Colectoare solare pentru încălzire: care este mai bine
DesenColectoarele solare sunt sisteme de colectare a căldurii de la soare. Aceste dispozitive sunt mai convenabile pentru încălzirea apei: lichidul de răcire este încălzit în ele. Apoi, acesta poate fi introdus în sistemul de încălzire (mai bine în podea caldă) sau în alimentarea cu apă caldă.
Din punct de vedere structural, orice instalație constă din panoul solar în sine și dintr-un rezervor pentru apă încălzită (rezervoarele au un schimbător de căldură atunci când se utilizează un agent de răcire ca agent de răcire). În zonele cu câteva zile însorite, în rezervorul de apă se poate instala un încălzitor de rezervă. Cel mai adesea este un încălzitor. Dar trebuie să vă amintiți că trebuie să conectați a doua sursă nu în paralel, ci în serie. Doar atunci va funcționa numai dacă energia solară pentru încălzire până la temperaturile setate nu este suficientă. În acest caz, sistemul va consuma surse de energie gustoase.
Diagrama schematică a încălzirii unei case cu colectoare solare
Prin structură, colectoarele solare pentru încălzire sunt:
Există și huburi de colecție, însă acestea sunt deja sisteme de tip industrial, constând dintr-un set de oglinzi parabolice montate pe suporturi mobile. Poziția oglinzilor este reglată de un sistem de urmărire care dă comenzi servoarelor care schimbă poziția oglinzilor după mișcarea soarelui. Astfel de sisteme pot încălzi lichidul de răcire până la 120-250 o C, dar sunt extrem de complexe și scumpe. Nu este potrivit încălzirea în locuințe.
Colectoare plate
Colectoarele solare plate sunt un cadru metalic pe care, dacă este văzut de jos în sus, sunt fixate:
Circuit colector plat
- plăcuța corpului;
- strat de izolație termică;
- strat reflectorizant (nu este disponibil la toate modelele);
- o placă a unui colector de căldură (absorbant de căldură sau denumită altă placă absorbantă) la care sunt lipite tuburi de schimb de căldură;
- capac transparent de transmisie a luminii (sticlă călită cu transmisie de lumină de 95% sau policarbonat nu mai puțin transparent).
De asemenea, pe corp există o conductă de evacuare și o conductă de intrare - prin aceasta circulă agentul de răcire.
Există modele deschise - fără capac. Singurul lor avantaj este un preț scăzut, dar acestea sunt foarte ineficiente și complet inoperabile la temperaturi negative. Datorită faptului că nu există acoperire, stratul de absorbție se descompune rapid, astfel încât colectoarele deschise servesc mai multe sezoane și din cauza caracteristicilor lor pot fi utilizate pentru încălzirea apei în piscină sau în duș. Sunt inutile pentru încălzire.
Aspectul unui colector plat
Principiul de funcționare a unui colector solar plan este după cum urmează: razele solare aproape complet trec prin geamul de protecție superior. Din aceste raze, absorbantul de căldură este încălzit. Căldura, desigur, este radiată, dar aproape că nu iese: geamul este transparent pentru razele soarelui, căldura nu trece (poziția "în" pe diagrame). Se pare că energia termică nu se disipează, ci rămâne în interiorul panoului. Din această căldură se încălzesc tuburile de schimb de căldură, iar de la acestea căldura este transferată la purtătorul de căldură care circulă prin ele.
Reguli pentru amplasarea colectoarelor plate
Colectoarele de acest tip trebuie amplasate la un unghi de 90 ° față de razele incidente de lumină. Cu cât este mai precis acest unghi, cu atât mai multă căldură colectată de sistem. Este clar că pe un acoperiș fix este imposibil să susținem acest unghi permanent, dar trebuie să aranjați panoul astfel încât lumina să cadă cât mai mult posibil. Există dispozitive destul de scumpe care schimbă poziția panoului în raport cu soarele, menținând unghiul optim al luminii solare. Ele sunt numite sisteme de urmărire.
Sistemele solare arată o eficiență mai mare dacă razele soarelui intră în unghi drept
Ce determină prețul
Prețul unui colector plat depinde în mare măsură de materialele folosite. Cazul poate fi din aluminiu sau din oțel galvanizat. Cazul de aluminiu este de preferat, dar costă mai mult. Există, de asemenea, cazuri de polimer. Acestea se caracterizează prin înaltă rezistență și fiabilitate.
Tuburile de schimb de căldură și materialul colectorului de placă-căldură au un mare efect asupra eficienței. Sunt aluminiu (astfel de panouri sunt mai ieftine) și cupru. Cuprul este mai scump, dar și mai durabil, are și o eficiență mai mare. Pentru Rusia, chiar și pentru regiunile sale sudice, este de dorit să le folosim. Deoarece insolația, chiar și în sud, este rareori excesivă, mai degrabă nu este întotdeauna suficientă pentru încălzire.
Prețul unui colector plat depinde de materialele din care este fabricat
De asemenea, este important să acoperiți placa colectorului de căldură: cu cât culoarea va fi mai aproape de culoarea negru absolut, cu atât vor fi reflectate mai puțin razele și vor rezulta mai mult din căldură. Prin urmare, tehnologiștii se străduiesc constant să îmbunătățească această acoperire. În primele modele a fost vopseaua neagră obișnuită, astăzi - pulverizarea neagră a nichelului.
Colectoare din plastic
Într-o perspectivă separată, se pot distinge colectoarele solare din plastic. În cea mai simplă versiune, acestea sunt două panouri din policarbonat, care sunt fixate pe un cadru din aluminiu. Între ele aripi sudate sau topite, creând un labirint în panou pentru curentul de apă. În partea superioară a panoului există un orificiu de intrare, în partea inferioară - priza. În partea superioară se toarnă apă rece, care, trecând prin labirint, se încălzește și iese la o temperatură mai ridicată prin cea inferioară. Sistemul este utilizat pentru încălzirea apei în timpul verii. Datorită rezistenței hidraulice scăzute, funcționează foarte bine într-un sistem de gravitație. Acest tip de încălzitor solar de apă - o opțiune ideală pentru alimentarea cu apă caldă a cabanelor din sezonul de grădină.
Colectoarele din plastic servesc la încălzirea apei. O opțiune excelentă pentru o casă de vară sau o vilă
Dar, uneori, colectorii de plastic sunt numiți colectori cu drepturi depline pentru încălzire. Doar în ele capacul superior nu este făcut din sticlă, ci din același policarbonat sau din alt material plastic, care este bun pentru transmiterea razelor solare. Astfel de modele sunt mai puțin expuse riscului: materialele plastice sunt mai durabile decât sticla (chiar și întărită).
Incalzitoare heliu tubulare
În sistemele de încălzire, una dintre sarcinile principale este de a asigura conservarea căldurii și de a preveni pierderea acesteia. Pentru a face acest lucru, diferite încălzitoare și medii sunt folosite pentru a preveni disiparea energiei termice. Cel mai eficient izolator termic este vidul. Acest principiu este utilizat în tubulare sau, așa cum sunt numite, colectoare solare în vid. Dar colectorii solare de vid pot avea patru modificări. Acestea au un tip diferit de tub de sticlă și diferite canale de căldură.
