Col·lectors solars per a la calefacció de la llar: és realment possible escalfar casa amb ells?

Els sistemes de calefacció a les cases de camp privades es poden construir amb fonts d'energia completament diferents. Poden ser sistemes basats en calderes, en els quals l'escalfament del refrigerant es basa en la combustió de diversos tipus de combustible, com el gas o el gasoil líquid. Les calderes es poden encendre amb carbó o pellets de llenya. En qualsevol cas, per posar en funcionament aquest sistema de calefacció, a més de la instal·lació real de calderes de calefacció, també haureu d'adquirir el propi combustible. Però aquesta partida de despesa pot, en una situació determinada, fins i tot superar el cost d'instal·lar un sistema de calefacció. Aquí és on els col·lectors solars poden ser útils per escalfar casa.

Col·lectors de calefacció solar al terrat d'una casa particular

Pros i contres dels col·lectors solars per a la calefacció de la llar

L'ús de fonts d'energia renovables en sistemes de calefacció autònoms implica despeses financeres únicament per la compra i instal·lació d'aquest sistema, així com pel seu manteniment i reparacions necessàries. Però després de la instal·lació, aquests sistemes comencen a funcionar de manera totalment autònoma i totalment gratuïta per als seus propietaris. De fet, no cal pagar res pels raigs del sol.

Alguns consumidors expressen dubtes sobre l'eficàcia d'instal·lar i utilitzar col·lectors solars al centre de Rússia, on no hi ha tants dies assolellats com, per exemple, al Kuban. Tanmateix, els col·lectors solars per escalfar aigua es poden utilitzar no només com a font principal d'escalfament del refrigerant, sinó també com a font addicional. En aquest cas, el dispositiu d'escalfament d'aigua amb energia solar només funcionarà quan no hi hagi núvols al cel i, en altres períodes, es poden utilitzar dispositius de calefacció clàssics, com les calderes de gas.

esquema de calefacció

Pel que fa a l'eficiència d'utilitzar col·lectors solars en termes de relació preu-retorn, us recomanem que presteu atenció a les províncies del nord de la Xina. Un nombre important de cases d'aquestes ciutats i pobles xinesos estan equipades amb col·lectors solars per a la calefacció. El clima i l'activitat solar en aquestes zones no són massa diferents de les regions russes adjacents: per exemple, els territoris de Khabarovsk i Trans-Baikal. Tu mateix entens que el clima a Transbaikalia, el lloc on s'exiliaven els condemnats a l'època tsarista, no és del tot ensucrat.Això significa que l'ús de col·lectors solars per escalfar cases, fins i tot a les regions russes amb el clima més sever, no només és possible, sinó que també és molt demandat i econòmic.

Eficiència dels col·lectors de calefacció solar

Val la pena assenyalar que els col·lectors solars s'han convertit potser en els dispositius més eficients que utilitzen l'energia solar en l'actualitat. Si és clàssic panell solar fotovoltaic pot mostrar una eficiència de només un 18 per cent, aleshores un col·lector solar per a la calefacció assoleix taxes d'eficiència envejables de fins a un 95 per cent. La diferència és evident.

Principis de funcionament dels col·lectors de calefacció

Un dels principals dissenys dels col·lectors de calefacció solar són els dispositius de buit. Segons el nom, és obvi que aquests dispositius recolliran l'energia solar radiant i la transferiran a l'aigua calenta o un altre refrigerant. En realitat, així és com funciona en realitat.

Els sistemes de calefacció autònoms que incorporen col·lectors solars consten dels components principals següents:

• En realitat, col·lector de calefacció solar, és a dir, un dispositiu que es col·loca a la llum solar directa i serveix per escalfar el refrigerant,
• Circuit d'intercanvi de calor: un sistema de canonades a través del qual es mou un refrigerant calent, transferint gradualment la seva calor a habitacions climatitzades,
• Acumulador tèrmic: es tracta d'un dipòsit d'aigua en el qual s'emmagatzema aigua calenta per a un ús futur.

Així, el col·lector solar, format per canonades en què encara no hi ha refrigerant escalfat, està exposat a la llum solar directa.El líquid refrigerant (normalment aigua, però possiblement anticongelant especial) entra al col·lector, s'escalfa allà i es trasllada al circuit d'intercanvi de calor, que està muntat dins de l'acumulador de calor. El refrigerant escalfat, que es mou dins de les canonades del circuit d'intercanvi de calor, escalfa l'aigua de l'acumulador de calor. L'aigua escalfada del dipòsit d'emmagatzematge s'emmagatzema fins que es necessita, per exemple, fins que es subministra als circuits de calefacció domèstic i radiadors de calefacció o circuits d'aigua calenta sanitària, per exemple per al rentat.

Circulació del subministrament d'aigua al col·lector de calefacció

Com que l'energia solar actua sobre el col·lector de forma totalment gratuïta, hi ha aigua escalfada al sistema en qualsevol moment, que s'escalfa amb un refrigerant que circula constantment.

Naturalment, el dipòsit acumulador de calor ha de tenir un excel·lent aïllament tèrmic, que ajudi a mantenir la temperatura de l'aigua calenta durant el màxim de temps possible. Això evitarà un descens de la temperatura de l'aigua a la nit quan no hi hagi calefacció solar o durant els períodes de temps ennuvolat. Per garantir el funcionament ininterromput d'aquest sistema en dies molt ennuvolats o plujosos, es pot muntar un escalfador d'aigua elèctric normal al dipòsit acumulador de calor.

Perquè el refrigerant transfereixi constantment la calor de la llum solar per escalfar l'aigua, ha de circular constantment. En sistemes amb col·lectors solars, la circulació del fluid caloportador pot ser forçada (amb bombeig) o natural (fums).

Tipus de col·lectors solars de calefacció per a la llar

La indústria moderna ha dominat la producció de diversos tipus de col·lectors de calefacció solar.Per entendre quins d'ells poden ser adequats per instal·lar un sistema de calefacció domèstic o un circuit d'aigua calenta a casa, cal que us familiaritzeu amb les seves varietats. Hi ha dos tipus principals: plans i al buit, els col·lectors d'aire estan menys estesos.

Plana que absorbeix la llum

Un col·lector solar de calefacció plana és una caixa fina, dins de la qual hi ha una substància especial que s'acumula activament i absorbeix la calor. La part superior de la caixa està coberta de vidre, que permet que els raigs solars passin. Dins de la capa adsorbent, que recull calor, hi ha un sistema de canonades, dins del qual es mou el refrigerant. Com a refrigerant en aquests sistemes, per regla general, s'utilitza propilenglicol.

col·lector pla seccional

El buit

Dins del col·lector de calefacció al buit, en lloc d'una única caixa plana, hi ha tubs buits de vidre o quars dels quals es bombeja l'aire, aleshores es crea un buit. Però ja dins d'aquests tubs buits hi ha tubs amb una substància que absorbeix l'energia solar tèrmica. En conseqüència, les canonades amb el refrigerant es troben dins dels tubs amb l'adsorbidor. Els raigs del sol penetren fàcilment el buit a l'espai entre les canonades i escalfen el refrigerant. Tanmateix, el mateix buit evita la fuita inversa d'energia tèrmica de l'adsorbidor a l'espai circumdant, actuant com a aïllant tèrmic.

col·lector de buit

Aire

Com el seu nom indica, aquests dispositius no tenen una capa de buit aïllant la calor. Per tant, l'eficiència de la seva acció serà inferior a la dels col·lectors de buit.Es recomana instal·lar aquests dispositius en zones amb un gran nombre de dies assolellats. A més, en aquests col·lectors, el refrigerant és l'aire normal. Es trasllada a una habitació climatitzada mitjançant un ventilador o convecció natural. El funcionament del ventilador mentre es mou l'aire també requereix una font d'alimentació independent, una raó addicional perquè aquest sistema té una eficiència més baixa que els col·lectors plans o al buit. Per descomptat, no es pot parlar de cap subministrament d'aigua calenta en aquest disseny.

Com triar el tipus de col·lector de calefacció necessari?

Cada tipus de col·lectors de calefacció solar té els seus avantatges i desavantatges evidents. Quan escolliu un dispositiu, heu de prestar atenció al fet que un col·lector pla és un disseny més durador, però els col·lectors al buit són molt sensibles a les influències externes a causa de la presència de tubs d'aire buits. Tanmateix, en els col·lectors de placa plana, durant la reparació s'ha de substituir tot el sistema d'adsorció i, si es trenca un dels tubs del col·lector al buit, es pot limitar a substituir-lo.

El col·lector d'aire, malgrat tots els seus inconvenients, és un dispositiu extremadament senzill, i no és crític quan s'exposa a baixes temperatures. Pot funcionar fins i tot en el ferotge hivern siberià.

Un col·lector de placa plana és ideal per escalfar aigua en un rang de 20 a 40 graus superior a la temperatura ambient, i els dispositius de buit tenen un grau d'escalfament més elevat del refrigerant. Així, en condicions hivernals, el col·lector de buit serà més eficient i senzill d'utilitzar. També retenen millor la calor quan es treballen en temps ennuvolat i retenen bé l'energia tèrmica en condicions de clima fred.Tanmateix, la fragilitat general del disseny redueix la vida útil dels col·lectors solars al buit, que no aconsegueixen aquest indicador per als dispositius plans. Aquest últim, si està ben fet, pot durar a casa teva entre 15 i 30 anys.

Característiques a tenir en compte a l'hora d'escollir un col·leccionista

La velocitat de transferència de l'energia solar radiant del sol a l'energia tèrmica del refrigerant en un col·lector solar al buit depèn directament de la mida dels tubs d'aquest dispositiu. Si el tub de buit del col·lector és curt i prim, no podrà emmagatzemar l'energia del buit de manera prou eficient. Normalment, s'utilitzen tubs de fins a 2 metres de llarg amb un diàmetre d'uns 6 centímetres per completar els col·lectors solars al buit. Un simple tub recte o corbat en U es pot muntar dins del tub de buit per a una recollida de calor més eficient.

Instal·lació d'un col·lector de calefacció solar

El col·lector de calefacció solar, juntament amb el sistema d'emmagatzematge de calor i el conjunt del circuit d'intercanvi de calor, és un sistema tecnològic força complex. Els kits d'aquests equips estan equipats amb instruccions d'instal·lació detallades i també es poden trobar tutorials de vídeo detallats a Internet. Però abans de comprar i instal·lar un col·lector solar, cal dissenyar un sistema de calefacció. En aquest procés, és imprescindible implicar un especialista que faci els càlculs necessaris de materials i equips.

L'ús de fonts d'energia alternatives pot reduir significativament el cost de manteniment de la teva llar, a més, pot fer-te independent dels proveïdors d'energia tradicionals.

Col·lectors solars per a la calefacció de la llar: vídeo

Revisions honestes sobre el funcionament dels col·lectors solars de diversos models per a la calefacció de la llar

Model KS 2000

Temps de treball - 3 anys:

Model RKraft

Temps de treball - 5 anys:

Colector de buit Altek

1 any de funcionament:

L'eficiència del col·lector de buit a l'hivern:

Model de cromàgen

Experiència operativa - 4 anys:

Model ATMOSPHERE SVK Nano

Al mercat des de 2013:

És possible fer un col·lector solar que funcioni amb les teves pròpies mans?