Солнечное отопление частного дома


Последние годы все большее внимание уделяется зеленой энергетике и причин тут несколько, это и борьба за экологию окружающего нас мира, и снижение мировых запасов традиционных видов топлива, таких как уголь, нефть и газ. К том уже, обладая установкой, работающей на возобновляемых источниках энергии (солнце, ветер, вода и энергия земли), можно создать абсолютно независимую систему, работа которой не будет зависеть от энергоснабжающих организаций.

Солнечное отопление частного домаэто один из видов использования энергии солнца, которая путем преобразования в специальных устройствах передается теплоносителю, циркулирующему в системе отопления.

Виды устройства

Для преобразования солнечной энергии в тепловую, используются специальные технические устройства, называемые коллекторами. В зависимости от конструкции, их можно подразделить на два вида, это:

  1. Плоские коллекторы – в основе этой конструкции лежит плоский короб, закрытый с наружной стороны стеклом, в который помещены трубки, по которым циркулирует теплоноситель. Между трубками уложен утеплитель, а под стеклом прокладывается абсорбер, материал имеющий способность к накоплению тепловой энергии. К внешней сети коллектор подключается через патрубки, монтируемые на входе и выходе укладываемых трубок.

  2. Вакуумные коллекторы – в основе этой группы устройств, лежит использование вакуумных трубок, которые крепятся на специальном каркасе и верхней своей частью помещены в слой теплоносителя. Вакуумная трубка состоит из двух трубок, одна из которых медная, помещена в стеклянную, большего размера. Во внутреннее пространство стеклянной трубки помещен материал с высокой степенью абсорбции. Из стеклянной трубки откачан воздух, тем самым создан вакуум, что позволяет улучшить характеристики устройства по накоплению и передаче тепла.

solar14

Существует еще один тип солнечных коллекторов, это плоские воздушные устройства. В данной конструкции в качестве теплоносителя используется воздух, но в связи с низким КПД подобных моделей и неэффективностью, подобные коллекторы для отопления домов практически не используются.

Как подобрать лучшее

Для того, чтобы сделать правильный выбор и при этом не ошибиться с выбором типа солнечного коллектора и его маркой, нужно следовать критериям выбора, которыми для подобных устройств, являются:


  • Возможность использования гелиосистемы в регионе предполагаемой установки оборудования;
  • Мощность и производительность устройства – должна соответствовать требуемым значениям и показателям использования;
  • Количество тепловых потерь – определяют КПД конкретной модели и требуемое количество коллекторов, способных обеспечить отапливаемый объект тепловой энергией;
  • Возможность выполнения монтажа в том или ином месте предполагаемой установки (геометрические размеры и вес);
  • Качество изготовления и надежность сборки (бренд производителя);
  • Сроки эксплуатации и наличие гарантийного срока;
  • Стоимость устройства.

Следуя выше приведенным критериям и изучив отзывы по конкретной модели и фирме выпускающей подобные изделия, можно подобрать лучший вариант из предложенных на соответствующем рынке.

На что обратить внимание

При выборе солнечного коллектора, кроме критериев, приведенных выше, нужно обратить внимание еще на ряд моментов, учитывая которые можно избежать неудобств при дальнейшей эксплуатации устройства.

Следует помнить, что:

  • Модели плоского типа более прочны, но не удобны в эксплуатации. Для их ремонта необходимо останавливать всю систему отопления, а при отсутствии запорной арматуры на входе и выходе из коллектора, требуется слив всего количества теплоносителя.

  • Модели, с использование вакуумных трубок, более ремонтопригодны, но менее прочны. При необходимости замены трубок (одной или нескольких), их замена выполняется без остановки системы отопления.
  • Плоские коллекторы способны нагревать теплоноситель больше, чем вакуумные устройства, что делает их более эффективными, при использовании в зимний период.
  • Воздушные коллекторы надежны и прочны, но в силу своих технических характеристик, не способны в полной мере отопить большие строительные объемы.
  • В паспорте коллектора указывается его номинальная мощность, т.е. способность преобразовывать солнечную энергию в тепловую в момент максимума солнечной активности (полдень) и при ясной погоде.
  • Правильное расположение устройства в пространстве, по отношению к поверхности земли, позволит избежать трудностей при эксплуатации.
  • Перед принятием решения о приобретении конкретной модели, необходимо разработать схему гелиоустановки, рассчитать ее мощность и возможные тепловые потери.
  • solar3

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и солнечных коллекторов, есть свои достоинства и недостатки, которые определяют способность использования подобных изделий в тех или иных условиях эксплуатации.

К плюсам использования относятся:


  • Экологическая безопасность как для окружающей среды, так и для человека.
  • Возобновляемость и неисчерпаемый ресурс используемой энергии.
  • Возможность создания полностью автономной системы отопления и горячего водоснабжения от внешних источников энергии.
  • Продолжительные сроки эксплуатации.
  • Возможность модернизации автономной системы и ее интеграции, в случае необходимости, в централизованную систему отопления (от внешних энергоснабжающих источников).
  • Оптимизация системы отопления отдельно взятого объекта в соответствии с заданными параметрами.

Недостатками использования можно считать:

  • Высокая стоимость оборудования и выполнения монтажных работ, определяют потребность в значительных финансовых затратах на начальном этапе использования.
  • Эффективность работы зависит от погодных условий, региона и ландшафта размещения, конструкции строительных элементов, на которых выполняется установка коллекторов (форма крыши, стен или отдельно стоящих элементов).

Средние цены

В настоящий момент на рынке гелиосистем, служащих для отопления и горячего водоснабжения, представлено достаточно большое количество компаний из разных стран мира. Стоимость моделей зависит от типа коллектора, его технических характеристик и фирмы его выпускающей. Средние цены, на наиболее востребованные модели, составляют:

  1. Продукция компании «Vaillant» (Германия):
    • Модели «auroTHERM plus VFK 135/2VD» и «VFK 135/2D» — плоский солнечный коллектор площадью 2,51 м2. Стоимость составляет – от 60000,00 рублей.
    • Модель «auroTHERM exclusiv VTK 570-1140» — вакуумный коллектор, площадью 1,0 м2 – стоимость от 73000,00 рублей, и площадью 2,0 м2 – от 145000,00 рублей.

  2. Солнечные коллекторы компании «ARISTON» (Италия):
  • Модель «KAIROS CF 2.0 ARISTON», плоский коллектор, площадью 2,0 м2. Стоимость – от 37000,00 рублей.
  • Модель «KAIROS VT 15B ARISTON» — вакуумная модель, стоимостью от 86000,00 рублей.
  1. Изделия компании «FPC» (Китай):
  • Модель «FPC-1200d» — плоского типа, площадью 2,01 м2. Стоимость от 25000,00 рублей.
  • Модель «ES 20R-5» — вакуумного типа, стоимостью от 36000,00 рублей.
  1. Продукция компании «ЯSolar» (Россия):
  • Модель, артикул 2900152 – плоский солнечный коллектор, площадью 2,0 м2. Стоимость составляет – от 21000,00 рублей.
  • Модель «VU-10» вакуумного типа, стоимостью от 23000,00 рублей.

Где купить

Солнечный коллектор — это товар, который можно приобрести только в специализированных организациях и компаниях, которые или производят подобные устройства, или ориентированы именно на реализацию оборудования, работающего на альтернативных источниках энергии.


solar7

Наиболее правильный способ приобретения, это найти дилера производителя конкретной модели устройства, после чего заключить с ним соответствующий договор купли-продажи. Если в регионе проживания потенциального покупателя нет дилеров компаний, выпускающих солнечные коллекторы, то можно найти организацию, которая специализируется на этой группе товаров. Эти два варианта покупки, наиболее оптимальны, т.к. специалисты подобных компаний могут оказать помощь в выборе модели, подсказать как выполнить монтаж.

Если выше перечисленные способы приобретения не могут быть осуществлены, тогда можно обратиться к сети интернет, где представлено достаточно большое количество компаний, работающих именно в этой области энергетики. Достоинством такого способа приобретения будет более низкая стоимость изделий, но отрицательным моментом — советов и подсказки по выбору модели и ее монтажу, не будет, все придется решать самостоятельно.

Оправданы ли затраты?

Стоимость оборудования, входящего в комплект гелиоустановок, достаточно высока, поэтому всегда, прежде принять решение о приобретении таких изделий, нужно просчитать стоимость требуемого комплекта и финансовую отдачу, которую можно получить от использования подобных установок.

В состав комплекта оборудования, которое обеспечит автономное отопление дома, кроме коллектора, входит еще ряд технических устройств, что также отражается на сумме затрат на весь комплект оборудования.

Так для создания системы отопления н основе солнечного коллектора потребуется:

  1. Коллектор.
  2. Бак аккумулятор тепла.
  3. Расширительный бак.
  4. Циркуляционный насос.
  5. Трубы и запорная арматура.

Из всего перечисленного оборудования, самая дорогая единица, это сам коллектор, поэтому, для того, чтобы определиться, оправданы ли затраты на монтаж такой системы, нужно решить, что является прерогативой в этом вопросе, потому как стоимость котлов, работающих на газе или твердом топливе, сопоставима со стоимостью солнечного коллектора.

В связи с этим, на принятие решения о целесообразности монтажа именно такого типа отопления, и соответственно затрат на оборудование, являются критерии выбора подобных систем, а также плюсы и минусы их эксплуатации, о которых было написано выше.

Правда ли что солнечное отопление в 20 раз дешевле типичного газового?

Во сколько раз солнечное отопление дешевле газового, может подсчитать каждый пользователь индивидуально, потому как все зависит от многих факторов, как-то наличие газовых магистралей низкого и высокого давления, типа газа, если все-таки таковой имеется, ну и конечно факторов, определяющих возможность использования гелиоустановок.

Несомненным плюсом, в сравнении с газовыми котлами, будет тот факт, что при использовании гелио коллекторов, после первоначальных затрат на приобретение и монтаж оборудования, в дальнейшем тепловая энергия вырабатывается бесплатно, в требуемых объемах.

К тому же, использование солнечной энергии, является экологически чистым и безопасным производством, исключающим многие негативные последствия, которые могут произойти при использовании газового оборудования.


Как сделать своими руками воздушное солнечное отопление

Сделать самостоятельно систему отопления на основе солнечного коллектора может каждый, лишь бы было желание, умение работать с ручным инструментом и свободное время.

solar5

Так как основным элементом, как уже было написано ранее, в подобной системе отопления, является солнечный коллектор, поэтому об его изготовлении и пойдет речь.

Наиболее просто изготовить модель плоского типа, для этого понадобится:

  1. Материал для изготовления каркаса (пиломатериалы, металлический профиль или плотный пластик).
  2. Медная трубка.
  3. Утеплитель – минеральная вата или иной (полистирол или аналоги).
  4. Абсорбер – металлическая фольга.
  5. Прочное стекло, служащее элементом, защищающим утеплитель от воздействия осадков и прочих негативных воздействий.

Конструкция плоского солнечного коллектора выглядит следующим образом:


Конструкция плоского солнечного коллектора

Из пиломатериалов (доска, фанера и т.д.) или металлического профиля (алюминий, черный металл), изготавливается каркас коллектора, его корпус. На нижнюю поверхность укладывается утеплитель (теплоизоляция), на которую монтируется медная трубка. На концах трубки необходимо предусмотреть штуцеры или резьбовое соединение, для включения коллектора в систему отопления. С боков, также укладывается изоляция. Места соединения элементов корпуса уплотняются, дабы исключить потери тепла. Поверх трубок ложится абсорбер, покрываемый слоем прозрачной тепловой изоляции и стеклом (крышкой коллектора). К штуцерам подводятся трубы с теплоносителем, устройство готово к работе.

Особенности отопления солнечным теплом

Солнце, это неисчерпаемый источник энергии, но не во всех регионах оно светит одинаково, где-то количество солнечных дней, меньше чем, когда за окном ненастье, где-то сила солнечных лучей не велика (северные регионы). В связи с этим, хочется отметить, что, имея возможность использования традиционных способов отопления, не стоит от них отказываться полностью, лучше рассматривать варианты комбинированного использования обеих систем.

При устройстве полностью автономной системы, основанной на использовании солнечных коллекторов, необходимо предусмотреть значительный запас мощности, что поможет избежать проблем с отоплением дома.

Способы подключения к системе отопления


Способов подключения к системе отопления гелио установок всего два, которые зависят от того, в каком качестве выступает подобная система, это основной источник тепловой энергии или запасной, дополняющий традиционную систему отопления.

В зависимости от этого, подключение выполняется следующим образом:

  1. Автономная система отопления.

Автономная система отопления

В данной системе отопления подпитка холодной воды, которая является теплоносителем, осуществляется из внешних источников водоснабжения. Накопителем тепловой энергии выступает накопительный бак, из которого нагретая вода подается в систему отопления и горячего водоснабжения потребителей.

  1. Комбинированная система отопления.

Комбинированная система отопления

В комбинированной системе отопления, коллектор служит дополнительным источником получения тепловой энергии, основным же, является отопительный котел, работающий на определенном виде топлива. В определенных схемах, зависящих от наличия внешних распределительных сетей, котел может отсутствовать, в этом случае теплоноситель из внешних тепловых сетей поступает непосредственно в буферный накопитель.

Отзывы

Благодаря наличию интернета, всегда можно найти отзывы пользователей о различных типах отопления и используемом при его устройстве оборудовании. Вот некоторые из них:

  1. Александр (Ставропольский край):

«Два года назад прочитал статью о том, как можно сэкономить на отоплении, если установить солнечный коллектор. Нашел фирму, специализирующуюся на продаже подобных изделий и заключил с ними договор на поставку и монтаж 3-х коллекторов модели SCH-30. Поставили и смонтировали быстро и вот уже второй сезон пользуюсь. Денег конечно ушло не мало, но эффект от использования, превзошел мои ожидания. Я полностью отказался от централизованного отопления и горячего водоснабжения, благо у нас солнца много. Соответственно снизились затраты по коммунальным платежам, но самое главное, это то, что теперь я не завишу от тепловых сетей и водоканала, благо ранее был выкопан свой колодец. Очень рад рациональному вложению своих средств».

  1. Константин (Липецкая область):

«Многие спорят, а окупятся ли затраты на приобретение оборудования, при монтаже автономной системы отопления на основе солнечных коллекторов. Однозначного ответа нет, но те, кто уже использует подобные устройства, с уверенностью говорят, что это выгодно, т.к. скептики не учитывают тот факт, что при подключении к внешним газовым, тепловым и электрическим сетям, организации их эксплуатирующие, запрашивают немалые суммы при выдаче технических условий, а также за сам факт врезки в их коммуникации. Если же учесть, что солнечная энергетика, это экологически безопасная отрасль хозяйства, а солнце неисчерпаемый источник энергии, то можно с уверенностью сказать, что за зеленой энергетикой в целом, и за системами солнечного обогрева жилья – будущее».

Источник: alter220.ru

Солнечное отопление частного дома: варианты и схемы устройства

Большую часть года мы вынуждены тратить деньги на отопление своих домов. В такой ситуации любая помощь будет не лишней. Энергия солнца подходит для этих целей как нельзя лучше: абсолютно экологически чистая и бесплатная. Современные технологии позволяют осуществлять солнечное отопление частного дома не только в южных районах, но и в условиях средней полосы.

Что могут предложить современные технологии

В среднем 1 м2 поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье. Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года. В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.

Задача использования энергии солнечной радиации с максимальным КПД решается двумя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные фотоэлектрические батареи.

Солнечные батареи вначале преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, затем передают через специальную систему потребителям, например электрокотлу.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей нагревают теплоноситель систем отопления и горячего водоснабжения.

Тепловые коллекторы бывают нескольких видов, в числе которых открытые и закрытые системы, плоские и сферические конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и многие другие варианты.

Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов используется для нагревания горячей воды или теплоносителя системы отопления.

Несмотря на явный прогресс в разработке решений по собиранию, аккумулированию и использованию солнечной энергии, существуют достоинства и недостатки.

Плюсы и минусы от использования энергии солнца

Самым очевидным плюсом использования энергии солнца является ее общедоступность. На самом деле даже в самую хмурую и облачную погоду солнечная энергия может быть собрана и использована.

Второй плюс — это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. Солнечные батареи и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.

Недостатки, связанные с использованием энергии солнца, заключаются в непостоянстве освещенности. В темное время суток становится нечего собирать, ситуация усугубляется тем, что пик отопительного сезона приходится на самые короткие световые дни в году.

Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Кроме того, нельзя сказать, что эксплуатация системы на солнечной энергии обходится полностью бесплатно, существуют постоянные затраты на амортизацию оборудования, работу циркуляционного насоса и управляющей электроники.

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор представляет собой незащищенную от внешних воздействий систему трубок, по которым циркулирует нагреваемый непосредственно солнцем теплоноситель. В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.

У открытых коллекторов нет обычно никакой изоляции. Конструкция очень простая, поэтому имеет невысокую стоимость и часто изготавливается самостоятельно.

Ввиду отсутствия изоляции практически не сохраняют полученную от солнца энергию, отличаются низким КПД. Применяются их преимущественно в летний период для подогрева воды в бассейнах или летних душевых. Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.

Трубчатые солнечные коллекторы

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.

Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe).

Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении.

В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель.

Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Плюсы и недостатки трубчатых коллекторов

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

  • низкие теплопотери;
  • способность работать при температуре до -30⁰С;
  • эффективная производительность в течение всего светового дня;
  • хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
  • низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
  • возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность. Обладает следующими недостатками:

  • не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
  • высокая стоимость.

Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.

Плоские закрытые солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из алюминиевого каркаса, специального поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и утеплителя.

В качестве абсорбера применяют зачерненную листовую медь, отличающуюся идеальной для создания гелиосистем теплопроводностью. При поглощении солнечной энергии абсорбером происходит передача полученной им солнечной энергии теплоносителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.

С наружной стороны закрытая панель защищена прозрачным покрытием. Оно изготовлено из противоударного закаленного стекла, имеющего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На такой диапазон приходится максимум солнечного излучения. Противоударное стекло служит хорошей защитой от града. С тыльной стороны вся панель надежно утеплена.

В перечне преимуществ закрытых плоских панелей числятся:

  • простота конструкции;
  • хорошая производительность в регионах с теплым климатом;
  • возможность установки под любым углом при наличии приспособлений для изменения угла наклона;
  • способность самоочищаться от снега и инея;
  • низкая цена.

Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их применение запланировано еще на стадии проектирования. Срок службы у качественных изделий составляет 50 лет.

К недостаткам можно отнести:

  • высокие теплопотери;
  • большой вес;
  • высокая парусность при расположении панелей под углом к горизонту;
  • ограничения в производительности при перепадах температуры более 40°С.

Сфера применения закрытых коллекторов значительно шире, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они способны полностью удовлетворить потребность в горячей воде. В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный период, они могут поработать вместо газовых и электрообогревателей.

Сравнение характеристик солнечных коллекторов

Самым главным показателем солнечного коллектора является КПД. Полезная производительность разных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур. При этом плоские коллекторы значительно дешевле трубчатых.

При выборе солнечного коллектора стоит обратить внимание на ряд параметров показывающих эффективность и мощность прибора.

Для солнечных коллекторов есть несколько важных характеристики:

  • коэффициент адсорбции – показывает отношение поглощенной энергии к общей;
  • коэффициент эмиссии – показывает отношение переданной энергии к поглощенной;
  • общая и апертурная площадь;
  • КПД.

Апертурная площадь – это рабочая площадь солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна. Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема подключении теплового коллектора

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

  1. Летний вариант для горячего водоснабжения
  2. Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения

Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без циркуляционного насоса, используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор.

Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.

По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй — на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора. Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе.

В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Схема подключения солнечной батареи

Было бы заманчиво применить схожую схему подключения солнечной батареи к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.

С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Как посчитать необходимую мощность коллектора

При расчете необходимой мощности солнечного коллектора очень часто ошибочно производят вычисления, исходя из поступающей солнечной энергии в самые холодные месяцы года.

Дело в том, что в остальные месяцы года вся система будет постоянно перегреваться. Температура теплоносителя летом на выходе из солнечного коллектора может достигать 200°С при нагреве пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды. Если теплоноситель закипит, он частично испариться. В результате его придется заменить.

Компании производители рекомендуют исходить из таких цифр:

  • обеспечение горячего водоснабжения не более 70%;
  • обеспечение отопительной системы не более 30%.

Остальное необходимое тепло должно вырабатывать стандартное отопительное оборудование. Тем не менее при таких показателях в год экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.

Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического местоположения. Показатель солнечной энергии падающей в год на 1 м2 земли называется инсоляцией. Зная длину и диаметр трубки, можно высчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Стандартная длина трубки составляет 1800 мм, эффективная — 1600 мм. Диаметр 58 мм. Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Таким образом площадь прямоугольника тени составит:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928м2

КПД средней трубки составляет 80%, солнечная инсоляция для Москвы составляет около 1170 кВт*ч/м2 в год. Таким образом одна трубка выработает в год:

Источник: lucheeotoplenie.ru

Что представляют собой солнечные батареи?

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света. Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств. Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи. Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Солнечное отопление частного дома

Строение солнечной батареи

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома. Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц. Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов. Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

  • Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
  • Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
  • Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
  • У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания. Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево. Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Солнечное отопление частного дома

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов. Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы. Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечное отопление частного дома

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий. Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день. Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

  • Малые фотоэлектрические системы.
  • Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме. Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы. Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Солнечное отопление частного дома

Солнечные батареи различного типа и размера

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

  • Вакуумный солнечный коллектор.
  • Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
  • Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
  • Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
  • Электрический тэн или тепловой насос.

Солнечное отопление частного дома

Схема системы отопления работающей на солнечных батареях

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Перед тем, как устанавливать систему отопления, нужно убедиться в том, что ее мощности хватит на ваши нужды. Для этого учитываются такие показатели, как общая площадь дома,  количество жильцов, которые в нем проживают и необходимый расход энергии.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированным специалистам, так как даже незначительный просчет может значительно снизить ее эффективность во время работы.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно. Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла. Все, что нужно, – это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

Содержание статьи

Конечно, использовать возможности вечного двигателя для обогрева собственного жилья при сегодняшнем уровне развития техники не выйдет. А вот использовать практически неисчерпаемый источник энергии поможет отопление частного дома солнечными коллекторами, для работы которых не требуется никакого топлива, вполне достаточно обычного дневного света.

Достаточно простая конструкция способна обеспечить получение немалого количества тепловой энергии, причем практически бесплатной.

Виды преобразователей солнечной энергии

Для преобразования энергии солнечного света в доступную для бытового и промышленного применения могут использоваться несколько типов оборудования.

Отопление частного дома солнечными батареями, конечно же, более современный вариант, определенно имеющий будущее. Но высокая стоимость фотоэлементов, преобразующих свет в электрическую энергию, делает недоступной широкое применение данной технологии в быту. Именно поэтому стоит детально рассмотреть второй вариант, солнечный коллектор может быть собран самостоятельно, а его эксплуатация и обслуживание не вызовет затруднений.

Солнечный коллектор — устройство и принцип работы

Устройство данного типа может эффективно применяться для обеспечения горячего водоснабжения и отопления дома. Целесообразно монтировать панели солнечные для отопления в регионах с высоким количеством ясных дней.

При этом стоит учитывать тот факт, что при экстремально низких температурах теплоноситель может замерзнуть из-за нехватки мощности коллектора, поэтому необходимо предусмотреть возможность слива воды или применять незамерзающие технические жидкости (масло и другое).

Принцип действия солнечного коллектора достаточно прост. Под воздействием энергии солнечного света происходит нагрев теплоносителя в батарее коллектора. Разность плотности холодной и горячей воды (или другого теплоносителя) обеспечивает его естественную циркуляцию в системе, в большинстве случаев установка насоса для создания подпора не требуется.

Сделать солнечный коллектор самостоятельно несложно, основными узлами установки считаются:

Солнечное отопление частного дома

Принцип работы солнечного коллектора

  • Батарея (непосредственно коллектор) представляет собой радиатор, размещенный в утепленном коробе. Именно объем коллектора и протяженность труб, входящих в него и определяет тепловую мощность установки.
  • Накопительный бак предназначен для обеспечения запаса воды, предназначенной для обеспечения нужд отопления и горячего водоснабжения. В его нижнюю часть врезан трубопровод обратки из системы отопление (подается остывшая вода), а отбор горячей воды осуществляется из верхней части.
  • Аванкамера (расширительный бак) предназначена для обеспечения постоянного уровня воды в системе, благодаря ей предотвращается возможность завоздушивания магистралей и обеспечивается циркуляция теплоносителя.

Помимо этих элементов солнечное отопление частного дома включает в себя систему трубопроводов, запорную арматуру для регулировки потоков, слива теплоносителя, отопительные приборы.

Реально ли смонтировать солнечный коллектор самостоятельно?

Панель солнечного коллектора представляет собой систему соединенных между собой труб, помещенную в утепленный короб. Для изготовления панели можно применять трубы различного диаметра, при этом больший основные элементы соединяются между собой перемычками меньшего сечения (подобную конструкцию имеет отопительный регистр).

Солнечное отопление частного дома

Солнечный коллектор своими руками

Устройство солнечного коллектора предполагает размещение теплообменного радиатора в утепленный короб. Для его монтажа могут применяться различные материалы (от фанеры и OSB до обычных досок), утепление можно выполнить пенопластом или минеральной ваты достаточной для региона толщины. Для увеличения эффективности установки внутренняя часть короба и сам радиатор красят черной краской, которая обеспечит увеличение поглощения солнечного света и позволит увеличить тепловую мощность установки.

Устанавливать панель коллектора необходимо с южной стороны строения, при этом угол наклона к горизонту должен составлять 30-45 градусов, это обеспечит более устойчивую циркуляцию теплоносителя.

Накопительный бак должен иметь объем, позволяющий обеспечить потребность всех потребителей. Обычно его емкость составляет 300-500 литров (если бак такого объема подобрать сложно, можно соединить между собой несколько отдельных емкостей). Необходимо предусмотреть мероприятия по утеплению этого устройства, это позволит снизить неэффективные потери тепловой энергии, что обеспечит более качественное отопление дома. По уровню расположения накопительный бак должен быть несколько выше, чем солнечная панель, минимальное расстояние между ними составляет 0,7-1 метр.

В верхней точке системы устанавливается аванкамера емкостью до 40-50 литров. Он оснащается краном поплавкового типа и дренажным трубопроводом. Эти элементы обеспечат подпитку системы из подключенного трубопровода холодного водоснабжения при снижении уровня теплоносителя.

Особенности монтажа

Солнечное отопление частного дома

Установка солнечных коллекторов

Стоит сказать о том, что для обеспечения эффективности работы коллектора необходимо особенное внимание уделить утеплению всех элементов системы, в том числе и подключенных трубопроводов. Это позволит снизить теплопотери сети.

Кроме того, помните о том, что температура нагрева воды может быть достаточно высокой, поэтому при использовании ее в горячем водоснабжении предусмотрите установку смесителей в конечных точках отбора, иначе избежать ожогов не удастся.

Устройства для стравливания воздуха, попадающего в систему, позволят обеспечить бесперебойную циркуляцию воды по системе, а дренажные (сливные) трубопроводы позволять предотвратить замерзание воды в сильные морозы.

Как видите, сделать солнечный коллектор своими руками достаточно просто. Его конструкция не предполагает необходимости применения дорогостоящих элементов, вполне хватит общедоступных труб, утеплителя, материалов для возведения корпусов элементов. Все это легко можно найти практически у каждого владельца загородного дома или дачи.

Срок окупаемости такой установки составляет 2-3 года, поэтому ее применение весьма целесообразно с экономической точки зрения.

Солнечное отопление частного дома

Советуем также посмотреть:

Солнечное отопление — воздушный солнечный коллектор для отопления дома делаем сами. своими руками проект солнечного дома .

