Jak je vhodné použít alternativní zdroje tepelné energie k organizaci vytápění? V současné době jsou rozšířeny dva typy dodávek tepla - geotermální a solární systémy. Ten je nejoblíbenější. Jak udělat solární ohřev doma pomocí vlastních rukou: kolektory, baterie a schémata zapojení?
Využití sluneční energie pro dodávku tepla
Jedním z určujících principů pro konstrukci jakéhokoli topného systému je účelnost. Ty. všechny investice se musí vyplatit v určitém časovém období. V tomto ohledu je vytápění domu solární energií nejúčinnější a finančně nejvýhodnější investicí.
Sluneční energie je v podstatě volný zdroj tepla. Může být použit několika způsoby - k vybavení topného systému nebo k vytvoření autonomního systému dodávky teplé vody. Pokud pečlivě prostudujete recenze o vytápění ze solárních panelů - můžete určit zajímavý vztah. Více profesionálně vyráběné vytápění (tovární kolektory, přídavné vytápění, elektronické ovládání) - čím vyšší je účinnost dodávek tepla.
Jaké metody mohou přeměnit sluneční energii na teplo?
- Solární ohřívač - jako jeden ze způsobů výroby elektrické energie. Záření působí na matici odporových fotobuněk, což má za následek napětí v obvodu. V budoucnu lze tento proud použít pro připojení k topným zařízením;
- Moderní vytápění soukromého domu solární kolektory. V tomto případě dochází k přímému přenosu tepelné energie ze slunečního záření do chladicího média. Ten je umístěn v potrubním systému umístěném ve speciálním uzavřeném prostoru.
Nejúčinnějším je solární ohřev v posledním případě. Lze tak zabránit další přeměně energie. Slunce přímo ovlivní chladicí kapalinu a zvýší její teplotu. Vytápění sluneční energie vlastníma rukama pomocí elektrických baterií je však univerzálnější, protože elektřinu lze použít k provozu jiných elektrických spotřebičů v domě. Výběr závisí na rozpočtu a požadované kapacitě systému.
Při instalaci solární baterie je nutné dodržet určitý úhel sklonu. V závislosti na ročním období by měla být 30 ° (v létě) a 70 ° (v zimě).
Význam organizace sluneční soustavy
Před zakoupením nebo provedením vlastního převodníku byste měli zjistit, zda bude vytápění soukromého domu pomocí solárních panelů docela efektivní. K tomu je nutné provést podrobnou analýzu všech faktorů ovlivňujících účinnost budoucího systému.
Nejprve je stanoven indikátor slunečního záření. Jedná se o množství sluneční energie dopadající na zemský povrch v konkrétní oblasti. Závisí na tom stupeň zahřívání chladicí kapaliny nebo množství generovaného proudu. Solární radiátory pro vytápění domácností by měly ideálně fungovat bez ohledu na roční období. Ve skutečnosti tomu tak však není vždy.
Pasivní solární topný systém může také změnit svou provozní účinnost v důsledku úhlu panelu.Závisí to na ročním období. K určení teoreticky možné energie můžete použít data z tabulky.
Již na základě těchto údajů je možné vypočítat solární kolektor pro vytápění s ohledem na jeho technické a provozní vlastnosti. Kromě toho je však třeba vzít v úvahu následující faktory:
- Umístění domu. Přírodní nebo umělé předměty by neměly bránit pádu slunečních paprsků - hory, vysoké domy, vysoký les atd.
- Místo pro instalaci. Kombinované solární vytápění bude vyžadovat velký prostor - od 2 do 10 m². K tomu se nejčastěji používá střecha domu. Kromě toho musí být uzpůsobena pro instalaci kolektorů nebo solárních panelů;
- Potřebný tepelný výkon. Jako pomocná zařízení se často používají solární systémy vytápění soukromého domu.
Teprve po této analýze můžeme začít vybírat konkrétní alternativní schéma vytápění domu. Tepelné ztráty v domě jsou předběžně kalkulovány, je stanoven optimální tepelný režim vytápění. Pokud je solární kolektor v topném systému pomocný, přidá se ke jmenovitému výkonu stejný indikátor hlavního systému zásobování teplem.
Při výpočtu musíte vzít v úvahu hmotnost zařízení. Povrch střechy musí odolávat tomuto zatížení.
Solární panely pro vytápění
Často dochází k záměně - solární kolektory se také nazývají baterie. V praxi se však první typ zařízení nejčastěji používá k organizaci vytápění domu sluneční energií.
Princip vytápění soukromého domu pomocí solárních panelů je přeměna tepelné energie na elektrickou energii. V návrhu panelu jsou proto k dispozici následující komponenty:
- Fotobuňky. Když do nich vstoupí sluneční světlo, dochází k vytváření tzv. Fotoproudu;
- Ochranné průhledné pouzdro. Zabraňuje poškození fotobuněk;
- Měniče elektrického proudu - střídače, transformátory, baterie atd.
Ty. Solární topná baterie je ve skutečnosti skvělou nabíječkou. V první řadě je určen k výrobě levné elektrické energie. Jeho použití jako jednoho z topných prvků je nepraktické. Pro vytápění domu o ploše 60 m² s normální mírou izolace bude zapotřebí 6 kW tepelné energie za hodinu. Standardní solární topná baterie měřící 284 x 254 mm má měrný výkon 5 W / h. Ty. Pro zajištění dodávky tepla je nutné pokrytí baterií 82 m².
Jak je vidět z výpočtů, je to více než nepraktické. Proto dávají přednost výrobě solárního kolektoru pro vlastní vytápění nebo k nákupu továrního nastavení.
Namísto vytápění soukromého domu se solárními panely mohou být použity jako zdroj levné elektřiny pro nízkoenergetické domácí spotřebiče.
Vyberte solární kolektor
Pro efektivní provoz vytápění pomocí sluneční energie se doporučuje instalace kolektorů. Představují systém potrubí, kterým proudí chladicí kapalina. Pro ochranu a lepší zaměření sluneční energie je design chráněn průhledným skleněným panelem.
Pro zvýšení efektivního provozu zařízení lze v něm použít různé typy chladiva, které nezmění své vlastnosti vlivem negativních teplot. To je důležité pro regiony s chladnými zimami. Kromě toho je nutné pečlivě analyzovat nabídky na trhu a zvolit optimální design.
V současné době výrobci nabízejí několik způsobů, jak uspořádat vytápění soukromého domu solárními kolektory:
- Vakuový kolektor. Nejlepší volba pro uspořádání pasivního solárního vytápění. Vyznačují se téměř úplnou absencí tepelných ztrát;
- Plochý kolektor. Ekonomická varianta solárního vytápění. Jedná se o systém trubek chráněných průhledným materiálem. Nejčastěji se používá pro horkou vodu v létě. Aplikace pro kombinované solární vytápění vyžaduje zohlednění teplotního rozvrhu v zimě a pečlivý výběr chladicí kapaliny.
Volba je do značné míry určena předběžnými výpočty - požadovaným výkonem a frekvencí dodávek tepla. Jako ekonomickou variantu můžete zvážit možnost vlastní výroby plochých kolektorů pro vytápění solární energií vlastníma rukama.
Při výběru schématu zapojení je třeba vzít v úvahu oblast konstrukce. Bude mít určitý indikátor větru.
Vakuové rozdělovače pro vytápění
Jedním z problémů provozu solárních radiátorů pro vytápění domu jsou velké tepelné ztráty. Jsou to kvůli zvláštnostem činnosti - panel musí být umístěn mimo vytápěnou místnost, aby absorboval sluneční energii. Pro vyřešení tohoto problému byl vyvinut vakuový solární kolektor pro topný systém.
Konstrukce vakuových rozdělovačů sestává z vnějšího pláště a vnitřního systému skleněných trubek. Pro lepší izolaci jsou potrubí oddělena od vnějšího prostředí vakuovou vrstvou s vypouštěným vzduchem. Celá instalace je ve skutečnosti velká transparentní termoska.
Specifika vakuového solárního kolektoru v topném systému je následující:
- Použití speciální kapaliny s nízkým bodem varu jako chladicího média. V tomto případě účinnější přenos tepelné energie prostřednictvím tepelného výměníku na hlavní topné médium - vodu;
- Aplikace speciálního povlaku na vnitřní povrch, který zvyšuje absorpční kapacitu tepelné sluneční energie;
- Nezávislost práce na vnější teplotě vzduchu.
Pro normální fungování systému bude nutné zajistit spolehlivou tepelnou izolaci tepelného výměníku. Také byste měli izolovat potrubí v místech procházejících nevytápěnými místnostmi - podkroví, střešní koláč. Pro výpočet solárního kolektoru pro vytápění lze použít standardní schémata. Je však třeba mít na paměti, že její provoz bude neúčinný, když teplota chladicí kapaliny v okruhu klesne na +22 ° C.
