Solarno grijanje privatne kuće: opcije i dijagrami dizajna. Metode solarnog grijanja privatne kuće Korištenje solarne energije za grijanje kuće

Nedavno su netradicionalne metode grijanja prostorija postale sve relevantnije. Ljudi nastoje pronaći efikasniji i jeftiniji način grijanja svojih domova. Jedna takva metoda je korištenje sunčeve energije.

Solarno grijanje za dom

Danas se za transformaciju sunčeve energije u toplotnu koriste posebni kolektori. Naš članak će vam reći kako možete grijati svoj dom pomoću takvih uređaja.

Sunčev sistem i njegove prednosti

Grijanje kućnih prostorija solarnim kolektorima značajno će smanjiti troškove koji su se prethodno trošili na tradicionalni način grijanja kuće pomoću baterija. Solarni sistemi koji se sastoje od takvih baterija imaju mnoge prednosti:

• solarna energija je besplatna. Naravno, morat ćete potrošiti novac na stvaranje sistema i povezivanje sa kućom. Ali uštede će biti vidljive odmah po nastupu hladnog vremena;
• ovaj sistem je ekološki prihvatljiv i ne šteti okolini;
• čuva prirodne resurse kao što su ugalj i prirodni gas;
• je efikasno rješenje energetskog problema za dom;
• solarni kolektor je u stanju da obezbedi efikasno grejanje kuće kada se koristi u kombinaciji sa drugim sistemima;
• dug radni vek;
• Sistem je autonoman, što eliminiše zavisnost od komunalnih preduzeća. Autonomno grijanje je posebno važno za privatne kuće;
• siguran rad;
• sposobnost da to uradite sami;
• estetski izgled;
• mogućnost odabira kolektora prema parametrima.

Solarni kolektori

Ne biste trebali razmišljati o tome da sami instalirate solarni sistem za svoj dom ako vaše područje stanovanja ima dovoljno veliki broj sunčanih dana tokom cijele godine.
Da biste ostvarili sve gore navedene prednosti grijanja svog doma ili vikendice solarnim kolektorima, trebali biste znati:

• dostupnost visokokvalitetne izolacije kućnih prostorija;
• Možete kombinirati grijanje korištenjem solarne energije s drugim opcijama grijanja: plinskim i električnim;
• za regije sa niskom insolacijom (solarni tok), potrebno je pravilno izračunati koliku površinu kolektor treba imati;
• Moraju se poštovati pravila instalacije. U suprotnom, sistem neće raditi ispravno;

Bilješka! Kolektore treba postaviti pod uglom jednakim geografskoj širini područja. U ovoj poziciji imaju maksimalnu efikasnost.

Ispravna opcija za ugradnju kolektora

• Solarne panele treba postaviti na južnu stranu, jer će maksimalni intenzitet insolacije biti zapažen sredinom dana;
• instalirane baterije ne smiju biti zasjenjene susjednim zgradama ili drvećem.

Ako je sustav grijanja kuće pomoću solarnih kolektora organiziran vlastitim rukama, onda će zimi trebati malo povećati kut nagiba njihove površine. Ali u ovom slučaju, ljeti, efikasnost baterija će se malo smanjiti. Međutim, u pozadini preobilja rasvjete, ova činjenica će ostati nevidljiva.

Raznovrsnost instalacija

Prije nego što počnete stvarati solarni sistem grijanja za svoju dachu i dom vlastitim rukama, morate saznati kakve baterije uopće postoje. Današnji solarni kolektori dolaze u sljedećim vrstama:

• vakuum. U dizajnu takve baterije postoji vakuum između ljuske jedinice i grijaćeg tijela. Sa ovim uređajem možete zagrijati vodu do 300 stepeni. Loša strana je nemogućnost samostalnog čišćenja snijega i mraza;

Vakumski razvodnik

• stan. Izvana, takav kolektor izgleda kao prozirna vanjska ploča. Ova vrsta solarnih ćelija ima cijevi unutar sebe, a stražnja strana je opremljena toplinskim izolatorom. Ovdje postoji veći gubitak topline, ali konstrukciju je lako sastaviti vlastitim rukama. Osim toga, možete ga sami očistiti od smrznutog snijega i leda. Zagreva vodu do 200 oC. Nedostaci uključuju prisustvo velikog opterećenja na stezaljkama uređaja u jakom vjetru, budući da baterija ima loše aerodinamičan oblik;

Plosnati kolektor

• zrak. Vazduh ovde deluje kao nosilac toplote. Takve baterije se lako mogu napraviti vlastitim rukama. Ali glavni nedostatak ovdje je nemogućnost korištenja uređaja za zagrijavanje vode, kao i niska efikasnost uređaja;

Zračni razdjelnik

• cevasti. Jedinica ovog tipa sastoji se od četiri cijevi napunjene osnovnom rashladnom tekućinom. Njegova cirkulacija se odvija zbog temperaturne razlike između baterije i njene donje zone. Takve uređaje karakterizira velika površinska ravan;

Cjevasti razdjelnik

• mobilni sistem koji se koristi za grijanje kuće solarnom energijom. Ovo su posebno dizajnirane instalacije koje se mogu rotirati u skladu sa kretanjem sunca. Danas postoje različiti modeli koji mogu rotirati svoje različite dijelove.

Pokretni solarni paneli

Uprkos različitoj strukturi, princip rada solarnih kolektora će biti gotovo identičan.

Princip rada uređaja

Grijanje kuće pomoću domaćih solarnih panela provodi se na osnovu najjednostavnijih zakona fizike. Prema jednom od njih, tečnost velike gustine prirodno će istisnuti onu manje gustine. Ovaj princip rada koristi se za sisteme grijanja koji rade na prirodnoj cirkulaciji glavnog rashladnog sredstva.

Princip rada solarnog kolektora

Zagrijavanje rashladne tekućine ima sljedeći oblik:

• rashladno sredstvo u cijevima zagrijava se sunčevim zracima;
• Ovako dobijena toplota se akumulira u akumulatoru toplote.

Najčešće, voda zagrijana sunčevim zracima djeluje kao rashladno sredstvo. Voda je u vertikalnom kolutu. Kada se zagrije, voda u takvom uređaju se diže prema gore. Zatim ide u kontejner. Iz njega će se crpiti tečnost.
Da bi solarna baterija radila efikasno, potrebno je postići proces prirodne cirkulacije tekućine. U situaciji kada se rashladno sredstvo ohladilo, mora se vratiti u kolektor kako bi se podvrglo ponovljenom ciklusu grijanja.
Kako bi se osiguralo da se proces zagrijavanja vode ne zaustavi, potrebni su dodatni uređaji - pumpe.

Opcije za samostalnu montažu sistema grijanja

Danas postoji nekoliko načina za sastavljanje solarnog grijača vlastitim rukama. Pogledajmo najpopularnije metode sastavljanja.
Prva opcija. Ovdje vam treba pocinčana posuda za vodu. Trebalo bi da ima zapreminu od približno 100-200 litara. Tehnologija izrade solarne baterije ima sljedeći algoritam:

• Kontejner postavljamo na krov. Treba ga postaviti na južnoj strani krova;
• površina krova mora biti prekrivena metalnim limom sa sjajnom površinom;
• na njega stavljamo cijevi;
• spajamo ih na bačvu i posudu za zagrijanu vodu.

Mogućnost domaćeg solarnog kolektora

Uz pomoć takve baterije 100 litara vode može se zagrijati za 60 stepeni. Ova instalacija ima visoku efikasnost. Ali zimi takva jedinica neće biti efikasna.
Druga opcija sastavljanja. Za kreiranje ove vrste kolektora trebat će vam:

• čelične kutije;
• nekoliko ravnih čeličnih radijatora;
• staklo;
• metalno-plastični elementi - fitinzi i cijevi.

