Scaldacqua ad energia solare per la casa

Il corpo celeste è la più potente fonte di energia conosciuta dall'umanità. La luce solare può essere convertita in energia elettrica e termica. In questo articolo ci interesserà proprio l'energia termica, che riceviamo dal sole in modo assolutamente gratuito ed è inesauribile. Dispositivi come gli scaldacqua solari convertono l'energia del sole in energia termica. I dispositivi di fabbrica hanno buone prestazioni e consentono di organizzare il riscaldamento di una casa privata. Ci sono artigiani che realizzano tali dispositivi da soli. Gli scaldacqua solari riscaldano gratuitamente l'acqua per riscaldare l'abitazione o per il boiler, dove già cede calore per riscaldare l'acqua utilizzata per il lavaggio. Tali dispositivi sono richiesti tra i proprietari di case private e cottage estivi. In questo articolo parleremo del principio di funzionamento degli scaldacqua solari, dei loro tipi, dei principali produttori e dei prezzi.

Principio di funzionamento dello scaldabagno solare

Per prima cosa, scopriamo come funzionano gli scaldacqua solari. Considereremo il funzionamento di un tale dispositivo utilizzando l'esempio di un modello di fabbrica di uno scaldacqua sottovuoto. Riscalda l'acqua in inverno senza problemi. Le prestazioni in inverno sono ovviamente inferiori rispetto all'estate. Il design dello scaldabagno è una batteria, composta da diversi tubi di vetro di vetro al quarzo. Ciascuno di questi tubi contiene un tubo di rame verniciato di nero. Questi tubi interni contengono il mezzo di riscaldamento. Viene creato un vuoto nei tubi di vetro in modo che non vi siano perdite di calore dal circuito interno. Inoltre, il vuoto protegge la batteria dalle influenze ambientali. Tutti i tubi sono collegati a un collettore orizzontale attraverso il quale circola il liquido di raffreddamento. I tubi a vuoto assorbono l'energia solare e la rilasciano nell'acqua.

Principio di funzionamento dello scaldabagno solare
Questo sistema funziona come segue:

• Il liquido di lavoro (il liquido non deve essere acqua) evapora sotto l'influenza della luce solare e il vapore sale alla sommità del bulbo di vetro;
• Il vapore entra in contatto con l'acqua attraverso la parete, che circola nel collettore. Il vapore sprigiona energia termica, si raffredda e si trasforma nuovamente in liquido;
• Sotto l'azione della gravità, il liquido scorre verso il basso e così il ciclo si chiude;
• Il collettore dello scaldacqua è collegato tramite tubazioni alla caldaia a riscaldamento indiretto. Lì, l'acqua è già riscaldata, che circola nel circuito di riscaldamento o di approvvigionamento idrico. Il liquido di raffreddamento viene fatto circolare da una pompa.

Il vetro al quarzo da cui sono realizzati i tubi a vuoto trasmette onde ultraviolette. Il normale vetro li trattiene. Grazie alla trasmissione della luce ultravioletta, l'energia solare viene assorbita quando è nuvoloso e durante la stagione invernale. È molto difficile realizzare un tale design a casa.

Esistono scaldacqua con un principio di funzionamento meno complesso. Negli scaldacqua a flusso libero, l'energia termica viene trasferita senza intermediari. Di solito nel loro design c'è una bobina (rame, alluminio) su un substrato metallico o senza di essa. La parete posteriore del case è rivestita con materiali termoisolanti. La serpentina è collegata al serbatoio di accumulo tramite tubazioni. La bobina e la piastra (chiamata anche assorbitore) sono verniciate di nero per un migliore assorbimento della luce solare. La parte superiore del case è ricoperta di vetro, policarbonato, ecc. Inoltre è stato eseguito un isolamento completo in modo che non cadano precipitazioni, sporco e polvere.

Uno scaldabagno così semplificato funziona efficacemente solo con tempo sereno.Ma a causa della semplicità del design, tali scaldacqua sono spesso realizzati a mano. Inoltre, c'è un'altra opzione per ottenere uno scaldabagno alimentato da energia solare gratuita. Sono installati pannelli solari che generano elettricità. E questa elettricità fa funzionare uno scaldabagno convenzionale. Un tale sistema può funzionare anche tutto l'anno.

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Il sole riscalda la terra ogni giorno ed è completamente gratuito. Un semplice calcolo mostra che con un consumo mensile di acqua per il lavaggio di 100 litri a persona, si dovrebbero spendere circa 90 kW * ora al mese o 1080 kW * ora all'anno per il riscaldamento. Allo stesso tempo, in una giornata estiva a Kiev, con tempo sereno, il sole invia 1 kW * ora di energia all'ora a un sito con un'area di 1 m2, o in media 8 kW * ora al giorno. Ovviamente, se puoi utilizzare almeno parte di questa energia solare gratuita per la fornitura di acqua calda, puoi ottenere risparmi significativi. Acqua calda con serbatoio di riscaldamento Il sistema di acqua solare più semplice per una casa è un serbatoio di riscaldamento. Questo è solo un contenitore per l'acqua, che viene riscaldata dai raggi del sole durante il giorno.

collettori esterni neri realizzati con tubi in plastica per il riscaldamento dell'acqua

Tuttavia, un riscaldatore solare così semplice è molto efficace per fornire acqua calda in estate ed è ampiamente utilizzato per la cosiddetta "doccia estiva".

Mappa della radiazione solare per l'Ucraina

Insolazione solare Il concetto di attività solare nella scienza moderna è associato al termine "insolazione solare". L'insolazione è intesa come la quantità di radiazione ricevuta durante un'ora diurna, o, semplicemente, il grado di "esposizione" di 1 mq. terra per un determinato periodo di tempo. In questo contesto non bisogna lasciarsi intimidire dal termine "radiazione", poiché qui l'irraggiamento solare è una risorsa energetica potenzialmente utile e non una fonte di pericolo.

Specificità della misurazione del livello di attività solare I dati necessari per il calcolo dell'insolazione solare vengono inviati dai satelliti della NASA. I valori ottenuti sono ridotti a un indicatore medio, che consente di sistematizzare le informazioni. La difficoltà sta nel fatto che è impossibile misurare con precisione la quantità di luce che colpisce il suolo, perché il processo di esposizione alle radiazioni è esposto a molti fattori, ad esempio:

• l'altezza del sito sul livello del mare e, di conseguenza, la lontananza del sole dall'area;
• stagione (regola anche il valore della distanza del sole dalla terra);
• condizioni meteorologiche (nuvolosità, nebbia, ecc.);
• l'angolo di incidenza della luce solare (varia in base all'ora del giorno).

Anche tenendo conto di tutti i fattori di cui sopra, il valore risultante non può essere considerato universale. Qualsiasi superficie che impedisce alla luce solare diretta di colpire la superficie terrestre influirà sulla precisione delle letture solari. Anche piccoli dettagli come la presenza di recinzioni sul territorio sono importanti.

Da questo punto di vista, le più attraenti sono le regioni di Zaporozhye, Dnepropetrovsk e Lugansk, così come le località di Odessa, Kherson e Simferopol.Un alto livello di attività è considerato un indicatore di 5 kWh / m2 / giorno e nei territori elencati nel periodo estivo il coefficiente spesso supera il punteggio di 6 unità (i detentori del record qui sono Nikolaev e Kherson con indicatori di 6,03 e 6.04, rispettivamente). Ma anche nei periodi più freddi, l'installazione di collettori solari non sarà superflua: il grado medio di esposizione all'anno varia da 3,34 unità a Lugansk a 3,58 a Simferopol.

Pannelli solarituttavia, sarà meno efficace al di fuori della zona costiera. Le cifre medie per l'Ucraina sono paragonabili al coefficiente di attività solare nel nord di Helsinki: 2,8 contro 2,41 kWh / m2 / giorno. Le regioni più sfavorevoli per lo sviluppo dell'energia "solare" sono Ivano-Frankivsk e Chernivtsi, dove l'indice medio dell'anno non supera i 2,99 kWh / m2 / giorno. Per i dettagli, vedere la tabella in appendice.

Scaldacqua solare fai-da-te da mezzi improvvisati

Se il serbatoio del riscaldamento è dotato di un serbatoio per l'accumulo di acqua calda, è possibile ottenere un sistema di riscaldamento solare ancora più efficiente che ti fornirà acqua calda in estate e si ripagherà in un paio di stagioni. Consideriamo un tale scaldacqua solare in modo più dettagliato. La parte più importante del sistema solare è, ovviamente, il serbatoio di riscaldamento stesso. Può essere qualsiasi contenitore per l'acqua, ad esempio un cubo d'acciaio, un barile o diversi tubi di grande diametro. A tale scopo è preferibile utilizzare uno speciale serbatoio doccia estivo in polietilene con un volume di 200-300 litri. Tale serbatoio ha una forma piatta, razionale per il riscaldamento, non arrugginisce, è verniciato di nero per un migliore assorbimento del calore e, grazie al suo peso ridotto, si monta facilmente sul tetto. Se un tale serbatoio viene semplicemente posizionato alla luce solare diretta, in una calda giornata di sole l'acqua al suo interno si riscalda fino a 40-45 ºС entro la fine della giornata, il che è abbastanza per le esigenze domestiche. Ma se l'acqua calda non viene utilizzata la sera, durante la notte, al mattino si raffredderà. Pertanto, l'acqua calda non può essere utilizzata 24 ore su 24. Ovviamente, per eliminare questo inconveniente, è necessario “arrestare” la dispersione termica dell'acqua riscaldata. Questo può essere fatto isolando il serbatoio di riscaldamento alla fine della giornata o scaricando acqua calda in un contenitore isolato. Dato che la maggior parte delle famiglie private utilizza caldaie a gas ed elettriche, è utile utilizzarle per immagazzinare l'acqua calda da un serbatoio di riscaldamento. Inoltre, a differenza dell'isolamento del serbatoio di riscaldamento, il processo di scarico è meno laborioso, non è necessario salire sul luogo in cui è installato il serbatoio. Inoltre, poiché in una giornata nuvolosa l'acqua nel serbatoio di riscaldamento si riscalda solo fino a 25-30 ºС, dovrà essere riscaldata comunque. La figura mostra uno schema del funzionamento del sistema più semplice per il riscaldamento dell'acqua con il sole, che puoi assemblare con le tue mani. L'impianto di riscaldamento dell'acqua è costituito da un serbatoio di riscaldamento, una caldaia e un sistema di approvvigionamento idrico con tre rubinetti. Innanzitutto, il rubinetto (3) è chiuso, il rubinetto (1) e (2) sono aperti. L'acqua dal tubo dell'acqua in pressione (blu) viene fornita al serbatoio di riscaldamento. Dopo aver riempito il serbatoio, il tubo dell'acqua in pressione viene chiuso con un rubinetto (1). A fine giornata, quando l'acqua nel bollitore si riscalda e deve essere scaricata nella caldaia, il rubinetto (3) viene aperto per questo. Se non è necessario utilizzare il serbatoio di riscaldamento, è sufficiente chiudere il rubinetto (2) e la caldaia viene utilizzata come di consueto.

È conveniente controllare il livello di riempimento del serbatoio con un sensore di livello dell'acqua, che può essere fissato al coperchio del serbatoio. Per l'alimentazione idrica, sono adatti tubi in metallo-plastica o polipropilene per acqua fredda (poiché la pressione nel sistema è bassa). Questo metodo di riscaldamento dell'acqua è estremamente semplice, ma presenta due gravi inconvenienti: - il serbatoio del riscaldamento deve essere riempito e svuotato quotidianamente; - È possibile ottenere acqua riscaldata solo quando fa caldo, quando la temperatura dell'aria è superiore a +20 ºС.Scaldacqua solare passivo Per riscaldare l'acqua con il calore solare non solo nella stagione calda, ma anche nella bassa stagione più fresca (marzo, aprile, settembre, ottobre), l'accumulatore di riscaldamento non può essere utilizzato a causa di una perdita di calore troppo elevata. Per fare ciò, dovrà essere sostituito con un collettore solare più efficiente. Su Internet è possibile trovare molte descrizioni di sistemi solari attivi efficaci che richiedono l'uso dell'automazione. Ma considera il sistema di scaldacqua solare passivo più semplice e conveniente, cioè quello che funziona da solo senza l'utilizzo di una pompa. Prima di tutto, devi creare un collettore solare. Se analizziamo i numerosi progetti noti di collettori solari, possiamo giungere alla conclusione che il fattore determinante per l'affidabilità, il costo e la facilità di montaggio di un collettore solare è il materiale del suo scambiatore di calore. I tubi più affidabili sono considerati tubi metallici, ad esempio tubi di rame o acciaio a pareti sottili, ma sono costosi e laboriosi da assemblare. Inoltre, lo scambiatore di calore con tubi metallici è pesante, il che richiede una scatola robusta e complica l'installazione. Gli scambiatori di calore in polipropilene e tubi in metallo-plastica sono più convenienti ed economici, ma le deformazioni termiche se riscaldate dal sole e un gran numero di giunti aumentano la probabilità di perdite e aumentano anche l'intensità del lavoro durante il montaggio. Uno scambiatore di calore da un tubo da giardino è privo di tutti questi svantaggi. Il suo assemblaggio consiste solo nel fatto che il tubo deve essere fumato sotto forma di una spirale. La mancanza di collegamenti e la flessibilità del tubo garantisce l'assenza di perdite, e la lunghezza del tubo consente di portare l'acqua direttamente dal collettore alla tubazione all'interno dell'abitazione senza collegamenti intermedi. La figura mostra il collettore solare più semplice di un tubo da giardino. È costituito da un vetro della finestra (1), un tubo flessibile (2) e schiuma come isolamento termico e una base (3). Il principio del suo funzionamento è molto semplice: la radiazione solare a onde corte passa attraverso il vetro, riscalda il tubo con l'acqua. Dal tubo riscaldato inizia la radiazione di uno spettro di lunghezza d'onda già lunga, che viene riflessa in modo significativo dal vetro. Così, i raggi del sole cadono nella cosiddetta "trappola di calore". Quando si installa un collettore solare, l'angolo di inclinazione ottimale sarà di 35º in estate e di 40º in primavera-autunno. La figura mostra lo schema di collegamento del collettore solare alla caldaia. Prima che il collettore solare inizi a riscaldare l'acqua, è necessario riempire il tubo con acqua e spostare l'aria da esso. Per fare ciò chiudere il rubinetto (2) e aprire il rubinetto caldo dell'impianto idraulico (6) per scaricare l'acqua. L'acqua dal tubo dell'acqua in pressione (1) inizia a fluire nel collettore solare (4). Dopo che le bolle d'aria smettono di mescolarsi nell'acqua di scarico, significa che non ci sono tappi d'aria nel collettore. Quindi il rubinetto 2 si apre e l'acqua fredda della caldaia sotto l'influenza dell'effetto termosifone (quando il collettore viene riscaldato dal sole) inizia a fluire nel collettore. Per spegnere il collettore solare e utilizzare acqua calda o far funzionare la caldaia in modalità normale chiudere il rubinetto (3). Come puoi vedere, il funzionamento di questa caldaia non richiede apparecchiature complesse e costose, l'unico inconveniente di un sistema così semplice è che devi aprire e chiudere periodicamente l'alimentazione idrica al collettore solare con un rubinetto (3). Con tempo nuvoloso, il riscaldamento dell'acqua da parte di un tale collettore solare avviene parzialmente, il resto sarà "riscaldato" dalla caldaia, il che offre comunque un risparmio. Tieni presente che con tempo nuvoloso o in bassa stagione, la caldaia dovrà accendersi per il riscaldamento a fine giornata, cioè quando l'acqua nel collettore non si riscalda più. Altrimenti, quando l'acqua viene riscaldata nel collettore TEN'om, smetterà di circolare. Per calcolare le prestazioni richieste di un riscaldatore solare, è necessario tenere conto che 1 metro di un tubo con un diametro esterno di 25 mm in una giornata limpida a +25 ºС riscalda 3,5 litri di caldo (fino a + 45 ºС) acqua.E a +32 ºС riscalda 3,5 litri di acqua calda fino a + 50 ºС. Il numero medio di ore di sole durante l'anno a Kiev è mostrato nella tabella 1.

Ad esempio, se la lunghezza del tubo nel collettore è di 10 m a maggio, la capacità del collettore solare sarà 3,5 l * 10 m * 8 h = 280 litri di acqua calda al giorno. Il limite inferiore della temperatura dell'aria esterna, al quale si osservano risparmi con tempo sereno, sarà compreso tra +5 e +8 ºС. In condizioni di congelamento, è meglio scaricare l'acqua dal collettore, sebbene questo design sia resistente al gelo.

Il tubo per un tale scaldacqua solare è rinforzato in gomma o in PVC. Il diametro interno del tubo flessibile non deve essere inferiore a 19 mm e di più è possibile. Ma se il diametro è inferiore, la resistenza idraulica del sistema aumenta in modo significativo, il che rallenta la naturale miscelazione dell'acqua a causa dell'effetto termosifone. Inoltre, scrive iBud.ua, non è consigliabile scegliere un tubo con uno spessore della parete inferiore a 2,5 mm, poiché un tubo con pareti sottili non mantiene bene la sua forma e spesso si piega. Un tubo da giardino non è costoso. Quindi, un tubo in PVC rinforzato con un diametro interno di 19 mm e uno spessore della parete di 3 mm, a seconda del produttore, costa da $ 2 a $ 3 al metro. È preferibile scegliere un tubo nei toni neri o scuri per un migliore assorbimento del calore. La differenza, tuttavia, non è molto grande. Ad esempio, un tubo bianco assorbe il calore solare di circa il 5% in meno rispetto a un tubo nero. Ma il 5% aggiuntivo non sarà superfluo. Per miscelare l'acqua utilizzando l'effetto termosifone, la forma del tubo stesso non ha importanza, poiché l'acqua nel tubo viene riscaldata in modo uniforme, la differenza di livelli tra l'acqua fredda nella caldaia e l'acqua calda nel collettore è importante. Pertanto, affinché si verifichi un effetto termosifone stabile, la caldaia deve essere sollevata sopra la parte superiore del collettore solare di almeno 60 cm. Dovresti anche cercare di ridurre il più possibile la lunghezza della tubazione di alimentazione, poiché più lunga è la tubo, maggiore è la forza di attrito che impedisce all'acqua di fluire dal collettore all'accumulo (caldaia). Per ridurre la perdita di calore per convenzione, la parte posteriore del tubo è isolata con schiuma. È inoltre necessario sigillare lo spazio tra il vetro e la schiuma. Per fare ciò, è possibile posizionare un tampone di schiuma morbida tra il vetro e la schiuma, oppure incollare il vetro e la schiuma con colla a base d'acqua (gli adesivi con un solvente organico possono sciogliere la schiuma). Ad esempio, puoi usare colla in schiuma o colla vinilica. Per fissare la forma del tubo del riscaldatore solare sotto forma di spirale, è legato a un tubo o una barra. Per attaccarlo al polistirolo, legalo semplicemente. È imperativo utilizzare il vetro della finestra. Il plexiglass o il film polimerico non funzioneranno, poiché sono molto poveri nel bloccare le radiazioni a onde lunghe. Ci dovrebbe essere uno spazio di 12-20 mm tra il vetro e la superficie del tubo. Il vetro non dovrebbe avere rivestimenti selettivi riflettenti (i-glass), tale vetro riflette una parte significativa della radiazione solare.

Quando si tratta di scegliere tra vetri singoli e doppi, ci sono due fattori da considerare. Con doppi vetri, meno dispersione di calore, ma più riflettività della luce solare. E poiché maggiore è la temperatura ambiente, minore è la dispersione di calore, si scopre che: - se il riscaldatore solare verrà utilizzato principalmente nella stagione calda, allora il vetro singolo è migliore; - se è bello, il doppio diventa più redditizio. I cavi dei tubi flessibili che escono devono essere isolati termicamente per ridurre la perdita di calore. Per l'isolamento termico all'interno della stanza riscaldata e quando la lunghezza dei tubi dell'acqua non è superiore a 3 m, è sufficiente utilizzare il solito isolamento termico morbido in schiuma di polietilene per tubi. Per sezioni più lunghe, nonché per l'isolamento termico di tubazioni esterne, è necessario utilizzare un isolamento termico rigido più potente per tubi in schiuma di poliuretano a lamina.È possibile collegare il tubo alla tubazione utilizzando un morsetto per tubi in gomma, per questo il tubo viene fissato saldamente sul tubo e fissato con una fascetta. È ottimale che il diametro interno del tubo sia uguale al diametro del tubo su cui verrà messo. Il design descritto di un riscaldatore solare passivo con un collettore può far risparmiare fino all'80% di energia per la fornitura di acqua calda in estate e fino al 40% in primavera e autunno, pari a circa 400 kWh di energia risparmiata per persona all'anno. Autore: Igor Solarov Chernivtsi

applicazione

In circa l'80% del territorio dell'Ucraina, il livello di insolazione non scende al di sotto di 3 unità, il che, rispetto ad altri paesi europei, è un risultato molto promettente. Ciò significa che l'installazione di collettori solari può diventare un nuovo round nello sviluppo delle tecnologie energetiche sia in Ucraina che in altre regioni dell'Europa meridionale.

Tabella di insolazione solare per città dell'Ucraina

jan	feb	mar	Apr	Maggio	giugno	lug	Ago	sep	ott	ma io	Dic	anno
Simferopol	1,27	2,06	3,05	4,30	5,44	5,84	6,20	5,34	4,07	2,67	1,55	1,07	3,58
Vinnytsia	1,07	1,89	2,94	3,92	5,19	5,3	5,16	4,68	3,21	1,97	1,10	0,9	3,11
Lutsk	1,02	1,77	2,83	3,91	5,05	5,08	4,94	4,55	3,01	1,83	1,05	0,79	2,99
Dnipropetrovsk	1,21	1,99	2,98	4,05	5,55	5,57	5,70	5,08	3,66	2,27	1,20	0,96	3,36
Donetsk	1,21	1,99	2,94	4,04	5,48	5,55	5,66	5,09	3,67	2,24	1,23	0,96	3,34
Zhytomyr	1,01	1,82	2,87	3,88	5,16	5,19	5,04	4,66	3,06	1,87	1,04	0,83	3,04
Uzhgorod	1,13	1,91	3,01	4,03	5,01	5,31	5,25	4,82	3,33	2,02	1,19	0,88	3,16
Zaporizhzhia	1,21	2,00	2,91	4,20	5,62	5,72	5,88	5,18	3,87	2,44	1,25	0,95	3,44
Ivano-Frankivsk	1,19	1,93	2,84	3,68	4,54	4,75	4,76	4,40	3,06	2,00	1,20	0,94	2,94
Kiev	1,07	1,87	2,95	3,96	5,25	5,22	5,25	4,67	3,12	1,94	1,02	0,86	3,10
Kirovograd	1,20	1,95	2,96	4,07	5,47	5,49	5,57	4,92	3,57	2,24	1,14	0,96	3,30
Luhansk	1,23	2,06	3,05	4,05	5,46	5,57	5,65	4,99	3,62	2,23	1,26	0,93	3,34
Lviv	1,08	1,83	2,82	3,78	4,67	4,83	4,83	4,45	3,00	1,85	1,06	0,83	2,92
Nikolaev	1,25	2,10	3,07	4,38	5,65	5,85	6,03	5,34	3,93	2,52	1,36	1,04	3,55
Odessa	1,25	2,11	3,08	4,38	5,65	5,85	6,04	5,33	3,93	2,52	1,36	1,04	3,55
Poltava	1,18	1,96	3,05	4,00	5,40	5,44	5,51	4,87	3,42	2,11	1,15	0,91	3,25
Liscio	1,01	1,81	2,83	3,87	5,08	5,17	4,98	4,58	3,02	1,87	1,04	0,81	3,01
Sumy	1,13	1,93	3,05	3,98	5,27	5,32	5,38	4,67	3,19	1,98	1,10	0,86	3,16
Ternopil	1,09	1,86	2,85	3,85	4,84	5,00	4,93	4,51	3,08	1,91	1,09	0,85	2,99
Kharkiv	1,19	2,02	3,05	3,92	5,38	5,46	5,56	4,88	3,49	2,10	1,19	0,9	3,26
Kherson	1,30	2,13	3,08	4,36	5,68	5,76	6,00	5,29	4,00	2,57	1,36	1,04	3,55
Khmelnitsky	1,09	1,86	2,87	3,85	5,08	5,21	5,04	4,58	3,14	1,98	1,10	0,87	3,06
Cherkasy	1,15	1,91	2,94	3,99	5,44	5,46	5,54	4,87	3,40	2,13	1,09	0,91	3,24
Chernihiv	0,99	1,80	2,92	3,96	5,17	5,19	5,12	4,54	3,00	1,86	0,98	0,75	3,03
Chernivtsi	1,19	1,93	2,84	3,68	4,54	4,75	4,76	4,40	3,06	2,00	1,20	0,94	2,94

I primi scaldacqua solari in assoluto

Il primo scaldacqua solare è stato sviluppato nel 1767. È stato inventato da un normale residente in Svizzera ─ Horace Bnedict de Saussure. Nella sua invenzione, era in grado di ottenere semplicemente acqua bollente. Ma poi è stato già un successo. E l'inventore svizzero iniziò a vendere i suoi scaldabagni.

Horace Bnedict de Saussure
Nel 1953, il dispositivo è stato migliorato in Israele. Lo scienziato Zvi Tavor ha persino ricevuto un premio per questo dal primo ministro del paese. Questa semplice tecnologia di riscaldamento dell'acqua è ancora popolare nel nostro secolo.

Come realizzare il modello più semplice di scaldacqua solare

La soluzione più semplice per il riscaldamento dell'acqua solare è un barile verniciato di nero montato sul tetto. La condotta interna è collegata a questo barile e fornisce acqua riscaldata ai punti di distribuzione.

La canna può essere sostituita con un semplice abbeveratoio piuttosto basso, chiuso con un coperchio trasparente. In entrambi i casi, il sistema dovrebbe includere:

• tubo di alimentazione dell'acqua fredda;
• tubo di troppo pieno;
• elementi di bloccaggio;
• tubo di uscita dell'acqua riscaldata.

Tuttavia, con tempo nuvoloso, entrambe queste opzioni sono caratterizzate da un'efficienza estremamente bassa. Per quanto riguarda l'utilizzo del trogolo, la questione è complicata dalla necessità di mantenerlo in posizione orizzontale. Ciò non consente di collocare il contenitore in una posizione tale rispetto al sole, in cui è assicurato il massimo riscaldamento dell'acqua.

Sei interessato a domande relative ai pannelli solari? Puoi trovare molte informazioni interessanti su questo problema in questo articolo.

Varietà di scaldacqua solari

Ora parliamo dei tipi di scaldacqua solari. Sono classificati in base a varie caratteristiche del design.

Ad esempio, i seguenti scaldacqua si distinguono per il tipo di circolazione del refrigerante:

• Con circolazione naturale;
• Con forzato.

Nel primo caso l'acqua circola per le sue proprietà fisiche. Quando riscaldato, aumenta di volume, la sua densità diminuisce. Di conseguenza, il liquido sale attraverso i tubi e l'acqua fredda entra al suo posto. Affinché la circolazione naturale possa passare, il serbatoio deve essere sopra il collettore, il che non è sempre conveniente.

Nel secondo caso, il serbatoio di accumulo è installato nel seminterrato e la circolazione forzata è fornita da pompe speciali. Con una tale organizzazione, il petrolio può svolgere il ruolo di portatore di calore. Svolge molto bene questa funzione.

Gli scaldacqua possono essere classificati in base al design del collettore:

• Vuoto. Il refrigerante si trova in un tubo sigillato in una beuta da vuoto.Questa lampadina è realizzata in vetro di quarzo che trasmette il calore solare e la luce ultravioletta. Si tratta di progetti altamente efficienti in cui la perdita di calore è minima. Se l'acqua viene utilizzata come vettore di calore, il riscaldamento avviene a ebollizione. Se c'è olio lì, può essere riscaldato fino a 200-300 gradi. Quasi tutti gli scaldacqua sottovuoto sono fabbricati in fabbrica e sono piuttosto costosi;
• Pannello. Il design è il più semplice. Il collettore è verniciato di nero, alloggiato in un involucro isolato e sigillato ermeticamente con vetro, plastica, policarbonato, ecc. L'efficienza è scarsa. Questo perché il fluido perde parte del suo calore mentre passa attraverso il collettore. Queste perdite sono generalmente piuttosto significative. Gli scaldacqua solari a pannello sono adatti per le regioni con un'elevata insolazione solare.

Scaldacqua solare a ciclo chiuso

Inoltre, gli scaldacqua possono essere classificati in base al tipo di circuito:

• Anello aperto. Questo design viene utilizzato quando si organizza la fornitura di acqua calda a un edificio residenziale. L'acqua funge da refrigerante, che dopo il riscaldamento non torna più nel collettore. Viene speso per le necessità domestiche;
• Un ciclo chiuso. Viene utilizzato per il riscaldamento di un edificio residenziale. In questo caso, il liquido di raffreddamento dello scaldacqua viene miscelato con un altro liquido (possibilmente non acqua) che è stato riscaldato nella caldaia principale. In un circuito chiuso, il liquido di raffreddamento, dopo il riscaldamento, passa attraverso l'impianto di riscaldamento e ritorna nuovamente al collettore;
• Due contorni chiusi. Tali scaldacqua sono versatili e i più efficienti. Questo sistema può essere utilizzato per generare acqua calda o riscaldamento tutto l'anno. Dopo essersi riscaldato nel collettore, il liquido di raffreddamento va allo scambiatore di calore e trasferisce il calore al secondo circuito. E già il liquido di raffreddamento in questo secondo circuito viene consumato come acqua calda o per riscaldare la casa.

Anche il liquido di raffreddamento può essere diverso. L'acqua, l'antigelo, l'olio più comunemente usati. È inoltre possibile suddividere gli scaldacqua secondo il principio generale di funzionamento in sistemi passivi e attivi.

• Passivo. L'assorbimento e l'accumulo di energia avvengono da soli senza alcun meccanismo di controllo. Tali sistemi sono semplici e non richiedono investimenti seri. Per questo devi pagare con lavoro irregolare e sbalzi di tensione. Un esempio è il serbatoio sopra la doccia estiva, che è dipinto di nero. Questo di solito è il caso dei sistemi a loop singolo. Qui, il serbatoio di ricezione dovrebbe essere sopra il collettore;
• Attivo. Non ci sono svantaggi di uno scaldabagno passivo. Qui l'energia solare viene convertita in energia termica e viene periodicamente trasferita a un bollitore, caldaia o direttamente alle utenze. Il funzionamento stabile è ottenuto grazie al sistema di circolazione forzata. Questo schema funziona in sistemi con uno e due circuiti. In tali sistemi, è spesso possibile vedere pompe, pannelli, manometri, ecc.

Scaldacqua solari di produttori affidabili

Il vantaggio economico derivante dall'acquisto di una caldaia per riscaldamento dipende da diversi fattori:

• alto prezzo;
• trasferimento di calore;
• periodo di rimborso;
• tempo di operatività.

Non tutti gli scaldacqua solari funzionano allo stesso modo. Quando si utilizzano installazioni realizzate con materie prime economiche e di bassa qualità, si possono incontrare problemi di utilizzo: la produttività diminuirà, le apparecchiature si guasteranno prematuramente. Per non affrontare delusioni, è necessario acquistare attrezzature da produttori affidabili. Scopriamo quali produttori è meglio fidarsi?

Scaldacqua solare passivo

Di seguito è riportato un elenco di produttori affidabili che producono unità di qualità e convenienti:

• Atmosfera è un produttore ucraino che crea installazioni sottovuoto e pannelli per il riscaldamento dell'acqua e il supporto dei sistemi di riscaldamento tutto l'anno. Questi scaldacqua sono progettati per dispositivi a circolazione forzata e hanno un elevato isolamento termico.C'è un posto nella custodia per l'installazione dei sensori di monitoraggio. Molti utenti hanno notato le elevate prestazioni dei sistemi con tempo freddo e piovoso. Puoi comprare una caldaia da 20 mila rubli;
• Side è un'azienda cinese che ha avviato la produzione di scaldacqua solari e relativi dispositivi necessari per la manutenzione e il collegamento. Sul mercato si possono trovare apparecchi tubolari e da pannello, oltre a soluzioni chiavi in ​​mano per attrezzare piscine, uffici, siti produttivi, ospedali, scuole. Le caldaie di questo marchio stanno ancora guadagnando popolarità tra i consumatori domestici;
• Vaillant auroSTEP plus - collettori solari con eccellente qualità di costruzione tedesca e prezzo accessibile. Puoi acquistare questo sistema per almeno 200 mila rubli e fornire acqua calda a una famiglia per 3 persone;
• SunRain è un altro modello di fabbricazione cinese. Queste installazioni funzionano quando la temperatura scende a -50 gradi. Il produttore implementa l'installazione orizzontale e inclinata. Gli impianti possono funzionare tutto l'anno. Sono collegati a un container remoto. Il prezzo dei collettori tubolari è di 40 mila rubli;
• Viessmann Vitosol è un produttore tedesco che produce apparecchiature per il riscaldamento dell'acqua. La principale differenza rispetto agli analoghi di altri produttori è l'assemblaggio di alta qualità, che soddisfa pienamente i requisiti dichiarati. È presente anche un sistema antivandalo e antigrandine;
• YaSolar è un'azienda russa che produce apparecchiature per la fornitura di acqua calda chiavi in ​​mano. Il set completo è composto da un serbatoio di accumulo, un controller, sensori di riscaldamento, una stazione di pompaggio e una presa d'aria. I collettori solari prodotti con questo marchio sono progettati per essere collegati a sistemi a circolazione forzata.

Consigliato: come installare il riscaldamento solare della serra con le proprie mani?

Il rispetto delle norme di sicurezza e delle raccomandazioni per il collegamento degli scaldacqua solari è il prerequisito principale per la messa in servizio degli impianti. Se le condizioni di connessione vengono violate, il loro effettivo funzionamento non è garantito.

YouTube ha risposto con un errore: Accesso non configurato. YouTube Data API non è stata utilizzata in precedenza nel progetto 268921522881 o è disabilitata. Abilitalo visitando https://console.developers.google.com/apis/api/youtube.googleapis.com/overview?project=268921522881, quindi riprova. Se hai abilitato questa API di recente, attendi alcuni minuti affinché l'azione si propaghi ai nostri sistemi e riprova.

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Applicazioni e requisiti di installazione

Allora dove vengono applicati gli scaldacqua solari?

• Fornitura di acqua calda di una casa privata;
• Riscaldamento;
• Riscaldamento dell'acqua per cottage estivi;
• Acqua calda per i bisogni dell'agricoltura e dell'industria.

Scaldacqua solare per riscaldamento domestico

È importante considerare le raccomandazioni di installazione, poiché l'efficienza dello scaldacqua dipenderà completamente da questo. Ecco alcune delle raccomandazioni degli esperti:

• Il luogo di installazione può essere il tetto della casa, la facciata, il balcone;
• Il pannello dello scaldabagno deve necessariamente essere rivolto a sud;
• Quando si installa il pannello, rendere l'angolo di inclinazione uguale alla latitudine della propria regione;
• Poiché lo scaldabagno riceve costantemente energia solare, con poco consumo di acqua, si possono formare ristagni, dove il liquido di raffreddamento può ben riscaldarsi fino a 300 gradi. Pertanto, è vietato utilizzare tubi in plastica e ferro zincato. È meglio realizzare una bobina in rame o acciaio inossidabile;
• È imperativo isolare gli elementi riscaldanti dello scaldabagno per non scottarsi accidentalmente;
• Quando si scelgono elementi di fissaggio e isolamento, si dovrebbe anche tenere conto della possibilità di ristagno del liquido di raffreddamento e del suo forte riscaldamento. Cioè, è meglio scegliere materiali con un margine di sicurezza. Molti produttori rispettabili scrivono la temperatura di stagnazione nelle specifiche o sul case del dispositivo. Concentrati su questo valore;
• I pannelli dello scaldacqua solare devono essere posizionati in un'area aperta con la massima esposizione al sole. Non dovrebbero esserci oggetti alti intorno a proiettare un'ombra;
• Per aumentare l'efficienza dello scaldacqua, è necessario fissarlo su un rack speciale, se tale schema di installazione è offerto dal produttore;
• Durante l'installazione, ogni tipo di riscaldatore può avere le proprie caratteristiche. Qui è necessario concentrarsi sulle raccomandazioni del produttore.

Principali produttori

Gli scaldacqua solari hanno trovato ampia applicazione pratica in molti paesi europei, Cina, Turchia, Stati Uniti, Israele, Arabia Saudita. La produzione di questi prodotti nel mondo è in costante crescita e, insieme alla domanda, aumenta anche il numero di aziende in questo segmento.

Diamo un'occhiata ad alcune delle grandi aziende di scaldacqua solari. Quindi, i migliori produttori nel mercato mondiale:

• L'azienda italiana produce collettori sottovuoto KAIROS VT. Disponibile nelle versioni da 15 o 20 tubi;
• Il produttore tedesco offre tre modelli SKR21, SKR12, SKR6;
• Un'altra azienda tedesca che produce modelli con 6 o 12 tubi. Inoltre, possono essere combinati in blocchi per aumentare la potenza del sistema;
• Sunrain Solar Energy. È un produttore cinese che produce scaldacqua solari;
• E un'altra azienda tedesca che offre due scaldacqua con i marchi Vitosol 200 e 300. Questi modelli differiscono nel design dell'unità di riscaldamento;
• Produttore italiano che produce il modello Ecotube.

Scaldabagno KAIROS VT

Vale la pena dire qui che i prodotti di queste aziende appartengono alla classe più alta e sono dotati di una garanzia, ma non tutti possono permetterselo. Pertanto, la maggior parte della domanda di mercato è coperta da produttori poco conosciuti.

Perché gli scaldacqua solari fatti in casa sono così attraenti

I vantaggi degli scaldacqua solari fatti in casa sono abbastanza evidenti:

• i loro costi si ripagano abbastanza rapidamente;
• come i modelli di fabbrica, fanno risparmiare carburante e, di conseguenza, denaro;
• il prodotto è pronto per l'uso quasi immediatamente.

Quindi, ora conosci le basi di questo problema e sei pronto per progettare e realizzare il tuo scaldacqua solare. In questo modo potrai ridurre sensibilmente i costi associati alla manutenzione della tua casa.

Prezzi e da cosa dipendono?

Per quanto riguarda i dati specifici, gli scaldacqua prodotti in Russia costeranno circa 700-800 USD. Questo è un modello del tipo a vuoto. Più o meno gli stessi prezzi per prodotti cinesi simili. Gli scaldacqua dei produttori tedeschi costano circa 800-900 euro. È più costoso, ma hanno gli elementi di fissaggio necessari nel kit e per la produzione di collettori vengono utilizzati rame e acciaio inossidabile. Quindi quei soldi non saranno spesi invano.

Scaldabagno Viessmann Vitosol 200
I seguenti fattori influenzano il prezzo di uno scaldacqua solare:

• Marca;
• Materiale corpo e dissipatore di calore;
• Qualità di costruzione;
• il metodo di posa del materiale isolante e il costo del materiale stesso;
• spessore del vetro.

Naturalmente, le differenze di design, che sono state descritte sopra, si riflettono nel prezzo.

Utilizzando l'energia solare con l'aiuto delle moderne tecnologie, puoi facilmente fornire acqua calda alla tua casa privata o casetta da giardino.
E devi fare un investimento iniziale, quindi l'installazione funzionerà gratuitamente. Se vuoi risparmiare, crea tu stesso uno scaldacqua solare. Ma i sistemi di fabbrica sono, ovviamente, più affidabili e funzionali. Se l'articolo ti è risultato utile, diffondi il link ad esso sui social network. Ciò aiuterà lo sviluppo del sito. Vota nel sondaggio qui sotto e dai un voto al materiale! Lascia le correzioni e le aggiunte all'articolo nei commenti.

Come realizzare uno scaldacqua solare a tutti gli effetti con le tue mani (video)

Gli elementi principali di questo dispositivo sono:

• vasca per il trucco;
• serbatoio di stoccaggio;
• collettore.

Il seguente video descrive in modo sufficientemente dettagliato come realizzare uno scaldacqua solare:

Secondo gli esperti, la pompa non dovrebbe essere installata nel sistema.L'acqua deve circolare naturalmente. Per ottenere questo effetto, il serbatoio deve essere installato sopra il dissipatore di calore, mentre il serbatoio di make-up deve essere sopra il serbatoio di accumulo. Un'altra raccomandazione pratica degli esperti è installare l'isolamento termico su un serbatoio contenente acqua riscaldata. Per fare ciò, puoi utilizzare qualsiasi isolamento in rotolo.

Per automatizzare il processo di rifornimento dell'acqua nel sistema, il secondo serbatoio dovrebbe essere dotato di una valvola a galleggiante.

Il sistema deve inoltre avere un'uscita dell'aria verticale. Per essere più efficace, di solito viene sollevato a un'altezza abbastanza decente.