Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Krby
Jaká je výhoda zesíťovaného polyethylenu pro vytápění - výhody a nevýhody potrubí
2 Palivo
Kompaktní nízké topné radiátory
3 Krby
Udělejte to sami - jak to udělat sami
4 Krby
Správně zvolit pec pro dům
Hlavní / Čerpadla

Výběr a instalace solárních kolektorů


Stále více se moderní stavitelé a návrháři obrací na energeticky úsporné konstrukce, materiály šetrné k životnímu prostředí a alternativní zdroje energie. Zvláště důležitá je poslední věc, protože vytápění soukromého domu a topení vodou pomocí tradičních metod není vůbec levná.

Jednou z možností těchto zdrojů je sluneční světlo a zařízení, které přeměňuje sluneční energii na teplo, se nazývá kolektor. Na trhu dnes existuje několik typů solárních kolektorů, které se liší v síle, velikosti, účinnosti, použití apod.

Co jsou sluneční kolektory?

Obvykle mohou být všechny rozděleny na vakuové trubkové a ploché.

Ploché kolektory se používají více trubkově, což lze ve většině případů vysvětlit cenově výhodnějším. Obvykle slouží k ohřevu vody, protože pro vytápěcí zařízení mají příliš nízkou účinnost, zejména v zimě.

Ploché kolektory jsou zase rozděleny do 3 typů:

  • kolektory s absorbérem se selektivním pláštěm;
  • vakuové kolektory;
  • kolektory s absorbérem, které mají plášť z černého laku.

První typ se používá pouze pro ohřev vody hlavně v teplé sezóně. Účinnost těchto kolektorů je poměrně nízká - pouze 25-35%, navíc existuje nebezpečí kondenzace na jejich povrchu. Jsou namontovány nad střešním materiálem nebo jsou propláchnuty.

Druhý typ - vakuové kolektory - má vyšší účinnost, dosahuje 45%. Vakuové kolektory jsou spolehlivě chráněny před kondenzací a vnikáním prachu do nich. Výrobky nízké kvality se však mohou rychle depressurizovat, což ovlivní jejich práci. Aby mohli znovu pracovat v plné kapacitě, bude nutné obnovit vakuum, které je téměř nemožné dosáhnout samo. Vakuové kolektory jsou dražší než selektivní skořápky, ale protože jsou silnější, jejich plocha je menší.

Třetí typ - kolektory s černým lakem absorbér - má tepelné ztráty, které jsou o 50% vyšší než tepelné ztráty prvního typu.

Instalace solárních kolektorů

Instalace solárních kolektorů může být provedena nad střešním materiálem, propláchnout, nebo na zvláštní konstrukci. Výběr místa závisí na druhu střechy, její konstrukci, na svahu svahů a také na orientaci ve vztahu ke kardinálním bodům.

Nad střešním materiálem lze instalovat kolektory, pokud je střecha skloněná a sklon svahu je dostatečně velký. V tomto případě jsou namontovány pomocí speciálních profilů nebo konzol, které jsou připevněny k protiskluzovým roštům nebo krokvem. Celá konstrukce by měla vyčnívat za okraje dlaždice, aby nedošlo k narušení těsnosti střešní vrstvy. Kolektor lze upevnit jak na konzoly, tak i na montážní profily připevněné k držákům. K ochraně proti větru lze použít i další obložení nebo speciální prvky. Pokud existuje několik sběratelů, jsou propojeny vlnitými trubkami. Aby se zabránilo nahromadění vzduchu uvnitř kolektorů, mírně se opírají o opačné straně spojení. Do systému vytápění nebo vytápění jsou kolektory připojeny pomocí vlnitých trubek z nerezové oceli. Tyto trubky jsou dodávány do kolektorů ventilačními kanály. Výhodou tohoto zařízení je jeho rychlost, nízké náklady na práce a odpojení spojovacích trubek zvenčí. Nevýhody zahrnují významné tepelné ztráty.

Kolektory namontované v jedné rovině se střešním materiálem vypadají atraktivnějším, navíc v tomto případě nemusí být samotný střešní krytina položena pod nimi, což snižuje jeho náklady. Jsou připojeny k deskám beden speciálních svorek. Zde je třeba se ujistit, že švy a střešní spáry nemají mezery, ale jsou vzduchotěsné. Sklon svahu by měl být nejméně 25 °. Náklady na instalaci sběrného kolektoru se střechou jsou dražší než instalace nad střechou.

Kolektory na speciálních konstrukcích jsou obvykle instalovány na plochých střechách. Výhodou těchto zařízení je nejjednodušší a nejrychlejší instalace, stejně jako možnost změny úhlu sklonu v závislosti na klimatických podmínkách a orientaci vůči hlavním bodům. Optimální úhel sklonu je úhel 45 °. Pokud jsou na stejné střeše instalovány více kolektorů a jsou umístěny jedna po druhé, musíte mezi nimi udržovat vzdálenost, při které přední kolektory neztmavnou zadní část. Minimální vzdálenost mezi nimi závisí na úhlu sklonu a musí být nejméně 1,5 násobkem výšky. Pro lepší upevnění konstrukce a ochranu proti větru je namontován na betonových deskách nebo bednách se sutinami. Těsnost střešní vrstvy v tomto případě není narušena, ale zatížení střechy a nosných prvků se zvyšuje, takže před instalací je třeba konzultovat s architekty a zkontrolovat, zda konstrukce domu bude nést taková dodatečná zatížení.

Jaký má být úhel kolektoru?

Úhel kolektoru je další důležitou vlastností. Tento parametr určuje množství slunečního světla, které dopadá na povrch kolektoru během denního světla, na které závisí jeho účinnost. Samozřejmě, slunce mění svou pozici během dne a v různých obdobích roku, takže sběratel nemůže vždy vyzvednout maximální množství sluneční energie. Zde musíte zvolit takový sklon, který by kdykoli poskytl maximální možné pokrytí. Například kolektory pro ohřev vody by měly být nastaveny pod úhlem 45 °, což je průměrná hodnota mezi optimálními úhly sklonu v letní (30 °) a zimní (60 °) období. Svah lze nastavit pouze pro kolektory montované na ploché střechy - na šikmých střechách je tento parametr určen konstrukcí střechy. Ale to neznamená, že takové sběratele jsou neúčinné. Při naklápění v rozmezí 35-50 ° se jejich účinnost mírně odchyluje od maximální hodnoty.

