Grijanje privatne kuće solarnim panelima: sheme i uređaji. “U korak s vremenom” - pouzdano solarno grijanje privatne kuće Solarno grijanje

Da li je moguće obezbijediti svoj dom solarnom toplotnom energijom? Danas ćemo razgovarati o perspektivi korištenja solarnih sistema kao glavnog izvora grijanja, te razmotriti pitanje ekonomske isplativosti i efikasnosti solarnih kolektora.

Glavne komponente sistema grijanja

Izvor grijanja za solarni sistem su solarni kolektori, čija je svrha da što efikasnije prenesu energiju infracrvenog spektra sunčevog zračenja na rashladno sredstvo. Toplotni raspon sunčeve svjetlosti je 40-45% ukupnog toka zračenja, in konkretni brojevi ovo je 200-500 W/m2 u zavisnosti od geografske širine, doba godine i dana.

U principu, za izgradnju najjednostavnijeg solarnog sistema dovoljni su samo kolektori. Njihovim kanalima može da cirkuliše obična voda koja se koristi za potrebe domaćinstva i za grejanje doma. Međutim, ovaj pristup nije dovoljno efikasan iz više razloga, od kojih je prvi nedostatak nadoknade gubitaka energije za cijeli dan. Stoga je jedan od najvažnijih elemenata solarnog sistema grijanja akumulator topline - posuda s vodom.

Shema grijanja kuće solarnim kolektorima: 1 - dovod hladne vode; 2 - izmjenjivač topline; 3 - akumulator toplote; 4 - temperaturni senzor; 5 - krug rashladne tekućine; 6 — pumpna stanica; 7 - kontroler; 8 - ekspanzioni rezervoar; 9 - topla voda; 10 - trosmjerni ventil; jedanaest - solarni kolektor

Također svojevrsno ograničenje je tehnički dizajn solarnog kolektora. Njegovi kanali imaju prilično malu površinu protoka, što stvara opasnost od začepljenja mehaničkim nečistoćama. Takođe postoji velika verovatnoća smrzavanja rashladne tečnosti noću, dok je gornja granica opsega radne temperature 200-300 °C. Kolektori su dizajnirani za brzu kontinuiranu cirkulaciju rashladnog sredstva, koje ulazi na niskoj temperaturi i brzo se zagrijava sunčeva svetlost i jednako brzo prenosi toplinu na bateriju.

Vakuumske cijevi solarnog kolektora u obliku slova U

Iz tih razloga uobičajeno je koristiti propilen glikol sa setom posebnih aditiva za direktno grijanje u toplotnim cijevima. Dakle, treći obavezni element solarnog sustava grijanja je poseban krug rashladnog sredstva i izmjenjivača, koji je često strukturno uključen u akumulator topline, ili može biti dio samog kolektora.

Vrste i razlike kolektora

Ne ulazeći u tehničke detalje uređaja, glavna razlika između ravnih i vakuumskih kolektora leži u preporučljivosti njihove upotrebe u različitim klimatskim zonama. Pločasti kolektori se najbolje koriste u južnim geografskim širinama s prevladavajućim temperaturama iznad nule, vakuumski kolektori - bliže sjevernim geografskim širinama.

Dizajn ravnog solarnog kolektora: 1 - izlaz rashladnog sredstva; 2 — okvir kolektora; 3 - strukturirano staklo otporno na grad; 4 - apsorber; 5 - bakrene cijevi; 6 - toplotna izolacija; 7 - ulaz rashladne tečnosti

Izvodljivost korištenja određenih vrsta solarnih kolektora je zbog niza karakteristika:

• nemogućnost vakuumskih kolektora da samostalno čiste snijeg;
• visoki toplotni gubici ravnih solarnih kolektora, koji rastu zajedno sa temperaturnom razlikom;
• niska otpornost ravnih kolektora na opterećenja vjetrom;
• visoka cijena projekta vakuumskih solarnih kolektora;
• niskotemperaturni opseg efektivne upotrebe ravnih kolektora.

Dizajn vakuumskog razvodnika sa indirektnim prenosom toplote: 1 - ulaz rashladne tečnosti; 2 - izmjenjivač topline (kolektor); 3 - zatvoreni utikač; 4 - vakuumska cijev; 5 — aluminijumska ploča (apsorber); 6 - toplotna cijev; 7 - radni fluid; 8—izlaz zagrejanog rashladnog sredstva; 9 — tijelo hladnjaka; 10 — kondenzator toplotne cijevi; 11 - izolacija

Jedna od najvažnijih razlika leži u procesu instalacije. Plosnati kolektori zahtijevaju dostavu na krov montirani, dok se vakuumski kolektori mogu montirati na licu mjesta. Također, ravni kolektori obično nemaju vlastiti akumulator topline i izmjenjivački krug.

Problemi solarne energije

Solarni sistemi grijanja nisu bez svojih nedostataka, od kojih je najvažniji varijabilnost izvora energije. Noću se sistem ne zagreva, a tokom dužeg oblačnog vremena čekanje na vedro nebo za zagrevanje kuće je ispod proseka. Ako je baterija dovoljno velike zapremine u stanju da zadrži potrebnu količinu toplote barem do jutra, tada se može očekivati ​​nekoliko dana autonomnog rada u uslovima slabog osvetljenja samo uz značajno proširenje solarne farme. To, zauzvrat, uzrokuje suprotan problem: pri dostizanju režima maksimalne snage (na primjer, u vedrom proljetnom danu), takav solarni sistem će zahtijevati intenzivnije odvođenje topline ili privremeno gašenje nekoliko apsorbera s njihovim zasjenjenjem.

Važno je shvatiti da se solarni sistemi u realnosti ruske klime ne mogu koristiti kao jedini ili glavni izvor grijanja. Međutim, oni mogu značajno smanjiti potrošnju energije tokom sezone grijanja. Posebno efikasno rade hibridni kolektori, u kojima su grijači kombinovani sa fotoćelijama. Ako oblačnost blokira većinu IR zračenja, onda gubitak fotoelektričnog dijela spektra nije toliko značajan.

Još jedan nedostatak solarnih kolektora je potreba za prisilnom cirkulacijom rashladnog sredstva u sistemu kolektor-akumulator. Neki vakuumski razdjelnici su opremljeni spremnikom dizajniranim za prirodnu cirkulaciju i smještenom iznad apsorbera. Takve instalacije se obično koriste u sistemima za opskrbu toplom vodom s unosom vode pod pritiskom hladne vode. Ali još uvijek postoje načini da se uspostavi zajednički rad takvih solarnih kolektora sa sistemom grijanja.

Integracija u sistem grijanja

Postoje dva načina za kombinovanje solarnih kolektora sa proizvoljno složenim sistemom grijanja na tekućinu. Glavni izvor energije može biti ili plin ili električna energija - nema značajne razlike.

Prva opcija je zagrijavanje uobičajene dnevne baterije. Uređaj za skladištenje se povezuje na kotao zajedno i uzastopno, ako temperatura nije dovoljno visoka, ovaj se uključuje i zagrijava tekućinu. Pravilno dizajniran sistem ove vrste može efikasno raditi i bez prisilne cirkulacije.

1 - krug grijanja; 2 - tečnost za grijanje; 3 - temperaturni senzor; 4 - pumpna stanica; 5 - kontroler; 6 - pumpa; 7 — ekspanzioni rezervoar; 8 - sanitarna voda; 9 - hladna voda; 10 - PTV; 11 - solarni kolektor; 12 - kotao za grijanje

Druga vrsta kombinacije uključuje korištenje akumulatora topline s dva kruga. Kroz jedan se toplina uklanja iz kolektora, kroz drugi se zagrijava rashladna tekućina u sistemu, voda iz baterije služi kao izvor tople vode. Pošto su krugovi međusobno izolovani, u sistemu grejanja i ciklusu razmene toplote iz solarnog kolektora mogu se koristiti toplotno intenzivnije tečnosti ili antifriz. Glavni nedostatak je energetska ovisnost sistema, jer je cirkulacija u oba kruga prisilna.

1 - dovod hladne vode; 2 - temperaturni senzor; 3 - izmjenjivač topline solarnog kolektora; 4 - izmjenjivač topline kotla; 5 - krug rashladnog sredstva kolektora; 6 - pumpna stanica; 7 - kontroler; 8 — ekspanzioni rezervoar; 9 - cirkulaciona pumpa; 10 - izlaz vruća voda; 11 - kotao za grijanje; 12 - solarni kolektor

Proračun snage i koraci instalacije

Prelazak na solarnu energiju ne prihvata žurbi i površan pristup. Često se zaključci o izvodljivosti instaliranja solarnog sistema mogu donijeti tek nakon nekoliko godina promatranja i proračuna.

Nažalost, oslanjanje na karte insolacije nema previše smisla, jer lokalni vremenski uslovi mogu u velikoj mjeri iskriviti prosječne statističke pokazatelje. Dakle, prvo što treba da uradite je da samostalno sastavite izveštaj o intenzitetu sunčevog zračenja na mestu gde su kolektori postavljeni. Piranometri se koriste za mjerenja u roku od 5 tisuća rubalja možete kupiti proračunski uređaj s dovoljnim skupom funkcija.

Mjerenja treba vršiti u različito doba dana u intervalima od oko sedmicu tokom cijele godine. U procesu mjerenja potrebno je voditi računa o uglu nagiba i orijentaciji kolektora. Dobijeni podaci se u konačnici verificiraju statistikom hidrometeorološkog centra o postotku oblačnih dana u godini.

Da bi se osigurala visoka efikasnost solarne instalacije, treba uzeti u obzir najgori scenario, odnosno najduži period sa najnižim osvjetljenjem treba uzeti kao polaznu tačku. U idealnom slučaju, možete prilagoditi vjerovatnoću još nepovoljnijih vremenskih uvjeta koristeći meteorološku statistiku u posljednjih 15-20 godina. Dobiveni podaci o ulaznoj sunčevoj energiji pomoći će da se utvrdi potrebna ukupna površina apsorpcionog polja i odredi broj kolektora koji treba kupiti.

Kao što je spomenuto, kolektori se vrlo rijetko koriste kao glavni izvor grijanja, obično imaju pomoćnu ulogu. Ali udio učešća može se izračunati kao postotak ukupne snage energetskog sistema kuće ili njenog gubitka topline. Dobivši potreban broj kilovata, množi se optičkom efikasnošću apsorbera, a dodaje se nekoliko koeficijenata - korekcije za orijentaciju, nagib, temperaturne uvjete, kao i sigurnosnu marginu.

Na osnovu „neto“ vrednosti proizvedene snage bira se sledeće:

• potreban broj kolektora određenog modela i u prosjeku jedan rezervni solarni kolektor za 10-15 u radu;
• cevovodni sistem sa preporučenim protokom i otpornošću na toplotu od strane proizvođača;
• cirkulacijska grupa, zaporni ventili, ostali pomoćni uređaji;
• zapreminu i lokaciju rezervoara baterije. U sistemima sa dnevnim rezervoarom ili snagom odvođenja toplote većom od 20 kW, ima smisla graditi izolovane betonske rezervoare zapremine 15-20 m3.

Za samostalnu ugradnju i održavanje potrebno je izraditi projekt sistema, dodijeliti prostor za postavljanje pomoćnih uređaja i pričvrstiti solarni kolektor na južnoj (za sjevernu hemisferu) padini krova, uzimajući u obzir preporuke dobavljača opreme. u pogledu opterećenja vjetrom. Ne zaboravite da kupovinom čitavog asortimana opreme od jednog distributera dobijate priliku da besplatno izradite, ako ne projekat solarnog sistema grijanja, onda barem listu dobro kompatibilne opreme i komponenti.

Da li je toplotna pumpa neophodna?

Jedan od glavnih nedostataka solarnih sistema grijanja je visoka cijena. Dok je tehnologija proizvodnje ravnih kolektora dobro uspostavljena, vakuumski apsorberi ostaju skupi, a samo u određenim vremenskim uslovima mogu se uspješno koristiti. Ali postoji još jedna alternativa - kolektori zračnog tipa.

Zbog jednostavnijeg uređaja njihova cijena je niža, plus imaju mogućnost autonomnog rada. Efikasnost zračnih kolektora je povećana ugradnjom ventilatora koji pokreće integrirani solarni panel. Zbog ubrzanog, ali proporcionalnog zagrevanju, hlađenju kanala, povratni gubitak toplote kroz kolektor je minimiziran. Ograničenje snage može se postići kontrolom brzine ventilatora ili jednostavnim isključivanjem protoka - kolektori zraka se ne boje termičkog udara, a prirodnu recirkulaciju je lako postaviti.

Nedostatak vazdušnih sistema je nizak stepen zagrevanja rashladne tečnosti. Toplotni kapacitet vazduha je manji, plus apsorber se skoro uvek zagreva bez fokusiranja. Za ugradnju u sistem grijanja (što je najčešće neophodno zbog nemogućnosti polaganja ventilacijskog kanala u grijanu prostoriju) zaista je potrebna toplotna pumpa ili split sistem.

Ali vazduh toplotne pumpe može se koristiti i za povećanje efikasnosti klimatizacije. S njima se brzina cirkulacije može podići na vrijednosti koje nisu prihvatljive u kućnim ventilacijskim sustavima, što daje 2-3 puta povećanje izlaza zbog visoke temperaturne razlike. Noću, kolektor će također imati mali udio izlaza na radnom temperaturnom opsegu.

Vazduh koji se koristi kao rashladno sredstvo može se osušiti ili zameniti ugljen-dioksidom ili drugim gasom koji je toplotno intenzivniji. Međutim, nema smisla koristiti toplinske pumpe s vodenim primarnim krugom: one su inicijalno dizajnirane da rade s visokom temperaturnom razlikom i stoga povećanje snage nije dovoljno da opravda trošak instalacije.

Cijena instalacije solarnog grijanja

Općenito, za zadovoljstvo korištenja čiste energije morate platiti dosta, barem za danas. Iskreno govoreći, ima i pozitivnih vijesti: u proteklih pet godina cijena proizvodnje ravnih kolektora pala je za 2-2,5 puta, a isto se uskoro može očekivati ​​i od uređaja s vakuumskim apsorberima.

Cijena ravnih i vakuumskih kolektora određena je obimom proizvodnje - vrijednošću sunčevog zračenja u idealnim uvjetima osvjetljenja, odnosno specifičnom snagom. U prosjeku, za 1 kW ravnih solarnih kolektora morat ćete platiti oko 350-500 USD, a za kompletnu instalaciju sa eksterna baterija- oko 800-1000 dolara. Cijena vakuumskih solarnih kolektora kreće se u većem rasponu - od 600$ do 1000-1200$ po kompleksu, ovisno o kvaliteti izrade, materijalu cijevi, izolaciji izmjenjivača topline i drugim karakteristikama.

Za kapacitivne kolektore standardno mjerenje je u litrima vode zagrijane na maksimalnu moguću temperaturu. Količina proizvedene električne energije može se izračunati ili ukupnom površinom apsorbera, ili izražavanjem kroz specifični toplinski kapacitet vode. U zavisnosti od složenosti sistema, cena veoma varira, cena jednog primerka iz srednjeg segmenta tržišta dostiže 1500$ za 300 litara (za 4-5 stanovnika) sa temperaturnom razlikom od oko 50°C, što je ekvivalentno do 2,5 kW gustine snage.

Glavni kriterij udobnosti u privatnoj vikendici ili stanu je toplina. U hladnoj kući čak ni najluksuzniji namještaj neće pomoći u stvaranju ugodnih uvjeta. Ali da biste održali optimalnu temperaturu za život u prostoriji ne samo ljeti, već i zimi, morat ćete instalirati sistem grijanja.

To se danas lako može postići kupovinom plinskog, dizelskog ili električnog bojlera kao izvora topline. Ali problem je što je gorivo za takvu opremu skupo i nije dostupno na svim lokalitetima. Šta onda izabrati? Najbolje rješenje su alternativni izvori topline, a posebno solarno grijanje.

Dizajn i princip rada

Šta je takav sistem? Prije svega, treba reći da postoje dvije mogućnosti solarnog grijanja. Oni uključuju upotrebu elemenata koji se razlikuju i po dizajnu i po namjeni:

• Collector;
• Fotonaponski panel.

A ako je oprema prvog tipa namijenjena isključivo održavanju ugodne temperature u prostoriji, tada se solarni paneli za grijanje kuće mogu koristiti za proizvodnju električne energije i topline. Njihov princip rada zasniva se na pretvaranju solarne energije i skladištenju u baterije, koje se potom mogu koristiti za različite potrebe.

Pogledajmo video, sve o ovom kolektoru:

Korištenje kolektora omogućava vam da organizirate samo solarni sistem grijanja za privatnu kuću, koristeći toplinsku energiju. Ovaj uređaj radi na sljedeći način. Sunčevi zraci zagrevaju vodu, koja je rashladna tečnost i dolazi iz cevovoda. Isti sistem se može koristiti i kao dovod tople vode. Sastav uključuje posebne fotoćelije.

