Varmebærer for solsystemer TERMAGENT SOL (10l), Krasnodar

Solsystemet

Oppvarming av et privat hus er et vanskelig og ansvarlig spørsmål, hvis løsning krever kostnader og innsats. Tariffer og vilkår for ressursforsyning blir noen ganger for høye og tvinger til å lete etter mer rasjonelle og økonomiske måter å varme opp uten unødvendige kostnader. Et av alternativene kan være solsystem basert på helt gratis solenergi.

Hver dag faller en enorm mengde gigawatt på jordoverflaten, som er spredt i atmosfæren og absorberes av jordskorpen. Mengden energi er stor, men foreløpig er få muligheter oppfunnet for å motta og lagre den. Solsystemer for oppvarming av hjemmet er et av måter å bruke solenergi til praktiske formål.

Hva det er?

Solsystemet er kompleks av enheter som brukes til å motta termisk energi fra solen til oppvarming av hjemmet eller andre formål. Det er en varmekilde for varmemediet til husets varmekrets. Oppvarming skjer enten direkte eller indirekte gjennom en varmeveksler.

Solsystemet inkluderer:

• Samler. En enhet som mottar energi fra solen og overfører den til kjølevæsken på en eller annen måte.
• Oppvarming krets av huset.

Hovedelementet i systemet er samleren. Det er en kilde til oppvarming av kjølevæsken. Resten er et konvensjonelt radiatorvarmesystem, eller (bedre) gulvvarme.

Det bør tas i betraktning at solvarmesystemer, hvis pris kan være ganske høy, ikke alltid i stand til å gi tilstrekkelig og tilstrekkelig oppvarming... Det avhenger av klimatiske forhold og værforhold i regionen, husets beliggenhet og andre faktorer. Noen eksperter mener at denne typen oppvarming bare kan brukes som et ekstra alternativ.

Visninger

Det er forskjellige mangfoldige design som kan demonstrere deres effektivitet og evner:

1. Åpen. Representere flate, avlange sorte beholdere fylt med vann... Den varmes opp av solens varme og kan holde vanntemperaturen i utendørsbassenger, utendørs dusjer og mer. Effektiviteten til slike enheter er ekstremt lav, så de kan bare brukes om sommeren.
2. Rørformet. Hovedelementet i disse systemene er koaksialrør av glass, mellom hvilke de ytre og indre delene skapes et vakuum... Det dannes et gjennomsiktig beskyttende lag med ekstremt lav varmeledningsevne, som gjør at vann (eller frostvæske) kan motta solenergi, praktisk talt uten å konsumere det på miljøet. Kostnaden for slike samlere er høy, vedlikeholdsevnen er ekstremt lav og problematisk.
3. Flat. Representere flate kasser med gjennomsiktig lokk... Bunnen er dekket av et lag som aktivt tar imot energi. KE-rør er loddet til det, langs hvilket vann beveger seg. Mottar varme, sendes det til varmesystemet. Noen ganger pumpes luft ut under dekselet, noe som øker effektiviteten av energiinntak og reduserer tap. Det er også design der rørene er plassert mellom to mottakslag der det blir opprettet spor for dem. Dette gir bedre varmeoverføring.

Det er også mer moderne typer samlere, der prinsippet om en varmepumpe brukes - det er en flyktig væske i en forseglet beholder. Når den varmes opp av solvarmen, fordamper den. Denne dampen stiger inn i kondensasjonskammeret og legger seg på veggene og frigjør mye termisk energi.Det opprettes en vannkappe på den andre siden av veggene, som mottar denne varmen og sendes til varmesystemet.

Driftsprinsipp

Prinsippet for drift av enhver samler er varme vann eller annet kjølevæske under påvirkning av sollys... Et klassisk eksempel er oppvarming av gjenstander på vinduskarmen som er opplyst av solstrålene, selv om det er frost utenfor vinduet. På en lignende måte overføres energi i samlerne.

For å oppnå maksimal effekt er det nødvendig å sørge for optimale forhold, isolere alle tilførselsrørledninger og en lagertank.

Det bør imidlertid tas i betraktning at ethvert solsystem for oppvarming av hjemmet, hvis pris kan vise seg å være for høy, har begrensede muligheter. Det vil være irrasjonelt å bruke det i områder med frostvintre, siden den maksimale forskjellen mellom temperaturene utenfor og inne i samleren ikke skal overstige 20 °. Dette er bare mulig i relativt varme regioner, der det ikke er noe sterkt kaldt vær og nok solskinnsdager.

Antall konturer

Solkraftverk kan være enkelt og dobbelt kretsløp. Enkretssystemer utfører en enkelt funksjon - de varmer kjølevæsken til varmeledningen. Dobbeltkretssystemer varmer ikke bare kjølevæsken, men forbereder også varmt vann for husholdningsbehov.

Enkrets design av solsystemet for oppvarming av et privat hus, består det av en kollektor som varmer opp vann, som tilføres en lagertank, hvorfra den kommer inn i varmekretsen. Etter å ha passert en hel sirkel, avkjøles vannet og befinner seg igjen i samleren, hvor det varmes opp igjen, og så videre i en sirkel.

Dual-circuit-systemer er mer komplekse... Kjølevæsken som varmes opp i samleren ledes til en spole installert inne i lagertanken og avgir termisk energi, hvoretter den kommer inn i samleren igjen. Oppvarmet vann fra tanken leveres til analysepunktene (badekar, vasker og andre rørleggerinnretninger), og ledes også til varmekretsen. Avkjøles i den, den kommer igjen inn i tanken, hvor den varmes opp fra spolen. Vanligvis sirkulerer frostvæske inne i kollektorledningen, siden væskene ikke blandes, dvs. oppvarming av vann skjer på en indirekte måte.

Typer kjølevæskesirkulasjon

Kjølevæsken kan bevege seg gjennom systemet på to måter:

Naturlig sirkulasjon. Prinsippet om å løfte oppvarmede væsker oppover brukes. For å sikre stabil bevegelse, må samleren være plassert under lagertanken, og varmekretsen må være plassert slik at varmt vann stiger opp og kommer inn i varmesystemet, og den avkjølte returstrømmen går tilbake til samleren for oppvarming

Tvunget sirkulasjon. I dette tilfellet brukes en sirkulasjonspumpe til å flytte kjølevæsken. Dette alternativet er å foretrekke, siden forskjellige eksterne faktorer som påvirker sirkulasjonsregimet forsvinner, blir hastigheten og retningen på strømningen stabil, opprettholdt i en gitt modus. Ulempen med denne metoden er behovet for å kjøpe og vedlikeholde en pumpe som må kobles til et strømnett. Den positive siden er evnen til å montere systemet og ordne alle elementene ikke i henhold til sirkulasjonsforholdene, men da det er mer praktisk og mer rasjonelt i dette rommet

I tillegg er det muligheter for sirkulasjon av kjølevæske ved innføring i varmekretsennår den er koblet direkte til manifolden, og i sin egen lukkede sløyfe. I dette tilfellet utføres overføring av varmeenergi indirekte gjennom en spole installert i lagertanken.

Installasjon og orientering

Samleren er installert i et åpent område, hele dagen opplyst av solstrålene. Det beste alternativet er taket på huset, men enhver struktur, tre eller fremtredende plassering i nærheten kan bli et hinder for strålene, så du må umiddelbart kontrollere belysningstettheten.

Også solsystemet for oppvarming av vann må installeres slik at strålene faller på overflaten vinkelrett... For å gjøre dette er det nødvendig å markere solens posisjon midt i dagslys og installere panelene vinkelrett på strålene slik at lyset faller på dem vertikalt. I denne forbindelse rørformede strukturer er mer effektive, siden de ikke har et plan som sådan, og overflaten på røret like godt mottar strømmen fra begge sider.

Tilbakebetalingsperiode

Solsystemer for oppvarming, hvis pris avhenger av størrelsen på huset og de ytre forholdene i regionen, kan lønne seg på ganske kort tid, eller ikke lønne seg i det hele tatt. Det er ekstremt vanskelig å beregne på forhånd fra hvilket tidspunkt det vil begynne å tjene penger, siden det er for mange subtile effekter og påvirkningsfaktorer. Vær- eller klimatiske forhold, nivået på systemelementens tekniske ytelse, typen varmekretser og mye mer er involvert.

Et oppvarmingsanlegg for solvann er en slags investeringsprosjektmed en forsinket tilbakebetalingsperiode. Det antas at den gjennomsnittlige levetiden til utstyret er 30 år. Hele denne tiden vil komplekset gi en viss mengde termisk energi, som ingenting trenger å bli betalt for.

Investeringer i etableringen av systemet er bare innledende, vil det noen ganger bare være behov for nåværende reparasjonsarbeid, noe som ikke krever alvorlige kostnader. På slutten av levetiden kan alle enheter og elementer i solsystemet brukes til andre formål eller selges som sekundære råvarer. derfor den økonomiske effekten av arbeidet vil uansett oppnås, selv om det ikke er hovedmålet med hele planen.

Fordeler og ulemper

Fordelene med å bruke solcelleanlegg inkluderer:

• muligheten til å bruke den utømmelige og helt gratis solenergien;
• uavhengighet fra tariffer til ressursorganisasjoner og leverandører;
• evnen til å justere og endre størrelse på systemet etter eget ønske;
• lang levetid med minimale reparasjonskostnader.

Ulempene med solsystemer er:

• systemet fungerer bare på dagtid og bruker den akkumulerte varmen om natten;
• avhengighet av vær og klimatiske forhold;
• lav effektivitet og total effektivitet av solcelleanlegg;
• muligheten til å lage et system er ikke tilgjengelig for alle huseiere;
• i regioner med frostvintre, kan ikke systemene fungere.

Når du velger et varmesystem, er det nødvendig å kjenne til og ta hensyn til fordelene og ulempene ved denne teknikken.

Hvordan solcellepaneler fungerer

I hovedsak er disse batteriene fotogeneratorer av elektrisk energi. I henhold til fysikkens lover genererer sollys en konstant elektrisk strøm ved å virke på halvlederelementer. En viss spenning oppstår i batterikretsene, som påføres direkte på selve gjenstandene. Et spesielt batteri lagrer energi, som deretter brukes i overskyet vær.

Diagram over et solvarmesystem for vannoppvarming.

Det er mer hensiktsmessig å installere batteriene på den sørlige siden av taket på huset, takvinkelen bør være minst 30⁰С. Ved å gjøre dette anbefales det å ta hensyn til flere hindringer, for eksempel nærliggende bygninger eller trær, som kan forstyrre driften av hele systemet i fremtiden. I installert utstyr bør solstrømmen baseres på beregningen av 1000 kW / t per 1 m² per år. Den mottatte solenergien i dette tilfellet vil være lik bruken av 100 liter gass. Noen kraftige batterier med et areal på ca. 4 m², som brukes til å varme opp et privat hus, kan gi en gjennomsnittlig familie på tre varmt vann. De er i stand til å generere energi opptil 2000 kWh per år.

Solcellepanelene inkluderer:

• et gjennomsiktig topplass av glass eller plast, der vann eller luft sirkulerer;
• en svertet metalloverflate som absorberer solens termiske energi;
• en vanntank eller lagringstank der den oppvarmede væsken eller gassen kommer inn, så flytter de seg direkte til batteriene.

Soloppvarmingsinstallasjonen inkluderer:

• vanlig omformer;
• DC-til-AC-omformer;
• en sensor som regulerer lading og utlading av batteriet;
• batteri;
• kraftuttaksmekanisme.

applikasjon

Diagram over driftsprinsippet og enheten til solbatteriet.

Solvarmesystemet brukes hovedsakelig til å generere elektrisitet. Følgelig er det mer praktisk å installere slike batterier i et hus med elektrisk oppvarming, elektriske ovner og gulvvarmesystemer. Utstyr oppvarming av et privat hus med kraftige solcellepaneler, kan du bruke varmt vann i fremtiden. I dette tilfellet er det nødvendig å ta hensyn til antall mennesker som bor, området til det oppvarmede huset og forbruket av energiforbruk.

For eksempel, i en familie på tre, brukes i gjennomsnitt opptil 500 kW per måned bare på husholdningsapparater. Dette tar ikke hensyn til mengden energi for oppvarming av vannet. Det er best å beregne arealet til solvarmesystemet ved å ta i betraktning 1 m² av batteriets areal per person. For å installere et gulvvarmesystem kreves 1 m² solcellepanel for hver 10 meter.

