Varmebærer til solsystemer TERMAGENT SOL (10l), Krasnodar

Solsystem

Opvarmning af et privat hus er et vanskeligt og ansvarligt spørgsmål, hvis løsning kræver omkostninger og indsats. Tariffer og leveringsbetingelser for ressourcer bliver undertiden for høje og tvinger til at søge mere rationelle og økonomiske måder at opvarme op uden unødvendige omkostninger. En af mulighederne kunne være solsystem baseret på helt gratis solenergi.

Hver dag falder en enorm mængde gigawatt på jordens overflade, som er spredt i atmosfæren og absorberes af jordskorpen. Mængden af ​​energi er stor, men indtil videre er der kun få muligheder for at modtage og gemme den. Solsystemer til hjemmevarme er et af måder at bruge solenergi til praktiske formål.

Hvad er det?

Solsystemet er kompleks af enheder, der bruges til at modtage termisk energi fra solen til opvarmning til hjemmet eller andre formål. Det er en varmekilde til varmemediet til husets varmekreds. Opvarmning sker enten direkte eller indirekte gennem en varmeveksler.

Solsystemet inkluderer:

• Samler. En enhed, der modtager energi fra solen og overfører den til kølevæsken på en eller anden måde.
• Husets varmekreds.

Hovedelementet i systemet er samleren. Det er en kilde til opvarmning af kølemidlet. Resten er et konventionelt radiatorvarmesystem eller (bedre) gulvvarme.

Det skal huskes på, at solvandsvarmesystemer, hvis pris kan være ret høj, ikke altid i stand til at give tilstrækkelig og tilstrækkelig opvarmning... Det afhænger af klimatiske forhold og vejrforhold i regionen, husets placering og andre faktorer. Nogle eksperter mener, at denne type opvarmning kun kan bruges som en ekstra mulighed.

Visninger

Der er forskellige manifolddesign, der kan demonstrere deres effektivitet og evner:

1. Åben. Repræsentere flade aflange sorte beholdere fyldt med vand... Det opvarmes af solens varme og kan holde vandtemperaturen i udendørs pools, udendørs brusere og mere. Effektiviteten af ​​sådanne enheder er ekstremt lav, så de kan kun bruges om sommeren.
2. Rørformet. Hovedelementet i disse systemer er koaksialrør af glas, mellem hvilke de ydre og indre dele skabes et vakuum... Der dannes et gennemsigtigt beskyttende lag med ekstremt lav varmeledningsevne, som gør det muligt for vand (eller frostvæske) at modtage solenergi, praktisk talt uden at forbruge det på miljøet. Omkostningerne ved sådanne samlere er høje, vedligeholdelsesevnen er ekstremt lav og problematisk.
3. Flad. Repræsentere flade kasser med gennemsigtigt låg... Bunden er dækket af et lag, der aktivt accepterer energi. KE-rør loddes til det, hvor vand bevæger sig. Modtagende varme sendes til varmesystemet. Nogle gange pumpes der luft ud under dækslet, hvilket øger effektiviteten af ​​energiindtag og reducerer tab. Der er også design, hvor rørene er placeret mellem to modtagende lag, hvor der oprettes riller til dem. Dette muliggør forbedret varmeoverførsel.

Der er også mere moderne typer samlere, hvor Princippet om en varmepumpe anvendes - der er en flygtig væske i en forseglet beholder. Når det opvarmes af solens varme, fordamper det. Denne damp stiger ind i kondensationskammeret og sætter sig på væggene, mens den frigiver en masse termisk energi.Der oprettes en vandkappe på den anden side af væggene, som modtager denne varme og sendes til varmesystemet.

Driftsprincip

Princippet om driften af ​​enhver opsamler er opvarmning af vand eller andet kølemiddel under påvirkning af sollys... Et klassisk eksempel er opvarmning af genstande på vindueskarmen, oplyst af solens stråler, selvom der er frost uden for vinduet. På samme måde overføres energi til samlerne.

For at opnå den maksimale effekt er det nødvendigt at give optimale forhold, isolere alle forsyningsrørledninger og en lagertank.

Det skal dog tages i betragtning ethvert solsystem til opvarmning af hjemmet, hvis pris muligvis viser sig at være for høj, har begrænsede muligheder. Det vil være irrationelt at bruge det i områder med frostvintre, da den maksimale forskel mellem temperaturerne uden for og inden i solfangeren ikke bør overstige 20 °. Dette er kun muligt i relativt varme regionerhvor der ikke er ekstrem kulde og nok solskinsdage.

Antal konturer

Solkraftværker kan være enkelt- og dobbeltkredsløb. Enkeltkredsløbssystemer udfører en enkelt funktion - de opvarmer varmemediet til varmeledningen. Dobbelt kredsløbssystemer opvarmer ikke kun kølevæsken, men forbereder også varmt vand til husholdningsbehov.

Design med et enkelt kredsløb til solsystemet til opvarmning af et privat hus består det af en kollektor, der varmer vand, der leveres til en lagertank, hvorfra det kommer ind i varmekredsen. Efter at have passeret en hel cirkel afkøles vandet og finder sig igen i samleren, hvor det opvarmes igen og så videre i en cirkel.

Systemer med dobbelt kredsløb er mere komplekse... Kølevæsken, der opvarmes i samleren, ledes til en spole, der er installeret inde i lagertanken og afgiver termisk energi, hvorefter den kommer ind i samleren igen. Opvarmet vand fra tanken leveres til analysepunkterne (badekar, dræn og andre VVS-armaturer) og ledes også til varmekredsen. Efter afkøling kommer den igen ind i tanken, hvor den opvarmes fra spolen. Normalt cirkulerer frostvæske inde i kollektorledningen, da væskerne ikke blandes, dvs. vandopvarmning sker på en indirekte måde.

Typer af kølevæskecirkulation

Kølevæsken kan bevæge sig gennem systemet på to måder:

Naturlig cirkulation. Princippet om at løfte opvarmede væsker opad anvendes. For at sikre stabil bevægelse skal opsamleren være placeret under lagertanken, og varmekredsen skal placeres, så varmt vand stiger op og kommer ind i varmesystemet, og det afkølede returløb vender tilbage til solfangeren til opvarmning

Tvungen cirkulation. I dette tilfælde bruges en cirkulationspumpe til at flytte kølemidlet. Denne indstilling foretrækkes, da forskellige eksterne faktorer, der påvirker cirkulationsregimet, forsvinder, strømningshastigheden og retningen af ​​strømmen bliver stabil, opretholdt i en given tilstand. Ulempen ved denne metode er behovet for at købe og vedligeholde en pumpe, der skal forbindes til et elektrisk strømnet. Den positive side er evnen til at montere systemet og arrangere alle elementerne ikke i overensstemmelse med cirkulationsforholdene, men da det er mere praktisk og mere rationelt i dette rum

Derudover er der muligheder for cirkulation af kølevæske ved indtrængen i varmekredsennår den er forbundet direkte til manifolden og på sin egen lukkede sløjfe. I dette tilfælde udføres overførslen af ​​varmeenergi indirekte gennem en spole installeret i lagertanken.

Installation og orientering

Samleren er installeret i et åbent område, hele dagen oplyst af solens stråler. Den bedste mulighed er husets tag, men enhver struktur, træ eller højde i nærheden kan blive en hindring for strålene, så du skal straks kontrollere belysningstætheden.

Også solsystemet til opvarmning af vand skal installeres, så strålerne falder på overfladen vinkelret... For at gøre dette er det nødvendigt at markere Solens position midt i dagslyset og installere panelerne vinkelret på strålerne, så lyset falder på dem lodret. I denne henseende rørformede strukturer er mere effektive, da de ikke har et plan som sådan, og overfladen af ​​røret lige så godt modtager strømmen fra begge sider.

Tilbagebetalingsperiode

Solsystemer til opvarmning, hvis pris afhænger af husets størrelse og de eksterne forhold i regionen, kan betale sig på ganske kort tid eller slet ikke betale sig. Det er ekstremt vanskeligt at beregne på forhånd, hvornår det begynder at tjene penge, da der er for mange subtile effekter og påvirkningsfaktorer. Vejr- eller klimaforhold, systemelementernes tekniske ydeevne, typen af ​​varmekredse og meget mere er involveret.

Et solvandsvarmeanlæg er en slags investeringsprojektmed en forsinket tilbagebetalingsperiode. Det menes, at udstyrets gennemsnitlige levetid er 30 år. I hele denne tid vil komplekset give en vis mængde varmeenergi, som intet skal betales for.

Investeringer i oprettelsen af ​​systemet er kun indledende, så er der lejlighedsvis kun behov for rutinemæssige reparationer, som ikke kræver alvorlige udgifter. Ved slutningen af ​​deres levetid kan alle enheder og elementer i solsystemet bruges til andre formål eller sælges som sekundære råmaterialer. derfor arbejdets økonomiske virkning opnås under alle omstændigheder, selvom det ikke er hovedmålet med hele planen.

Fordele og ulemper

Fordelene ved at bruge solceller inkluderer:

• muligheden for at bruge den uudtømmelige og helt gratis solenergi;
• uafhængighed af takster fra ressourceorganisationer og leverandører
• evnen til at justere og ændre størrelsen på systemet efter ønske;
• lang levetid med minimale reparationsomkostninger.

Ulemperne ved solsystemer er:

• systemet fungerer kun om dagen og forbruger den akkumulerede varme om natten;
• afhængighed af vejr og klimatiske forhold
• lav effektivitet og samlet effektivitet af solcelleanlæg;
• muligheden for at oprette et system er ikke tilgængelig for alle husejere;
• i regioner med frostvintre kan systemerne ikke fungere.

Når du vælger et varmesystem, er det nødvendigt at kende og tage hensyn til fordele og ulemper ved denne teknik.

Hvordan solpaneler fungerer

I det væsentlige er disse batterier fotogeneratorer af elektrisk energi. I henhold til fysikens love genererer sollys en konstant elektrisk strøm ved at virke på halvlederelementer. En bestemt spænding opstår i batterikredsløbene, som påføres direkte på selve genstandene. Et specielt batteri lagrer energi, som derefter bruges i overskyet vejr.

Diagram over et vandopvarmningssolsystem.

Det er mere hensigtsmæssigt at installere batterierne på den sydlige side af husets tag, tagvinklen skal være mindst 30⁰С. Ved at gøre dette anbefales det at tage højde for yderligere forhindringer, for eksempel nærliggende bygninger eller træer, som kan forstyrre driften af ​​hele systemet i fremtiden. I det installerede udstyr skal solstrømmen baseres på beregningen af ​​1000 kW / t pr. 1 m² pr. År. Den modtagne solenergi i dette tilfælde vil svare til brugen af ​​100 liter gas. Nogle kraftige batterier med et areal på ca. 4 m², der bruges til at opvarme et privat hus, kan give en gennemsnitlig familie på tre varmt vand. De er i stand til at generere energi op til ca. 2000 kWh om året.

Solpaneler inkluderer:

• et gennemsigtigt toppanel af glas eller plast, hvori vand eller luft cirkulerer
• en sort metaloverflade, der absorberer solens termiske energi;
• en vandtank eller lagertank, hvor den opvarmede væske eller gas trænger ind, så flytter de sig direkte til batterierne.

Solvarmeanlægget inkluderer:

• almindelig konverter;
• DC-til-AC-konverter;
• en sensor, der regulerer opladning og afladning af batteriet
• batteri;
• kraftudtagsmekanisme.

Ansøgning

Diagram over driftsprincippet og enheden til solbatteriet.

Solvarmesystemet bruges hovedsageligt til at generere elektricitet. Derfor er det mere praktisk at installere sådanne batterier i et hus med elektrisk opvarmning, elektriske varmeapparater og gulvvarmesystemer. Efter at have udstyret opvarmningen af ​​et privat hus med kraftige solpaneler, kan du bruge varmt vand i fremtiden. I dette tilfælde er det nødvendigt at tage højde for antallet af mennesker, der bor, området for det opvarmede hus og forbruget af energiforbrug.

For eksempel bruges i en familie på tre personer i gennemsnit op til 500 kW pr. Måned kun til husholdningsapparater. Dette tager ikke højde for mængden af ​​energi til opvarmning af vandet. Det er bedst at beregne arealet på solvarmesystemet ved at tage 1 m² af batteriets areal pr. Person i betragtning. For at installere gulvvarmesystemet kræves 1 m² solpaneler for hver 10 m.

Effektivitet

Effektiviteten af ​​solpaneler afhænger af mange faktorer, og det vigtigste her er den indgående energi fra solen. I tilfælde af opvarmning af et hus beliggende i nordlige breddegrader anbefales det at anvende kombinerede typer opvarmning, hvor opvarmning med solpaneler vil blive brugt som en ekstra mulighed for gas- eller fastbrændselsopvarmning.

Den kombinerede metode til opvarmning af et privat hus kan også bruges på varmere breddegrader, fordi solpanelernes kraft i utilstrækkeligt naturligt lys og i overskyet vejr er ekstremt lav. Derfor er opvarmning på denne måde mere et middel til at spare end den vigtigste varmekilde i huset. Som et resultat anbefales det ikke helt at opgive andre metoder til opvarmning af huset. Den mest effektive opvarmning i dag er en kombineret opvarmningsmetode til boliger.

Hvordan vælger jeg et solcelleanlæg til opvarmning og varmt vandforsyning i en beboelsesbygning?

Valget af et solsystem er et vigtigt skridt til at bestemme effektiviteten af ​​dets drift og investering af penge. Det er nødvendigt at bestemme, hvilken slags solsystem der er behov for, pris og størrelse, typen af ​​solfangere og andre parametre for komplekset.

Det er nødvendigt at vælge design og konfiguration af systemet, styret af følgende kriterier:

• niveauet af solaktivitet i regionen
• mængden af ​​termisk energi, der kræves til opvarmning af huset
• prioritere solenergi til opvarmning af huset - enten fungerer solcelleanlægget som hovedsystem eller som et supplement.

Når du har besluttet dig for de vigtigste faktorer, kan du gå videre til valg af systemets optimale design og volumen.

Op til 100 m2

Solsystem til opvarmning af et hus på 100 kvm. m. kan tjene som den vigtigste kilde til termisk energi... Hovedopgaven vil være det korrekte valg af designet til solfangere, så det er muligt at modtage den maksimale mængde varme.

Det er nødvendigt at producere beregning under hensyntagen til antallet af etager og konfiguration af huset, antallet af solskinsdage om året, parametrene for kølemidlet i systemet... Solsystem til opvarmning af et hus på 100 kvm. m., hvis pris kan være fra 18 tusind rubler. op til 180 tusind rubler. og derover er den ret i stand til at levere varme derhjemme, hvis alle de nødvendige betingelser er opfyldt.

Op til 200 m2

For et hus med et areal på 200 m 2 kan solsystemet kun blive en ekstra varmekilde. Typisk sker toppen af ​​brugen af ​​sådanne installationer om efteråret og foråret, når der er nok solvarme, men der er behov for opvarmning af huset.

Der er praktisk talt ingen designforskelle for sådanne systemer kun lagertanken deles med husets hovedvarmeledning. Eksperter siger, at brugen af ​​solenergianlæg i foråret og efteråret kan reducere belastningen på varmesystemer med ca. 30-40%.

Fremragende termisk fysik af vand. Varmemedier til varmesystemet

Som nævnt fungerer vand i de fleste varmesystemer som en varmebærer. Det er forståeligt, fordi det perfekt leder varme, er giftfri og miljøvenligt - og dette er meget vigtigt med hensyn til sikkerheden ved varmesystemers funktion.

Samtidig har vand flere væsentlige ulemper:

• dens langvarige eksponering kan føre til dannelse af saltopbygning på varmeanordninger;
• også vand, der er et uorganisk stof, har en øget ætsning over for mange metaller.

Alle ved om disse problemer og har altid vidst det, men få har forsøgt at bekæmpe den destruktive effekt af vand, hvilket er overraskende, fordi der i dag sælges mange forskellige produkter og enheder, der kan reducere dets aggressivitet. Dette vil igen forlænge levetiden på metaldelene i systemet, hvis udskiftning eller endda reparation ikke er en billig fornøjelse.

Varmemedium til Dixis varmesystem

Vigtig! Ganske gode resultater demonstreres af de førnævnte inhibitoradditiver.

Frysning kan betragtes som den tredje vigtige vandmangel (dette gælder især for de nordlige regioner i landet). Efter frysning bliver vandet til is og udvider sig, hvilket resulterer i, at enhederne er beskadiget, og rørledningen sprænges. Derfor, hvis du ikke planlægger konstant at betjene varmesystemet om vinteren, er det bedre at udfylde frostvæske i stedet for vand.

Varmebærer (ikke-frysende flydende frostvæske) "Emelya"

Sådan beregnes vandtemperaturen

Ved beregning er det nødvendigt at tage hensyn til følgende punkter:

• gennemsnitstemperaturen for de sidste tre dage før opvarmningssæsonen starter (8ᵒC skal føjes til dette tal)
• den gennemsnitlige temperatur i rummet (for boliger er det 20ᵒС, for ikke-bolig - 16 onesС).

Uddannelses- og medicinske institutioner har deres egne normer - de er angivet i SNiP.

DIY design

Designet af solcelleanlæg er ikke så kompliceret, at folk med en vis uddannelse ikke er i stand til at fremstille og køre dem i deres hjem alene. Solsystem til opvarmning af hjemmet 100 kvm med egne hænder - dette er en helt realiserbar idé, som vil hjælpe med at spare betydeligt på købs- og reparationsarbejde... Lad os overveje de mulige muligheder.

Thermosiphon solsystem

Thermosiphon solsystemer er rørformede samleresom blev diskuteret ovenfor. Der er fri flow og trykfrie strukturer, der adskiller sig i den måde, kølemidlet cirkulerer på. De, der ikke er under tryk, arbejder på den naturlige bevægelse af væske og ikke har brug for elektricitet, er kompleksets struktur meget enklere og billigere. Trykhoved er i stand til at tilvejebringe en forudbestemt cirkulationstilstand og giver dig mulighed for at få maksimal effektivitet. Det mest aktive arbejde med sådanne systemer er perioden fra april til oktober, jo længere nord for regionen, jo kortere periode er installationernes største aktivitet.

Air solsystem

Luftopsamlere er installationer, der ved hjælp af luft som varmebærer... De varmer huset med en ventilationsmetode, der giver dig mulighed for alvorligt at spare på at skabe varmekredse og bruge systemet hele året rundt.

Samleren er en hul sort kasse, hvor luften opvarmes af solvarme.... Varm luft ledes ind i rummet, og afkølet luft ledes til opsamleren til opvarmning. For at reducere varmetabet installeres kassen i en gennemsigtig forseglet beholder, der beskytter mod ydre påvirkninger - vind, lav temperatur osv. Indløbet og udløbet placeres i forskellige rum for at øge trykforskellen og organisere deres egen cirkulation af strømme.

Produktion

Vi undersøgte, hvad et solvarmesystem er, fandt ud af, hvad de er, og berørte også kort de vigtige punkter, der skal tages i betragtning under installationen.

Vi håber, at du finder oplysningerne nyttige i din virksomhed, så du kan erhverve et virkelig passende system og sikre, at det er installeret korrekt. Hvis oplysningerne ikke syntes nok, skal du være opmærksom på den ekstra video i slutningen af ​​denne artikel.

Kunne du lide artiklen? Abonner på vores kanal Yandex.Zen

Tip til betjening

Driften af ​​solcelleanlæg udføres i overensstemmelse med designfunktionerne. Ejerens hovedopgave er at opretholde renlighed, fjerne støv eller sne. I nogle tilfælde det er nødvendigt med jævne mellemrum at ændre panelernes position i overensstemmelse med de sæsonbestemte ændringer i Solens placering... Reparation eller udskiftning af individuelle elementer udføres efter behov, alt arbejde kan udføres både uafhængigt og med hjælp fra outsourcede specialister.

Anvendelse af solfangere

En enhed, der omdanner energi fra sollys til termisk energi kaldes solfangere. Solfangeren kan bruges både i bygningens varmesystem og i varmtvandsforsyningssystemet. Ifølge de beregnede data giver brugen af ​​disse enheder i varmesystemer i bygninger og strukturer i gennemsnit fra 30% til 60% af energibesparelser (gas, elektricitet) årligt, hvilket betyder, at det gør driften af ​​bygningen billigere. Den estimerede selvforsyning af solsystemer er i gennemsnit to til fem år afhængigt af energipriserne.

En solfanger til opvarmning af et hus er inkluderet i varmeforsyningssystemet, idet det faktisk er et element, der opvarmer varmebæreren, mens de vigtigste varmeforsyningskilder (gas eller el-kedler) opretholder temperaturen på varmebæreren opvarmet af sol samler døgnet rundt på det niveau, der kræves af teknologiske eller sanitære forhold. Effektiviteten af ​​alternative varmesystemer er højere i regioner med høj solaktivitet og i dagslys. Et kort over den samlede årlige solstråling er vist i nedenstående figur.

Typer og forskelle på solfangere

Til dato er to typer systemer blevet udbredt blandt industrielt fremstillede solfangere:

• flade solpaneler;
• vakuum (evakueret) rørformede samlere.

Fladt solpanel

Det er en almindelig type solfanger, der bruges i moderne solenergisystemer. Denne type er blevet udbredt på grund af den relative billighed og enkelhed af både enheden og betjening. Ulempen ved flade solfangere er et markant (op til to gange) fald i effektivitet under forhold med negative udetemperaturer.

Fladt solfangerdesign.

Strukturelt er det et panel med et absorberende overfladeareal på 2-2,5 m2, lavet af aluminium eller stållegeringer. Den forreste del er lavet i form af et ark af specielt helioglas, der sikrer maksimal absorption af solens energi og minimale energitab med reflekterede og spredte stråler.Direkte under solglaset er der en absorber lavet i form af et fladt rør lavet af kobber eller aluminiumlegeringer med en høj varmeoverføringskoefficient.

Røret har som regel radial ribbing, hvilket væsentligt øger absorberens varmeoverføringskoefficient. Absorbatoren er belagt med en høj absorptionskoefficient i termiske strålingsspektre, hvilket øger kollektorens samlede effektivitet. Et lag med varmeisolering er placeret under absorberen, hvilket reducerer systemets varmetab til miljøet. Den krævede termiske kapacitet for solfangeren opnås ved at forbinde flere paneler til et enkelt solbatteri eller solfangere.

Vakuum (evakueret) røropsamler

En dyr type solfanger på grund af sin komplekse fremstilling og en række fordele i forhold til flade solpaneler. Strukturelt er det en række parrede glasrør, svejset sammen, fra rummet mellem hvilket luft pumpes ud. Vakuumet i rummet mellem rørene er en fremragende varmeisolator og forhindrer varmetab til miljøet fra kølemidlet. Et kobber-, aluminium- eller glasabsorberingsrør indsættes i det mindre rør. Rørene indsættes med den øverste del i fordeleren, hvor varmebæreren cirkulerer. Vakuum (evakuerede) rørformede samlere efter fordelertype er opdelt i to typer: med et fladt varmerør og direkte flow.

Flade rørmanifoldere

Flat Heat Pipe Vacuum Tube Solar Collector - Construction.

De er en rekuperativ varmeveksler placeret i distributøren. I dette tilfælde sker varmeoverførsel fra det opvarmede kølemiddel i vakuumrøret til kølemidlet i varmecirkulationskredsen i bygningens varmeforsyning gennem væggen, og kølemidlet i disse kredsløb blandes ikke. Fordele i forhold til direktestrømsopsamlere består i at opretholde høj ydelse ved omgivelsestemperaturer op til -45 ° C, muligheden for at udskifte et separat mislykket vakuumrør uden at adskille samleren og stoppe dens drift samt muligheden for at justere installationsvinklen af hvert vakuumrør inden for en opsamler ...

Manifold med direkte flow

Direkte flow vakuum rørformet solfanger - konstruktion.

Kombiner cirkulations- og varmekredsen. I distributøren er der forsynings- og cirkulationsrørledninger, hvortil vakuumrørene er direkte forbundet. Kølevæsken føres til distributøren gennem forsyningsrøret, hvorfra det kommer ind i vakuumrøret, hvor det opvarmes. Det opvarmede kølevæske vender tilbage til returledningen og går direkte til varmeforsyningens behov. Fordelene ved direktestrømsopsamlere i forhold til vakuum består i fravær af en mellemvæg mellem kølevæskerne, hvilket reducerer varmetabet og evnen til at installere opsamleren på enhver overflade under alle vinkler, da kølemidlet cirkulerer inden i hele opsamleren ved en pumpe.