Ako je vhodné využívať alternatívne zdroje tepelnej energie na organizovanie vykurovania? V súčasnosti sú rozšírené dva typy dodávok tepla - geotermálne a solárne systémy. Ten je najobľúbenejší. Ako urobiť solárne vykurovanie doma vlastnými rukami: kolektory, batérie a schémy zapojenia?
Využitie slnečnej energie na dodávku tepla
Jedným z určujúcich princípov pre konštrukciu akéhokoľvek vykurovacieho systému je účelnosť. Tie. všetky investície sa musia vyplatiť v určitom časovom období. Z tohto hľadiska je vykurovanie domu solárnou energiou najúčinnejšou a finančne najvýhodnejšou investíciou.
Slnečná energia je v podstate voľný zdroj tepla. Môže byť použitý niekoľkými spôsobmi - na vybavenie vykurovacieho systému alebo na vytvorenie autonómneho systému zásobovania teplou vodou. Ak si dôkladne preštudujete názory na vykurovanie zo solárnych panelov - môžete zistiť zaujímavý vzťah. Čím profesionálnejšie je vykurovanie (výrobné kolektory, prídavné kúrenie, elektronické riadenie) - tým vyššia je účinnosť dodávky tepla.
Aké metódy môžu transformovať slnečnú energiu na teplo?
- Solárny ohrievač - ako jeden zo spôsobov výroby elektrickej energie. Žiarenie pôsobí na maticu odporových fotobuniek, čo vedie k napätiu v obvode. V budúcnosti sa tento prúd môže použiť na pripojenie k vykurovacím zariadeniam;
- Moderné vykurovanie súkromného domu solárne kolektory, V tomto prípade dochádza k priamemu prenosu tepelnej energie zo slnečného žiarenia na chladivo. Ten je umiestnený v potrubnom systéme umiestnenom v špeciálnom uzavretom kryte.
Najefektívnejšie je solárne vykurovanie druhým spôsobom. Takto je možné vyhnúť sa ďalšej premene energie. Slnko bude mať priamy vplyv na chladiacu kvapalinu a zvyšuje jej teplotu. Samovoľné vyhrievanie so solárnou energiou pomocou elektrických batérií je všestrannejšie, pretože elektrinu je možné použiť na prevádzku iných elektrických spotrebičov v dome. Výber závisí od rozpočtu a požadovanej kapacity systému.
Pri inštalácii solárnej batérie musíte dodržať určitý uhol sklonu. V závislosti od ročného obdobia by to malo byť 30 ° (leto) a 70 ° (zima).
Význam organizácie slnečnej sústavy
Pred nákupom alebo samotným prevádzaním prevodníka by ste mali zistiť, či bude vykurovanie súkromného domu so solárnymi panelmi dosť efektívne. Z tohto dôvodu je potrebné vykonať podrobnú analýzu všetkých faktorov ovplyvňujúcich účinnosť budúceho systému.
Na začiatok je určený indikátor slnečného žiarenia. Je to množstvo slnečnej energie dopadajúce na zemský povrch v konkrétnej oblasti. Závisí od toho stupeň zahrievania chladiacej kvapaliny alebo množstvo generovaného prúdu. Solárne radiátory pre vykurovanie domácností by mali ideálne fungovať bez ohľadu na ročné obdobie. V skutočnosti to však nie je vždy tak.
Pasívny solárny vykurovací systém môže tiež meniť svoju účinnosť v dôsledku uhla panela.Závisí to od ročného obdobia. Na určenie teoreticky možnej energie môžete použiť údaje z tabuľky.
Už na základe týchto údajov je možné vypočítať solárny kolektor pre vykurovanie, berúc do úvahy jeho technické a prevádzkové vlastnosti. Okrem toho by sa však mali zohľadniť tieto faktory:
- Umiestnenie domu, Prírodné alebo umelé predmety - hory, vysoké domy, vysoký les atď. By nemali brániť slnečnému žiareniu.
- Miesto na inštaláciu, Kombinované solárne vykurovanie bude vyžadovať veľký priestor - od 2 do 10 m². Najčastejšie sa na tento účel používa strecha domu. Okrem toho musí byť prispôsobený na inštaláciu kolektorov alebo solárnych panelov;
- Potrebný tepelný výkon, Ako pomocné systémy sa často používajú solárne vykurovacie systémy v súkromnom dome.
Až po tejto analýze môžeme začať s výberom konkrétnej schémy alternatívneho vykurovania domu. Tepelné straty v dome sa predbežne vypočítavajú, určuje sa optimálny tepelný režim vykurovania. Ak je solárny kolektor vo vykurovacom systéme pomocný, k svojmu menovitému výkonu sa pridá rovnaký indikátor hlavného systému zásobovania teplom.
Pri výpočte je potrebné vziať do úvahy hmotnosť zariadenia. Povrch strechy musí odolať tomuto zaťaženiu.
Solárne panely na vykurovanie
Často dochádza k zámene - solárne kolektory sa nazývajú aj batérie. V praxi sa však prvý typ zariadenia najčastejšie používa na organizovanie vykurovania domu solárnou energiou.
Princíp vykurovania súkromného domu so solárnymi panelmi spočíva v premene tepelnej energie na elektrickú energiu. V návrhu panela sú preto k dispozícii tieto komponenty:
- fotobunky, Keď do nich vstupuje slnečné svetlo, dochádza k tvorbe tzv. Fotoprúdu;
- Ochranné priehľadné puzdro, Zabraňuje poškodeniu fotobuniek;
- Meniče elektrického prúdu - meniče, transformátory, batérie atď.
Tie. V skutočnosti je solárna batéria skvelou nabíjačkou. V prvom rade je určený na výrobu lacnej elektrickej energie. Jeho použitie ako jedného z vykurovacích telies je nepraktické. Na dodávku tepla do domu s rozlohou 60 m² s normálnou mierou izolácie bude potrebných 6 kW tepelnej energie za hodinu. Štandardná solárna vykurovacia batéria s rozmermi 284 x 254 mm má špecifický výkon 5 W / h. Tie. Na zaistenie dodávky tepla je potrebné pokrytie akumulátorom 82 m².
Ako vyplýva z výpočtov, je to viac ako nepraktické. Preto radšej vyrábajú solárny kolektor pre vlastné vykurovanie alebo pre nákup nastavení z výroby.
Namiesto toho, aby vyhrievali súkromný dom so solárnymi panelmi, môžu byť použité ako zdroj lacnej elektrickej energie pre nízkoenergetické domáce spotrebiče.
Vyberte solárny kolektor
Pre efektívnu prevádzku vykurovania pomocou solárnej energie sa odporúča inštalácia kolektorov. Predstavujú systém potrubí, ktorým prechádza chladivo. Pre ochranu a lepšie zameranie slnečnej energie je dizajn chránený priehľadným skleneným panelom.
Na zvýšenie efektívnej prevádzky zariadenia je možné v ňom použiť rôzne druhy chladiva, ktoré nezmenia svoje vlastnosti pod vplyvom záporných teplôt. To je dôležité pre regióny s chladnými zimami. Okrem toho je potrebné starostlivo analyzovať ponuky na trhu a zvoliť optimálny dizajn.
V súčasnosti výrobcovia ponúkajú niekoľko spôsobov, ako zorganizovať vykurovanie súkromného domu solárnymi kolektormi:
- Vákuový kolektor, Najlepšia voľba pre usporiadanie pasívneho solárneho vykurovacieho systému. Vyznačujú sa takmer úplnou absenciou tepelných strát;
- Plochý kolektor, Ekonomická alternatíva pre solárne vykurovanie. Sú to potrubia chránené priehľadným materiálom. Najčastejšie sa používa na horúcu vodu v lete. Aplikácia pre kombinované solárne vykurovanie vyžaduje zohľadnenie teplotného rozvrhu v zime a starostlivý výber chladiva.
Voľba je do značnej miery determinovaná predbežnými výpočtami - požadovaný výkon a frekvencia dodávky tepla. Ako ekonomickú možnosť môžete zvážiť možnosť vlastnej výroby plochých kolektorov na vykurovanie solárnou energiou vlastnými rukami.
Pri výbere schémy zapojenia sa musí zohľadniť oblasť konštrukcie. Bude mať určitý ukazovateľ vinutia.
Vákuové rozdeľovače na vykurovanie
Jedným z problémov prevádzky solárnych radiátorov na vykurovanie domu sú veľké tepelné straty. Sú to kvôli zvláštnostiam činnosti - panel musí byť umiestnený mimo vyhrievanej miestnosti, aby absorboval slnečnú energiu. Na vyriešenie tohto problému bol vyvinutý vákuový solárny kolektor pre vykurovací systém.
Konštrukcia vákuových rozdeľovačov pozostáva z vonkajšieho plášťa a vnútorného systému sklenených rúr. Pre lepšiu izoláciu sú potrubia oddelené od vonkajšieho prostredia vákuovou vrstvou s vytekajúcim vzduchom. Celá inštalácia je v skutočnosti veľká transparentná termoska.
Špecifiká vákuového solárneho kolektora vo vykurovacom systéme sú nasledujúce:
- Použitie špeciálnej kvapaliny s nízkym bodom varu ako chladiacej kvapaliny. V tomto prípade je účinnejší prenos tepelnej energie cez výmenník tepla do hlavného vykurovacieho média - voda;
- Aplikácia špeciálneho náteru na vnútorný povrch, ktorý zvyšuje absorpčnú kapacitu tepelnej slnečnej energie;
- Nezávislosť od vonkajšej teploty vzduchu.
Pre normálne fungovanie systému bude potrebné zabezpečiť spoľahlivú tepelnú izoláciu výmenníka tepla. Potrubie by ste mali izolovať aj na miestach prechádzajúcich nevykurovanými miestnosťami - podkrovie, strešný koláč. Na výpočet slnečného kolektora na vykurovanie sa môžu použiť štandardné schémy. Je však potrebné mať na pamäti, že jeho prevádzka bude neúčinná, keď teplota chladiva v okruhu klesne na +22 ° C.
V zime je potrebné vyčistiť povrch kolektora od snežného viečka. Preto je potrebné vopred premyslieť spôsob, ako túto udalosť dokončiť.
Ploché solárne kolektory na vykurovanie
Na vytvorenie solárneho vykurovacieho systému pre súkromný dom s minimálnymi nákladmi sa najčastejšie inštalujú ploché kolektory. Líšia sa od vákua v zjednodušenom prevedení. To však zvyšuje požiadavky na ich prevádzku.
Plochý kolektor má tiež vnútorný potrubný systém. Vyrába sa však z medených alebo polymérnych rúrok. Na ochranu sa používa polykarbonát alebo tvrdené sklo. Vnútorný povrch je izolovaný ohrievačom - minerálna vlna alebo polystyrén. Rúry sa vplyvom slnečného žiarenia zahrievajú a v dôsledku toho stúpa teplota chladiacej kvapaliny.
Pre plochý solárny kolektor vo vykurovacom systéme existujú prísne prevádzkové obmedzenia:
- Ako nosič tepla sa môže používať iba nemrznúca zmes. Inak dôjde k zamrznutiu vody a zničeniu potrubia;
- Pre lepšiu cirkuláciu počas prenosu tepla je potrebná inštalácia čerpadla;
- Pri teplotách pod -10 ° C účinnosť systému výrazne klesá.
Vzhľadom na tento posledný faktor sa neodporúča organizovať vykurovanie domu solárnou energiou pomocou plochých kolektorov v zónach s nízkymi teplotami v zime. Najčastejšie preto vyrábajú plochý solárny kolektor na ohrev vody pre teplú vodu pre vlastnú potrebu v lete, na jar alebo na jeseň.
Odborníci odporúčajú výrobu tepla pomocou slnečnej energie založenej na plochých kolektoroch iba v južných oblastiach krajiny s relatívne teplými zimami.
Zberač pre domácich majstrov
Okamžite treba poznamenať, že kolektor s vlastnými rukami nebude pracovať na zabezpečení solárneho ohrevu. Na tento účel použite vyššie opísaný výrobný návrh štruktúry vákua. Doma je však takmer nemožné urobiť to kvôli nedostatku potrebného vybavenia a spotrebného materiálu. Preto považujeme za jeden z najjednoduchších spôsobov výroby solárnej vykurovacej batérie na zásobovanie teplou vodou.
Na výrobu sa budú vyžadovať tieto spotrebné materiály:
- Voštinový polykarbonátový list, Na dodávku teplej vody letného domu alebo malého domu pomocou solárneho kolektora na samovoľné vyhrievanie bude stačiť fólia 2 x 1 m;
- Potrubné tvarovky z PVC a pružné hadice, S ich pomocou sa vytvorí obeh teplej vody a jej dodávka spotrebiteľovi;
- Rámový profil pre sadrokartónové a polystyrénové dosky, V systéme pasívneho solárneho vykurovania je potrebné vytvoriť ochranné puzdro.
Voštiny by sa mali umiestňovať vodorovne, aby sa voda lepšie ohrievala. Potom sa v rúrkach z PVC vyrobia pozdĺžne profily. Z polykarbonátovej fólie bude vytekať ohriata voda. V získaných sekciách je nainštalovaný hárok. Nemal by vstúpiť do potrubia, kým sa nezastaví.
Pomocou tepelnej pištole sú spoje izolované. Bez tohto nástroja existuje vysoká pravdepodobnosť úniku tepla a teplej úžitkovej vody zo solárneho kolektora. Pred inštaláciou do rámu je nevyhnutné vykonať skúšku tesnosti konštrukcie. Za týmto účelom by sa mala naplniť vodou a vizuálne skontrolovať tesnosť.
Na výrobu rámu budú potrebné pozinkované profily pre sadrokartónové dosky. Budú vykonávať ochranné funkcie podobné prípadu solárneho žiariča na vykurovanie chaty. Pod polykarbonátovú vrstvu je nainštalovaná vrstva izolácie, potom solárny kolektor vyrobený sám o sebe leží. Pre efektívnejšie zahrievanie sa odporúča, aby plachta bola čierna.
Pri výpočte solárneho kolektora na dodávku tepla sa berie do úvahy poloha slnka v určitom bode dňa. Najvyššia účinnosť sa dosiahne, keď je uhol dopadu lúčov striktne kolmý na povrch konštrukcie.
Najlepšie je použiť ako pomocné zariadenia solárne vykurovacie systémy v súkromnom dome. Ak chcete dosiahnuť najlepší výkon, odporúčame vám nainštalovať tepelnú batériu. Voda v nej bude počas dňa vyhrievaná z kolektora a v tme sa nahromadená tepelná energia prenesie na hlavné chladivo v systéme.
Video ukazuje príklad výroby solárneho kolektora z polymérnych potrubí:
