民家の暖房システムは、まったく異なるエネルギー源で構築できます。これらは、ボイラーに基づくシステムであり、冷却剤の加熱は、ガスまたは液体ディーゼル燃料などのさまざまな種類の燃料の燃焼に基づいています。ボイラーは、石炭または木質ペレットで燃焼できます。いずれにせよ、そのような暖房システムを稼働させるには、暖房ボイラーの実際の設置に加えて、燃料自体も購入する必要があります。しかし、この支出項目は、特定の状況では、暖房システムの設置費用を超えることさえあります。これは、ソーラーコレクターが家の暖房に役立つ場所です。
民家の屋根に設置された太陽熱集熱器
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住宅暖房用ソーラーコレクターの長所と短所
自律暖房システムでの再生可能エネルギー源の使用には、そのようなシステムの購入と設置、およびそのメンテナンスと必要なメンテナンス修理のためだけに財務コストがかかります。しかし、インストール後、そのようなシステムは完全に自律的に機能し始め、所有者は完全に無料になります。実際、太陽光線にお金を払う必要はありません。
一部の消費者は、たとえばクバンほど晴れた日が少ないロシア中部にソーラーコレクターを設置して使用することの有効性について疑問を表明しています。ただし、水を加熱するためのソーラーコレクターは、冷却剤を加熱する主なソースとしてだけでなく、追加のソースとしても使用できます。この場合、太陽光発電による給湯装置は空に雲がない場合にのみ機能し、それ以外の期間はガスボイラーなどの従来の暖房装置を使用できます。
暖房方式
ソーラー コレクターの使用効率については、価格と収益率の観点から、中国北部の地方に注目することをお勧めします。これらの中国の都市や村では、かなりの数の家屋に暖房用の太陽熱収集器が装備されています。これらの地域の気候と太陽活動は、ハバロフスク地域やトランスバイカル地域など、隣接するロシアの地域とあまり変わらない。帝政時代に囚人が追放された場所であるトランスバイカリアの気候は、決して甘いものではないことをご存じでしょう。これは、気候が最も厳しいロシアの地域であっても、家を暖房するためのソーラーコレクターの使用が可能であるだけでなく、非常に需要があり、経済的であることを意味します。
太陽熱集熱器の効率
ソーラーコレクターは、今日の太陽エネルギーを使用するおそらく最も効率的なデバイスになったことは注目に値します.古典なら 太陽光発電アレイ 効率が最大 18% しかない場合、暖房用のソーラー コレクターは最大 95% といううらやましい効率に達します。違いは明らかです。
加熱コレクターの機能原理
太陽熱集熱器の主な設計の 1 つは、真空型デバイスです。名前に基づいて、そのようなデバイスが放射太陽エネルギーを収集し、それを温水または他の冷却剤に変換することは明らかです。これは実際に実際にどのように機能するかです。
ソーラーコレクターを組み込んだ自律暖房システムは、次の主要コンポーネントで構成されています。
- 実際には太陽熱収集器 - つまり、直射日光の下に置かれ、冷却剤を加熱するのに役立つ装置です。
- 熱交換回路: 高温の冷却液が移動する配管システムで、その熱を加熱された部屋に徐々に伝達します。
- 蓄熱器：これは、将来の使用のために加熱された水が貯蔵される水タンクです。
したがって、まだ加熱された冷却剤がないパイプで構成されるソーラーコレクターは、直射日光にさらされます。冷却液 (通常は水ですが、場合によっては特別な不凍液) がコレクターに入り、そこで加熱され、蓄熱器の内部に取り付けられている熱交換回路に転送されます。加熱されたクーラントは、熱交換回路のパイプライン内を移動し、蓄熱器内の水を加熱します。貯蔵タンク内の加熱された水は、必要になるまで、たとえば家庭用暖房回路および暖房用ラジエータまたは家庭用温水回路に、たとえば洗浄のために供給されるまで、貯蔵されます。
加熱マニホールド内の給水の循環
太陽エネルギーはコレクターに完全に無料で作用するため、常にシステム内に温水があり、常に循環する冷却剤によって加熱されます。
当然のことながら、蓄熱タンクは、温水の温度をできるだけ長く維持するのに役立つ優れた断熱性を備えている必要があります。これにより、太陽熱のない夜間や曇天時の水温低下を防ぐことができます。非常に曇りや雨の日にそのようなシステムの中断のない動作を確保するために、通常の電気温水器を蓄熱タンクに取り付けることができます。
冷却水が太陽光の熱を絶えず伝達して水を加熱するためには、冷却水が常に循環している必要があります。ソーラーコレクターを備えたシステムでは、熱伝達流体の循環は、強制的に（ポンプで）または自然に（煙）行うことができます。
家庭用暖房ソーラーコレクターの種類
現代の産業は、さまざまなタイプの太陽熱収集器の製造を習得しています。家庭用暖房システムまたは給湯回路を家に設置するのに適しているものを理解するには、それらの種類に慣れる必要があります。主にフラット型と真空型の 2 種類があり、エア コレクターはあまり普及していません。
フラット光吸収
フラットヒーティングソーラーコレクターは薄い箱で、その中には積極的に熱を蓄積して吸収する特殊な物質があります。ボックスの上部はガラスで覆われており、太陽光線が通過します。熱を収集する吸着層の内側には、冷却剤が移動するパイプラインのシステムがあります。そのようなシステムの冷却剤として、原則として、プロピレングリコールが使用されます。
セクショナルフラットコレクター
真空
真空加熱マニホールドの内部には、単一の平らな箱の代わりに、中空のガラス管または石英管があり、そこから空気が排出され、 それから 作成された真空があります。しかし、すでにそのような中空管の内部には、太陽熱エネルギーを吸収する物質を含む管があります。したがって、冷却剤を含むパイプラインは、吸着剤を含むチューブの内側にあります。太陽光線は、パイプ間の隙間の真空を容易に貫通し、クーラントを加熱します。ただし、同じ真空は、断熱材として機能し、吸着体から周囲の空間への熱エネルギーの逆漏れを防ぎます。
真空マニホールド
空気
名前が示すように、このようなデバイスには断熱真空層がありません。したがって、その作用効率はバキュームコレクターよりも低くなります。このような装置は、晴れの日が多い地域に設置することをお勧めします。さらに、そのようなコレクターでは、冷却剤は通常の空気です。扇風機や自然対流によって暖房された部屋に運ばれます。空気を移動させながらファンを動作させるには、別の電源が必要です. これは、このシステムがフラットまたはバキュームコレクターよりも効率が低い追加の理由です.もちろん、そのような設計では給湯の話はありません。
必要なタイプの加熱マニホールドの選択方法は?
太陽熱収集器の各タイプには、明らかな利点と明らかな欠点があります。デバイスを選択するときは、平らなコレクターの方が耐久性の高い設計であることに注意する必要がありますが、真空コレクターは中空のエア チューブが存在するため、外部の影響に非常に敏感です。しかし、平板コレクターは修理時に吸着システム全体を交換する必要があり、バキュームコレクターのチューブの 1 つが破損した場合は、それを交換するだけにとどまる可能性があります。
空気コレクターは、すべての欠点があるにもかかわらず、非常に単純なデバイスであり、低温にさらされている場合は重要ではありません。厳しいシベリアの冬でも活躍します。
平板コレクターは、周囲温度よりも 20 ～ 40 度高い範囲で水を加熱するのに理想的であり、真空装置は冷却剤の加熱度が高くなります。したがって、冬の条件では、真空コレクターはより効率的で、簡単に使用できます。また、曇った天候でも熱を保持し、寒い天候でも熱エネルギーを保持します。ただし、設計の全体的な脆弱性により、真空ソーラーコレクターの寿命が短くなり、フラットデバイスのこの指標には達しません。後者は、よく作られていれば、15年から30年の間あなたの家で持続することができます.
コレクターを選ぶ際に考慮すべき機能
太陽の放射太陽エネルギーの真空ソーラーコレクター内の冷却剤の熱エネルギーへの伝達率は、このデバイスのチューブのサイズに直接依存します。コレクタ真空管が短くて細い場合、真空エネルギーを十分に効率よく蓄えることができません。通常、真空ソーラーコレクターを完成させるために、長さ2メートル、直径約6センチのチューブが使用されます。より効率的な集熱のために、単純な直線または曲線の U 字管を真空管の内側に取り付けることができます。
太陽熱集熱器の設置
太陽熱収集器は、蓄熱システムと熱交換回路アセンブリとともに、かなり複雑な技術システムです。このような機器のキットには、詳細なインストール手順が付属しており、詳細なビデオ チュートリアルもインターネットで見つけることができます。ただし、ソーラーコレクターを購入して設置する前に、暖房システムを作成する必要があります。このプロセスでは、材料と機器の必要な計算を行う専門家を関与させることが不可欠です。
代替エネルギー源を使用すると、家を維持するコストを大幅に削減でき、さらに、従来のエネルギー供給業者から独立することができます.
家庭用暖房用ソーラーコレクター：ビデオ
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