energie din întreaga lume. Dorința naturală a proprietarului este de a economisi la încălzire, ceea ce mănâncă o parte semnificativă din bugetul familiei.

Deci, sistemul de încălzire solară poate înlocui complet combustibilul obișnuit, gazul sau orice alt sistem. Totul depinde de tipul și dimensiunea camerei în care va fi folosită.

O opțiune potrivită pentru o grenieră nu este potrivită pentru o clădire rezidențială, iar un sistem care satisface nevoile unei case de vară nu poate face față încălzirii unui conac de 2 etaje.

Înlocuirea completă a încălzirii solare tradiționale este uneori problematică. Proprietarul se teme că este posibil ca sistemul să nu poată face față sau că nu există suficient spațiu fizic pentru a instala numărul necesar de panouri.

Prin urmare, utilizează adesea un sistem combinat de încălzire, fără a renunța complet la echipamentele instalate pe gaz (electrice sau de alt tip). Nivelul de înlocuire a încălzirii solare convenționale poate ajunge la 90%.

De asemenea, este important numărul anual de zile însorite din zona în care se află locuința. Mai mult, temperatura medie zilnică nu este atât de importantă. Multe instalații absorb în mod eficient lumina în zilele de iarnă (colectoarele solare folosind antigel ca lichid de răcire).

Pe lângă încălzire, o instalație solară este capabilă să ofere locuințe apă caldă și electricitate.

În cazul în care instalarea solară va fi cea mai eficientă

În problema înlocuirii încălzirii cu o instalație solară, trebuie să se țină seama de o serie de factori care afectează eficacitatea acesteia.

în primul rând, trebuie să alegeți dreptul tip de sistem solar. În această problemă, ar trebui să se țină seama de zona camerei și de scopul acesteia. Cel mai adesea este o casă privată în care locuiește o familie de 4-5 persoane.

În al doilea rând, calculați cu atenție necesarul de căldură, pe baza consumului maxim în sezonul rece. Comparați aceste numere cu cantitatea de energie generată de 1 kmp. m de instalație solară. Rămâne să calculăm aria structurii solare care poate face față încălzirii unei anumite camere.

Valoarea rezultată va fi factorul principal în determinarea locației sistemului. De obicei, proprietarii de case preferă să folosească acoperișul sau peretele casei. Rar utilizați zona casei sau acoperișul garajului. Uneori construiesc standuri speciale pentru instalare.

Construirea standurilor speciale pentru instalarea sistemelor solare face posibilă amplasarea lor în zona alăturată cât mai convenabil.

Este important ca nimic să nu interfereze cu penetrarea liberă a luminii solare pe o suprafață absorbantă de lumină. Trebuie să alegeți un perete sud, sud-est sau sud-vest sau o parte a acoperișului.

După ce am decis unde vor fi amplasate panourile solare, se va efectua o pregătire preliminară a locuinței:

• Eliberați spațiul. Tăiați plantațiile suplimentare dacă intervin.
• Întăriți acoperișul. Aici nu trebuie să uitați de greutatea pe care o va avea proiectul propus.
• În plus, izolați clădirea. La urma urmei, nu are rost să încălzească strada.

treilea, este necesar să rezolvați întrebarea: să cumpărați sau să construiți singur un sistem de încălzire.Totul depinde de capacitățile financiare și de dorința de a petrece timp fabricării structurii.

După ce ai ales cea de-a doua opțiune, trebuie să înțelegi principiul funcționării sistemului dorit pentru a asambla corect totul.

Opțiuni posibile pentru încălzirea solară

Opțiunile pentru construirea unui sistem de încălzire solară depind complet de dorințele proprietarului gospodăriei:

• Utilizarea produselor din fabrică. Achiziția de colecționari gata pregătiți cu autoinstalare și instalare.
• Construirea unui proiect pilot. Este necesară verificarea efectului utilizării sistemului pentru producerea în continuare a calculelor precise.
• Autocompletarea unui ciclu complet de muncă. Calcul, proiectare, construcție „de la zero” a sistemului solar, instalarea acestuia.

Numărul opțiunii 1. Implică alegerea locației potrivite pentru instalațiile solare, deoarece eficiența utilizării acestora va depinde de acest lucru. Instalarea va necesita, de asemenea, abilități speciale.

Nu va fi necesar să calculați numărul panourilor - va fi suficient să transmiteți toate dorințele către furnizorul de echipamente. Totuși va fi necesar să răspundeți la întrebările clarificatoare ale managerilor - totul, selectarea numărului optim de panouri (colecționari) se va produce fără dificultăți.

Pentru a instala o instalație solară cu propriile mâini pe acoperiș, trebuie să solicitați asistența a cel puțin unui asistent. Nu se poate face față acestei lucrări

Numărul opțiunii 2 - construcția unui proiect pilot. Va fi cea mai bună soluție pentru dubii. La urma urmei, decizia finală de înlocuire a sistemului de încălzire este dificil de luat imediat. Construirea unui mic colector solar (aer sau apă) și testarea acestuia „în acțiune” va fi o experiență plăcută.

După ce am evaluat costurile reale de fabricație, comparându-le cu valoarea de piață a sistemelor similare și calculând economiile din utilizarea fermei, va fi ușor să luați o decizie responsabilă.

Numărul opțiunii 3 - alegerea adevăraților maeștri.

Pentru încălzirea completă a instalației, va trebui să efectuați lucrări extraordinare:

• Calculați aria necesară a sistemului solar.
• Determinați locul instalării viitoare, întăriți-l.
• În plus, izolați locuința.
• Cumpărați toate elementele pentru construcția sistemului.
• A construi baterie solară.
• Instalați sistemul construit, concentrându-vă pe cerințele de bază - unghiul de înclinare în raport cu incidența luminii solare.

Efectuarea unui ciclu complet de lucru pe sistem nu poate fi numită o sarcină ușoară, dar procesul este extrem de interesant. În plus, economisește o sumă destul de substanțială.

Alegerea tipului de încălzire cu energie solară, ar trebui să decideți dacă va fi folosit suplimentar pentru încălzirea apei și generarea de energie electrică (faceți clic pentru a mări)

Tipuri de instalații pentru convertirea energiei solare

În funcție de principiul funcționării, există două tipuri de dispozitive care absorb lumina soarelui:

• Baterii pe convertoare fotoelectrice. Reprezentarea sistemelor de elemente semiconductoare conectate în serie sau paralele. Ele furnizează curent pentru încălzitoarele casnice.
• Colectoare solare. Panouri cu un sistem de tuburi umplute cu lichid de răcire: aer, amestec de îngheț sau apă. Ele furnizează lichid de răcire cu încălzire solară circuitului de încălzire.

Considerăm fiecare opțiune separat.

Panouri solare

Bateria solară transformă lumina absorbită în electricitate. Este format din celule solare (cel mai adesea siliciu), capabile să extragă imediat curent electric direct din radiațiile solare.

O astfel de instalație poate fi utilizată pentru a asigura operabilitatea echipamentelor de încălzire electrică. Trebuie să fie conectat la sistemul de alimentare cu energie electrică al locuinței.

Eficiența de conversie a radiațiilor solare din această instalație este de la 5% la 20%, în funcție de tipul dispozitivului de procesare solară. Productivitate 1 m² baterie solară - 120 wați.

Rămâne să se calculeze câte pătrate de suprafață vor fi necesare pentru a răspunde nevoilor unei anumite gospodării, pe baza dimensiunii căminului, a cerințelor individuale de căldură și a nivelului de izolare a structurilor.

Cel mai convenabil este să aveți panouri solare pe acoperișul casei, alegând pentru aceasta versantul său sudic

Pentru încălzire, panourile solare sunt utilizate cel mai eficient în regiunile sudice. Dezavantajul principal al acestora este scăderea eficienței la întuneric și vreme înnorată, o lipsă completă de performanță noaptea.

Pentru a face o baterie solară cu propriile mâini, va trebui mai întâi să asamblați rama, să lipați celulele solare, apoi să plasați cu atenție totul și să folosiți un material de etanșare.

Pentru fabricarea ramei folii de lemn utilizate, colțuri din aluminiu. Totul depinde de dimensiunea ansamblului și de locul instalării sale. Celulele solare - napolitane de siliciu - cea mai scumpă parte a proiectării. Sunt monocristaline și policristaline. Primele sunt ceva mai scumpe, dar productivitatea lor este cu 5% mai mare.

Să le faci singur este imposibil. Convertizoarele fotoelectrice sunt achiziționate cel mai bine cu ajutorul conductoarelor lipite.

Acestea trebuie să fie așezate pe baza plăcii de fibre, apoi fixate în cadru, să scoată firele din elemente și să umple toate găurile cu etanșant. Lăsați structura să se usuce bine și acoperiți cu un capac de sticlă sau plastic.

Schemele de instalare și metodele de conectare a panourilor solare sunt descrise în acest articol.

Colectoare solare

Un mod fundamental diferit de a converti lumina absorbită de la colecționari. În centrul activității lor se află lichidul de răcire care trece prin conducte.

În funcție de proiectare, există trei tipuri principale de colectoare care sunt utilizate cel mai des pentru construcția unui sistem de încălzire solară:

• Plat. Chiuveta de caldura - absorbantul lor este fabricat din tabla cu suprafata exterioara innegrita. Când este încălzit, transferă energie lichidului de răcire al sistemului de încălzire.
• Vid. colector sistem de tip vid realizată conform schemei de termos, datorită căreia căldura primită de la soare este aproape de două ori mai bună.
• Concentratoare. Dispozitivul este echipat cu o parte oglindă concavă cu o suprafață mare, focalizând lumina soarelui pe o zonă mică a absorbantului.

Cele mai comune sisteme solare din viața de zi cu zi sunt echipate cu un sistem de tuburi sub formă de elemente conectate paralel sau o bobină. Tuburile sunt umplute fie cu apă industrială, fie cu un amestec de apă cu un lichid sau un aer care nu îngheață.

Prin vizualizarea principalelor părți ale instalației solare, este mai ușor să decidem unde este cel mai bine să aranjați aceste sau acele componente (+)

O instalație de aer poate fi folosită ca sursă suplimentară de încălzire. Acesta nu este capabil să ofere proprietatea casei cu căldură, indiferent de regiunea în care se află. Principala caracteristică a acestui tip de sistem solar este aerul, care acționează ca lichid de răcire.

Sistemele tubulare sunt destul de activ utilizate pentru încălzire pe tot parcursul anului. Antigelul sau un amestec de antigel se încălzește sub lumina soarelui, apoi trece prin tuburile interne de transfer de căldură, apoi sunt trimise în rezervorul de stocare.

Mișcarea fluidului este stimulată de pompă, datorită căreia se deplasează de la rezervor la sistemul de încălzire. Lichidul de răcire încălzit deplasează partea răcită a lichidului, care se va întoarce din nou în colector și se va încălzi.

Principiul funcționării unui sistem solar plat se bazează pe pătrunderea luminii solare în panoul în care se află absorbantul de căldură. Se încălzește și radiază căldura, care este transmisă fluidului care circulă prin tuburile metalice (cel mai adesea, cupru).

Ce poți construi singur?

Puteți construi un sistem de încălzire solară folosind un colector de tip aer cu propriile mâini. Este cel mai bine plasat pe peretele de sud al clădirii.

Cu cât suprafața camerei încălzite este mai mare, cu atât mai mare va ocupa suprafața colectorului - eventual întregul perete al casei. De asemenea, acest sistem solar poate fi construit în pod.

Atunci când intenționați să instalați un sistem de încălzire a aerului în mansardă, trebuie să aveți grijă să suportați greutatea instalației (+)

Colector solar care încălzește masa de aer - își îndeplinește funcțiile de încălzire datorită fluxurilor de aer care trec în interiorul sistemului. Lichidul de răcire circulă prin circuit, răcirea, intrând din nou în sistem. Fluxul de aer poate apărea în mod natural sau cu un ventilator.

În ceea ce privește materialele pentru fabricarea colectorului de aer, aici puteți utiliza diverse instrumente improvizate. Nu există o regulă unică.

Meșterii de acasă îmbunătățesc acest tip de sistem solar, asamblat acasă. Cineva caută să obțină o opțiune mai ieftină, sacrificând în același timp eficiența, în timp ce alții - dimpotrivă.

Având în vedere principalele elemente ale colectorului de aer, este mai ușor să decideți locul instalării sale - acoperiș sau perete (+)

Luați în considerare principalele metode.

Caracteristici ale instalării unui sistem solar tubular

Sistemul solar tubular de încălzire poate fi utilizat în diferite regiuni. Nu depinde de temperatura exterioară. Principalul lucru este că instalația primește cantitatea maximă de lumină solară.

Antigelul folosit ca lichid de răcire nu îngheață la temperaturi scăzute. În zilele clare de iarnă, cantitatea de lumină solară depășește cantitatea de lumină care intră în vară.

Colectorul solar tubular este format dintr-un sistem de tuburi vid transparente interconectate. Conțin o substanță cu punct de fierbere scăzut. Fierberea, se evaporă, își transferă căldura în vârful de cupru și curge în jos, unde totul se repetă din nou.

Tuburile de vid din sticlă refractară sunt umplute în interior cu o substanță care poate fierbe la temperatură scăzută (+)

Tuburile de vid absorb până la 90% din radiațiile solare (vizibile și infraroșii). Energia solară, transformată în căldură, este furnizată lichidului de răcire.Transferă această energie în continuare prin sistem - către schimbătorul de căldură situat într-un rezervor special de stocare.

Mișcarea lichidului de răcire și a apei prin sistemele de încălzire se datorează pompelor. Este important ca rezervorul să aibă o bună izolare termică. De regulă, există două schimbătoare de căldură: unul este conectat la un încălzitor suplimentar, al doilea la colectoare.

În casele cu acest tip de instalații solare, este benefic să conectați suplimentar un sistem de încălzire în pardoseală. Acest lucru vă permite să încălziți mai eficient clădirea.

În ceea ce privește instalarea colectoarelor tubulare, acesta poate fi instalat singur. Singurul lucru care trebuie luat în considerare este unghiul de lucru - trebuie să fie de cel puțin 20 °.

Un colector solar tubular este așezat pe acoperiș, alegând direcția cea mai însorită. Este important să nu existe înălțimi înalte în apropiere care să împiedice trecerea liberă a luminii solare.

Nu va funcționa pentru a construi o instalație de vid cu propriile mâini - este imposibil să faceți tuburi de vid acasă. Acest lucru este realizat de fabricile specializate în producerea de sisteme solare cu vid.

Instalare solară plană

Adesea, un sistem colector solar este utilizat pentru încălzire.

Pentru construcția sa, veți avea nevoie de:

• cadru metalic;
• fund puternic;
• strat de izolare termică;
• strat de absorbant negru (adsorber);
• capac transparent - plastic, sticlă;
• tuburi fluide (cupru, aluminiu).

Proiectarea trebuie să fie echipată cu duze de intrare și ieșire și o pompă pentru o circulație eficientă a fluidului.

Puteți asambla o instalație solară plană cu propriile mâini. Pentru a face acest lucru, utilizați adesea mijloace improvizate, alegând materiale mai ieftine ca analog (+)

Puteți instala un colector plat în orice unghi, o condiție necesară este curățarea de zăpadă și praf. Este deosebit de bun pentru climatele calde.

În sezonul rece, se observă o eficiență scăzută și pierderi mari de căldură. Ceea ce pune la îndoială utilizarea singurului sistem solar pentru încălzirea corespunzătoare. Acesta va utiliza optim o instalație solară plană împreună cu un tip de încălzire cu gaz, electric sau cu combustibil solid.

Vă oferim să citiți articole despre ansamblul de sisteme de încălzire solară:

1. Cum se face un colector solar pentru încălzirea bricolajului - ghid pas cu pas
2. Cum se face o baterie solară cu propriile mâini: metode de asamblare și instalare a unui panou solar

Încă o dată despre expediență

Folosirea energiei solare în locul energiei obișnuite pentru încălzire este benefică. În funcție de tipul de sistem solar selectat, economiile la consumul de căldură plătită pot fi de până la 100%.

O opțiune pentru o înlocuire completă a sistemului de încălzire este utilizarea colectorilor cu tuburi de vid. Acesta este un proiect destul de scump în faza inițială. În viitor, el poate garanta independența energetică completă, plătindu-se în 6-8 ani.

Ingeniozitatea maeștrilor de acasă nu cunoaște limite - un furtun obișnuit poate fi adaptat ca un labirint pentru circulația lichidului în interiorul colectorului

Durată de viață solară până la 25 de ani. Acestea necesită întreținere redusă - curățarea periodică a suprafețelor de zăpadă, praf, resturi. În ceea ce privește reparația, aceasta se poate face pe cont propriu. Un dezavantaj semnificativ este faptul că colectoarele plate și panourile solare „se tem” de uragane.

O astfel de încălzire este sigură pentru locuitorii casei și pentru mediu. Este complet gratuit și nu depinde de cursul de schimb, de prețurile energiei.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul va demonstra procesul de construire a bateriei solare cu propriile mâini:

Ajutor vizual pentru construcția unui sistem de încălzire a aerului:

Tehnologia de fabricație DIY a unei instalații solare plate:

Instalațiile solare sau sistemele de încălzire solară s-au dovedit în toată lumea. Acestea vă permit să obțineți căldură în mod gratuit, reducând costurile de plată a facturilor pentru servicii de încălzire de la 30%.

Este posibil să înlocuiți complet energia cu energia solară în sistemul dvs. de încălzire. Un alt avantaj semnificativ este că puteți asambla o instalație solară cu propriile mâini.

Aveți abilități practice în asamblarea sau exploatarea sistemelor de încălzire solară? Împărtășește-ți cunoștințele, pune întrebări pe această temă și participă la discuții. Formularul de comentarii este situat mai jos.