Wie angemessen ist es, alternative Wärmeenergiequellen für die Organisation der Heizung zu verwenden? Derzeit sind zwei Arten der Wärmeversorgung weit verbreitet - Geothermie und Solaranlagen. Letzteres ist das beliebteste. Wie macht man Solarheizung zu Hause mit eigenen Händen: Kollektoren, Batterien und Schaltpläne?
Nutzung von Sonnenenergie zur Wärmeversorgung
Eines der bestimmenden Prinzipien für den Bau eines Heizsystems ist die Zweckmäßigkeit. Jene. Alle Investitionen müssen sich in einem bestimmten Zeitraum auszahlen. In dieser Hinsicht ist das Heizen eines Hauses mit Solarenergie die effizienteste und finanziell rentabelste Investition.
Solarenergie ist im Wesentlichen eine freie Wärmequelle. Es kann auf verschiedene Arten verwendet werden - zur Ausstattung eines Heizungssystems oder zur Herstellung eines autonomen Warmwasserversorgungssystems. Wenn Sie die Bewertungen zum Heizen von Sonnenkollektoren sorgfältig studieren, können Sie eine interessante Beziehung identifizieren. Je professioneller die Heizung (Fabrikkollektoren, Zusatzheizung, elektronische Steuerung) ist, desto höher ist der Wirkungsgrad der Wärmeversorgung.
Welche Methoden können Sonnenenergie in Wärme umwandeln?
- Solarheizung - als eine der Möglichkeiten zur Erzeugung elektrischer Energie. Die Strahlung wirkt auf die Matrix der Widerstandsphotozellen, was zu einer Spannung in der Schaltung führt. In Zukunft kann dieser Strom zum Anschluss an Heizgeräte verwendet werden.
- Moderne Heizung eines Privathauses Sonnenkollektoren. In diesem Fall erfolgt eine direkte Übertragung von Wärmeenergie von der Sonnenstrahlung auf das Kühlmittel. Letzteres befindet sich in einem Rohrleitungssystem in einem speziell abgedichteten Gehäuse.
Am effektivsten ist die Solarheizung auf die letztere Weise. Somit kann eine zusätzliche Energieumwandlung vermieden werden. Die Sonne wirkt direkt auf das Kühlmittel und erhöht dessen Temperatur. Die Selbsterwärmung mit Solarenergie mithilfe von elektrischen Batterien ist jedoch vielseitiger, da mit Strom andere Elektrogeräte im Haus betrieben werden können. Die Auswahl richtet sich nach dem Budget und der erforderlichen Systemkapazität.
Bei der Installation der Solarbatterie muss ein bestimmter Neigungswinkel beachtet werden. Je nach Jahreszeit sollten es 30 ° (Sommer) und 70 ° (Winter) sein.
Die Relevanz der Organisation des Sonnensystems
Bevor Sie den Konverter kaufen oder selbst herstellen, sollten Sie herausfinden, ob das Heizen eines Privathauses mit Sonnenkollektoren sehr effektiv ist. Hierzu ist eine detaillierte Analyse aller Faktoren erforderlich, die die Effizienz des zukünftigen Systems beeinflussen.
Zunächst wird der Indikator für die Sonneneinstrahlung bestimmt. Dies ist die Menge an Sonnenenergie, die in einer bestimmten Region auf die Erdoberfläche fällt. Der Grad der Erwärmung des Kühlmittels oder die Menge des erzeugten Stroms hängt davon ab. Solarheizkörper für die Heizung zu Hause sollten idealerweise unabhängig von der Jahreszeit funktionieren. Dies ist jedoch nicht immer der Fall.
Ein passives Solarheizsystem kann aufgrund des Winkels des Panels auch seine Betriebseffizienz ändern.Das hängt von der Jahreszeit ab. Um die theoretisch mögliche Energie zu bestimmen, können Sie die Daten aus der Tabelle verwenden.
Bereits auf Basis dieser Daten ist es möglich, den Solarkollektor für die Heizung unter Berücksichtigung seiner technischen und betrieblichen Eigenschaften zu berechnen. Daneben sollten jedoch folgende Faktoren berücksichtigt werden:
- Hauslage. Natürliche oder künstliche Gegenstände - Berge, hohe Häuser, hohe Wälder usw. sollten den Sonneneinfall nicht behindern.
- Installationsort. Die kombinierte Solarheizung benötigt viel Platz - von 2 bis 10 m². Meist wird dafür das Dach des Hauses genutzt. Darüber hinaus muss es für die Installation von Kollektoren oder Sonnenkollektoren angepasst werden;
- Wärmeabgabe erforderlich. Oft werden Solarheizungssysteme eines Privathauses als Hilfsmittel eingesetzt.
Erst nach dieser Analyse können wir mit der Auswahl eines bestimmten alternativen Heizschemas für das Haus beginnen. Wärmeverluste im Haus werden vorab berechnet, der optimale thermische Heizmodus wird ermittelt. Wenn der Solarkollektor in der Heizungsanlage Hilfskraft ist, wird der gleiche Indikator des Hauptwärmeversorgungssystems zu seiner Nennleistung hinzugefügt.
Bei der Berechnung müssen Sie die Masse der Geräte berücksichtigen. Die Dachfläche muss dieser Belastung standhalten.
Sonnenkollektoren zum Heizen
Oft kommt es zu Verwirrung - Solarkollektoren werden auch als Batterien bezeichnet. In der Praxis wird jedoch am häufigsten die erste Art von Ausrüstung verwendet, um die Heizung des Hauses mit Solarenergie zu organisieren.
Das Prinzip der Beheizung eines Privathauses mit Sonnenkollektoren besteht darin, Wärmeenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Hierzu sind im Panel-Design folgende Komponenten vorgesehen:
- Fotozellen. Wenn Sonnenlicht in sie eintritt, entsteht der sogenannte Photostrom;
- Transparente Schutzhülle. Verhindert Schäden an Fotozellen;
- Elektrische Stromrichter - Wechselrichter, Transformatoren, Batterien usw.
Jene. In der Tat ist eine Solarheizbatterie ein großartiges Ladegerät. Erstens soll es billige elektrische Energie erzeugen. Seine Verwendung als eines der Heizelemente ist unpraktisch. Für die Beheizung eines 60 m² großen Hauses mit normaler Dämmleistung werden 6 kW Wärmeenergie pro Stunde benötigt. Eine Standard-Solarheizbatterie mit einer Größe von 284 * 254 mm hat eine spezifische Leistung von 5 W / h. Jene. Um die Wärmeversorgung zu gewährleisten, ist eine Batteriedeckung von 82 m² erforderlich.
Wie aus den Berechnungen hervorgeht, ist dies mehr als unpraktisch. Deshalb ziehen sie es vor, einen Solarkollektor für ihre eigene Heizung herzustellen oder Werkseinstellungen zu erwerben.
Anstatt ein Privathaus mit Sonnenkollektoren zu heizen, können sie als billige Stromquelle für Haushaltsgeräte mit geringem Stromverbrauch verwendet werden.
Wählen Sie einen Solarkollektor
Für einen effizienten Heizbetrieb mit Solarenergie wird die Installation von Kollektoren empfohlen. Sie stellen ein Rohrleitungssystem dar, durch das das Kühlmittel fließt. Zum Schutz und zur besseren Fokussierung der Sonnenenergie ist das Design durch eine transparente Glasscheibe geschützt.
Um den effektiven Betrieb des Geräts zu verbessern, können verschiedene Arten von Kühlmittel verwendet werden, die ihre Eigenschaften unter dem Einfluss negativer Temperaturen nicht verändern. Dies ist wichtig für Regionen mit kalten Wintern. Darüber hinaus ist es notwendig, die Angebote auf dem Markt sorgfältig zu analysieren und das optimale Design auszuwählen.
Derzeit bieten Hersteller verschiedene Möglichkeiten an, die Heizung eines Privathauses durch Solarkollektoren zu organisieren:
- Vakuumsammler. Die beste Option für die Organisation einer passiven Solaranlage. Sie zeichnen sich durch eine fast vollständige Abwesenheit von Wärmeverlust aus;
- Flacher Sammler. Eine wirtschaftliche Option für die Solarheizung. Sie sind ein Rohrsystem, das durch ein transparentes Material geschützt ist. Wird im Sommer am häufigsten für heißes Wasser verwendet. Die Anwendung für eine kombinierte Solarheizung erfordert die Berücksichtigung des Temperaturplans im Winter und eine sorgfältige Auswahl des Kühlmittels.
Die Wahl wird weitgehend durch vorläufige Berechnungen bestimmt - die erforderliche Leistung und Frequenz der Wärmeversorgung. Als wirtschaftliche Option können Sie die Möglichkeit der Eigenproduktion von Flachkollektoren für die Solarheizung mit Ihren eigenen Händen in Betracht ziehen.
Bei der Auswahl eines Schaltplans muss der Bereich der Struktur berücksichtigt werden. Sie wird einen bestimmten Indikator für Luftwiderstand haben.
Vakuumverteiler zum Heizen
Eines der Probleme beim Betrieb von Solarheizkörpern zum Heizen eines Hauses ist ein großer Wärmeverlust. Sie sind auf die Besonderheiten des Betriebs zurückzuführen - das Panel muss sich außerhalb des beheizten Raums befinden, um Sonnenenergie zu absorbieren. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Vakuumsolarkollektor für das Heizsystem entwickelt.
Das Design der Vakuumverteiler besteht aus einem externen Gehäuse und einem internen System von Glasrohren. Zur besseren Isolierung sind die Rohrleitungen durch eine Vakuumschicht mit Abluft von der Außenumgebung getrennt. Tatsächlich ist die gesamte Installation eine große transparente Thermoskanne.
Die Besonderheiten des Vakuumsolarkollektors in der Heizungsanlage sind wie folgt:
- Die Verwendung einer speziellen Flüssigkeit mit einer niedrigen Siedeschwelle als Kühlmittel. In diesem Fall eine effizientere Übertragung von Wärmeenergie durch den Wärmetauscher auf das Hauptheizmedium - Wasser;
- Aufbringen einer speziellen Beschichtung auf die Innenfläche, die das Absorptionsvermögen der thermischen Sonnenenergie erhöht;
- Unabhängigkeit der Arbeit von der Außenlufttemperatur.
Für den normalen Betrieb des Systems ist eine zuverlässige Wärmedämmung des Wärmetauschers erforderlich. Sie sollten die Rohrleitung auch an Stellen isolieren, die durch unbeheizte Räume führen - auf einem Dachboden, auf einem Dachkuchen. Zur Berechnung des Solarkollektors für die Heizung können Standardschemata verwendet werden. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass sein Betrieb unwirksam ist, wenn die Temperatur des Kühlmittels im Kreislauf auf + 22 ° C abfällt.
Im Winter muss die Oberfläche des Kollektors von der Schneekappe gereinigt werden. Daher müssen Sie im Voraus überlegen, wie Sie dieses Ereignis abschließen können.
Flache Solarkollektoren zum Heizen
Um mit minimalen Kosten eine Solaranlage für ein Privathaus zu schaffen, werden meist Flachkollektoren installiert. Sie unterscheiden sich vom Vakuum durch ein vereinfachtes Design. Dies erhöht jedoch die Anforderungen an ihren Betrieb.
Der Flachkollektor verfügt außerdem über ein internes Rohrleitungssystem. Es besteht jedoch aus Kupfer- oder Polymerrohren. Zum Schutz wird Polycarbonat oder gehärtetes Glas verwendet. Die Innenfläche ist mit einer Heizung isoliert - Mineralwolle oder Polystyrol. Unter dem Einfluss von Sonnenlicht erwärmen sich die Rohre und dadurch steigt die Temperatur des Kühlmittels.
Für einen flachen Solarkollektor in der Heizungsanlage gelten strenge Betriebsbeschränkungen:
- Als Wärmeträger kann nur Frostschutzmittel verwendet werden. Andernfalls kommt es zum Einfrieren von Wasser und zur Zerstörung der Rohrleitung.
- Für eine bessere Zirkulation während der Wärmeübertragung ist die Installation einer Pumpe erforderlich.
- Bei Temperaturen unter -10 ° C sinkt der Wirkungsgrad des Systems erheblich.
Aufgrund des letzteren Faktors wird nicht empfohlen, die Heizung des Hauses mit Solarenergie mithilfe von Flachkollektoren in Regionen mit niedrigen Temperaturen im Winter zu organisieren. Daher stellen sie meistens einen flachen Solarkollektor zum Selbermachen für die Warmwasserversorgung im Sommer, Frühling oder Herbst her.
Experten empfehlen, die Wärmeversorgung mit Solarenergie auf Basis von Flachkollektoren nur in den südlichen Regionen des Landes mit relativ warmen Wintern durchzuführen.
DIY Sammler
Es sollte sofort beachtet werden, dass ein Kollektor mit eigenen Händen nicht funktioniert, um eine solare Erwärmung sicherzustellen. Verwenden Sie dazu das Produktionsdesign der oben diskutierten Vakuumstruktur. Aber zu Hause ist es fast unmöglich, es zu schaffen, da es an notwendiger Ausrüstung und Versorgung mangelt. Daher betrachten wir eine der einfachsten Methoden zur Herstellung einer Solarheizbatterie für die Warmwasserversorgung.
Für die Produktion werden folgende Verbrauchsmaterialien benötigt:
- Waben-Polycarbonat-Folie. Für die Warmwasserversorgung eines Sommerhauses oder eines kleinen Hauses mit Hilfe eines Solarkollektors zur Selbstheizung reicht ein 2 * 1 m großes Blech aus;
- PVC-Rohrverbindungsstücke und flexible Schläuche. Mit ihrer Hilfe wird ein System zur Zirkulation von erwärmtem Wasser und seiner Versorgung des Verbrauchers geschaffen;
- Rahmenprofil für Trockenbau- und Styroporplatten. Sie sind notwendig, um ein Schutzgehäuse in einer passiven Solaranlage zu schaffen.
Waben sollten horizontal platziert werden, um das Wasser besser zu erwärmen. Dann werden Längsschnitte in den PVC-Rohren hergestellt. Erhitztes Wasser fließt aus einer Polycarbonatplatte. In den erhaltenen Abschnitten wird ein Blatt installiert. Er sollte nicht in das Rohr gehen, bis es aufhört.
Mit einer Heißluftpistole werden die Gelenke isoliert. Ohne dieses Werkzeug besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit von Undichtigkeiten in der Heizung und der Warmwasserversorgung durch den Solarkollektor. Vor dem Einbau in den Rahmen muss unbedingt eine Dichtheitsprüfung der Struktur durchgeführt werden. Dazu sollte es mit Wasser gefüllt und visuell auf Undichtigkeiten überprüft werden.
Für die Herstellung des Rahmens werden verzinkte Profile für Trockenbau benötigt. Sie erfüllen ähnliche Schutzfunktionen wie ein Solarkühler zum Heizen des Hauses. Unter der Polycarbonatplatte wird eine Isolationsschicht angebracht, dann legt sich ein selbst hergestellter Solarkollektor hin. Für eine effizientere Erwärmung wird empfohlen, das Blatt schwarz zu streichen.
Bei der Berechnung des Sonnenkollektors für die Wärmeversorgung wird der Sonnenstand zu einem bestimmten Zeitpunkt des Tages berücksichtigt. Die größte Effizienz wird erreicht, wenn der Einfallswinkel der Strahlen streng senkrecht zur Oberfläche der Struktur ist.
Die beste Option ist die Verwendung von Solaranlagen eines Privathauses als Hilfsmittel. Für eine optimale Leistung wird empfohlen, eine Thermobatterie einzubauen. Das darin enthaltene Wasser wird tagsüber vom Kollektor erwärmt, und im Dunkeln wird die angesammelte Wärmeenergie auf das Hauptkühlmittel im System übertragen.
Das Video zeigt ein Beispiel für die Herstellung eines Solarkollektors aus Polymerrohren:
