Coletores solares para aquecimento doméstico: é realmente possível aquecer sua casa com eles

Os sistemas de aquecimento em casas de campo particulares podem ser construídos com fontes de energia completamente diferentes. Estes podem ser sistemas baseados em caldeiras, em que o aquecimento do refrigerante é baseado na combustão de vários tipos de combustível, como gás ou óleo diesel líquido. As caldeiras podem ser abastecidas com carvão ou pellets de madeira. De qualquer forma, para colocar esse sistema de aquecimento em operação, além da instalação real de caldeiras de aquecimento, você também precisará comprar o próprio combustível. Mas este item de despesa pode, em determinada situação, exceder o custo de instalação de um sistema de aquecimento. É aqui que os coletores solares podem ser úteis para aquecer sua casa.

Coletores de aquecimento solar no telhado de uma casa particular

Prós e contras de coletores solares para aquecimento doméstico

A utilização de fontes de energia renováveis ​​em sistemas de aquecimento autónomos implica custos financeiros exclusivamente para a aquisição e instalação de tal sistema, bem como para a sua manutenção e reparações de manutenção necessárias. Mas após a instalação, esses sistemas começam a funcionar de forma totalmente autônoma e absolutamente gratuita para seus proprietários. Na verdade, você não precisa pagar nada pelos raios do sol.

Alguns consumidores expressam dúvidas sobre a eficácia da instalação e uso de coletores solares na Rússia central, onde não há tantos dias ensolarados como, por exemplo, no Kuban. No entanto, os coletores solares para aquecimento de água podem ser usados ​​não apenas como a principal fonte de aquecimento do refrigerante, mas também como fonte adicional. Nesse caso, o dispositivo de aquecimento de água movido a energia solar só funcionará quando não houver nuvens no céu e, em outros períodos, poderão ser usados ​​dispositivos de aquecimento clássicos, como caldeiras a gás.

esquema de aquecimento

Quanto à eficiência do uso de coletores solares em termos de relação preço-retorno, recomendamos que você preste atenção às províncias do norte da China. Um número significativo de casas nessas cidades e vilas chinesas está equipada com coletores solares para aquecimento. O clima e a atividade solar nessas áreas não são muito diferentes das regiões russas adjacentes: por exemplo, os territórios Khabarovsk e Trans-Baikal. Você mesmo entende que o clima na Transbaikalia, o lugar onde os condenados foram exilados nos tempos czaristas, não é nada açucarado.Isso significa que o uso de coletores solares para aquecimento de casas, mesmo nas regiões russas com o clima mais severo, não é apenas possível, mas também bastante procurado e econômico.

Eficiência de coletores de aquecimento solar

Vale a pena notar que os coletores solares tornaram-se talvez os dispositivos mais eficientes que usam a energia solar hoje. Se clássico painel solar fotovoltaico pode mostrar uma eficiência de apenas 18 por cento, então um coletor solar para aquecimento atinge taxas de eficiência invejáveis ​​de até 95 por cento. A diferença é óbvia.

Princípios de funcionamento de coletores de aquecimento

Um dos principais projetos de coletores de aquecimento solar são os dispositivos do tipo vácuo. Com base no nome, é óbvio que esses dispositivos coletam energia solar radiante e a transferem para aquecer água ou outro refrigerante. Na verdade, é assim que funciona na realidade.

Os sistemas de aquecimento autónomos com colectores solares são compostos pelos seguintes componentes principais:

• Na verdade coletor de aquecimento solar - ou seja, um dispositivo que é colocado sob luz solar direta e serve para aquecer o refrigerante,
• Circuito de troca de calor: um sistema de tubulação através do qual um refrigerante quente se move, transferindo gradualmente seu calor para ambientes aquecidos,
• Acumulador térmico: trata-se de um tanque de água no qual a água aquecida é armazenada para uso futuro.

Assim, o coletor solar, composto por tubos nos quais ainda não há refrigerante aquecido, é exposto à luz solar direta.O fluido refrigerante (geralmente água, mas possivelmente anticongelante especial) entra no coletor, aquece e é transferido para o circuito de troca de calor, que é montado dentro do acumulador de calor. O refrigerante aquecido, movendo-se dentro das tubulações do circuito de troca de calor, aquece a água no acumulador de calor. A água aquecida no acumulador é armazenada até ser necessária, por exemplo, até ser fornecida aos circuitos de aquecimento doméstico e radiadores de aquecimento ou circuitos de água quente sanitária, por exemplo, para lavagem.

Circulação de abastecimento de água no coletor de aquecimento

Como a energia solar atua no coletor de forma totalmente gratuita, há água aquecida no sistema a qualquer momento, que é aquecida por um refrigerante em constante circulação.

Naturalmente, o tanque do acumulador de calor deve ter um excelente isolamento térmico, o que ajuda a manter a temperatura da água aquecida pelo maior tempo possível. Isso evitará uma queda na temperatura da água à noite, quando não há aquecimento solar ou durante períodos de tempo nublado. Para garantir a operação ininterrupta de tal sistema em dias muito nublados ou chuvosos, um aquecedor elétrico de água comum pode ser montado no tanque do acumulador de calor.

Para que o refrigerante transfira constantemente o calor da luz solar para aquecer a água, ele deve circular constantemente. Em sistemas com coletores solares, a circulação do fluido de transferência de calor pode ser forçada (com bombeamento) ou natural (fumaça).

Tipos de coletores solares de aquecimento para a casa

A indústria moderna dominou a produção de vários tipos de coletores de aquecimento solar.Para entender qual deles pode ser adequado para instalar um sistema de aquecimento doméstico ou um circuito de água quente em sua casa, você precisa se familiarizar com suas variedades. Existem dois tipos principais: planos e vácuo, os coletores de ar são menos difundidos.

Absorção de luz plana

Um coletor solar de aquecimento plano é uma caixa fina, dentro da qual há uma substância especial que acumula e absorve ativamente o calor. A parte superior da caixa é coberta com vidro, que permite a passagem dos raios do sol. Dentro da camada adsorvente, que coleta o calor, existe um sistema de tubulações, dentro do qual o refrigerante se move. Como refrigerante em tais sistemas, como regra, é usado propilenoglicol.

coletor plano secional

Vácuo

Dentro do coletor de aquecimento a vácuo, no lugar de uma única caixa plana, existem tubos ocos de vidro ou quartzo dos quais o ar é bombeado, então há um vácuo criado. Mas já dentro desses tubos ocos existem tubos com uma substância que absorve a energia térmica solar. Assim, as tubulações com o refrigerante estão dentro dos tubos com o adsorvedor. Os raios do sol penetram facilmente no vácuo no espaço entre os tubos e aquecem o refrigerante. No entanto, o mesmo vácuo evita o vazamento reverso de energia térmica do adsorvedor para o espaço circundante, atuando como isolante térmico.

coletor de vácuo

Ar

Como o nome indica, esses dispositivos não possuem uma camada de vácuo com isolamento térmico. Portanto, a eficiência de sua ação será menor que a dos coletores a vácuo.Esses dispositivos são recomendados para serem instalados em áreas com um grande número de dias ensolarados. Além disso, em tais coletores, o refrigerante é o ar comum. É transferido para uma sala aquecida por um ventilador ou convecção natural. A operação do ventilador enquanto o ar em movimento também requer uma fonte de alimentação separada, o que é uma razão adicional para que este sistema tenha uma eficiência menor do que os coletores planos ou a vácuo. Obviamente, não se pode falar de nenhum fornecimento de água quente em tal projeto.

Como escolher o tipo necessário de coletor de aquecimento?

Cada tipo de coletor de aquecimento solar tem suas vantagens óbvias e desvantagens óbvias. Ao escolher um dispositivo, você deve prestar atenção que um coletor plano é um design mais durável, mas os coletores a vácuo são muito sensíveis a influências externas devido à presença de tubos de ar ocos. No entanto, em coletores planos, todo o sistema de adsorção deve ser substituído durante o reparo, e se um dos tubos do coletor a vácuo quebrar, pode-se limitar apenas a sua substituição.

O coletor de ar, apesar de todas as suas deficiências, é um dispositivo extremamente simples e não é crítico quando exposto a baixas temperaturas. Pode funcionar mesmo no inverno feroz da Sibéria.

Um coletor de placa plana é ideal para aquecer água na faixa de 20 a 40 graus acima da temperatura ambiente, e os dispositivos de vácuo têm um grau maior de aquecimento do refrigerante. Assim, em condições de inverno, o coletor a vácuo será mais eficiente e simplesmente possível de usar. Eles também retêm melhor o calor ao trabalhar em tempo nublado e retêm bem a energia térmica em condições de clima frio.No entanto, a fragilidade geral do projeto reduz a vida útil dos coletores solares a vácuo, que ficam aquém desse indicador para dispositivos planos. Este último, se bem feito, pode durar em sua casa de 15 a 30 anos.

Recursos a serem considerados ao escolher um coletor

A taxa de transferência da energia solar radiante do sol para a energia térmica do refrigerante em um coletor solar a vácuo depende diretamente do tamanho dos tubos deste dispositivo. Se o tubo de vácuo do coletor for curto e fino, ele não será capaz de armazenar energia de vácuo com eficiência suficiente. Normalmente, tubos de até 2 metros de comprimento com um diâmetro de cerca de 6 centímetros são usados ​​para completar os coletores solares a vácuo. Um simples tubo em U reto ou curvo pode ser montado dentro do tubo de vácuo para uma coleta de calor mais eficiente.

Instalação de um coletor de aquecimento solar

O coletor de aquecimento solar, juntamente com o sistema de armazenamento de calor e o conjunto do circuito de troca de calor, é um sistema tecnológico bastante complexo. Os kits desses equipamentos são equipados com instruções detalhadas de instalação, e tutoriais em vídeo detalhados também podem ser encontrados na Internet. Mas antes de comprar e instalar um coletor solar, é necessário elaborar um sistema de aquecimento. Nesse processo, é imprescindível envolver um especialista que fará os cálculos necessários de materiais e equipamentos.

O uso de fontes alternativas de energia pode reduzir significativamente o custo de manutenção de sua casa, além disso, pode torná-lo independente dos fornecedores tradicionais de energia.

Coletores solares para aquecimento doméstico: vídeo

Comentários honestos sobre o funcionamento de coletores solares de vários modelos para aquecimento doméstico

Modelo KS 2000

Tempo de trabalho - 3 anos:

Modelo RKraft

Tempo de trabalho - 5 anos:

Coletor de vácuo Altek

1 ano de funcionamento:

A eficiência do coletor de vácuo no inverno:

Modelo Chromagen

Experiência operacional - 4 anos:

Modelo ATMOSFERA SVK Nano

No mercado desde 2013:

É possível fazer um coletor solar realmente funcional com suas próprias mãos?