Așadar, arătați panouri solare tubulare
Tipuri de tuburi
Astăzi practic se folosesc două tipuri de tuburi: coaxiale (pipe in pipe) sau stilouri. Tubul coaxial se aseamănă cu un termos în structură: două baloane sunt sudate ermetic împreună de un capăt, între pereți - un spațiu rarificat - un vid. Stratul absorbant este depozitat pe peretele celui de-al doilea bulb. În ea, razele soarelui se transformă în energie termică. Peretele interior al becului se încălzește, aerul din interiorul becului se încălzește și din acesta, la rândul său, lichidul de răcire care circulă prin canalul de încălzire este încălzit. Datorită sistemului complex de transfer de căldură, încălzitoarele cu astfel de tuburi nu au o eficiență foarte mare. Dar ele sunt folosite mai des. Din cauza faptului că munca poate fi oricând, chiar și în înghețuri severe și are pierderi mici de căldură (datorită vidului), ceea ce le îmbunătățește eficiența.
Furtunul de fântână este doar un bec, dar cu o grosime mai mare a peretelui. În interior introduceți un canal termic, care pentru a îmbunătăți transferul de căldură este prevăzut cu o placă plat sau ușor înfășurată de material absorbant. După care tubul este evacuat. Acest tip are o eficiență mai mare, dar este mult mai scump decât cele coaxiale. În plus, o înlocuire mai dificilă atunci când tubul este nefuncțional.
Fountain pen - în interiorul unei plăci care seamănă cu o pene
Tipuri de canale de căldură
Astăzi, două tipuri de canale termice sunt frecvente:
- Heat-pipe
- Canal U sau canal cu o singură trecere.
Circuitul canalului termic la căldură țeavă
Sistemul de țevi de căldură este un tub tubular cu un vârf masiv la un capăt. Acest vârf este realizat dintr-un material cu transfer de căldură bun (cel mai adesea cupru). Sfaturile sunt conectate într-o singură magistrală - colector. Căldura lor ia mediul de transfer de căldură circulant prin colector. Și circulația agentului de răcire poate fi organizată de una sau două țevi.
În interiorul tubului este ușor de fierbere materie. În timp ce temperatura este scăzută, este în stare lichidă la baza canalului de căldură. Când începe încălzirea, începe să fiarbă, o parte a substanței trece într-o stare gazoasă, se ridică. Gazul încălzit dă căldura la metalul vârfului masiv, se răcește, devine lichid și curge pe perete. Apoi se încălzește din nou, etc.
În cazul colectorilor de tuburi cu canal drept, se utilizează o schemă mai convențională de schimb de căldură: există un tub în formă de U de-a lungul căruia se deplasează lichidul de răcire. Trecând prin ea, se încălzește.
Schimbătoarele de căldură de tip U arată performanțe mai bune, însă principalul lor dezavantaj este că ele reprezintă o parte indivizibilă a sistemului. Și dacă un tub din panoul solar este deteriorat, este necesar să îl modificați complet.
Schimbătorii de căldură cu căldură sunt mai puțin eficienți, dar sunt utilizați mult mai des datorită faptului că sistemul este modular și orice schimbare a tubului deteriorat foarte simplu. Pur și simplu din colector devine unul, în locul lui este pus un altul. Așa cum se întâmplă, puteți vedea în videoclip. Ciudat cum poate părea, tubul de vid pentru colectoarele solare este asamblat în acest fel. Și nu există nici o contradicție aici. Un bec coaxial este pur și simplu utilizat și vidul este între pereții săi și nu în jurul canalului de căldură.
Un tip separat de colectori de tuburi solare sunt unități de încălzire directă. Ele sunt numite, de asemenea, un "tub umed". În acest design, apa circulă între cele două baloane, este încălzită de pereții lor și apoi intră în rezervor. Aceste plante sunt simple și ieftine, dar nu pot funcționa sub presiune crescută sau la temperaturi negative (apa îngheață și explodează baloanele). Această opțiune pentru încălzire nu este potrivită, o puteți utiliza pentru încălzirea apei în sezonul cald.
Transportator de căldură în rezervoare
Prin tuburile interne de schimb de căldură, pot circula atât apă cât și antigel. Puteți folosi apă în zone în care nu există temperaturi minus sau sistemul este de așteptat să funcționeze exclusiv în timpul sezonului cald (de exemplu în cabane). Dar, cu utilizarea sezonieră înainte de conservarea pe timp de iarnă de la panouri, este necesar să se scurgă toată apa. În toate celelalte cazuri și regiuni, este necesară umplerea antigelului sau a soluției sale apoase (depinde de temperaturile minime din regiune).
Trebuie reținut faptul că atunci când se utilizează antigelul în rezervorul de stocare, va exista o bobină, iar circulația agentului de răcire va fi asigurată de pompă. Un astfel de sistem este numit "închis": în funcție de sistemul solar, lichidul de răcire se deplasează de-a lungul unui contur închis.
Dacă antigelul curge prin colector, există un schimbător de căldură în rezervor
Mulți sunt înspăimântați de dependența de prezența electricității. Trebuie spus că există modele de colectoare solare plane cu circulație naturală. Eficiența lor este mai scăzută datorită vitezei mai scăzute a lichidului de răcire, dar este destul de eficientă. Cu toate acestea, pentru organizarea de încălzire de înaltă calitate, vor fi necesare suprafețe considerabile.
Pentru cei care nu se simt confortabil cu scăderea eficienței, există o altă cale de ieșire: furnizarea de energie de rezervă. În cea mai simplă versiune, aceasta este o sursă de alimentare neîntreruptibilă cu mai multe baterii auto. Acest lucru va oferi câteva ore de funcționare fără energie electrică în rețea. Pentru o muncă mai lungă, veți avea nevoie de un generator. Există oa treia opțiune: pompele care funcționează din energia solară. Dar ele sunt încă rare. Și al patrulea mod: de a pune o baterie solară și baterii, care va fi o sursă de energie de rezervă.
Atunci când apa este folosită ca agent de răcire, acesta curge de la rezervorul de stocare la colectorul solar, unde este încălzit. Încălzirea este reintrodusă în rezervor, apoi se duce direct la sistemul de încălzire și alimentare cu apă caldă. Deoarece apa este consumată de sistem, se numește "deschisă". Apa sub un astfel de sistem este sigură în termeni bacterieni și biologici: în tuburi de schimb de căldură se încălzește la temperaturi ridicate, astfel încât toți microbii mor.
Colectoare de aer
Nu există întotdeauna posibilitatea sau dorința de a organiza un sistem de încălzire cu drepturi depline, din care toate sistemele solare sunt parte din care a fost discutat mai sus. Dar puteți economisi la încălzirea spațiilor fără dispozitivul sistemului. Și ajută-i în colectoarele de aer. Înlocuiți complet încălzirea tradițională, acestea nu sunt în măsură să, dar reduce costurile poate.
Principiul încălzirii cu convectoare de aer
În cel mai simplu caz, un colector solar de aer este două plăci, între care este un labirint, prin care curge aerul. Placa exterioară are găuri (perforări) în care trece aerul rece. Trecând prin labirint, se încălzește și apoi prin gaura din peretele casei intră. Sistemul poate fi acționat cu ajutorul unui ventilator (circulație forțată) sau fără el. Totul depinde de configurație.
A fost instalat un astfel de încălzitor de aer solar mai des pe peretele sudic (circulația naturală este posibilă datorită fluxurilor de aer cald în creștere), dar se poate face pe acoperiș (cu ventilator).
