0

Солнечный коллектор для отопления дома: расчет конструкции воздушного вакуума вариант для использования в зимнее время своими руками, отзывы

На сегодняшний день появилась возможность сократить расходы на отопление. Все это реально благодаря солнечным коллекторам, которые представляют собой уникальные системы, которые позволяют бесплатно получать экологически чистый источник чистой энергии. Их можно активно использовать как для отопления небольших дач и коттеджей.

Особенности и устройство

Солнечный коллектор – это современная конструкция, которая способна накапливать солнечную энергию и превратить ее в источник тепла. Устройства сделаны из металлических пластин, окрашенных в черный цвет и закрыта в корпусе из стекла. Такое оборудование можно устанавливать для отопления дома, а также в целях обеспечения системы горячей водой.

Благодаря установки коллектора можно сэкономить от 30 до 60% энергии, а это означает, что расходы на электричество и газ значительно ниже, а эксплуатация дома удешевляется. Подключенные к системе отопления устройство играет роль теплоносителя, который круглосуточно поддерживает температуру согласно санитарным и технологическим нормам.

Конструкция солнечного коллектора представлена в виде системы труб, соединенных последовательно друг с другом и имеющих входную и выходную магистраль. В этом месте может происходить как воздуха, так и техническая вода. Во время циркуляции вещества наблюдается его переход из одного агрегатного состояния в другое, в результате чего происходит выделение тепла. То есть принцип действия аккумулятора заключается в накоплении энергии фотоэлементами, ее концентрации и передачи.

Помимо трубок, конструкция также имеет специальный резервуар, в котором хранится вода в нагретом состоянии. Чтобы жидкость не охлаждалась, бак дополнительно обшивают высококачественной теплоизоляцией. Кроме того, в емкость монтируются и дублирующий электрический нагреватель, который включается автоматически, зимой или в пасмурную погоду. Корпус коллектора, как правило, сделаны из стекла, так как использование полимерных материалов не рекомендуется. Они имеют высокий коэффициент теплового расширения, неустойчивы к ультрафиолетовому излучению, что может привести к разгерметизации корпуса.

В качестве теплоносителя, как правило, выбирают воду, но если вы планируете круглогодичное обслуживание системы, то нужно перед наступлением холодов технические жидкости менять антифриз. Часто теплоносителя в коллекторах работает и воздух, каналы транспортировки делают из профлистов.

Для отопления небольших зданий применяются обычные конструкции, автономных и централизованных систем в схему добавляют не только отопительное устройство, но и циркуляционные насосы.

Основные преимущества солнечных устройств можно отнести:

  • возможность бесперебойного отопления зданий в течение всего года;
  • длительный срок службы, достигающий 30 лет;
  • экономия энергии;
  • возможность одновременного отопления помещений, теплиц, пристроек, бассейнов;
  • отсутствие отходов;
  • быстрый монтаж;
  • оптимизация под индивидуальные проекты.

Что касается недостатков, то их немного:

  • высокая стоимость установки;
  • низкая эффективность работы устройства из-за климатических условий и особенностей ландшафта;
  • принудительная циркуляция воды.

Виды

    Есть много типов солнечных коллекторов, все они отличаются между собой особенностью конструкции, но также выполняют роль носителей тепла и используются для отопления домов. На сегодняшний день существуют следующие типы устройств:

    Плоский

    Является наиболее популярным вариантом для установки в современных системах гелиоэнергетики. Состоит из абсорбера, изоляционного покрытия, прозрачного слоя и теплоносительной трубки. Популярность этого вида обусловлена простотой монтажа и доступной ценой, но в отличие от других коллекторов для него характеризуется небольшой КПД. Внешне устройство имеет вид стальной или алюминиевой панели площадью от 2 до 2,5 м2.

    Снаружи панели покрыты листами из гелиостекла, это позволяет максимально поглощать солнечную энергию и поставлять ее с минимальными потерями. Под стеклом находится специальный поглотитель в виде плоской трубы, сделанные из сплавов алюминия или меди. Трубка оснащена радиальным оребрением, поэтому во время работы, наблюдается высокой ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ.

    Плоский коллектор подходит только для обогрева частного дома, так как с его помощью зимой можно отопить небольшую площадь.

    Вакуумный

    Это дорогое устройство, которое имеет отличные эксплуатационные характеристики. Аккумулятор является правительство, состоящее из пары стеклянных трубок. Из пространства между ними, прокачивать воздух и выполнить шов, образованный таким образом, вакуум является хорошим теплоизолятором и уменьшает потери энергии. Верхние трубки вставляются в распределитель, где циркулирует сам теплоноситель. В зависимости от распределения тепла такие коллекторы являются прямоточные и с плоской трубкой.

    Воздушный фильтр

    Прибор предназначен для топки зданий за счет нагрева воздушных масс. Потоки воздуха поступают в систему через поглотитель и естественным образом или принудительно оснащены теплообменник. Недостатком коллектора является то, что в отличие от жидких видов, в нем тепло проходит не так хорошо. Но такая система характеризуется простой конструкцией и легко управляется. Если соблюдать все правила эксплуатации, выпускной регулярно будет длиться более 20 лет.

    Насос

    Внешне имеет схожесть с вакуумным устройством, но в его конструкции в трубах под определенным углом находится жидкость. Трубки присоединяются к баку, из которого горячая вода передается в систему и возвращается. Основным преимуществом устройства является то, что для его монтажа нет необходимости использовать дополнительные элементы. Некоторые модели таких коллекторов могут также работать и без бака. Во время работы водяного коллектора при температурах ниже -10 ° c следует залить незамерзающую жидкость.

    Как выбрать?

    Перед тем, как заняться установкой солнечного коллектора, следует подобрать подходящий тип устройства, так как от этого будет зависеть его эффективность и коэффициент теплопередачи.

    Поэтому, отправляясь за покупкой, стоит учесть следующие детали:

    • Лучше отдать предпочтение плоским моделям, так как они считаются наиболее прочными и имеют положительные отзывы от потребителей. Их агрегат способен нагревать воду более чем на 40, но если аккумулятор выходит из строя, то нужно заменить всю систему адсорбции. Вакуумные виды оборудования характеризуются быстрой и повреждения трубок и очень чувствительны к воздействию внешних факторов. Но стоит отметить, что ремонт прост, так как заменяется только конкретная лампа. А зимой такие батареи хорошо держат температуру, в этом их плюс.

    • Что касается воздушных коллекторов, редко ломаются и не требуют ремонта. Кроме того, они надежно устойчивы к низким температурам и долговечны в использовании. Единственное, что такие устройства не подходят для обогрева больших зданий, как слабо нагревает помещение.
    • Важным показателем для выбора является размер и трубок, от которого зависит эффективность преобразования солнечной энергии. Трубка малого диаметра уменьшает процесс выработки энергии. Поэтому лучше покупать коллекционеры, которые имеют в конструкции несколько больших колб шириной до 6 см и длиной до 2 метров.

    • Особое внимание следует обратить на мощность батареи. Система с низким сохранением тепла нельзя использовать при низкой температуре. В частности, это касается моделей с тепловой насос подачей на стол.
    • Монтаж должен быть выполнен после предварительной разработки. Для этого вам нужно знать размеры аккумулятора, которые бы подходили для крепления к крыше.
    • Вы можете купить коллекторы как с портретной, так и альбомной ориентации. При этом вертикальные конструкции тратить от проблем с очисткой от снега, но их ЭФФЕКТИВНОСТЬ будет низкая. Чтобы избежать этого, необходимо до установки предусмотреть место для результате осадков.

    Расчет

    Солнечная энергия является идеальным источником, для обогрева зданий. Чтобы максимально превратить в тепло, нужно точно рассчитать затраты на ресурсы и мощность установки, принимая во внимание вид устройства и его расположение. Прежде всего, необходимо знать, какое количество энергии попадает на поверхность панели. Как известно, на 1 м2 поверхности попадает около 1367 Вт солнечной энергии, но, проходя через слои атмосферы, сила теряется до 500 Ватт. В связи с этим для средних расчетов берется условное значение 800 Ватт.

    Солнечный коллектор является рабочей станцией, на основе которой защищен антибликовым покрытием и стеклом. Благодаря тому, что основание покрыто черной краской, наблюдается в 100% поглощения энергии. Потому что в состав батареи входит изоляция, можно определить коэффициент потери тепла. Для каждого материала он разный, но изоляцию коллекторов часто выполняют на основе минваты, так что для простых расчетов берется показатель 0,045. При условии, что разница температуры между наружным и внутренним слоем теплоизоляции не превышает 50 С, потери энергии составляет: 0,045: 0,1 × 50 = 22,5 Вт.