Izgradnja sistema u ovom slučaju postupi na sljedeći način:

• čelične kutije su postavljene na krov;
• tamo se postavljaju radijatori;
• Pokrijte ih staklom odozgo. Ovo će smanjiti vrijeme zagrijavanja vode;
• cijevi moraju biti položene sa nagibom prema dolje;
• pazite da se vrh uređaja nalazi ispod spremnika za skladištenje;
• Na tavanu je postavljena plastična bačva sa vodom. Pogodna zapremina - 160 l;
• mora biti spojen na radijator i dovod vode pomoću metalno-plastičnih uređaja - fitinga i cijevi. Samu cijev za vodu potrebno je spojiti malo iznad sredine rezervoara;
• Odvodni ventili su postavljeni na dnu radijatora. Uz njihovu pomoć, voda se odvodi tokom hladne sezone.

Opcija sa plastičnom bačvom

Treća opcija. Koristi se za grijanje prilično velike prostorije. Ima efikasnost od 45-55%. Za izradu ovog tipa sistema grijanja trebat će vam sljedeći materijali:

• bilo koji materijal za toplinsku izolaciju;
• drveni okvir sa dnom od šperploče;
• crna metalna mreža;
• deflektor;
• prozirni polikarbonatni list;
• nekoliko fanova

Konstrukcija se sastavlja na sljedeći način:

• izbušite okrugle rupe u rampi. Prorezani su za ulazak zraka;
• za uklanjanje vrućeg zraka pravimo pravokutne rupe na vrhu okvira;
• Na njegovo dno stavljamo termoizolacioni materijal. Metalna crna mreža će djelovati kao akumulator topline;
• ventilatori ugrađeni u okrugle rupe;
• zatim postavljamo potporne trake za deflektor. Nakon toga ugrađujemo sam deflektor. Oblikovaće protok vazduha;
• Na vrh postavljamo prozirni list.

Posljednjih godina sve se više pažnje poklanja zelenoj energiji i za to postoji više razloga, uključujući borbu za ekologiju svijeta oko nas i smanjenje globalnih rezervi tradicionalnih goriva poput uglja, nafte i plina. Osim toga, imajući instalaciju napajanu obnovljivim izvorima energije (energija sunca, vjetra, vode i zemlje), možete stvoriti potpuno nezavisan sistem, čiji rad neće ovisiti o organizacijama za opskrbu energijom.

Solarno grijanje privatne kuće – Ovo je jedan od vidova korištenja solarne energije, koja se pretvaranjem u posebne uređaje prenosi na rashladno sredstvo koje cirkulira u sistemu grijanja.

Vrste uređaja

Za pretvaranje sunčeve energije u toplinsku energiju koriste se posebni tehnički uređaji koji se nazivaju kolektori. Ovisno o dizajnu, mogu se podijeliti u dvije vrste:

1. Pločasti kolektori - ovaj dizajn se zasniva na ravnoj kutiji, zatvorenoj izvana staklom, u koju su postavljene cijevi kroz koje cirkulira rashladna tekućina. Između cijevi se postavlja izolacija, a ispod stakla je položen apsorber, materijal koji ima sposobnost akumulacije toplinske energije. Kolektor je povezan na vanjsku mrežu preko cijevi postavljenih na ulazu i izlazu cijevi koje se polažu.
2. Vakumski kolektori - ova grupa uređaja zasnovana je na upotrebi vakuumskih cijevi, koje su montirane na poseban okvir i njihov gornji dio je postavljen u sloj rashladne tekućine. Vakumska cijev se sastoji od dvije cijevi, od kojih je jedna bakarna, smještene u veću staklenu. U unutrašnjost staklene cijevi postavljen je materijal visokog stupnja apsorpcije. Vazduh se evakuiše iz staklene cevi, čime se stvara vakuum, čime se poboljšavaju karakteristike uređaja u smislu akumulacije i prenosa toplote.

Postoji još jedna vrsta solarnih kolektora, to su uređaji s ravnim zrakom. U ovom dizajnu, zrak se koristi kao rashladno sredstvo, ali zbog niske efikasnosti takvih modela i neefikasnosti, takvi se kolektori praktički ne koriste za grijanje kuća.

Kako odabrati najbolje

Kako biste napravili pravi izbor i ne pogriješili s izborom vrste solarnog kolektora i njegove marke, potrebno je slijediti kriterije odabira, a to su za takve uređaje:

• Mogućnost korišćenja solarnog sistema u regionu gde se oprema postavlja;
• Snaga i performanse uređaja moraju odgovarati potrebnim vrijednostima i pokazateljima korištenja;
• Količina toplotnog gubitka - određuje efikasnost određenog modela i potreban broj kolektora koji su u stanju da daju toplotnu energiju zagrejanom objektu;
• Mogućnost ugradnje na jednu ili drugu lokaciju predviđene instalacije (geometrijske dimenzije i težina);
• Kvalitet izrade i pouzdanost montaže (marka proizvođača);
• Vek trajanja i garantni rok;
• Cijena uređaja.

Prateći gore navedene kriterije i proučavajući recenzije o određenom modelu i kompaniji koja proizvodi slične proizvode, možete odabrati najbolju opciju od ponuđenih na relevantnom tržištu.

Na šta treba obratiti pažnju

Prilikom odabira solarnog kolektora, pored gore navedenih kriterija, potrebno je obratiti pažnju na niz tačaka, uzimajući u obzir koje možete izbjeći neugodnosti prilikom daljeg rada uređaja.

Treba imati na umu da:

Prednosti i nedostaci

Kao i svaki tehnički uređaj, solarni kolektori imaju svoje prednosti i nedostatke, koji određuju mogućnost korištenja takvih proizvoda u određenim radnim uvjetima.

Prednosti upotrebe uključuju:

• Sigurnost životne sredine i za životnu sredinu i za ljude.
• Obnovljivost i neiscrpan izvor energije koji se koristi.
• Mogućnost izrade potpuno autonomnog sistema grijanja i tople vode iz vanjskih izvora energije.
• Dug radni vek.
• Mogućnost nadogradnje autonomnog sistema i njegove integracije po potrebi u centralizovani sistem grijanja (iz eksternih izvora napajanja).
• Optimizacija sistema grijanja jednog objekta u skladu sa zadatim parametrima.

• Visoki troškovi opreme i instalacijskih radova određuju potrebu za značajnim financijskim troškovima u početnoj fazi korištenja.
• Efikasnost rada zavisi od vremenskih uslova, regiona i pejzaža lokacije, dizajna građevinskih elemenata na koje se ugrađuju kolektori (oblik krova, zidova ili samostojećih elemenata).

Prosječne cijene

Trenutno je na tržištu solarnih sistema koji se koriste za grijanje i toplu vodu zastupljen prilično veliki broj kompanija iz različitih zemalja svijeta. Cijena modela ovisi o vrsti kolektora, njegovim tehničkim karakteristikama i kompaniji koja ga proizvodi. Prosječne cijene najpopularnijih modela su:

1. Proizvodi kompanije Vaillant (Njemačka):
   • Modeli "auroTHERM plus VFK 135/2VD" i "VFK 135/2D" - ravni solarni kolektor površine 2,51 m 2. Cijena je od 60.000,00 rubalja.
   • Model “auroTHERM exclusiv VTK 570-1140” je vakuumski razvodnik, površine 1,0 m2 - košta od 73.000,00 rubalja, a sa površinom od 2,0 m2 - od 145.000,00 rubalja.
2. Solarni kolektori iz ARISTON-a (Italija):

• Model “KAIROS CF 2.0 ARISTON”, ravni kolektor, površine 2,0 m 2. Cijena - od 37.000,00 rubalja.
• Model “KAIROS VT 15B ARISTON” je vakuumski model, koji košta od 86.000,00 rubalja.

