Colectores solares para calefacción doméstica: ¿es realmente posible calentar tu hogar con ellos?

Los sistemas de calefacción en casas de campo privadas se pueden construir con fuentes de energía completamente diferentes. Pueden ser sistemas basados ​​en calderas, en los que el calentamiento del refrigerante se basa en la combustión de varios tipos de combustible, como gas o gasóleo líquido. Las calderas pueden funcionar con carbón o pellets de madera. En cualquier caso, para poner en funcionamiento dicho sistema de calefacción, además de la instalación real de calderas de calefacción, también deberá comprar el combustible en sí. Pero este gasto puede, en una situación determinada, incluso superar el coste de instalación de un sistema de calefacción. Aquí es donde los colectores solares pueden ser útiles para calentar su hogar.

Colectores de calefacción solar en el techo de una casa privada

Pros y contras de los colectores solares para calentar el hogar

El uso de fuentes de energía renovables en sistemas de calefacción autónomos implica costos financieros únicamente para la compra e instalación de dicho sistema, así como para su mantenimiento y las reparaciones de mantenimiento necesarias. Pero después de la instalación, dichos sistemas comienzan a funcionar de forma completamente autónoma y absolutamente gratuita para sus propietarios. De hecho, no tienes que pagar nada por los rayos del sol.

Algunos consumidores expresan dudas sobre la efectividad de instalar y usar colectores solares en el centro de Rusia, donde no hay tantos días soleados como, por ejemplo, en Kuban. Sin embargo, los colectores solares para calentar agua pueden usarse no solo como fuente principal de calentamiento del refrigerante, sino también como fuente adicional. En este caso, el dispositivo de calentamiento de agua con energía solar solo funcionará cuando no haya nubes en el cielo, y en otros períodos, se pueden usar dispositivos de calefacción clásicos, como calderas de gas.

esquema de calefacción

En cuanto a la eficiencia del uso de colectores solares en términos de relación precio-rendimiento, le recomendamos que preste atención a las provincias del norte de China. Un número significativo de casas en estas ciudades y pueblos chinos están equipados con colectores solares para calefacción. El clima y la actividad solar en estas áreas no es muy diferente de las regiones rusas adyacentes: por ejemplo, los territorios de Khabarovsk y Trans-Baikal. Usted mismo comprende que el clima en Transbaikalia, el lugar donde se exiliaba a los convictos en la época zarista, no es en absoluto azucarado.Esto significa que el uso de colectores solares para calentar casas, incluso en las regiones rusas con el clima más severo, no solo es posible, sino también muy demandado y económico.

Eficiencia de los colectores de calor solar

Vale la pena señalar que los colectores solares se han convertido quizás en los dispositivos más eficientes que utilizan energía solar en la actualidad. si es clasico matriz solar fotovoltaica puede mostrar una eficiencia de solo hasta el 18 por ciento, entonces un colector solar para calefacción alcanza tasas de eficiencia envidiables de hasta el 95 por ciento. La diferencia es obvia.

Principios de funcionamiento de los colectores de calefacción.

Uno de los principales diseños de colectores solares de calefacción son los dispositivos de tipo vacío. Según el nombre, es obvio que tales dispositivos recolectarán energía solar radiante y la transferirán para calentar agua u otro refrigerante. Así es como funciona en la realidad.

Los sistemas de calefacción autónomos que incorporan colectores solares constan de los siguientes componentes principales:

• En realidad colector de calefacción solar - es decir, un dispositivo que se coloca en la luz solar directa y sirve para calentar el refrigerante,
• Circuito de intercambio de calor: un sistema de tuberías a través del cual se mueve un refrigerante caliente, transfiriendo gradualmente su calor a las habitaciones calentadas,
• Acumulador térmico: se trata de un depósito de agua en el que se almacena agua calentada para su uso futuro.

Entonces, el colector solar, que consta de tuberías en las que aún no hay refrigerante calentado, está expuesto a la luz solar directa.El fluido refrigerante (generalmente agua, pero posiblemente un anticongelante especial) ingresa al colector, se calienta allí y se transfiere al circuito de intercambio de calor, que está montado dentro del acumulador de calor. El refrigerante calentado, moviéndose dentro de las tuberías del circuito de intercambio de calor, calienta el agua en el acumulador de calor. El agua calentada en el acumulador se almacena hasta que se necesite, por ejemplo, hasta que se suministre a los circuitos de calefacción domésticos y radiadores de calefacción o circuitos de agua caliente sanitaria, por ejemplo, para el lavado.

Circulación del suministro de agua en el colector de calefacción.

Dado que la energía solar actúa sobre el colector de forma totalmente gratuita, en todo momento hay agua calentada en el sistema, que es calentada por un refrigerante en circulación constante.

Naturalmente, el tanque acumulador de calor debe tener un excelente aislamiento térmico, lo que ayuda a mantener la temperatura del agua calentada durante el mayor tiempo posible. Esto evitará que la temperatura del agua baje por la noche cuando no hay calefacción solar o durante los períodos de tiempo nublado. Para garantizar el funcionamiento ininterrumpido de dicho sistema en días muy nublados o lluviosos, se puede montar un calentador de agua eléctrico común en el tanque acumulador de calor.

Para que el refrigerante transfiera constantemente el calor de la luz solar para calentar el agua, debe circular constantemente. En sistemas con colectores solares, la circulación del fluido caloportador puede ser forzada (con bombeo) o natural (humo).

Tipos de colectores solares de calefacción para el hogar.

La industria moderna ha dominado la producción de varios tipos de colectores de calefacción solar.Para comprender cuál de ellos puede ser adecuado para instalar un sistema de calefacción o un circuito de agua caliente en su hogar, debe familiarizarse con sus variedades. Hay dos tipos principales: planos y de vacío, los colectores de aire están menos extendidos.

Absorción de luz plana

Un colector solar de calentamiento plano es una caja delgada, dentro de la cual hay una sustancia especial que acumula y absorbe calor activamente. La parte superior de la caja está cubierta con vidrio, lo que permite el paso de los rayos del sol. Dentro de la capa de adsorción, que acumula calor, hay un sistema de tuberías, dentro de las cuales se mueve el refrigerante. Como refrigerante en tales sistemas, por regla general, se usa propilenglicol.

colector plano seccional

Vacío

Dentro del colector de calentamiento al vacío, en lugar de una sola caja plana, hay tubos huecos de vidrio o cuarzo desde los cuales se bombea el aire, después se crea un vacío. Pero ya dentro de esos tubos huecos hay tubos con una sustancia que absorbe la energía solar térmica. En consecuencia, las tuberías con el refrigerante están dentro de los tubos con el adsorbente. Los rayos del sol penetran fácilmente el vacío en el espacio entre las tuberías y calientan el refrigerante. Sin embargo, el mismo vacío evita la fuga inversa de energía térmica desde el adsorbedor hacia el espacio circundante, actuando como aislante térmico.

colector de vacío

Aire

Como su nombre lo indica, dichos dispositivos no tienen una capa de vacío aislante del calor. Por lo tanto, la eficiencia de su acción será menor que la de los colectores de vacío.Se recomienda instalar dichos dispositivos en áreas con una gran cantidad de días soleados. Además, en tales colectores, el refrigerante es aire ordinario. Se transfiere a una habitación calentada por un ventilador o convección natural. El funcionamiento del ventilador mientras se mueve el aire también requiere una fuente de alimentación separada.Esta es una razón adicional por la que este sistema tiene una eficiencia menor que los colectores planos o de vacío. Por supuesto, no se puede hablar de ningún suministro de agua caliente en tal diseño.

¿Cómo elegir el tipo requerido de colector de calefacción?

Cada tipo de colectores de calefacción solar tiene sus ventajas y desventajas obvias. Al elegir un dispositivo, debe prestar atención a que un colector plano es un diseño más duradero, pero los colectores de vacío son muy sensibles a las influencias externas debido a la presencia de tubos de aire huecos. Sin embargo, en los colectores de placa plana, se debe reemplazar todo el sistema de adsorción durante la reparación, y si se rompe uno de los tubos del colector de vacío, se puede limitar a reemplazarlo.

El colector de aire, con todas sus deficiencias, es un dispositivo extremadamente simple y no es crítico cuando se expone a bajas temperaturas. Puede funcionar incluso en el feroz invierno siberiano.

Un colector de placa plana es ideal para calentar agua en el rango de 20 a 40 grados por encima de la temperatura ambiente, y los dispositivos de vacío tienen un mayor grado de calentamiento del refrigerante. Por lo tanto, en condiciones invernales, el colector de vacío será más eficiente y fácil de usar. También retienen mejor el calor cuando se trabaja en un clima nublado y retienen bien la energía térmica en condiciones de clima frío.Sin embargo, la fragilidad general del diseño reduce la vida útil de los colectores solares de vacío, que no alcanzan este indicador de dispositivos planos. Este último, si está bien hecho, puede durar en tu hogar de 15 a 30 años.

Características a tener en cuenta a la hora de elegir un colector

La tasa de transferencia de la energía solar radiante del sol a la energía térmica del refrigerante en un colector solar de vacío depende directamente del tamaño de los tubos de este dispositivo. Si el tubo de vacío del colector es corto y delgado, no podrá almacenar energía de vacío de manera suficientemente eficiente. Por lo general, se utilizan tubos de hasta 2 metros de largo con un diámetro de unos 6 centímetros para completar los colectores solares de vacío. Se puede montar un simple tubo en U recto o curvo dentro del tubo de vacío para una recolección de calor más eficiente.

Instalación de un colector de calefacción solar.

El colector solar térmico, junto con el sistema de almacenamiento de calor y el conjunto del circuito de intercambio de calor, es un sistema tecnológico bastante complejo. Los kits de dichos equipos están equipados con instrucciones de instalación detalladas, y también se pueden encontrar tutoriales en video detallados en Internet. Pero antes de comprar e instalar un colector solar, es necesario diseñar un sistema de calefacción. En este proceso, es imperativo involucrar a un especialista que hará los cálculos necesarios de materiales y equipos.

El uso de fuentes de energía alternativas puede reducir significativamente el costo de mantenimiento de su hogar, además, puede independizarlo de los proveedores de energía tradicionales.

Colectores solares para calefacción doméstica: video.

Reseñas honestas sobre el funcionamiento de colectores solares de varios modelos para calefacción doméstica.

Modelo KS 2000

Tiempo de trabajo - 3 años:

Modelo RKraft

Tiempo de trabajo - 5 años:

Colector de vacío Altek

1 año de funcionamiento:

La eficiencia del colector de vacío en invierno:

modelo cromático

Experiencia operativa - 4 años:

Modelo ATMOSPHERE SVK Nano

En el mercado desde 2013:

¿Es posible hacer un colector solar que realmente funcione con sus propias manos?