Топлоносител за слънчеви системи TERMAGENT SOL (10л), Краснодар

Слънчева система

Отоплението на частна къща е труден и отговорен въпрос, чието решение изисква разходи и усилия. Тарифите и условията за доставка на ресурси понякога стават прекалено високи и принуждават да търсят по-рационални и икономични начини за отопление без излишни разходи. Един от вариантите може да бъде слънчева система, базирана на напълно безплатна слънчева енергия.

Всеки ден огромно количество гигавати пада върху земната повърхност, които се разпръскват в атмосферата и се абсорбират от земната кора. Количеството енергия е голямо, но досега са измислени малко възможности за получаването и съхраняването му. Слънчевите системи за отопление на дома са едни от начини за използване на слънчевата енергия за практически цели.

Какво е?

Слънчевата система е комплекс от устройства, използвани за получаване на топлинна енергия от Слънцето за отопление на дома или други цели. Той е източник на отопление за отоплителната среда за отоплителния кръг на къщата. Отоплението се извършва директно или индиректно чрез топлообменник.

Слънчевата система включва:

• Колекционер. Устройство, което получава енергия от Слънцето и я прехвърля към охлаждащата течност по един или друг начин.
• Отоплителна верига на къщата.

Основният елемент на системата е колекторът. Той е източник на отопление на охлаждащата течност. Останалото е конвенционална радиаторна отоплителна система или (по-добре) подово отопление.

Трябва да се има предвид, че слънчеви системи за отопление на водата, чиято цена може да бъде доста висока, не винаги е в състояние да осигури адекватно и достатъчно отопление... Това зависи от климатичните и метеорологичните условия в региона, местоположението на къщата и други фактори. Някои експерти смятат, че този тип отопление може да се използва само като допълнителна опция.

Изгледи

Има различни дизайни на колектори, които могат да докажат тяхната ефективност и възможности:

1. Отворете. Представляват плоски продълговати черни съдове, пълни с вода... Загрява се от слънчевата топлина и може да поддържа температурата на водата във външни басейни, външни душове и др. Ефективността на такива устройства е изключително ниска, така че те могат да се използват само през лятото.
2. Тръбни. Основният елемент на тези системи са стъклени коаксиални тръби, между външната и вътрешната част на които се създава вакуум... Образува се прозрачен защитен слой с изключително ниска топлопроводимост, който позволява на водата (или антифризът) да получава слънчева енергия, практически без да я изразходва в околната среда. Цената на такива колектори е висока, поддръжката е изключително ниска и проблематична.
3. Апартамент. Представляват плоски кутии с прозрачен капак... Дъното е покрито със слой, който активно приема енергия. Към него са запоени KE тръби, по които се движи водата. Получавайки топлина, тя се изпраща към отоплителната система. Понякога въздухът се изпомпва изпод капака, увеличавайки ефективността на приема на енергия и намалявайки загубите. Съществуват и конструкции, при които тръбите са разположени между два приемащи слоя, в които са създадени канали за тях. Това позволява подобрен топлообмен.

Съществуват и по-модерни видове колектори, в които се използва принципът на термопомпа - в запечатан съд има летлива течност. При нагряване от слънчевата топлина се изпарява. Тази пара се издига в кондензационната камера и се утаява по стените, като същевременно отделя много топлинна енергия.От другата страна на стените се създава водна риза, която получава тази топлина и се изпраща към отоплителната система.

Принцип на действие

Принципът на действие на всеки колектор е нагряване на вода или друга охлаждаща течност под въздействието на слънчева светлина... Класически пример е нагряването на предмети на перваза на прозореца, осветени от лъчите на Слънцето, дори и да има слана извън прозореца. По подобен начин енергията се пренася в колекторите.

За да се получи максимален ефект, е необходимо да се осигурят оптимални условия, да се изолират всички захранващи тръбопроводи и резервоар за съхранение.