1. Proizvodi iz FPC (Kina):

• Model “FPC-1200d” je ravnog tipa, površine 2,01 m2. Cijena od 25.000,00 rubalja.
• Model “ES 20R-5” je vakuumskog tipa, košta od 36.000,00 rubalja.

1. Proizvodi kompanije "YaSolar" (Rusija):

• Model, broj artikla 2900152 – ravni solarni kolektor površine 2,0 m2. Cijena je od 21.000,00 rubalja.
• Model "VU-10" je vakuumskog tipa, košta od 23.000,00 rubalja.

Gdje mogu kupiti

Solarni kolektor je proizvod koji se može kupiti samo od specijalizovanih organizacija i kompanija koje ili proizvode slične uređaje ili su posebno fokusirane na prodaju opreme koja radi na alternativne izvore energije.

Najispravniji način kupovine je pronaći dilera proizvođača određenog modela uređaja, a zatim s njim sklopiti odgovarajući kupoprodajni ugovor. Ako u regiji u kojoj živi potencijalni kupac nema dilera kompanija koje proizvode solarne kolektore, onda možete pronaći organizaciju koja je specijalizirana za ovu grupu proizvoda. Ove dvije opcije kupovine su najoptimalnije, jer... stručnjaci iz takvih kompanija mogu pružiti pomoć u odabiru modela i predložiti kako izvršiti instalaciju.

Ako se gore navedene metode akvizicije ne mogu provesti, onda se možete obratiti na Internet, gdje je zastupljen prilično veliki broj kompanija koje posluju posebno u ovoj oblasti energetike. Prednost ovog načina kupovine bit će niža cijena proizvoda, ali negativna stvar je to što neće biti savjeta i savjeta o odabiru modela i njegovoj ugradnji, o svemu ćete morati sami odlučiti.

Da li su troškovi opravdani?

Cijena opreme uključene u komplet za solarnu instalaciju je prilično visoka, tako da uvijek, prije nego što se odlučite za kupovinu takvih proizvoda, morate izračunati cijenu potrebnog kompleta i financijski povrat koji se može dobiti korištenjem takvih instalacija.

Komplet opreme koji će obezbijediti autonomno grijanje kuće, pored kolektora, uključuje i niz tehničkih uređaja, što se odražava i na visinu troškova za cijeli set opreme.

Dakle, za stvaranje sistema grijanja na bazi solarnog kolektora trebat će vam:

1. Kolekcionar.
2. Spremnik akumulatora topline.
3. Ekspanzioni rezervoar.
4. Cirkulaciona pumpa.
5. Cijevi i ventili.

Od sve navedene opreme, najskuplja jedinica je sam kolektor, stoga, da biste utvrdili da li su troškovi ugradnje takvog sistema opravdani, morate odlučiti koja je prerogativnost u ovom pitanju, jer trošak rada kotlova na plin ili čvrsto gorivo, uporedivo sa cijenom solarnog kolektora.

S tim u vezi, odluka o preporučljivosti ugradnje ovog tipa grijanja, a shodno tome i cijena opreme, određena je kriterijima za odabir takvih sistema, kao i prednostima i nedostacima njihovog rada, koji su gore opisani.

Da li je tačno da je solarno grijanje 20 puta jeftinije od uobičajenog grijanja na plin?

Koliko je puta solarno grijanje jeftinije od grijanja na plin svaki korisnik može izračunati pojedinačno, jer sve ovisi o mnogo faktora, kao što su prisustvo plinovoda niskog i visokog tlaka, vrsta plina, ako postoji i naravno faktori koji određuju mogućnost korištenja solarnih elektrana.

Nesumnjiva prednost, u odnosu na plinske kotlove, bit će činjenica da se pri korištenju solarnih kolektora, nakon početnih troškova nabavke i ugradnje opreme, naknadno besplatno proizvodi toplinska energija, u potrebnim količinama.

Osim toga, korištenje solarne energije je ekološki prihvatljiva i sigurna proizvodnja, koja eliminira mnoge negativne posljedice koje mogu nastati pri korištenju plinske opreme.

Kako sami napraviti zračno solarno grijanje

Svako može da napravi sopstveni sistem grejanja na bazi solarnog kolektora, pod uslovom da ima želju, mogućnost rada sa ručnim alatom i slobodno vreme.

Budući da je glavni element, kao što je već napisano, u takvom sistemu grijanja solarni kolektor, stoga će biti riječi o njegovoj izradi.

Najlakši način da napravite model ravnog tipa je da to uradite, trebat će vam:

1. Materijal za izradu okvira (drvo, metalni profil ili gusta plastika).
2. Bakarna cijev.
3. Izolacija – mineralna vuna ili druga (polistiren ili analozi).
4. Apsorber – metalna folija.
5. Izdržljivo staklo koje služi kao element koji štiti izolaciju od padavina i drugih negativnih utjecaja.

Dizajn ravnog solarnog kolektora je sljedeći:

Okvir kolektora i njegovo tijelo izrađeni su od drvene građe (ploča, šperploča, itd.) ili metalnog profila (aluminij, crni metal). Na donju površinu se postavlja izolacija (toplotna izolacija) na koju se montira bakrena cijev. Za spajanje kolektora na sistem grijanja potrebno je obezbijediti spojnice ili navojni priključak na krajevima cijevi. Izolacija je također postavljena sa strane. Spojevi elemenata kućišta su zapečaćeni kako bi se spriječio gubitak topline. Povrh cijevi se postavlja apsorber, prekriven slojem prozirne toplinske izolacije i stakla (poklopac kolektora). Cijevi sa rashladnom tečnošću se dovode do fitinga, uređaj je spreman za rad.

Karakteristike solarnog grijanja

Sunce je nepresušan izvor energije, ali ne u svim krajevima sija podjednako, ponegde je broj sunčanih dana manji nego kada je napolju loše vreme, u drugima jačina sunčevih zraka nije velika (severni krajevi ). S tim u vezi, želio bih napomenuti da, imajući priliku koristiti tradicionalne metode grijanja, ne biste ih trebali potpuno napustiti, bolje je razmotriti mogućnosti za kombiniranu upotrebu oba sistema.

Prilikom ugradnje potpuno autonomnog sistema zasnovanog na korištenju solarnih kolektora, potrebno je osigurati značajnu rezervu snage, što će pomoći da se izbjegnu problemi s grijanjem kuće.

Metode povezivanja na sistem grijanja

Postoje samo dva načina za priključenje solarnih instalacija na sistem grijanja, koji zavise od kvaliteta takvog sistema; to je glavni izvor toplotne energije ili rezervni koji nadopunjuje tradicionalni sistem grijanja.

U zavisnosti od toga, veza se vrši na sledeći način:

U ovom sistemu grijanja, hladna voda, koja je rashladna tekućina, puni se iz vanjskih izvora vode. Uređaj za skladištenje toplotne energije je akumulacioni rezervoar, iz kojeg se zagrejana voda dovodi u sisteme za grejanje i toplu vodu potrošača.

U kombinovanom sistemu grijanja kolektor služi kao dodatni izvor toplinske energije, dok je glavni izvor kotao za grijanje koji radi na određenu vrstu goriva. U određenim shemama, ovisno o dostupnosti vanjskih distributivnih mreža, kotao može biti odsutan; u ovom slučaju rashladna tekućina iz vanjskih mreža grijanja teče direktno u spremnik za skladištenje.

