Sisteme de încălzire solară: analiza tehnologiilor de încălzire bazate pe sisteme solare

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

Vă gândiți să instalați un sistem solar, dar aveți îndoieli și întrebări? Vă vom ajuta să vă dați seama când este potrivit să folosiți energia solară pentru încălzire și vă vom descrie posibilele opțiuni de organizare a încălzirii. În plus, vom oferi instrucțiuni pentru realizarea sistemelor solare de casă - colectoare plate și tubulare.

Energia solară este o sursă alternativă de căldură

Ideea de a folosi energia solară pentru încălzire nu este nouă. Mai mult, fezabilitatea utilizării sale a fost dovedită de americani, chinezi, spanioli, israelieni și japonezi.

Piața este plină de oferte de diverse instalații pentru conversia energiei solare și utilizarea ulterioară a acesteia pentru nevoi economice.

Sistemele solare sunt utilizate în mod activ ca principală sursă de căldură în multe țări din întreaga lume. La latitudinile noastre este încă folosit ca un plus la sistemul de încălzire

Costul sistemelor depinde de tipul, suprafața și materialul utilizat în producție. De la an la an există o tendință constantă de scădere a prețurilor pentru toate tipurile de instalații solare - sisteme solare.

Acest lucru le face mai accesibile unei populații mai largi. Dar nu toată lumea este încă 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 convențional de încălzire care și-a îndeplinit perfect funcțiile de mulți ani devine din ce în ce mai scump. Motivul pentru aceasta este creșterea globală a prețurilor resurselor energetice în întreaga lume. Dorința naturală a proprietarului este de a economisi la încălzire, care consumă o parte semnificativă din bugetul familiei.

Deci, un sistem de încălzire solară poate înlocui complet combustibilul solid obișnuit, gazul sau orice altul. Totul depinde de tipul și dimensiunea încăperii în care va fi folosit.

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

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

Prin urmare, ei folosesc adesea un sistem de încălzire combinat fără a abandona complet echipamentul de gaz (electric sau de altă natură) instalat. Nivelul de înlocuire a încălzirii convenționale cu solar poate ajunge la 90%.

De asemenea, este important si numarul anual de zile insorite din zona in care se afla locuinta. Mai mult, temperatura medie zilnică nu este atât de importantă. Multe instalații absorb eficient lumina în zilele geroase de iarnă (colectori solari care folosesc antigel ca lichid de răcire).

Pe lângă încălzire, o instalație solară poate asigura locuinței apă caldă și curent electric.

Unde va fi cea mai eficientă instalația solară?

Când vine vorba de înlocuirea încălzirii cu un sistem solar, trebuie să țineți cont de o serie de factori care afectează eficiența acestuia.

in primul rand, trebuie să alegeți corect tip de sistem solar. În această chestiune, ar trebui să luați în considerare zona camerei și scopul acesteia. Cel mai adesea aceasta este o casă privată în care locuiește o familie de 4-5 persoane.

În al doilea rând, calculează-ți cu atenție nevoile de căldură în funcție de consumul maxim în sezonul rece. Comparați aceste cifre cu cantitatea de energie generată pe metru pătrat. m instalatie solara. Tot ce rămâne este să calculați suprafața structurii solare care poate face față încălzirii unei anumite încăperi.

Valoarea rezultată va deveni factorul principal în determinarea locației sistemului. De obicei, proprietarii de gospodării preferă să folosească acoperișul sau peretele casei. Utilizați rar zona adiacentă sau acoperișul garajului. Uneori sunt construite standuri speciale pentru montarea instalației.

Construcția de standuri speciale pentru instalarea sistemelor solare permite amplasarea cât mai convenabilă a acestora în zona locală

Este important ca nimic să împiedice pătrunderea liberă a razelor solare pe suprafața care absoarbe lumina. Trebuie să alegeți un perete de sud, sud-est sau sud-vest sau o parte a acoperișului.

După ce a decis unde vor fi amplasate panourile solare, este necesar să se efectueze pregătirea preliminară a casei:

• Eliberați spațiu. Reduceți excesul de plantări dacă acestea sunt în cale.
• Întăriți acoperișul. Aici nu trebuie să uităm de greutatea structurii propuse.
• Izolarea suplimentară a clădirii. La urma urmei, nu are sens să încălzești strada.

Al treilea, trebuie să decideți dacă cumpărați sau construiți singur un sistem de încălzire. Totul depinde de capacitățile financiare și de dorința de a petrece timp pentru fabricarea structurii.

După ce ați ales a doua opțiune, trebuie să înțelegeți principiul de funcționare al sistemului dorit pentru a asambla totul corect.

Posibile optiuni pentru amenajarea incalzirii solare

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

• Aplicarea produselor din fabrică. Achiziționarea de colectoare gata făcute cu autoinstalare și instalare.
• Construirea unui proiect pilot. Este necesar să se verifice efectul utilizării sistemului pentru calcule precise suplimentare.
• Efectuarea independentă a unui ciclu complet de muncă. Calculul, proiectarea, construcția de la zero a unui sistem solar, instalarea acestuia.

Opțiunea 1. Aceasta presupune alegerea locației potrivite pentru instalațiile solare, deoarece de aceasta va depinde eficiența utilizării acestora. Instalarea va necesita, de asemenea, abilități speciale.

Nu este nevoie să calculați numărul de panouri - va fi suficient să vă exprimați toate dorințele furnizorului de echipamente.De asemenea, va trebui să răspundeți la întrebări clarificatoare din partea managerilor - asta este, selectarea numărului optim de panouri (colectori) se va face fără dificultăți.

Pentru a instala singur o instalație solară pe acoperiș, trebuie să obțineți sprijinul a cel puțin unui asistent. Nu poți face treaba asta singur

Opțiunea nr. 2 — realizarea unui proiect pilot. Va fi soluția optimă pentru a se îndoi de oameni. La urma urmei, decizia finală de a înlocui sistemul de încălzire este dificil de luat imediat. Construirea unui colector solar (aer sau apă) de dimensiuni mici și testarea lui „în acțiune” va fi o experiență plină de satisfacții.

După ce am evaluat costurile reale de producție, le-am comparat cu valoarea de piață a sistemelor similare și am calculat economiile obținute în urma utilizării în fermă, va fi ușor să luați o decizie responsabilă.

Opțiunea #3 – alegerea unor adevărați maeștri.

Pentru a încălzi complet instalația, va fi necesară o cantitate colosală de muncă:

• Calculați aria necesară a sistemului solar.
• Determinați locația viitoarei instalări și consolidați-o.
• Izolarea suplimentară a locuinței.
• Achiziționați toate elementele pentru a construi sistemul.
• 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 la instalarea unui sistem nu poate fi numită o sarcină ușoară, dar procesul este extrem de interesant. În plus, vă permite să economisiți o sumă destul de substanțială.

Atunci când alegeți un tip de încălzire care utilizează energie solară, ar trebui să decideți dacă va fi folosit suplimentar pentru încălzirea apei și generarea de energie electrică (click pentru a mări)

Tipuri de instalații pentru conversia energiei solare

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

• Baterii bazate pe convertoare fotoelectrice. Reprezentând sisteme de elemente semiconductoare conectate în serie sau paralel. Ele furnizează curent pentru alimentarea încălzitoarelor de uz casnic.
• Colectori solari. Panouri cu sistem de tuburi umplute cu lichid de răcire: aer, amestec antigel sau apă. Acestea furnizează circuitului de încălzire lichid de răcire încălzit de soare.

Să luăm în considerare fiecare opțiune separat.

Panouri solare

O baterie solară transformă lumina absorbită în energie electrică. Este format din fotocelule (cel mai adesea siliciu), capabile să extragă imediat curent electric direct din radiația solară.

O astfel de instalație poate fi utilizată pentru a asigura funcționalitatea echipamentelor electrice de încălzire. Trebuie să fie conectat la sistemul de alimentare cu energie al casei.

Eficiența conversiei radiației solare cu această instalație este de la 5% la 20%, în funcție de tipul dispozitivului care procesează radiația solară. Capacitate 1 m² baterie solară – 120 W.

Rămâne de calculat câți metri pătrați de spațiu vor fi necesari pentru a satisface nevoile unei anumite gospodării, în funcție de dimensiunea locuinței, nevoile individuale de căldură și nivelul de izolare a structurilor.

Cel mai convenabil este să amplasați panouri solare pe acoperișul casei, alegându-i în acest scop panta suică.

Pentru încălzire, panourile solare sunt cele mai eficiente în regiunile sudice. Principalul lor dezavantaj este o scădere a eficienței la amurg și vreme înnorată și o lipsă completă de performanță pe timp de noapte.

Pentru a face o baterie solară cu propriile mâini, va trebui mai întâi să asamblați cadrul, să lipiți celulele solare, apoi să așezați totul cu atenție și să utilizați material de etanșare.

Pentru realizarea cadrului se folosesc șipci de lemn și colțuri din aluminiu.Totul depinde de dimensiunea structurii care este asamblată și de locația instalării acesteia. Celulele solare - plachetele de siliciu - sunt partea cea mai consumabilă a structurii. Sunt monocristaline și policristaline. Primele sunt ceva mai scumpe, dar performanța lor este cu 5% mai mare.

Este imposibil să le faci singur. Este mai bine să achiziționați convertoare fotoelectrice cu conductori deja lipiți.

Acestea trebuie așezate pe o bază din plăci de fibre, apoi fixate în cadru, conduc firele de la elementele din exterior și umple toate găurile cu material de etanșare. Lăsați structura să se usuce bine și acoperiți cu un capac din sticlă sau din plastic transparent.

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

Colectori solari

Colectorii au o modalitate fundamental diferită de a converti lumina absorbită. Munca lor se bazează pe lichidul de răcire care trece prin țevi.

În funcție de design, se pot distinge trei tipuri principale de colectoare, cel mai adesea utilizate pentru construirea unui sistem de încălzire solară:

• Apartament. Radiatorul de căldură - absorbantul lor este realizat din tablă cu o suprafață exterioară înnegrită. Când este încălzit, acesta transferă energie lichidului de răcire al sistemului de încălzire.
• Vid. Colector sistem de tip vid realizat după designul termosului, datorită căruia căldura primită de la soare se păstrează de aproape două ori și ea.
• Huburi. Dispozitivul este echipat cu o parte concavă de oglindă cu o suprafață mare care concentrează lumina soarelui pe o zonă mică de absorbție.

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

După ce au vizualizat părțile principale ale unei instalații solare, este mai ușor să decideți unde este cel mai bine să plasați anumite componente (+)

Instalația de aer poate fi folosită ca sursă suplimentară de încălzire. Nu este capabil să asigure complet o locuință cu căldură, indiferent de regiunea în care se află. Principala caracteristică a acestui tip de sistem solar este aerul, care acționează ca un lichid de răcire.

Sistemele tubulare sunt folosite destul de activ pentru încălzire pe tot parcursul anului. Antigelul sau amestecul antigel este încălzit de razele soarelui, apoi trece prin tuburile interne de schimb de căldură, apoi trimis în rezervorul de stocare.

Mișcarea lichidului este stimulată de o pompă, datorită căreia se deplasează de la rezervor la sistemul de încălzire. Lichidul de răcire încălzit înlocuiește partea răcită a lichidului, care trebuie să se întoarcă în colector și să se încălzească.

Principiul de funcționare al unui sistem solar plat se bazează pe pătrunderea luminii solare în panoul unde se află absorbantul de căldură. Se încălzește și emite căldură, care este transferată lichidului 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. Cel mai bine este să-l așezați pe peretele sudic al clădirii.

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

Când plănuiți să instalați un sistem de încălzire cu aer în pod, trebuie să vă asigurați că acesta poate rezista greutății instalației (+)

Un 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, se răcește și intră din nou în sistem. Mișcarea fluxurilor de aer poate fi efectuată în mod natural sau cu ajutorul unui ventilator.

În ceea ce privește materialele pentru realizarea galeriei de aer, puteți folosi diverse instrumente disponibile. Nu există o singură regulă.

Meșterii de acasă îmbunătățesc acest tip de sistem solar, asamblat acasă. Unii oameni se străduiesc să obțină o opțiune mai ieftină, sacrificând eficiența, în timp ce alții fac invers.

După ce am înțeles principalele elemente ale colectorului de aer, este mai ușor să decideți locația instalării acestuia - acoperiș sau perete (+)

Să ne uităm la principalele metode.

Caracteristicile instalării unui sistem solar tubular

Un sistem tubular de încălzire solară 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 senine de iarnă, cantitatea de lumină solară depășește cantitatea de lumină primită vara.

Un colector solar tubular constă dintr-un sistem de tuburi vid transparente conectate între ele. Conțin o substanță cu un punct de fierbere scăzut. Când fierbe, se evaporă, își transferă căldura în vârful de cupru și curge în jos, unde totul se repetă din nou.

Tuburile de vid din sticlă rezistentă la foc sunt umplute în interior cu o substanță care poate fierbe la temperaturi scăzute (+)

Tuburile de vid absorb până la 90% din toată radiația solară (vizibilă și infraroșu). Energia solară, transformată în căldură, este furnizată lichidului de răcire. Transferă această energie în continuare prin sistem - către un schimbător de căldură situat într-un rezervor special de stocare.

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

În casele cu acest tip de instalație solară, este avantajos să conectați suplimentar un sistem de încălzire prin pardoseală. Acest lucru permite încălzirea clădirii mai eficient.

În ceea ce privește instalarea colectoarelor tubulare, o puteți instala singur. Singurul lucru de care ar trebui să țineți cont este unghiul de lucru de înclinare - trebuie să fie de cel puțin 20°.

Pe acoperiș este amplasat colectorul solar tubular, alegând direcția cea mai însorită. Este important ca în apropiere să nu existe clădiri înalte care să interfereze cu pătrunderea liberă a luminii solare

Nu va fi posibil să construiți o instalație de vid cu propriile mâini - este imposibil să faceți tuburi de vid acasă. Acest lucru este realizat de fabrici specializate în producția de sisteme solare în vid.

Instalatie solara plana

Adesea, pentru încălzire se folosește un colector solar plat.

Pentru a-l construi veți avea nevoie de:

• cadru metalic;
• fund rezistent;
• strat termoizolant;
• un strat negru de absorbție a radiației solare (adsorbant);
• capac transparent - plastic, sticla;
• tuburi pentru lichid (cupru, aluminiu).

Structura trebuie să fie echipată cu conducte de admisie și de evacuare și o pompă pentru o circulație eficientă a fluidului.

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

Colectorul plat poate fi instalat în orice unghi; o condiție prealabilă este să-l curățați de zăpadă și praf. Este deosebit de bun pentru climatul cald.

În timpul sezonului rece se observă performanțe scăzute și pierderi mari de căldură.Ceea ce pune sub semnul întrebării utilizarea doar a acestui sistem solar pentru încălzirea completă. Optimal ar fi sa folosesti o instalatie solara plana impreuna cu incalzirea pe gaz, electrica sau cu combustibil solid.

Vă invităm să citiți articole despre sisteme de încălzire solară de casă:

1. Cum să faci un colector solar pentru încălzire cu propriile mâini - ghid pas cu pas
2. Cum să faci o baterie solară cu propriile mâini: metode de asamblare și instalare a unui panou solar

Încă o dată despre oportunitate

Este benefic să folosiți energia solară pentru încălzire în locul resurselor de energie convenționale. În funcție de tipul de sistem solar ales, economiile la consumul plătit de căldură pot fi de până la 100%.

O opțiune pentru înlocuirea completă a sistemului de încălzire este utilizarea colectoarelor cu tuburi de vid. Acesta este un proiect destul de costisitor la etapa inițială. În viitor, poate garanta o independență energetică completă, achându-se singur în 6-8 ani.

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

Durata de viață a instalațiilor solare este de până la 25 de ani. Acestea necesită puțină întreținere - curățarea periodică a suprafețelor de zăpadă, praf și resturi. În ceea ce privește reparațiile, le puteți face singur. Un dezavantaj semnificativ este 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 sau de prețul energiei.

Concluzii și video util pe această temă

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

Un ajutor vizual pentru construirea unui sistem de încălzire cu aer:

Tehnologie pentru realizarea unei instalații solare plate cu propriile mâini:

Centralele solare sau sistemele de încălzire solară s-au dovedit în întreaga lume. Acestea vă permit să primiți căldură gratuit, reducând costul plății facturilor de utilități pentru încălzire cu 30%.

Este posibil să înlocuiți complet resursele de energie cu energie solară în sistemul dumneavoastră de încălzire. Un alt avantaj semnificativ este că puteți asambla singur instalația solară.

Aveți abilități practice în asamblarea sau operarea sistemelor de încălzire solară? Împărtășiți cunoștințele acumulate, adresați întrebări pe această temă și participați la discuții. Formularul de comentarii se află mai jos.