    Подобные будут потери и для труб, так что в общей сложности выйдет 45 Ватт. Поэтому, для нагрева 1 литра воды на 1, необходимо мощность энергии в 1,16 В. Зная эти значения, можно легко узнать объем жидкости, который можно нагреть аккумулятор рабочей площадью 1 м2 в течение часа: 800: 1,16 = 689,65. Чтобы улучшить теплообмен, агрегаты лучше писать с ориентацией на юг.

    Важным ожиданием является, и рабочая поверхность батареи. Для этого количество необходимой энергии нужно разделить на 800 и получится искомое значение. Но стоит обратить внимание, что этот показатель соответствует площади устройства, рассчитанного на обслуживание одного человека. Поэтому, если в доме живет семья, состоящая из двух, трех и более человек, значение следует увеличить.

    Производство

    Солнечный агрегат, вы можете не только самостоятельно установить, но и сделать своими руками. Самодельный коллектор может быть вакуума и воздуха или плоский.

    Что выполнить монтаж устройства потребуются следующие элементы:

    • датчики температуры;
    • переходники, ведущие к системы подключения холодной и горячей воды;
    • желоба для выхода горячей воды;
    • регулятор солнечной энергии;
    • емкость или резервуар;
    • циркуляционный насос;
    • датчики контроля нагрева воды.

      Подключение и монтаж всех элементов конструкции следует выполнять в соответствии с проектом, следуя инструкции:

      • На первом этапе определяются с размерами будущего коллектора. Для этого, конечно, рассчитывают на его поверхность размещения и интенсивность солнечной энергии. Важно обратить внимание на расположение здания, в котором планируется установка системы, в зависимости от полученных результатов выбирается материал для цикла отопления.

      • Следующим шагом будет установка устройства, во время которой изготовлен короб, радиатор, диск и теплообменник. Коробку можно сделать из cut доски толщиной не менее 5 мм, пол покрыла оцинкованной жестью, и, кроме того, укладывают пенопласт, который будет служить хорошей теплоизоляцией. Для теплообменников используют трубы длиной 1,6 м, их должно быть 15 шт., их собирают в единую конструкцию, соблюдая шаг 4,5 см, Чтобы улучшить поглощение лучей, дно коробки окрашены в темный цвет, а затем устанавливают, как стеклянные перегородки и швы герметизированы.

      В качестве основного накопителя можно использовать как сосуд, емкостью от 140 до 380 л, как и другие сварные детали или бочки. Емкость должна быть хорошо изолирована от теплопотерь, поэтому аванкамеру оборудовать дополнительно возможностью крана. Сначала устанавливается аванкамера и тепло диск, затем полученную конструкцию помещают под углом 35-40.

      Между накопителем и теплообменником осуществляется на расстояние до 70 см, в противном случае потери тепла будут значительными.

      • Последним этапом является введение устройства в эксплуатацию. Полученную конструкцию совмещают воды. Требует это запорная арматура. Устройство заполняется водой и соединяют аванкамеру. Затем важно, чтобы проверить уровень жидкости и отсутствие утечек воды. После контроля, самодельный коллектор готов к работе.

      Советы

        Установка систем солнечных батарей позволяет экономить электроэнергию, обеспечивая дом «бесплатным» теплом и горячей водой. Но выбирая этот тип оборудования, нужно иметь в виду, что производительность системы будет резко падать вечером и утром, так как основной объем электроэнергии вырабатывается на ярком солнце. Чтобы солнечные батареи надежно прослужили много лет и бесперебойно обеспечить здание теплом, при их выборе и установке следует учитывать следующие рекомендации специалистов:

        • Покупая аккумулятор, следует уточнить, можно ли ее использовать в зимний период и какая мощность системы.

        • Если коллектор будет самостоятельно, нижнюю часть теплообменника необходимо обеспечить денежные клапанами и теплоизоляцией, которая позволить сохранить качество горячей жидкости. При этом трубы можно также обернуть плотной тканью или полиэтиленовой пленкой.
        • В конструкции всегда должен находиться клапан, который предотвращает циркуляцию охлаждающей жидкости. Если наблюдается резкое снижение температуры, клапан нужно закрыть.
        • Перед тем, как построить солнечные установки, необходимо выполнить подробные расчеты поверхности батареи, а также максимальное производство энергии.

        О том, как сделать солнечный коллектор своими руками из алюминиевых банок, можно найти в следующем видео.

        Бизнес партнерство и бизнес-идеи

        Добавить комментарий