V zimě je nutné vyčistit povrch kolektoru od sněhové pokrývky. Proto je třeba předem promyslet způsob, jak tuto akci dokončit.
Ploché solární kolektory pro vytápění
Pro vytvoření solárního vytápěcího systému pro soukromý dům s minimálními náklady jsou nejčastěji instalovány ploché kolektory. Liší se od vakua ve zjednodušeném designu. To však zvyšuje požadavky na jejich provoz.
Plochý kolektor má také vnitřní potrubní systém. Je však vyrobena z měděných nebo polymerních trubek. Pro ochranu se používá polykarbonát nebo tvrzené sklo. Vnitřní povrch je izolován topením - minerální vlna nebo polystyren. Trubky se vlivem slunečního záření zahřívají a v důsledku toho stoupá teplota chladicí kapaliny.
Pro plochý solární kolektor v topném systému platí přísná provozní omezení:
- Jako nosič tepla lze použít pouze nemrznoucí směs. Jinak dojde k zamrznutí vody a zničení potrubí;
- Pro lepší cirkulaci během přenosu tepla je nutná instalace čerpadla;
- Při teplotách pod -10 ° C významně klesá účinnost systému.
Vzhledem k posledně uvedenému faktoru se nedoporučuje organizovat vytápění domu solární energií pomocí plochých kolektorů v oblastech s nízkými teplotami v zimě. Nejčastěji proto vyrábějí plochý solární kolektor pro ohřev vody pro horkou vodu v létě, na jaře nebo na podzim.
Odborníci doporučují dodávat teplo pomocí sluneční energie založené na plochých kolektorech pouze v jižních oblastech země s relativně teplými zimami.
DIY sběratel
Okamžitě je třeba poznamenat, že kolektor s vlastníma rukama nebude fungovat pro zajištění slunečního ohřevu. K tomu použijte výše popsaný výrobní návrh vakuové struktury. Doma je však téměř nemožné vyrobit to kvůli nedostatku potřebného vybavení a potřeb. Proto považujeme za jeden z nejjednodušších způsobů výroby solární ohřívací baterie pro zásobování horkou vodou.
Pro výrobu budou vyžadovány následující spotřební materiály:
- Voštinový polykarbonátový list. Pro zásobování horkou vodou letního domu nebo malého domu pomocí solárního kolektoru pro vlastní vytápění postačí plech o velikosti 2 x 1 m;
- Potrubní tvarovky z PVC a ohebné hadice. S jejich pomocí bude vytvořen systém cirkulace ohřáté vody a její dodávky spotřebiteli;
- Rámový profil pro sádrokartonové a polystyrenové desky. V pasivním solárním vytápění je nutné vytvořit ochranné pouzdro.
Voštiny by měly být umístěny vodorovně, aby lépe ohřívaly vodu. Poté se v trubkách z PVC vytvoří podélné profily. Zahřátá voda bude vytékat z polykarbonátové fólie. V získaných sekcích je nainstalován list. Neměl by jít do potrubí, dokud se nezastaví.
Pomocí tepelné pistole jsou spoje izolovány. Bez tohoto nástroje existuje vysoká pravděpodobnost úniku tepla a ohřevu teplé vody solárním kolektorem. Před instalací do rámu je nezbytné provést zkoušku těsnosti konstrukce. K tomu by měla být naplněna vodou a vizuálně zkontrolovat netěsnosti.
Pro výrobu rámu budou vyžadovány pozinkované profily pro sádrokartony. Budou vykonávat ochranné funkce podobné případu solárního radiátoru pro vytápění chaty. Pod polykarbonátovou fólii je instalována vrstva izolace, poté solární kolektor vytvořený sám leží dolů. Pro účinnější zahřívání se doporučuje, aby byl plech natřen černě.
Při výpočtu solárního kolektoru pro dodávku tepla se bere v úvahu poloha slunce v určitém denním dni. Největší účinnosti je dosaženo, když je úhel dopadu paprsků striktně kolmý na povrch struktury.
Nejlepší možností je použít jako pomocné zařízení solární vytápění soukromého domu. Pro nejlepší výkon doporučujeme nainstalovat tepelnou baterii. Voda v ní bude během dne ohřívána z kolektoru a ve tmě bude nahromaděná tepelná energie přenesena do hlavního chladicího média v systému.
Video ukazuje příklad výroby solárního kolektoru z polymerních trubek:
