Ηλιακή θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας: επιλογές και διαγράμματα σχεδιασμού

Η χρήση της «πράσινης» ενέργειας που παρέχεται από φυσικά στοιχεία μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος κοινής ωφέλειας.Για παράδειγμα, με την οργάνωση της ηλιακής θέρμανσης για μια ιδιωτική κατοικία, θα προμηθεύετε θερμαντικά σώματα χαμηλής θερμοκρασίας και συστήματα ενδοδαπέδιας θέρμανσης με σχεδόν δωρεάν ψυκτικό υγρό. Συμφωνώ, αυτό ήδη εξοικονομεί χρήματα.

Θα μάθετε τα πάντα για τις «πράσινες τεχνολογίες» από το προτεινόμενο άρθρο μας. Με τη βοήθειά μας, μπορείτε εύκολα να κατανοήσετε τα είδη των ηλιακών εγκαταστάσεων, τις μεθόδους κατασκευής τους και τις ιδιαιτερότητες λειτουργίας τους. Πιθανότατα θα σας ενδιαφέρει μια από τις δημοφιλείς επιλογές που εργάζονται ενεργά στον κόσμο, αλλά δεν έχουν ακόμη μεγάλη ζήτηση εδώ.

Στην ανασκόπηση που παρουσιάζεται στην προσοχή σας, αναλύονται τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των συστημάτων και περιγράφονται λεπτομερώς τα διαγράμματα σύνδεσης. Δίνεται ένα παράδειγμα υπολογισμού ενός κυκλώματος ηλιακής θέρμανσης για την αξιολόγηση της πραγματικότητας της κατασκευής του. Για να βοηθηθούν ανεξάρτητοι τεχνίτες, περιλαμβάνονται συλλογές φωτογραφιών και βίντεο.

«Πράσινες» τεχνολογίες θερμότητας

Μέσος όρος 1 μ² Η επιφάνεια της γης δέχεται 161 Watt ηλιακής ενέργειας την ώρα. Φυσικά, στον ισημερινό αυτό το ποσοστό θα είναι πολλές φορές υψηλότερο από ό,τι στην Αρκτική. Επιπλέον, η πυκνότητα της ηλιακής ακτινοβολίας εξαρτάται από την εποχή του χρόνου.

Στην περιοχή της Μόσχας, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας τον Δεκέμβριο-Ιανουάριο διαφέρει από τον Μάιο-Ιούλιο περισσότερο από πέντε φορές. Ωστόσο, τα σύγχρονα συστήματα είναι τόσο αποτελεσματικά που μπορούν να λειτουργήσουν σχεδόν οπουδήποτε στη γη.

Τα σύγχρονα ηλιακά συστήματα μπορούν να λειτουργήσουν αποτελεσματικά σε συννεφιά και κρύο καιρό έως και -30°C

Καθήκον χρήσης ηλιακή ενέργεια ακτινοβολίας με τη μέγιστη απόδοση λύνεται με δύο τρόπους: άμεση θέρμανση σε θερμικούς συλλέκτες και ηλιακές φωτοβολταϊκές μπαταρίες. Οι ηλιακοί συλλέκτες μετατρέπουν πρώτα την ενέργεια των ακτίνων του ήλιου σε ηλεκτρική και στη συνέχεια τη μεταδίδουν μέσω ενός ειδικού συστήματος στους καταναλωτές, για παράδειγμα ενός ηλεκτρικού λέβητα.

Οι θερμικοί συλλέκτες, όταν θερμαίνονται από τις ακτίνες του ήλιου, θερμαίνουν το ψυκτικό υγρό των συστημάτων θέρμανσης και παροχής ζεστού νερού.

Οι θερμικοί συλλέκτες διατίθενται σε διάφορους τύπους, συμπεριλαμβανομένων ανοικτών και κλειστών συστημάτων, επίπεδων και σφαιρικών σχεδίων, ημισφαιρικών συλλεκτών συμπυκνωτή και πολλών άλλων επιλογών. Η θερμική ενέργεια που λαμβάνεται από τους ηλιακούς συλλέκτες χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ζεστού νερού ή ρευστού θέρμανσης.

Η βιομηχανία παράγει ένα ευρύ φάσμα συστημάτων συλλεκτών για ένταξη σε ένα ανεξάρτητο δίκτυο θέρμανσης. Ωστόσο, η απλούστερη επιλογή για μια καλοκαιρινή κατοικία είναι εύκολο να γίνει με τα χέρια σας:

Αν και έχει σημειωθεί σαφής πρόοδος στην ανάπτυξη λύσεων για τη συγκομιδή, την αποθήκευση και τη χρήση της ηλιακής ενέργειας, υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Αποτελεσματική χρήση της ηλιακής ενέργειας

Το πιο προφανές πλεονέκτημα της χρήσης ηλιακής ενέργειας είναι η καθολική διαθεσιμότητά της. Στην πραγματικότητα, ακόμη και στον πιο ζοφερό και συννεφιασμένο καιρό, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να συλλεχθεί και να χρησιμοποιηθεί.

Το δεύτερο πλεονέκτημα είναι οι μηδενικές εκπομπές. Στην πραγματικότητα, είναι η πιο φιλική προς το περιβάλλον και φυσική μορφή ενέργειας. Ηλιακούς συλλέκτες και οι συλλέκτες δεν παράγουν θόρυβο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, εγκαθίστανται στις στέγες των κτιρίων, χωρίς να καταλαμβάνουν την ωφέλιμη περιοχή μιας προαστιακής περιοχής.

Η απόδοση της ηλιακής θέρμανσης στα γεωγραφικά πλάτη μας είναι αρκετά χαμηλή, γεγονός που εξηγείται από τον ανεπαρκή αριθμό ηλιόλουστων ημερών για τακτική λειτουργία του συστήματος (+)

Τα μειονεκτήματα που συνδέονται με τη χρήση της ηλιακής ενέργειας είναι η μεταβλητότητα του φωτισμού. Τη νύχτα δεν υπάρχει τίποτα να μαζευτεί, η κατάσταση επιδεινώνεται από το γεγονός ότι η αιχμή της περιόδου θέρμανσης συμβαίνει κατά τις συντομότερες ώρες της ημέρας του έτους. Είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε την οπτική καθαριότητα των πάνελ· η ελαφρά μόλυνση μειώνει απότομα την απόδοση.

Επιπλέον, δεν μπορούμε να πούμε ότι η λειτουργία ενός συστήματος ηλιακής ενέργειας είναι εντελώς δωρεάν· υπάρχουν σταθερά κόστη για την απόσβεση του εξοπλισμού, τη λειτουργία της αντλίας κυκλοφορίας και τα ηλεκτρονικά ελέγχου.

Ένα σημαντικό μειονέκτημα της θέρμανσης με βάση τη χρήση ηλιακών συλλεκτών είναι η έλλειψη ικανότητας συσσώρευσης θερμικής ενέργειας. Μόνο το δοχείο διαστολής (+) περιλαμβάνεται στο κύκλωμα

Ανοιχτοί ηλιακοί συλλέκτες

Ένας ανοιχτός ηλιακός συλλέκτης είναι ένα σύστημα σωλήνων, απροστάτευτων από εξωτερικές επιδράσεις, μέσω των οποίων κυκλοφορεί ψυκτικό υγρό που θερμαίνεται απευθείας από τον ήλιο.

Ως ψυκτικά μέσα χρησιμοποιούνται νερό, αέριο, αέρας και αντιψυκτικό. Οι σωλήνες είτε στερεώνονται στο πλαίσιο στήριξης με τη μορφή πηνίου είτε συνδέονται σε παράλληλες σειρές με τον σωλήνα εξόδου.

Οι ανοιχτοί ηλιακοί συλλέκτες δεν είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας. Λόγω της έλλειψης μόνωσης, το ψυκτικό υγρό ψύχεται γρήγορα. Χρησιμοποιούνται το καλοκαίρι κυρίως για τη θέρμανση του νερού σε ντους ή πισίνες.

Οι ανοιχτοί συλλέκτες συνήθως δεν έχουν καμία μόνωση. Ο σχεδιασμός είναι πολύ απλός, επομένως έχει χαμηλό κόστος και συχνά γίνεται ανεξάρτητα.

Λόγω της έλλειψης μόνωσης, πρακτικά δεν αποθηκεύουν την ενέργεια που λαμβάνουν από τον ήλιο και χαρακτηρίζονται από χαμηλή απόδοση. Χρησιμοποιούνται κυρίως το καλοκαίρι για τη θέρμανση νερού σε πισίνες ή καλοκαιρινά ντους.

Εγκαθίσταται σε ηλιόλουστες και ζεστές περιοχές, με μικρές διαφορές στη θερμοκρασία του αέρα περιβάλλοντος και του θερμαινόμενου νερού. Λειτουργούν καλά μόνο σε ηλιόλουστες, απάνεμες καιρικές συνθήκες.

Ο απλούστερος ηλιακός συλλέκτης με ψύκτρα από πηνίο πολυμερών σωλήνων θα παρέχει την παροχή θερμαινόμενου νερού στη ντάτσα για άρδευση και οικιακές ανάγκες

Σωληνοειδείς συλλεκτικές ποικιλίες

Οι σωληνοειδείς ηλιακοί συλλέκτες συναρμολογούνται από μεμονωμένους σωλήνες μέσω των οποίων ρέει νερό, αέριο ή ατμός. Αυτός είναι ένας από τους τύπους ανοιχτών ηλιακών συστημάτων. Ωστόσο, το ψυκτικό υγρό είναι ήδη πολύ καλύτερα προστατευμένο από την εξωτερική αρνητικότητα. Ειδικά σε εγκαταστάσεις κενού, σχεδιασμένες με βάση την αρχή των θερμοσωμάτων.

Κάθε σωλήνας συνδέεται με το σύστημα χωριστά, παράλληλα μεταξύ τους. Εάν ένας σωλήνας αποτύχει, είναι εύκολο να τον αντικαταστήσετε με ένα νέο. Ολόκληρη η δομή μπορεί να συναρμολογηθεί απευθείας στην οροφή του κτιρίου, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά την εγκατάσταση.

Ο σωληνωτός συλλέκτης έχει μια αρθρωτή δομή. Το κύριο στοιχείο είναι ένας σωλήνας κενού· ο αριθμός των σωλήνων κυμαίνεται από 18 έως 30, γεγονός που σας επιτρέπει να επιλέξετε με ακρίβεια την ισχύ του συστήματος

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των σωληνωτών ηλιακών συλλεκτών είναι το κυλινδρικό σχήμα των κύριων στοιχείων, χάρη στο οποίο η ηλιακή ακτινοβολία συλλαμβάνεται όλη την ημέρα χωρίς τη χρήση ακριβών συστημάτων παρακολούθησης της κίνησης του φωτιστικού.

Μια ειδική πολυστρωματική επίστρωση δημιουργεί ένα είδος οπτικής παγίδας για το φως του ήλιου. Το διάγραμμα δείχνει εν μέρει το εξωτερικό τοίχωμα της φιάλης κενού που ανακλά τις ακτίνες στα τοιχώματα της εσωτερικής φιάλης (+)

Με βάση τη σχεδίαση των σωλήνων, διακρίνονται φτερά και ομοαξονικοί ηλιακοί συλλέκτες.

Ο ομοαξονικός σωλήνας είναι ένα δοχείο Diaur ή ένα οικείο θερμός. Κατασκευασμένο από δύο φιάλες μεταξύ των οποίων εκκενώνεται αέρας. Μια εξαιρετικά επιλεκτική επίστρωση εφαρμόζεται στην εσωτερική επιφάνεια του εσωτερικού λαμπτήρα, απορροφώντας αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια.

Με έναν κυλινδρικό σωλήνα, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν πάντα κάθετα στην επιφάνεια

Η θερμική ενέργεια από το εσωτερικό επιλεκτικό στρώμα μεταφέρεται σε σωλήνα θερμότητας ή εσωτερικό εναλλάκτη θερμότητας από πλάκες αλουμινίου. Σε αυτό το στάδιο, εμφανίζεται ανεπιθύμητη απώλεια θερμότητας.

Ο σωλήνας φτερού είναι ένας γυάλινος κύλινδρος με έναν απορροφητήρα φτερού που έχει τοποθετηθεί μέσα.

Το σύστημα πήρε το όνομά του από τον απορροφητήρα φτερών, ο οποίος τυλίγεται σφιχτά γύρω από ένα θερμικό κανάλι κατασκευασμένο από μέταλλο που αγώγει τη θερμότητα.