Effektivitet

Effektiviteten til solcellepaneler avhenger av mange faktorer, og det viktigste her er den innkommende energien fra solen. Ved oppvarming av et hus som ligger i nordlige breddegrader, anbefales det å bruke kombinerte typer oppvarming, der oppvarming av solcellepaneler vil bli brukt som et ekstra alternativ til gass eller oppvarming av fast drivstoff.

Den kombinerte metoden for oppvarming av et privat hus kan også brukes på varmere breddegrader, fordi kraften til solcellepaneler i utilstrekkelig naturlig lys og i overskyet vær er ekstremt lav. Derfor er oppvarming på denne måten mer et middel til å spare enn den viktigste varmekilden i huset. Som et resultat anbefales det ikke å fullstendig forlate andre metoder for oppvarming av huset. Den mest effektive oppvarmingen i dag er en kombinert oppvarmingsmetode for boliger.

Hvordan velge et solcelleanlegg for oppvarming og varmtvannsforsyning av en boligbygning?

Valget av et solsystem er et viktig skritt for å bestemme effektiviteten av driften og investering av penger. Det er nødvendig å bestemme hva slags solsystem som er nødvendig, pris og størrelse, typen solfangere og andre parametere for komplekset.

Det er nødvendig å velge design og konfigurasjon av systemet, styrt av følgende kriterier:

• nivået av solaktivitet i regionen;
• mengden termisk energi som kreves for å varme opp huset;
• prioritere solenergi i oppvarming av huset - enten solcelleanlegget fungerer som hovedsystem, eller som et supplement.

Etter å ha bestemt deg for de viktigste faktorene, kan du gå videre til valg av systemets optimale design og volum.

Opptil 100 m2

Solsystem for oppvarming av et hus på 100 kvm. m. kan tjene som den viktigste kilden til termisk energi... Hovedoppgaven vil være å velge riktig design av solfangere slik at det er mulig å motta maksimal mengde varme.

Det er nødvendig å produsere beregning med tanke på antall etasjer og konfigurasjon av huset, antall solskinnsdager per år, parametrene til kjølevæsken i systemet... Solsystem for oppvarming av et hus på 100 kvm. m., hvis pris kan variere fra 18 tusen rubler. opptil 180 tusen rubler. og over, er det ganske i stand til å gi oppvarming hjemme, hvis alle nødvendige betingelser er oppfylt.

Opptil 200 m2

For et hus med et areal på 200 m 2 kan solsystemet bare bli en ekstra oppvarmingskilde. Vanligvis skjer toppen av bruken av slike installasjoner om høsten og våren, når det er nok solvarme, men det er behov for oppvarming av huset.

Det er praktisk talt ingen designforskjeller bare for slike systemer lagertanken deles med husets hovedvarmelinje. Eksperter sier at bruk av solcelleanlegg i vår- og høstperioder kan redusere belastningen på varmesystemer med omtrent 30-40%.

Utmerket termisk fysikk av vann. Varmemedier for varmesystemet

Som nevnt fungerer vann i de fleste varmesystemer som en varmebærer. Det er forståelig, fordi det perfekt leder varme, er giftfritt og miljøvennlig - og dette er veldig viktig når det gjelder sikker funksjon av oppvarmingssystemer.

Samtidig har vann flere betydelige ulemper:

• dets langvarige eksponering kan føre til dannelse av saltdannelse på varmeenheter;
• også vann, som er et uorganisk stoff, er sterkt etsende for mange metaller.

Alle vet om disse problemene og har alltid kjent, men få har prøvd å bekjempe den destruktive effekten av vann, noe som er overraskende, fordi det i dag selges mange forskjellige produkter og enheter som kan redusere dets aggressivitet. Dette vil igjen forlenge levetiden til metalldelene i systemet, og det er ikke billig å erstatte eller reparere det.

Varmemedium for Dixis varmesystem

Viktig! Ganske gode resultater demonstreres av de nevnte inhibitoradditivene.

Frysing kan betraktes som den tredje viktige vannmangel (dette gjelder spesielt for de nordlige regionene i landet). Etter frysing blir vannet til is og utvides, som et resultat av at enhetene blir skadet og rørledningen sprekker. Derfor, hvis du ikke planlegger å kontinuerlig betjene varmesystemet om vinteren, er det bedre å fylle ut frostvæske i stedet for vann.

Varmebærer (ikke-frysende flytende frostvæske) "Emelya"

Hvordan beregne vanntemperaturen

Ved beregning er det nødvendig å ta hensyn til følgende punkter:

• gjennomsnittstemperaturen for de siste tre dagene før oppvarmingssesongen starter (8ᵒC må legges til denne figuren);
• gjennomsnittstemperaturen i rommet (for bolig er det 20ᵒС, for ikke-bolig - 16ᵒС).

Utdannings- og medisinske institusjoner har sine egne normer - de er angitt i SNiP.

DIY design

Utformingen av solcelleanlegg er ikke så komplisert at personer med litt opplæring ikke ville være i stand til å lage og kjøre dem alene i hjemmet. Solsystem for oppvarming av hjemmet 100 kvm med egne hender - dette er en helt realiserbar idé, som vil bidra til å spare betydelig på kjøps- og reparasjonsarbeid... La oss vurdere de mulige alternativene.

Termosifon solsystem

Thermosiphon solsystemer er rørformede samleresom ble diskutert ovenfor. Det er frittflytende og trykkfrie strukturer som er forskjellige i måten kjølevæsken sirkulerer på. De som ikke er trykk, arbeider med den naturlige bevegelsen av væske og ikke trenger strøm, er strukturen til komplekset mye enklere og billigere. Trykkhode er i stand til å gi en forhåndsbestemt sirkulasjonsmodus og lar deg få maksimal effektivitet. Det mest aktive arbeidet med slike systemer er perioden april til oktober, jo lenger nord regionen er, desto kortere er perioden med den største aktiviteten til installasjoner.

Air solsystem

Luftoppsamlere er installasjoner som bruker luft som varmebærer... De varmer opp huset med en ventilasjonsmetode, som gjør at du seriøst kan spare penger på å lage varmekretser og bruke systemet hele året.

Samleren er en hul svart boks der luften varmes opp av solvarme... Varm luft ledes inn i rommet, og avkjølt luft ledes til oppsamleren for oppvarming. For å redusere varmetapet, er boksen installert i en gjennomsiktig forseglet beholder som beskytter mot ytre påvirkninger - vind, lav temperatur osv. Innløpet og utløpet plasseres i forskjellige rom for å øke trykkforskjellen og organisere sin egen sirkulasjon av strømninger.

Produksjon

Vi undersøkte hva et solvarmesystem er, fant ut hva de er, og berørte også kort de viktige punktene som må tas i betraktning under installasjonen.

Vi håper du finner informasjonen nyttig i virksomheten din, slik at du kan skaffe deg et virkelig passende system og sikre at det er riktig installert. Hvis informasjonen ikke syntes nok, må du ta hensyn til den ekstra videoen på slutten av denne artikkelen.

Likte du artikkelen? Abonner på kanalen vår Yandex.Zen

Driftstips

Driften av solcelleanlegg utføres i samsvar med designfunksjonene. Eierens hovedoppgave er å opprettholde renslighet, fjerne støv eller snø. I noen tilfeller det er nødvendig å jevnlig endre posisjonen til panelene i samsvar med sesongmessige endringer i solens beliggenhet... Reparasjon eller utskifting av individuelle elementer utføres etter hvert som behovet oppstår, alt arbeid kan utføres både uavhengig og ved hjelp av involverte spesialister.

Anvendelse av solfangere

En enhet som omdanner energi fra sollys til termisk energi kalles solfangere. Solfangeren kan brukes både i varmesystemet til bygningen og i varmtvannsforsyningssystemet. I følge de beregnede dataene gir bruken av disse enhetene i varmesystemer til bygninger og strukturer i gjennomsnitt fra 30% til 60% av energibesparelser (gass, elektrisitet) årlig, noe som betyr at det gjør driften av bygningen billigere. Den estimerte selvforsyningen til solenergisystemer er i gjennomsnitt to til fem år, avhengig av energipriser.