Kolektorski uređaj

Ali pored njih, paket solarnog grijanja uključuje:

• Special tank;
• Forecameras;
• Radijator napravljen od cijevi i zatvoren u kutiji sa prednjom stijenkom od stakla.

Solarni paneli za grijanje kuće postavljeni su na krov. U njemu se voda za grijanje kreće u prednju komoru gdje se zamjenjuje vrućim rashladnim sredstvom. Ovo vam omogućava da održavate konstantan dinamički pritisak u sistemu.

Vrste grijanja korištenjem alternativnih izvora

Najlakši način da solarnu energiju pretvorite u toplinu je korištenje solarnih panela za grijanje vašeg doma. Sve više se koriste kao dodatni izvori energije. Ali koji su to uređaji i da li su zaista efikasni?

Pogledajmo video, vrste i njihove radne karakteristike:

Zadatak kolektora solarnog sistema grijanja instaliranog na krovu kuće je da apsorbuje što je moguće više sunčevog zračenja, a zatim ga pretvara u prijeko potrebnu energiju ljudima. Ali treba uzeti u obzir da se može pretvoriti i u toplinsku i u električnu energiju. Solarni sistemi grijanja se koriste za proizvodnju topline i zagrijavanje vode. Za proizvodnju električne struje koriste se posebne baterije. Oni akumuliraju energiju tokom dana i oslobađaju je noću. Međutim, danas postoje i kombinovani sistemi. U njima solarni paneli proizvode i toplinu i električnu energiju.

Što se tiče solarnih bojlera za grijanje doma, na tržištu ih postoji širok izbor. Štaviše, modeli mogu imati različite namene, dizajn, principe rada i dimenzije.

Razne opcije

Na primjer, prema izgledu i dizajnu sistema grijanja privatne kuće, oni se dijele na:

1. Stan;
2. Cjevasti vakuum.

Prema namjeni dijele se na one koje se koriste za:

• Sistemi grijanja i tople vode;
• Za grijanje vode u bazenu.

Postoje razlike u principu rada. Solarno grijanje pomoću kolektora je idealan izbor za seoske kuće, jer im nije potreban priključak na električnu mrežu. Modeli sa prisilna cirkulacija Povezani su na zajednički sistem grijanja, u kojem se rashladna tekućina cirkulira pomoću pumpe.

Pogledajte video i uporedite ravne i cevaste kolektore:

Nisu svi kolektori prikladni za solarno grijanje seoska kuća. Po ovom kriterijumu se dele na:

• sezonski;
• Tijekom cijele godine.

Prvi se koriste za grijanje seoskih kuća, drugi u privatnim domaćinstvima.

Uporedite sa konvencionalnim sistemima grejanja

Ako ovu opremu uporedimo sa plinskom ili električnom, ona ima mnogo više prednosti. Prije svega, ovo je ekonomičnost goriva. Ljeti solarno grijanje može u potpunosti osigurati toplu vodu ljudima koji žive u kući. U jesen i proljeće, kada ima malo vedrih dana, oprema se može koristiti za smanjenje opterećenja standardnog bojlera. Što se tiče zime, obično je u ovom trenutku efikasnost kolektora veoma niska.

Pogledajte video o efikasnosti kolektora zimi:

Ali osim uštede goriva, korištenje opreme na solarni pogon smanjuje ovisnost o plinu i struji. Za ugradnju solarnog grijanja nije potrebno pribaviti dozvolu i može ga postaviti svako ko ima osnovno znanje o vodovodu.

Pogledajte video, kriteriji odabira opreme:

Još jedan plus je dug radni vijek kolektora. Garantovani vijek trajanja opreme je najmanje 15 godina, što znači da će za ovaj period vaši računi za komunalije biti minimalni.

Međutim, kao i svaki uređaj, kolektor ima neke nedostatke:

• On solarni bojleri za privatnu kuću cijena je prilično visoka;
• Nemogućnost korištenja kao jedinog izvora topline;
• Potrebna je ugradnja rezervoara za skladištenje.

Postoji još jedna nijansa. Efikasnost solarnog grijanja varira od regije do regije. U južnim regionima, gde je solarna aktivnost visoka, oprema će imati najveću efikasnost. Stoga je najisplativije koristiti takvu opremu na jugu, a na sjeveru će biti manje efikasna.

Odabir solarnog kolektora i njegova ugradnja

Prije nego što nastavite s ugradnjom opreme uključene u sustav grijanja, potrebno je proučiti njegove mogućnosti. Da biste saznali koliko je topline potrebno za grijanje kuće, morate izračunati njenu površinu. Važno je odabrati pravo mjesto za ugradnju solarnog kolektora. Trebalo bi da bude osvetljen što je više moguće tokom dana. Stoga se oprema obično postavlja na južni dio krova.

Performanse instalacijski radovi Bolje je to prepustiti stručnjacima, jer će čak i mala greška u ugradnji solarnog sistema grijanja dovesti do značajnog smanjenja efikasnosti sistema. Samo ako je solarni kolektor pravilno instaliran, on će trajati do 25 godina, a u potpunosti će se isplatiti u prve 3 godine.

Glavne vrste kolektora i njihove karakteristike

Ako iz nekog razloga zgrada nije pogodna za ugradnju opreme, tada možete postaviti ploče na susjednu zgradu i postaviti pogon u podrum.

Prednosti solarnog grijanja

Gore su razmatrane nijanse na koje biste trebali obratiti pažnju pri odabiru ovog sistema. A ako ste sve uradili kako treba, onda će vam vaš solarni sistem grijanja donijeti samo ugodne trenutke. Među njegovim prednostima treba napomenuti:

• Mogućnost grijanja kuće tijekom cijele godine, sa mogućnošću podešavanja temperature;
• Potpuna autonomija od centralizovanih komunalnih mreža i smanjeni finansijski troškovi;
• Korištenje solarne energije za različite potrebe;
• Dug radni vijek opreme i rijetke vanredne situacije.

Jedina stvar koja sprečava potrošače da kupe solarni sistem za grijanje privatne kuće je ovisnost njihovog posla o geografiji njihovog stanovanja. Ako su vedri dani rijetki u vašoj regiji, tada će učinkovitost opreme biti minimalna.

Energija sunca, koja nam daje svjetlost, struju, toplinu, ubrzano osvaja sve nove i nove granice. Nikoga ne mogu iznenaditi razni instrumenti i uređaji na solarni pogon, kućne helijumske elektrane, razne lampe, ulične vijence, semafori na solarnu energiju.

I naravno, logičan smjer korištenja solarne energije bio je korištenje nje za grijanje, grijanje vode ne samo u jednoj privatnoj kući, već iu velikim kućama i javnim zgradama.

Naravno, solarni sistemi nisu u mogućnosti da obezbede non-stop rad za zagrevanje vode. Ali oni su u stanju da zamene tradicionalne fosilne izvore energije - naftu, gas, ugalj - tokom dana. Budući da solarno grijanje ne zahtijeva potrošnju sirovina, nema štetnih emisija u atmosferu i zagađenja okoliša.

Stoga će korištenje solarne energije za grijanje stambenih zgrada i opskrbu toplom vodom svake godine postajati sve značajnije u kontekstu očekivanog povećanja cijena nafte, plina i uglja.

Solarni sistem grijanja

U najjednostavnijem slučaju, solarni sistem grijanja se sastoji od jednog ili više solarnih kolektora povezanih u zatvorenom krugu na grijaće armature - baterije ili cijevi položene u pod. U tom slučaju, radijatori ili podne cijevi moraju biti smješteni iznad kolektora.

Tada će voda zagrijana u kolektorima, prema zakonima konvekcije, porasti grejne sekcije, a hladna voda će pasti do kolektora. Radijatori ili cijevi skrivene u podu zagrijavaju se i tako griju prostoriju bez ikakvih dodatnih uređaja.

Najjednostavnija shema solarnog grijanja

Ali ovo je upravo najviše jednostavno kolo, objašnjavajući princip konstruisanja sistema. U stvarnosti, solarno grijanje kuće uključuje ugradnju mnogo više složen sistem. Prije nego što kupite solarne bojlere ili ih napravite sami, morate odrediti koji prostor je potrebno zagrijati i koji sistem grijanja kuće je najpogodniji za te svrhe.

Treba uzeti u obzir da nijedan od helijumskih sistema ne može da obezbedi non-stop rad. Za grijanje prostorija noću morat ćete koristiti tradicionalna sredstva za grijanje koja rade na jedno od fosilnih goriva.

Tipična shema za solarno grijanje i opskrbu toplom vodom

Za malu kuću sa jednom ili dvije sobe, sistem se može koristiti grijanje zraka od solarnih kolektora. U takvim instalacijama kao rashladno sredstvo koristi se zrak, koji, kada se zagrije u kolektorskom sistemu, kroz zračne kanale ulazi u zagrijanu prostoriju. Ohlađeni vazduh iz ove prostorije ulazi u kolektor.

Shema solarnog grijanja zraka

Što se tiče solarnih sistema za grejanje sa tečnim rashladnim sredstvom, u principu su svi izgrađeni na isti način. Razlika leži u vrsti kolektora koji se koriste za zagrijavanje rashladne tekućine.

Standardni set se sastoji od kolektora, akumulacionog rezervoara sa dva izmjenjivača topline (jedan je spojen na kolektore, drugi je spojen na dodatni grijač). Spremnik mora biti opremljen dobrom toplinskom izolacijom. Cirkulacija rashladne tečnosti i vode u sistemu grejanja je podržana pumpnom grupom.

Sistem grijanja sa ravnim kolektorom

Dizajn ravnog kolektora je toliko jednostavan da se lako može napraviti ručno. Ovaj uređaj je kutija koja sadrži adsorber, cevi sa rashladnom tečnošću i toplotnu izolaciju. Za njegovu izradu nisu potrebni posebni materijali. Sve komponente su prilično pristupačne. To su ploče, ploče od vlakana, drveni blokovi, krovno željezo, polistirenska pjena, bakrene cijevi, kaljeno staklo, materijali za brtvljenje, crna boja otporna na toplinu.

Tako dobro sastavljeno domaći uređaj sposoban za zagrijavanje rashladne tekućine u stagnirajućem režimu do 150°C. U pravilu se u sistem ulijeva voda uz dodatak antifriza u takvom omjeru da se ovo rješenje ne smrzava zimi noću kada solarni kolektor ne radi.

Industrijski ravni kolektor

Kolektor ili kolektorske baterije postavljene su na način da osiguraju maksimalno osvjetljenje suncem. U pravilu, ovo je južna strana krova kuće. Rashladno sredstvo koje cirkulira u krugu uređaja pumpom se dovodi do izmjenjivača topline koji se nalazi u donjem dijelu spremnika. Kontinuiranom cirkulacijom u ovom sistemu, rashladna tečnost zagreva vodu u kotlu na 50°C - 60°C, što je sasvim dovoljno za zagrevanje stambenih prostora.

Ravni solarni kolektori na krovu hotela i privatne kuće

Kako bi se osigurala kontinuirana opskrba toplinom stambenih prostorija noću, instaliran je rezervni sistem za grijanje vode, koji se napaja tradicionalnim izvorima energije - plin, struja, ugalj, drva. Rashladna tečnost koja cirkuliše u rezervnom sistemu ulazi u izmjenjivač topline koji se nalazi iznad glavnog.

Time se osigurava zagrijavanje vode u kotlu i kontinuirani ciklus grijanja. Ako se rezervni sistem grijanja na ugalj i drva može pokrenuti samo ručno, tada se plinski i električni sistemi mogu uključiti automatski, pod kontrolom posebne upravljačke jedinice.

Sistem grijanja sa vakum razdjelnikom

Ovaj sistem se razlikuje od prethodnog samo po dizajnu kolektora. Ovaj uređaj koristi vakuumske cijevi za zagrijavanje rashladne tekućine. U suštini, ove vakuumske cijevi su modificirana Dewarova boca.

Dvostruka staklena cijev u kojoj se zrak evakuira iz prostora između zidova. To osigurava pouzdanu toplinsku izolaciju unutrašnje cijevi. Unutarnja cijev sadrži adsorber i bakrenu cijev čiji gornji kraj ima nešto veći promjer od same cijevi i zapečaćen je. Cijev se prvo napuni tekućinom niskog ključanja.

Pod utjecajem sunčevog zračenja, cijev se zagrijava, tekućina u njoj počinje ključati, a para se diže do vrha. Tamo odaje toplotu, vraća se u tečno stanje i teče prema zakonima konvekcije. Ovaj proces se nastavlja kontinuirano, zagrijavajući vrh na 250°C -280°C. Petnaest do dvadeset takvih cijevi montirano je u jednu strukturu - kolektor. Vrhovi se ubacuju u cijev kroz koju cirkulira rashladna tekućina. Rashladno sredstvo se zagreva na 60°C - 80°C i dovodi u izmenjivač toplote kotla.

Dijagram vakuumske cijevi

Sam vakuumski razvodnik je postavljen koso kako bi se osigurala slobodna cirkulacija tekućine u bakrenim cijevima. Sa izuzetkom kolektora, ovaj sistem grijanja se ne razlikuje od sistema baziranog na ravnom kolektoru.

Vakum kolektori na krovu kuće

Sistem grijanja sa paraboličnim ogledalom

Takav uređaj je najzahtjevniji dizajn i najteži za rukovanje. Ovo je dugačko (nekoliko metara) ogledalo zakrivljeno u parabolu. Takvo ogledalo možete sami napraviti tako što ćete savijati, na primjer, list šperploče i obložiti ga aluminijskom folijom s unutarnje strane.

Ovo parabolično-cilindrično ogledalo je postavljeno na stabilan okvir. Na žarištu ogledala ugrađena je duga cijev kroz koju cirkulira rashladna tekućina. Ako je fokus ogledala pravilno određen i cijev je postavljena na ovom fokusu, temperatura duž linije grijanja cijevi može doseći 250°C - 300°C. Ali ovo je podložno ispravna instalacija i orijentacija ogledala prema suncu.

Parabolički cilindrični kolektor ogledala

Posljednji uvjet je vrlo važan, jer ako je ogledalo pogrešno orijentirano, gubi se snaga grijanja i temperatura na cijevi značajno pada. Da se to ne bi dogodilo, instalacija s paraboličnim cilindričnim ogledalom mora biti opremljena uređajem za praćenje s aktuatorom.

Uređaj za praćenje će pratiti položaj sunca i prema tome orijentisati ogledalo u vertikalnoj i horizontalnoj ravni. To značajno komplikuje i, posljedično, povećava cijenu dizajna.

Ako se pored solarnih kolektora ugradi i set solarnih panela za napajanje kuće električnom energijom, onda kao rezultat možete dobiti potpuno autonomno napajanje za kuću, koje ni na koji način ne ovisi o općem opskrbi električnom energijom mreže.

Vakumski kolektori i helijumske fotonaponske baterije

Sunce će opskrbljivati ​​kuću strujom i grijanjem, a noću će struja akumulirana tokom dana grijati vodu u sistemu rezervnog grijanja. Kontrolna jedinica će pratiti pravovremeno uključivanje i isključivanje potrebnih uređaja i regulisati temperaturu u prostorijama. I ovo nije daleka budućnost. Već radi.

Vlasnici seoskih vikendica često postavljaju solarne panele za grijanje svojih domova. Popularnost ovog dizajna je lako objasniti: ušteda goriva i ekološki prihvatljiv sistem za održavanje života. Uz vješto korištenje energije sunca, vjetra ili vode, sasvim je moguće pretvoriti malu seosku kuću u moderan ekološki dom. Ali prvo je vrijedno shvatiti kako to učiniti i koliko su takve baterije korisne za stanovnike.

Načini upotrebe

Energija sunčeve svjetlosti se koristi dugo i uspješno, tako da tehnologija nije inovacija. Ali ovu uslugu najčešće koriste stanovnici vrućih zemalja i južnih geografskih širina, jer u toplim klimatskim uvjetima Ovaj alternativni resurs može se vaditi tokom cijele godine. Ali sjeverne regije, gdje postoji nedostatak prirodnog zračenja, koriste solarno grijanje samo kao dodatnu opciju.

Solarni paneli i specijalni kolektori jedinstveni su posrednici između sunca i mehanizma koji stvara energiju. Štaviše, ovi elementi se mogu razlikovati i po namjeni i po dizajnu. Ali suština njihovog rada je da akumuliraju sunčevu energiju za kasniju upotrebu.

Baterije su predstavljene u obliku panela, s jedne strane su fotoćelije, a s druge - mehanizam za zaključavanje. Sasvim je moguće sami instalirati takvu strukturu, ali možete kupiti gotove proizvode koji se prodaju u širokom rasponu.

Solarni paneli za dom.

Solarni sistem je uređaj koji je dio sistema grijanja. To je velika termoizolovana kutija u koju je ugrađena rashladna tečnost. Takav uređaj, zajedno sa baterijama, postavljen je na podignuti štit okrenut prema svjetiljci. Također je moguće jednostavno postaviti grijaće elemente na nagib krova.

Možete značajno povećati efikasnost vašeg sistema grijanja ako postavite baterije na posebne dinamičke mehanizme. Ovi uređaji rade na principu sistema za praćenje, odnosno okreću se u pravcu u kojem su usmereni sunčevi zraci.

Sama transformacija se provodi u cijevima koje se nalaze unutar kutije. Sasvim je moguće koristiti solarne panele za grijanje kuće zimi, ali samo pod uslovom da ima najmanje dvije stotine sunčanih dana u godini.

Prednosti i nedostaci

Sistem koji vam omogućava da zagrejete kuću solarnom energijom ima veliki broj pozitivnih kvaliteta. Svaki od njih je prilično značajan, što stanovnicima omogućava eksperimentiranje. Glavne prednosti baterija su sljedeće:

Grijanje iz solarne elektrane

Pored pozitivnih aspekata, postoje i negativni aspekti. Na primjer, potrebno je dosta vremena (od 3 do 5 godina) da se utvrdi koliko dobro i efikasno sistem funkcionira. U tom periodu treba da ima dovoljno energije i mora se aktivno koristiti . Nedostaci solarnih panela također uključuju sljedeće faktore:

• visoka cijena komponenti potrebnih za povezivanje i pokretanje strukture;
• količina proizvedene toplote u potpunosti zavisi od geografskog položaja i vremenskih uslova;
• kućište treba rezervni izvor (kotla na plin ili čvrsto gorivo).

Potrebno je uzeti u obzir da je za efikasan rad potrebno stalno pratiti čistoću instalacije, uklanjati led s njene površine i sanirati oštećenja. Ako temperatura u regiji često padne ispod 0 °C, tada ćete morati dodatno izolirati i sam kolektor i kuću u cjelini.

Također je vrijedno uzeti u obzir da takvi sistemi nisu prikladni za sve. Na primjer, u regijama gdje su sunčani dani rijetki, dizajn se vjerojatno neće opravdati. No, uprkos visokoj cijeni, ploče su vrlo popularne, pa se sve više mogu vidjeti na njima vikendice i krovovima.

Glavni tipovi

Postoje dvije vrste baterija: mali i veliki fotonaponski sistemi. Prvi tip uključuje baterijske ploče koje rade na naponu od 12-24 V. Uz njihovu pomoć možete gledati TV i uključiti nekoliko rasvjetnih tijela.

Velike instalacije mogu opskrbiti strujom cijelu kuću, a po potrebi je i u potpunosti zagrijati. Ali to se odnosi samo na male privatne vikendice; one neće moći grijati višekatne zgrade.

Što se tiče opreme, ona može varirati ovisno o modelu. Po pravilu, osnovni set uključuje:

• vakuum solarni kolektor;
• poseban kontroler koji prati radnu efikasnost;
• pumpa koja dovodi rashladnu tečnost;
• rezervoar zapremine 500-1000 litara za toplu vodu;
• električni grijač ili toplinska pumpa.

Koliko solarnih kolektora će 100% grijati kuću (12. tip 100% solarnog grijanja)

Svi ovi dijelovi su neophodni za normalno funkcionisanje sistema. Kako ih točno instalirati i koristiti opisano je u uputama koje su također uključene u komplet.

Sa opremom moćan sistem Zagrijavanjem kuće solarnim panelima možete dodatno osigurati dom toplom vodom, kao i postaviti grijane podove. Velika fotonaponska instalacija može prilično dobro podnijeti ove funkcije.

Prije ugradnje kolektora potrebno je izračunati kolika im je snaga potrebna kako bi u potpunosti zadovoljili sve potrebe. Prilikom izračunavanja vrijedi uzeti u obzir površinu privatne kuće, broj ljudi koji žive, kao i potrošnju energije. Na primjer, za malu porodicu od tri osobe, prosječni mjesec će zahtijevati od 200 do 500 W/m².

Ako planirate da svoj dom opskrbite toplom vodom, troškovi energije će se povećati. Za efikasnost možete napraviti kombinovanu verziju sistema grijanja. U tom slučaju će članovi domaćinstva biti osigurani i neće ostati bez grijanja u hitnim i nepredviđenim situacijama.

1.
2.
3.
4.
5.

U mnogim razvijenim zemljama svijeta solarni kolektori se svuda koriste za grijanje domova. Takvi dizajni zamjenjuju tradicionalne sisteme grijanja ne samo na jugu, već iu regijama s umjerenom klimom.

Naravno, možete kupiti i gotove, poput onih prikazanih na fotografiji, ali njihova cijena je i dalje prilično visoka. Organiziranje solarnog grijanja kod kuće vlastitim rukama nije teško - potrebno je samo vrijeme i osnovno znanje fizike. Naravno, ne može svatko sam napraviti vakuumski solarni kolektor. Ali postoji jednostavniji sistem. Prilikom ugradnje konstrukcije solarnog grijanja, morat ćete ugraditi ne samo kolektore na krov kuće, već i unutrašnje elemente.

Prednosti korištenja solarnih sistema

Ugradnja solarnih kolektora značajno će smanjiti troškove tradicionalnog grijanja. Solarna energija je besplatna, a osim toga solarni sistemi ne štete životnoj sredini. Zato je u zemljama u kojima se nadležni brinu za životnu sredinu ovaj način grijanja kuća rasprostranjen (čitaj: ""). Masovno korištenje solarnih sistema će uštedjeti resurse koji se tradicionalno koriste za grijanje (ugalj, prirodni plin) i riješiti energetski problem. Solarno grijanje ima sljedeće prednosti:

• efikasan rad i značajne uštede na glavnom sistemu grijanja kuće;
• sigurnost upotrebe;
• dugoročno usluge;
• estetski izgled, mogućnost odabira parametara kolektora.

Karakteristike solarnih kolektora

Solarni sistemi grijanja za privatnu kuću najefikasniji su u regijama gdje postoji veliki broj sunčanih dana tokom cijele godine. Osim toga, zimi bi sunčeva svjetlost također trebala biti prilično intenzivna. Prilikom ugradnje takvog sistema grijanja potrebno je uzeti u obzir sljedeće karakteristike.

Da bi dizajn grijanja bio efikasan, potrebno je pravilno izolirati kuću. Preporučuje se kombiniranje solarnog grijanja s drugim vrstama - plinskim ili električnim - ovo je najviše najbolja opcija. Integracija elemenata solarnog sistema u tradicionalnu shemu grijanja značajno povećava efikasnost grijanja doma i smanjuje materijalne troškove.

U regijama koje karakterizira nizak nivo insolacije (protok sunčevih zraka na horizontalnu površinu), potrebno je pravilno izračunati površinu kolektora i striktno slijediti upute za ugradnju kako bi sistem radio što efikasnije. Stručnjaci preporučuju postavljanje kolektora pod uglom jednakim geografskoj širini područja, u kom slučaju će biti efikasniji. Činjenica je da se maksimalni nivo apsorpcije sunčeve energije javlja ako su njihove površine pod pravim uglom u odnosu na insolaciju.

Prilikom određivanja stepena fluksa zraka, treba imati na umu da je njegov intenzitet mnogo veći sredinom dana. Stoga je preporučljivo postaviti površine u pravcu juga. Manja odstupanja u pravcu jugoistoka i jugozapada su prihvatljiva. Prilikom postavljanja kolektora, potrebno je osigurati da nisu zasjenjeni drvećem ili susjednim zgradama.

Prilikom organiziranja solarnog grijanja vlastitim rukama, morate malo povećati kut nagiba kako biste povećali efikasnost ovih uređaja zimi. Istovremeno, ljeti će se efikasnost sistema blago smanjiti, ali to je prihvatljivo, jer će u svakom slučaju doći do viška toplotne energije.

Elementi solarnog sistema grijanja

Set elemenata solarnog sistema može se mijenjati ovisno o željama kupca i karakteristikama proizvodnje postrojenja, ali princip seta ostaje konstantan.

Solarni sistem grijanja se sastoji od:

• vakuumski razvodnik;
• talog koji prenosi rashladnu tečnost iz kolektora u rezervoar za skladištenje;
• kontroler koji obavlja funkciju kontrole rada sistema;
• rezervoar tople vode kapaciteta 500-1000 litara (pročitajte i: " ");
• vrh bliže, predstavljen električnim grijačem, toplotnom pumpom ili drugim elementom.

Solarni sistemi vam također omogućavaju ugradnju grijanih podova, a troškovi povezani s kupnjom i ugradnjom opreme brzo će se isplatiti.

Za izradu kolekcionara trebat će vam sljedeći materijali:

• zavojnica iz starog ili neispravnog frižidera;
• letvice za sastavljanje okvira;
• folija, obično staklo;
• gumena prostirka;
• kontejner za vodu i cijevi za njen dovod i odvodnju.

Prije nego što započnete solarno grijanje seoske kuće, morate napraviti kolektor. Prije toga, zavojnica se temeljito opere, uklanjajući preostali freon, a okvir, sastavljen od letvica, podešava se kako bi odgovarao. Zavojnica mora slobodno stati u okvir. Dimenzije gumene prostirke trebale bi biti slične dimenzijama okvira. Pročitajte i: "".

Prilikom sastavljanja kolektora morate strogo slijediti upute:

1. Folija, okvir od letvica i kotur se polažu na gumenu prostirku, upravo ovim redoslijedom. Prilikom sastavljanja okvira, u njegovim zidovima se prave male rupe koje bi trebale biti dovoljne da se kroz njih mogu ukloniti cijevi zavojnice.
2. Zavojnica je pričvršćena pomoću stezaljki iz istog frižidera. Učvršćeni su vijcima na poleđini. Također, letvice su prikovane na istoj strani - to je neophodno kako bi konstrukcija dobila potrebnu krutost.
3. Prozori koji se formiraju između okvira i folije su zapečaćeni trakom. Zahvaljujući tome, gubici toplote su svedeni na minimum, a solarno grejanje postaje efikasnije. Gotovi kolektor je prekriven staklom i zalijepljen po cijelom perimetru. Za dodatno brtvljenje konstrukcije i veću pouzdanost, staklo je pričvršćeno s nekoliko vijaka. Solarni kolektor se zatim pričvršćuje na posebne nosače.

Kako sami napraviti solarni kolektor, video primjer:

Kako sistem funkcioniše

Postoje različite vrste kolektora, a iako je princip rada svakog od njih gotovo isti, ipak postoje neke razlike između njih. U tom slučaju će se uzeti u obzir rad domaći sistem iz zavojnice.

Dakle, sistem grijanja se sastoji od:

• kolektor;
• rezervoar rezervoara;
• cijevi za dovod tople vode i njenu odvodnju;
• cijevi za ulaz u kolektor hladne vode;
• ventil za smanjenje pritiska;
• zaporni ventil;
• ventil za dopunu (pročitajte i: " ");
• odvodni ventil.

Sistem grijanja radi automatski, vlasnici kuće rijetko moraju intervenirati u ovom procesu. Da bi sistem efikasno funkcionisao, zimi se kolektor mora očistiti od natopljenog snega, jer će odbijati sunčeve zrake i činiti uređaj beskorisnim.

Solarni kolektori su prilično efikasni u regijama sa umjerenom klimom, a ne samo na jugu. Čak i ako zimi ima mnogo oblačnih dana, dovoljno ultraljubičastog zračenja i dalje dolazi kroz oblake da barem djelimično zagrije kuću. Međutim, u ovom slučaju se ne može koristiti samo solarni sustav grijanja - morat će se koristiti dodatni izvori topline. Ali u svakom slučaju, troškovi grijanja kuće bit će značajno smanjeni.