Για καλή θερμομόνωση, ο αέρας έχει εκκενωθεί από το σωλήνα. Η μεταφορά θερμότητας από τον απορροφητή πραγματοποιείται χωρίς απώλειες, επομένως η απόδοση των φτερών σωλήνων είναι υψηλότερη.

Σύμφωνα με τη μέθοδο μεταφοράς θερμότητας, υπάρχουν δύο συστήματα: άμεσης ροής και με σωλήνα θερμότητας. Ο θερμικός σωλήνας είναι ένα σφραγισμένο δοχείο με υγρό που εξατμίζεται εύκολα.

Δεδομένου ότι το υγρό που εξατμίζεται εύκολα ρέει φυσικά στον πυθμένα του σωλήνα θερμότητας, η ελάχιστη γωνία κλίσης είναι 20°C

Μέσα στον σωλήνα θερμότητας υπάρχει ένα υγρό που εξατμίζεται εύκολα και δέχεται θερμότητα από το εσωτερικό τοίχωμα της φιάλης ή από τον απορροφητήρα φτερών. Υπό την επίδραση της θερμοκρασίας, το υγρό βράζει και ανεβαίνει με τη μορφή ατμού. Αφού η θερμότητα μεταφερθεί στη θέρμανση ή στο ψυκτικό παροχής ζεστού νερού, ο ατμός συμπυκνώνεται σε υγρό και ρέει προς τα κάτω.

Το νερό χρησιμοποιείται συχνά ως υγρό που εξατμίζεται εύκολα σε χαμηλή πίεση. Ένα σύστημα μίας διέλευσης χρησιμοποιεί έναν σωλήνα σχήματος U μέσω του οποίου κυκλοφορεί νερό ή θερμαντικό υγρό.

Το μισό του σωλήνα σχήματος U προορίζεται για κρύο ψυκτικό, το δεύτερο αφαιρεί το θερμαινόμενο. Όταν θερμαίνεται, το ψυκτικό διαστέλλεται και εισέρχεται στη δεξαμενή αποθήκευσης, παρέχοντας φυσική κυκλοφορία. Όπως και με τα συστήματα θερμικών σωλήνων, η ελάχιστη γωνία κλίσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 20⁰.

Με σύνδεση άμεσης ροής, η πίεση στο σύστημα δεν μπορεί να είναι υψηλή, καθώς υπάρχει τεχνικό κενό μέσα στη φιάλη

Τα συστήματα άμεσης ροής είναι πιο αποτελεσματικά επειδή θερμαίνουν αμέσως το ψυκτικό υγρό. Εάν τα συστήματα ηλιακών συλλεκτών σχεδιάζονται να χρησιμοποιούνται όλο το χρόνο, τότε αντλείται ειδικό αντιψυκτικό σε αυτά.

Η χρήση σωληνωτών ηλιακών συλλεκτών έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ο σχεδιασμός ενός σωληνωτού ηλιακού συλλέκτη αποτελείται από πανομοιότυπα στοιχεία που αντικαθίστανται σχετικά εύκολα.

Πλεονεκτήματα:

• χαμηλή απώλεια θερμότητας?
• ικανότητα εργασίας σε θερμοκρασίες έως -30⁰С.
• αποτελεσματική απόδοση καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας.
• καλή απόδοση σε περιοχές με εύκρατα και ψυχρά κλίματα.
• χαμηλός άνεμος, που δικαιολογείται από την ικανότητα των σωληνοειδών συστημάτων να περνούν μάζες αέρα μέσα από τον εαυτό τους.
• δυνατότητα παραγωγής ψυκτικού υγρού υψηλής θερμοκρασίας.

Δομικά, η σωληνοειδής δομή έχει περιορισμένη επιφάνεια ανοίγματος.

Έχει τα εξής μειονεκτήματα:

• δεν είναι ικανό να αυτοκαθαρίζεται από χιόνι, πάγο, παγετό.
• υψηλή τιμή.

Παρά το αρχικό υψηλό κόστος, οι σωληνοειδείς συλλέκτες πληρώνουν τον εαυτό τους πιο γρήγορα. Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής.

Οι σωληνοειδείς συλλέκτες είναι ηλιακά συστήματα ανοιχτού τύπου και επομένως δεν είναι κατάλληλοι για χρήση όλο το χρόνο σε συστήματα θέρμανσης (+)

Επίπεδα κλειστά συστήματα

Ένας επίπεδος συλλέκτης αποτελείται από ένα πλαίσιο αλουμινίου, ένα ειδικό απορροφητικό στρώμα - έναν απορροφητή, μια διαφανή επίστρωση, έναν αγωγό και μόνωση.

Το μαυρισμένο φύλλο χαλκού χρησιμοποιείται ως απορροφητής, το οποίο έχει ιδανική θερμική αγωγιμότητα για τη δημιουργία ηλιακών συστημάτων.Όταν η ηλιακή ενέργεια απορροφάται από έναν απορροφητή, η ηλιακή ενέργεια που λαμβάνει μεταφέρεται σε ένα ψυκτικό υγρό που κυκλοφορεί μέσω ενός συστήματος σωλήνα δίπλα στον απορροφητή.

Εξωτερικά, το κλειστό πάνελ προστατεύεται από μια διαφανή επίστρωση. Είναι κατασκευασμένο από ανθεκτικό γυαλί με ιμάντα μετάδοσης 0,4-1,8 microns. Αυτό το εύρος αντιπροσωπεύει τη μέγιστη ηλιακή ακτινοβολία. Το αντικραδασμικό γυαλί παρέχει καλή προστασία από το χαλάζι. Στην πίσω πλευρά ολόκληρο το πάνελ είναι αξιόπιστα μονωμένο.

Οι επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες χαρακτηρίζονται από μέγιστη απόδοση και απλό σχεδιασμό. Η απόδοσή τους αυξάνεται λόγω της χρήσης απορροφητήρα. Είναι σε θέση να συλλάβουν τη διάχυτη και την άμεση ηλιακή ακτινοβολία

Ο κατάλογος των πλεονεκτημάτων των κλειστών επίπεδων πάνελ περιλαμβάνει:

• απλότητα σχεδιασμού?
• καλές επιδόσεις σε περιοχές με θερμά κλίματα.
• η δυνατότητα εγκατάστασης σε οποιαδήποτε γωνία με συσκευές για την αλλαγή της γωνίας κλίσης.
• την ικανότητα αυτοκαθαρισμού από το χιόνι και τον παγετό.
• χαμηλή τιμή.

Οι επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες είναι ιδιαίτερα πλεονεκτικοί εάν η χρήση τους σχεδιάζεται στο στάδιο του σχεδιασμού. Η διάρκεια ζωής των ποιοτικών προϊόντων είναι 50 χρόνια.

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν:

• υψηλή απώλεια θερμότητας?
• βαρύς βάρος;
• υψηλός άνεμος όταν τα πάνελ είναι τοποθετημένα υπό γωνία ως προς την οριζόντια.
• περιορισμοί απόδοσης όταν οι αλλαγές θερμοκρασίας υπερβαίνουν τους 40°C.

Το πεδίο εφαρμογής των κλειστών συλλεκτών είναι πολύ ευρύτερο από αυτό των ηλιακών συστημάτων ανοιχτού τύπου. Το καλοκαίρι είναι σε θέση να ικανοποιήσουν πλήρως την ανάγκη για ζεστό νερό. Τις δροσερές μέρες, που οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας δεν τα περιλαμβάνουν στην περίοδο θέρμανσης, μπορούν να λειτουργήσουν αντί για θερμάστρες φυσικού αερίου και ηλεκτρικούς.

Για όσους επιθυμούν φτιάξτε έναν ηλιακό συλλέκτη Για να φτιάξετε ένα σύστημα θέρμανσης στη ντάκα σας με τα χέρια σας, σας προτείνουμε να εξοικειωθείτε με διαγράμματα που έχουν δοκιμαστεί στην πράξη και οδηγίες συναρμολόγησης βήμα προς βήμα.

Σύγκριση χαρακτηριστικών ηλιακών συλλεκτών

Ο πιο σημαντικός δείκτης ενός ηλιακού συλλέκτη είναι η απόδοση. Η ωφέλιμη απόδοση των ηλιακών συλλεκτών διαφορετικών σχεδίων εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας. Ταυτόχρονα, οι επίπεδοι συλλέκτες είναι πολύ φθηνότεροι από τους σωληνωτούς.

Οι τιμές απόδοσης εξαρτώνται από την ποιότητα κατασκευής του ηλιακού συλλέκτη. Ο σκοπός του γραφήματος είναι να δείξει την αποτελεσματικότητα της χρήσης διαφορετικών συστημάτων ανάλογα με τη διαφορά θερμοκρασίας

Όταν επιλέγετε έναν ηλιακό συλλέκτη, θα πρέπει να δώσετε προσοχή σε μια σειρά από παραμέτρους που δείχνουν την απόδοση και την ισχύ της συσκευής.

Υπάρχουν πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά για τους ηλιακούς συλλέκτες:

• συντελεστής προσρόφησης - δείχνει την αναλογία της απορροφούμενης ενέργειας προς τη συνολική.
• συντελεστής εκπομπής - δείχνει την αναλογία της μεταδιδόμενης ενέργειας προς την απορροφούμενη ενέργεια.
• συνολική επιφάνεια και διάφραγμα?
• Αποδοτικότητα

Η περιοχή ανοίγματος είναι η περιοχή εργασίας του ηλιακού συλλέκτη. Ένας επίπεδος συλλέκτης έχει μέγιστη περιοχή ανοίγματος. Η περιοχή του ανοίγματος είναι ίση με την περιοχή απορρόφησης.

Μέθοδοι σύνδεσης στο σύστημα θέρμανσης

Δεδομένου ότι οι συσκευές ηλιακής ενέργειας δεν μπορούν να παρέχουν σταθερή, 24ωρη παροχή ενέργειας, απαιτείται ένα σύστημα ανθεκτικό σε αυτές τις ελλείψεις.

Για την κεντρική Ρωσία, οι ηλιακές συσκευές δεν μπορούν να εγγυηθούν μια σταθερή ροή ενέργειας, επομένως χρησιμοποιούνται ως πρόσθετο σύστημα. Η ενσωμάτωση σε ένα υπάρχον σύστημα θέρμανσης και ζεστού νερού είναι διαφορετική για έναν ηλιακό συλλέκτη και μια ηλιακή μπαταρία.

Σχέδιο με συλλέκτη νερού

Ανάλογα με τον σκοπό χρήσης του συλλέκτη θερμότητας, χρησιμοποιούνται διαφορετικά συστήματα σύνδεσης. Μπορεί να υπάρχουν πολλές επιλογές:

1. Καλοκαιρινή επιλογή για παροχή ζεστού νερού
2. Χειμερινή επιλογή για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού

Η καλοκαιρινή επιλογή είναι η πιο απλή και μπορεί να γίνει ακόμα και χωρίς αντλία κυκλοφορίαςχρησιμοποιώντας φυσική κυκλοφορία νερού.

Το νερό θερμαίνεται στον ηλιακό συλλέκτη και, λόγω θερμικής διαστολής, εισέρχεται στη δεξαμενή αποθήκευσης ή στο λέβητα. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει φυσική κυκλοφορία: κρύο νερό αναρροφάται από τη δεξαμενή αντί για ζεστό νερό.

Το χειμώνα, σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, δεν είναι δυνατή η άμεση θέρμανση του νερού. Το ειδικό αντιψυκτικό κυκλοφορεί μέσω ενός κλειστού κυκλώματος, διασφαλίζοντας τη μεταφορά θερμότητας από τον συλλέκτη στον εναλλάκτη θερμότητας στη δεξαμενή

Όπως κάθε σύστημα που βασίζεται στη φυσική κυκλοφορία, δεν λειτουργεί πολύ αποτελεσματικά, απαιτώντας συμμόρφωση με τις απαραίτητες κλίσεις. Επιπλέον, η δεξαμενή αποθήκευσης πρέπει να είναι ψηλότερα από τον ηλιακό συλλέκτη. Για να παραμείνει ζεστό το νερό όσο το δυνατόν περισσότερο, η δεξαμενή πρέπει να είναι καλά μονωμένη.

Εάν θέλετε πραγματικά να επιτύχετε την πιο αποτελεσματική λειτουργία του ηλιακού συλλέκτη, το διάγραμμα σύνδεσης θα γίνει πιο περίπλοκο.

Για να αποτρέψετε τη μετατροπή του συλλέκτη σε ψυγείο ψύξης τη νύχτα, είναι απαραίτητο να σταματήσετε την κυκλοφορία του νερού αναγκαστικά

Το μη παγωμένο ψυκτικό κυκλοφορεί μέσω του συστήματος ηλιακού συλλέκτη. Η εξαναγκασμένη κυκλοφορία παρέχεται από μια αντλία που ελέγχεται από έναν ελεγκτή.

Ο ελεγκτής ελέγχει τη λειτουργία της αντλίας κυκλοφορίας με βάση τις ενδείξεις τουλάχιστον δύο αισθητήρων θερμοκρασίας. Ο πρώτος αισθητήρας μετρά τη θερμοκρασία στη δεξαμενή αποθήκευσης, ο δεύτερος - στον σωλήνα παροχής ζεστού ψυκτικού του ηλιακού συλλέκτη.

Μόλις η θερμοκρασία στη δεξαμενή υπερβεί τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού, ο ελεγκτής στον συλλέκτη απενεργοποιεί την αντλία κυκλοφορίας, διακόπτοντας την κυκλοφορία του ψυκτικού μέσω του συστήματος. Με τη σειρά του, όταν η θερμοκρασία στη δεξαμενή αποθήκευσης πέσει κάτω από την καθορισμένη τιμή, ο λέβητας θέρμανσης ανάβει.

Μια νέα λέξη και μια αποτελεσματική εναλλακτική λύση στους ηλιακούς συλλέκτες με ψυκτικό έχουν γίνει συστήματα με σωλήνες κενού, την αρχή της λειτουργίας και του σχεδιασμού της οποίας προτείνουμε να εξοικειωθείτε.

Σχέδιο με ηλιακή μπαταρία

Θα ήταν δελεαστικό να εφαρμοστεί κάτι παρόμοιο διάγραμμα σύνδεσης ηλιακής μπαταρίας στο ηλεκτρικό δίκτυο, όπως εφαρμόζεται στην περίπτωση ενός ηλιακού συλλέκτη, συσσωρεύοντας την ενέργεια που λαμβάνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Δυστυχώς, για το σύστημα τροφοδοσίας μιας ιδιωτικής κατοικίας, είναι πολύ ακριβό να δημιουργηθεί μια μπαταρία επαρκούς χωρητικότητας. Επομένως, το διάγραμμα σύνδεσης μοιάζει με αυτό.

Όταν η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος από την ηλιακή μπαταρία μειώνεται, η μονάδα ATS (αυτόματη ενεργοποίηση μιας ρεζέρβας) διασφαλίζει τη σύνδεση των καταναλωτών στο γενικό δίκτυο ηλεκτροδότησης

Από τα ηλιακά πάνελ, η φόρτιση παρέχεται στον ελεγκτή φόρτισης, ο οποίος εκτελεί διάφορες λειτουργίες: εξασφαλίζει συνεχή επαναφόρτιση των μπαταριών και σταθεροποιεί την τάση. Στη συνέχεια, το ηλεκτρικό ρεύμα τροφοδοτείται στον μετατροπέα, όπου συνεχές ρεύμα 12V ή 24V μετατρέπεται σε μονοφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα 220V.

Δυστυχώς, τα ηλεκτρικά μας δίκτυα δεν είναι κατάλληλα για λήψη ενέργειας· μπορούν να λειτουργήσουν μόνο προς μία κατεύθυνση από την πηγή στον καταναλωτή. Για το λόγο αυτό, δεν θα μπορείτε να πουλήσετε την εξαγόμενη ηλεκτρική ενέργεια ή τουλάχιστον να κάνετε τον μετρητή να περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Η χρήση ηλιακών συλλεκτών είναι πλεονεκτική επειδή παρέχουν έναν πιο ευέλικτο τύπο ενέργειας, αλλά ταυτόχρονα δεν μπορούν να συγκριθούν σε απόδοση με ηλιακούς συλλέκτες. Ωστόσο, οι τελευταίες δεν έχουν τη δυνατότητα αποθήκευσης ενέργειας, σε αντίθεση με τις ηλιακές φωτοβολταϊκές μπαταρίες.

Θα βρείτε τα πάντα σχετικά με τις επιλογές για την οργάνωση της θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας χρησιμοποιώντας ηλιακούς συλλέκτες. Σε αυτό το άρθρο.

Παράδειγμα υπολογισμού της απαιτούμενης ισχύος

Κατά τον υπολογισμό της απαιτούμενης ισχύος ενός ηλιακού συλλέκτη, οι υπολογισμοί γίνονται συχνά εσφαλμένα με βάση την εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια τους πιο κρύους μήνες του έτους.

Το γεγονός είναι ότι τους υπόλοιπους μήνες του έτους ολόκληρο το σύστημα θα υπερθερμαίνεται συνεχώς. Το καλοκαίρι, η θερμοκρασία του ψυκτικού στην έξοδο του ηλιακού συλλέκτη μπορεί να φτάσει τους 200°C κατά τη θέρμανση ατμού ή αερίου, τους 120°C για το αντιψυκτικό, τους 150°C για το νερό. Εάν το ψυκτικό υγρό βράσει, θα εξατμιστεί μερικώς. Ως αποτέλεσμα, θα πρέπει να αντικατασταθεί.

Οι κατασκευαστές συνιστούν να προχωρήσετε από τα ακόλουθα στοιχεία:

• παροχή ζεστού νερού όχι περισσότερο από 70%.
• παροχή του συστήματος θέρμανσης όχι περισσότερο από 30%.

Η υπόλοιπη απαιτούμενη θερμότητα πρέπει να παράγεται από τυπικό εξοπλισμό θέρμανσης. Ωστόσο, με τέτοιους δείκτες, εξοικονομείται κατά μέσο όρο περίπου 40% ετησίως για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού.

Η ισχύς που παράγεται από έναν σωλήνα ενός συστήματος κενού εξαρτάται από τη γεωγραφική θέση. Δείκτης πτώσης ηλιακής ενέργειας ανά 1 m ετησίως² της γης ονομάζεται ηλιοφάνεια.

Γνωρίζοντας το μήκος και τη διάμετρο του σωλήνα, μπορείτε να υπολογίσετε το άνοιγμα - την αποτελεσματική περιοχή απορρόφησης. Απομένει να εφαρμοστούν οι συντελεστές απορρόφησης και εκπομπής για τον υπολογισμό της ισχύος ενός σωλήνα ανά έτος.

Παράδειγμα υπολογισμού:

Το τυπικό μήκος σωλήνα είναι 1800 mm, το πραγματικό μήκος είναι 1600 mm. Διάμετρος 58 mm. Το διάφραγμα είναι η σκιασμένη περιοχή που δημιουργείται από τον σωλήνα. Έτσι, η περιοχή του ορθογωνίου σκιάς θα είναι:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m²

Η απόδοση του μεσαίου σωλήνα είναι 80%, η ηλιακή ακτινοβολία για τη Μόσχα είναι περίπου 1170 kWh/m² στο έτος. Έτσι, ένας σωλήνας θα παράγει ετησίως:

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

Πρέπει να σημειωθεί ότι πρόκειται για μια πολύ πρόχειρη εκτίμηση. Η ποσότητα της παραγόμενης ενέργειας εξαρτάται από τον προσανατολισμό της εγκατάστασης, τη γωνία, τη μέση ετήσια θερμοκρασία κ.λπ.

Με όλα τα είδη Εναλλακτικές πηγές ενέργειας και τρόπους χρήσης τους μπορείτε να βρείτε στο παρόν άρθρο.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Βίντεο #1. Επίδειξη λειτουργίας ηλιακού συλλέκτη το χειμώνα:

Βίντεο #2. Σύγκριση διαφορετικών μοντέλων ηλιακών συλλεκτών:

Καθ' όλη τη διάρκεια της ύπαρξής της, η ανθρωπότητα καταναλώνει ολοένα και περισσότερη ενέργεια κάθε χρόνο. Προσπάθειες χρήσης ελεύθερης ηλιακής ακτινοβολίας έχουν γίνει εδώ και πολύ καιρό, αλλά μόλις πρόσφατα κατέστη δυνατή η αποτελεσματική χρήση του ήλιου στα γεωγραφικά πλάτη μας. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα ηλιακά συστήματα είναι το μέλλον.

Θα θέλατε να αναφέρετε ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά στην οργάνωση της ηλιακής θέρμανσης για εξοχική κατοικία ή εξοχική κατοικία; Γράψτε σχόλια στο παρακάτω μπλοκ. Εδώ μπορείτε να κάνετε μια ερώτηση, να αφήσετε μια φωτογραφία που δείχνει τη διαδικασία συναρμολόγησης του συστήματος και να μοιραστείτε χρήσιμες πληροφορίες.