O altă opțiune pentru încălzire utilizând un colector solar de aer
Nu veți obține o încălzire puternică în astfel de dispozitive: au o eficiență foarte mică, dar până la 30-45 o C în zilele răcoroase sau până la 50 o C în zilele fierbinți puteți încălzi aerul. Doar pentru a obține un efect bun, colectorii de aer ar trebui să aibă o dimensiune mai mare decât o dimensiune decentă. Pentru a crește eficiența, cel de-al doilea perete este realizat din material de absorbție a căldurii, care este utilizat în colectori plane. De asemenea, peretele din spate este izolat, împiedicând disiparea căldurii. Dar eficiența rămâne încă scăzută: aerul este de 4000 de ori mai puțin consumator de căldură decât apa.
Care este mai bine
Colectoarele plate sunt aplicabile în zone cu un număr mare de zile însorite și diferențe mici în temperaturile de noapte. Ele sunt ineficiente în vremea tulbure sau vânt: pierderile de căldură de pe o suprafață mare sunt mari. Cu toate că colectoarele solare moderne plate încearcă să o sigileze, iar unele chiar evacuează, dar la temperaturi negative, încălzitoarele solare tubulare rămân în continuare mai eficiente.
Cele mai populare tuburi din secțiune arată așa
Plantele tubulare au o productivitate mai scăzută. Dar pierderea de căldură este mică. Plus este, de asemenea, capacitatea lor de a capta lumina soarelui împrăștiată, și chiar și alte părți ale spectrului de lumină: ele sunt ușor încălzite chiar și noaptea. Ca urmare, acestea sunt mai eficiente pentru regiunile nordice. Se încălzesc chiar și noaptea, ca să nu mai vorbim de ziuă. Prin urmare, fără echivoc: pentru regiunile centrale și, în special, cele din nord, colectoarele solare pentru încălzirea casei aleg numai tubulare. Dar care dintre ele - depinde de tine.
Cele mai eficiente colectoare solare pentru încălzirea casei sunt cu un tub de pene și un canal de căldură sub formă de U. Dar ele sunt cele mai scumpe și nu sunt supuse la reparații. Numai întregul panou se schimbă.
Acest telefon este mai eficient, dar dacă cel puțin unul din panou este deteriorat, trebuie să schimbați întregul panou
Puțin mai rău în ceea ce privește eficiența sunt aceleași conducte de fântână, dar cu sistemul de conducte de căldură. Dar ele sunt încă scumpe, iar dacă încălzitorul eșuează, va trebui să schimbe întregul tub, ceea ce nu este ieftin.
rezultate
Cele mai populare tuburi coaxiale sunt căldură-schimbătoare de căldură: acestea costă mai puțin, ele se schimbă pur și simplu și chiar pot fi reparate. Dacă schimbătorul de căldură este deteriorat, acesta este pur și simplu scos, este instalat unul nou și tubul după montaj (mișcarea cu abur) este din nou pregătit pentru funcționare. La fel se întâmplă atunci când becul este deteriorat: numai el este schimbat. În general, deși nu este cel mai productiv sistem (toate celelalte tipuri au eficiență ridicată), dar cele mai reparabile.
Să vorbim despre colectoarele solare pentru încălzirea casei
Orice proprietar al unei case particulare a fost confruntat cu problema alegerii unui sistem de încălzire. Mai ales această problemă este relevantă pentru zone îndepărtate din orașe. Încălzirea economică a serelor, a încăperilor casnice cauzează adesea o mulțime de reflecții. Cuptoarele cu cazane de încălzire, baterii electrice, șeminee din lemn sunt comune, dar nu cele mai profitabile opțiuni pentru calculul final. Purtătorii de energie (lemn, cărbune, gaz, electricitate) sunt scumpe. În același timp, consumul de resurse, în special pentru zonele mari, este remarcabil pentru o sumă considerabilă.
Ca răspuns la cererea existentă, progresul tehnologic a avansat la crearea colectoarelor de energie care acționează prin absorbția luminii solare. Invenția este destul de tânără, dar este deja utilizată în mod activ pentru încălzirea apei, a masei de aer în interiorul cărucioarelor de căldură diferite. În special pe scară largă pentru încălzirea unui astfel de kit este inclus în "eco" acasă.
Colectoarele solare sunt sisteme inovatoare care câștigă treptat popularitate. Tehnologia este costisitoare, dar oferă o metodă alternativă de înaltă calitate de obținere a energiei. Unele companii pot face un colector sau setul lor la comandă, în conformitate cu dimensiunea și capacitatea necesare. Majoritatea copiilor generice oferă.
Utilizați pentru încălzire la domiciliu
Orice colector solar este o tehnică climatică cu o resursă de energie regenerabilă. Sursa de căldură pentru acest caz este însăși natura. Astfel, costurile sunt necesare numai pentru echipament. Calculul eficient arată o reducere semnificativă a costului total al încălzirii casei.
Colectorii cu fiecare metru pătrat economisesc o medie de 800 kW pe an. Aceasta acoperă aproape jumătate din necesitatea unei case particulare tipice în căldură. În timpul iernii, un kit solar poate încălzi până la 30-40% din spațiul de locuit. Copiile automate sunt captate și procesate pentru a încălzi până la 75% din lumina naturală.
Colectoarele solare funcționează pe același principiu ca și de încălzire a apei menajere - acționează energia termică pe element, creșterea temperaturii apei, antigel sau aer în cavitățile dispozitivelor de încălzire. Elementul de direcție este corpul colectorului însuși - o placă plană de câțiva metri pătrați în zonă.
Instabilitatea meteorologică a dat naștere ideii de a combina energiile soarelui și energiei electrice cu unele dispozitive din această clasă. În condiții de lumină scăzută și vreme rece, zona aparatului absoarbe numai căldura disponibilă prin încălzirea setului. Încălzirea suplimentară a sistemului privat de încălzire este deja efectuată cu participarea electricității. Această abordare vă permite să strângeți maximum din instalație, deși calculul costurilor va rămâne modest. Tehnologia a fost numită "circulație forțată". De regulă, se caracterizează prin rezervoare de mari dimensiuni.
Funcționarea co-dependentă în zonele temperate ale planetei este folosită mai des decât autonomă. Dar în condițiile prevalenței soarelui activ anual este posibilă utilizarea exclusivă a energiei naturale. Acest lucru necesită doar un calcul rațional cu izolarea termică corectă a clădirii.
Modul în care colectorul este conectat la setul de încălzire al unei case particulare depinde direct de tipul de circulație selectat. Cu o formă naturală, rezervorul de acumulare este plasat deasupra plăcii principale, terminalul superior este conectat la orificiul de admisie a conținutului cald, iar cel inferior este conectat în direcția opusă. Această metodă este mai ieftină, dar riscantă cu apariția congestiei aerului.
Utilizarea unor pompe suplimentare pentru funcționarea forțată implică o instalare diferită. Senzorii de temperatură sunt plasați în mod obligatoriu pe rezervor, ieșirea și cursa de întoarcere a acestor colectoare. Citirile automatizării dau comenzi suplimentare controlerului și controlează mișcările pompei. Cu această metodă, cazanele pe gaz și cazanele cu combustibil solid sunt adesea surse auxiliare de energie.
Pentru ambele variante, este important să instalați colectorul în așa fel încât nivelul pantei să permită capturarea maximă a luminii solare directe pe zi. În caz contrar, sistemul nu va funcționa corect, mai ales în condiții meteo noroase.
Video pe acest subiect, povestea exemplului finit al aplicației
Eficiența muncii
Chiar și în condiții de noroi, mai mult de jumătate din radiații ating suprafața pământului. În plus, funcționarea lor este absolut sigură pentru oameni și pentru mediu. Orice helio-kit este usor de intretinut, arata frumos din punct de vedere estetic si innoieste aspectul unei case particulare. Mai multe beneficii ale dispozitivelor includ:
- autonomia alimentării cu apă caldă în timpul iernii, în timpul verii, în timpul întreruperilor și lucrărilor de reparații;
- durată de viață de până la 30 de ani, amortizare cu beneficiile cheltuielilor pentru încălzire după 3-5 ani;
- lipsa tarifării, calculul lunar este independent de creșterea prețurilor energiei electrice;
- posibilitatea utilizării simultane pentru piscine de încălzire, sere, săli de utilități;
- integrare ușoară în setul de încălzire existent;
- lipsa de murdărie, deșeuri;
- reducerea sarcinii totale a rețelei de energie electrică și termică de la domiciliu;
- optimizare pentru nevoile proprii.
Aspectele negative ale utilizării colectoarelor solare nu sunt atât de numeroase:
- costul ridicat al achiziției și instalării inițiale. În funcție de producător, scară și configurație, întregul sistem solar poate costa până la 10 mii de dolari. Chiar și modelele sunt mai ușor de gestionat într-o cantitate mare, care trebuie plătită la un moment dat;
- Eficiența colectorilor poate fi influențată nu numai de condițiile climatice, ci și de caracteristicile peisajului, forma acoperișului, lungimea tipică a luminii și alți factori. Perioada de rambursare depinde de astfel de indicatori.
Circulația pasivă în interiorul colectorului solar va genera o eficiență mai mică a derivatelor. Cu control forțat, apa și energia sunt consumate mai productiv. A doua opțiune necesită întreținere complicată, dar este mai potrivită pentru starea benzii medii. Pentru regiunile din sud, introducerea utilizării sistemului solar reduce adesea calculul electricității la jumătate.
Eficiența colectorului solar atinge 95%. Muchiile cu un climat dur prezintă un indicator inferior, dar justifică și utilizarea. Pentru a calcula eficiența anuală a rezervorului, este necesar să se înmulțească cantitatea de insolație din regiune pe an (există tabele speciale), zona de absorbție a sistemului și eficiența acestuia. Calculul beneficiului zilnic se efectuează în același mod, dar luând în considerare indicele de insolare (zilnic) corespunzător.
Poveste despre colecționar în timpul iernii
Tipuri de colectoare solare
Designul colectorului solar poate corespunde uneia dintre clasele descrise mai jos.
Lumină absorbantă luminoasă
Este o cutie de aluminiu închisă cu tuburi de cupru din interior. Partea inferioară este limitată de un strat de izolație termică. Suprafața este închisă cu sticlă securizată și propilen glicol, care efectuează activitatea absorberului razelor solare. Funcțional în orice moment al anului, popular datorită costului accesibil.
vacuum
Colectoarele de vacuum constau din numeroase tuburi de cupru. Elementele sunt așezate în rânduri drepte. Fiecare tub cu substanțe absorbante și reflectorizante este amplasat în interiorul unui alt bec din sticlă cu o formă similară, dar cu un diametru mai mare. Între pereții rezervoarelor se formează un vid, care acționează ca un izolator de căldură și un conductor. Principalul avantaj al clasei este o zonă de primire mare, ceea ce înseamnă o eficiență ridicată.
aer
Se bazează pe principiul "efectului de seră". Razele au lovit acoperirea absorbantă și sunt complet absorbite de aceasta. Un receptor încărcat încălzește masele de aer în interiorul său. Aerul fierbinte umple camera, intră în casă cu convecție naturală sau ventilator.
Toate clasele sunt potrivite pentru încălzirea locuințelor private în proporții egale. Tipul de beton este ales pe baza nevoilor proprii, solvabilității, zonei de acoperire (sau a altei suprafețe) pentru instalare.
Criterii de selecție
Atunci când alegeți un dispozitiv pentru nevoile dvs., trebuie să fiți atenți la unele nuanțe:
- Soiurile plate sunt mai puternice decât altele, însă nu sunt profitabile pentru reparații. Fragmentul dezactivează întregul sistem de adsorbție, ceea ce duce la creșterea deșeurilor. Cazurile din această clasă sunt capabile să încălzească apă cu 20-40 de grade peste temperatura ambiantă.
- Tipurile de vacuum ale colectoarelor sunt sensibile la acțiunile externe, fiind mai rapid deteriorate datorită tuburilor goale fragile. Între timp, reparațiile pot fi efectuate ca înlocuitori pentru un bec specific. În timpul iernii, este mai eficient decât un tip plat, deoarece încălzește lichidul de răcire într-un interval mai larg și menține temperatura mai mult timp.
- Vederile la aer sunt simple în proiectare, rareori necesită intervenții de reparații. Rezistă la temperaturi foarte scăzute și durează mai mult decât altele. În general, încălzesc premisele mai slab.
- Conversia energiei solare la căldură în interiorul colectorului de vid este direct proporțională cu dimensiunea tuburilor. Un tub scurt de diametru mic va reduce calculul generării de încălzire. Dispozitivele de colectare a vidului sunt optime în prezența a mai multor becuri cu o lungime de până la 2 metri și o lățime de aproximativ 6 cm. Trebuie să existe o inserție în formă de U sau drept pentru o termogeneză eficientă.
- Puterea ingineriei solare este măsurată în kW și este nominală. Ie indicatorul indică cantitatea de căldură care va fi produsă în timpul perioadei soarelui luminos la nivelul zenitului. Pentru dimineața și seara devreme, un astfel de calcul nu este relevant. Pe timp de noapte, în modul de întreținere, se utilizează energia stocată în timpul zilei. Din acest motiv, este necesar să se ia în considerare puterea sistemului interfațat cu colectorul și să se verifice posibilitatea conservării pe termen lung a căldurii. Dispozitivele cu economii la temperaturi scăzute nu sunt potrivite pentru sezonul înghețat. Mai ales acest factor este important pentru modelele cu conductor de apă.
- Înainte de achiziționarea colectorului, este necesar să se elaboreze un proiect pentru un sistem complet de încălzire și fixări pe acoperiș. În multe cazuri, se va justifica utilizarea cadrelor suplimentare. Măsurătorile, calculul se face, de preferință, cu participarea unui specialist în acest domeniu de activitate.
- Alegerea unui aranjament vertical al colectorului va economisi probleme cu zăpada, dar poate reduce eficiența. În orice caz, este necesar să se asigure un loc pentru colectarea precipitațiilor în timpul iernii.
- Cel mai avantajos este plasarea sistemului "face" pe partea sudică sau cu o abatere de cel mult 30 de grade. Pentru a funcționa 12 luni pe an, este mai bine să luați un unghi de instalare egal cu latitudinea terenului.
Problema alegerii este evidențiată în videoclip
opinii
Opiniile despre utilizarea colectoarelor solare în practică diferă. Feedback pozitiv se bazează pe puritatea ecologică a metodei și pe profitabilitatea utilizării unei astfel de încălziri ca sursă suplimentară de apă fierbinte. Numărul copleșitor de utilizatori potențiali se îndoiește de capacitatea unui astfel de echipament de a face față încălzirii unei case cu drepturi depline.
Adesea, recenziile conțin argumente cu privire la oportunitatea utilizării sistemelor solare în alte zone decât cele din sud. Mulți consideră colecționarii din mijlocul benzii o jucărie scumpă cu o întoarcere imprevizibilă. Cele mai multe beneficii sunt doar pentru încălzirea serelor, piscinelor și încăperilor mici pentru perioadele de vară.
Povestea utilizatorului de colecționar despre prima zi de utilizare
În general, interesul pentru metode alternative de obținere a energiei termice este foarte activ. Masele oamenilor care studiază problema în profunzime cresc în fiecare zi.
Prezentarea modelelor
HH-SCH-12
Vacuum colector de clasa solare cu 12 tuburi cu diametrul de 5,8 cm, lungime 1,8 m. Eficienta absorbtiei este de cel putin 92%. Zonă de lucru 1,5 mp. Presiunea de testare este de 1 MPa. Potrivit pentru încălzirea sistemelor split. Este posibil să combinați mai multe bucăți consecutiv pentru a crește productivitatea.
Prețul este de 27 mii de ruble.
FPC-2200
Colector plat cu o suprafață activă de 2,1 metri pătrați. Adsorbția razelor depășește 94%. Presiunea maximă de funcționare este de 1 MPa. Temperatura de funcționare variază de la 33 la 135 de grade Celsius. Necesită achiziționarea suplimentară a unui cadru de montare.
Prețul este de 28 mii de ruble.
Falcon-Efect-A
Un colector solar bugetar de tipul plat. Producția rusă. Proiectat pentru utilizare pe tot parcursul anului. Panou absorbant - 2.06 mp Profilul este realizat din aluminiu. Acesta funcționează cel mai bine cu încălzirea pe bază de apă sau antigel. Absorbste pana la 95% din lumina. Pierderi de căldură - nu mai mult de 5%. Productivitate medie - 125 litri de apă (de la 15 grade) la 50 de grade.
Prețul este de 17 mii de ruble.
Set de colectoare solare Galmet Premium 2хKSG 21
Se compune din două sisteme solide plate, corpuri de montaj, un rezervor de expansiune de 24 de litri, un încălzitor de apă. Căldură - lichid. Potrivit pentru acoperișuri înclinate din plăci de acoperiș, pâslă acoperită. O opțiune avantajoasă pentru cabane, case suburbane dintr-o zonă mică. Sticlă anti-orbire prismatică. Coeficientul de absorbție este de 95%. Suprafața unei foi este de 2,1 metri pătrați. puterea maximă este de 1,5 kW. Lucrează pe tot parcursul anului.
Prețul setului este de 117 mii de ruble.
SOLARVENTI SV3
Colectorul de aer. Încălzesc încăperile fără energie din rețea, elimină nevoia, îmbunătățește calitatea aerului în case. Potrivit pentru depozite, garaje, spații rezidențiale și tehnice până la 25 mp. Schimbul de aer complet al zonei are loc în 2 ore. Eficiență - 57%, productivitate pe an - 200 kW / h. Domeniul de încălzire este de 15 grade. Grosimea panoului este de 10 mm. Greutatea maximă de 6 kg vă permite să vă așezați vertical chiar și pe perete. Dimensiuni 53 x 70 x 5,5 cm.
Prețul este de 39 de mii de ruble.
concluzie
Este prea devreme să vorbim despre o tranziție absolută către astfel de instalații. Cu toate acestea, există cu siguranță argumente rezonabile pentru utilizarea acestei metode de generare a căldurii.
În condițiile epuizării resurselor naturale, colectorii de lumină solară devin tot mai relevanți. Tehnologia continuă să urmeze calea dezvoltării, îmbunătățirii, răspândirii la mase.
Producția de sisteme solare crește. Numărul de modele pentru nevoi diferite este în creștere. Chiar și cu marile îndoieli ale oamenilor în astfel de încălziri, nișa crește și ocupă poziții tot mai stabile.
Colector solar pentru încălzire: căldură sau deșeuri libere
Salutări, tovarăși! Cum credeți, cât de profitabil este colectorul solar pentru încălzire? O să vă prezint dispozitivul și speciile rezervor, și apoi urmați calculul simplu al eficienței de încălzire solară, care îi va oferi o evaluare lipsită de ambiguitate. Deci, într-un fel.
Colectoare de căldură cu vacuum și panouri solare pe acoperișul unei case particulare.
Ce este?
Colectorul solar este un dispozitiv simplu care utilizează lumină vizibilă și radiații solare infraroșii pentru a încălzi mediul de lucru. Principiul funcționării sale se bazează pe absorbția căldurii de către o suprafață cu o reflectanță redusă.
De la cel mai apropiat coleg - colectoare fotovoltaice panouri solare sunt caracterizate prin eficiență mult mai mare în cazul în care celulele fotovoltaice este transformată în energie electrică nu este mai mare de 15% din colectoare solare de energie, care permit să se utilizeze până la 80%.
Principala problemă care împiedică utilizarea colectoarelor solare pentru încălzirea casei ca sursă principală de căldură este o capacitate termică variabilă. Este conectat:
- Cu cicluri zilnice de iluminare. Pe timp de noapte, din motive evidente, producția de căldură scade la zero. Mai mult decât atât: menținerea temperaturii pozitive a apei circulante prin colector necesită energie suplimentară;
- Cu vremea. Cu norii densi, iluminarea (și, respectiv, puterea termică a dispozitivului) scade.
Colectoarele solare sunt în cerere în regiunile țării cu insolație maximă. În fotografie există un acoperiș al unei cabane în Yalta.
În timpul iernii, când funcționează încălzirea, prevalează vremea tulbure. În plus, în timpul iernii, generarea de căldură de către colector scade aproximativ la a patra, chiar și în zilele limpezi. Acest lucru se datorează unei modificări a unghiului de incidență al razelor soarelui, cauzând o apăsare rece.
specie
În vânzare puteți găsi două tipuri de dispozitive pentru utilizarea energiei solare:
plat
Colectoarele plate sunt structurale mai simple decât colectoarele de vid, dar sunt oarecum mai puțin eficiente. Suportul de căldură este încălzit prin trecerea prin tuburi fixate pe un substrat metalic conductiv termic - tablă de cupru sau aluminiu.
Din partea de jos, substratul este izolat termic, iar deasupra este protejat de un material transparent la radiația solară (sticlă călită cu conținut scăzut de metal sau policarbonat).
Dispozitivul unui colector solar plat.
Cel mai eficient colector plat cu tuburi de cupru lipite pe un substrat de cupru turnat. Colectorul cu țevi de polietilenă reticulate absoarbe mai puțină căldură datorită conductivității termice scăzute.
Caracteristicile cheie ale colectorilor plati arata astfel:
- Temperatura maximă de încălzire a agentului de răcire este de 200-210 ° C;
- Absorbția căldurii solare - până la 70%;
- Scăderea eficienței în timpul zăpezii este minimă. O foaie transparentă care protejează absorbantul (substratul cu tuburi) este încălzită în timpul funcționării și zăpada se topește rapid;
Colectorul plat autocurățat cu încălzire: zăpada se topește rapid pe suprafața geamului de protecție.
- Pierderi de căldură - până la 30% datorită contactului direct al aerului încălzit în colector cu sticlă de protecție;
Pierderea căldurii de către colectorul plat crește cu scăderea temperaturii stradale. La -20 ° C și sub dispozitivul complet oprește producerea de căldură.
- Rostul este ridicat, ceea ce poate duce la probleme de instalare în regiunile cu ierni de vânt;
- Instalare - la un unghi arbitrar față de orizont. Poziția dispozitivului trebuie să asigure o iluminare maximă în timpul orelor de zi.
Colectorul poate fi instalat pe un acoperiș plat sau înclinat și, de asemenea, montat pe un cadru în curtea casei.
vacuum
Colectorul de vacuum combină mai multe tuburi - termose. Becul interior al fiecărui tub este acoperit cu o acoperire foarte selectivă (absorbția cantității maxime de căldură), bara exterioară fiind transparentă. Datorită vidului dintre ele, pierderea de căldură datorată contactului direct cu aerul este minimă - nu mai mult de 5%.
Încălzirea rapidă a agentului de răcire este asigurată prin transferul căldurii în conformitate cu principiul unei conducte de căldură. Suportul de căldură se evaporă în partea de jos a bulbului și când vaporul se ridică în sus în condensator, unde, la revenirea la starea lichidă, eliberează căldura stocată și apoi gravitează în jos.
Fiecare vas de distribuție prin vid este o conductă de căldură și asigură transfer rapid de căldură la purtătorul de căldură.
Cum funcționează colectorul de vid față de cel plat?
- Temperatura maximă a agentului de răcire: până la 300 ° C;
- Absorbția căldurii solare: până la 80%. Eficiența ridicată este asigurată de absorbția maximă a căldurii de către stratul de adsorbție pe pereții interiori ai baloanelor și de vidul dintre pereți, care exclude transferul de energie datorat convecției;
- Există o scădere a eficienței în zăpadă, deoarece, datorită unei pierderi minime de căldură, suprafața baloanelor este aproape neîncălzită;
- Navigare: minimă, deci instrumentele sunt potrivite pentru regiuni cu vânt puternic;
- Instalare: la un unghi de cel puțin 15-20 de grade față de orizont. La unghiuri mai mici de înclinare, becul nu va mai funcționa ca conducte de căldură: transportorul de căldură de condensare va înceta să curgă înapoi în partea inferioară prin gravitate.
Investigarea probelor
Să facem cunoștință cu mai multe eșantioane de colecționari de ambele tipuri.
YaSolar
Colector plat al producției ruse ISolar.
Colector solar pentru încălzirea casei
Colectorul solar este un dispozitiv tehnic folosit pentru a transforma energia solară în energie termică. Conform tipului de lichid de răcire, colectorii solari sunt împărțiți în aer și lichid, în care apa sau altă substanță lichidă (antigel, etilenglicol și altele asemenea) acționează ca agent de răcire. Conform proiectului, aceste dispozitive sunt plate și vidate.
Principiul de funcționare
toate tipurile de colectoare solare pot fi utilizate pentru încălzirea unei case sau a unui obiect, dar modul în care acestea funcționează, indiferent de structura și tipul de lichid de răcire este uniformă.
Principiul de funcționare al unui colector solar bazat pe capacitatea materialului de a absorbi energia solară în vizibile și invizibile, pentru intervalele de ochi uman, astfel interiorul materialului incepe procese fizice molecule încep să se deplaseze rapid, materialul (substanță) - încălzită. Căldura emisă de materialele expuse la razele solare este transferată la lichidul de răcire pentru utilizare ulterioară.
Schematic, principiul de funcționare a diferitelor tipuri de dispozitive poate fi reflectat după cum urmează:
- Flat colector solar, care lucrează cu un lichid de răcire:
- Flat colector solar, care lucrează cu aer:
- Vacuum colector solar, cu lichid de răcire:
În conformitate cu proiectarea, tipul de agent de răcire și metoda de utilizare a acestuia și transferul de căldură, colectoarele solare pot fi:
După tip de construcție:
- Plăci - sunt un design sub forma unui dreptunghi (cutie), realizat din material rezistent și servind ca corp al dispozitivului. În spațiul interior al carcasei se plasează izolația, pe suprafața căreia este montată o placă absorbantă (absorbantă de căldură). În adânciturile speciale ale absorbantului, sunt prevăzute tuburi (corectate din cupru), în care, în viitor, se va furniza un lichid de răcire. În exterior, carcasa este închisă printr-o teacă absorbantă și un geam de protecție.
- Vacuum - în dispozitivul de acest tip, un anumit număr de tuburi vidate sunt combinate în carcasa obișnuită a rezervorului. Un schimbător de căldură este amplasat în carcasa în care purtătorul de căldură care circulă în bucla interioară a tuburilor vidare transferă energia primită către suportul de căldură al circuitului extern.
După tipul de lichid de răcire:
Prin folosirea lichidului de răcire:
- Pasiv - colectorul solar este utilizat în combinație cu un rezervor de stocare și servește la alimentarea cu apă caldă, fără adăugarea unor elemente suplimentare de rețea de inginerie (pompă de circulație, elemente de protecție etc.).
- Activ - sistemul, în afară de instalarea colectorului, este echipat cu dispozitive tehnice (pompă, supape de siguranță, rezervor de stocare, elemente de încălzire suplimentare pentru încălzirea mediului) și poate fi utilizat atât pentru alimentarea cu apă caldă, cât și pentru încălzirea încăperilor.
Prin metoda transferului de căldură:
- acțiune indirectă atunci când sistemul de încălzire (apă caldă) este prezentă la rezervorul de stocare (stocare), în care transferul de căldură obținut, conturul exterior de lumina solară și buclă internă care circulă în sistemele de alimentare cu apă și încălzire caldă transmise.
- echicurent acțiune directă - Această metodă este utilizată în sistemele de apă caldă menajeră, circulația apei în circuitul colector este sub influența diferenței de temperatură și prin instalarea unor elemente suplimentare (robinete, supape, etc...).
Cum functioneaza iarna?
În sistemele de încălzire se utilizează, de regulă, colectoare de vid, determinate de caracteristicile lor tehnice și de condițiile de funcționare.
Elementul principal al colectorului solar de vid este un tub vid care constă din:
- Un tub izolator din sticlă sau alt material care transmite raze solare cu o pierdere minimă de putere;
- O conductă de căldură din cupru, plasată în spațiul interior al tubului izolator;
- Folie de aluminiu și un strat absorbant situat între tuburi;
- Capacul tubului izolator, care este o garnitură de etanșare, asigură un vid în interiorul dispozitivului.
Sistemul funcționează după cum urmează:
- Sub influența energiei solare, bucla tubului agentului termic se evaporă și se ridică în sus, în schimbătorul de căldură în care colectorul este condensat lichid de răcire transferă căldura la conturul exterior și apoi curge în jos și procesul se repetă.
- Agentul de răcire al circuitului extern, din schimbătorul de căldură al colectorului solar, este alimentat în rezervorul de acumulare, unde energia termică primită este transferată către suportul de căldură al sistemului de încălzire și alimentare cu apă caldă.
- Circulația lichidului de răcire al circuitului extern se realizează prin instalarea unei pompe de circulație și a sistemelor de automatizare care asigură funcționarea sistemului într-un mod automat.
- Sistemul de sistem de automatizare include un controler, senzori și elemente de comandă care furnizează parametrii setați ai funcționării sistemului (temperatura, debitul de fluid în sistemul de apă caldă menajeră etc.)
Pentru ca acest sistem să fie eficient și să gestioneze îndeplinirea sarcinilor atribuite, inclusiv în timpul iernii, sistemul prevede instalarea de surse duplicate de energie. Poate fi un sistem suplimentar de încălzire, folosind un agent de răcire, ca în schema de mai sus, atunci când agentul de răcire al circuitului auxiliar este încălzit prin utilizarea diferitelor tipuri de combustibil (gaz, biocombustibil, electricitate). De asemenea, cu o sarcină similară se poate face prin instalarea încălzitoarelor electrice, direct în rezervorul bateriei. Funcționarea surselor de energie duplicat este monitorizată de sistemul de automatizare, inclusiv de funcționarea acestor dispozitive, după cum este necesar.
Este profitabil
Stabili dacă utilizarea benefică a colectoarelor solare, toată lumea definește de la sine în mod individual, în funcție de regiunea de reședință, necesarul de căldură și, în funcție de posibilitățile financiare.
Regiunea de reședință este un criteriu important în determinarea eficienței utilizării dispozitivelor care transformă energia solară în alte tipuri de energie. Activitatea solară (durata soarelui) în diferite regiuni ale țării noastre este diferită, după cum se vede în diagrama de mai jos.
Acest sistem arată că regiunile cele mai favorabile pentru utilizarea energiei solare, cu o durată a activității solare mai mare de 2000.0 ore pe an, se află în regiunile sudice ale țării. În aceste zone nu există, de asemenea, ierni reci și prelungite, ceea ce determină posibilitatea utilizării cu succes a colectoarelor solare în sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă în aceste regiuni din Rusia.
Dacă este necesar, de a crea un sistem complet autonom, de la furnizori externi, tradiționali de energie termică, trebuie amintit faptul că, prin stabilirea doar colector, pentru a crea un astfel de sistem nu funcționează, t. Pentru a. Pentru a crea o circulație a lichidului de răcire a sistemului de automatizare, este nevoie de energie electrică. Prin urmare, pentru o autonomie completă, este necesar să se analizeze problema sursei independente de alimentare a instalației conectate. Prin urmare, pentru a crea un sistem absolut independent, vor fi necesare costuri financiare suplimentare, ceea ce va spori perioada de rambursare a echipamentelor.
Cum sa faci mainile tale
Opțiunea cea mai simplă, dar totuși eficace, este un colector solar plat în care apa este folosită ca agent de răcire.
Din materialele disponibile la îndemână, corpul aparatului este fabricat. Poate fi lemn, profil negru sau metal colorat. Dimensiunile cadrului sunt determinate de localizarea colectorului solar, de scopul și de disponibilitatea materialelor necesare.
În spațiul interior al carcasei se plasează izolație, deasupra căreia este introdusă conducta de cupru. Pentru a crea o zonă de absorbție mai mare, tubul este așezat sub formă de bobină. Pentru a spori eficiența dispozitivului, poate fi plasat un strat de folie (care nu este prezentat în diagramă) sub tub, ceea ce va reduce pierderile de căldură la partea inferioară a dispozitivului și va crește temperatura în interiorul carcasei.
În exterior, carcasa este închisă cu un geam de protecție, sloturile sunt închise. În locurile de intrare și ieșire a țevilor, sunt instalate conductele de apă rece și caldă.
Dispozitivul fabricat în acest mod poate fi utilizat pentru alimentarea cu apă caldă a dușului de vară și pentru încălzirea apei din piscină, în acest scop conexiunile distribuitorului sunt conectate la sistemele selectate, după care dispozitivul este pregătit pentru funcționare.
Pro și contra
Ca și în cazul oricărui dispozitiv tehnic și al colectorului solar, există argumente pro și contra, atât în ceea ce privește utilizarea și funcționarea cât și alți parametri și indicatori. În funcție de designul dispozitivului, argumentele pro și contra sunt diferite, deci trebuie să le analizați separat.
Flat colectoare solare.
Avantajele utilizării:
- Atunci când este folosit în regiunile din sud cu un climat cald, cea mai bună performanță în raportul preț-performanță;
- Atunci când precipitațiile sub formă de zăpadă au capacitatea de auto-purificare;
- Au eficiență ridicată, atunci când sunt utilizate în timpul verii;
- Cost relativ scăzut, în comparație cu analogii unui alt model.
Dezavantajele sunt:
- Pierderi semnificative de căldură datorate caracteristicilor de proiectare ale dispozitivului;
- Eficiență redusă la locul de muncă în perioada toamnă-primăvară;
- Complexitatea transportului și instalării produselor finite;
- Structura de vele, creează pericolul deteriorării elementelor sale, în timpul funcționării;
- Complexitatea și costurile forței de muncă ale lucrărilor de reparații.
Vacuum colectoare solare.
Avantajele utilizării:
- Atunci când este folosit în regiunile cu un climat rece și temperat, cei mai buni indicatori în raportul preț-performanță;
- Pierderi insuficiente de căldură, în timpul funcționării, în comparație cu analogii de altă natură;
- Abilitatea de a lucra la temperaturi ambiante scăzute și negative;
- Abilitatea de a lucra cu activitate solară scăzută în dimineața și în seara de seară, precum și în absența luminii directe a soarelui (vremea tulbure);
- Instalare simplă și convenabilă, transportabilitatea structurilor;
- Fiabilitate în timpul funcționării.
Dezavantajele sunt:
- Cost relativ ridicat;
- Cerințe rigide pentru instalare, care determină amplasarea rezervorului în spațiu în raport cu suprafața pământului.
Cum se face un colector solar
Diverse colectoare solare au apărut pe piață destul de mult timp. Acestea sunt dispozitive care utilizează energia soarelui pentru a încălzi apa pentru nevoile gospodăriei. Dar pentru a câștiga popularitate în rândul utilizatorilor, acestea sunt împiedicate de costurile ridicate, aceasta este problema tuturor surselor de energie alternative. De exemplu, costul total al achiziționării și instalării instalației, care va oferi nevoile unei familii medii, va fi de 5000 USD. Dar există o cale de ieșire: puteți face un colector solar cu mâinile tale de la materiale accesibile. Ce modalități de a implementa acest lucru vor fi comunicate în acest material.
Cum funcționează colectorul solar?
Principiul colectorului se bazează pe absorbția (absorbția) energiei termice solare de către un dispozitiv de primire special și transferându-l cu pierderi minime pe suportul de căldură. Deoarece receptorul folosea tuburi de cupru sau sticlă, vopsite în negru.
La urma urmei, se știe că obiectele care au o culoare întunecată sau neagră sunt cel mai bine absorbite de căldură. Răcirea este cel mai adesea apă, uneori aer. Prin proiectare, colectoarele solare pentru încălzirea locuințelor și a apei calde sunt de asemenea tipuri:
- aer;
- apă plată;
- vid de apă.
Printre altele, colectorul solar de aer se caracterizează prin simplitatea construcției sale și, în consecință, cu cel mai mic preț. Este un panou - un receptor de radiație solară din metal, închis într-o incintă sigilată. Placa de oțel pentru transferul mai bun al căldurii este prevăzută pe partea din spate cu aripioare și așezată pe partea inferioară cu izolație termică. Pe partea frontală este instalată o față din sticlă clară, iar pe părțile laterale ale carcasei există deschideri cu flanșe pentru conectarea conductelor de aer sau a altor panouri, după cum se arată în diagrama:
Aerul care trece prin deschizătura de pe o parte trece între aripioarele de oțel și, după ce a primit căldură de la ele, iese din celălalt.
Trebuie să spun că instalarea colectoarelor solare cu încălzire prin aer are propriile caracteristici. Datorită eficienței reduse a acestora pentru încălzirea încăperilor, este necesar să se utilizeze mai multe panouri similare, combinate într-o baterie. În plus, veți avea nevoie cu siguranță de un ventilator, deoarece aerul încălzit de la colectorii de pe acoperiș nu coboară singur. Diagrama schematică a sistemului de aer este prezentată mai jos în figură:
Un dispozitiv simplu și principiul de funcționare permit fabricarea manuală a colectoarelor de tip aer. Dar va fi nevoie de o mulțime de materiale pentru mai mulți colecționari și ei încă nu vor putea încălzi apa cu ajutorul lor. Din aceste motive, meșterii locali preferă să se ocupe de încălzitoarele de apă.
Designul colectorului plat
Pentru fabricarea independentă, cel mai mare interes îl reprezintă colectoarele solare plate, destinate încălzirii apei. În cazul unui aliaj metalic sau aluminiu de formă dreptunghiulară, există un receptor termic - o placă cu un tub înfășurat în el. Receptorul este fabricat din aluminiu sau cupru, acoperit cu un strat de absorbție de culoare neagră. La fel ca în versiunea anterioară, placa este separată de partea de jos de un strat de material termoizolant din partea inferioară, iar o sticlă sau un policarbonat durabil joacă rolul capacului. Mai jos, figura prezintă dispozitivul colectorului solar:
O placă de culoare neagră absoarbe căldura și o transferă pe suportul de căldură care se deplasează de-a lungul tuburilor (apă sau antigel). Sticla are 2 funcții: transmite radiația solară către schimbătorul de căldură și protejează împotriva precipitațiilor și a vântului, ceea ce reduce performanțele încălzitorului. Toate conexiunile sunt etanșate ermetic, astfel încât praful nu intră în interior, iar sticla nu pierde transparența. Din nou, căldura razelor soarelui nu trebuie erodată de aerul exterior prin fisuri, activitatea eficientă a colectorului solar depinde de aceasta.
Această specie este cea mai populară printre cumpărători din cauza raportului optim preț-calitate și a meșterilor locali - datorită unui design relativ simplu. Cu toate acestea, este posibil să se utilizeze un astfel de colector pentru încălzire numai în regiunile sudice, cu scăderea temperaturii aerului exterior, performanțele acestuia scad semnificativ datorită pierderilor mari de căldură prin carcasă.
Adunarea colectorului de vid
Un alt tip de încălzitoare solare cu apă este fabricat folosind tehnologii moderne și soluții tehnice avansate și, prin urmare, aparține unei categorii de prețuri ridicate. Există două astfel de soluții în colector:
- izolarea termică prin vid;
- Utilizarea energiei de vaporizare și condensare a unei substanțe care fierbe la o temperatură scăzută.
Opțiunea ideală pentru a proteja absorbantul colectorului împotriva pierderilor de căldură este închiderea acestuia în vid. Tubul de cupru umplut cu un agent frigorific și strat absorbant acoperit plasat în interiorul unui bulb de sticlă al unui aer durabil din spațiu între este evacuat. Capetele tubului de cupru intră în conducta prin care curge lichidul de răcire. Ce se întâmplă: agentul frigorific sub lumina soarelui fierbe și devine abur, se ridică de-a lungul tubului în sus și departe de contactul cu lichidul de răcire prin perete subțire din nou devine lichid. Următoarea este schema de lucru a colectorului:
Trucul este că, în procesul de transformare în vapori, substanța absoarbe mult mai multă energie termică decât în cazul încălzirii obișnuite. Căldura specifică de vaporizare a oricărui lichid este mai mare decât căldura specifică și, prin urmare, colectoarele solare de vid sunt foarte eficiente. Condensarea într-o țeavă cu agent de răcire care curge, lichidul de răcire transferă la ea toate căldura și se scurge pentru o nouă porțiune a energiei solare.
Datorită designului său, încălzitoarele de vid nu se tem de temperaturile scăzute și rămân operaționale chiar și în îngheț și, prin urmare, pot fi utilizate în regiunile nordice. Intensitatea încălzirii apei în acest caz este mai scăzută decât în vară, deoarece în timpul iernii, mai puțină căldură de la soare ajunge la pământ, adesea se interferează norul. Este clar că este pur și simplu nerealist să faci un balon de sticlă cu aer evacuat acasă.
Notă. Există tuburi de vid pentru colector, umplut direct de lichidul de răcire. Dezavantajul lor este o conexiune serială, dacă un bec nu reușește, întregul încălzitor de apă va trebui să fie schimbat.
Cum sa faci un colector solar?
Înainte de a începe lucrul, este necesar să se determine dimensiunile viitorului dispozitiv de încălzire a apei. Efectuați un calcul exact al zonei de schimb de căldură nu este ușor, mult depinde de intensitatea radiației solare în această regiune, locația casei, materialul circuitului de încălzire și așa mai departe. Va fi corect să spun că cu cât colectorul de căldură este mai mare, cu atât mai bine. Cu toate acestea, dimensiunile sale sunt probabil limitate la locul în care este planificată instalarea. De aici trebuie să plecăm din zona acestui loc.
Corpul este cel mai ușor de făcut din lemn, prin așezarea unui strat de spumă sau vată minerală pe fund. De asemenea, în acest scop este convenabil să se folosească chiuvetele ferestrelor vechi din lemn, în care cel puțin un pahar a fost păstrat. Alegerea materialului pentru radiator este neașteptat de largă, pe care comandanții meșterii nu le folosesc pentru a colecta colectorul. Iată o listă de opțiuni populare:
- pereți subțiri cu cupru;
- diverse conducte de polimer cu pereți subțiri, de preferință negri. O conductă din polietilenă PE pentru o conductă de apă este bună;
- schimbător de căldură extern al vechiului frigider;
- tuburi din aluminiu. Este adevărat că este mai greu să le conectezi decât cele din cupru;
- radiatoare din otel;
- negru furtun de gradina.
Notă. În plus față de acestea, există o mulțime de versiuni exotice. De exemplu, un colector solar de aer din bidoane de bere sau sticle de plastic. Astfel de prototipuri diferă în originalitate, dar necesită o investiție semnificativă a forței de muncă în caz de revenire îndoielnică.
În carcasă asamblate sau cercevea vechi din lemn fixate de fund și a pus izolația trebuie plasată foaia metalică care acoperă întreaga suprafață a încălzitorului viitor. Ei bine, dacă există o foaie de aluminiu, dar oțelul subțire o va face. Trebuie să fie vopsit negru și apoi să se așeze țevi în formă de bobină.
Fără îndoială, rezervorul de apă de încălzire este cel mai bine obținută din țevi de cupru sunt de transfer termic excelent și va dura mulți gody.Zmeevik strâns atașat la ecranul metalic, clipuri sau orice alt mijloc, la exteriorul terminalului de montare 2 pentru alimentarea cu apă.
Deoarece este un colector plat și nu un colector de vid, radiatorul trebuie să fie închis de sus cu o structură translucidă - sticlă sau policarbonat. Acesta din urmă este mai ușor de manevrat și de încredere în exploatare, nu se va rupe de loviturile de grindină.
După asamblare, colectorul solar trebuie instalat în poziție și conectat la un rezervor de apă pentru apă. Când condițiile permit instalarea, este posibil să se asigure o circulație naturală a apei între rezervor și încălzitor, în caz contrar pompa de circulație se va activa.
concluzie
Căldura casei cu colectoare solare realizate de către sine este o perspectivă atractivă pentru mulți proprietari de case. Locuitorii din regiunile sudice această opțiune este mai accesibilă, trebuie doar să umple sistemul cu antigel și cum să încălzească cazul. În nord, un colector auto-fabricat va ajuta apa caldă pentru nevoile gospodăriei, dar nu va fi suficient să încălziți casa. O zi rece și o zi ușoară sunt afectate.