Què tan convenient és utilitzar fonts d'energia tèrmica alternatives per a la calefacció? Actualment, s’utilitzen àmpliament dos tipus de subministrament de calor: la geotèrmica i l’heliosistema. Aquest últim és el més popular. Com fer calefacció solar a casa amb les vostres mans: col·lectors, bateries i diagrames d’instal·lació?
Utilitzar l’energia solar per escalfar-se
Un dels principis que defineixen la construcció de qualsevol sistema de calefacció és la conveniència. Aquells. totes les inversions haurien de pagar en un període de temps determinat. En aquest sentit, escalfar una casa amb energia solar és la inversió més eficient i econòmicament beneficiosa.
L’energia solar és essencialment una font lliure de calor. Es pot utilitzar de diverses maneres: per equipar un sistema de calefacció o per fabricar un sistema autònom de subministrament d’aigua calenta. Si estudieu acuradament els comentaris sobre la calefacció de panells solars, podreu identificar una dependència interessant. Com més professional sigui la calefacció (col·lectors de fàbrica, calefacció addicional, control electrònic), major serà l'eficiència del subministrament de calor.
De quines maneres es pot produir la transformació de l’energia solar en energia tèrmica?
- Bateria d’escalfament solar - com una de les maneres d’obtenir energia elèctrica. La radiació actua sobre una matriu de cèl·lules fotoelèctriques de resistències, com a resultat de les quals es genera una tensió al circuit. En el futur, aquest corrent es podrà utilitzar per connectar-se a aparells de calefacció elèctrics;
- Calefacció moderna d'una casa particular col·lectors solars... En aquest cas, hi ha una transferència directa d’energia tèrmica de la radiació solar al refrigerant. Aquest últim es troba en un sistema de canonades situat en un recinte tancat especial.
La calefacció amb energia solar és la més eficient d’aquesta manera. D'aquesta manera, es pot evitar una conversió addicional d'energia. El sol afectarà directament el refrigerant, augmentant la seva temperatura. Tot i això, escalfar amb energia solar amb les vostres mans mitjançant bateries elèctriques és més versàtil, ja que l’electricitat es pot utilitzar per fer funcionar altres aparells elèctrics de la casa. L’elecció ve determinada pel pressupost i la capacitat del sistema requerida.
En instal·lar el panell solar, s’ha d’observar un cert angle d’inclinació. Segons la temporada, hauria de ser de 30 ° (estiu) i 70 ° (hivern).
La rellevància de l’organització del sistema solar
Abans de comprar o fabricar el vostre propi convertidor, heu d’esbrinar si la calefacció d’una casa privada amb plaques solars serà prou eficient. Per fer-ho, cal fer una anàlisi detallada de tots els factors que afecten l'eficiència del futur sistema.
Per començar, es determina l’indicador d’insolació solar. És la quantitat d'energia solar que cau a la superfície de la terra en una regió determinada. D'això dependrà el grau d'escalfament del refrigerant o la quantitat de corrent generat.Els radiadors solars per a la calefacció de la llar haurien de funcionar idealment independentment de la temporada. Tanmateix, de fet, no sempre és així.
A més, un sistema de calefacció solar passiu pot canviar la seva eficiència a causa de l’angle d’inclinació del panell. També depèn de la temporada. Per determinar l'energia teòricament possible, podeu utilitzar les dades de la taula.
Ja a partir d’aquestes dades, és possible calcular el col·lector solar per a la calefacció, tenint en compte les seves característiques tècniques i operatives. Però, a més, cal tenir en compte aquests factors:
- Ubicació de casa... La caiguda dels rajos del sol no hauria d’ésser obstaculitzada per objectes naturals o fets per l’home (muntanyes, cases altes, boscos alts, etc.);
- Lloc per a la instal·lació... La calefacció solar combinada requereix un gran espai, de 2 a 10 m². Molt sovint, el terrat de la casa s’utilitza per a això. A més, s’ha d’adaptar per a la instal·lació de col·lectors o plaques solars;
- Potència calorífica necessària... Sovint, els sistemes solars de calefacció per a una casa particular s’utilitzen com a auxiliars.
Només després d’aquesta anàlisi es pot començar a triar un esquema específic per a la calefacció alternativa a casa. Les pèrdues de calor a la casa es calculen preliminarment, es determina el mode tèrmic òptim de calefacció. Si el col·lector solar del sistema de calefacció és auxiliar, a la seva potència nominal s’afegeix el mateix indicador del sistema principal de subministrament de calor.
A l’hora de calcular, cal tenir en compte el pes de l’equip. La superfície del sostre ha de ser capaç de suportar aquesta càrrega.
Plaques solars per a calefacció
Sovint hi ha confusió: els col·lectors solars també s’anomenen bateries. Però, a la pràctica, és el primer tipus d’equip que s’utilitza amb més freqüència per organitzar la calefacció de la llar amb energia solar.
El principi de funcionament de la calefacció d’una casa privada amb plaques solars és convertir l’energia tèrmica en energia elèctrica. Per a això, es proporcionen els components següents al disseny del panell:
- Fotocèl·lules... Quan la llum solar els impacta, es forma l’anomenada fotocorrent;
- Estoig transparent de protecció... Evita danys a les fotocèl·lules;
- Convertidors de corrent elèctric - inversors, transformadors, bateries, etc.
Aquells. de fet, una bateria d’escalfament solar és un gran carregador. En primer lloc, està destinat a obtenir energia elèctrica barata. El seu ús com un dels elements calefactors no és pràctic. Per subministrar calor a una casa amb una superfície de 60 m² amb una taxa d’aïllament normal, caldrà 6 kW d’energia calorífica per hora. Una bateria estàndard de calefacció solar amb una mida de 284 * 254 mm té una potència específica de 5 W / h. Aquells. per proporcionar subministrament de calor, cal una superfície de cobertura de bateria de 82 m².
Com es pot veure als càlculs, això és més que poc pràctic. Per això, prefereixen fabricar un col·lector solar per escalfar amb les seves pròpies mans o comprar la configuració de fàbrica.
En lloc d’escalfar una casa privada amb plaques solars, es poden utilitzar com a font d’electricitat barata per fer funcionar electrodomèstics de baixa potència.
Triar un col·lector solar
Es recomana la instal·lació de col·lectors per a un escalfament solar eficient. Són un sistema de canonades per on flueix el refrigerant. Per protegir i enfocar millor l'energia solar, l'estructura està protegida per un panell de vidre transparent.
Per augmentar el funcionament eficient de l’equip, és possible utilitzar-hi diversos tipus de refrigerant, que no canviaran les seves propietats sota la influència de temperatures negatives. Això és important per a les regions amb hiverns freds.A més, cal analitzar detingudament les ofertes del mercat i triar el disseny òptim.
Actualment, els fabricants ofereixen diverses maneres d'organitzar la calefacció d'una casa privada amb captadors solars:
- Col·lectors de buit... La millor opció per organitzar un sistema de calefacció solar passiu. Es caracteritzen per una absència gairebé completa de pèrdues de calor;
- Col·leccionistes plans... Una opció econòmica per a la calefacció solar. Són un sistema de canonades protegides per un material transparent. La majoria de les vegades s’utilitzen per subministrar aigua calenta a l’estiu. L’aplicació per a la calefacció solar combinada requereix tenir en compte l’horari de temperatura a l’hivern i una selecció acurada del suport de calor.
L’elecció es determina en gran part mitjançant càlculs preliminars: la potència necessària i la freqüència de funcionament del subministrament de calor. Com a opció econòmica, podeu considerar la possibilitat d’autoproducció de col·lectors plans per escalfar amb energia solar amb les vostres pròpies mans.
A l’hora d’escollir un esquema de cablejat, s’ha de tenir en compte l’àrea de l’estructura. Tindrà un cert índex de vent.
Col·lectors de buit per escalfar
Un dels problemes de l’ús de radiadors solars per escalfar una casa són les grans pèrdues de calor. Es deuen a les peculiaritats del funcionament: el panell ha d’estar situat fora de la sala climatitzada per absorbir l’energia solar. Per solucionar aquest problema, s’ha desenvolupat un col·lector solar de buit per al sistema de calefacció.
El disseny dels col·lectors de buit consisteix en una carcassa exterior i un sistema de tubs de vidre interior. Per a un millor aïllament, les canonades estan separades de l’entorn extern per una capa intermèdia de buit amb aire enrarit. Pràcticament tota la instal·lació és un gran termo transparent.
L’especificitat d’un col·lector solar de buit en un sistema de calefacció és la següent:
- Ús d’un líquid especial amb un llindar baix d’ebullició com a transportador de calor. En aquest cas, es produeix una transferència d’energia tèrmica més eficient a través de l’intercanviador de calor al mitjà de calefacció principal: aigua;
- Aplicació a la superfície interior d’un recobriment especial que augmenta la capacitat d’absorció de l’energia solar tèrmica;
- Independència del treball de la temperatura de l'aire exterior.
Per al funcionament normal del sistema, serà necessari garantir un aïllament tèrmic fiable de l'intercanviador de calor. També heu d’aïllar la canonada en llocs on passi per habitacions sense escalfar: un altell, un pastís de sostre. Es poden utilitzar esquemes estàndard per calcular el col·lector solar per a la calefacció. Però cal tenir en compte que el seu treball serà ineficaç quan la temperatura del refrigerant del circuit baixi a + 22 ° С.