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. Sunčeve zrake zagrijavaju vodu, koja je rashladna tekućina i dolazi iz cjevovoda. 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 veliki 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 ne zahtijevaju priključak na električnu mrežu. Modeli s prisilnom cirkulacijom 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 seoske kuće. 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:

• Cijena solarnih bojlera za privatnu kuću 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 regijama, gdje 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.

Bolje je povjeriti instalacijske radove stručnjacima, jer će čak i mala greška u ugradnji solarnog sustava 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 rada o geografiji njihovog stanovanja. Ako su vedri dani rijetki u vašoj regiji, tada će učinkovitost opreme biti minimalna.

Dobri vlasnici privatnih kuća uvijek traže mogućnosti za uštedu na troškovima grijanja vode i grijanja. Ovo je postalo posebno aktuelno u posljednje vrijeme, kada cijene komunalnih usluga imaju konstantan trend rasta gotovo svakog kvartala. U pomoć priskače i sama priroda sa svojim neiscrpnim izvorom energije – sunčevim zračenjem. Primjenjujući zakone fizike u praksi, zanatlije pronalaze zanimljive načine za uštedu novca razvijajući i sklapajući solarne kolektore, što vjerovatno svaki vlasnik kuće može učiniti sam - samo treba uložiti malo truda i vještine.

Uradi sam solarni kolektor može se napraviti na više načina i od najrazličitijih materijala, ponekad čak i od onih koji vam jednostavno „leže pod nogama“. Izrađuju se od običnih starih limenki piva, plastičnih boca, crijeva ili cijevi, korištenjem stakla, polikarbonatnih ploča i drugih materijala.

Neke od metoda za proizvodnju kolektora bit će razmotrene u nastavku, ali prvo je vrijedno proučiti dijagrame povezivanja - oni su, u pravilu, približno uobičajeni za sve solarne sustave grijanja vode.

Šeme povezivanja solarnog kolektora vode

Efikasan rad solarnog sistema za grijanje vode zavisi ne samo od toga od čega je napravljen kolektor, već i od toga koliko je pravilno instaliran i priključen. Postoji dosta opcija za dijagrame povezivanja, ali ne biste trebali tražiti one najsloženije, jer možete vrlo lako koristiti osnovne, dostupne i razumljive.

“Ljetna” opcija opskrbe toplom vodom iz solarnog kolektora

Ova jednostavna shema povezivanja solarnog kolektora primjenjiva je i za grijanje vode za i za kućne potrebe. Ako je topla voda potrebna vani u ljetnoj zgradi, tada se spremnik za nju također ugrađuje u zrak. U slučaju kada je opskrba toplom vodom raspoređena po cijeloj kući, a spremnik je tamo instaliran.

Ova shema obično predviđa prirodnu cirkulaciju vode, a u ovom slučaju se kolektor baterije ugrađuje 800 ÷ 1000 mm ispod nivoa rezervoara u koji će teći topla voda - to treba osigurati razlikom u gustini hladne vode. i zagrejana tečnost. Za spajanje kolektora na rezervoar koriste se cijevi promjera od najmanje ¾ inča. Da bi voda u akumulacionom rezervoaru bila u toplom stanju, do koje će doći od zagrevanja dnevnim suncem, zidovi moraju biti propisno izolovani, na primer, mineralnom vunom debljine 100 mm i polietilenom (ako nema krova nad krovom). kotao). Ali ipak je bolje osigurati trajno sklonište za kontejner, jer ako se izolacija pokvasi od kiše, to će značajno smanjiti njena svojstva toplinske izolacije.

Prirodna cirkulacija nije baš dobra za korištenje u sistemu sa solarnim kolektorom, jer stvara slabu inerciju u kretanju vode u krugu. A ako su baterija i rezervoar dovoljno udaljeni jedan od drugog, tada će se voda, prošavši ovu stazu, postepeno ohladiti. Stoga se za povećanje efikasnosti često ugrađuje cirkulacijski sistem. Ova opcija je pogodna za grijanje vode samo u toploj polovini godine, a zimi će se voda iz sistema morati isušiti, inače će, kada se smrzne, lako puknuti T t rubalja

“Zimski” dijagram priključka za solarno grijanje vode

Ako planirate koristiti solarni kolektor tijekom cijele godine, tada se umjesto toga u krug ulijeva poseban antifriz, odnosno tekućina koja se ne smrzava, kako bi se spriječilo smrzavanje vode u cijevima za vrijeme ekstremne hladnoće. Shema poprima potpuno drugačiji oblik - ugrađen je kotao za indirektno grijanje. U tom slučaju, antifriz zagrijan u solarnom kolektoru proći će kroz zavojnicu izmjenjivača topline kotla, zagrijavajući vodu u spremniku.

"Sigurnosna grupa" je nužno ugrađena u ovaj sistem - automatski ventilacioni otvor, manometar i sigurnosni ventil dizajnirani za potreban pritisak. Za stalno kretanje rashladnog sredstva obično se koristi cirkulacijska pumpa.

Mogućnost solarnog grijanja

Prilikom korištenja solarne toplinske energije za grijanje kuće koristi se i kotao za indirektno grijanje spojen na kolektor, kao i za dodatno zagrijavanje rashladne tekućine - onog koji radi na čvrsto gorivo ili plin. U jesenjim ili proljetnim danima, kada sunce može zagrijati rashladnu tekućinu do željene temperature, kotao se jednostavno može isključiti.

Ako su zime u regionu veoma hladne, onda ne biste trebali očekivati ​​veliku efikasnost od kolektora, jer tokom ovog perioda ima malo sunčanih dana, a sama zvijezda je nisko do horizonta. Stoga je dodatno zagrijavanje rashladne tekućine i tople vode jednostavno neophodno. Jedini način na koji će vam solarna baterija pomoći da uštedite na gorivu je da kotao neće primati hladnu, već već donekle zagrijanu vodu, što znači da ćete morati sagorijevati manje plina ili drva da biste ga doveli na željenu temperaturu.

Također morate znati da što je solarni termalni kolektor veći, to će moći apsorbirati više energije. Stoga, da bi takav sistem proizveo dovoljno topline za grijanje kuće, veličina kolektorske površine mora se povećati na 40-45% ukupne površine kuće.

Opcija za opskrbu toplom vodom i grijanje sa solarnog kolektora

Da biste koristili solarni kolektor i za grijanje i za opskrbu toplom vodom, potrebno je kombinirati obje prethodne opcije u sistemu, te koristiti poseban bojler za vodu s dodatnim spremnikom koji ima zavojnicu kroz koju cirkulira rashladna tekućina koju grije solarna baterija. Zbog činjenice da je unutarnji spremnik mnogo manji od glavnog, voda u njemu se zagrijava iz zavojnice mnogo brže i prenosi toplinu na opći spremnik.

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

Nestabilnost temperature koju stvara solarna baterija može doprinijeti pregrijavanju rashladnog sredstva ili, obrnuto, njegovom prebrzom hlađenju u krugovima grijanja i vodoopskrbe. Da se to ne bi dogodilo, cijeli sistem mora biti automatski kontroliran. Instaliran u ožičenju kontroler temperature, koja može ili preusmjeriti tokove rashladne tekućine, ili uključiti ili isključiti cirkulacijske pumpe, ili izvršiti druge kontrolne operacije.

Na gore prikazanom dijagramu, takav regulator temperature označen je kao regulator.

Dakle, uopšteno govoreći, postoji jasnoća sa dijagramima povezivanja (cevovoda). Ali sada ima smisla razmotriti nekoliko opcija za samostalno izradu solarnih kolektora.

Cijene solarnih kolektora

Solarni kolektori

Solarni kolektor napravljen od crijeva ili fleksibilne cijevi

Oni koji imaju privatnu kuću s vrtom ili dačom, naravno, znaju da se voda koja ostaje u privremenoj rasvjetnoj mreži nakon zalijevanja kreveta brzo zagrijava. Ovu pozitivnu kvalitetu crijeva ili fleksibilnih cijevi majstori su koristili za izradu solarnih izmjenjivača topline od njih. Treba napomenuti da će takav kolektor koštati višestruko manje od onog kupljenog u trgovini, ali da bi proces proizvodnje bio uspješan, potrebno je uložiti određeni napor.

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

Ovaj dizajn se može nazvati najjednostavnijim, kako u dizajnu tako i u instalaciji. Njegov glavni nedostatak je što se praktički ne može koristiti bez upotrebe prisilne cirkulacije, jer ako su konture cijevi predugačke, hidraulički otpor će premašiti silu pritiska stvorenu temperaturnom razlikom. Međutim, rješavanje pitanja ugradnje cirkulacijske pumpe nije nimalo teško. A takav sistem instaliran u seoskoj kući bit će odlična pomoć i brzo će se isplatiti, uključujući i troškove (vrlo beznačajne) za napajanje pumpe.

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

U nekim slučajevima Stvaranjem cijelog sistema možete učiniti bez instaliranja spremnika. To je moguće kada se topla voda koristi samo tokom dana i to u malim količinama. Na primjer, krug od 150 m cijevi unutrašnjeg promjera 16 mm drži 30 litara vode. A ako se pet ili šest takvih "puževa" iz cijevi sakupi u jednu bateriju, onda se tokom dana svaki član porodice može istuširati nekoliko puta, a i dalje će ostati puno tople vode za kućne potrebe.

Ako neko sumnja u efikasnost takvog grijanja vode, preporučujemo da pogledate video koji prikazuje testiranje kolektora crijeva:

Video: efikasnost jednostavnog solarnog kolektora

Materijali za proizvodnju

Da biste napravili takav solarni kolektor vode, morate pripremiti neke materijale. Uopšte nije nemoguće da se neki od njih nađu u štali ili garaži.

• Gumeno crijevo ili fleksibilna crna plastična cijev promjera 20 ÷ 25 mm u suštini je glavni element sistema u kojem će se odvijati izmjena topline tijekom cirkulacije vode. Količina crijeva ovisit će o veličini solarnog panela - može biti 100 ili 1000 metara. Crna boja crijeva je poželjnija jer upija toplinu više od svih ostalih nijansi.

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

Crijeva se prodaju u koturovima od 50, 100 ili 200 metara. Ako planirate napraviti bateriju velike zapremine, morat ćete kupiti nekoliko ležišta. Ako planirate koristiti, na primjer, 50 ili 100 m crijeva u svakom dijelu, onda ne biste trebali kupiti cijeli kalem od 200 metara, bolje je kupiti gotovo izmjereno crijevo. Ovo će pomoći u uštedi vremena tokom instalacije.

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

Kao dobru alternativu, možete isprobati moderne PEX umrežene polietilenske cijevi. Imaju dobru plastičnost, ali nije teško smisliti kako im dati crnu boju ako nije u prodaji.

• Ako je nagib krova na koji će se instalirati kolektorska baterija strm, tada se izrađuju posebne kutije od šipki, šperploče ili metalnih limova za spirale crijeva. Da biste to učinili, trebat će vam šipke 40×40 ili 40×50 mm, šperploča debljine 6 mm ili metalni lim debljine 1,5–2 mm.

Prazanci budućeg modula su obrađeni (drvo) ili antikorozivnim spojevima (metal). Zatim se od njih sastavlja kutija u jednu ili više spirala.

Inače, kao bočne strane kutije možete koristiti stare prozorske okvire na koje se jednostavno montira donji dio.

• Za prethodnu obradu metala i drveta potrebno je kupiti antiseptičke, antikorozivne i temeljne smjese.
• Crijeva (cijevi) će doživjeti znatna opterećenja kako od mase rashladne tekućine, tako i od promjena temperature i unutrašnjeg pritiska. Zbog toga će pokušati da poremete instalaciju, deformišu i sagnu se, pa je potrebno obezbediti posebna pričvršćivanja kako bi se održali u prvobitno određenom položaju.

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

Druga opcija je labavi snop sa čvrstim kablom ili plastičnom stezaljkom - "kravatom" s poprečnom ili prečkom. Ali ipak, ova metoda pričvršćivanja je prikladnija za plastičnu cijev nego za crijevo, jer može klonuti na kabelu kada se guma širi. Ako je za kolektor odabrano ojačano gumeno crijevo, onda je ova metoda sasvim prikladna za fiksiranje.

Druga mogućnost pričvršćivanja prikladna za plastičnu cijev ili ojačano crijevo mogu biti ekseri sa širokim glavama. Mogu se zabiti ili u dno kutije (u ovom slučaju mora imati debljinu od najmanje 10 mm), ili na neku vrstu krsta napravljenog od bloka.

• Također će biti potrebno pripremiti spojne elemente za crijevo ili cijevi. Postoji dosta varijanti takvih okova, ali morate odabrati upravo one koje su namijenjene za onu odabranu za proizvodnju sakupljač materijala.

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

Da biste znali koliko je spojnih elemenata potrebno, morate unaprijed nacrtati shematski dijagram sistema koji se kreira 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 zagrijana voda.

Gornja cijev će se spojiti na spremnik za skladištenje, odnosno otići do potrošača. Trebao bi imati prečnik od 40 ÷ 50 mm.

Instalacija baterije

Nakon što ste pripremili sve što vam je potrebno, možete početi sa radom.

• Prvo morate tretirati sve drvene dijelove buduće konstrukcije antiseptikom.
• Zatim, ako je dno modula izrađeno od metalnog lima, mora se premazati antikorozivnom smjesom. Za to se obično koristi mastika dizajnirana za pokrivanje donjih strana automobila.

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

• Kako bi cijevi mogle slobodno prolaziti kroz bočne strane modula, za njih su izbušene rupe - u gornjem i donjem dijelu. Shodno tome, ulazna cijev hladne vode se vodi u donji otvor, a izlaz zagrijane vode u gornji otvor.
• Ako se vertikalno montira više modula, ili jedan zajednički, u koji je postavljeno i nekoliko cijevnih „puževa“, jedan iznad drugog, tada se donji kraj svake od spirala povezuje s gornjim izlazom donje - i prema na ovaj sekvencijalni princip, cijela "kolona" se prebacuje. Najniži kraj je povezan sa zajedničkim metalnim kolektorom kroz koji će teći hladna voda. Svi susjedni vertikalni redovi montirani su na isti način - sa zajedničkim priključkom na dovodnu granu.

• U skladu s tim, gornji krajevi crijeva najgornjeg horizontalnog reda modula spojeni su na metalnu kolektorsku cijev kroz koju se ispušta topla voda za potrošnju.
• Kolektorski krug u obliku spirale može se montirati i na metalni lim postavljen ne na krovu, već u blizini kuće, na njenoj 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 provodljivost i toplinski kapacitet.

• Druga opcija za termalni solarni kolektor može biti polaganje kruga na ravni krova u posebne kutije u dugim paralelnim redovima duž cijele dužine krova.