Трябва обаче да се има предвид, че всяка слънчева система за отопление на дома, чиято цена може да е прекалено висока, има ограничени възможности. Ще бъде нерационално да се използва в райони с мразовита зима, тъй като максималната разлика между температурите отвън и вътре в колектора не трябва да надвишава 20 °. Това е възможно само в относително топли регионикъдето няма екстремни студове и достатъчно слънчеви дни.

Брой контури

Слънчевите централи могат да бъдат едно- и двуконтурни. Едноконтурните системи изпълняват една функция - загряват охлаждащата течност за отоплителната линия. Двуконтурните системи не само загряват охлаждащата течност, но и подготвят топла вода за битови нужди.

Едноконтурен дизайн на слънчева система за отопление на частна къща, тя се състои от колектор, който загрява вода, която се подава в резервоар за съхранение, от който тя влиза в отоплителния кръг. След като е преминала пълен кръг, водата се охлажда и отново се оказва в колектора, където отново се загрява и така в кръг.

Двуконтурните системи са по-сложни... Охлаждащата течност, която се нагрява в колектора, се насочва към намотка, инсталирана вътре в резервоара за съхранение, и отделя топлинна енергия, след което отново влиза в колектора. Нагрятата вода от резервоара се подава към точките за анализ (вани, мивки и други водопроводни инсталации) и също се насочва към отоплителния кръг. Охлаждайки се в него, той отново влиза в резервоара, където се нагрява от намотката. Обикновено антифризът циркулира вътре в колекторната линия, тъй като течностите не се смесват, т.е. нагряването на водата става по индиректен начин.

Видове циркулация на охлаждащата течност

Охлаждащата течност може да се движи през системата по два начина:

Естествена циркулация. Използва се принципът на повдигане на нагрятите течности нагоре. За да се осигури стабилно движение, колекторът трябва да бъде разположен под резервоара за съхранение, а отоплителният кръг трябва да бъде разположен така, че топлата вода да се издига нагоре и да навлиза в отоплителната система, а охладеният обратен поток да се връща в колектора за отопление

Принудителна циркулация. В този случай се използва циркулационна помпа за преместване на охлаждащата течност. Тази опция е за предпочитане, тъй като различни външни фактори, влияещи върху циркулационния режим, изчезват, скоростта и посоката на потока стават стабилни, поддържани в даден режим. Недостатъкът на този метод е необходимостта от закупуване и поддържане на помпа, която трябва да бъде свързана към електрическа токова мрежа. Положителната страна е възможността за монтиране на системата и подреждане на всички елементи не според условията на циркулация, а защото е по-удобно и по-рационално в тази стая

Освен това има опции за циркулация на охлаждащата течност с влизане в отоплителния кръгкогато е свързан директно към колектора и към собствен затворен контур. В този случай преносът на топлинна енергия се извършва непряко чрез намотка, монтирана в резервоара за съхранение.

Инсталация и ориентация

Колекторът е инсталиран на открито място, цял ден осветен от слънчевите лъчи. Най-добрият вариант е покрив на къщата, но всяка структура, дърво или възвишение, намиращо се наблизо, може да се превърне в пречка за лъчите, така че трябва незабавно да контролирате плътността на осветеността.

Също слънчевата система за отопление на водата трябва да бъде инсталирана така, че лъчите да падат върху повърхността й перпендикулярно... За да направите това, е необходимо да маркирате позицията на Слънцето в средата на светлата част от деня и да инсталирате панелите перпендикулярно на лъчите, така че светлината да пада върху тях вертикално. В това отношение тръбните конструкции са по-ефективни, тъй като те нямат равнина като такава и повърхността на тръбата приема еднакво добре потока от двете страни.

Период на изплащане

Слънчеви системи за отопление, чиято цена зависи от размера на къщата и външните условия в региона, може да се изплати за доста кратко време или изобщо да не се изплати. Изключително трудно е да се изчисли предварително от кога ще започне да носи печалба, тъй като има твърде много фини ефекти и влияещи фактори. Включени са времето или климатичните условия, нивото на техническо изпълнение на елементите на системата, вида на отоплителните кръгове и много други.

Слънчевата централа за отопление на вода е един вид инвестиционен проектсъс забавен период на изплащане. Смята се, че средната продължителност на живота на оборудването е 30 години. През цялото това време комплексът ще осигурява определено количество топлинна енергия, за която не трябва да се плаща нищо.

Инвестициите в създаването на системата са само първоначални, тогава понякога ще са необходими само текущи ремонтни дейности, които не изискват сериозни разходи. В края на техния експлоатационен живот всички блокове и елементи на слънчевата система могат да се използват за други цели или да се продават като вторични суровини. Следователно икономическият ефект от работата ще бъде получен във всеки случай, въпреки че не е основната цел на целия план.

Предимства и недостатъци

Предимствата на използването на слънчеви централи включват:

• възможността да се използва неизчерпаемата и напълно безплатна слънчева енергия;
• независимост от тарифите на ресурсни организации и доставчици;
• възможността за настройване и преоразмеряване на системата по желание;
• дълъг експлоатационен живот с минимални разходи за ремонт.

Недостатъците на слънчевите системи са:

• системата работи само през деня, като консумира натрупаната топлина през нощта;
• зависимост от времето и климатичните условия;
• ниска ефективност и обща ефективност на слънчевите централи;
• възможността за създаване на система не е достъпна за всички собственици на жилища;
• в региони с мразовита зима системите не могат да работят.

Когато избирате отоплителна система, е необходимо да знаете и да вземете предвид предимствата и недостатъците на тази техника.

Как работят слънчевите панели

По същество тези батерии са фотогенератори на електрическа енергия. Според законите на физиката слънчевата светлина генерира постоянен електрически ток, въздействайки върху полупроводникови елементи. Във веригите на акумулатора възниква определено напрежение, което се прилага директно към самите предмети. Специална батерия съхранява енергия, която след това се използва в облачно време.

Схема на водна отоплителна слънчева система.

По-целесъобразно е да инсталирате батериите от южната страна на покрива на къщата, ъгълът на покрива трябва да бъде най-малко 30⁰С. При това се препоръчва да се вземат предвид допълнителни препятствия, например близки сгради или дървета, които могат да попречат на работата на цялата система в бъдеще. В инсталираното оборудване потокът от слънчева светлина трябва да се основава на изчислението от 1000 kW / h на 1 m² годишно. Получената слънчева енергия в този случай ще бъде равна на използването на 100 литра газ. Някои мощни батерии с площ около 4 м², използвани за отопление на частна къща, могат да осигурят на средностатистическо тричленно семейство топла вода. Те са в състояние да генерират енергия до около 2000 kWh годишно.

Слънчевите панели включват:

• прозрачен, стъклен или пластмасов горен панел, вътре в който циркулира вода или въздух;
• почерняла метална повърхност, която абсорбира топлинната енергия на слънцето;
• резервоар за вода или резервоар, където навлиза нагрята течност или газ, след което те се придвижват директно към батериите.

Инсталацията за слънчево отопление включва:

• обикновен преобразувател;
• DC-към-AC преобразувател;
• сензор, който регулира зареждането и разреждането на батерията;
• батерия;
• механизъм за вал.

Приложение

Схема на принципа на действие и устройство на слънчевата батерия.

Слънчевата отоплителна система се използва главно за производство на електричество. Съответно е по-практично да инсталирате такива батерии в къща с електрическо отопление, електрически нагреватели и системи за подово отопление. Оборудвайки отоплението на частна къща с мощни слънчеви панели, можете да използвате топла вода в бъдеще. В този случай е необходимо да се вземе предвид броят на живеещите хора, площта на отопляемия корпус и консумацията на консумирана енергия.

Например в тричленно семейство се изразходват средно до 500 kW на месец само за домакински уреди. Това не отчита количеството енергия за нагряване на водата. Най-добре е да се изчисли площта на слънчевата отоплителна система, като се вземат предвид 1 m² от площта на батерията на човек. За инсталиране на система за подово отопление е необходим 1 m² слънчев панел на всеки 10 m.

Ефективност

Ефективността на слънчевите панели зависи от много фактори и основното тук е входящата енергия от слънцето. В случай на отопление на къща, разположена в северните ширини, се препоръчва да се използват комбинирани видове отопление, където отоплението от слънчеви панели ще се използва като допълнителна опция за отопление с газ или твърдо гориво.

Комбинираният метод за отопление на частна къща може да се използва и в по-топлите географски ширини, защото мощността на слънчевите панели при недостатъчна естествена светлина и при облачно време е изключително ниска. Следователно отоплението по този начин е по-скоро средство за спестяване, отколкото основният източник на топлина в къщата. В резултат на това не се препоръчва напълно да се изоставят други методи за отопление на къщата. Най-ефективното отопление днес е комбиниран метод за отопление на жилища.

Как да изберем соларна централа за отопление и водоснабдяване на жилищна сграда?

Изборът на слънчева система е важна стъпка за определяне на ефективността на нейното функциониране и инвестиране на пари. Необходимо е да се определи какъв вид слънчева система е необходима, цената и размерите, вида на слънчевите колектори и други параметри на комплекса.

Необходимо е да се избере дизайнът и конфигурацията на системата, като се ръководи от следните критерии:

• нивото на слънчевата активност в региона;
• количеството топлинна енергия, необходимо за отопление на къщата;
• приоритизирайте слънчевата енергия при отоплението на къщата - или слънчевата централа служи като основна система, или като допълнение.

След като сте решили основните фактори, можете да продължите към избор на оптималната опция за проектиране и обем на системата.

До 100 м2

Слънчева система за отопление на къща от 100 кв. м. може да служи като основен източник на топлинна енергия... Основната задача ще бъде правилният избор на дизайна на слънчевите колектори, така че да е възможно да се получи максимално количество топлина.

Необходимо е да се произвежда изчисляване, като се вземат предвид етажите и конфигурацията на къщата, броят на слънчевите дни в годината, параметрите на охлаждащата течност в системата... Слънчева система за отопление на къща от 100 кв. м., чиято цена може да варира от 18 хиляди рубли. до 180 хиляди рубли. и по-горе, той е напълно способен да осигури отопление у дома, ако са изпълнени всички необходими условия.

До 200 м2

За къща с площ от 200 m 2 слънчевата система може да се превърне само в допълнителен източник на отопление. Обикновено пикът на използването на такива инсталации се случва през есента и пролетта, когато има достатъчно слънчева топлина, но има нужда от отопление на къщата.

На практика няма конструктивни разлики само за такива системи резервоарът за съхранение се споделя с основната отоплителна линия на къщата. Експертите казват, че използването на слънчеви инсталации през пролетните и есенните периоди може да намали натоварването на отоплителните системи с около 30-40%.

Отлична топлинна физика на водата. Отоплителни среди за отоплителната система

Както споменахме, в повечето отоплителни системи водата действа като топлоносител. Разбираемо е, защото то перфектно провежда топлината, не е токсично и екологично - и това е много важно по отношение на безопасното функциониране на отоплителните системи.

В същото време водата има няколко съществени недостатъка:

• продължителното му излагане може да доведе до образуване на натрупване на сол върху нагревателни устройства;
• също така водата, като неорганично вещество, е силно корозивна за много метали.

Всички знаят за тези проблеми и винаги са знаели, но малцина са се опитвали да се борят с разрушителния ефект на водата, което е изненадващо, тъй като днес има много различни продукти и устройства, които могат да намалят нейната агресивност. Това от своя страна ще удължи експлоатационния живот на металните части на системата, чиято подмяна или дори ремонт не е евтино удоволствие.

Отоплителна среда за отоплителната система Dixis

Важно! Доста добри резултати демонстрират гореспоменатите инхибиторни добавки.

Замразяването може да се счита за третия важен недостиг на вода (това важи особено за северните райони на страната). След замръзване водата се превръща в лед и се разширява, в резултат на което устройствата се повреждат и тръбопроводът се спуква. Ето защо, ако не планирате постоянно да използвате отоплителната система през зимата, тогава е по-добре да напълните антифриз вместо вода.

Топлоносител (незамръзващ течен антифриз) "Емеля"

Как да изчислим температурата на водата

При изчисляването трябва да се вземат предвид следните точки:

• средната температура от последните три дни преди началото на отоплителния сезон (8ᵒC трябва да се добави към тази цифра);
• средната температура в помещението (за жилищни е 20ᵒС, за нежилищни - 16 onesС).

Образователните и медицинските институции имат свои собствени норми - те са посочени в SNiP.

Направи си сам

Проектирането на слънчеви инсталации не е толкова сложно, че хората с някакво обучение не биха могли да ги направят и управляват сами в домовете си. Слънчева система за отопление на дома 100 кв.м със собствените си ръце - това е напълно осъществима идея, която ще ви помогне значително да спестите от покупка и ремонтни дейности... Нека разгледаме възможните варианти.

Слънчева система Термосифон

Термосифонните слънчеви системи са тръбни колекторикоито бяха обсъдени по-горе. Съществуват структури със свободен поток и без налягане, които се различават по начина на циркулация на охлаждащата течност. Тези без налягане работят върху естественото движение на течността и не се нуждаят от електричество, структурата на комплекса е много по-опростена и по-евтина. Налягащите глави са в състояние да осигурят предварително определен режим на циркулация и ви позволяват да постигнете максимална ефективност. Най-активната работа на такива системи е периодът от април до октомври, колкото по-на север е регионът, толкова по-кратък е периодът на най-голяма активност на инсталациите.

Въздушна слънчева система

Въздушните колектори са инсталации, които използване на въздух като топлоносител... Те отопляват къщата с метод на вентилация, който ви позволява сериозно да спестите от създаването на отоплителни кръгове и да използвате системата през цялата година.

Колекторът е куха черна кутия, в която въздухът се нагрява от слънчева топлина... В помещението се насочва топъл въздух, а охладеният към колектора за отопление. За да се намалят топлинните загуби, кутията се монтира в прозрачен запечатан контейнер, който предпазва от външни влияния - вятър, ниска температура и др. Входът и изходът се поставят в различни помещения, за да се увеличи разликата в налягането и да се организира циркулацията на потоците независимо.

Изход

Проучихме какво е слънчева отоплителна система, разбрахме какви са и също така накратко засегнахме онези важни моменти, които трябва да се вземат предвид по време на инсталацията.

Надяваме се, че информацията ви е полезна за вашия бизнес, за да можете да придобиете наистина подходяща система и да се уверите, че тя е инсталирана правилно. Ако информацията изглежда не е достатъчна, обърнете внимание на допълнителното видео в края на тази статия.

Хареса ли ви статията? Абонирайте се за нашия канал Yandex.Zen

Съвети за експлоатация

Експлоатацията на слънчеви централи се извършва в съответствие с конструктивните характеристики. Основната задача на собственика е да поддържа чистота, да премахва прах или сняг. В някои случаи изисква се периодично да се променя позицията на панелите в съответствие със сезонните промени в местоположението на Слънцето... Ремонтът или подмяната на отделни елементи се извършва при необходимост, цялата работа може да се извърши както самостоятелно, така и с помощта на ангажирани специалисти.

Приложение на слънчеви колектори

Устройство, което преобразува енергията от слънчева светлина в топлинна енергия, се нарича слънчеви колектори. Слънчевият колектор може да се използва както в отоплителната система на сградата, така и в системата за топла вода. Според изчислените данни използването на тези устройства в отоплителни системи на сгради и конструкции дава средно от 30% до 60% от икономиите на енергия (газ, електричество) годишно, което означава, че прави експлоатацията на сградата по-евтина. Изчислената самодостатъчност на слънчевите системи е средно от две до пет години, в зависимост от цените на енергията.

В системата за топлоснабдяване е включен слънчев колектор за отопление на къща, който всъщност е елемент, нагряващ топлоносителя, докато основните източници на топлоснабдяване (газови или електрически котли) поддържат температурата на топлоносителя, отопляван от слънчевата енергия колектор денонощно на ниво, изисквано от технологични или санитарни условия. Ефективността на алтернативните отоплителни системи е по-висока в региони с висока слънчева активност и през дневните часове. Карта на общото годишно слънчево лъчение е показана на фигурата по-долу.

Видове и разлики на слънчевите колектори

Към днешна дата два типа системи са широко разпространени сред индустриално произведените слънчеви колектори:

• плоски слънчеви панели;
• вакуумни (евакуирани) тръбни колектори.

Плосък слънчев панел

Това е често срещан тип слънчев колектор, използван в съвременните слънчеви енергийни системи. Този тип е широко разпространен поради относителната евтиност и простота както на устройството, така и на работата. Недостатъкът на плоските слънчеви колектори е значително (до два пъти) намаляване на ефективността в условия на отрицателни външни температури.

Плосък дизайн на слънчев колектор.

Конструктивно това е панел с поглъщаща повърхност 2-2,5 м2, изработен от алуминиеви или стоманени сплави. Предната част е направена под формата на лист от специален хелиостъкло, който осигурява максимално поглъщане на слънчевата енергия и минимални загуби на енергия с отразени и разсеяни лъчи.Непосредствено под слънчевото стъкло има абсорбер, направен под формата на плоска тръба, изработена от медни или алуминиеви сплави с висок коефициент на топлопреминаване.

Тръбата, като правило, има радиално оребряване, което значително увеличава коефициента на топлопреминаване на абсорбера. Абсорберът е покрит с висок коефициент на поглъщане в спектрите на топлинно излъчване, което увеличава общата ефективност на колектора. Под абсорбера е разположен слой топлоизолация, който намалява топлинните загуби на системата за околната среда. Необходимият топлинен капацитет на слънчевия колектор се постига чрез свързване на няколко панела към една слънчева батерия или колектор.

Вакуумен (евакуиран) тръбен колектор

Скъп тип слънчев колектор поради сложното му производство и редица предимства пред плоските слънчеви панели. Структурно това е поредица от сдвоени стъклени тръби, заварени заедно, от пространството, между които се изпомпва въздух. Вакуумът в пространството между тръбите е отличен топлоизолатор и предотвратява загубата на топлина в околната среда от охлаждащата течност. В по-малката тръба се вкарва медна, алуминиева или стъклена абсорбираща тръба. Тръбите се въвеждат с горната част в разпределителя, в който топлоносителят циркулира. Вакуумните (евакуирани) тръбни колектори по типа на разпределителя се разделят на два вида: с плоска топлинна тръба и директен поток.

Колектори с плоски тръби

Слънчев колектор с плоска топлинна тръба - вакуумна тръба - строителство.

Те представляват рекуперативен топлообменник, разположен в разпределителя. В този случай преносът на топлина от нагрятата охлаждаща течност на вакуумната тръба към охлаждащата течност на отоплителната циркулационна верига на топлоснабдяването на сградата се осъществява през стената и охлаждащите течности на тези вериги не се смесват. Предимствата пред колекторите с директен поток се състоят в поддържане на висока производителност при температури на околната среда до -45 ° C, възможност за подмяна на отделна повредена вакуумна тръба без разглобяване на колектора и спиране на работата му, както и възможност за регулиране на ъгъла на монтаж на всяка вакуумна тръба в рамките на един колектор ...

Колектори с директен поток

Директен поток вакуумен тръбен слънчев колектор - конструкция.

Комбинирайте циркулационния и отоплителния кръг. В разпределителя има захранващи и циркулационни тръбопроводи, към които вакуумните тръби са директно свързани. Охлаждащата течност се подава към разпределителя през захранващия тръбопровод, от който постъпва във вакуумната тръба, където се нагрява. Нагрятата охлаждаща течност се връща към връщащия тръбопровод и отива директно към нуждите на топлоснабдяването. Предимствата на колекторите с директен поток пред вакуумните са в отсъствието на междинна стена между топлоносителите, което намалява топлинните загуби и възможността за инсталиране на колектора върху всякакви повърхности под всякакви ъгли, тъй като топлоносителят ще циркулира в целия колектор от помпа.