A l’hivern, cal netejar la superfície del col·lector de la capa de neu. Per tant, heu de pensar per endavant sobre la manera de realitzar aquest esdeveniment.
Col·lectors solars plans per a calefacció
Per crear un sistema de calefacció solar per a una casa privada amb costos mínims, els col·lectors plans s’instal·len més sovint. Es diferencien dels de buit pel seu disseny simplificat. No obstant això, això augmenta els requisits per al seu funcionament.
El col·lector pla també té un sistema de canonades internes. Tot i això, està fabricat amb canonades de coure o plàstic. Per protecció, s’utilitza policarbonat o vidre temperat. La superfície interior està aïllada amb aïllament: llana mineral o escuma. Sota la influència de la llum solar, els tubs s’escalfen i, com a resultat, augmenta la temperatura del refrigerant.
Hi ha restriccions de funcionament severes per a un col·lector solar pla en un sistema de calefacció:
- Només es pot utilitzar anticongelant com a refrigerant.En cas contrari, l’aigua es congelarà i la canonada s’ensorrarà;
- Per a una millor circulació durant la transferència de calor, cal instal·lar una bomba;
- A temperatures inferiors a -10 ° C, l’eficiència del sistema baixa dràsticament.
A causa d'aquest últim factor, no es recomana organitzar el subministrament de calor de la casa amb energia solar mitjançant captadors plans en regions amb baixes temperatures a l'hivern. Per tant, la majoria de les vegades fabriquen un col·lector solar pla per escalfar amb les seves pròpies mans per subministrar aigua calenta a l’estiu, primavera o tardor.
Els experts recomanen fer subministrament de calor mitjançant energia solar basada en col·lectors plans només a les regions del sud del país amb hiverns relativament càlids.
Col·lector solar de bricolatge
Cal tenir en compte de seguida que un col·lector de bricolatge no funcionarà per proporcionar calefacció amb energia solar. Per fer-ho, heu d’utilitzar l’esquema per a la producció d’una estructura de buit comentada anteriorment. Però a casa és gairebé impossible fabricar-lo a causa de la manca d’equips i consumibles necessaris. Per tant, considerarem una de les maneres més senzilles de fabricar una bateria de calefacció solar per al subministrament d’aigua calenta.
Per a la producció, necessitareu els consumibles següents:
- Làmina cel·lular de policarbonat... Per al subministrament d’aigua calenta a una caseta d’estiu o una casa petita que utilitzi un captador solar per escalfar amb les vostres mans, n’hi haurà prou amb un full de mida 2 * 1 m;
- Tubs de PVC, accessoris i mànegues flexibles... Amb la seva ajuda, es farà un sistema de circulació d’aigua escalfat i subministrat al consumidor;
- Perfil del marc per a panells de guix i escuma... Han de crear un recinte de protecció en un sistema de calefacció solar passiu.
El panal s’ha de col·locar horitzontalment per a un millor escalfament de l’aigua. Després es fan talls longitudinals en canonades de PVC. Hi passarà aigua escalfada d’una làmina de policarbonat. S'instal·la una làmina als talls resultants. No hauria d’entrar a la canonada fins al final.
Amb l'ajut d'una pistola tèrmica, les costures estan aïllades. Sense aquesta eina, hi ha una alta probabilitat de filtracions a la calefacció i al subministrament d’aigua calenta de la casa amb un captador solar. Abans d’instal·lar-la al bastidor, és imprescindible realitzar proves d’estanquitat estructural. Per fer-ho, ompliu-lo amb aigua i comproveu visualment si hi ha fuites.
Per a la fabricació del marc, calen perfils de panells de guix galvanitzats. Realitzaran funcions de protecció similars al cos d’un radiador solar per escalfar una caseta d’estiu. S’instal·la una capa d’aïllament sota la làmina de policarbonat i després es col·loca un col·lector solar de fabricació pròpia. Per a una calefacció més eficient, es recomana pintar el full de negre.
A l’hora de calcular un col·lector solar per al subministrament de calor, es té en compte la posició del sol en un moment determinat del dia. La màxima eficiència s’aconsegueix quan l’angle d’incidència dels raigs és estrictament perpendicular a la superfície de l’estructura.
La millor opció és utilitzar sistemes de calefacció solar per a una casa privada com a auxiliars. Per obtenir una millor eficiència, es recomana instal·lar un acumulador de calor. L’aigua que hi ha s’escalfarà des del col·lector durant el dia i, a les fosques, l’energia tèrmica acumulada es transferirà al refrigerant principal del sistema.
El vídeo mostra un exemple de fabricació d’un col·lector solar a partir de canonades de polímer:
