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Sonnenkollektoren für die Hausheizung: Ist es wirklich möglich, Ihr Haus damit zu heizen?

Heizungsanlagen in privaten Landhäusern können auf ganz unterschiedlichen Energieträgern aufbauen. Dies können kesselbasierte Systeme sein, bei denen die Erwärmung des Kühlmittels auf der Verbrennung verschiedener Brennstoffarten wie Gas oder flüssigem Dieselkraftstoff basiert. Die Kessel können mit Kohle oder Holzpellets befeuert werden. Um eine solche Heizungsanlage in Betrieb zu nehmen, müssen Sie in jedem Fall neben der eigentlichen Installation von Heizkesseln auch den Brennstoff selbst kaufen. Aber dieser Ausgabenposten kann unter Umständen sogar die Kosten für den Einbau einer Heizungsanlage übersteigen. Hier können Sonnenkollektoren zum Heizen Ihres Hauses hilfreich sein.

Sonnenkollektoren auf dem Dach eines Privathauses

Vor- und Nachteile von Sonnenkollektoren für die Hausheizung

Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen in autonomen Heizsystemen ist mit finanziellen Kosten allein für die Anschaffung und Installation eines solchen Systems sowie für dessen Wartung und notwendige Instandhaltungsreparaturen verbunden. Aber nach der Installation beginnen solche Systeme völlig autonom und absolut kostenlos für ihre Besitzer zu arbeiten. Tatsächlich müssen Sie für die Sonnenstrahlen nichts bezahlen.

Einige Verbraucher zweifeln an der Wirksamkeit der Installation und Verwendung von Sonnenkollektoren in Zentralrussland, wo es nicht so viele Sonnentage gibt wie beispielsweise im Kuban. Solarkollektoren zum Erhitzen von Wasser können jedoch nicht nur als Hauptquelle zum Erhitzen des Kühlmittels, sondern auch als zusätzliche Quelle verwendet werden. In diesem Fall funktioniert der solarbetriebene Warmwasserbereiter nur, wenn keine Wolken am Himmel sind, und in anderen Zeiten können klassische Heizgeräte wie Gasthermen verwendet werden.

Heizschema

Bezüglich der Effizienz des Einsatzes von Solarkollektoren im Hinblick auf das Preis-Rendite-Verhältnis empfehlen wir Ihnen, auf die nördlichen Provinzen Chinas zu achten. Eine beträchtliche Anzahl von Häusern in diesen chinesischen Städten und Dörfern ist mit Sonnenkollektoren zum Heizen ausgestattet. Das Klima und die Sonnenaktivität in diesen Gebieten unterscheiden sich nicht allzu sehr von den angrenzenden russischen Regionen: zum Beispiel den Chabarowsk- und Transbaikal-Territorien. Sie selbst verstehen, dass das Klima in Transbaikalia, dem Ort, an dem zu Zarenzeiten Sträflinge verbannt wurden, absolut nicht zuckrig ist.Damit ist der Einsatz von Sonnenkollektoren zur Beheizung von Häusern auch in russischen Regionen mit härtestem Klima nicht nur möglich, sondern auch sehr gefragt und wirtschaftlich.

Wirkungsgrad von Solarkollektoren

Es ist erwähnenswert, dass Sonnenkollektoren heute vielleicht die effizientesten Geräte sind, die Sonnenenergie nutzen. Wenn klassisch Solar-Photovoltaik-Anlage nur einen Wirkungsgrad von bis zu 18 Prozent vorweisen kann, erreicht ein Solarkollektor zum Heizen beneidenswerte Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent. Der Unterschied ist offensichtlich.

Funktionsprinzipien von Heizkollektoren

Eines der Hauptdesigns von Solarkollektoren sind Vakuumgeräte. Anhand des Namens ist es offensichtlich, dass solche Geräte strahlende Sonnenenergie sammeln und an Heizwasser oder andere Kühlmittel übertragen. So funktioniert es tatsächlich in der Realität.

Autonome Heizsysteme mit Sonnenkollektoren bestehen aus folgenden Hauptkomponenten:

Eigentlich Solarwärmekollektor - also ein Gerät, das in direktes Sonnenlicht gestellt wird und zur Erwärmung des Kühlmittels dient,
Wärmetauscherkreislauf: ein Rohrleitungssystem, durch das sich ein heißes Kühlmittel bewegt und seine Wärme allmählich an beheizte Räume abgibt,
Wärmespeicher: Dies ist ein Wassertank, in dem erwärmtes Wasser für die zukünftige Verwendung gespeichert wird.

So wird der Sonnenkollektor, bestehend aus Rohren, in denen sich noch nicht erwärmtes Kühlmittel befindet, direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt.Die Kühlflüssigkeit (meist Wasser, ggf. spezielles Frostschutzmittel) gelangt in den Kollektor, erwärmt sich dort und wird an den Wärmetauscherkreislauf übergeben, der im Inneren des Wärmespeichers angeordnet ist. Das erwärmte Kühlmittel, das sich in den Rohrleitungen des Wärmetauscherkreislaufs bewegt, erwärmt das Wasser im Wärmespeicher. Das erwärmte Wasser im Speicher wird gespeichert, bis es benötigt wird, beispielsweise bis es den häuslichen Heizkreisläufen und Heizkörpern oder Warmwasserkreisläufen, beispielsweise zum Waschen, zugeführt wird.

Zirkulation der Wasserversorgung im Heizungsverteiler

Da die Sonnenenergie völlig kostenlos auf den Kollektor einwirkt, befindet sich jederzeit erwärmtes Wasser im System, das durch ein ständig zirkulierendes Kühlmittel erwärmt wird.

Natürlich muss der Wärmespeicher über eine hervorragende Wärmedämmung verfügen, die dazu beiträgt, die Temperatur des erwärmten Wassers möglichst lange zu halten. Dadurch wird ein Absinken der Wassertemperatur nachts ohne Solarheizung oder bei bewölktem Wetter vermieden. Um den unterbrechungsfreien Betrieb eines solchen Systems an sehr bewölkten oder regnerischen Tagen zu gewährleisten, kann ein gewöhnlicher elektrischer Warmwasserbereiter in den Wärmespeichertank eingebaut werden.

Damit das Kühlmittel die Wärme des Sonnenlichts ständig auf heißes Wasser übertragen kann, muss es ständig zirkulieren. Bei Anlagen mit Sonnenkollektoren kann die Zirkulation der Wärmeträgerflüssigkeit forciert (mit Pumpen) oder natürlich (Rauch) erfolgen.

Arten von Heizsonnenkollektoren für das Haus

Die moderne Industrie beherrscht die Herstellung verschiedener Arten von Sonnenkollektoren.Um zu verstehen, welche davon für die Installation einer Hausheizung oder eines Warmwasserkreislaufs in Ihrem Haus geeignet sind, müssen Sie sich mit ihren Varianten vertraut machen. Es gibt zwei Haupttypen: Flach- und Vakuumkollektoren, Luftkollektoren sind weniger verbreitet.

Flach lichtabsorbierend

Ein flacher Sonnenkollektor ist eine dünne Box, in der sich eine spezielle Substanz befindet, die aktiv Wärme ansammelt und aufnimmt. Die Oberseite der Box ist mit Glas bedeckt, das die Sonnenstrahlen durchlässt. Innerhalb der Adsorptionsschicht, die Wärme sammelt, befindet sich ein Rohrleitungssystem, in dem sich das Kühlmittel bewegt. Als Kühlmittel in solchen Systemen wird in der Regel Propylenglykol verwendet.

sektionaler Flachkollektor

Vakuum

Im Inneren des Vakuumheizverteilers befinden sich anstelle eines einzelnen flachen Kastens hohle Glas- oder Quarzrohre, aus denen Luft herausgepumpt wird. dann es entsteht ein vakuum. Aber bereits in solchen Hohlröhren befinden sich Röhren mit einer Substanz, die Sonnenenergie absorbiert. Dementsprechend befinden sich die Rohrleitungen mit dem Kühlmittel innerhalb der Rohre mit dem Adsorber. Die Sonnenstrahlen dringen leicht durch das Vakuum im Spalt zwischen den Rohren und erhitzen das Kühlmittel. Das gleiche Vakuum verhindert jedoch das Rücklecken von Wärmeenergie aus dem Adsorber in den umgebenden Raum und wirkt als Wärmeisolator.

Vakuumverteiler

Luft

Wie der Name schon sagt, haben solche Geräte keine wärmeisolierende Vakuumschicht. Daher ist die Effizienz ihrer Wirkung geringer als die von Vakuumkollektoren.Es wird empfohlen, solche Geräte in Gebieten mit vielen Sonnentagen zu installieren. Darüber hinaus ist das Kühlmittel in solchen Kollektoren gewöhnliche Luft. Es wird durch einen Ventilator oder natürliche Konvektion in einen beheizten Raum übertragen. Auch der Lüfterbetrieb bei bewegter Luft erfordert eine separate Stromversorgung, ein weiterer Grund dafür, dass dieses System einen geringeren Wirkungsgrad als Flach- oder Vakuumkollektoren hat. Von einer Warmwasserversorgung kann bei einer solchen Konstruktion natürlich keine Rede sein.

Wie wählt man den gewünschten Heizungsverteilertyp aus?

Jede Art von Solarkollektoren hat ihre offensichtlichen Vorteile und offensichtlichen Nachteile. Bei der Geräteauswahl sollten Sie darauf achten, dass ein Flachkollektor eine langlebigere Konstruktion ist, Vakuumkollektoren jedoch aufgrund der vorhandenen hohlen Luftschläuche sehr empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen sind. Bei Flachkollektoren muss jedoch bei der Reparatur das gesamte Adsorptionssystem ausgetauscht werden, und wenn eine der Röhren des Vakuumkollektors bricht, kann man sich auf den Austausch beschränken.

Der Luftkollektor ist trotz all seiner Mängel ein äußerst einfaches Gerät und ist nicht kritisch, wenn er niedrigen Temperaturen ausgesetzt wird. Es kann sogar im strengen sibirischen Winter funktionieren.

Ein Flachkollektor ist ideal zum Erhitzen von Wasser im Bereich von 20 bis 40 Grad über der Umgebungstemperatur, und Vakuumgeräte haben einen höheren Erwärmungsgrad des Kühlmittels. Somit wird der Vakuumkollektor unter winterlichen Bedingungen effizienter und einfacher zu verwenden sein. Sie speichern auch die Wärme besser, wenn Sie bei bewölktem Wetter arbeiten, und speichern die Wärmeenergie bei kaltem Wetter gut.Die allgemeine Zerbrechlichkeit des Designs reduziert jedoch die Lebensdauer von Vakuum-Solarkollektoren, die diesen Indikator für flache Geräte nicht erreichen. Letzteres kann bei guter Verarbeitung 15 bis 30 Jahre in Ihrem Zuhause halten.

Merkmale, die bei der Auswahl eines Kollektors zu berücksichtigen sind

Die Umwandlungsrate der Strahlungsenergie der Sonne in die Wärmeenergie des Kühlmittels in einem Vakuum-Solarkollektor hängt direkt von der Größe der Röhren dieses Geräts ab. Wenn die Kollektor-Vakuumröhre kurz und dünn ist, kann sie Vakuumenergie nicht effizient genug speichern. Typischerweise werden zur Komplettierung von Vakuum-Solarkollektoren bis zu 2 Meter lange Röhren mit einem Durchmesser von etwa 6 Zentimetern verwendet. Ein einfaches gerades oder gebogenes U-Rohr kann innerhalb des Vakuumrohrs montiert werden, um die Wärme effizienter zu sammeln.

Installation eines Sonnenkollektors

Der Solarwärmekollektor ist zusammen mit dem Wärmespeichersystem und der Wärmetauscherkreislaufbaugruppe ein ziemlich komplexes technologisches System. Kits solcher Geräte sind mit detaillierten Installationsanweisungen ausgestattet, und detaillierte Video-Tutorials finden Sie auch im Internet. Vor dem Kauf und der Installation eines Sonnenkollektors muss jedoch ein Heizsystem entworfen werden. In diesem Prozess ist es unbedingt erforderlich, einen Spezialisten hinzuzuziehen, der die erforderlichen Berechnungen von Materialien und Ausrüstung durchführt.

Die Nutzung alternativer Energiequellen kann die Kosten für den Unterhalt Ihres Hauses erheblich senken und Sie unabhängig von herkömmlichen Energieversorgern machen.