Cijene za cijevi od umreženog polietilena

XLPE cijevi

Video: jednostavan solarni kolektor s linearnim rasporedom cijevi

Efekat pojačavamo plastičnim bocama

Na slici je prikazan solarni kolektor napravljen od crijeva (cijevi), čija je efikasnost značajno povećana upotrebom običnih plastičnih boca. U čemu je tu "trik"? A ima ih nekoliko odjednom:

• Boce djeluju kao prozirno kućište i sprječavaju protok zraka da oduzme toplinu apsolutno nepotrebno međusobna izmjena toplote. Štaviše, same zračne komore postaju svojevrsni akumulatori topline. Postoji efekat staklene bašte, koji se aktivno koristi u poljoprivrednoj tehnologiji.
• Zaobljena površina bočice djeluje kao sočivo, pojačavajući efekat sunčeve svjetlosti.
• Ako je donja površina boce obložena reflektirajućim folijskim materijalom, možete postići efekat fokusiranja zraka u području gdje cijev prolazi. Grijanje će od toga imati samo koristi.
• Još jedan važan faktor. Prozirna plastična površina donekle će smanjiti destruktivne negativne efekte ultraljubičastih zraka, koje ni guma ni plastika „ne vole“. Ovaj krug bi trebao trajati duže.

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.

3 - U boce, u njihovu polovinu, koja će biti uz podlogu, može se ubaciti folija ili drugi reflektirajući materijal. Reflektirajući dio treba da bude okrenut u pravcu sunca.

4 – Biće prilično lako montirati postolje iz bloka ili metalne cijevi.

5 - Spremnik za grijanu vodu, koji se mora spojiti na mjesto prikupljanja - slavina, tuš i sl.

6 - Posuda za hladnu vodu koja se može priključiti na vodovod.

Instalacija solarnog kolektora

Montaža opcije prikazana na gornjem dijagramu je kako slijedi:

• Za početak, postolje se montira od metalne cijevi ili šipke. Ako je izrađen od drveta, onda mora biti premazan antiseptičkim sastavom, ali ako je izrađen od metala, onda se mora tretirati antikorozivnim sredstvom. Potrebno je izračunati dužinu tako da se između dva stalka ugradi paran broj boca.
• Na policama, na daljinuširine boca, pričvršćene su horizontalne trake na koje se može napraviti dodatno pričvršćivanje zavojnice. Osim toga, oni će okviru dati dodatnu krutost.
• Zatim se priprema potreban broj plastičnih boca - od njih se odsiječe donji dio tako da jedna boca, sa bočnim dijelom vrata, čvrsto stane u nastalu rupu.

• Uzmite crijevo (cijev) potrebne dužine, što će biti dovoljno za ugradnju kolu zavojnice na gotovom postolju za okvir.

Odmaknuvši se 100 ÷ 150 mm od ruba crijeva, označite mjesto gdje je pričvršćeno. Zatim se kroz ovu ivicu na cijev stavlja potreban broj pripremljenih boca, što će biti dovoljno da potpuno pokrije područje do suprotnog stalka. Boce se postavljaju čvrsto jedna uz drugu, tako da vrat druge stane u rupu izrezanu na dnu prethodne.

• Kada je dio cijevi za polaganje gornjeg dijela zavojnice potpuno prekriven kutijom s bocama, njegov rub je pričvršćen na vrhu lijevog stupa okvira. Za pričvršćivanje možete koristiti držače za plastične cijevi sa zasunom željene veličine.

• Po potrebi se položaj boca podešava tako da polovina folije bude na dnu, blizu okvira kolektora.
• Cijev se zatim glatko okreće i škljocne nazad na obujmicu.
• Sljedeći korak je ponovno postavljanje boca na cijev, a ona se fiksira na lijevi nosač. Ova šema se nastavlja sve dok se cijeli okvir ne ispuni kolektorskom zavojnicom.
• Sada ostaje samo da se "upakuju" spojevi preko kojih će se dobijeni kolektor spojiti na dovod hladne vode i na rezervoar tople vode.

Takav kolekcionar, kao što se može vidjeti, apsolutno nije komplikovano u proizvodnji, ali može postati dobar "pomagač" u privatnoj kući, preuzimajući funkcije grijanja vode.

Usput, solarna energija se može koristiti ne samo za grijanje vode, već i za opskrbu zagrijanim zrakom u prostorijama. Na primjer, možete saznati kako ga sami napraviti slijedeći vezu do posebne publikacije na našem portalu.

Video - DIY montaža solarne elektrane

Ekologija potrošnje Imanje: Veći dio godine primorani smo trošiti novac na grijanje kuća. U takvoj situaciji svaka pomoć će biti od pomoći. Solarna energija je savršena za ove svrhe: apsolutno ekološki prihvatljiva i besplatna.

Veći dio godine primorani smo trošiti novac na grijanje naših domova. U takvoj situaciji svaka pomoć će biti od pomoći. Solarna energija je savršena za ove svrhe: apsolutno ekološki prihvatljiva i besplatna. Moderne tehnologije omogućavaju solarno grijanje privatne kuće ne samo u južnim regijama, već iu srednjoj zoni.

Šta moderne tehnologije mogu ponuditi

U prosjeku, 1 m2 zemljine površine prima 161 W sunčeve energije na sat. Naravno, na ekvatoru će ova brojka biti mnogo puta veća nego na Arktiku. Osim toga, gustina sunčevog zračenja zavisi od doba godine. U moskovskoj oblasti intenzitet sunčevog zračenja u periodu decembar-januar razlikuje se od maja-jula za više od pet puta. Međutim, moderni sistemi su toliko efikasni da mogu raditi gotovo bilo gdje na zemlji.

Problem korišćenja energije sunčevog zračenja sa maksimalnom efikasnošću rešava se na dva načina: direktnim grejanjem u termalnim kolektorima i solarnim fotonaponskim baterijama.

Solarni paneli prvo pretvaraju energiju sunčevih zraka u električnu energiju, a zatim je preko posebnog sistema prenose do potrošača, na primjer električnog bojlera.

Toplotni kolektori, kada se zagrevaju sunčevim zracima, zagrevaju rashladnu tečnost sistema za grejanje i toplu vodu.

Termalni kolektori dolaze u nekoliko tipova, uključujući otvorene i zatvorene sisteme, ravne i sferne dizajne, hemisferne koncentratorske kolektore i mnoge druge opcije.

Toplotna energija dobijena iz solarnih kolektora koristi se za zagrijavanje tople vode ili tekućine za grijanje.

Iako je postignut jasan napredak u razvoju rješenja za prikupljanje, skladištenje i korištenje sunčeve energije, postoje prednosti i nedostaci.

Efikasnost solarnog grijanja na našim geografskim širinama je prilično niska, što se objašnjava nedovoljnim brojem sunčanih dana za redovan rad sistema.

Prednosti i nedostaci korištenja solarne energije

Najočiglednija prednost korištenja solarne energije je njena univerzalna dostupnost. Zapravo, čak i po najtmurnijem i najoblačnijem vremenu, solarna energija se može prikupljati i koristiti.

Druga prednost je nula emisija. U stvari, to je ekološki najprirodniji oblik energije. Solarni paneli i kolektori ne proizvode buku. U većini slučajeva postavljaju se na krovove zgrada, a da ne zauzimaju korisnu površinu prigradskog područja.

Nedostaci vezani za korištenje solarne energije su varijabilnost osvjetljenja. Noću se nema šta sakupljati, situaciju otežava činjenica da se vrhunac grejne sezone javlja tokom najkraćih dnevnih sati u godini.

Značajan nedostatak grijanja zasnovanog na korištenju solarnih kolektora je nedostatak sposobnosti akumulacije toplinske energije. U krug je uključen samo ekspanzioni spremnik

Potrebno je pratiti optičku čistoću panela, mala kontaminacija naglo smanjuje efikasnost.

Osim toga, ne može se reći da je upravljanje solarnim sistemom potpuno besplatno, postoje stalni troškovi za amortizaciju opreme, rad cirkulacijske pumpe i upravljačke elektronike.

Otvoreni solarni kolektori

Otvoreni solarni kolektor je sistem cijevi, nezaštićen od vanjskih utjecaja, kroz koje cirkulira rashladna tekućina zagrijana direktno od sunca. Voda, gas, vazduh i antifriz se koriste kao rashladna sredstva. Cijevi su ili pričvršćene na noseću ploču u obliku zavojnice, ili spojene u paralelnim redovima na izlaznu cijev.

Otvoreni solarni kolektori ne mogu se nositi s grijanjem privatne kuće. Zbog nedostatka izolacije, rashladna tečnost se brzo hladi. Koriste se ljeti uglavnom za grijanje vode u tuševima ili bazenima.

Otvoreni kolektori obično nemaju nikakvu izolaciju. Dizajn je vrlo jednostavan, stoga ima nisku cijenu i često se izrađuje samostalno.

Zbog nedostatka izolacije, oni praktički ne pohranjuju energiju primljenu od sunca i karakteriziraju ih niska efikasnost. Koriste se uglavnom ljeti za zagrijavanje vode u bazenima ili ljetnim tuševima. Postavlja se na sunčanim i toplim područjima, sa malim razlikama u temperaturi okolnog zraka i zagrijane vode. Dobro rade samo po sunčanom vremenu bez vjetra.

Najjednostavniji solarni kolektor sa hladnjakom napravljenim od zavojnice polimernih cijevi omogućit će opskrbu zagrijanom vodom dacha za navodnjavanje i kućne potrebe

Cjevasti solarni kolektori

Cjevasti solarni kolektori sastavljeni su od pojedinačnih cijevi kroz koje protiče voda, plin ili para. Ovo je jedan od tipova otvorenih solarnih sistema. Međutim, rashladna tekućina je već mnogo bolje zaštićena od vanjskih negativnosti. Posebno u vakuum instalacijama, projektovanim na principu termoze.

Svaka cijev je odvojeno povezana na sistem, paralelno jedna s drugom. Ako jedna cijev pokvari, lako je zamijeniti novom. Cijela konstrukcija se može montirati direktno na krov zgrade, što uvelike pojednostavljuje instalaciju.

Cjevasti kolektor ima modularnu strukturu. Glavni element je vakuumska cijev; broj cijevi varira od 18 do 30, što vam omogućava da precizno odaberete snagu sistema

Značajna prednost cijevnih solarnih kolektora je cilindrični oblik glavnih elemenata, zahvaljujući kojem se sunčevo zračenje hvata cijeli dan bez upotrebe skupih sistema za praćenje kretanja svjetiljke.

Poseban višeslojni premaz stvara svojevrsnu optičku zamku za sunčevu svjetlost. Dijagram djelomično prikazuje vanjski zid vakum tikvice koji reflektira zrake na stijenke unutrašnje tikvice

Na osnovu dizajna cijevi razlikuju se pero i koaksijalni solarni kolektori.

Koaksijalna cijev je Diaur posuda ili poznata termosica. Napravljen od dvije tikvice između kojih se evakuira zrak. Visoko selektivan premaz se nanosi na unutrašnju površinu unutrašnje sijalice, efikasno apsorbujući sunčevu energiju.

Toplotna energija iz unutrašnjeg selektivnog sloja prenosi se na toplotnu cijev ili unutrašnji izmjenjivač topline napravljen od aluminijskih ploča. U ovoj fazi dolazi do neželjenog gubitka toplote.

Cijev za perje je stakleni cilindar sa umetnutim apsorberom perja.

Za dobru toplotnu izolaciju, vazduh je evakuisan iz cevi. Prijenos topline iz apsorbera odvija se bez gubitaka, pa je efikasnost perastih cijevi veća.

Prema načinu prenosa toplote razlikuju se dva sistema: direktni i sa toplotnom cevi.

Termalna cijev je zatvorena posuda s tekućinom koja lako isparava.

Unutar toplotne cijevi nalazi se tekućina koja se lako isparava i prima toplinu sa unutrašnje stijenke tikvice ili iz pera apsorbera. Pod uticajem temperature tečnost ključa i diže se u obliku pare. Nakon što se toplina prenese na rashladno sredstvo za grijanje ili toplu vodu, para se kondenzira u tekućinu i teče dolje.

Voda se često koristi kao tečnost koja lako isparava pod niskim pritiskom.

Jednokratni sistem koristi cijev u obliku slova U kroz koju cirkuliše voda ili tekućina za grijanje.

Jedna polovina cijevi u obliku slova U namijenjena je za hladnu rashladnu tekućinu, druga uklanja zagrijanu. Kada se zagrije, rashladna tekućina se širi i ulazi u spremnik, osiguravajući prirodnu cirkulaciju. Kao i kod sistema toplotnih cevi, minimalni ugao nagiba mora biti najmanje 20⁰.

Sistemi sa direktnim protokom su efikasniji jer odmah zagrevaju rashladnu tečnost.

Ako se sistemi solarnih kolektora planiraju koristiti tijekom cijele godine, tada se u njih ubacuje poseban antifriz.

Prednosti i nedostaci cijevnih kolektora

Upotreba cijevnih solarnih kolektora ima niz prednosti i mana. Dizajn cjevastog solarnog kolektora sastoji se od identičnih elemenata koje je relativno lako zamijeniti.

Prednosti:

• mali gubitak toplote;
• sposobnost rada na temperaturama do -30⁰S;
• efikasan rad tokom celog dana;
• dobre performanse u područjima sa umjerenom i hladnom klimom;
• niska vjetrova, opravdana sposobnošću cijevnih sistema da propuštaju zračne mase kroz sebe;
• mogućnost proizvodnje rashladne tečnosti visoke temperature.

Strukturno, cijevna struktura ima ograničenu površinu otvora. Ima sljedeće nedostatke:

• nije sposoban za samočišćenje od snijega, leda, mraza;
• visoka cijena.

Unatoč početnoj visokoj cijeni, cijevni kolektori se brže isplaćuju. Imaju dug vek trajanja.

Ravni zatvoreni solarni kolektori

Ravni kolektor se sastoji od aluminijumskog okvira, posebnog upijajućeg sloja - apsorbera, prozirnog premaza, cjevovoda i izolacije.

Kao apsorber koristi se pocrnjeli lim od bakra, koji ima idealnu toplotnu provodljivost za stvaranje solarnih sistema. Kada apsorber apsorbuje solarnu energiju, solarna energija koju prima prenosi se na rashladnu tečnost koja cirkuliše kroz sistem cevi pored apsorbera.

Sa vanjske strane, zatvoreni panel je zaštićen prozirnim premazom. Napravljen je od kaljenog stakla otpornog na udarce sa propustljivom trakom od 0,4-1,8 mikrona. Ovaj raspon obuhvata maksimalno sunčevo zračenje. Staklo otporno na udarce pruža dobru zaštitu od grada. Sa stražnje strane cijeli panel je pouzdano izoliran.

Plosnate solarne kolektore odlikuju maksimalne performanse i jednostavan dizajn. Njihova efikasnost je povećana upotrebom apsorbera. Sposobni su uhvatiti difuzno i ​​direktno sunčevo zračenje

Lista prednosti zatvorenih ravnih panela uključuje:

• jednostavnost dizajna;
• dobre performanse u regijama sa toplom klimom;
• mogućnost ugradnje pod bilo kojim kutom s uređajima za promjenu kuta nagiba;
• sposobnost samočišćenja od snijega i mraza;
• niska cijena.

Plosnati solarni kolektori su posebno povoljni ako se njihova upotreba planira u fazi projektiranja. Vijek trajanja kvalitetnih proizvoda je 50 godina.

