¿Qué tan apropiado es usar fuentes alternativas de energía térmica para organizar la calefacción? Actualmente, dos tipos de suministro de calor están muy extendidos: sistemas geotérmicos y solares. Este último es el más popular. ¿Cómo hacer calefacción solar en casa con sus propias manos: colectores, baterías y diagramas de cableado?
Uso de energía solar para el suministro de calor.
Uno de los principios determinantes para construir cualquier sistema de calefacción es la conveniencia. Aquellos. Todas las inversiones deben pagar en un cierto período de tiempo. En este sentido, calentar una casa con energía solar es la inversión más eficiente y rentable.
La energía solar es esencialmente una fuente gratuita de calor. Se puede usar de varias maneras: para equipar un sistema de calefacción o para hacer un sistema autónomo de suministro de agua caliente. Si estudia cuidadosamente las revisiones sobre el calentamiento de paneles solares, puede identificar una relación interesante. Cuanto más profesional sea la calefacción (colectores de fábrica, calefacción adicional, control electrónico), mayor será la eficiencia del suministro de calor.
¿Qué métodos pueden transformar la energía solar en calor?
- Calentador solar - Como una de las formas de producir energía eléctrica. La radiación actúa sobre la matriz de fotocélulas de resistencia, lo que resulta en voltaje en el circuito. En el futuro, esta corriente puede usarse para conectarse a aparatos de calefacción;
- Calefacción moderna de una casa privada. colectores solares. En este caso, hay una transferencia directa de energía térmica de la radiación solar al refrigerante. Este último se encuentra en un sistema de tuberías ubicado en un recinto sellado especial.
El más efectivo es el calentamiento solar de esta última manera. Por lo tanto, se puede evitar la conversión de energía adicional. El sol afectará directamente al refrigerante, aumentando su temperatura. Sin embargo, el autocalentamiento con energía solar usando baterías eléctricas es más versátil, ya que la electricidad se puede usar para operar otros electrodomésticos en la casa. La elección está determinada por el presupuesto y la capacidad requerida del sistema.
Durante la instalación de la batería solar, se debe observar un cierto ángulo de inclinación. Dependiendo de la temporada, debe ser de 30 ° (verano) y 70 ° (invierno).
La relevancia de la organización del sistema solar.
Antes de comprar o hacer el convertidor usted mismo, debe averiguar si calentar una casa privada con paneles solares será bastante efectivo. Para esto, es necesario realizar un análisis detallado de todos los factores que afectan la eficiencia del sistema futuro.
Para empezar, se determina el indicador de insolación solar. Esta es la cantidad de energía solar que cae sobre la superficie de la tierra en una región en particular. El grado de calentamiento del refrigerante o la cantidad de corriente generada dependerá de esto. Los radiadores solares para calefacción doméstica deberían funcionar idealmente independientemente de la temporada. Sin embargo, de hecho, este no es siempre el caso.
Además, un sistema de calentamiento solar pasivo puede cambiar su eficiencia operativa debido al ángulo del panel.Depende de la temporada. Para determinar la energía teóricamente posible, puede usar los datos de la tabla.
Sobre la base de estos datos, es posible calcular el colector solar para calefacción teniendo en cuenta sus características técnicas y operativas. Pero además de esto, se deben considerar los siguientes factores:
- Ubicación de la casa. Los objetos naturales o artificiales no deben impedir la caída de los rayos del sol: montañas, casas altas, bosques altos, etc.
- Lugar para instalar. La calefacción solar combinada requerirá un gran espacio, de 2 a 10 m². Muy a menudo, el techo de la casa se usa para esto. Además, debe adaptarse para la instalación de colectores o paneles solares;
- Salida de calor requerida. A menudo, los sistemas de calefacción solar de una casa privada se utilizan como auxiliares.
Solo después de este análisis podemos comenzar a elegir un esquema de calefacción alternativo específico para la casa. Las pérdidas de calor en la casa se calculan preliminarmente, se determina el modo térmico óptimo de calefacción. Si el colector solar en el sistema de calefacción es auxiliar, el mismo indicador del sistema de suministro de calor principal se agrega a su potencia nominal.
Al calcular, debe tener en cuenta la masa del equipo. La superficie del techo debe soportar esta carga.
Paneles solares para calentar
A menudo ocurre confusión: los colectores solares también se denominan baterías. Pero en la práctica, el primer tipo de equipo se usa con mayor frecuencia para organizar el calentamiento de la casa con energía solar.
