Отопление дома солнечными коллекторами. Обогрев солнечными коллекторами
Обогрев дома солнечными коллекторами
Обогрев дома солнечными коллекторами
На сегодняшнее время обогрев дома солнечными коллекторами применяется всё чаще, а сами солнечные коллекторы стали привычными устройствами, и всё большее количество людей применяют их для обогрева своего жилья и получения горячей воды.
Если сравнивать статистику, которая, как известно не врёт, то в Китае площадь использования солнечных коллекторов по сравнению с 2012 годом увеличилась практически на 150 миллионов квадратных метров.
Это позволяет китайцам получать 100 гигаватт тепловой энергии, чего нельзя сказать о странах СНГ. У нас не всё так утешительно, и вместо того чтобы вводить «Зеленые технологии» позволяющие экономить значительно ресурсы, мы только и видим что повышение тарифов на отопления и электроэнергию. Да ладно, не будем о грустном…
Обогрев дома солнечными коллекторами
Вы наверняка будете удивлены, если узнаете, что первый солнечный коллектор был изобретён в 18 веке. Сделал его швейцарский учёный, а сам солнечный коллектор представлял из себя деревянную коробку, внутри которой был расположен нагревательный слой.
- История возникновения солнечного коллектора
После этого, изобретение солнечных коллекторов происходило достаточно медленно. В разных странах, устройство солнечного коллектора предлагалось людям по-разному. Где-то, это был просто покрашенный в чёрную краску металлический бак для воды, облачённый в дерево, а где-то более сложное устройство с использованием стекла.
Эффективность простейших солнечных коллекторов была на низком уровне, поскольку вода за ночь в них быстро остывала, и приходилось пол дня ждать заново, пока солнечный коллектор снова её нагреет.
- Принцип работы солнечного коллектора
И лишь через некоторое время, к концу 1909 года калифорнийский учёный Вильям Бейли создал прототип того солнечного коллектора, который мы можем видеть на сегодняшний день. В Бейловском солнечном коллекторе, в конструкции имелся отдельный теплообменник плоского вида, который, нагреваясь, передавал тепло в бак запаса воды.
Устройство и работа солнечного коллектора
Конечно же, современные солнечные коллекторы значительно отличаются от своих предшественников. В устройстве современных солнечных коллекторов присутствует не только теплообменник, при помощи которого происходит нагрев теплоносителя.
Прорывом в данной технологии использования природной энергии, безусловно, стали различного рода автоматические системы, позволяющие в полной мере, контролировать работу солнечного коллектора. Также современные технологии, позволяют не только регулировать температуру солнечного коллектора, но и задействовать в работу с ним параллельно другие устройства.
Обогрев дома солнечными коллекторами очень востребованное на сегодняшнее время направление в жизнеобеспечении современного человека. Использование солнечной энергии позволяет до 60% экономить ресурсы растрачиваемые сегодня человеком на теплую воду и отопления. Жаль, конечно, что пока эта технология не доступна простым людям, а вот в космических целях используется уже давно…
Оценить статью и поделиться ссылкой:samastroyka.ru
принцип работы, схемы, видео, отзывы
Регулярное удорожание традиционных энергоресурсов вынуждает граждан искать альтернативные источники для получения энергии. Наиболее распространенной и очевидной из них является энергетика солнца. В связи с этим все больше людей пытаются уделять внимание отоплению на солнечных батареях.
Многих владельцев домохозяйств прельщает то, что затраты в этой области являются в большей степени разовыми. Необходимо существенно вложиться в покупку оборудования, а дальше солнечная энергия для дома будет поступать бесплатно.
Формат оборудования
Принцип аккумуляции солнечной энергии известен уже не один десяток лет. Панельки с солнечной подзарядкой использовались в быту уже с 90-х годов в калькуляторах, часах и прочих небольших приборах. Полученный опыт использовался для совершенствования технологий.
Многие страны стали активно внедрять производство подобных панелей, чтобы использовать солнечные батареи для отопления дома, получения горячей воды или электричества. Минимизировать свою зависимость от платежек ЖКХ имеют возможность и наши соотечественники, оценив по достоинству прогрессивные технологии.
Схематичное изображения работы всех звеньев отопительной цепи
Необходимо учитывать, что излучение ближайшей к нам звезды можно преобразовать в два типа энергии, которые обладают своими позитивными характеристиками. В итоге получим:
- отопление от солнца обеспечивается за счет тепловой энергии, которая идет на обогрев дома и ГВС;
- солнечные батареи для загородного дома, отличающиеся от предыдущего типа, вырабатывают электроэнергию, которой владелец распоряжается по собственному усмотрению;
- в комбинированном варианте получается электричество и отопление от солнечных батарей за счет использования новых технологий.
С этой статьей читают: Альтернатива газовому отоплению
Преимущества/недостатки эксплуатации
Как и все прогрессивные технологии, солнечные коллекторы для отопления дома имеют свои плюсы:
- Осуществляется финансовая экономия дорогостоящего природного газа. В теплое время года аппаратура полностью удовлетворяет необходимость в горячем водоснабжении. Во время осеннего или весеннего похолодания происходит понижение загруженности газового оборудования, если оно смонтировано в качестве параллельной системы. Зимой в большинстве регионов необходимо использовать дополнительные системы кроме солнечного коллектора для отопления дома.
- Появляется энергонезависимость. Во время применения данных установок существенно снижается потребность в остальных ресурсах, типа твердом топливе, газе или использовании электричества из бытовых электросетей.
- Широкая доступность позволяет монтировать панели без дополнительных разрешений со стороны контролирующих органов. При этом монтаж осуществляется достаточно быстро.
- Длительный срок службы позволяет эксплуатировать современные установки в течение 15…20 лет. За это время они не будут требовать существенных затрат на обслуживание.
- Система абсолютно безопасна в плане экологии, а также ею легко управлять.
Перед тем, как монтировать солнечные коллекторы для отопления дома своими руками, необходимо знать их недостатки:
- Высокая стоимость оборудования для преобразования солнечной энергии. Панели имеют ценник примерно 500-700 евро за штуку. Срок окупаемости таких затрат составляет порядка 4-7 лет в зависимости от площади помещения, количества панелей и интенсивности эксплуатации.
Одной панели даже для небольшого дачного домика 6 х 6 метров будет недостаточно. Их должно быть несколько из расчета необходимого объема тепловой энергии.
- Нестабильные в плане освещенности регионы будет проблематично использовать с этим видом энергии.
- Требуется аккумулятор, накапливающий тепловую энергию. Его также необходимо приобрести при монтаже отопления от солнечных коллекторов.
Принцип действия
Панели представляют из себя форогенераторы электричества. При попадании на них солнечного света в цепи образуется постоянный ток. Вмонтированные аккумуляторы накапливают электроэнергию, ее можно впоследствии задействовать при слабом наружном освещении.
Монтировать коллекторы желательно на южную сторону крыши, при этом угол установки не должен быть меньше 30-35 градусов. Важно брать в расчет наличие ближайших возможных помех в виде деревьев либо зданий.
Необходимо обеспечить солнечный поток до 1000-1100 кВт/ч на площадку в 1 кв.м за календарный год. Таким образом, данная мощность станет сопоставимой со сжиганием 0,1 куб.м природного газа.
Мощные панели полностью способны по своей рабочей площади около 4 м2 удовлетворить потребности семьи с двумя детьми в горячем водоснабжении. Ориентировочное количество энергии в такой ситуации составит порядка 2000 кВт/ч за год.
Конструкция преобразовательного модуля
.gif)
Чтобы соорудить солнечное отопление частного дома своими руками, необходимо знать, что преобразовательный модуль состоит из таких компонентов:
- Прозрачная полость, внутри которой предполагается циркуляция теплоносителя, изготовленная из закаленного стекла либо прочного пластика.
- Темная поверхность, притягивающая и поглощающая солнечную тепловую энергию.
- Накопительный бачок, через который пропускается нагретая жидкость, далее она идет в радиаторные батареи.
В отличие от панелей, вырабатывающих электричество, солнечные коллекторы потребляют только тепловую энергию. Тепловой носитель за счет принудительной циркуляции переносит тепло далее по системе. Степень эффективности в такой конструкции напрямую зависит от источника света.
Производители предлагают коллекторы, работающие на разном принципе:
- С использованием жидкостей (антифриз или вода). В них используют асбест, являющийся поглотителем тепла, сверху присутствует прозрачный слой и теплоизолятор.
- Вместо воды в них используется воздух в качестве основного теплоносителя.
Электропанели, преобразующие солнечный свет в электричество, будут эффективны вместе с системой теплого пола или инфракрасными обогревателями, которым не требуется большой мощности.
С этой статьей читают: Теплый пол электрический пленочный
Делаем своими руками
Народные умельцы используют различные подручные средства для того, чтобы изготовить солнечные батареи своими руками как на видео. В большинстве случаев основой является полиэтилен или пластиковые бутылки. Многие из конструкций не имеют длительного срока службы, но способны на некоторое время предоставить владельцам позитивный эффект.
А вот что касается более качественной установки, для этого нужна будет пластина с запаянным змеевиком, металлический корпус, куда будет помещена эта пластина, вентилятор для нагнетания по системе теплого воздуха и стеклянный короб.
Как сделать солнечный коллектор своими руками, вы узнаете из статьи «Солнечный коллектор для отопления дома своими руками». А для тех, кто привык к наглядным пособиям – видеоинструкция.
Отопление от солнечных коллекторов нельзя назвать достаточным для автономного отопления дома любой площади. Особенность российского климата такова, что солнечных дней немного (за исключением южных регионов), поэтому полностью обеспечить тепло круглый год невозможно. Гелиосистема – отличный дополнительный источник тепла, позволяющий качественно прогреть помещение и здорово на этом сэкономить.
ВИДЕО: Как сделать солнечный коллектор своими руками
www.portaltepla.ru
Отопление загородного дома солнечными коллекторами
Солнечным коллектором (гелиоустановкой) называют устройство, предназначенное для сбора тепловой энергии солнца. Прототипом солнечного коллектора является летний душ, знакомый каждому россиянину: конструкции из металлического бака и лейки полностью оправдывают свое предназначение, а температура воды в них в жаркий летний день может быть выше температуры воды в системах ГВС.
Не следует путать солнечные коллекторы с солнечными батареями: в коллекторах используется энергия солнца, переносимая инфракрасным излучением и видимым светом. Главная их задача «поймать» и удержать тепло, не дав ему рассеяться в окружающем пространстве. В конструкции солнечного коллектора используются материалы с высокой теплопроводностью, способные передавать тепло теплоносителю, а также материалы с высокой теплоизолирующей способностью, препятствующие непродуктивным потерям тепла. Коллекторы применяются для нагрева воздуха или воды, в дальнейшем используемой для горячего водоснабжения или для отопления.
Солнечные батареи преобразуют энергию солнечного света в электрическую энергию: в их конструкции используются полупроводниковые материалы. Тепловой энергии солнечные батареи не вырабатывают. Более того, неизбежный нагрев поверхности солнечной батареи под прямыми солнечными лучами приводит к снижению процесса выработки электричества. Нагреть воду с помощью солнечной батареи можно только используя электрические бытовые приборы.
Эффективность солнечных коллекторов
Гелиоустановки эффективны только в солнечную погоду и только при прямом попадании солнца на их поверхность. В пасмурную погоду отапливать дом солнцем не удастся. При этом время года принципиального значения не имеет: коллектор эффективен и летом и зимой. Разница лишь в продолжительности светового дня и количестве дней с ясной солнечной погодой.
Это значит, что решив использовать коллектор для нагрева воды, нужно понимать, что летом, поздней весной и ранней осенью с его помощью воды можно нагреть больше. Причина этого не в том, что устройство лучше работает в то или и иное время года, а в том, что при более продолжительном световом дне больше шансов «поймать» прямые лучи солнца и использовать их энергию для нагрева воды.
Коллекторы могут иметь различную форму и быть изготовленными в форме пластины, трубки, половины цилиндра и т.д. С их помощью можно нагревать воду или воздух, а затем использовать их для обогрева помещений или ГВС. Солнечные коллекторы способны нагревать теплоноситель до 200 градусов Цельсия и выше. Поэтому при их эксплуатации важно обеспечивать быстрый отвод тепла.
Производительность гелиоустановки во многом зависит от ее размера, конструкции и возможности более полного улавливания потока солнечных лучей. Наиболее эффективны поворотные гелиоустановки, следующие за движением солнца.
Единственным недостатком солнечных коллекторов является нестабильность их технических характеристик и невозможность прогнозирования получения того или иного количества тепла. Проще говоря, использовать солнечные коллекторы в качестве источника тепловой энергии в системе отопления можно только вместе с другим источником тепла. Схема простая: пока светит солнце, теплоноситель нагревается с помощью коллектора, а в темное время суток или в пасмурную погоду в работу включается более привычный котел отопления, работающий на газе, электрической энергии или твердом топливе.
Именно такая схема отопления с помощью солнечных коллекторов получила широкое распространение в Европе и взята за основу многими ведущими производителями теплотехнического оборудования.
Производителей много, принцип действия один…
Решив использовать коллекторы в системе отопления, не нужно ничего изобретать или делать самому: можно купить уже готовое оборудование, выбор которого достаточно широк.
Как правило, коллекторы применяют для начального нагрева теплоносителя и горячего водоснабжения, включая их в общую систему отопления. Если температура воды достаточная, отопительная система работает только за счет солнца. Если нагрев воды мал, в работу включается дополнительный источник тепловой энергии.
Конструкцию котлов и бойлеров с интегрированной гелиоустановкой дополняют еще одним теплообменником (один теплообменник для солнечного коллектора, второй для передачи тепловой энергии от сжигаемого топлива)
Солнечные коллекторы в России
По исследованиям РАН на большей территории нашей страны с марта по сентябрь среднесуточная норма солнечного излучения составляет 4,0-5,0 кВт*ч/м² и практически равна среднесуточной норме солнечного излучения в Германии, что лишь немного меньше этого показателя на юге Испании. Если перевести цифры в практическую плоскость, то интенсивность потока солнечного излучения на большей части нашей страны позволяет нагревать ежедневно (вероятность этого 80%) 100 литров воды для горячего водоснабжения при помощи коллектора площадью всего лишь 2м2.
Объем отопительной системы среднестатистического загородного дома в нашей стране менее 100 литров, что позволяет говорить о возможности эффективного отопления с помощью солнечных коллекторов.
Лидерами по количеству солнечной энергии в нашей стране являются регионы, славящиеся сибирскими морозами: Забайкалье, Юг Сибири и Приморье. Именно здесь, а также в Краснодарском и Ставропольском крае наиболее целесообразно использовать коллекторы в системе отопления.
aquagroup.ru