En solfanger for oppvarming av et hus er inkludert i oppvarmingssystemet, og er faktisk et element som oppvarmer kjølevæsken, mens hovedvarmekildene (gass eller elektriske kjeler) opprettholder temperaturen på kjølevæsken som oppvarmes av solfangeren rundt klokke på et nivå som kreves av teknologiske eller sanitære forhold. Effektiviteten til alternative varmesystemer er høyere i regioner med høy solaktivitet og i dagslys. Et kart over den totale årlige solstrålingen er vist i figuren nedenfor.

Typer og forskjeller mellom solfangere

Til dags dato har to typer systemer blitt utbredt blant industrielt produserte solfangere:

• flate solcellepaneler;
• vakuum (evakuert) rørformede samlere.

Flat solcellepanel

Det er en vanlig type solfangere som brukes i moderne solenergisystemer. Denne typen har blitt utbredt på grunn av den relative billigheten og enkelheten til både enheten og driften. Ulempen med flate solfangere er en betydelig (opptil to ganger) reduksjon i effektivitet under forhold med negative utetemperaturer.

Flat solfangerkonstruksjon.

Strukturelt er det et panel med et absorberende overflateareal på 2-2,5 m2, laget av aluminium eller stållegeringer. Den fremre delen er laget i form av et ark med spesialhelioglass, som sikrer maksimal absorpsjon av sollysenergi og minimale energitap med reflekterte og spredte stråler.Rett under solglasset er en absorber laget i form av et flatt rør laget av kobber eller aluminiumslegeringer med høy varmeoverføringskoeffisient.

Røret har som regel radiell ribbing, noe som betydelig øker absorberens varmeoverføringskoeffisient. Absorbatoren er belagt med en høy absorpsjonskoeffisient i de termiske strålingsspektrene, noe som øker kollektorens samlede effektivitet. Et lag med varmeisolasjon er plassert under absorberen, noe som reduserer varmetap fra systemet til miljøet. Den nødvendige termiske kapasiteten til solfangeren oppnås ved å koble flere paneler til et enkelt solbatteri eller solfangere.

Vakuum (evakuert) røroppsamler

En dyr type solfanger på grunn av den komplekse produksjonen og en rekke fordeler i forhold til flate solcellepaneler. Strukturelt er det en serie parede glassrør, sveiset sammen, fra rommet mellom hvilket luft pumpes ut. Vakuumet i rommet mellom rørene er en utmerket varmeisolator og forhindrer varmetap til miljøet fra kjølevæsken. Et kobber-, aluminium- eller glassabsorberingsrør settes inn i det mindre røret. Rørene blir introdusert med den øvre delen i fordeleren, der varmebæreren sirkulerer. Vakuum (evakuerte) rørformede samlere etter distribusjonstype er delt inn i to typer: med et flatt varmerør og direkte strømning.

Flate rørfordeler

Flat Heat Pipe Vacuum Tube Solar Collector - Construction.

De er en gjenopprettende varmeveksler som er plassert i distributøren. I dette tilfellet skjer varmeoverføring fra det oppvarmede kjølevæsken til vakuumrøret til kjølevæsken til varmesirkulasjonskretsen til bygningens varmeforsyning gjennom veggen, og kjølevæskene til disse kretsene blandes ikke. Fordeler med direktestrømssamlere består i å opprettholde høy ytelse ved omgivelsestemperaturer opp til -45 ° C, muligheten for å bytte ut et separat mislykket vakuumrør uten å demontere samleren og stoppe driften, samt muligheten til å justere monteringsvinkelen av hvert vakuumrør i en samler ...

Direkte-strømningsmanifold

Direkte strømnings vakuum rørformet solfanger - konstruksjon.

Kombiner sirkulasjon og varmekrets. I distributøren er det tilførsels- og sirkulasjonsrørledninger som vakuumrørene er direkte koblet til. Kjølevæsken føres inn i fordeleren gjennom tilførselsrørledningen, hvorfra den kommer inn i vakuumrøret, hvor den varmes opp. Det oppvarmede kjølevæsken returnerer til returledningen og går direkte til behovene til varmeforsyning. Fordelene med direktestrømssamlere fremfor vakuum er i fravær av en mellomvegg mellom varmebærerne, noe som reduserer varmetap og muligheten til å installere samleren på overflater i alle vinkler, siden varmebæreren vil sirkulere i hele samler ved en pumpe.