El principio de calentar una casa privada con paneles solares es convertir la energía térmica en energía eléctrica. Para esto, se proporcionan los siguientes componentes en el diseño del panel:
- Fotocélulas. Cuando la luz del sol entra en ellos, se produce la formación de la llamada fotocorriente;
- Funda protectora transparente. Previene daños a las fotocélulas;
- Convertidores de corriente eléctrica - inversores, transformadores, baterías, etc.
Aquellos. De hecho, una batería de calentamiento solar es un gran cargador. En primer lugar, está diseñado para producir energía eléctrica barata. Su uso como uno de los elementos calefactores no es práctico. Para calentar una casa de 60 m² con una tasa de aislamiento normal, se requerirán 6 kW de energía térmica por hora. Una batería de calentamiento solar estándar que mide 284 * 254 mm tiene una potencia específica de 5 W / h. Aquellos. Para garantizar el suministro de calor, se requiere una cobertura de batería de 82 m².
Como se puede ver en los cálculos, esto es más que poco práctico. Es por eso que prefieren hacer un colector solar para su propia calefacción o comprar configuraciones de fábrica.
En lugar de calentar una casa privada con paneles solares, pueden usarse como fuente de electricidad barata para electrodomésticos de bajo consumo.
Elige un colector solar
Para una operación eficiente de calefacción con energía solar, se recomienda la instalación de colectores. Representan un sistema de tuberías a través del cual fluye el refrigerante. Para proteger y enfocar mejor la energía solar, el diseño está protegido por un panel de vidrio transparente.
Para aumentar la operación efectiva del equipo, se pueden usar varios tipos de refrigerante, que no cambiarán sus propiedades bajo la influencia de temperaturas negativas. Esto es importante para las regiones con inviernos fríos. Además, es necesario analizar cuidadosamente las ofertas en el mercado y elegir el diseño óptimo.
Actualmente, los fabricantes ofrecen varias formas de organizar el calentamiento de una casa privada por colectores solares:
- Colector de vacío. La mejor opción para organizar un sistema de calentamiento solar pasivo. Se caracterizan por una ausencia casi completa de pérdida de calor;
- Colector plano. Una opción económica para calefacción solar. Son un sistema de tuberías protegidas por un material transparente. La mayoría de las veces se usa para agua caliente en el verano. La aplicación para calefacción solar combinada requiere tener en cuenta el horario de temperatura en el invierno y una elección cuidadosa de refrigerante.
La elección está determinada en gran medida por cálculos preliminares: la potencia requerida y la frecuencia del suministro de calor. Como opción económica, puede considerar la posibilidad de autoproducción de colectores planos para calentar con energía solar con sus propias manos.
Al elegir un diagrama de cableado, se debe tener en cuenta el área de la estructura. Ella tendrá un cierto indicador de viento.
Colectores de vacío para calentar
Uno de los problemas de operar radiadores solares para calentar una casa es una gran pérdida de calor. Se deben a las peculiaridades de la operación: el panel debe ubicarse fuera de la habitación calentada para absorber la energía solar. Para resolver este problema, se desarrolló un colector solar de vacío para el sistema de calefacción.
El diseño de los colectores de vacío consiste en una carcasa externa y un sistema interno de tubos de vidrio. Para un mejor aislamiento, las tuberías están separadas del entorno externo por una capa de vacío con aire descargado. De hecho, toda la instalación es un gran termo transparente.
Los detalles del colector solar de vacío en el sistema de calefacción son los siguientes:
- El uso de un líquido especial con un umbral de ebullición bajo como refrigerante. En este caso, una transferencia más eficiente de energía térmica a través del intercambiador de calor al medio de calentamiento principal - agua;
- Aplicación de un recubrimiento especial en la superficie interna que aumenta la capacidad de absorción de la energía solar térmica;
- Independencia del trabajo de la temperatura del aire exterior.
Para el funcionamiento normal del sistema, es necesario garantizar un aislamiento térmico confiable del intercambiador de calor. También debe aislar la tubería en lugares que pasan por habitaciones sin calefacción: un ático, una tarta para techos. Para calcular el colector solar para calefacción, se pueden utilizar esquemas estándar. Pero debe tenerse en cuenta que su funcionamiento será ineficaz cuando la temperatura del refrigerante en el circuito disminuya a + 22 ° C.
