Värmebärare för solsystem TERMAGENT SOL (10l), Krasnodar

Solsystem

Att värma ett privat hus är en svår och ansvarsfull fråga, vars lösning kräver kostnader och ansträngningar. Tariffer och leveransvillkor för resurser blir ibland alltför höga och tvingar att leta efter mer rationella och ekonomiska sätt att värma upp utan onödiga kostnader. Ett av alternativen kan vara solsystem baserat på helt gratis solenergi.

Varje dag faller en enorm mängd gigawatt på jordytan, som är utspridda i atmosfären och absorberas av jordskorpan. Mängden energi är stor, men hittills har få möjligheter uppfunnits för att ta emot och lagra den. Solsystem för hemuppvärmning är ett av de sätt att använda solenergi för praktiska ändamål.

Vad det är?

Solsystemet är komplex av enheter som används för att ta emot termisk energi från solen för uppvärmning eller andra ändamål. Det är en värmekälla för värmemediet för husets värmekrets. Uppvärmning sker antingen direkt eller indirekt via en värmeväxlare.

Solsystemet inkluderar:

• Samlare. En enhet som tar emot energi från solen och överför den till kylvätskan på ett eller annat sätt.
• Värmekrets i huset.

Huvudelementet i systemet är samlaren. Det är en värmekälla för kylvätskan. Resten är ett konventionellt radiatorvärmesystem eller (bättre) golvvärme.

Man bör komma ihåg att solvattenvärmesystem, vars pris kan vara ganska högt, inte alltid kunna ge tillräcklig och tillräcklig uppvärmning... Det beror på klimat- och väderförhållandena i regionen, husets läge och andra faktorer. Vissa experter tror att denna typ av uppvärmning endast kan användas som ett extra alternativ.

Visningar

Det finns olika mångfaldsdesigner som kan visa deras effektivitet och kapacitet:

1. Öppet. Representera platta avlånga svarta behållare fyllda med vatten... Det värms upp av solens värme och kan hålla vattentemperaturen i utomhuspooler, utomhusduschar och mer. Effektiviteten hos sådana enheter är extremt låg, så de kan bara användas på sommaren.
2. Rörformig. Huvudelementet i dessa system är koaxialrör av glas, mellan vilka de yttre och inre delarna skapas ett vakuum... Ett transparent skyddsskikt med extremt låg värmeledningsförmåga bildas, vilket gör att vatten (eller frostskyddsmedel) kan ta emot solenergi, praktiskt taget utan att konsumera det på miljön. Kostnaden för sådana samlare är hög, underhållsförmågan är extremt låg och problematisk.
3. Platt. Representera platta lådor med transparent lock... Botten är täckt med ett lager som aktivt tar emot energi. KE-rör löds på det, längs vilket vatten rör sig. Mottagning av värme skickas till värmesystemet. Ibland pumpas luft ut under locket, vilket ökar effektiviteten i energiintaget och minskar förlusterna. Det finns också mönster där rören är placerade mellan två mottagande skikt, i vilka spår skapas för dem. Detta möjliggör förbättrad värmeöverföring.

Det finns också mer moderna typer av samlare, där principen om en värmepump används - det finns en flyktig vätska i en förseglad behållare. När den värms upp av solens värme, avdunstar den. Denna ånga stiger in i kondensationskammaren och lägger sig på väggarna och frigör mycket värmeenergi.En vattenmantel skapas på andra sidan väggarna som tar emot denna värme och skickas till värmesystemet.

Funktionsprincip

Principen för vilken samlare som helst är värmevatten eller annat kylvätska under påverkan av solljus... Ett klassiskt exempel är uppvärmning av föremål på en fönsterbräda, upplyst av solens strålar, även om det finns frost utanför fönstret. På liknande sätt överförs energi i samlarna.

För att uppnå maximal effekt är det nödvändigt att tillhandahålla optimala förhållanden, isolera alla tillförselrör och en lagringstank.

Det bör dock komma ihåg att något solsystem för hemuppvärmning, vars pris kan vara för högt, har begränsad kapacitet. Det kommer att vara irrationellt att använda den i regioner med frostiga vintrar, eftersom den maximala skillnaden mellan temperaturen utanför och inne i kollektorn inte bör överstiga 20 °. Detta är bara möjligt i relativt varma regionerdär det inte finns extrema kyla och tillräckligt med soliga dagar.

Antal konturer

Solkraftverk kan vara enkla och dubbla kretsar. Enkretssystem utför en enda funktion - de värmer kylvätskan till värmeledningen. Dubbla kretssystem värmer inte bara kylvätskan utan förbereder också varmvatten för hushållens behov.

En krets solsystemdesign för uppvärmning av ett privat hus består det av en uppsamlare som värmer upp vatten, som tillförs till en lagringstank, från vilken den kommer in i värmekretsen. Efter att ha passerat en hel cirkel svalnar vattnet och befinner sig igen i samlaren, där det värms upp igen och så vidare i en cirkel.

System med dubbla kretsar är mer komplexa... Kylvätskan som värms upp i uppsamlaren riktas till en spole installerad inuti lagringstanken och avger värmeenergi, varefter den kommer in i kollektorn igen. Uppvärmt vatten från tanken levereras till analyspunkterna (badkar, handfat och andra VVS-armaturer) och riktas också till värmekretsen. När den svalnar ner kommer den igen in i tanken, där den värms upp från spolen. Vanligtvis cirkulerar frostskyddsmedel inuti uppsamlingsledningen, eftersom vätskorna inte blandas, dvs. uppvärmning av vatten sker på ett indirekt sätt.

Typer av kylvätskecirkulation

Kylvätskan kan röra sig genom systemet på två sätt:

Naturlig cirkulation. Principen att lyfta uppvärmda vätskor uppåt används. För att säkerställa stabil rörelse måste kollektorn vara placerad under lagringstanken och värmekretsen måste placeras så att varmt vatten stiger upp och kommer in i värmesystemet och det kylda returflödet återgår till kollektorn för uppvärmning

Tvingad cirkulation. I detta fall används en cirkulationspump för att flytta kylvätskan. Detta alternativ är att föredra, eftersom olika externa faktorer som påverkar cirkulationsregimen försvinner, blir hastigheten och riktningen för flödet stabil och bibehålls i ett givet läge. Nackdelen med denna metod är behovet av att köpa och underhålla en pump som behöver anslutas till ett elnät. Den positiva sidan är förmågan att montera systemet och ordna alla element inte enligt cirkulationsförhållandena, utan för att det är bekvämare och mer rationellt i detta rum

Dessutom finns det alternativ för cirkulation av kylvätska med inträde i värmekretsennär den är ansluten direkt till grenröret och i sin egen slutna slinga. I detta fall sker överföringen av värmeenergi indirekt genom en spole installerad i lagringstanken.

Installation och orientering

Samlaren är installerad i ett öppet område, hela dagen upplyst av solens strålar. Det bästa alternativet är husets tak, men alla strukturer, träd eller framträdande i närheten kan bli ett hinder för strålarna, så du måste omedelbart kontrollera belysningstätheten.

Också solsystemet för uppvärmning av vatten måste installeras så att strålarna faller vinkelrätt på dess yta... För att göra detta är det nödvändigt att markera solens position mitt under dagsljuset och installera panelerna vinkelrätt mot strålarna så att ljuset faller på dem vertikalt. I det här avseendet rörformade strukturer är effektivare, eftersom de inte har ett plan som sådant, och ytan på röret tar lika väl emot flödet från vardera sidan.

Återbetalningsperiod

Solsystem för uppvärmning, vars pris beror på husets storlek och de yttre förhållandena i regionen, kan löna sig på ganska kort tid eller inte löna sig alls. Det är extremt svårt att beräkna i förväg från vilken tid det kommer att göra vinst, eftersom det finns för många subtila effekter och påverkande faktorer. Väder- eller klimatförhållanden, nivån på systemelementens tekniska prestanda, typen av värmekretsar och mycket mer är inblandade.

Ett solvattenvärmeverk är ett slags investeringsprojektmed en försenad återbetalningsperiod. Man tror att utrustningens genomsnittliga livslängd är 30 år. Hela denna tid kommer komplexet att ge en viss mängd termisk energi, för vilken ingenting behöver betalas.

Investeringar i skapandet av systemet är bara initialadå behövs ibland bara nuvarande reparationsarbete, vilket inte kräver allvarliga kostnader. I slutet av sin livslängd kan alla enheter och element i solsystemet användas för andra ändamål eller säljas som sekundära råvaror. därför arbetets ekonomiska effekt kommer i alla fall att uppnås, även om det inte är huvudmålet för hela planen.

Fördelar och nackdelar

Fördelarna med att använda solceller inkluderar:

• möjligheten att använda den outtömliga och helt fria solenergin;
• oberoende av tariffer för resursorganisationer och leverantörer;
• förmågan att justera och ändra storlek på systemet efter behag;
• lång livslängd med minimala reparationskostnader.

Nackdelarna med solsystem är:

• systemet fungerar bara under dagtid och förbrukar den ackumulerade värmen på natten;
• beroende av väder och klimatförhållanden;
• låg verkningsgrad och övergripande effektivitet hos solcentraler;
• förmågan att skapa ett system är inte tillgänglig för alla husägare;
• i regioner med frostiga vintrar kan systemen inte fungera.

När du väljer ett värmesystem är det nödvändigt att känna till och ta hänsyn till fördelarna och nackdelarna med denna teknik.

Hur solpaneler fungerar

I grund och botten är dessa batterier fotogeneratorer av elektrisk energi. Enligt fysikens lagar genererar solljus en konstant elektrisk ström genom att verka på halvledarelement. En viss spänning uppstår i batterikretsarna, som appliceras direkt på själva föremålen. Ett speciellt batteri lagrar energi, som sedan används i molnigt väder.

Diagram över ett solvärmesystem för uppvärmning av vatten.

Det är mer lämpligt att installera batterierna på södra sidan av husets tak, takvinkeln bör vara minst 30⁰С. Därvid rekommenderas att ta hänsyn till ytterligare hinder, till exempel närliggande byggnader eller träd, som kan störa driften av hela systemet i framtiden. I den installerade utrustningen bör solljusflödet baseras på beräkningen av 1000 kW / h per 1 m² och år. Den mottagna solenergin i detta fall kommer att motsvara användningen av 100 liter gas. Vissa kraftfulla batterier med en yta på cirka 4 m², som används för att värma ett privat hus, kan ge en genomsnittlig familj på tre varmvatten. De kan generera energi upp till cirka 2000 kWh per år.

Solpanelerna inkluderar:

• en genomskinlig topppanel av glas eller plast, i vilken vatten eller luft cirkulerar;
• en svart metallyta som absorberar solens termiska energi;
• en vattentank eller lagringstank, där uppvärmd vätska eller gas tränger in, sedan flyttas de direkt till batterierna.

Solvärmeinstallationen inkluderar:

• vanlig omvandlare;
• DC-till-AC-omvandlare;
• en sensor som reglerar laddning och urladdning av batteriet;
• batteri;
• kraftuttagsmekanism.

Ansökan

Diagram över funktionsprincipen och solbatteriets enhet.

Solvärmesystemet används främst för att generera el. Följaktligen är det mer praktiskt att installera sådana batterier i ett hus med elvärme, elektriska värmare och golvvärmesystem. Att utrusta uppvärmningen av ett privat hus med kraftfulla solpaneler kan du använda varmvatten i framtiden. I det här fallet är det nödvändigt att ta hänsyn till antalet människor som bor, området för det uppvärmda huset och förbrukningen av energi som förbrukas.

Till exempel spenderas i genomsnitt en familj på tre upp till 500 kW per månad endast på hushållsapparater. Detta tar inte hänsyn till mängden energi för uppvärmning av vattnet. Det är bäst att beräkna solvärmeanläggningens yta genom att ta hänsyn till 1 m² av batteriets yta per person. För att installera ett golvvärmesystem krävs 1 m² solpanel per 10 meter.

Effektivitet

Effektiviteten hos solpaneler beror på många faktorer, och det viktigaste här är den inkommande energin från solen. Vid uppvärmning av ett hus beläget på norra breddgrader rekommenderas att använda kombinerade typer av uppvärmning, där uppvärmning av solpaneler kommer att användas som ett extra alternativ för gas- eller fastbränsleuppvärmning.

Den kombinerade metoden för uppvärmning av ett privat hus kan också användas på varmare breddgrader, eftersom solpanelernas kraft i otillräckligt naturligt ljus och i molnigt väder är extremt låg. Därför är värme på detta sätt mer ett sätt att spara än den huvudsakliga värmekällan i huset. Som ett resultat rekommenderas det inte att helt överge andra metoder för att värma huset. Den mest effektiva uppvärmningen idag är en kombinerad värmemetod för bostäder.

Hur väljer man en solcentral för uppvärmning och varmvattenförsörjning av ett bostadshus?

Valet av ett solsystem är ett viktigt steg för att bestämma effektiviteten i dess drift och investering av pengar. Det är nödvändigt att bestämma vilken typ av solsystem som behövs, pris och storlek, vilken typ av solfångare och andra parametrar för komplexet.

Det är nödvändigt att välja design och konfiguration av systemet, styrt av följande kriterier:

• nivån på solaktiviteten i regionen;
• mängden värmeenergi som krävs för att värma huset;
• prioritera solenergi vid uppvärmning av huset - antingen solenergianläggningen fungerar som huvudsystem eller som ett komplement.

Efter att ha bestämt dig för de viktigaste faktorerna kan du gå vidare till val av optimal design och volym för systemet.

Upp till 100 m2

Solsystem för uppvärmning av ett hus på 100 kvm. m. kan tjäna som huvudkälla för termisk energi... Huvuduppgiften är att välja rätt design av solfångare så att det är möjligt att ta emot maximal mängd värme.

Det är nödvändigt att producera beräkning med hänsyn till antalet våningar och husets konfiguration, antalet soliga dagar per år, parametrarna för kylvätskan i systemet... Solsystem för uppvärmning av ett hus på 100 kvm. m., vars pris kan variera från 18 tusen rubel. upp till 180 tusen rubel. och ovan är det ganska kapabelt att ge uppvärmning hemma, om alla nödvändiga villkor är uppfyllda.

Upp till 200 m2

För ett hus med en yta på 200 m 2 kan solsystemet bara bli en extra värmekälla. Normalt sker toppen av användningen av sådana installationer på hösten och våren, när det finns tillräckligt med solvärme, men det finns ett behov av att värma huset.

Det finns praktiskt taget inga designskillnader för sådana system bara lagringstanken delas med husets huvudvärmeledning. Experter säger att användningen av solinstallationer under vår- och höstperioderna kan minska belastningen på värmesystem med cirka 30-40%.

Utmärkt termisk fysik av vatten. Värmemedium för värmesystemet

Som nämnts fungerar i de flesta värmesystem vatten som en värmebärare. Det är förståeligt, eftersom det perfekt leder värme, är giftfritt och miljövänligt - och detta är mycket viktigt för att värmesystemen ska fungera säkert.

Samtidigt har vatten flera betydande nackdelar:

• dess långvariga exponering kan leda till att salt bildas på värmeanordningar;
• även vatten, som är ett oorganiskt ämne, är mycket frätande för många metaller.

Alla känner till dessa problem och har alltid känt, men få har försökt att bekämpa den destruktiva effekten av vatten, vilket är förvånande, för det finns idag många olika produkter och enheter som kan säljas som kan minska dess aggressivitet. Detta kommer i sin tur att förlänga livslängden för metalldelarna i systemet, vars ersättning eller till och med reparation inte är ett billigt nöje.

Värmemedium för Dixis värmesystem

Viktig! Ganska bra resultat demonstreras av de ovannämnda inhibitortillsatserna.

Frysning kan betraktas som den tredje viktiga vattenbristen (detta gäller särskilt för de norra regionerna i landet). Efter frysning förvandlas vattnet till is och expanderar, vilket resulterar i att enheterna skadas och rörledningen spricker. Därför, om du inte planerar att ständigt använda värmesystemet på vintern, är det bättre att fylla i frostskyddsmedel istället för vatten.

Värmebärare (frostskyddsmedel) "Emelya"

Hur man beräknar vattentemperaturen

Vid beräkning är det nödvändigt att ta hänsyn till följande punkter:

• medeltemperaturen för de senaste tre dagarna före uppvärmningssäsongens början (8ᵒC måste läggas till denna siffra);
• medeltemperaturen i rummet (för bostäder är det 20ᵒС, för icke-bostäder - 16ᵒС).

För utbildnings- och medicinska institutioner finns det normer - de anges i SNiP.

DIY design

Utformningen av solinstallationer är inte så komplex att personer med viss utbildning inte skulle kunna göra och driva dem på egen hand i sina hem. Solsystem för hemuppvärmning 100 kvm med egna händer - det här är en helt realiserbar idé, vilken hjälper till att avsevärt spara köp och reparationer... Låt oss överväga de möjliga alternativen.

Thermosiphon solsystem

Thermosiphon solsystem är rörformiga samlaresom diskuterades ovan. Det finns fritt flöde och tryckfria strukturer som skiljer sig åt i hur kylvätskan cirkulerar. Icke-tryck sådana arbetar på den naturliga rörelsen av vätska och behöver inte elektricitet, är komplexets struktur mycket enklare och billigare. Tryckhuvudet kan ge ett förutbestämt cirkulationsläge och låter dig få maximal effektivitet. Det mest aktiva arbetet med sådana system är perioden från april till oktober, ju längre norr regionen är, desto kortare är den största installationstiden.

Luft solsystem

Luftuppsamlare är installationer som med luft som värmebärare... De värmer huset med en ventilationsmetod, som gör att du på allvar kan spara på att skapa värmekretsar och använda systemet året runt.

Samlaren är en ihålig svart låda där luften värms upp av solvärme.... Varm luft leds in i rummet och kyld luft riktas till uppsamlaren för uppvärmning. För att minska värmeförlusten är lådan installerad i en transparent förseglad behållare som skyddar mot yttre påverkan - vind, låg temperatur etc. Inloppet och utloppet placeras i olika rum för att öka tryckskillnaden och organisera sin egen cirkulation av flöden.

Produktion

Vi undersökte vad ett solvärmesystem är, fick reda på vad de är och berörde också kort de viktiga punkter som måste beaktas under installationen.

Vi hoppas att du hittar informationen användbar i ditt företag så att du kan skaffa ett riktigt lämpligt system och se till att det är korrekt installerat. Om informationen inte tycktes tillräcklig, var uppmärksam på den extra videon i slutet av den här artikeln.

Gillade du artikeln? Prenumerera på vår kanal Yandex.Zen

Tips för användning

Driften av solfabriker utförs i enlighet med designfunktionerna. Ägarens huvuduppgift är att bibehålla renheten, ta bort damm eller snö. I vissa fall det är nödvändigt att regelbundet ändra panelernas position i enlighet med säsongsförändringarna i solens läge... Reparation eller utbyte av enskilda element utförs efter behov, allt arbete kan utföras både oberoende och med hjälp av involverade specialister.

Tillämpning av solfångare

En enhet som omvandlar energi från solljus till termisk energi kallas solfångare. Solfångaren kan användas både i byggnadens värmesystem och i varmvattenförsörjningssystemet. Enligt de beräknade uppgifterna ger användningen av dessa enheter i värmesystem för byggnader och konstruktioner i genomsnitt 30% till 60% av energibesparingarna (gas, el) årligen, vilket innebär att det gör byggnadens drift billigare. Den beräknade självförsörjningen av solenergisystem är i genomsnitt två till fem år, beroende på energipriser.

En solfångare för uppvärmning av ett hus ingår i värmeförsörjningssystemet, i själva verket ett element som värmer upp värmebäraren, medan de viktigaste värmekällorna (gas- eller elpannor) bibehåller temperaturen på värmebäraren som värms upp av solvärmen. samlare dygnet runt på den nivå som krävs av tekniska eller sanitära förhållanden. Effektiviteten hos alternativa värmesystem är högre i regioner med hög solaktivitet och under dagsljus. En karta över den totala årliga solstrålningen visas i figuren nedan.

Typer och skillnader mellan solfångare

Hittills har två typer av system blivit utbredda bland industriellt tillverkade solfångare:

• platta solpaneler;
• vakuum (evakuerade) rörformiga samlare.

Platt solpanel

Det är en vanlig typ av solfångare som används i moderna solenergisystem. Denna typ har blivit utbredd på grund av den relativa billigheten och enkelheten hos både enheten och driften. Nackdelen med platta solfångare är en signifikant (upp till två gånger) minskad effektivitet vid förhållanden med negativa utetemperaturer.

Platt solfångar design.

Strukturellt är det en panel med en absorberande yta på 2-2,5 m2, tillverkad av aluminium eller stållegeringar. Den främre delen är gjord i form av ett ark av speciellt helioglas, vilket säkerställer maximal absorption av solljusenergi och minimala energiförluster med reflekterade och spridda strålar.Direkt under solglaset finns en absorberare i form av ett platt rör av koppar eller aluminiumlegeringar med hög värmeöverföringskoefficient.

Röret har som regel radiell ribbning, vilket avsevärt ökar absorbatorns värmeöverföringskoefficient. Absorbatorn är belagd med en hög absorptionskoefficient i värmestrålningsspektra, vilket ökar kollektorns totala effektivitet. Ett lager av värmeisolering är placerat under absorbatorn, vilket minskar systemets värmeförluster till miljön. Den erforderliga värmekapaciteten för solfångaren uppnås genom att ansluta flera paneler till ett enda solbatteri eller solfångare.

Vakuum (evakuerad) röruppsamlare

En dyr typ av solfångare på grund av dess komplexa tillverkning och ett antal fördelar jämfört med platta solpaneler. Strukturellt är det en serie parade glasrör, svetsade ihop, från utrymmet mellan vilket luft pumpas ut. Vakuumet i utrymmet mellan rören är en utmärkt värmeisolator och förhindrar värmeförlust till omgivningen från kylvätskan. Ett koppar-, aluminium- eller glasabsorberingsrör sätts in i det mindre röret. Rören införs med den övre delen i fördelaren, där kylvätskan cirkulerar. Vakuumrör (evakuerade) rörformiga samlare av fördelartyp är uppdelade i två typer: med ett platt värmerör och direktflöde.

Flatrörsgrenrör

Flat värmarörs vakuumrör solfångare - konstruktion.

De är en rekuperativ värmeväxlare som finns i distributören. I detta fall sker värmeöverföring från det uppvärmda kylmediet i vakuumröret till kylmediet i värmecirkulationskretsen i byggnadens värmetillförsel genom väggen och kylmediet i dessa kretsar blandas inte. Fördelar med direktflödesuppsamlare består i att bibehålla höga prestanda vid omgivningstemperaturer upp till -45 ° C, möjligheten att byta ut ett separat misslyckat vakuumrör utan att demontera uppsamlaren och stoppa dess funktion, samt möjligheten att justera installationsvinkeln av varje vakuumrör inom en uppsamlare ...

Grenrör med direktflöde

Direktflödes vakuumrörformad solfångare - konstruktion.

Kombinera cirkulation och värmekrets. I distributören finns tillförsels- och cirkulationsrörledningar, till vilka vakuumrören är direkt anslutna. Kylvätskan matas till distributören genom tilloppsledningen, från vilken den kommer in i vakuumröret, där den värms upp. Det uppvärmda kylvätskan återvänder till returledningen och går direkt till värmeförsörjningens behov. Fördelarna med direktflödesuppsamlare jämfört med vakuum är i avsaknad av en mellanvägg mellan värmebärarna, vilket minskar värmeförlusterna och förmågan att installera kollektorn på alla ytor i alla vinklar, eftersom värmebäraren kommer att cirkulera inom hela uppsamlare med en pump.