Nedostaci uključuju:

• veliki gubitak toplote;
• teška težina;
• visoka zračnost kada su paneli postavljeni pod uglom u odnosu na horizontalu;
• ograničenja performansi kada promjene temperature prelaze 40°C.

Opseg primjene zatvorenih kolektora je mnogo širi nego kod solarnih sistema otvorenog tipa. Ljeti su u stanju u potpunosti zadovoljiti potrebu za toplom vodom. U hladnim danima, kada ih komunalije ne uključuju u period grijanja, mogu raditi umjesto plinskih i električnih grijača.

Poređenje karakteristika solarnih kolektora

Najvažniji pokazatelj solarnog kolektora je efikasnost. Korisne performanse solarnih kolektora različitih dizajna zavise od temperaturne razlike. U isto vrijeme, ravni kolektori su mnogo jeftiniji od cijevastih.

Vrijednosti učinkovitosti ovise o kvaliteti proizvodnje solarnog kolektora. Svrha grafikona je da pokaže efikasnost korišćenja različitih sistema u zavisnosti od temperaturne razlike

Prilikom odabira solarnog kolektora treba obratiti pažnju na niz parametara koji pokazuju efikasnost i snagu uređaja.

Postoji nekoliko važnih karakteristika za solarne kolektore:

• koeficijent adsorpcije - pokazuje odnos apsorbirane energije prema ukupnoj;
• emisioni koeficijent - pokazuje odnos prenesene energije prema apsorbovanoj energiji;
• ukupna i površina otvora;
• Efikasnost

Područje otvora je radna površina solarnog kolektora. Pločasti kolektor ima maksimalnu površinu otvora. Površina otvora jednaka je površini apsorbera.

Metode povezivanja na sistem grijanja

Budući da uređaji na solarni pogon ne mogu osigurati stabilno, non-stop opskrbu energijom, potreban je sistem koji je otporan na ove nedostatke.

Za centralnu Rusiju solarni uređaji ne mogu garantovati stabilan protok energije, pa se koriste kao dodatni sistem. Integracija u postojeći sistem grijanja i tople vode različita je za solarni kolektor i solarnu bateriju.

Šema povezivanja termičkog kolektora

U zavisnosti od svrhe korišćenja kolektora toplote, koriste se različiti sistemi povezivanja. Može postojati nekoliko opcija:

1. Ljetna opcija za opskrbu toplom vodom
2. Zimska opcija za grijanje i toplu vodu

Ljetna opcija je najjednostavnija i može se raditi čak i bez cirkulacijske pumpe, koristeći prirodnu cirkulaciju vode.

Voda se zagrijava u solarnom kolektoru i zbog toplinskog širenja ulazi u spremnik ili kotao. U ovom slučaju dolazi do prirodne cirkulacije: hladna voda se usisava iz rezervoara umjesto tople vode.

Zimi, na temperaturama ispod nule, direktno zagrijavanje vode nije moguće. Specijalni antifriz cirkulira kroz zatvoreni krug, osiguravajući prijenos topline od kolektora do izmjenjivača topline u spremniku

Kao i svaki sistem zasnovan na prirodnoj cirkulaciji, on ne radi vrlo efikasno, zahtijevajući usklađenost s potrebnim nagibima. Osim toga, spremnik za skladištenje mora biti viši od solarnog kolektora.

Da bi voda ostala topla što je duže moguće, rezervoar mora biti temeljno izolovan.

Ako zaista želite postići najefikasniji rad solarnog kolektora, dijagram povezivanja će postati složeniji.

Rashladna tečnost koja se ne smrzava cirkuliše kroz sistem solarnog kolektora. Prisilnu cirkulaciju osigurava pumpa kojom upravlja kontroler.

Regulator kontroliše rad cirkulacijske pumpe na osnovu očitavanja najmanje dva temperaturna senzora. Prvi senzor mjeri temperaturu u spremniku, drugi - na cijevi za dovod vruće rashladne tekućine solarnog kolektora. Čim temperatura u rezervoaru pređe temperaturu rashladne tečnosti, regulator u kolektoru isključuje cirkulacijsku pumpu, zaustavljajući cirkulaciju rashladne tečnosti kroz sistem.

Zauzvrat, kada temperatura u spremniku padne ispod postavljene vrijednosti, kotao za grijanje se uključuje.

Dijagram povezivanja solarne baterije

Bilo bi primamljivo primijeniti sličnu shemu za spajanje solarne baterije na električnu mrežu, kao što se primjenjuje u slučaju solarnog kolektora, akumulirajući energiju primljenu tokom dana. Nažalost, za sistem napajanja privatne kuće, vrlo je skupo stvoriti bateriju dovoljnog kapaciteta. Stoga dijagram povezivanja izgleda ovako.

Kada se snaga električne struje iz solarne baterije smanji, ATS jedinica (automatsko uključivanje rezerve) osigurava priključenje potrošača na opću elektroenergetsku mrežu

Od solarnih panela punjenje se dovodi do kontrolera punjenja koji obavlja nekoliko funkcija: osigurava stalno punjenje baterija i stabilizira napon. Zatim se električna struja dovodi do pretvarača, gdje se jednosmjerna struja od 12V ili 24V pretvara u jednofaznu naizmjeničnu struju 220V.

Nažalost, naše električne mreže nisu pogodne za primanje energije, one mogu raditi samo u jednom smjeru od izvora do potrošača. Iz tog razloga nećete moći prodati izvučenu električnu energiju ili barem natjerati brojilo da se okreće u suprotnom smjeru.

Korištenje solarnih panela je prednost po tome što daju raznovrsniju vrstu energije, ali se u isto vrijeme ne mogu porediti u efikasnosti sa solarnim kolektorima. Međutim, ove druge nemaju sposobnost skladištenja energije, za razliku od solarnih fotonaponskih baterija.

Kako izračunati potrebnu snagu kolektora

Prilikom izračunavanja potrebne snage solarnog kolektora, kalkulacije se često pogrešno rade na osnovu dolazne solarne energije u najhladnijim mjesecima u godini.

Činjenica je da će se u preostalim mjesecima godine cijeli sistem stalno pregrijati. Ljeti temperatura rashladne tekućine na izlazu iz solarnog kolektora može dostići 200°C kada se grije para ili plin, 120°C za antifriz, 150°C za vodu. Ako rashladno sredstvo proključa, djelomično će ispariti. Kao rezultat toga, morat će se zamijeniti.

• snabdijevanje toplom vodom ne više od 70%;
• obezbjeđenje sistema grijanja ne više od 30%.

Ostatak potrebne topline mora proizvesti standardna oprema za grijanje. Ipak, s takvim pokazateljima u prosjeku se godišnje uštedi oko 40% na grijanju i opskrbi toplom vodom.

Snaga koju proizvodi jedna cijev vakuumskog sistema ovisi o geografskoj lokaciji. Stopa pada sunčeve energije na 1 m2 zemljišta godišnje naziva se insolacija. Znajući dužinu i promjer cijevi, možete izračunati otvor blende - efektivnu površinu apsorpcije. Ostaje primijeniti koeficijente apsorpcije i emisije za izračunavanje snage jedne cijevi godišnje.

Primjer izračuna:

Standardna dužina cevi je 1800 mm, efektivna dužina je 1600 mm. Prečnik 58 mm. Otvor blende je zasjenjeno područje koje stvara cijev. Dakle, površina pravokutnika sjene bit će:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

Efikasnost srednje cevi je 80%, solarna insolacija za Moskvu je oko 1170 kWh/m2 godišnje. Dakle, jedna cijev će proizvoditi godišnje:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86 kWh

Treba napomenuti da je ovo vrlo gruba procjena. Količina proizvedene energije zavisi od orijentacije instalacije, ugla, prosečne godišnje temperature itd. objavljeno