En invierno, es necesario limpiar la superficie del colector de la capa de nieve. Por lo tanto, debe pensar de antemano en una forma de llevar a cabo este evento.
Colectores solares planos para calentar
Para crear un sistema de calefacción solar para una casa privada con un costo mínimo, los colectores planos se instalan con mayor frecuencia. Se diferencian del vacío en un diseño simplificado. Sin embargo, esto aumenta los requisitos para su operación.
El colector plano también tiene un sistema de tuberías interno. Sin embargo, está hecho de tubos de cobre o polímero. Para protección, se utiliza policarbonato o vidrio templado. La superficie interna está aislada con un calentador: lana mineral o poliestireno. Bajo la influencia de la luz solar, los tubos se calientan y, como resultado, la temperatura del refrigerante aumenta.
Para un colector solar plano en el sistema de calefacción, existen restricciones operativas estrictas:
- Solo se puede usar anticongelante como portador de calor. De lo contrario, se producirá la congelación del agua y la destrucción de la tubería;
- Para una mejor circulación durante la transferencia de calor, es necesaria la instalación de una bomba;
- A temperaturas inferiores a -10 ° C, la eficiencia del sistema disminuye significativamente.
Debido a este último factor, no se recomienda organizar el calentamiento de la casa con energía solar utilizando colectores planos en regiones con bajas temperaturas en invierno. Por lo tanto, la mayoría de las veces hacen un colector solar plano para la calefacción de bricolaje para el suministro de agua caliente en verano, primavera u otoño.
Los expertos recomiendan hacer el suministro de calor utilizando energía solar basada en colectores planos solo en las regiones del sur del país con inviernos relativamente cálidos.
Coleccionista de bricolaje
Cabe señalar de inmediato que un colector con sus propias manos no funcionará para garantizar el calentamiento solar. Para hacer esto, use el diseño de producción de la estructura de vacío discutida anteriormente. Pero en casa es casi imposible hacerlo debido a la falta de equipos y suministros necesarios. Por lo tanto, consideramos uno de los métodos más simples para fabricar una batería de calentamiento solar para el suministro de agua caliente.
Para la producción, se requerirán los siguientes consumibles:
- Hoja de policarbonato alveolar. Para el suministro de agua caliente de una casa de verano o una casa pequeña con la ayuda de un colector solar para autocalentamiento, una hoja de 2 * 1 m de tamaño será suficiente;
- Accesorios de tubería de PVC y mangueras flexibles. Con su ayuda, se realizará un sistema de circulación de agua caliente y su suministro al consumidor;
- Perfil de marco para paneles de yeso y láminas de poliestireno. Son necesarios para crear una carcasa protectora en un sistema de calentamiento solar pasivo.
Los panales deben colocarse horizontalmente para calentar mejor el agua. Luego, se realizan secciones longitudinales en las tuberías de PVC. El agua calentada fluirá desde una lámina de policarbonato. En las secciones obtenidas, se instala una hoja. No debe entrar en la tubería hasta que se detenga.
Usando una pistola de calor, las juntas están aisladas. Sin esta herramienta, existe una alta probabilidad de fugas en la calefacción y el suministro de agua caliente sanitaria por el colector solar. Antes de la instalación en el marco, es imprescindible realizar una prueba de fugas de la estructura. Para hacer esto, debe llenarse con agua y verificar visualmente si hay fugas.
Para la fabricación del marco, se requerirán perfiles galvanizados para paneles de yeso. Realizarán funciones protectoras similares al caso de un radiador solar para calentar la cabaña. Se instala una capa de aislamiento debajo de la lámina de policarbonato, luego se acuesta un colector solar hecho por sí mismo. Para un calentamiento más eficiente, se recomienda pintar la lámina de negro.
Al calcular el colector solar para el suministro de calor, se tiene en cuenta la posición del sol en un determinado momento del día. La mayor eficiencia se logra cuando el ángulo de incidencia de los rayos es estrictamente perpendicular a la superficie de la estructura.
La mejor opción es utilizar los sistemas de calefacción solar de una casa privada como auxiliar. Para un mejor rendimiento, se recomienda que instale una batería térmica. El agua del colector se calentará durante el día y, en la oscuridad, la energía térmica acumulada se transferirá al portador de calor principal del sistema.
El video muestra un ejemplo de fabricación de un colector solar a partir de tuberías de polímero:
