Grijanje zraka od sunca. Kako odabrati i instalirati solarni sustav grijanja za svoj dom. sustav grijanja s ravnim kolektorom

Rođen kaosom, vladar svemira Ra, svjetleći čuvar nebeskog svoda Surya, svod Heliosa koji kruži oko kočije, Yarilo, mahnit u svojim strastima - svi su drevni narodi svijeta štovali Sunce, shvaćajući da je vrućina i svjetlost koju odiše su temeljni princip života. Moderna civilizacija pokušava pronaći načine za korištenje čiste i beskrajne energije dnevne svjetlosti u sljedećih milijun godina, oslobađajući se potrebe za sagorijevanjem ugljikovodika. Solarno grijanje jedan je od koraka na ovom putu do zajedničkog prosperiteta.

Vrste solarnog grijanja

Metode koje se danas koriste za korištenje solarne energije za grijanje doma (i ne samo) mogu se podijeliti na pasivne i aktivne. Pasivno grijanje kuće suncem omogućuje izravno grijanje interijera zbog infracrvenog zračenja. Aktivni se temelji na primanju toplinske ili električne energije u posebnim instalacijama, često smještenim izvan zgrade, njezinoj naknadnoj transformaciji i distribuciji za potrebe grijanja. Najučinkovitije solarno grijanje kuće, gdje se kombiniraju pasivne i aktivne metode.

Pustite sunce u kuću - pasivne metode grijanja

Prozori - prema jugu

Čini se da bi svi trebali shvatiti da ćemo postavljanjem glavnog dijela prozora na sunčanu stranu kuće u prostore pustiti ne samo svjetlost, već i toplinu. Međutim, vozeći se kroz naša vikend naselja, možete vidjeti da se dobra polovica programera ne pridržava racionalnog principa "kuća je u sjevernom dijelu stranice, a prozori na jugu." Ali uzalud.

Ogromni vitraji energetski štedljivog dizajna Eagle Ridge Residence (SAD) otvoreni su na južnu i zapadnu stranu, propuštajući maksimalnu toplinu i svjetlost u kuću. Sa sjeverne strane zgrada je omeđena praznim, dobro izoliranim zidom.

Zimi nisko sunce prodire u prostorije punom dubinom, a ljeti, kada zasja u zenitu, vizir koji strši više od dva metra iz staklene fasade štiti od pregrijavanja

Trombe zid

40-ih godina prošlog stoljeća američki inženjer Tromb smislio je "solarnu peć". Na južnoj strani kuće nalazi se masivni zid od toplinski intenzivnog materijala (beton, kamen, puna cigla), obojen crnom bojom. Na dnu i na vrhu ovog akumulatora topline nalaze se rupe. Vani, na maloj udaljenosti od zida, nalazi se stakleni vitraž. Sunce zagrijava beton, topli zrak teži da se podigne, ide u prostoriju, a hladan zrak ulazi u prostor između kamena i stakla odozdo. U prostoriji se stvara stabilna cirkulacija toplog zraka. Zahvaljujući izumu selektivnih premaza za staklo i kamen (beton), učinkovitost zida Trombe u modernoj verziji postala je osjetno veća.

Princip rada zida Trombe. Lijep bonus: može se koristiti ne samo zimi za neizravno grijanje kuće (na slici desno), već i ljeti za ventilaciju (lijevo)

Logičan razvoj zida Trombe. To je šuplja ravna kutija (panel), postavljena koso radi boljeg hvatanja zračenja. Gornja ograda panela je prozirna za infracrveno zračenje, a duž nje je odvojena pregrada. Obojena u crno, pregrada se zagrijava, topli zrak se diže i ulazi u sobu. Nezagrijani zrak iz prostorije prodire u donji, hladni dio kolektora.

Pasivni zračni solarni kolektor je najjednostavniji uređaj. Solarno grijanje vlastitim rukama je u moći svakog ekonomskog seljaka

Solarni staklenik - svježe povrće kao bonus

Solarni staklenik u prilogu kuće. Da biste "upustili" više sunca u kuću, morate povećati površinu prozora. Problematično je izraditi cijeli južni zid staklom u hladnoj klimi, gubitak topline će biti previsok. Odvajajući dio zgrade staklenim stijenama i krovom od glavnog prostora kuće, dobivamo solarni staklenik. Gotovo ne ometa prodiranje infracrvenog zračenja u prozore kuće, osim toga, vanjski zid unutar staklenika će se zagrijati. Za vedrog zimskog sunčanog dana, zrak u solarnom stakleniku može se zagrijati na temperaturu znatno višu od one u kući.

Za sunčanog dana solarni staklenik se može pregrijati, što je problem za ljetno računanje vremena. Potrebno je organizirati ventilaciju ili zasjeniti vitraje.

Kako bi se maksimalno iskoristila toplina koju dobiva staklenik, moguće je organizirati razmjenu zraka sa stambenim prostorima.

Staklenik solarne kuće u Winchesteru (SAD) odvojen je od glavnog dijela kuće masivnim zidom za pohranu topline s otvorima za ventilaciju. Takvo rješenje je kombinacija solarnog staklenika i zida Trombe. Spremnici za vodu postavljeni u stakleniku pomažu u dužem održavanju topline

Prirodna izmjena zraka između staklenika i kuće je prilično slaba i, kako bi se energija maksimalno iskoristila, kretanje zraka je prisilno.

Izmjena zraka između glavnog dijela ove kuće u Hamptdenu (SAD) i priloženog staklenika organizirana je kroz podzemni prostor, topli zrak ulazi u prostorije odozdo, a ohlađen zrak ulazi u staklenik odozgo. Kruženje strujanja zraka osigurava ventilator, automatika ga uključuje i isključuje u pravo vrijeme. U praksi je to već solarno grijanje privatne kuće aktivnog tipa

Dodatni bonus koji solarni staklenik daje svojim vlasnicima: gotovo tijekom cijele godine u njemu možete uzgajati povrće ili ostaviti agrume za zimu. Istina, to će zahtijevati rješavanje problema ventilacije, vlage, dnevnog pregrijavanja i noćnih mrazova.

Aktivno grijanje - sunčevu svjetlost skupljaju vakuumski kolektori

Zračni solarni kolektor

Zračni solarni kolektor, opremljen sustavom prisilnog prijenosa i distribucije energije, u mogućnosti je pružiti mnogo više topline u usporedbi s pasivnom varijantom. Brzina cirkulacije zraka automatski se podešava ovisno o temperaturi u kući i stupnju zagrijavanja kolektora. Zrak zagrijan u kolektorima može izravno ući u ventilacijski sustav ili u prostorije. Ako je njegova temperatura dovoljno visoka, može se koristiti i za zagrijavanje tekućine za prijenos topline. Višak dnevne energije pohranjuje se preko noći u akumulatorima topline.

Solarno grijanje zraka na bazi solarnog kolektora. Iz šuplje ploče (1) kroz zračne kanale (6) ventilator tjera zrak u tehničku prostoriju, gdje ga automatika, ovisno o situaciji, distribuira u jedinicu za pripremu zraka (3) ili masivni akumulator topline ( 2). Istodobno se zavojnica tople vode (5) također može zagrijati. Tijekom dana, kada je prostorija potrebno grijanje, sustav radi u načinu B, topli zrak iz kolektora šalje se u prostorije. Kada se postigne potrebna temperatura u kući, protok zraka se preusmjerava na akumulator topline, način rada A. Noću, kada kolektor ne daje toplinu, zaklopka zatvara kanal koji vodi do njega, cirkulacija se provodi između topline akumulatora i prostorija.

Vakuumski solarni kolektor

Najnapredniji uređaj za solarno grijanje današnjice.

Shematski dijagram vakuumskog solarnog kolektora. Apsorber tekućine koji cirkulira kroz cijevi u obliku slova U, kada se zagrije, isparava i diže se u kolektor. Potonji je spojen na krug sustava grijanja i, zauzvrat, tekućina za hlađenje cirkulira kroz njega. Apsorber daje energiju rashladnoj tekućini, hladi se, kondenzira, spušta se. Ciklus se ponavlja

Solarno grijanje seoske kuće na temelju vakuumskih kolektora puno je učinkovitije od ostalih solarnih sustava, međutim, osim neravnomjerne proizvodnje topline tradicionalnog za solarne sustave, ima još tri značajna nedostatka: u jakom mrazu prijenos topline naglo pada, instalacije krhke su i skupe.

Vakuumske solarne kolektore treba postaviti na način da budu zaštićeni od vandala. To posebno vrijedi za našu zemlju, ubaciti kamenčić u staklenu cijev je slatka stvar.

Vakuumske ploče nisu spojene izravno na sustav grijanja. U najmanju ruku, potrebni su međuspremnici kako bi se izgladilo neravnomjerno stvaranje topline.

"Točna" shema za spajanje vakuumskog solarnog kolektora na sustav grijanja. Toplina se ne prenosi izravno, već se preko izmjenjivača topline dnevni višak topline pohranjuje u akumulator topline (tampon spremnik) za noć. Imajte na umu da dijagram prikazuje "normalni" kotao za grijanje, solarni sustav ga samo nadopunjuje

Električni solarni paneli mogu se koristiti samo posredno za grijanje. Nerazumno je trošiti električnu energiju na izravno grijanje prostora, može se racionalnije koristiti. Na primjer, pošaljite ventilatore i automatizaciju aktivnih solarnih sustava na rad.

Zašto solarne elektrane nisu vidljive na krovovima naših kuća

Internet je prepun promotivnih materijala s prekrasnim slikama koji govore o izvanrednim prednostima solarnih sustava. Obrtnici objavljuju videozapise na youtube na temu "grijanje od sunca vlastitim rukama" o vlastitom znanju, prikupljenom na koljenima od improviziranih materijala. Mreža je napuhana oduševljenim člancima koji repostiraju o čudesnim prednostima solarnog grijanja. Međutim, koliko se kuća sa solarnim kolektorima na krovu posljednjih godina pojavilo u blizini vašeg doma? Nitko? Koji su razlozi zašto grijanje na solarnu energiju nije prepoznato na našim prostorima?

• Nažalost, solarna energija za grijanje doma ne dolazi kada i gdje je potrebna. Hladno je bliže polovima, zimi i noću. A maksimalno sunčevo zračenje pada na ekvatorijalne regije, ljeti i danju. Akumulatori topline u najmanju ruku pomažu u izglađivanju dnevnih, ali ne i sezonskih fluktuacija.

Karta intenziteta distribucije sunčeve svjetlosti na teritoriju Rusije. U zapadnom dijelu zemlje, gdje živi lavovski dio stanovništva, malo je sunca. A u istočnom Sibiru, gdje je udio zračenja osjetno veći, hladno je, što otežava korištenje aktivnih sustava. Usput, solarni paneli koji proizvode struju nisu toliko osjetljivi na jake mrazeve. Prilično moćne solarne elektrane već su izgrađene i uspješno rade u hladnoj, ali sunčanoj Jakutiji.

• Pasivno grijanje solarnom energijom je neučinkovito i nije u stanju ozbiljno zagrijati kuću u uvjetima ruske zime. "Prozori okrenuti prema jugu" je stvarno korisna metoda dizajna koja ne košta ništa, ali pomaže u optimizaciji troškova grijanja. No, nekada relativno popularni u Sjedinjenim Državama, solarni staklenici, zidovi Trombe i njihovi derivati ​​postupno su nestali čak i u njihovoj domovini.

• Aktivni solarni sustavi grijanja za privatnu kuću vrlo su skupi, za opremu će se morati platiti puno novca. Rad, suprotno nekim izjavama, nikako nije besplatan: troši se struja, potrebno je održavanje opreme. Po sadašnjim cijenama, u usporedbi ne samo s jeftinim prirodnim plinom, već čak i s prilično skupim peletima, dizelskim gorivom, instalacija vakuumskog solarnog kolektora na velikoj većini teritorija Ruske Federacije uopće se neće isplatiti, razdoblje povrata prelazi vijek trajanja opreme. Samo u nekim južnim regijama zemlje solarni sustavi grijanja za privatnu kuću možda neće biti neisplativi pod određenim uvjetima.

Znanstvena postaja na otoku Olkhon (Rusija). Korištenje vakuumskih kolektora (desno na krovu) za pripremu tople vode i solarnih panela (lijevo) za proizvodnju električne energije ima smisla, jer na ovom stjenovitom bajkalskom otoku nema centralnih komunikacija. Međutim, za potpuno grijanje u klimi Buryatia, solarni sustavi nisu dovoljni, "normalne" peći zagrijavaju kuću, gorivo za koje se uvozi s "kopna", jer je nemoguće uznemiravati lokalnu šumu za ogrjev.

Kako stoje stvari u Europi?

Zašto, putujući zapadnom Europom, vidimo (iako ne tako često) solarne kolektore na krovovima kuća? Postoji nekoliko razloga za to: visoka cijena tradicionalnih goriva, blaga klima, više sunčanih dana. Nije slučajno da je solarno grijanje jednako neuobičajeno u oblačnoj Britaniji kao i ovdje. I, što je najvažnije, u onim zemljama gdje je solarni sustav grijanja praktična stvarnost, postoje programi podrške, do polovice troškova opreme plaća država. Ruku na srce, solarni kolektori slabo koriste za grijanje, uglavnom služe za pripremu tople vode, po sunčanom vremenu ljeti zaista je moguće u potpunosti zadovoljiti potrebe opskrbe toplom vodom. Inače, uglavnom se na krovovima kuća mogu vidjeti solarni paneli koji proizvode struju. Profitabilnije je proizvoditi električnu energiju, a neravnomjerna proizvodnja nije problem, jer u bilo koje doba dana središnje električne mreže kupuju električnu energiju primljenu u privatnoj kući. Štoviše, plaćanje je povećano. Opet, oprema ne zahtijeva gotovo nikakvo održavanje i popravak. Danas možemo sa sigurnošću reći da u svjetskim razmjerima solarna energija, iako još nije konkurent tradicionalnoj, ima veliku budućnost. Što se tiče izgleda solarnog grijanja, situacija je nejasna. Postojeći sustavi već su iscrpili svoj potencijal, novi pristupi još nisu na vidiku, a cijena tradicionalnih goriva pada, što smanjuje atraktivnost solarnih sustava grijanja.

"Sunčani krovovi" Bavarske. Svi paneli koje vidimo na fotografiji su električni, racionalni Nijemci solarno grijanje ne smatraju posebno isplativim, čak i ako država preuzme polovicu troškova ugradnje solarnih sustava

Za one čitatelje koje jako zanima tema korištenja solarne energije za održavanje života kod kuće, preporučamo da kritički sagledaju promotivne materijale i kontaktiraju profesionalne praktičare, po mogućnosti s iskustvom u postavljanju i radu solarnih instalacija.

Video: "uradi sam" solarno grijanje zraka

U većini regija Rusije ogromne se količine troše na grijanje stambenih zgrada. To prisiljava vlasnike kuća da traže dodatne mogućnosti u ovom području. Energija sunčevog zračenja je ekološki prihvatljiva i besplatna toplina. Koristeći moderne tehnologije, moguće je koristiti solarnu energiju za grijanje prostora u regijama središnje i južne Rusije.

Mogućnosti suvremenih tehnologija

Površina zemlje prima različitu količinu sunčeve energije, sve ovisi o položaju teritorija u odnosu na ekvator i godišnje doba. Na primjer, na Arktiku je sunca mnogo manje nego u ekvatorijalnom dijelu. Osim toga, sunčevo zračenje ljeti je intenzivnije nego zimi. Pri izračunu prosječnih vrijednosti stručnjaci su utvrdili da u jednom satu kvadratni metar zemljine površine dobije oko 160 W sunčeve energije. Suvremeni sustavi su vrlo produktivni, što omogućuje korištenje energije sunčevog zračenja gotovo svugdje.

Za postizanje maksimalne učinkovitosti pri korištenju sunčeve energije koriste se dvije metode:

• Izravno zagrijavanje toplinskih kolektora. Izravna sunčeva svjetlost zagrijava toplinske kolektore, koji zauzvrat prenose toplinu tekućini u krugu grijanja i sustavu opskrbe toplom vodom. Toplinski kolektori mogu biti otvorenog i zatvorenog tipa, mogu imati ravni ili sferni oblik. Toplinska energija primljena iz kolektora može se koristiti za zagrijavanje radnog medija u vodoopskrbnom sustavu i rashladne tekućine u sustavu grijanja.
• Korištenje solarnih panela. U tom slučaju solarna energija se pretvara u električnu, koja se naknadno prenosi do potrošača kroz poseban sustav.

Razvoj rješenja za prikupljanje, akumulaciju i korištenje sunčeve energije napreduje prilično brzo. Međutim, u ovom području ima mnogo pozitivnih i negativnih strana.

Prednosti i nedostaci korištenja solarnih kolektora i baterija

Glavna prednost korištenja solarnih sustava grijanja je opća dostupnost. Na drugom mjestu je izostanak emisija. Sunčeva energija se smatra ekološki najprirodnijim oblikom energije.

Osim toga, rad solarnih panela i kolektora je tih, a položaj na krovu zgrade štedi korisni prostor.

Glavnu neugodnost u korištenju solarne energije za dom potrošači doživljavaju od povremene rasvjete. Na primjer, noću nema mogućnosti prikupljanja energije, a zimi, kada je potrebna velika količina topline, dnevni sati su prilično kratki.

Osim toga, potrebno je stalno pratiti čistoću ploča kako se ne bi smanjila učinkovitost. Također treba uzeti u obzir da amortizacija opreme, rad cirkulacijske crpke i upravljačke elektronike zahtijevaju stalne troškove.

Solarni kolektori otvorenog tipa

Dizajn otvorenih solarnih kolektora izrađen je u obliku sustava cijevi, nezaštićenih od vanjskih utjecaja. Unutar ovog sustava cirkulira rashladna tekućina koja se zagrijava izravno od sunčevih zraka. Cijevi su pričvršćene na nosaču u obliku zmije ili s paralelnim slaganjem redova i izlazom na ogranak cijevi. Cijevi se mogu puniti vodom, plinom, zrakom ili antifrizom.

Jednostavan dizajn i nedostatak izolacije čini otvorene kolektore pristupačnima gotovo svim potrošačima. Osim toga, domaći obrtnici imaju priliku napraviti solarno grijanje privatne kuće vlastitim rukama.

Nedostatak izolacije na cijevima sustava ne dopušta pohranjivanje primljene sunčeve energije, stoga takvi sustavi imaju vrlo nisku učinkovitost. Njihova glavna upotreba je za grijanje vode u bazenima i tuševima ljeti. Najčešće kolektore otvorenog tipa koriste stanovnici toplih i sunčanih krajeva, gdje temperatura zraka i grijane vode nemaju značajne razlike. Najveća učinkovitost rada zabilježena je po sunčanom vremenu i bez vjetra.

Solarni kolektori cjevastog tipa

Za sastavljanje cjevastog solarnog kolektora koriste se odvojene cijevi napunjene vodom, plinom ili parom. Ovaj dizajn je jedan od tipova otvorenih solarnih sustava, ali s više rashladne tekućine, zaštićeniji od negativnih učinaka vanjskih čimbenika. To uključuje vakuumske instalacije, raspoređene po principu termosa.

U cjevastom solarnom kolektoru cijevi su raspoređene paralelno s pojedinačnim priključcima na cjelokupni sustav. To vam omogućuje zamjenu neuspjele cijevi novim elementom bez ugrožavanja rada cijele strukture. Osim toga, sustav se može montirati izravno na krov zgrade, što uvelike pojednostavljuje proces instalacije.

Glavna prednost cjevastog solarnog kolektora je cilindrični oblik glavnih elemenata. Zahvaljujući tome, solarna energija se prikuplja tijekom cijelog dana, a to ne zahtijeva ugradnju dodatnih uređaja koji prate kretanje sunca.

Ovisno o značajkama dizajna, solarni kolektori su podijeljeni u dvije vrste: pero i koaksijalni.

Cijevi koaksijalnog tipa imaju neku sličnost s konvencionalnim termosom. Njihov dizajn sastoji se od dvije tikvice između kojih se ispumpava zrak. Površina unutar prve tikvice obložena je visoko selektivnom tvari koja je sposobna maksimalno apsorbirati sunčevu energiju. Upravo ovaj sloj služi kao svojevrsni vodič toplinske energije unutarnjem izmjenjivaču topline, koji se sastoji od aluminijskih ploča. Međutim, ovu fazu karakterizira veliki broj neželjenih toplinskih gubitaka.

Cijevi tipa pero izrađene su od stakla i imaju cilindrični oblik, unutar staklenog cilindra nalazi se perasti apsorber. Odsutnost zraka unutar cijevi značajno povećava karakteristike toplinske izolacije. Količina topline koja se prenosi iz apsorbera praktički se ne smanjuje, stoga je učinkovitost takvih kolektora mnogo veća.

Prijenos topline se provodi sustavom s izravnim protokom i pomoću termocijev.

Termocijev je zatvorena posuda u koju se ulijeva tekućina koja isparava, a to je najčešće voda pod niskim tlakom. Zagrijana s unutarnjih stijenki posude ili apsorbera perja, tekućina ključa, a njezine pare se dižu prema gore. Nakon prijenosa toplinske energije na rashladnu tekućinu sustava grijanja ili opskrbu toplom vodom, para se kondenzira u tekućinu, koja teče niz zidove.

Sustav izravnog protoka je cijev u obliku slova U s rashladnom tekućinom koja cirkulira unutar.

U jednoj polovici cijevi nalazi se hladno rashladno sredstvo, a kroz drugi dio se ispušta zagrijana tekućina. Kada temperatura poraste, rashladna tekućina se širi i ulazi u spremnik kako bi se osigurala prirodna cirkulacija.

Glavni uvjet za smještaj termocijevi i sustava s izravnim protokom je stvaranje određenog kuta nagiba, koji ne smije biti manji od 20 stupnjeva.

Sustavi s izravnim protokom karakteriziraju najveću učinkovitost, budući da se rashladna tekućina u njima izravno zagrijava.

Prednosti i nedostaci sustava grijanja

Kao i svaki sustav, cijevni solarni kolektori imaju svoje prednosti i nedostatke. Prednosti sustava uključuju sljedeće:

• Manji gubitak topline.
• Mogućnost korištenja na prilično niskoj temperaturi zraka, do -30 stupnjeva.
• Visoka učinkovitost tijekom cijelog dana.
• Visoke performanse u regijama s hladnom i umjerenom klimom.
• Niski vjetrovi, što se objašnjava činjenicom da cjevasti sustavi prolaze kroz sebe glavnu količinu zračnih masa.
• Sposobnost zagrijavanja rashladne tekućine na visoku temperaturu.
• Dug vijek trajanja.

Od nedostataka sustava posebnu pozornost privlači sljedeće:

• Sustav nije u stanju sam očistiti snijeg, led i mraz.
• Visoka razina cijena.

Što se tiče visoke cijene, ovdje treba napomenuti da se cijevni kolektori isplate u prilično kratkom vremenu.

Zatvoreni ravni solarni kolektori

Dizajn ravnog kolektora je aluminijski okvir s posebnim upijajućim slojem i prozirnim premazom. Također uključuje cijevi i izolaciju.

Upijajući sloj je pocrnjeni bakreni lim izvrsne toplinske vodljivosti, idealan za izgradnju solarnih sustava. Apsorber apsorbira energiju sunčevog zračenja i prenosi je na rashladnu tekućinu koja cirkulira kroz susjedni cjevovod.

Vanjski dio ploče ima zaštitu u obliku prozirnog premaza, za čiju je izradu korišteno kaljeno staklo, koje je otporno na mehanička oštećenja. To vam omogućuje stvaranje pouzdane zaštite od tuče. Širina pojasa takvog stakla je 0,4-1,8 mikrona, što je dovoljno za maksimalno sunčevo zračenje. Unutarnja strana panela ima dobar toplinski izolacijski sloj.

Zatvorene ravne ploče imaju niz neospornih prednosti:

• Jednostavna konstrukcija.
• Visoka učinkovitost kada se koristi u toplim krajevima.
• Prisutnost uređaja za promjenu kuta ploče, što vam omogućuje da odaberete optimalno mjesto strukture.
• Samočišćenje od mraza i snijega.
• Prihvatljiva cijena.
• Dug vijek trajanja, visokokvalitetni proizvodi mogu trajati i do pola stoljeća.

Ako je korištenje sustava bilo uključeno u dizajn zgrade, tada u ovom slučaju možete dobiti veliku korist.

Od nedostataka, pozornost se skreće na sljedeće:

• Veliki gubitak topline.
• Prilično velika masa strukture.
• Visoka vjetrovitost kosih panela.
• Niske performanse s promjenama temperature do 40 stupnjeva.

Područje upotrebe ravnih zatvorenih panela za grijanje kuće korištenjem solarnih panela prilično je široko:

• Ljeti sustavi u potpunosti zadovoljavaju potrebe za toplom vodom.
• Između sezona grijanja u mogućnosti su zamijeniti plinske i električne grijalice.

Usporedne karakteristike nekih tipova solarnih kolektora

Glavna karakteristika svakog solarnog kolektora je njegova izvedba. Ovisno o značajkama dizajna i temperaturnoj razlici, utvrđuje se učinkovitost sustava. treba uzeti u obzir da je trošak ravnih kolektora znatno niži od cijene cijevnih sustava.

Prilikom odabira solarnog kolektora, trebali biste pažljivo proučiti parametre o kojima ovisi učinkovitost solarnog grijanja vode i snaga konstrukcije.

Solarni kolektori imaju niz vrlo važnih karakteristika:

• Omjer ukupne i apsorbirane energije sunčevog zračenja može se odrediti iz koeficijenta adsorpcije.
• Omjer količine prenesene topline i apsorbirane energije određen je faktorom emisije.
• Omjer ukupne površine i površine otvora.
• Učinkovitost.

Područje otvora treba shvatiti kao radno područje kolektora. Sustave ravnog tipa karakteriziraju maksimalne vrijednosti ovog pokazatelja. Područje otvora odgovara površini upijajućeg sloja.

Načini spajanja na sustav grijanja

Jedan od nedostataka solarnih kolektora je nemogućnost stalne opskrbe energijom. Stoga je pri povezivanju važno odabrati sustav koji može raditi u ograničenom načinu rada.

U regijama središnje Rusije solarni kolektori koriste se kao dodatni izvor topline, jer ne jamče stalan protok energije. Spajanje solarnih kolektora i baterija na funkcionalni sustav grijanja i opskrbe toplom vodom ima neke razlike koje se moraju uzeti u obzir.

Spajanje kolektora topline

Shema povezivanja određena je izravnom svrhom dizajna, najčešće se koriste dvije opcije:

• Za grijanje vode ljeti.
• Za grijanje rashladne tekućine zimi u sustavima grijanja i tople vode.

Prva se opcija razlikuje po svojoj jednostavnosti, njezin se rad temelji na prirodnom kretanju rashladne tekućine. Stoga se takva shema za korištenje solarne energije za privatnu kuću može koristiti bez cirkulacijske crpke. Princip rada je sljedeći: kada se zagrijava sunčevom svjetlošću, voda u kolektoru se širi i ulazi u spremnik. Hladna tekućina se usisava kako bi zamijenila odlazeću vodu.

Međutim, treba imati na umu da je za veću učinkovitost sustava s prirodnom cirkulacijom potrebno stvoriti određeni kut nagiba. Osim toga, važno je spremnik postaviti na višoj razini od solarnog kolektora.

Za održavanje visoke temperature rashladne tekućine, spremnik za skladištenje zahtijeva dodatnu toplinsku izolaciju.

Najučinkovitiji rad solarnog kolektora zahtijeva korištenje složenije sheme povezivanja.

U sustav se ulijeva rashladna tekućina koja se ne smrzava i ubacuje se cirkulacijska pumpa. Za upravljanje njegovim radom ugrađen je regulator i temperaturni senzori. Prvi senzor pokazuje temperaturu vode u spremniku, drugi senzor je ugrađen na cijev koja dovodi vruću rashladnu tekućinu iz solarnog kolektora. Takva shema radi prema sljedećem principu: kada se voda u spremniku zagrije iznad navedenih parametara, cirkulacijska crpka se isključuje, a kretanje rashladne tekućine prestaje. Kada temperatura padne na regulacijske vrijednosti, regulator uključuje kotao za grijanje.

Kako su solarni paneli povezani

Shema spajanja solarnog kolektora, u kojoj se akumulira energija sunčevog zračenja, ne može se koristiti za spajanje solarnih panela. U tom slučaju morat ćete dodatno instalirati skupu bateriju. Stoga se mora koristiti druga opcija.

Energija iz solarnih panela prenosi se na kontroler punjenja, koji je dizajniran za stalno opskrbu energijom baterijama i stabilizaciju napona. Kada se pretvarač dovodi električnom energijom, istosmjerna struja se pretvara u izmjeničnu jednofaznu struju 220 V.

Dobivanje univerzalne vrste energije za grijanje kuće od sunca čini solarne ploče profitabilnijim, ali ne zaboravite na nižu učinkovitost ovog sustava. Također treba napomenuti da solarni kolektor ne može pohranjivati ​​energiju, kao što to čine solarni paneli.

Proračun snage

Za profitabilno korištenje solarnih kolektora važno je uzeti u obzir sljedeće preporuke proizvođača:

• Sustav bi trebao osigurati toplu vodu samo za 70%.
• Iz solarnih kolektora u sustav grijanja ne može ući više od 30% energije.

Samo u ovom slučaju moguće je postići uštede u troškovima grijanja i opskrbe toplom vodom za gotovo 40%.

Prilikom izračunavanja snage kolektora za grijanje kuće solarnom energijom također treba uzeti u obzir mjesto sustava, kut panela i prosječnu godišnju temperaturu u regiji.

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

To se danas lako može učiniti kupnjom plinskog, dizelskog ili električnog bojlera kao izvora topline. No, problem je što je gorivo za takvu opremu skupo i nije dostupno u svim naseljima. Što onda odabrati? Najbolje rješenje su alternativni izvori topline, a posebno solarno grijanje.

Uređaj i princip rada

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

• Kolektor;
• Fotonaponski panel.

A ako je oprema prve vrste dizajnirana isključivo za održavanje ugodne temperature u prostoriji, tada se solarni paneli za grijanje kuće mogu koristiti za proizvodnju električne energije i topline. Njihov princip rada temelji se na pretvorbi sunčeve energije i njenom nakupljanju u baterijama, kako bi se kasnije mogla koristiti za razne potrebe.

Pogledajte video, sve o ovom kolektoru:

Korištenje kolektora omogućuje vam organiziranje samo solarnih sustava grijanja za privatnu kuću, uz korištenje toplinske energije. Takav uređaj radi na sljedeći način. Sunčeve zrake zagrijavaju vodu, koja je nositelj topline i dolazi iz cjevovoda. Isti sustav može se koristiti i kao opskrba toplom vodom. Sastav uključuje posebne fotoćelije.

Kolektorski uređaj

No, osim njih, paket solarnog grijanja uključuje:

• Specijalni spremnik;
• avankamery;
• Radijator izrađen od cijevi i zatvoren u kutiji, u kojoj je prednji zid izrađen od stakla.

Solarni paneli za grijanje doma postavljaju se na krov. U njemu se zagrijana voda kreće u prednju komoru gdje se zamjenjuje vrućom rashladnom tekućinom. To vam omogućuje održavanje konstantnog dinamičkog tlaka u sustavu.

Vrste grijanja korištenjem alternativnih izvora

Najlakši način za pretvaranje sunčeve energije u toplinu je korištenje solarnih panela za grijanje vašeg doma. Sve se više koriste kao dodatni izvori energije. No koji su to uređaji i jesu li stvarno učinkoviti?

Gledamo video, vrste i njihove značajke rada:

Zadaća kolektora instaliranog na krovu solarnog sustava grijanja za kuću je apsorbirati što više sunčevog zračenja, a zatim ga pretvoriti u energiju koja je toliko potrebna čovjeku. Ali treba imati na umu da se može pretvoriti i u toplinsku i u električnu energiju. Solarni sustavi grijanja koriste se za proizvodnju topline i tople vode. Baterije se koriste za proizvodnju električne energije. Oni pohranjuju energiju tijekom dana i oslobađaju je noću. Međutim, danas postoje i kombinirani sustavi. Solarni paneli proizvode i toplinu i električnu energiju u isto vrijeme.

Što se tiče solarnih bojlera za grijanje doma, oni su na tržištu zastupljeni širokim rasponom. Štoviše, modeli mogu imati različitu namjenu, dizajn, princip rada, dimenzije.

Razne opcije

Na primjer, po izgledu i dizajnu, sustavi grijanja privatne kuće podijeljeni su na:

1. ravan;
2. Cjevasti vakuum.

Po namjeni se dijele na:

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

Postoje razlike u principu rada. Solarno grijanje s kolektorima idealan je izbor za seoske kuće, jer ne zahtijeva priključak na struju. Modeli s prisilnom cirkulacijom povezani su na zajednički sustav grijanja, u kojem se rashladna tekućina cirkulira pomoću pumpe.

Pogledajte video, usporedite ravne i cjevaste kolektore:

Nisu svi kolektori prikladni za solarno grijanje seoske kuće. Prema ovom kriteriju dijele se na:

• Sezonski;
• Tijekom cijele godine.

Prvi se koriste za grijanje ljetnih vikendica, a drugi u privatnim kućanstvima.

Usporedite s konvencionalnim sustavom grijanja

Ako ovu opremu usporedite s plinskom ili električnom, onda ima mnogo više prednosti. Prvi je ekonomičnost goriva. Ljeti je solarno grijanje u mogućnosti u potpunosti opskrbiti ljude koji žive u kući toplom vodom. U jesen i proljeće, kada je malo vedrih dana, oprema se može koristiti za smanjenje opterećenja standardnog kotla. Što se tiče zimskog vremena, obično je u ovom trenutku učinkovitost kolektora vrlo niska.

Pogledajte video, učinkovitost kolektora zimi:

No, osim uštede goriva, korištenje opreme na solarni pogon smanjuje ovisnost o plinu i struji. Za ugradnju solarnog grijanja nije potrebno ishoditi dopuštenje i može ga postaviti svatko tko ima osnovno znanje iz vodovoda.

Pogledajte video, kriteriji odabira opreme:

Još jedan plus je dugo trajanje kolektora. Zajamčeni vijek trajanja opreme je najmanje 15 godina, što znači da će vam računi za režije biti minimalni za to razdoblje.

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

• Za solarne bojlere za privatnu kuću cijena je prilično visoka;
• Nemogućnost korištenja kao jedinog izvora topline;
• Potreban je spremnik za skladištenje.

Postoji još jedna nijansa. Učinkovitost solarnog grijanja ovisi o regiji. U južnim regijama, gdje je aktivnost sunca velika, oprema će imati najveću učinkovitost. Stoga je najisplativije koristiti takvu opremu na jugu, a na sjeveru će biti manje učinkovita.

Odabir i montaža solarnog kolektora

Prije nego što nastavite s instalacijom opreme uključene u sustav grijanja, potrebno je proučiti njegove mogućnosti. Da biste saznali koliko je topline potrebno za grijanje kuće, morate izračunati njegovu površinu. Važno je odabrati pravo mjesto za ugradnju solarnog kolektora. Trebao bi biti što svjetlije tijekom dana. Stoga se oprema obično postavlja na južni dio krova.

Bolje je povjeriti instalacijske radove stručnjacima, jer će čak i mala pogreška u ugradnji solarnog sustava grijanja dovesti do značajnog smanjenja učinkovitosti sustava. Samo uz pravilnu ugradnju solarnog kolektora, on će trajati do 25 godina, a u potpunosti se isplatiti u prve 3 godine.

Glavne vrste kolektora i njihove karakteristike

Ako iz nekog razloga zgrada nije prikladna za ugradnju opreme, ploče možete postaviti na susjednu zgradu, a pogon staviti u podrum.

Prednosti solarnog grijanja

Gore su razmotrene nijanse na koje biste trebali obratiti pažnju pri odabiru ovog sustava. A ako ste sve učinili kako treba, tada će vam vaš solarni sustav grijanja donijeti samo ugodne trenutke. Među njegovim prednostima treba istaknuti:

• Mogućnost cjelogodišnje opskrbe kuće toplinom, uz mogućnost podešavanja temperature;
• Potpuna autonomija od centraliziranih komunalnih mreža i smanjeni financijski troškovi;
• Korištenje solarne energije za razne potrebe;
• Dug vijek trajanja opreme i rijetke hitne slučajeve.

Jedina stvar koja sprječava potrošače da kupe solarni sustav za grijanje privatne kuće je ovisnost njihovog rada o geografiji stanovanja. Ako su jasni dani rijetki u vašem području, tada će učinkovitost opreme biti minimalna.

U suvremenim uvjetima, pitanje ekonomičnog upravljanja gospodarstvom više je nego relevantno, što je izravno povezano sa stalnim porastom cijene uobičajenih energetskih nosača, povremenim gospodarskim krizama i kršenjem ekološke ravnoteže na našem planetu. Prelazak na alternativne izvore, kao što su solarni bojleri, solarno grijanje zraka, način je uštede novca i brige za buduće generacije.

Danas, za ugradnju odgovarajuće opreme, možete koristiti usluge profesionalaca ili instalirati zračno solarno grijanje vlastitim rukama. Druga opcija je 4 puta isplativija, budući da je cijena važan čimbenik u odlučivanju, čije će posljedice dati rezultate kroz dugi niz godina.

Poboljšanje dosad postojećih tehnologija ima izravnu ulogu u procesu integracije alternativnih izvora grijanja za stambene i industrijske prostore u suvremeni gospodarski sustav.

Stoga je za ekonomski i tehnološki ispravan dizajn sustava, ugradnju njegovih elemenata potrebno imati najcjelovitiju sliku o mogućnostima grijanja kuće solarnim panelima.

Domaći sustavi: kako se koristi solarna energija

Solarni sustav grijanja prostora.

Čak i majstor početnik može opremiti solarno grijanje vlastitim rukama, ali rad s različitim vrstama uređaja ima neke razlike. Riječ je o solarnim panelima i solarnim kolektorima.

Solarni paneli omogućuju vam da akumulirate energiju, a zatim je koristite za grijanje, za grijanje rashladnih tekućina i za napajanje električnih uređaja. Fotoćelije, koje su osnova baterija, teško je napraviti sami. Stoga se kupuju, spajaju u lanac i fiksiraju u zasebnom kućištu, pravilno ugrađujući sve elemente.

Solarni kolektori (solarni sustavi) zagrijavaju privatne kuće, organizirajući dodatno opskrbu toplom vodom. Za kolektor nisu potrebne fotoćelije. Recenzije pokazuju da je organiziranje solarnog grijanja iz improviziranih materijala u moći majstora početnika.

Ravni solarni sustavi su ostakljene i izolirane kutije s rashladnom tekućinom unutar. Glavni element vakuumskih kolektora su cijevi u kojima se energija pretvara.

Dakle, razlika je u tome što uz pomoć baterije možete proizvoditi struju, a uz pomoć kolektora zagrijavati vodu.

Dijagram Sunčevog sustava.

Ekonomska učinkovitost korištenja generatora solarne energije

Solarni paneli za grijanje generiraju električnu energiju kao rezultat fotonaponskih reakcija. U prosjeku, jedan modul ima snagu od 50 do 300 W s učinkovitošću do 30%, što je niska brojka. Ekonomska korist je u još jednoj - učinkovitoj - proizvodnji energije, koja omogućuje nadoknadu troškova već u 3 godine rada sustava. Nakon što ste instalirali solarno grijanje, problem možete zaboraviti na 25 godina, jer je to razdoblje koje proizvođači postavljaju za rad opreme.

Povoljni parametri ove vrste grijanja uključuju uštedu unutarnjeg korisnog prostora, što se postiže ugradnjom baterije za grijanje na krovu zgrade. U tom slučaju potrebno je pridržavati se određenih pravila:

Generator.

1. Oprema za solarno grijanje postavljena je na južnoj strani, jer je tu koncentrirana najveća količina topline.
2. Krov ne bi trebao biti horizontalan, već nagnut - približno 45 °.
3. Solarni paneli su prilično teški, tako da krovni rešetkasti sustav kuće mora biti jak. Prijetnja urušavanja najvjerojatnije je zimi, kada se snijeg nakuplja na krovu.
4. U dvorištu, sa strane kuće gdje se nalaze baterije, ne bi smjelo biti drveća niti zgrada koje stvaraju sjenu.

Izračun površine potrebne za baterije izrađuje se pojedinačno, ali možete se orijentirati, uzimajući u obzir sljedeće parametre: za srednju traku za grijanje kuće površine 100 m² trebat će vam oko 30 m2 baterija. Treba uzeti u obzir potrebu za osamljenim mjestom u domu gdje će biti instalirana oprema koja će se koristiti u oblačnim ili mračnim danima.

Ekonomsku korist također određuje vrsta sustava koji je priključen na električni kotao, a posebno:

• električni;
• voda.

Prvi je najpopularniji zbog svoje učinkovitosti s malim grijanjem velikih površina kuće, na primjer, podnim grijanjem. Električni sustav je lakše prilagoditi vremenskim uvjetima, broju ljudi u kući. Električnu opremu za grijanje lakše je instalirati, a ispod prozora nema glomaznih cijevi i radijatora.

Sastavni elementi sustava.

Ranjivost alternativnog sustava grijanja

Izračun učinkovitosti solarne baterije za grijanje kuće omogućuje vam određivanje razdoblja povrata. Kao što je već spomenuto, to je 3 godine, ali podložno nekoliko uvjeta.

Prvo, ako nema dovoljno energije i kuća se mora grijati na plin, povećava se trošak solarnog grijanja, što dovodi do povećanja razdoblja povrata.

Smanjenje troškova rada solarne opreme za kućno grijanje može se postići poboljšanjem energetske učinkovitosti. Drugim riječima, prije prelaska na alternativni izvor energije potrebno je voditi računa o toplinskoj izolaciji, eliminirajući mogućnost curenja topline. Izolirani zidovi, krov i pod, zaliveni praznini na prozorima i vratima smanjit će troškove energije, što će smanjiti razdoblje povrata.

Drugo, učinkovit rad sustava grijanja kuće sa solarnim pločama moguć je samo uz odgovarajuću njegu. Površinska kontaminacija će smanjiti energetsku učinkovitost. Stoga se preporuča čišćenje vanjskih jedinica najmanje jednom u šest mjeseci.

Vodeno solarno grijanje.

Povratne informacije vlasnika kuća sa solarnim sustavom grijanja ukazuju na potrebu za rezervnim sustavom, kao što je plinski kotao. U prisutnosti centralizirane elektroenergetske mreže, moguće je predvidjeti mogućnost prebacivanja njezine snage u godišnja doba s nedovoljnim brojem sunčanih dana. Najčešće se potreba za dodatnim izvorom energije javlja zimi, ali je u jesen i proljeće ekonomski isplativo grijanje na solarni pogon.

Načela rada glavnih sustava grijanja

Za grijanje i opskrbu toplom vodom u kući koriste se dva sustava koji koriste različite nosače topline - vodu i zrak. Raspored takvih sustava je nešto drugačiji, kao i učinkovitost.

Solarno grijanje vode može se sastojati od sljedećih elemenata:

Takvo solarno grijanje kuće radi na principu prijenosa topline iz prethodno zagrijane vode koja prolazi kroz cjevovode i uređaje za grijanje. Proračun potvrđuje isplativost utroška materijala koji se koristi za grijanje, što se postiže zahvaljujući toplinskom kapacitetu vode. Vjeruje se da kada se zagrije na istu temperaturu, voda 4000 puta više zadržava toplinu od zraka.

Recenzije kupaca ukazuju na složenost ugradnje i rada solarne opreme za vodu, potrebu za stalnim nadzorom generatora. Pri niskim temperaturama voda koja puni cjevovod smrzava se i širi, uzrokujući uništenje cijelog sustava. Opremu možete instalirati samo u procesu izgradnje kuće ili njezinog remonta.

Zračno solarno grijanje i opskrba toplom vodom osigurava se toplim zrakom koji se upuhuje posebnim ventilatorima. Razlika ovog sustava je korištenje ne pumpi, već snažnih ventilatora.

Zračno solarno grijanje ima visoku razinu učinkovitosti, budući da u svom krugu nema prijenosnih elemenata. Sustav grijanja kombinira se s klimatskim sustavom, što vam omogućuje stvaranje i održavanje ugodne mikroklime u prostoriji. Zbog male inercije, prostorija se vrlo brzo zagrijava. Zračno solarno grijanje dokazalo je svoju učinkovitost, a cijena za njega se formira ovisno o obujmu grijanog prostora, prosječnim godišnjim vremenskim uvjetima i nekim drugim čimbenicima.

Zračni solarni sustav grijanja.

Prije kupnje potrebne opreme i njezine ugradnje potrebno je izračunati:

1. Snaga grijača zraka, uzimajući u obzir da soba mora dobiti dovoljno grijanja, a gubici topline moraju se nadoknaditi.
2. Brzina protoka zraka koji se zagrijava.
3. Neizbježni gubici topline koji nastaju kroz zidove prostorije, prozore, vrata, zbog propuha ili drugih razloga.
4. Promjer kanala, uzimajući u obzir aerodinamičke karakteristike cijelog sustava, koji će odrediti količinu gubitka tlaka zraka.

Ako se izračun pokaže netočnim, moguće je pregrijavanje toplinskih grijača, vibracije, dodatna buka, što stvara nelagodu, a potom dovodi do kvara sustava.

Jednostavan način grijanja vašeg doma

Najjednostavnija opcija je stvoriti zračno-solarno grijanje vlastitim rukama od metalne valovite ploče. Izračun materijala je sljedeći: za izradu kutije dimenzija 180x120x15 cm, trebat će vam šperploča otporna na vlagu debljine 1,2 cm na bočnim zidovima i 0,7 cm na stražnjoj stijenci.

Po obodu gotove kutije na stražnju stijenku je pričvršćena greda 4x4 cm na koju je položena mineralna vuna slojem debljine 4 cm. Površina dobivena nakon izolacije je zašivena valovitom pločom i obojena crnom mat bojom s karakteristike otporne na toplinu.

Princip rada kolektora zraka.

U sredini kutije su zakucane trake čija veličina odgovara udaljenosti od zida do stakla koje će se zatim ugraditi. Daske se zabijaju u obliku labirinta kako bi se stvorila potrebna cirkulacija zraka. U donjem dijelu bočne stijenke izrezana je pravokutna rupa kroz koju se dovodi zrak. Otvor je zaštićen mrežastim ili zračnim filterom. Ostakljenje solarnog kolektora nadopunjeno je pažljivim brtvljenjem svih spojeva.

Na strani suprotnoj od otvora za dovod zraka izrezana je još jedna rupa u koju je ugrađen ventilator. Kada sunčeve zrake udare u valovitu ploču, stvara se toplina. Zatim će se pumpati za zagrijavanje prostorije. Učinite sami solarno grijanje omogućuje vam da dobijete oko 60°C na izlazu pri temperaturi od +10°C.

Za grijanje koristimo odvodne cijevi

Učinite sami solarno grijanje zraka od valovitog kartona omogućuje vam uštedu na skupim energentima u proljetnom i jesenskom razdoblju, pod uvjetom da se male površine griju. Zračno solarno grijanje, izrađeno od aluminijskih cijevi koje provode toplinu, pretežno pravokutnog presjeka, ima impresivniju veličinu i povrat.

Kolektor se sastoji od velike kutije, čija je duljina jednaka duljini kuće. Za izradu čvrstog okvira koriste se ploče debljine 3-4 cm i šperploča otporna na vlagu od 0,8 do 1 cm. Princip izrade kolektora je isti kao i kod valovite ploče: stražnji zid oborene kutije je izolirani mineralnom vunom, bočni zidovi - pjenom. Sloj mineralne vune prekriven je aluminijskim limom, na koji su cijevi pričvršćene stezaljkama.

Na slici je shematski prikazan princip rada zračnih solarnih kolektora.

Kolektor od aluminijskih cijevi, koji osigurava zračno solarno grijanje, ima značajku: ulaz i izlaz zraka nalaze se u jednom dijelu i odvojeni su drvenim pregradama. Zatim se izvodi ostakljenje (može se koristiti prozirni škriljevci), bojanje i ugradnja ventilatora na ulazu i izlazu.

Gotovi kolektor se postavlja pod kutom prema kući, a do njega se dovode zračni kanali duž rova ​​izoliranog pjenom.

Učinite sami solarno grijanje zraka, stvoreno prema opisanoj tehnologiji, zimi do uključujući 15.00 na minus temperaturama od najmanje 10 ° C, omogućuje vam da dobijete zrak na izlazu s temperaturom od 65 ° C. Izračun količine topline koja se može dobiti ljeti daje još impresivnije brojke, pa se preporuča zasjeniti opremu kako bi se izbjeglo pregrijavanje.

Vodu grijemo solarnom energijom

Solarni bojleri mogu se kupiti u trgovinama ili sami izraditi. Cijena opreme ovisi o volumenu spremnika te broju i vrsti cijevi. U prosjeku se te brojke kreću od 26 do 80 tisuća (možete zagrijati od 127 do 340 litara vode).

Možete pronaći stotine dizajna takve opreme, ali najveća su potražnja prijenosni solarni bojleri, koji se, ako je potrebno, mogu odnijeti u seosku kuću ili ponijeti sa sobom na pješačenje. Recenzije potvrđuju da je mogućnost tople vode tijekom cijelog dana ozbiljan argument u korist stvaranja prikladnog kolektora.

Najviše dugotrajan dio budućeg bojlera je spremnik. Za njegovu izradu trebat će vam list pocinčanog željeza, od kojeg je baza spremnika izrezana s dodacima od 2-2,5 cm. Nakon oblikovanja, spojevi su pažljivo lemljeni. Pažljivi izračun omogućit će izvođenje radova iz jednog lima, ali u slučaju kvara možete stvoriti strukturu od dva pocinčana lima.

Za zavojnicu se koriste tankosjedne bakrene ili čelične cijevi promjera do 18 mm, koje su cijelom dužinom zalemljene na razdjelnik. Na taj način se mogu postići veće vrijednosti toplinske vodljivosti.

Nadalje, shema rada je ista kao i za stvaranje zračnog solarnog kolektora. Kućište kutije srušeno je od višeslojne šperploče, čije je dno toplinski izolirano. Kolektor, spremnik, cijevi ugrađeni su unutar kutije i ojačani metalnim uglovima.

Nakon toga, struktura je ostakljena, pričvršćeni su potporni elementi. Da bi sustav učinkovito radio, mora biti instaliran na način da sunčeve zrake padaju na površinu pod pravim kutom.

Dobri vlasnici privatnih kuća uvijek traže načine za uštedu novca na grijanju vode i grijanju. To je postalo posebno aktualno u posljednje vrijeme, kada cijene komunalnih usluga imaju snažan trend rasta gotovo svakog tromjesečja. U pomoć priskače sama priroda sa svojim neiscrpnim izvorom energije – sunčevim zračenjem. Provodeći zakone fizike u praksi, obrtnici pronalaze zanimljive načine za uštedu novca projektiranjem i montažom solarnih kolektora, što, vjerojatno, svaki vlasnik kuće može učiniti sam - samo morate uložiti malo truda i vještine.

Uradi sam solarni kolektor može se napraviti na više načina i od raznih materijala, ponekad čak i od onih koji se jednostavno "kotrljaju pod nogama". Izrađuju se od običnih starih limenki piva, plastičnih boca, crijeva ili cijevi, koristeći staklo , polikarbonatne ploče i drugi materijali.

Neki od načina izrade kolektora bit će razmotreni u nastavku, ali prvo biste trebali proučiti dijagrame povezivanja - oni su, u pravilu, približno uobičajeni za sve solarne sustave grijanja vode.

Sheme ožičenja solarnog kolektora vode

Učinkovit rad solarnog sustava grijanja vode ovisi ne samo o tome od čega je izrađen kolektor, već i o tome koliko će ispravno biti instaliran i spojen. Postoji mnogo opcija za sheme povezivanja, ali ne biste trebali tražiti najsloženije, jer je sasvim moguće koristiti one osnovne koje su dostupne i razumljive.

"Ljetna" verzija opskrbe toplom vodom iz solarnog kolektora

Ova jednostavna shema spajanja solarnog kolektora primjenjiva je i za grijanje vode i za kućanstvo. Ako je topla voda potrebna vani u ljetnoj zgradi, tada se spremnik za nju također postavlja u zrak. U slučaju kada je topla voda raspoređena po kući, a spremnik je tamo instaliran.

Opcija spajanja kolektora "Ljeto".

Ova shema obično predviđa prirodnu cirkulaciju vode, a u ovom slučaju se kolektorska baterija ugrađuje 800 ÷ 1000 mm niže od razine spremnika, gdje će teći topla voda - to treba osigurati razlikom u gustoći hladne i zagrijana tekućina. Za spajanje razdjelnika na spremnik koriste se cijevi promjera od najmanje ¾ inča. Kako bi se voda u akumulacijskom spremniku zadržala u toplom stanju, do kojeg će doći grijanjem na dnevnom suncu, zidovi moraju biti dobro izolirani, npr. mineralnom vunom debljine 100 mm i polietilenom (ako krov nije izgrađen preko kotla). Ali ipak, bolje je osigurati stacionarno sklonište za kontejner, jer ako se izolacija smoči od kiše, to će značajno smanjiti njezina svojstva toplinske izolacije.

Prirodna cirkulacija nije baš dobra za korištenje u sustavu sa solarnim kolektorom, jer stvara blagu inerciju u kretanju vode u krugu. A ako su baterija i spremnik dovoljno udaljeni, voda će se, prošavši ovu stazu, postupno ohladiti. Stoga se za povećanje učinkovitosti često ugrađuje cirkulacija. Ova je opcija prikladna za grijanje vode samo u toploj polovici godine, a zimi će se voda iz sustava morati isušiti, inače će se, smrzavajući, lako slomiti t tone rubina.

Shema "Zima" za spajanje solarnog grijanja vode

Ako namjeravate koristiti solarni kolektor tijekom cijele godine, tako da se u ekstremnoj hladnoći voda ne smrzava u cijevima, umjesto njega u krug se ulijeva poseban - antifriz, odnosno tekućina koja ne smrzava. Shema poprima potpuno drugačiji izgled - ugrađen je kotao za neizravno grijanje. U tom slučaju, antifriz zagrijan u solarnom kolektoru proći će kroz izmjenjivač topline kotla, zagrijavajući vodu u spremniku.

U ovaj je sustav nužno ugrađena "sigurnosna grupa" - automatska otvor za zrak, manometar i sigurnosni ventil, dizajniran za željeni tlak. Za stalno kretanje rashladne tekućine obično se koristi cirkulacijska pumpa.

Mogućnost solarnog grijanja

Pri korištenju solarne toplinske energije za grijanje kuće koristi se i kotao za neizravno grijanje spojen na kolektor, kao i za dodatno zagrijavanje rashladne tekućine - na kruto gorivo ili plin. U jesenskim ili proljetnim danima, kada sunce može zagrijati rashladnu tekućinu na željenu temperaturu, kotao se jednostavno može isključiti.

Solarni kolektor - dobra pomoć za grijanje doma

Ako su zime u regiji vrlo hladne, onda ne treba očekivati ​​veliku učinkovitost od kolektora, jer u tom razdoblju ima malo sunčanih dana, a sama zvijezda je nisko do horizonta. Stoga je jednostavno potrebno dodatno zagrijavanje rashladne tekućine i tople vode. Jedini način na koji će solarna baterija uštedjeti na gorivu je da u kotao ne teče ne hladna, već pomalo zagrijana voda, što znači da će za njegovo dovođenje na željenu temperaturu biti potrebno manje plina ili drva za izgaranje.

Također morate znati da što je veća površina za izradu solarnog toplinskog kolektora, to će moći apsorbirati više energije. Stoga, da bi takav sustav mogao proizvesti dovoljno topline za zagrijavanje kuće, veličina kolektorske površine mora se povećati na 40 ÷ 45% ukupne površine kuće.

Opcija za opskrbu toplom vodom i grijanje iz solarnog kolektora

Da bi solarni kolektor koristili i za grijanje i za opskrbu toplom vodom, potrebno je u sustavu kombinirati obje prethodne opcije, te koristiti poseban bojler za vodu s dodatnim spremnikom koji ima zavojnicu kroz koju se rashladna tekućina zagrijava solarnom baterijom. kruži. Zbog činjenice da je unutarnji spremnik mnogo manji od glavnog, voda u njemu se zagrijava iz zavojnice mnogo brže i daje toplinu općem spremniku.

Kolektor se može uključiti u opći sustav "grijanje - opskrba toplom vodom"

Osim toga, kotao mora biti spojen na dodatni izvor grijanja - to može biti ili električni kotao ili generator topline na kruto gorivo.

Nestabilnost temperature koju stvara solarna baterija može doprinijeti pregrijavanju rashladne tekućine ili, obrnuto, njegovom prebrzom hlađenju u krugovima grijanja i vodoopskrbe. Kako se to ne bi dogodilo, cijeli sustav mora biti kontroliran automatizacijom. Instaliran u ožičenju kontrolor temperature, koja može ili preusmjeriti tokove rashladne tekućine, ili uključiti ili isključiti cirkulacijske crpke, ili izvršiti druge kontrolne operacije.

Na gornjem dijagramu takav je regulator temperature označen kao regulator.

Dakle, s dijagramima povezivanja (remenom), općenito, postoji jasnoća. A sada ima smisla razmotriti nekoliko opcija za samostalnu proizvodnju solarnih kolektora.

Cijene solarnih kolektora

Solarni kolektori

Solarni kolektor iz crijeva ili fleksibilne cijevi

Oni koji imaju privatnu kuću s vrtom ili vikendicu, naravno, znaju da se voda koja je ostala u privremenoj rasvjetnoj mreži nakon zalijevanja kreveta brzo zagrijava. To je pozitivna kvaliteta crijeva ili fleksibilnih cijevi i koristili su je obrtnici, stvarajući od njih solarne izmjenjivače topline. Valja napomenuti da će takav kolektor koštati višestruko jeftinije od kupljenog u trgovini, ali da bi proces proizvodnje bio uspješan, potrebno je uložiti određeni napor.

Na krovu - cijela baterija solarnih kolektora

Takav kolektor može se sastojati od jednog ili više dijelova, u koje su položena i pričvršćena crijeva čvrsto namotana u spiralni "puž".

"Puž" - izmjenjivač topline

Ovaj se dizajn može nazvati najjednostavnijim i u dizajnu i u instalaciji. Njegov glavni nedostatak može se nazvati činjenicom da ga je praktički nemoguće koristiti bez upotrebe prisilne cirkulacije, jer ako su konture cijevi preduge, hidraulički otpor će premašiti silu tlaka koju stvara temperaturna razlika. Međutim, rješavanje pitanja ugradnje cirkulacijske crpke uopće nije teško. A takav sustav, instaliran u seoskoj kući, bit će izvrsna pomoć i brzo će se isplatiti, uključujući i troškove (vrlo beznačajne) za napajanje crpke.

Slični kolektori koriste se i za zagrijavanje vode u bazenima. Spojeni su na sustav filtracije, koji je nužno opremljen pumpom. Voda, koja cirkulira kroz cijevi kolektora, ima vremena da se zagrije prije ulaska u bazen.

U nekim slučajevima, stvarajući cijeli sustav, možete učiniti bez instaliranja spremnika. To je moguće kada se topla voda koristi samo tijekom dana iu malim količinama. Na primjer, u krugu od 150 m cijevi s unutarnjim promjerom od 16 mm može se smjestiti 30 litara vode. A ako se pet ili šest ovih "puževa" iz cijevi sastavi u jednu bateriju, tada se tijekom dana svaki član obitelji može nekoliko puta istuširati, a i dalje će biti puno tople vode za potrebe kućanstva.

Ako netko još uvijek sumnja u učinkovitost takvog grijanja vode, preporučujemo da pogledate video koji prikazuje test kolektora crijeva:

Video: učinkovitost jednostavnog solarnog kolektora

Materijali za izradu

Da biste napravili takav solarni kolektor vode, morate pripremiti neke materijale. Uopće nije isključeno da se neki od njih mogu naći u staji ili garaži.

• Gumeno crijevo ili fleksibilna crna plastična cijev promjera 20 ÷ 25 mm zapravo je glavni element sustava u kojem će se dogoditi izmjena topline kada voda cirkulira. Broj crijeva ovisit će o veličini solarne baterije - može biti 100 ili 1000 metara. Poželjna je crna boja crijeva jer upija toplinu više od svih ostalih nijansi.

Odmah treba napomenuti da metalno-plastične cijevi nisu osobito prikladne za izradu kolektora, čak i ako su prekrivene crnom bojom. Činjenica je da je njihova plastičnost u ovom slučaju nedovoljna - lome se na zavojima malog radijusa, pa će se, čak i ako se ne naruši integritet zidova, intenzitet protoka vode smanjiti.

Crijeva se prodaju u zavojnicama od 50, 100 ili 200 metara. Ako planirate napraviti bateriju velikog volumena, morat ćete kupiti nekoliko uvala. U slučaju da se planira koristiti, na primjer, 50 ili 100 m crijeva u svakoj sekciji, onda ne biste trebali kupiti cijeli zaljev od 200 metara, bolje je kupiti gotovu izmjereno crijevo. To će uštedjeti vrijeme tijekom instalacije.

Crijevo se može položiti ne samo u okruglu spiralu, već i ovalnu, kao iu obliku zavojnice.

Kao dobru alternativu možete isprobati i moderne PEX cijevi. Imaju dobru plastičnost, ali kako im dati crnu boju ako je nema u prodaji, lako je shvatiti.

• Ako je nagib krova na koji će se instalirati kolektorska baterija strm, tada se izrađuju posebne kutije za spirale crijeva - od šipki, šperploče ili metalnog lima. To će zahtijevati šipke 40 × 40 ili 40 × 50 mm, šperploču debljine 6 mm ili metalni lim od 1,5-2 mm.

Praznine budućeg modula obrađuju se (drvo) ili antikorozivni spojevi (metal). Zatim se od njih sastavlja kutija u jednu ili više spirala.

Usput, kao bočne strane kutije možete koristiti stare okvire prozora, na koje je donji dio jednostavno montiran.

• Za prethodnu obradu metala i drva potrebno je kupiti antiseptičke, antikorozivne i temeljne smjese.
• Crijeva (cijevi) će doživjeti znatna opterećenja kako od mase rashladne tekućine, tako i od ekstremnih temperatura i unutarnjeg tlaka. Stoga će pokušati razbiti polaganje, deformirati se, progibati, pa morate osigurati posebne pričvršćivače kako biste ih održali u početno postavljenom položaju.

To može biti metalna traka, koja je pričvršćena između cijevi samoreznim vijcima.

Druga je mogućnost labavi snop s čvrstim kabelom ili plastičnom kravatom s križićem ili prečkom. Ali ipak, ova metoda pričvršćivanja je prikladnija za plastičnu cijev nego za crijevo, jer se može spustiti na kabel kada se guma širi. Ako je za kolektor odabrano ojačano gumeno crijevo, onda je ova metoda sasvim prikladna za pričvršćivanje.

Druga mogućnost pričvršćivanja prikladna za plastičnu cijev ili ojačano crijevo mogu biti čavli sa širokim vrhom. Mogu se zabiti ili u dno kutije (u ovom slučaju mora imati debljinu od najmanje 10 mm) ili na neku vrstu križa od šipke.

• Bit će potrebno pripremiti spojne elemente za crijevo ili cijevi. Postoji mnogo varijanti takvih okova, ali morate odabrati upravo one koje su namijenjene za odabrane za proizvodnju sakupljač materijala.

Osim takvih konektora, bit će potrebni navojni spojevi za prelazak s plastične ili gumene cijevi na uobičajenu metalnu. Takva veza bit će potrebna ako će se kolektor sastojati od nekoliko modula.

Da biste znali koliko je spojnih elemenata potrebno, morate unaprijed nacrtati shematski dijagram sustava koji se stvara i na njemu izračunati njihov broj.

• Za spajanje svih modula u jednu bateriju, dvije kolektor - rez metalna cijev. Kroz jedan od njih, pričvršćen na dnu baterije, hladna voda će teći u izmjenjivače topline, a u drugom, pričvršćenom na vrhu, skupljat će se topla voda.

Gornja cijev će biti spojena na spremnik za skladištenje, odnosno ići će do potrošača. Trebao bi imati promjer od 40 ÷ 50 mm.

Instalacija baterije

Nakon što ste pripremili sve što vam je potrebno, možete pristupiti poslu.

• Prvo morate tretirati sve drvene dijelove buduće strukture antiseptikom.
• Nadalje, ako je dno modula izrađeno od metalnog lima, mora biti premazano antikorozivnom smjesom. Obično se u tu svrhu koristi mastika, dizajnirana za pokrivanje dna automobila.

Svim vozačima poznato "antikorozivno" - ono što vam treba

• Nakon što se sastavi osuše na pripremljenim elementima, od njih se sastavljaju pojedinačni ili zajednički moduli.
• Zatim se u njih polažu crijeva, za koja su pričvršćeni držači.

• Za slobodan prolaz cijevi kroz bočne strane modula, za njih su izbušene rupe - u gornjem i donjem dijelu. Sukladno tome, cijev za dovod hladne vode se vodi u donju rupu, a grijani izlaz vodi u gornji otvor.
• Ako je više modula postavljeno okomito, ili jedan zajednički, u koji je također postavljeno nekoliko "puževa" cijevi, jedan iznad drugog, tada je donji kraj svake od spirala spojen s gornjim izlazom ispod - a cijela "kolona" se prebacuje prema ovom sekvencijalnom principu. Najniži kraj spojen je na zajednički metalni razdjelnik kroz koji će teći hladna voda. Svi susjedni okomiti redovi montirani su na isti način - zajedničkim spojem na dovodni razvodnik.

• Sukladno tome, gornji krajevi crijeva najgornjeg vodoravnog reda modula spojeni su na metalnu kolektorsku cijev kroz koju se odvodi topla voda za potrošnju.
• Krug spiralnog kolektora također se može montirati na metalni lim instaliran ne na krovu, već u blizini kuće, na južnoj strani ili blizu bazena, ako je potrebno grijanje. U ovom slučaju, metalna baza će doprinijeti bržem zagrijavanju vode i zadržavanju topline u cijevima, jer ima dobru toplinsku vodljivost i toplinski kapacitet.

• Druga mogućnost za toplinski solarni kolektor može biti polaganje kruga na krovnu ravninu u posebne kutije u dugim paralelnim redovima duž cijele duljine krova.

Cijene XLPE cijevi

XLPE cijevi

Video: jednostavan linearni cijevni solarni kolektor

Pojačajte učinak plastičnim bocama

Na slici je prikazan solarni kolektor izrađen od crijeva (cijevi), čija se učinkovitost uvelike povećava korištenjem običnih plastičnih boca. Koja je tu "osobina"? A ima ih nekoliko:

Djelovanje plastične boce kao kućišta - shematski

• Boce imaju ulogu prozirnog kućišta i ne dopuštaju strujama zraka da oduzimaju toplinu tijekom apsolutno nepotrebno međusobna izmjena topline. Štoviše, same zračne komore postaju svojevrsni akumulatori topline. Postoji učinak staklenika, koji se aktivno koristi u poljoprivrednoj tehnologiji.
• Zaobljena površina bočice ima ulogu leće koja pojačava učinak sunčeve svjetlosti.
• Ako je donja površina boce prekrivena reflektirajućim folijskim materijalom, tada se može postići učinak fokusiranja zraka u zoni prolaza cijevi. Grijanje će od toga imati samo koristi.
• Još jedan važan faktor. Plastična prozirna površina donekle će smanjiti štetne negativne učinke ultraljubičastih zraka, koje ni guma ni plastika "ne vole". Takav sklop trebao bi trajati dulje.

Za izradu takvog solarnog kolektora trebat će vam:

1 - Gumeno crijevo, crne metalne ili plastične cijevi - kao izmjenjivač topline.

2 - Plastične boce koje će postati kućište oko cijevi kruga.

3 - U boce, u njihovu polovicu, koja će biti uz podlogu, može se umetnuti folija ili drugi reflektirajući materijal. Reflektirajući dio treba gledati prema suncu.

4 - Bit će prilično lako montirati stalak iz šipke ili metalne cijevi.

5 - Spremnik za grijanu vodu, koji se mora spojiti na ulaznu točku - slavinu, tuš itd.

6 - Spremnik hladne vode koji se može spojiti na vodoopskrbni sustav.

Ugradnja solarnog kolektora

Montaža verzije prikazana na gornjem dijagramu je kako slijedi:

• Za početak, postolje se montira od metalne cijevi ili šipke. Ako je izrađen od drveta, tada mora biti premazan antiseptičkim sastavom, ali ako je izrađen od metala, tada se mora tretirati antikorozivnim sredstvom. Potrebno je izračunati duljinu tako da se između dva stalka ugradi paran broj boca.
• Na stalcima, na daljinuširine boca, fiksirane su vodoravne trake na koje će biti moguće dodatno pričvrstiti zavojnicu. Osim toga, oni će odati dodatnu krutost okvira.
• Zatim se priprema potreban broj plastičnih boca - od njih se odsiječe donji dio tako da jedna boca sa bočnim dijelom vrata čvrsto stane u rezultirajuću rupu.

• Uzima se crijevo (cijev) potrebne duljine, što će biti dovoljno za polaganje krug zavojnice na gotovom postolju za okvir.

Odmaknuvši se od ruba crijeva 100 ÷ 150 mm, označite mjesto njegovog pričvršćivanja. Zatim se kroz ovaj rub na cijev stavlja potreban broj pripremljenih boca, što će biti dovoljno da se područje potpuno zatvori na suprotni stalak. Boce se postavljaju čvrsto jedna uz drugu, tako da vrat druge ulazi u rupu izrezanu na dnu prethodne.

• Kada je dio cijevi za polaganje gornjeg dijela zavojnice potpuno prekriven kutijom za boce, njezin je rub pričvršćen na vrh lijeve police okvira. Za pričvršćivanje možete koristiti držače za plastične cijevi sa zasunom, željene veličine.

• Po potrebi se položaj boca prilagođava tako da im polovica folije bude na dnu, blizu okvira kolektora.
• Zatim se cijev glatko okreće i škljocne natrag na kopču.
• Sljedeći korak je ponovno postavljanje boca na cijev, a ona je već pričvršćena na lijevu policu. Ovaj sljedbenik se nastavlja sve dok se cijeli okvir ne napuni kolektorskom zavojnicom.
• Sada ostaje samo "pakirati" armature kroz koje će se dobiveni kolektor spojiti na dovod hladne vode i na spremnik tople vode.

Evo što se na kraju može dogoditi – ne možete zamisliti lakše!

Takav kolekcionar, kao što vidite, apsolutno nije teško u proizvodnji, ali može postati dobar "pomoćnik" u privatnoj kući, preuzimajući funkcije grijanja vode.

Usput, solarna energija može se koristiti ne samo za grijanje vode, već i za dovod grijanog zraka u prostorije. Na primjer, kako ga napraviti sami, možete saznati ako slijedite poveznicu na posebnu publikaciju našeg portala.

Video - montaža solarne elektrane "uradi sam".