Pro co nejefektivnější provoz je žádoucí orientovat kolektory na jih, pokud to umožňuje střešní konstrukce (zejména u šikmých střech). V opačném případě se jejich účinnost výrazně sníží, což je zvláště znatelné v zimě, a dokonce ani zvýšení plochy sběratelů nepomůže. Pokud jsou kolektory používány pouze pro ohřev vody, mohou být orientovány mezi jihozápadním a jihovýchodním směrem.

Při použití více vzájemně propojených sběratelů by měly být všechny směrovány na jednu stranu. Pokud je umístíte do různých úhlů a nasadíte se v různých směrech, bude každá z nich regulovat samostatný proud chladicí kapaliny, tj. Takový systém nebude fungovat jako jedna jednotka, ale bude rozdělen na několik nezávislých systémů.

Jaká by měla být oblast kolektorů? Výpočetní vzorec

Oblast solárních kolektorů závisí na výkonu potřebném pro ohřev vody nebo vytápění, intenzitě slunečního záření pro danou oblast, účinnosti každého kolektoru obsaženého v systému, podílu solární energie na pokrytí poptávky po teple a tepelných ztrát. Výrobci solárních kolektorů vypočítají svou plochu a číslo pomocí speciálních programů používajících různé grafy a grafy. Ale pro výpočet plochy malého sběrače pro soukromý dům není nutné se ponořit do složitých a nepochopitelných výpočtů, stačí použít tento vzorec:

A - plocha sběrače, m2;

AW je snížená plocha, která je schopna generovat 1 kW • hodinu denně, m2 • den / (kW • hodina);

H - účinnost jednoho kolektoru,%;

G je celkové záření slunce za jeden den, charakteristické pro danou oblast, kW • h / (m2 • den);

K - koeficient zohledňující úhel kolektorů a jejich orientaci vzhledem ke kardinálním bodům (vybrané z tabulky);

F - energie potřebná pro ohřev vody nebo vytápění domu na jeden den, kW • hodina / den;

SF je zlomek solární energie při pokrytí poptávky po teple,%.

Podíl sluneční energie je část energie, kterou solární zařízení produkuje, z celkové energie vynaložené na vytápění nebo ohřev vody. Obvykle se jeho hodnota pohybuje od 60 do 70% roční spotřeby energie. Solární elektrárny s větším podílem sluneční energie se používají v tandemu s pomocnými plynovými kotly pracujícími na nízké úrovni.

Údaje nezbytné pro výpočet plochy se mohou mezi sebou lišit v závislosti na druhu kolektorů, jejich modelech a výrobcích.

Jak vyrobit solární kolektor pro vytápění vlastním rukama

Sluneční kolektor je zařízení, jehož hlavním funkčním účelem je přeměna sluneční energie na teplo. Z technického hlediska je to docela jednoduché.

Proto s určitou úrovní znalostí, aby se solární kolektor pro vytápění vlastními rukama, nebude snadné.

Princip funkce a konstrukční prvky

Moderní solární systémy se používají jako pomocná topná zařízení, která přeměňuje sluneční záření na energii, která je pro majitele domů přínosná. Jsou schopny plně zásobovat teplou vodou a vytápět v chladné sezóně pouze v jižních oblastech. A pak, pokud zabírají dostatečně velký prostor a jsou instalovány na otevřených plochách, které nejsou zastíněny stromy.

I přes velký počet druhů je princip práce stejný. Každý sluneční soustava je obvod se sekvenčním uspořádáním zařízení a dodává tepelnou energii a přenáší ji spotřebiteli. Hlavními pracovními zařízeními jsou solární články na fotovoltaických článcích nebo slunečních kolektorů, jejichž výroba bude popsána v tomto článku.

Sběratelé jsou systém trubek zapojených do série s výstupní a vstupní čárou nebo rozloženými ve formě cívky. Technická voda, proudění vzduchu nebo směs vody s nemrznoucí kapalinou cirkuluje potrubí. Fyzikální jevy stimulují oběh: odpařování, změny tlaku a hustoty od přechodu z jednoho agregačního stavu do jiného, ​​atd.

Sběr a akumulace solární energie vyrobené absorbéry. Jedná se buď o pevnou kovovou desku se zčernalým vnějším povrchem nebo o systém jednotlivých desek připojených k trubkám.

Pro výrobu horní části těla se používá krycí materiál s vysokou schopností přenášet světlo. Může to být plexisklo, podobné polymerní materiály, temperované druhy tradičního skla.

Musím říci, že polymerní materiály poměrně špatně tolerují vliv ultrafialových paprsků. Všechny druhy plastů mají dostatečně vysoký koeficient tepelné roztažnosti, což často vede k odtržení těla. Proto použití těchto materiálů pro výrobu tělesa zásobníku je omezené.

Voda jako nosič tepla může být použita pouze v systémech určených k dodávání dodatečného tepla v období podzim / jaro. Pokud je plánováno celoroční používání solárního systému před prvním chlazením, procesní voda se změní na směs s nemrznoucí kapalinou.

Pokud je solární kolektor instalován k ohřevu malé budovy, která nemá spojení s autonomním vytápěním chatky nebo s centralizovanými sítěmi, je konstruován jednoduchý jednopohonový systém s topným zařízením na začátku. Řetěz neobsahuje oběhová čerpadla a topná zařízení. Schéma je velmi jednoduché, ale může pracovat pouze v slunečném létě.

Se zařazením kolektoru do dvoukruhové technické konstrukce je vše mnohem komplikovanější, ale rozsah dní vhodný pro použití je výrazně vyšší. Sběrač zpracovává pouze jeden okruh. Převažující zátěž je umístěna na hlavní topné jednotce, která je napájena elektrickou energií nebo jakýmkoliv druhem paliva.

I přes přímou závislost výkonu slunečních zařízení na počtu slunečních dní jsou poptávka a poptávka po solárních zařízeních se neustále zvyšuje. Jsou populární mezi řemeslníky, kteří se snaží poslat všemožným přírodním zdrojům energie užitečným směrem.

Klasifikace podle teplotních kritérií

Existuje poměrně velký počet kritérií, podle kterých jsou tyto nebo jiné návrhy heliosystémů klasifikovány. U zařízení, která mohou být vyráběna ručně a která se používá k přívodu a ohřevu teplé vody, bude racionální rozdělení podle typu chladiva. Takže systémy mohou být tekuté a vzdušné. První typ je častěji použitelný.

