Quanto è conveniente utilizzare fonti alternative di energia termica per il riscaldamento? Attualmente, sono ampiamente utilizzati due tipi di fornitura di calore: geotermico ed eliosistema. Quest'ultimo è il più popolare. Come realizzare il riscaldamento solare in casa con le proprie mani: collettori, batterie e schemi di installazione?
Utilizzo dell'energia solare per il riscaldamento
Uno dei principi che definiscono la costruzione di qualsiasi sistema di riscaldamento è la convenienza. quelli. tutti gli investimenti dovrebbero ripagarsi entro un certo periodo di tempo. A questo proposito, riscaldare una casa con l'energia solare è l'investimento più efficiente ed economicamente vantaggioso.
L'energia solare è essenzialmente una fonte di calore gratuita. Può essere utilizzato in diversi modi: per equipaggiare un sistema di riscaldamento o per realizzare un sistema di approvvigionamento di acqua calda autonomo. Se studi attentamente le recensioni sul riscaldamento dai pannelli solari, puoi identificare una dipendenza interessante. Più professionale è il riscaldamento (collettori di fabbrica, riscaldamento aggiuntivo, controllo elettronico), maggiore è l'efficienza della fornitura di calore.
In che modo può avvenire la trasformazione dell'energia solare in energia termica?
- Batteria di riscaldamento solare - come uno dei modi per ottenere energia elettrica. La radiazione agisce su una matrice di fotocellule resistive, a seguito della quale viene generata una tensione nel circuito. In futuro, questa corrente potrà essere utilizzata per il collegamento ad apparecchi di riscaldamento elettrici;
- Riscaldamento moderno di una casa privata collettori solari... In questo caso si ha un trasferimento diretto di energia termica dalla radiazione solare al liquido di raffreddamento. Quest'ultimo si trova in un sistema di tubazioni situato in uno speciale involucro sigillato.
Il riscaldamento con l'energia solare è più efficiente in quest'ultimo modo. In questo modo è possibile evitare un'ulteriore conversione di energia. Il sole influenzerà direttamente il liquido di raffreddamento, aumentandone la temperatura. Tuttavia, il riscaldamento con l'energia solare con le proprie mani utilizzando batterie elettriche è più versatile, poiché l'elettricità può essere utilizzata per azionare altri apparecchi elettrici in casa. La scelta è determinata dal budget e dalla capacità del sistema richiesta.
Quando si installa il pannello solare, è necessario osservare un certo angolo di inclinazione. A seconda della stagione, dovrebbe essere di 30° (estate) e 70° (inverno).
La rilevanza dell'organizzazione del sistema solare solar
Prima di acquistare o realizzare il tuo convertitore, dovresti scoprire se il riscaldamento di una casa privata con pannelli solari sarà abbastanza efficiente. Per fare ciò, è necessario condurre un'analisi dettagliata di tutti i fattori che influenzano l'efficienza del sistema futuro.
Per cominciare, viene determinato l'indicatore dell'insolazione solare. Questa è la quantità di energia solare che cade sulla superficie della terra in una particolare regione. Il grado di riscaldamento del liquido di raffreddamento o la quantità di corrente generata dipenderanno da questo.I radiatori solari per il riscaldamento domestico dovrebbero idealmente funzionare indipendentemente dalla stagione. Tuttavia, in realtà, non è sempre così.
Inoltre, un sistema di riscaldamento solare passivo può cambiare la sua efficienza a causa dell'angolo di inclinazione del pannello. Dipende anche dalla stagione. Per determinare l'energia teoricamente possibile, è possibile utilizzare i dati della tabella.
Già sulla base di questi dati è possibile calcolare il collettore solare per il riscaldamento, tenendo conto delle sue caratteristiche tecniche e operative. Ma oltre a questo, tali fattori dovrebbero essere presi in considerazione:
- Posizione della casa... La caduta dei raggi del sole non dovrebbe essere ostacolata da oggetti naturali o artificiali: montagne, case alte, foreste alte, ecc .;
- Luogo per l'installazione... Il riscaldamento solare combinato richiederà un ampio spazio - da 2 a 10 m². Molto spesso, il tetto della casa viene utilizzato per questo. Inoltre, deve essere adattato per l'installazione di collettori o pannelli solari;
- Potenza termica richiesta... Spesso, i sistemi di riscaldamento solare per una casa privata vengono utilizzati come ausiliari.
Solo dopo questa analisi puoi iniziare a scegliere uno schema specifico per il riscaldamento alternativo a casa. Le perdite di calore in casa vengono calcolate preliminarmente, viene determinata la modalità termica ottimale di riscaldamento. Se il collettore solare dell'impianto di riscaldamento è ausiliario, alla potenza nominale viene aggiunto lo stesso indicatore dell'impianto di alimentazione principale.
Durante il calcolo, è necessario tenere conto del peso dell'attrezzatura. La superficie del tetto deve essere in grado di sopportare questo carico.
Pannelli solari per il riscaldamento
C'è spesso confusione: i collettori solari sono anche chiamati batterie. Ma in pratica, è il primo tipo di attrezzatura che viene utilizzata più spesso per organizzare il riscaldamento domestico con l'energia solare.
Il principio di funzionamento del riscaldamento di una casa privata con pannelli solari è quello di convertire l'energia termica in energia elettrica. Per questo, i seguenti componenti sono forniti nel design del pannello:
- Fotocellule... Quando la luce del sole li colpisce, si forma una cosiddetta fotocorrente;
- Custodia protettiva trasparente... Previene danni alle fotocellule;
- Convertitori di corrente elettrica - inverter, trasformatori, batterie, ecc.
quelli. infatti, una batteria di riscaldamento solare è un ottimo caricabatterie. Prima di tutto, è destinato a ottenere energia elettrica a basso costo. Il suo utilizzo come uno degli elementi riscaldanti è poco pratico. Per fornire calore a una casa con una superficie di 60 m² con un normale tasso di isolamento, saranno necessari 6 kW di energia termica all'ora. Una batteria di riscaldamento solare standard con una dimensione di 284 * 254 mm ha una potenza specifica di 5 W / h. quelli. per fornire l'approvvigionamento di calore, è necessaria un'area di copertura della batteria di 82 m².
Come si può vedere dai calcoli, questo è più che impraticabile. Ecco perché preferiscono realizzare un collettore solare per il riscaldamento con le proprie mani o acquistare le impostazioni di fabbrica.
Invece di riscaldare una casa privata con pannelli solari, possono essere utilizzati come fonte di elettricità a basso costo per far funzionare elettrodomestici a bassa potenza.
Scegliere un collettore solare
L'installazione di collettori è consigliata per un efficiente riscaldamento solare. Sono un sistema di tubazioni attraverso le quali scorre il liquido di raffreddamento. Per la protezione e una migliore focalizzazione dell'energia solare, la struttura è protetta da un pannello di vetro trasparente.
Per aumentare il funzionamento efficiente dell'apparecchiatura, è possibile utilizzare vari tipi di refrigerante al suo interno, che non cambieranno le loro proprietà sotto l'influenza di temperature negative. Questo è importante per le regioni con inverni freddi.Inoltre, è necessario analizzare attentamente le offerte sul mercato e scegliere il design ottimale.
Attualmente, i produttori offrono diversi modi per organizzare il riscaldamento di una casa privata con collettori solari:
- Collettori per vuoto... L'opzione migliore per organizzare un sistema di riscaldamento solare passivo. Sono caratterizzati dalla quasi totale assenza di dispersioni termiche;
- Collettori piani... Un'opzione economica per il riscaldamento solare. Sono un sistema di tubi protetti da un materiale trasparente. Molto spesso vengono utilizzati per la fornitura di acqua calda in estate. L'applicazione per il riscaldamento solare combinato richiede la considerazione del programma di temperatura in inverno e un'attenta selezione del vettore di calore.
La scelta è in gran parte determinata da calcoli preliminari: la potenza richiesta e la frequenza di funzionamento della fornitura di calore. Come opzione economica, puoi considerare la possibilità di autoproduzione di collettori piani per il riscaldamento con energia solare con le tue mani.
Quando si sceglie uno schema elettrico, è necessario tenere conto dell'area della struttura. Avrà un certo indice di deriva.
Collettori sottovuoto per riscaldamento
Uno dei problemi dell'utilizzo di radiatori solari per il riscaldamento di una casa sono le grandi perdite di calore. Sono dovuti alle peculiarità del funzionamento: il pannello deve essere posizionato all'esterno della stanza riscaldata per assorbire l'energia solare. Per risolvere questo problema, è stato sviluppato un collettore solare sottovuoto per il sistema di riscaldamento.
Il design dei collettori del vuoto è costituito da un involucro esterno e un sistema di tubi di vetro interno. Per un migliore isolamento, le tubazioni sono separate dall'ambiente esterno da un intercalare sottovuoto con aria rarefatta. Praticamente l'intera installazione è un grande thermos trasparente.
La specificità di un collettore solare sottovuoto in un impianto di riscaldamento è la seguente:
- Utilizzo di un liquido speciale a bassa soglia di ebollizione come vettore di calore. In questo caso, vi è un trasferimento più efficiente di energia termica attraverso lo scambiatore di calore al mezzo di riscaldamento principale: l'acqua;
- Applicazione sulla superficie interna di uno speciale rivestimento che aumenta la capacità di assorbimento dell'energia solare termica;
- Indipendenza del lavoro dalla temperatura dell'aria esterna.
Per il normale funzionamento del sistema, sarà necessario garantire un isolamento termico affidabile dello scambiatore di calore. Dovresti anche isolare la tubazione nei punti in cui passa attraverso stanze non riscaldate: un attico, una torta per tetti. Schemi standard possono essere utilizzati per calcolare il collettore solare per il riscaldamento. Ma va tenuto presente che il suo lavoro sarà inefficace quando la temperatura del liquido di raffreddamento nel circuito scende a + 22 ° С.
In inverno, è necessario pulire la superficie del collettore dal manto nevoso. Pertanto, è necessario pensare in anticipo a un modo per eseguire questo evento.
Collettori solari piani per riscaldamento
Per creare un sistema di riscaldamento solare per una casa privata con costi minimi, vengono spesso installati collettori piani. Si differenziano da quelli sottovuoto per il loro design semplificato. Tuttavia, ciò aumenta i requisiti per il loro funzionamento.
Il collettore piano dispone inoltre di un sistema di tubazioni interne. Tuttavia, è realizzato con tubi di rame o plastica. Per la protezione, viene utilizzato il policarbonato o il vetro temperato. La superficie interna è isolata con isolamento - lana minerale o schiuma. Sotto l'influenza della luce solare, i tubi vengono riscaldati e, di conseguenza, la temperatura del liquido di raffreddamento aumenta.
Esistono severe restrizioni operative per un collettore solare piano in un impianto di riscaldamento:
- Solo l'antigelo può essere usato come refrigerante.Altrimenti, l'acqua si congelerà e il gasdotto crollerà;
- Per una migliore circolazione durante il trasferimento di calore, è necessario installare una pompa;
- A temperature inferiori a -10°C, l'efficienza del sistema diminuisce drasticamente.
A causa di quest'ultimo fattore, non è consigliabile organizzare l'approvvigionamento di calore della casa con energia solare utilizzando collettori piani in regioni con basse temperature in inverno. Pertanto, molto spesso realizzano un collettore solare piatto per il riscaldamento con le proprie mani per l'approvvigionamento di acqua calda in estate, primavera o autunno.
Gli esperti raccomandano di effettuare la fornitura di calore utilizzando l'energia solare basata su collettori piani solo nelle regioni meridionali del paese con inverni relativamente caldi.
Collettore solare fai da te
Va notato subito che un collettore fai-da-te non funzionerà per fornire riscaldamento con l'energia solare. Per fare ciò, è necessario utilizzare lo schema per la produzione di una struttura del vuoto discusso sopra. Ma a casa è quasi impossibile farlo a causa della mancanza delle attrezzature e dei materiali di consumo necessari. Pertanto, considereremo uno dei modi più semplici per realizzare una batteria di riscaldamento solare per la fornitura di acqua calda.
Per la produzione, avrai bisogno dei seguenti materiali di consumo:
- Lastra in policarbonato cellulare... Per l'approvvigionamento di acqua calda in un cottage estivo o in una piccola casa utilizzando un collettore solare per il riscaldamento con le proprie mani, sarà sufficiente un foglio di 2 * 1 m;
- Tubo in PVC, raccordi e tubi flessibili... Con il loro aiuto, verrà realizzato e fornito al consumatore un sistema di circolazione dell'acqua riscaldata;
- Profilo del telaio per fogli di cartongesso e schiuma... Sono necessari per creare un involucro protettivo in un sistema di riscaldamento solare passivo.
Il nido d'ape deve essere posizionato orizzontalmente per un migliore riscaldamento dell'acqua. Quindi vengono eseguiti tagli longitudinali in tubi in PVC. L'acqua riscaldata da un foglio di policarbonato scorrerà attraverso di loro. Un foglio è installato nei tagli risultanti. Non dovrebbe entrare completamente nel tubo.
Con l'aiuto di una pistola termica, le cuciture sono isolate. Senza questo strumento, c'è un'alta probabilità di perdite nel riscaldamento e nella fornitura di acqua calda della casa con un collettore solare. Prima dell'installazione nel telaio, è indispensabile eseguire prove di tenuta strutturale. Per fare ciò, riempilo d'acqua e controlla visivamente la presenza di perdite.
Per la fabbricazione del telaio sono necessari profili zincati per cartongesso. Eseguiranno funzioni protettive simili al corpo di un radiatore solare per il riscaldamento di un cottage estivo. Uno strato di isolamento viene installato sotto il foglio di policarbonato, quindi viene posizionato un collettore solare autocostruito. Per un riscaldamento più efficiente, si consiglia di dipingere il foglio di nero.
Quando si calcola un collettore solare per l'approvvigionamento di calore, viene presa in considerazione la posizione del sole in un determinato momento della giornata. La massima efficienza si ottiene quando l'angolo di incidenza dei raggi è strettamente perpendicolare alla superficie della struttura.
L'opzione migliore è utilizzare i sistemi di riscaldamento solare per una casa privata come ausiliari. Per una migliore efficienza, si consiglia di installare un accumulatore di calore. L'acqua al suo interno verrà riscaldata dal collettore durante il giorno e al buio l'energia termica accumulata verrà trasferita al refrigerante principale nel sistema.
Il video mostra un esempio di realizzazione di un collettore solare da tubi polimerici:
