Dom » ogrzewanie » Kolektory słoneczne do ogrzewania domu: czy naprawdę można nimi ogrzać dom?

Kolektory słoneczne do ogrzewania domu: czy naprawdę można nimi ogrzać dom?

Systemy grzewcze w prywatnych domach wiejskich mogą być budowane na zupełnie innych źródłach energii. Mogą to być systemy oparte na kotłach, w których podgrzewanie chłodziwa opiera się na spalaniu różnego rodzaju paliwa, np. gazu lub ciekłego oleju napędowego. Kotły mogą być opalane węglem lub peletami drzewnymi. W każdym razie, aby uruchomić taki system grzewczy, oprócz faktycznej instalacji kotłów grzewczych, będziesz musiał również kupić samo paliwo. Ale ta pozycja wydatków może w pewnych sytuacjach nawet przekroczyć koszt instalacji systemu grzewczego. Tutaj przydają się kolektory słoneczne do ogrzewania domu.

Kolektory słoneczne na dachu prywatnego domu

Zawartość

Plusy i minusy kolektorów słonecznych do ogrzewania domu

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w autonomicznych systemach grzewczych wiąże się z kosztami finansowymi wyłącznie zakupu i instalacji takiego systemu, a także jego konserwacji i niezbędnych napraw konserwacyjnych. Ale po instalacji takie systemy zaczynają działać całkowicie autonomicznie i całkowicie bezpłatnie dla ich właścicieli. W rzeczywistości za promienie słoneczne nie trzeba nic płacić.

Niektórzy konsumenci wyrażają wątpliwości co do skuteczności instalacji i użytkowania kolektorów słonecznych w centralnej Rosji, gdzie nie ma tak wielu słonecznych dni, jak na przykład na Kubanie. Jednak kolektory słoneczne do podgrzewania wody mogą być wykorzystywane nie tylko jako główne źródło podgrzewania chłodziwa, ale także jako dodatkowe źródło. W tym przypadku urządzenie do podgrzewania wody zasilane energią słoneczną będzie działać tylko wtedy, gdy na niebie nie będzie chmur, a w pozostałych okresach można zastosować klasyczne urządzenia grzewcze, takie jak kotły gazowe.

schemat ogrzewania

Jeśli chodzi o efektywność wykorzystania kolektorów słonecznych pod względem stosunku ceny do zwrotu, polecamy zwrócić uwagę na północne prowincje Chin. Znaczna liczba domów w tych chińskich miastach i wsiach jest wyposażona w kolektory słoneczne do ogrzewania. Aktywność klimatyczna i słoneczna na tych obszarach nie różni się zbytnio od sąsiednich regionów Rosji: na przykład Terytorium Chabarowska i Transbajkał. Sam rozumiesz, że klimat na Transbaikaliach, miejscu, w którym skazani byli zesłani w czasach carskich, absolutnie nie jest słodki.Oznacza to, że zastosowanie kolektorów słonecznych do ogrzewania domów, nawet w regionach Rosji o najostrzejszym klimacie, jest nie tylko możliwe, ale także dość pożądane i ekonomiczne.

Sprawność kolektorów słonecznych grzewczych

Warto zauważyć, że kolektory słoneczne stały się być może dziś najbardziej wydajnymi urządzeniami wykorzystującymi energię słoneczną. Jeśli klasyczny słoneczna tablica fotowoltaiczna może wykazać wydajność tylko do 18 procent, wtedy kolektor słoneczny do ogrzewania osiąga godne pozazdroszczenia wskaźniki wydajności do 95 procent. Różnica jest oczywista.

Zasady działania kolektorów grzewczych

Jedną z głównych konstrukcji kolektorów słonecznych do ogrzewania są urządzenia typu próżniowego. Na podstawie nazwy wiadomo, że takie urządzenia będą gromadzić promieniującą energię słoneczną i przekazywać ją do podgrzewania wody lub innego chłodziwa. Tak to działa w rzeczywistości.

Autonomiczne systemy grzewcze z kolektorami słonecznymi składają się z następujących głównych elementów:

Właściwie kolektor słoneczny do ogrzewania - czyli urządzenie, które jest umieszczone w bezpośrednim świetle słonecznym i służy do podgrzewania chłodziwa,
Obwód wymiany ciepła: system rur, przez który porusza się gorący płyn chłodzący, stopniowo oddając swoje ciepło do ogrzewanych pomieszczeń,
Akumulator termiczny: jest to zbiornik na wodę, w którym przechowywana jest podgrzana woda do wykorzystania w przyszłości.

Tak więc kolektor słoneczny, składający się z rur, w których nie ma jeszcze podgrzanego chłodziwa, jest wystawiony na bezpośrednie działanie promieni słonecznych.Płyn chłodzący (zwykle woda, ale ewentualnie specjalny płyn niezamarzający) dostaje się do kolektora, tam się nagrzewa i jest przenoszony do obiegu wymiany ciepła, który jest zamontowany wewnątrz akumulatora ciepła. Ogrzany płyn chłodzący, poruszający się wewnątrz rurociągów obiegu wymiany ciepła, podgrzewa wodę w akumulatorze ciepła. Podgrzana woda w zasobniku jest magazynowana do czasu, gdy jest potrzebna, na przykład do momentu, gdy zostanie doprowadzona do domowych obwodów grzewczych i grzejników lub obwodów ciepłej wody użytkowej, np. do mycia.

Obieg dopływu wody w kolektorze grzewczym

Ponieważ energia słoneczna działa na kolektor całkowicie bezpłatnie, w systemie w każdej chwili znajduje się podgrzana woda, która jest podgrzewana przez stale krążący płyn chłodzący.

Naturalnie zbiornik akumulacyjny musi mieć doskonałą izolację termiczną, która pomaga jak najdłużej utrzymać temperaturę podgrzewanej wody. Pozwoli to uniknąć spadku temperatury wody w nocy, gdy nie ma ogrzewania słonecznego lub w okresach pochmurnej pogody. Aby zapewnić nieprzerwaną pracę takiego systemu w bardzo pochmurne lub deszczowe dni, w zbiorniku akumulacyjnym można zamontować zwykły elektryczny podgrzewacz wody.

Aby chłodziwo stale przekazywało ciepło słoneczne do podgrzewania wody, musi stale krążyć. W układach z kolektorami słonecznymi obieg nośnika ciepła może być wymuszony (z pompowaniem) lub naturalny (dym).

Rodzaje ogrzewania kolektorów słonecznych do domu

Współczesny przemysł opanował produkcję różnego rodzaju kolektorów słonecznych do ogrzewania.Aby zrozumieć, które z nich mogą być odpowiednie do zainstalowania domowego systemu ogrzewania lub obiegu ciepłej wody w twoim domu, musisz zapoznać się z ich odmianami. Istnieją dwa główne typy: płaskie i próżniowe, kolektory powietrzne są mniej rozpowszechnione.

Płaskie pochłanianie światła

Płaski kolektor słoneczny grzewczy to cienka skrzynka, wewnątrz której znajduje się specjalna substancja aktywnie akumulująca i pochłaniająca ciepło. Wierzch pudełka pokryty jest szkłem, które przepuszcza promienie słoneczne. Wewnątrz warstwy adsorpcyjnej gromadzącej ciepło znajduje się system rurociągów, wewnątrz których porusza się czynnik chłodzący. Jako chłodziwo w takich układach z reguły stosuje się glikol propylenowy.

segmentowy kolektor płaski

Próżnia

Wewnątrz próżniowego kolektora grzewczego, w miejscu pojedynczej płaskiej skrzynki, znajdują się puste rurki szklane lub kwarcowe, z których wypompowywane jest powietrze, następnie powstaje próżnia. Ale już wewnątrz takich pustych rurek znajdują się rurki z substancją pochłaniającą słoneczną energię cieplną. W związku z tym rurociągi z chłodziwem znajdują się wewnątrz rurek z adsorberem. Promienie słoneczne z łatwością przenikają próżnię w szczelinie między rurami i podgrzewają chłodziwo. Jednak ta sama próżnia zapobiega wstecznemu wyciekowi energii cieplnej z adsorbera do otaczającej przestrzeni, działając jako izolator ciepła.

kolektor próżniowy

Powietrze

Jak sama nazwa wskazuje, takie urządzenia nie mają termoizolacyjnej warstwy próżniowej. Dlatego efektywność ich działania będzie niższa niż kolektorów próżniowych.Takie urządzenia zaleca się instalować na obszarach o dużej liczbie słonecznych dni. Ponadto w takich kolektorach chłodziwem jest zwykłe powietrze. Przenosi się do ogrzewanego pomieszczenia za pomocą wentylatora lub naturalnej konwekcji. Praca wentylatora podczas ruchu powietrza również wymaga osobnego zasilania, co jest dodatkowym powodem, że system ten ma niższą wydajność niż kolektory płaskie czy próżniowe. Oczywiście w takim projekcie nie można mówić o zaopatrzeniu w ciepłą wodę.

Jak wybrać żądany typ rozdzielacza grzewczego?

Każdy rodzaj kolektorów słonecznych do ogrzewania ma swoje oczywiste zalety i oczywiste wady. Wybierając urządzenie, należy zwrócić uwagę, że kolektor płaski jest trwalszą konstrukcją, ale kolektory próżniowe są bardzo wrażliwe na wpływy zewnętrzne ze względu na obecność pustych rur powietrznych. Jednak w kolektorach płaskich cały system adsorpcyjny musi zostać wymieniony podczas naprawy, a w przypadku pęknięcia jednej z rur kolektora próżniowego można ograniczyć się do jego wymiany.

Kolektor powietrza, pomimo wszystkich swoich wad, jest niezwykle prostym urządzeniem i nie ma krytycznego znaczenia, gdy jest wystawiony na działanie niskich temperatur. Sprawdzi się nawet w ostrą syberyjską zimę.

Kolektor płaski idealnie nadaje się do podgrzewania wody w zakresie od 20 do 40 stopni powyżej temperatury otoczenia, a urządzenia próżniowe mają wyższy stopień nagrzewania chłodziwa. Dzięki temu w warunkach zimowych kolektor próżniowy będzie bardziej wydajny i po prostu możliwy do użycia. Ponadto lepiej zatrzymują ciepło podczas pracy w pochmurną pogodę i dobrze zatrzymują energię cieplną w niskich temperaturach.Jednak ogólna kruchość konstrukcji skraca żywotność próżniowych kolektorów słonecznych, które nie osiągają tego wskaźnika w przypadku urządzeń płaskich. Ten ostatni, jeśli jest dobrze wykonany, może przetrwać w Twoim domu od 15 do 30 lat.

Funkcje, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze kolekcjonera

Szybkość wymiany promienistej energii słonecznej słońca w energię cieplną chłodziwa w próżniowym kolektorze słonecznym zależy bezpośrednio od wielkości rur tego urządzenia. Jeśli rura próżniowa kolektora jest krótka i cienka, nie będzie w stanie wystarczająco efektywnie magazynować energii próżni. Zazwyczaj do kompletowania próżniowych kolektorów słonecznych stosuje się rury o długości do 2 metrów i średnicy około 6 centymetrów. Wewnątrz rury próżniowej można zamontować prostą lub zakrzywioną rurę w kształcie litery U, aby uzyskać bardziej efektywne gromadzenie ciepła.

Instalacja kolektora słonecznego do ogrzewania

Kolektor słoneczny wraz z układem akumulacji ciepła i zespołem obiegu wymiany ciepła jest dość złożonym układem technologicznym. Zestawy takiego sprzętu wyposażone są w szczegółowe instrukcje instalacji, a szczegółowe samouczki wideo można również znaleźć w Internecie. Ale przed zakupem i zainstalowaniem kolektora słonecznego konieczne jest zaprojektowanie systemu grzewczego. W tym procesie konieczne jest zaangażowanie specjalisty, który dokona niezbędnych obliczeń materiałów i sprzętu.

Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii może znacznie obniżyć koszty utrzymania domu, a ponadto uniezależnić od tradycyjnych dostawców energii.