Kromě toho se často používá klasifikace teploty, do které se mohou ohřívat pracovní tělesa kolektoru:

  • Nízká teplota. Možnosti, které mohou chladicí kapalinu ohřát na teplotu 50 ° C. Používají se k ohřevu vody v zavlažovacích nádržích, v koupelnách a sprchách v létě a ke zvýšení podmínek pohody na chladných jarních a podzimních večerech.
  • Střední teplota. Zajistěte teplotu nosiče tepla při teplotě 80 ° C. Mohou být použity k vytápění místností. Tyto možnosti jsou nejvhodnější pro uspořádání soukromých domů.
  • Vysoká teplota. Teplota chladicí kapaliny v těchto zařízeních může dosáhnout 200-300 ° C. Používá se v průmyslovém měřítku, instaluje se do vytápěcích výrobních závodů, komerčních budov apod.

U vysokoteplotních heliosystémů se používá spíše komplikovaný proces přenosu tepelné energie. Kromě toho zaujímají působivý prostor, který si většina našich milovníků venkovského života nemůže dovolit. Výrobní proces je náročný na pracovní sílu, provedení vyžaduje speciální zařízení. Nezávisle je taková varianta heliosystému téměř nemožná.

Samolepící sběratel

Vytváření solárního zařízení s vlastními rukama je fascinující proces, který přináší mnoho výhod. Díky němu je možné racionálně aplikovat volné sluneční záření, řešit několik důležitých ekonomických problémů. Podívejme se na specifika vytvoření plochého sběrače, který zásobuje ohřívací systém ohřátou vodou.

Materiály pro vlastní montáž

Nejjednodušší a cenově dostupný materiál pro vlastní montáž tělesa solárního kolektoru je dřevěná tyč s deskou, překližkou, deskami OSB nebo podobnými možnostmi. Alternativně můžete použít ocelový nebo hliníkový profil s podobnými listy. Kovová skříň bude stát o něco dražší.

Materiály musí splňovat požadavky na venkovní konstrukce. Životnost solárního kolektoru se pohybuje od 20 do 30 let. Materiály proto musí mít určitou sadu charakteristik výkonu, které umožní konstrukci používat po celou dobu.

Je-li tělo vyrobeno z dřeva, může být trvanlivost materiálu zajištěna impregnací vodou-polymerovými emulzemi a povrchem s lakovacími materiály.

Základním principem, který by měl řídit návrh a montáž solárního kolektoru, je dostupnost materiálů z hlediska ceny a dostupnosti. To znamená, že se mohou nacházet na volném trhu, nebo mohou být nezávisle vyrobeny z dostupných nástrojů.

Nuance tepelné izolace zařízení

Aby se zabránilo ztrátě tepelné energie, izolační materiál je upevněn na spodní straně krabice. Může to být pěna nebo minerální vlna. Moderní průmysl vyrábí poměrně široký sortiment izolačních materiálů.

Pro oteplení krabice můžete použít ocelové verze izolace. Je tedy možné zajistit jak tepelnou izolaci, tak i odraz slunečních paprsků z povrchu potaženého fólií.

Pokud se jako izolační materiál používá deska z pěnové pěny nebo pěnového polystyrenu, mohou být drážky vyříznuty, aby položily systém cívky nebo potrubí. Absorbér kolektoru je obvykle umístěn na vrchu izolace a pevně připevněn ke spodní části skříně způsobem, který závisí na materiálu použitém při výrobě skříně.

Solární kolektor tepelného kolektoru

Jedná se o absorpční prvek. Jedná se o systém trubek, ve kterých je topné médium vyhřívané, a části, nejčastěji z měděného plechu. Nejlepším materiálem pro výrobu chladiče jsou měděné trubky. Domácí majitelé vynalezli levnější variantu - spirálový výměník tepla vyrobený z polypropylenové hadice.

Volba dostupných nástrojů, ze kterých lze vyrobit výměník tepla pro sluneční kolektory, je poměrně široká. Může se jednat o výměník tepla staré chladničky, polyetylénové trubky pro vodovodní potrubí, ocelové panelové radiátory atd. Důležitým kritériem účinnosti je tepelná vodivost materiálu, ze kterého je tepelný výměník vyroben.

Pro vlastní výrobu je nejlepší volbou měď. Má tepelnou vodivost 394 W / m². U hliníku se tento parametr pohybuje od 202 do 236 W / m².

Velký rozdíl v parametrech tepelné vodivosti mezi měděnými a polypropylenovými trubkami však neznamená, že výměník tepla s měděnými trubkami bude produkovat stokrát velké objemy horké vody.

Za stejných podmínek bude výkon výměníku tepla z měděných trubek o 20% účinnější než výkon kovoplastů. Takže výměníky tepla vyrobené z plastových trubek mají právo na život. Takové možnosti budou navíc mnohem levnější.

Bez ohledu na materiál potrubí musí být všechny přípojky, jak svařované, tak závitové, musí být těsné. Trubky mohou být umístěny jak paralelně, tak ve formě cívky. Uspořádání trubek ve formě cívky snižuje počet spojů, což snižuje pravděpodobnost úniku a zajišťuje rovnoměrnější průtok chladicí kapaliny.

Horní část skříně, ve které je výměník tepla umístěna, je pokrytá sklem. Alternativně můžete použít moderní materiály, jako je analogový akrylát nebo monolitický polykarbonát. Průsvitný materiál nemusí být hladký, ale vlnitý nebo matný.

Takové zpracování snižuje odrazivost materiálu. Kromě toho musí tento materiál odolat značným mechanickým zatížením. V průmyslových provedeních těchto solárních systémů se používá speciální solární sklo. Toto sklo je charakterizováno nízkým obsahem železa, který poskytuje méně tepelných ztrát.

Zásobník nebo kamera

Jako zásobní nádrž můžete použít jakýkoli kontejner o objemu od 20 do 40 litrů. Série několika menších tanků spojených potrubím v řadě se hodí. Skladovací nádrž se doporučuje izolovat, protože sluneční voda v nádrži bez izolace rychle ztratí tepelnou energii.

Ve skutečnosti by chladicí kapalina ve vytápěcím heliosystému měla cirkulovat bez akumulace, protože tepelná energie z něj musí být spotřebována během výrobního období. Akumulační kapacita skýtá spíše funkci rozdělovače vytápěné vody a avant komory, čímž se udržuje stabilita tlaku v systému.

Stupně montáže solární soustavy

Po výrobě kolektoru a přípravě všech součástí konstrukčních prvků systému můžete provést přímou instalaci.

Práce začíná instalací kamery typu "avancamera", která je zpravidla umístěna na nejvyšším možném místě: v podkroví, samostatná věž, nadjezd, atd. Během instalace je třeba poznamenat, že po naplnění systému kapalnou chladicí kapalinou bude tato část konstrukce dostatečně velká. Proto byste měli zajistit spolehlivost překrytí nebo jej posílit.

Po instalaci pokračují nádrže k instalaci kolektoru. Tento konstrukční prvek systému je umístěn na jižní straně. Úhel sklonu vzhledem k horizontu by měl být od 35 do 45 stupňů.

Po instalaci jsou všechny prvky jejich spojeny s potrubími a připojeny do jediného hydraulického systému. Těsnost hydraulického systému je důležitým kritériem, na kterém závisí účinná funkce solárního kolektoru.

Pro připojení konstrukčních prvků do jediného hydraulického systému se používají trubky o průměru palce a půl palce. Menší průměr se používá pro nastavení tlakové strany systému. Pod tlakovou částí systému se rozumí vstup vody do odtokové komory a výstup ohřáté chladicí kapaliny v topném systému a přívodu teplé vody. Zbytek je namontován pomocí trubek s větším průměrem.

Aby se předešlo ztrátě tepelné energie, potrubí by mělo být pečlivě zatepleno. K tomuto účelu můžete použít pěnové, čedičové vlny nebo fóliové verze moderních izolačních materiálů. Kumulativní kapacita a kamera jsou rovněž předmětem postupu izolace.

Nejjednodušší a nejdostupnější možností tepelné izolace skladovací nádrže je konstrukce krabice z překližky nebo desek kolem ní. Prostor mezi krabicí a nádobou by měl být vyplněn izolačním materiálem. Mohou to být strusková vlna, směs slámy a jílu, suché piliny atd.

Zkontrolujte před uvedením do provozu

Po instalaci všech prvků systému a izolaci části konstrukcí je možné pokračovat v plnění systému teplonosnou kapalinou. Počáteční plnění systému by mělo být provedeno potrubím umístěným na spodní straně kolektoru. To znamená, že výplň nastává od dolní části směrem nahoru. Díky takovým činnostem je možné vyhnout se případným vzduchovým uzávěrům

Do anankamery vstupuje voda nebo jiná kapalná chladicí kapalina. Proces plnění systému končí, když voda začne proudit z odvodňovacího potrubí předsádkové komory. Pomocí plovákového ventilu můžete nastavit optimální hladinu kapaliny v kameru. Po naplnění systému chladicí kapalinou se začne ohřívat v kolektoru.

Proces zvyšování teploty nastává i za mraků. Zahřátá chladicí kapalina začíná růst v horní části zásobníku. Proces přirozené cirkulace nastává, dokud teplota chladicí kapaliny, která vstupuje do chladiče, není vyrovnána s teplotou nosiče opouštějícího kolektor.

Při průtoku vody v hydraulickém systému bude fungovat plovákový ventil umístěný v kamerové komoře. Tím bude zachována konstantní úroveň. V takovém případě bude studená voda vstupující do systému umístěna ve spodní části zásobníku. Proces míchání horké a studené vody prakticky nedochází.

Hydraulický systém by měl zajišťovat montáž ventilů, které zabrání zpětné cirkulaci chladicí kapaliny z rozdělovače do pohonu. K tomu dojde, když teplota okolí klesne pod teplotu chladicí kapaliny. Takové ventily se obvykle používají v noci a večer.

Přívod do míst pro spotřebu teplé vody se provádí pomocí standardních směšovačů. Obvyklé jednotlivé kohouty by neměly být používány. Za slunečného počasí může teplota vody dosáhnout 80 stupňů. Používání takové vody, která proudí z běžné baterie, je spíše nepohodlná. Míchadla tak výrazně ušetří horkou vodu.

Výkon tohoto solárního ohřívače vody lze zlepšit přidáním dalších částí kolektorů. Konstrukce umožňuje montovat dva na neomezený počet kusů.

Základem takového slunečního kolektoru pro vytápění a teplou vodu je princip skleníkového efektu a takzvaný termosyfonový efekt. Skleněný efekt se používá při konstrukci topného tělesa. Sluneční paprsky volně procházejí průhledným materiálem horní části kolektoru a přeměňují se na tepelnou energii.

Tepelná energie je v uzavřeném prostoru kvůli těsnosti skříňové části kolektoru. Termosifonový efekt se používá v hydraulickém systému, když se zvedá chlazená chladicí kapalina, vytěsňuje studenou chladicí kapalinu a nucuje ji přesunout do topné zóny.

Výkon slunečního kolektoru

Hlavním kritériem ovlivňujícím výkon solárních systémů je intenzita slunečního záření. Množství potenciálně užitečného slunečního záření spadajícího na určitou oblast se nazývá sluneční záření.

Rozsah slunečního záření v různých částech světa se mění v poměrně širokém rozmezí. K určení průměru této hodnoty existují speciální tabulky. Zobrazují průměrnou sluneční sluneční záření pro určitou oblast.

Kromě velikosti slunečního záření ovlivňují oblast a materiál výměníku tepla výkonnost systému. Dalším faktorem ovlivňujícím výkonnost systému je objem zásobníku. Optimální kapacita nádrže se vypočítá na základě plochy adsorbenů kolektoru.

V případě plochého kolektoru se jedná o celkovou plochu potrubí, které jsou v kolektorové skříni. Tato hodnota je v průměru 75 litrů objemu nádrže na čtvereční metr kolektorových trubek. Akumulační kapacita je druh akumulátoru tepla.

Ceny za tovární zařízení

Lví podíl na finančních nákladech na výstavbu takového systému spadá na výrobu sběratelů. Není překvapující, že dokonce i v průmyslových projektech heliosystémů připadá na tento konstrukční prvek přibližně 60% nákladů. Finanční náklady budou záviset na výběru materiálu.

Je třeba poznamenat, že takový systém není schopen vyhřívat místnost, ale jen pomáhá šetřit náklady a pomáhá ohřívat vodu v topném systému. Může přinejmenším plně zásobovat teplou vodu po dobu 6-7 měsíců. Vzhledem k relativně velkým nákladům na energii, které jsou vynaloženy na ohřev vody, solární kolektor integrovaný do topného systému výrazně snižuje tyto náklady.

Pro svou výrobu používá poměrně jednoduché a cenově dostupné materiály. Navíc tento návrh je zcela netěkavý a nevyžaduje údržbu. Péče o systém je omezena na pravidelnou kontrolu a čištění skleněného skla z kontaminace.

Užitečné video k tématu

Proces výroby elementárního slunečního kolektoru:

Jak sestavit a pověřit solární systém:

Přirozeně samozářený solární kolektor nebude schopen konkurovat průmyslovým modelům. Používám materiály po ruce, je obtížné dosáhnout vysoké účinnosti, kterou průmyslové vzory mají. Finanční náklady však budou ve srovnání s akvizicemi průmyslových podniků mnohem nižší. Nicméně vlastní solární kolektor výrazně zvýší úroveň komfortu a sníží náklady na energii, kterou produkují klasické zdroje.

Online domovský průvodce

Slunce je nevyčerpatelným zdrojem energie. Je velmi lákavé ho používat k ohřevu vody a vytápění místností, protože nemusí platit za energii. Tato recenze podrobně popisuje různé konstrukce solárních kolektorů, jejich výhody a nevýhody a jejich aplikace.

Shrnutí článku:

Účel

Solární kolektory jsou navrženy tak, aby zachytily energii slunce. Princip jejich fungování je poměrně jednoduchý. To spočívá ve skutečnosti, že příchozí radiace ohřívá chladicí kapalinu. Při pohledu na fotku solárních kolektorů vidíte, že všichni mají vnější podobnost. Skládají se z panelů s trubkami, které jsou ohřívány působením slunce.

Výsledné teplo může být použito k ohřevu vody pro potřeby domácnosti nebo pro vytápění prostoru. Zahřátá chladící kapalina vstupuje do akumulační nádrže. Lze instalovat další ohřívač, který zvyšuje teplotu chladicí kapaliny na požadovanou hodnotu, pokud není dostatečná intenzita slunečního záření.

Ohřev lze provádět pomocí elektrického ohřívače nebo pomocí vyspělejšího tepelného čerpadla. Navíc tato jednotka může přenášet teplo do topného systému a doplnit ho o úsporu.

Použití sběratelů umožňuje buď úplné opuštění topných zařízení, nebo významně snížit jejich využití a zajistit další úspory elektrické energie nebo plynu.

Princip činnosti

Ve většině případů se tyto sluneční kolektory používají k ohřevu vody v teplé sezóně. Jsou sestaveny z kovových trubek, které se ohřívají na slunci a přenášejí teplo na vodu. Taková zařízení mohou mít různé tvary a velikosti, ale ve skutečnosti jsou to systémy kovových trubek, kterými se chladicí kapalina pohybuje a samotné trubky jsou ohřívány sluncem. Ohřátá voda vstupuje do měniče.

Složitější jsou přístroje, které jsou navrženy pro použití v chladné sezóně. Jejich schopností je schopnost zachytit a udržet teplo při nízkých okolních teplotách. Současně musí být vnitřní část systému dostatečně vyhřátá, aby mohla být místnost ohřívána.

V takových zařízeních je nutné současně izolovat chladicí kapalinu od životního prostředí, aby se zachovala teplo získané a nechalo je transparentní vůči slunečním paprskům. Z tohoto důvodu jsou zařízení určená pro zimní období složitější.

Trubky jsou skleněné termosky z poměrně tlustého skla. Vnější povrch trubky je průhledný. Vnitřní stěna je pokryta černou barvou. Vzduch je úplně evakuován z prostoru mezi dvěma stěnami. Ve vakuu zasahují sluneční paprsky bez překážek do vnitřní tmavé stěny. Energie nemůže vyjít ven ve formě tepelných paprsků, protože vakuum má extrémně nízkou tepelnou vodivost.

Solární kolektory pro vytápění domů jsou podstatně dražší než konvenční solární ohřívače vody, které se v létě používají v chalupě. Používají se navíc k stávajícímu topnému systému, aby se snížilo zatížení a zajistilo se další úspora peněz.

Nevýhody

Hlavními nevýhodami tohoto zařízení je jeho závislost na povětrnostních podmínkách. V noci tato zařízení přirozeně nefungují. V tuto chvíli můžete použít pouze nahromaděné teplo dne. Také výkon závisí na teplotě okolí a na přítomnosti jasného slunce. Čím vyšší je teplota a jasnější je slunce, tím lépe bude zařízení fungovat.

Pro studenou sezónu se používají speciální inovativní přístroje. Hlavní nevýhodou těchto zařízení je jejich extrémně vysoká cena a křehkost. Navíc takové sluneční kolektory nelze vyrábět ručně.

Vyráběné modely mají různé možnosti údržby. Většina modelů se snadno opravuje jednoduchou výměnou poškozené skleněné žárovky.

Klasické kovové sluneční kolektory se běžně používají k ohřevu vody v teplé sezóně v oblastech s vysokými teplotami a velkým množstvím slunečných dnů za rok. V tomto případě je jejich design co nejjednodušší a má nízkou cenu. Vákuové ohřívače se používají mnohem méně často.

Účinnost

Především je třeba rozlišovat dva pojmy: účinnost a návratnost. Efektivita popisuje, kolik tepla je přeměněno na teplo, které lze užitečně využít. Dotčené přístroje nejsou nikdy zcela účinné, protože část tepla se rozptýlí do atmosféry.

Bez ohledu na konstrukci se účinnost solárních kolektorů snižuje s rostoucím větrem a snižuje okolní teplotu. Vítr a nízké teploty výrazně zvyšují teplo do atmosféry.

Aby se snížila ztráta tepla na zařízení, je nainstalována další transparentní ochrana proti větru ze skla nebo plastu. Aby se kompenzovaly možné ztráty, je nutné instalovat zařízení s vyšším tepelným výkonem.

Náhrada charakterizuje dobu, za kterou se vynaložené peníze vrátí oproti alternativním metodám. Například můžete ohřívat vodu pro sprchu místo elektrického ohřívače pomocí kolektoru. V tomto případě je třeba odhadnout roční náklady na elektřinu. Rozdělíme-li cenu kolektoru na roční náklady na ušetřenou elektřinu, získáme dobu návratnosti.

Používá-li se v oblasti s teplým klimatem, vrátí se splacení velmi rychle. Při použití v oblasti s mírným podnebím bude doba návratnosti delší, protože za účelem získání stejného množství horké vody bude nutné zakoupit větší jednotku, a tím i větší náklady nebo použít dodatečné vytápění s elektřinou. Každá výplata se nemusí vůbec vyskytnout, neboť je nepohodlné používat toto zařízení.

Jednoduché a levné zařízení pro ohřev vody v letní sezoně pro praní se vyplácí dostatečně rychle. Rekuperace inovativních vakuových zařízení pro vytápění může dosáhnout desítky let, zejména ve srovnání s moderními ohřívači pracujícími na principu tepelného čerpadla.

Převládání těchto produktů závisí na návratnosti. Solární kolektory se složitým zařízením jsou výrazně dražší, a proto jsou výrazně méně časté. Jednoduché letní ohřívače vody jsou velmi oblíbené a takové systémy pro zimní vytápění jsou velmi vzácné.

Vlastnosti provozu solárního kolektoru v Moskvě. Osobní zkušenosti

Uživatelé portálu sdílejí své zkušenosti s výrobou a provozem levných solárních kolektorů pro letní sprchy.

Myšlenky na to, jak šetřit peníze, ale současně mít všechny výhody civilizace v zahradě bez centralizované dodávky elektřiny a vody, neudělujte klid "duše". Často, pokud jde o strojírenské zařízení pracující na "zelené" energii, vývojáři to vyčistí. Stejně jako to všechno není vhodné pro naše zeměpisné šířky a drsné přírodní podmínky s krátkým létem, častými dešti a malým počtem opravdu horkých dnů. Nicméně zkušenosti uživatelů FORUMHOUSE naznačují něco jiného.

Z tohoto článku se dozvíte:

  • Jak sestavit levný sluneční kolektor vlastními silami.
  • Existuje ekonomický přínos ze slunečního kolektoru instalovaného v Moskvě?

Jak vybudovat rozpočet solární kolektor s vlastními rukama

Pokud se v zahraničí, solární baterie, stejně jako solární kolektory, již dlouho zvykli na vybavení inženýrského systému venkovského domu, pak máme stále něco exotického. Vysoká cena značkových zařízení, stejně jako skepticismus majitelů domů, kteří nechtějí investovat do drahé "hračky", mají vliv.

Byla to touha ušetřit peníze a současně získat zdroj teplé vody pro letní sprchu na dachu, který vyzval uživatele portálu s přezdívkou izhur k nápadu: proč se nesnažte sami udělat solární kolektor. A zároveň - v praxi, aby zjistil, zda bude tento systém v centru Ruska (moskevská oblast) dobrý.

Myslím, že myšlenka využívat energii slunce k ohřevu vody přišla nejen ke mně. Ale nechtěl jsem koupit drahý sluneční kolektor "od firmy" pro provoz na dachu. Navíc se obecně věří, že v našem klimatu je málo využití. Tak jsem se rozhodl, že si sundám rukávy a vyrobím solární kolektor sám a současně zkontroluji efektivitu jeho práce. Navíc stará "lidová" letní sprcha, vyrobená na základě dvou polyethylenových nádrží, čestně poté, co sloužila po dobu 4 let, se dostala do havarijního stavu.

Abychom mohli porovnat "byl" a "stali se", nejprve řekneme o starém systému. Letní sprcha uživatele sestávala ze dvou nádrží o objemu 40 litrů, které byly instalovány na střeše "umyvadla". První nádrž je pro horkou vodu, druhá pro studenou. Voda byla čerpána do nádrže ze studny pomocí elektrického čerpadla. Hladina kapaliny byla řízena "oky".

Sprcha fungovala takto: voda v první nádrži byla ohřívána elektrickým ohřívačem a vedena přes normální zahradní hadici ke směšovači. Pokud byla voda přehřátá (dokonce i za přítomnosti termostatu), byla do ní smíchána studená voda z druhé nádrže, která také proudila do mixéru přes zahradní směšovač. Ale za čtyři roky aktivního používání se nádrže pod vlivem UV záření popraskaly a staly se nepoužitelnými.

Můžete říci, že vše, co není hotovo, je nejlepší. Byl to obrat aktualizace systému. Udělal jsem plochý hliníkový sluneční kolektor s polykarbonátovým povrchem o ploše 2 m2. m. Instalovaný výkon cca 1,5 kW. Hmotnost - 7 kg.

Uživatel se rozhodl pro tento návrh (plochý solární kolektor), protože Druhý typ slunečního kolektoru - tzv. "Vakuumnik", přestože má vyšší účinnost, dražší a obtížnější výrobu v domácí dílně.

Mimochodem, většina solárních kolektorů pro domácí použití, dokonce i průmyslovou výrobu, má plochu až 2 m2. m. Zkušenosti ukázaly, že tyto systémy se dají vyrábět a sestavovat jednodušeji, a to i samotné. Výkon systému (je-li třeba) se zvyšuje kombinací několika solárních kolektorů do jedné skupiny.

Po důkladném studiu FORUMHOUSE se uživatel usadil na ploché verzi solárního kolektoru. Za tímto účelem bylo nutné zvládnout pájení hliníkových trubek tvrdou pájkou. Náklady na trubky činily zhruba 450 rublů. Také solární kolektory se shromažďují na základě polypropylenových trubek, trubek z mědi nebo vlnité nerezové oceli.

Vytvořil jsem sluneční kolektor z nerezové vlnité "patnácté" trubky. Její cena - 78 rublů. pro 1 běžný měřič. Oblast sběratelů je asi 1 m2 m. Voda vstupuje do sudu na 160 litrů, zateplená penofolem o tloušťce 1 cm. Výškový rozdíl mezi přítokem vody a vstupem do kolektoru je 2 metry. Cena celého systému je nižší než 1500 rublů.

Díky tomu, že se "vyprázdnil" s bodem vypouštění vody (pohybuje se od horní do dolní třetiny solárního kolektoru), uživatel dosáhl přirozeného a pohodlnějšího míchání vrstev studené a horké vody. Večer se voda v barelu smíchá, zahřeje na pracovní teplotu 40 až 45 ° C. V zatažených dnech - až do 30-35 ° C.

Kromě toho existuje i varianta solárního kolektoru, když v listu EPPS je wolframové vlákno ohnuté ve tvaru písmene "P" připojené k transformátoru takzvané. elektrická termosekce, "frézované" drážky ve formě hada. Kování pro napájecí a vypouštěcí potrubí je rozříznuta do pouzdra solárního kolektoru. Poté je tenký pozinkovaný plech nebo hliníková deska přilepená na fólii vytlačované pěny z polystyrenu na "kapalné nehty". Pak je kov černý a rozpočet a poměrně účinná verze solárního kolektoru je téměř hotová. Zbývá to jen instalovat, připojit vedení k napájecí nádrži (kapacita tam, kde je studená voda), zásobník (dobře ohřátý) akumulovat ohřátou vodu a naplnit systém vodou.

Vrátíme se do sběrače vrtulníků izhur. Jako nádrž na vodu si uživatel koupil dvě polyetylénové sudy o objemu 160 litrů za cenu 700 rublů. za každý z nich (dále jen ceny jsou pro období 2012-2013). Sudy jsou svázány s polypropylenovými trubkami. Takové trubky jsou snadněji instalovatelné (pájka se speciální páječkou) a na rozdíl od kovových plastů je stejný průřez udržován u kloubů (u kování).

Proces montáže solárního kolektoru je jasně znázorněn na následujících fotografiích. Rám pod solárním kolektorem je svařován z profilového potrubí. Úhel rámu je 45 stupňů. Sběratel je orientován přísně na jih.

Vytvořil rám a postavil se pod hlavičkou.

V otvoru pro trubky jsou vyvrtány otvory.

Stojan je namontován na střeše letní sprchy.

V hlavě (pro horkou vodu) zasáhne ohřívač.

Pokud se podíváte na spodní část hlavně, můžete vidět 3 výstupy. Pro připojení linky ze solárního kolektoru jsou potřebné 2 výstupy a třetí výstup přejde do směšovače k ​​hlavici sprchy. Všechna připojení potrubí jsou "americké". Takže je snadnější, přímo na místě, upevnit / odšroubovat potrubí a sestavit systém. Všechny trubky jsou dodatečně izolovány.

Ze sudů horké a studené vody do mixéru jdou hadice (obyčejná zahrada, obložená izolací z polyethylenové pěny - "kabát", připevněná na armatury se svorkami). Před směšovačem jsou obě hadice spojeny přívodem k kulovému ventilu.

To je děláno pro pohodlí. Například když spotřebuje veškerou horkou vodu v nádrži, uživatel otevře kulový kohout na bočníku a hladina vody v sudech je vyrovnána a když je voda z hadice dodána, obě sudy jsou rovnoměrně naplněny vodou.

Dále je ventil vypnutý a solární kolektor funguje podle následujícího principu: studená voda vstupuje do spodní trysky rozdělovače, ohřeje se, stoupá a vstupuje do akumulační hlavě přes horní trysku.

Také uživatel uspořádal přívod vody pouze z horních, více vyhřívaných vrstev, protože horká voda, padající do hlaveň, spěchá a studená zůstává na dně. K tomu se na plováku z kusu pěny v sudu s horkou vodou ze dna zvedne ohebná plnicí hadice z pračky.

Pro kontrolu hladiny kapaliny je v systému vložena průhledná trubka, ve které je umístěn černý plovák.

Na konci instalace systému uživatel ohříval sudy penofolem (dvěma vrstvami po 5 mm) a na horní straně sudů horkou vodou položil kruhový řez z EPPS o tloušťku 50 mm.

Barrel pro studenou vodu je izolován "pro společnost", aby odolal jedinému provedení.

Taková izolace samozřejmě není dostatečná. To je správné: je třeba ohřát barel minerální vlnou o tloušťce asi 100 mm nebo pěnou o síle 5 cm.

Ekonomické výhody instalace solárního kolektoru na předměstí

Zkoušky ukázaly, že solární kolektor funguje dokonale i v oblasti Moskvy. Systém je provozován následujícím způsobem. Večer jsou nádrže naplněny vodou, asi 120-130 litrů. Slunce začíná osvětlovat sluneční kolektor v 8:30 ráno (předtím, že stín domu dopadne na kolektor). Okolo čtyři hodiny je sluneční kolektor zastíněn stromem, který byl následně odříznut.

Po 18 hodin se paprsky na slunečním kolektoru dotýkají tečny a účinnost systému klesá.

Výsledek: 120 litrů studené vody vlévá do systému z vrtu (teplota vody je asi 8 ° C) při teplotě vzduchu 22-24 ° C o tři hodiny odpoledne ohřeje až na 45 ° C. Do páté hodiny teplota vody v nádrži stoupne na 52 ° C.

V zakalených dnech při teplotě vzduchu 18-20 ° C byla voda v barelu zahřátá na 35 ° C a to s nedostatečnou izolací.

Specificky jsem zaznamenal údaje elektroměru. Pokud dříve, před použitím solárního kolektoru, jsme v zemi "oslabili" asi 300 kW měsíčně, pak po instalaci - o výkonu 150 kW. Pokud vezmeme v úvahu, že v našem případě 1 kW stojí 4 ruble, pak úspory jsou 600 rublů. za měsíc. Pro pobyty od května do října, což je téměř pět měsíců, úspory činily 3000 rublů.

Podle výpočtů uživatele bude solární kolektor, při zohlednění nákladů na celou rekonstrukci letního sprchového systému, splácet více než 2 roky provozu. Od té doby solární kolektor prokázal svou efektivitu, uživatel chce vytvořit malý solární kolektor (až 1 m2) pro umyvadlo v domě.

Celkově řečeno, řeknu: solární kolektor je užitečná a umožňuje vám šetřit energií. Funguje zahříváním vody na jaře, v létě a na začátku podzimu. Systém je energeticky nezávislý. Dokonce i když snížíte elektrickou energii, nezůstanete bez horké vody a sprchy. Solární kolektor nemusí být zapálený, jako dřevěný ohřívač vody. Sluneční kolektor může být bezpečně ponechán po dobu jednoho týdne, nic nezlomí a nebude se vařit, a když jste v pátek přišli na dacha, už jste zahřáli 120-150 litrů vody!

Dodáváme, že kamarád kamaráda, který nějak počítá, kolik den je jeho vyhřívaný 80litrový elektrický ohřívač vody vyhuben nepřiměřeně, přemýšlel o tom, jak zasadit sluneční kolektor do systému TUV chaty a tím šetřit peníze.

Jak vybavit sluneční kolektor

Člověk používá různá zařízení pro využití energie slunce. Jedním takovým zařízením je sluneční kolektor. Ve světě existuje mnoho špičkových zařízení, která přeměňují energii slunečního světla na teplo. S pomocí těchto zařízení jsou elektrické žárovky poháněny, různé místnosti jsou vytápěny, bazény jsou vytápěny. Takové návrhy jsou vysoce účinné.

Schéma jejich fungování je postaveno na jediném principu: energie slunce se stává tepelnou energií, která je přenášena nosiči tepla.

Správně instalovaná zařízení jsou schopna ohřát teplotu směsi o 50-65%. V letních měsících dosahuje účinnost takových systémů 100%. Tradiční topný plyn nebo elektrické sítě v tomto období nelze zahrnout. Solární tepelné kolektory dodávají energii myčkám, které potřebují teplou vodu.

Jak fungují tepelné solární instalace?

Hlavní součástí takových systémů ohřevu a vytápění vody je kolektor. Podle svědectví mnoha auditorských služeb, které provedly příslušné studie, je plochý kolektor nejoblíbenější. Zařízení je pokryto selektivním absorbérem, který absorbuje paprsky slunce. Dále se solární energie stává tepelnou. Aby se zabránilo významným tepelným ztrátám, jsou tyto uzly ponořeny do tepelně izolované krabice s průhlednými stěnami a tam jsou upevněny.

Mezi absorbérem teče výměník tepla, který obsahuje vodu a nemrznoucí kapalinu. Směs neustále cirkuluje potrubím, které spojuje nádrž horké vody s kolektorem. Solární tepelná zařízení jsou uvedena do provozu speciálním regulátorem. Jakmile teplota kolektoru překročí teplotu zásobní tekutiny, aktivuje se čerpací zařízení, které destiluje horkou kapalinu z jedné nádrže do druhé.

Ve většině případů je absorbér sestaven z různých kovových desek. Výměník tepla proudí deskami. Konstrukce absorpčního plechu je vytvořena následujícím způsobem: pár kovových plechů je svařena tak, aby mezi nimi proudila chladicí kapalina. Tradičně jsou vyrobeny z hliníku a mědi.

Instalace solárních kolektorů a topných bazénů se provádí s použitím umělých materiálů, protože mají nižší tepelnou odolnost. Existují univerzální verze kombinovaných solárních kolektorů, které nepotřebují kruhová čerpadla, protože kapalina je přímo v nich ohřívána.

Složení solární instalace

Zařízení, které ohřívá vodu, je poměrně komplikovaný systém. Skládá se z:

  • snímače teploty instalované uvnitř měniče a kolektoru;
  • expanzní nádoba;
  • solární regulátor;
  • kruhové čerpadlo;
  • kanalizace pro horkou vodu;
  • řízené snímače teploty.

O absorbérech

Ve většině případů jsou černé, protože tato barva má nejvyšší absorpční koeficient slunečních paprsků. Pro minimalizaci tepelných ztrát jsou návrhy absorberů doplněny organickým povlakem. Takový systém může přeměnit solární energii na maximum. Jinými slovy, tradiční povlak absorbuje asi 90% energie slunce. Při vytváření absorbérů se používá specifický lak, který částečně pokrývá povrch.

Plochý solární kolektor je absorbér, kryt, průhledná vrstva a tepelná izolace. Nejčastěji se vytváří průhledný povlak z odolného skla s vysokým součinitelem přenosu krátkých slunečních vln. V tomto případě má skleněná vrstva povrch s nízkým koeficientem odrazu. Čirý povlak chrání absorbér před přírodními katastrofami. Často se při výrobě solárních kolektorů používá galvanizovaná ocel nebo hliník. Někdy existují návrhy ze syntetických materiálů. Zadní strana a stěny absorbéru jsou pokryty tepelně izolační vrstvou. Typicky je izolačním materiálem minerální vlna nebo polyuretanová pěna. Někdy se minerální vlákna používají jako izolátory ve formě skelných vláken, skleněné vlny, skelných vláken.

Instalace solárních kolektorů se provádí několika způsoby. Můžete například vytvořit a ladit samostatné zařízení, vložit ho do střechy nebo ho umístit nad střechu. Ztráty z konvekcí mohou být výrazně sníženy, pokud je ze solárního kolektoru čerpán teplý vzduch. Postup vysávání se opakuje každé 1-3 roky.

O vakuových trubkových kolektorech

Zde se skleněné trubice odolné proti otřesům používají jako nádoby pro pohlcování pásů. Chladicí kapalina procházející absorpčním zařízením, která je umístěna uvnitř na principu "potrubí v potrubí", má tvar U. Solární kolektory tohoto druhu se skládají z velkého množství malých rozměrů. Všechny jsou připojeny ke společnému systému. Jak ukazuje obrázek, v takových zařízeních se tekutina začíná odpařovat při nízkých teplotách.

Princip fungování vakuového solárního kolektoru je následující: při zahřátí se kapalina začne odpařovat. Kluby stoupající páry jsou v sběrné trubce. Pro lepší odpařování a kondenzace jsou trubky fixovány pod mírným úhlem.

Namísto závěru

Modely moderních solárních kolektorů lze bezpečně nazvat inovativními technologiemi, které zvyšují úroveň pohodlí lidského bydlení a nejsou škodlivé pro životní prostředí. Vákuové solární kolektory jsou nejdražší (ploché modely jsou třikrát levnější). Účinnost jakéhokoli sběrače výrazně klesá, pokud se jeho instalace provádí s porušením. Z tohoto důvodu je žádoucí, aby odborníci instalovali a uvedli do provozu solární kolektor.

Abyste správně zvolili úpravu vhodného kolektoru, je nutné správně určit požadovanou teplotu. Nebojte se primárních finančních nákladů, protože další provoz takového energetického systému výrazně ušetří na tradičních zdrojích energie. Po spuštění solárního kolektoru v práci vlastníka může čerpadlo udržovat pouze. Lidé, kteří investují do slunečních kolektorů, investují do budoucnosti tím, že vyvíjejí alternativní energii.

Top