Индивидуальный жилой дом. частное строительство жилых домов с солнечным воздушным отоплением, проект жилого дома, утепленный стен фасадов соломенными блоками.

Жилой дом с солнечным отоплением. солнечное отопление дома своими руками, солнечные системы отопления, солнечное отопление частного дома. воздушное отопление от солнца.

Солнечный коллектор воздушного отопления изготавливаем сами, вакуумный солнечный коллектор водонагреватель лучше купить.

» Ваш Солнечный Дом » – по нашим технологиям недорого, отличное решение для автономного отопления солнечным коллектором.

Солнечный экологический дом строим сами – своими руками солнечную систему отопления, воздушный коллектор.

Солнечное отопление частного дома Солнечный дом своими руками. солнечное отопление делаем сами. как сделать солнечные коллекторы, если неумелые руки, солнечная панель воздушного отопления вашими руками, сделай сам.Солнечное отопление частного дома

Солнечное тепло на отопление дома. как использовать тепло солнечного излучения для отопления дома. новая технология использования тепловой солнечной энергии — т епло солнца на службу человека .

Как работает. за счет чего солнечное отопление , в солнечном доме. очень просто — солнечный коллектор поглощает солнечные лучи в форме солнечного инфракрасного излучения и преобразует его в тепло с помощью поглотителя теплоносителя.

Отопление дома солнечным излучением наиболее эффективно, при использовании даже низко потенциального тепла солнечного излучения, и большей площади теплоотдачи при хорошем утеплении, доступный дешевый способом для обогрева жилья.

Самый популярный способ отопления и лучший способ нагрева горячей воды на сегодня в мире.

Строим дом сами с солнечным отоплением.

Солнечные активные пассивные дома. как построить активный дом на солнечной энергии, из чего лучше строить пассивный дом.

Проект дома с солнечным отоплением — проекты домов с отоплением на солнечной энергии.

Ежегодная средняя сумма радиации Солнца на широте 55 градусов -, проникающей в сутки на 20 метрах квадратных горизонтальной поверхности, составляет 50. 60 кВт в час.

Дом с солнечным отоплением — своими руками.

Новые методы использования солнечной энергии и технологии использования солнечной энергии .

  • Это равняется затратам совокупной энергии на обогрев здания общей площадью 60 метров квадратных .
  • Для эксплуатации дома . применяемого в определенные сезоны. находящегося в средней полосе, лучшей является воздушная система теплового снабжения .
  • Воздух греется в солнечном коллекторе и по воздуховодам идет в помещение.
  • Удобства использования воздушного теплоносителя сравнимо с жидкостным:
  1. нет опасности, заключающейся в замерзании;
  2. нет нужды в трубах и кранах;
  3. простота и дешевизна.

Солнечное отопление частного дома

Недостаток — сравнительно низкая теплоемкость воздуха.

Конструктивно коллектор состоит из числа застекленных вертикальных коробов, внутренняя поверхность которых черного цвета. Краска используется Солнечное отопление частного дома высокого качества, чтобы не пахла при нагревании. Ширина короба примерно 60 сантиметров.

В части нахождения солнечного коллектора на доме предпочитается вертикальный вариант. Он намного проще в монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Сравнительно с наклонным коллектором (например, располагающимся на крыше), не нуждается в уплотнении от воды, а также решается проблема нагрузки от снега, с вертикальных стекол просто очистить грязь.

Плоский коллектор. кроме прямой радиации Солнца, поглощает рассеянную и отраженную радиацию: в мрачную погоду, при малой облачности, в общем, в условиях, какие реально существуют почти круглый год в средней полосе.

Плоский коллектор не производит высокопотенциальной теплоты. как концентрирующий коллектор, но для конвекционного обогрева это и не обходимо, тут вполне хватит просто иметь низкопотенциальную теплоту.

Солнечный коллектор помещается на фасаде. который ориентирован на юг (допускается отклонение до 30 o на восток или на запад).

Солнечное отопление частного дома Неравномерность радиации Солнца на протяжении дня, а также нужда обогревать дом в ночное время и в мрачный день создает необходимость в применении теплового аккумулятора. Днем он аккумулирует тепловую энергию, а в ночное время отражает, отдает.

Для применения воздушного коллектора наиболее рациональным представляется гравийно-галечный аккумулятор. Он относительно дешевый, простой в создании.

Гравийную засыпку можно поместить в теплоизолированной заглубленной нижней части дома. Теплый воздух набирается в аккумулятор посредством вентилятора.

Для коттеджа, площадь которого 60 метров квадратных, объем аккумулятора должен быть от 3 до 6 метров кубических. Разброс определяется качеством исполнения элементов гелиосистемы, теплоизоляцией, а также режимом радиации Солнца в конкретном регионе. Система солнечного теплоснабжения дома функционирует в четырех основных режимах:

  1. обогреве и аккумулирование тепловой энергии
  2. обогрев от аккумулятора
  3. аккумулирование тепловой энергии
  4. обогрев от коллектора

В прохладные солнечные дни нагретый в коллекторе воздух поднимается и через специальные отверстия у потолка проникает в помещения. Циркуляция воздуха проходит посредством естественной конвекции.

В солнечные теплые дни горячий воздух берется из верхней части коллектора и посредством вентилятора транспортируется сквозь гравий, заряжая тем самым тепловой аккумулятор. Для обогрева в ночное время и в случае мрачной погоды воздух из помещения проходит сквозь аккумулятор и приходит в помещения подогретый.

В средней полосе гелиосистема лишь частично удовлетворяет нужды обогрева. Опыт эксплуатации показывает, что сезонная экономия топлива за счет применения энергии Солнца доходит до 60%.

Солнечное отопление частного дома ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВАКУУМНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ КРУГЛОГОДИЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ и ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В настоящее время, наиболее эффективным путем развития нетрадиционной энергетики является использование солнечной энергии для получения тепла. Это направление Солнечное отопление частного дома безальтернативно, так как безвредно для окружающей среды.

Разработано и разрабатывается множество разнообразных инженерных систем по теплоснабжению, но все они содержат один общий элемент — солнечный коллектор. Наибольшее распространение в мире получил плоский коллектор.

Необходимо отметить, что плоские солнечные коллекторы наиболее эффективно используются в солнечных регионах. По мере необходимости применяются они и в регионах с холодным климатом. При этом доля солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки по обеспечению теплоснабжения, например в средней полосе России, составляет 0,3 — 0,36.*)

Расчеты показывают, что для обеспечения горячего водоснабжения на одного члена семьи, площадь плоского коллектора должна составлять не менее 2,0 м2.

В 1980 году британской корпорацией «Термомакс» был разработан принципиально новый тип солнечного коллектора, так называемая «тепловая труба».

Тепловая труба. замкнутая в высоком вакууме (10-5 ё 10-6), производит уникальный физический эффект. Теплоноситель, циркулирующий в трубе, разогревается до 300оС, а теплопотери, благодаря отсутствию конвекции, практически равны нулю.

Таким образом, теплопроизводительность тепловой трубы значительно превышает теплопроизводительность самого лучшего плоского солнечного коллектора. При заданной теплопроизводительности, эффективная площадь инсталляции вакуумных солнечных коллекторов меньше примерно в 4 — 6 раз по отношению к плоским.

Помимо этого, на работу вакуумного коллектора практически не влияет прямое солнечное излучение. Он прекрасно функционирует.

Сегодня стоимость вакуумных солнечных систем вполне сопоставима со стоимостью традиционных систем отопления.

Мы надеемся, что внедрение передовых вакуумных технологий будет способствовать реализации политики ресурсосбережения, проводимой Правительством России.

Видимый (воспринимаемый глазом) спектр составляет лишь небольшую часть полного спектра. Со стороны длинных волн он примыкает к инфракрасному спектру. Стекло поглощает инфракрасные лучи, поэтому для их исследования применяются линзы и призмы из каменной соли или полевого шпата.

Исследованная часть инфракрасного спектра охватывает длины волн от 400 мк = 0,04 см до границы видимого спектра, т.е. до

0,8 мк; она содержит 9 октав, а видимый спектр охватывает только одну октаву.

Инфракрасное излучение при поглощении создает значительное нагревание. Оно измеряется приборами, электрическое сопротивление которых сильно меняется с температурой; изменение сопротивления и служит мерой энергии инфракрасных лучей.

При этом удается обнаружить прирост температуры до 10-6 градусов. В инфракрасном спектре также наблюдаются и линии поглощения (фраунгоферовы линии). Инфракрасные лучи проходят сквозь туман и мглу (инфракрасная фотография).

По другую сторону видимого спектра в области более коротких волн обнаруживается ультрафиолетовое излучение. Для его изучения применяются линзы и призмы из кварца или специального увиолевого стекла. Чем выше температура источника, тем больше ультрафиолетовых лучей им излучается.Солнечное отопление частного дома

Эти лучи обладают главным образом химическим действием, они вызывают почернение бромистого и йодистого серебра (на этом основана фотография). Ультрафиолетовые лучи губительно действуют на зародыши и вызывают потемнение кожи (солнечный загар). Нижние слои атмосферы почти полностью поглощают ультрафиолетовое излучение солнца. Ультрафиолетовые лучи создают ионизацию газа; их поглощение в верхних слоях атмосферы является одной из причин возникновения ионосферы.

Ультрафиолетовые лучи можно обнаружить при помощи платиносинеродистого бария или уранового стекла. Эти вещества обладают способностью поглощать коротковолновое излучение и пропускать более длинноволновое (флуоресценция). Таким образом, часть ультрафиолетового излучения преобразуется в видимое. Ультрафиолетовое излучение охватывает около семи октав, простираясь до волн порядка 4 · 10-7 см.

  1. Единица работы тока: 1 ватт · секунда = 1 дж.
  2. 1 киловатт · час (квт · час) = 1000 вт · 3600сек = 3 600 000 вт · сек (джоулей) = 367 200 кпм.
  3. На основании закона Джоуля 1 вт · сек соответствует 0,239 кал 1 квт · час = 0,239 · 3600 ккал = 860,4 ккал
  4. а).Закон излучения Кирхгофа.

Всякое излучение уносит с собой энергию. Для поддержания излучения необходимо подводить соответствующее количество энергии к излучающему телу.

Нагретые твердые тела излучают невидимое инфракрасное излучение. при 540º С начинается красное свечение, излучение охватывает часть невидимого спектра, при 750º С возникает желтое свечение, при 1200º С начинается белое свечение. В этом случае излучение охватывает уже весь видимый спектр.

В учении о теплоте уже отмечалось, что излучение, попадающее на поверхность какого-либо тела, частично поглощается им, частично отражается.

Тело, полностью поглощающее падающее на него излучение, называют абсолютно черным телом. Такое тело можно осуществить, взяв полый шар с зачерненными внутренними стенками и проделав в нем маленькое отверстие

Кирхгоф (1824 -1887) установил закон излучения. Если обозначить лучеиспускательную способность тела Е, его поглощающую способность А, тогда

по закону Кирхгофа: А = k Е,

то есть лучеиспускательная способность (при определенной длине волны и температуре) пропорциональна лучепоглощательной способности.

Для абсолютно черного тела k = 1, А = Е.

ОБОГРЕВ ЭКОДОМА

Традиционные системы обогрева на дровах. угле, жидком топливе трудоемки, неудобны и более всего загрязняют отходами природную среду. Чтобы этого избежать, надо использовать систему обогрева, которая не требует достаточно топлива, а в доме при этом тепло и уютно. Это можно сделать за счет накопления летней энергии, ее сохранения и последующего использования зимой. При этом система тепло обеспечения должна быть дешевой, простой при изготовлении и надежной в эксплуатации.

В качестве основного источника энергии для обогрева Экодома надо использовать солнце и незначительное количество растительного топлива солома. дерево, биогаз для приготовления пищи и в критических ситуациях. В определенных местах, где есть возможность, целесообразно использовать энергию ветра и воды. Кроме того, в некоторых местах можно использовать геотермальные источники. Единственный источник энергии. который есть везде — это солнце.

Сегодня еще невозможно в больших масштабах отказаться от дров, угля, нефти и газа. Поэтому, как промежуточный вариант, для отопления Экодома будут использоваться не возобновляемые энергоносители. но их расход в жилище в несколько раз меньше, чем в обычном доме.

Таким образом, основными тепло генераторами для Экодома являются, воздушные и водяные солнечные коллекторы. Эффективные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов.

Так как пассивный дом — это относительно небольшое здание, распределять тепло по Экодому можно с помощью естественной конвекции и лучистого обогрева.

В процессе жизнедеятельности человек готовит пищу, сам выделяет тепло, использует бытовые приборы для освещения, слушает музыку, смотрит телевизор, работает на компьютере. На первый взгляд эти источники выглядят незначительными, но такой, тепло эффективности, которой обладает пассивный, они все вместе могут играть существенную роль в его обогреве.

Система воздушного солнечного обогрева .

Если построить теплый пассивный дом. как описано, то прямое использование солнечной энергии с середины февраля по май и с сентября по октябрь, обеспечит пассивный Экодом теплом.

  1. В этот период отапливать пассивный проще всего при помощи воздушных солнечных коллекторов.
  2. Система состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора.
  3. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из коллектора попадает в комнату.
  4. Более холодный воздух из комнаты подается в воздушный коллектор и подогревается в нем.
  5. Если в помещениях тепло, то горячий воздух поступает в тепловой аккумулятор.
  6. Воздух начинает циркулировать, когда работает вентилятор, который приводится в действие солнечной батареей.

Такая система удобна тем, что вентилятор работает только тогда, когда солнечная батарея вырабатывает электричество и именно в это же время солнечный коллектор нагревает воздух. Весной осенью система работает на нагрев помещения и на накопление тепла в суточном аккумуляторе. Летом эта энергия накапливается в сезонном аккумуляторе.

Телефоны: (961) 049-20-13, (937) 351-29-00, (34773) 2-16-30

Солнечное отопление частного домаМногие фантастические предсказания писателей-фантастов, которые поколение 60-70-х годов прошлого века читало, сегодня смело, и решительно входят в нашу повседневную жизнь. Это в полной мере относится и к использованию солнечной энергии для организации отопления собственного дома, или даже создания автономного отопления квартиры в многоэтажном доме.

Без сомнений, для человека, тесно дружащего с физикой, организовать альтернативное отопление своими руками не составит большого труда. Нет, не в плане изготовления вакуумного солнечного коллектора (хотя, как знать, не оскудела «кулибиными» земля наша). А в смысле установки и монтажа всего комплекта системы гелиоотопления: от установки коллекторов на крыше до монтажа всех необходимых узлов системы в доме.

Но все же специалисты рекомендуют не устанавливать солнечное отопление своими руками, по крайней мере, в части необходимых расчетов для установки солнечного коллектора и его площади. Это дело специфическое.

Вообще, любое альтернативное отопление своими руками требует тщательного изучения всех особенностей и факторов, которые впоследствии могут повлиять на работу системы отопления вашего дома. И не секрет, что устанавливая любое альтернативное отопление своими руками, будь –то солнечное или геотермальное отопление. вы будете нести значительные финансовые затраты. Они окупятся, но для этого необходим грамотный подход к выбору и монтажу систем. А не погоня за модными тенденциями, которые умело распространяет реклама.

Особенности установки солнечного отопления

1 Вы должны понимать, что солнечное отопление своими руками является наиболее эффективным в тех районах, где достаточное количество солнечных дней, особенно в зимнее время.

2. Необходимым требованием перед установкой солнечной системы является утепление дома .

3. Оптимальным вариантом является установка солнечной системы отопления в комбинации с газовым отоплением либо электрическим. Тогда элементы гелиосистемы интегрируются в уже существующую систему отопления дома, и эффективность экономии будет налицо.

4.  Эффективность работы солнечных коллекторов в районах, где мала инсоляция, во многом зависит от правильности монтажа коллекторов и выбранной площади блоков коллекторов.

  • Интенсивность инсоляции самая высокая в середине дня, поэтому плоскости коллектора ориентируются на юг. Отклонения возможны на юго-восток или юго-запад.
  • На коллекторы не должна падать тень от деревьев, соседних строений. Максимальное поглощение энергии коллектором происходит при его расположении под прямым углом кК направлению инсоляции. Принято для повышения эффективности коллекторов устанавливать их под углом наклона, который равен географической широте местности.
  • С учетом того, что парусность трубок ниже, чем у плоских коллекторов, при монтаже увеличивают угол наклона. В этом случае коллектор в зимнее время работает более эффективно, хотя летом, когда солнце высоко потери неизбежны. Но летом у вас существует переизбыток тепловой энергии, и эти потери допустимы.

Типовая комплектация солнечной системы отопления

Комплектация может меняться в зависимости от производителя и индивидуальных требований будущего владельца солнечной системы отопления, но принцип  остается для всех систем одинаков.

  • Солнечный вакуумный коллектор.
  • Насос для подачи теплоносителя от коллектора к накопительному баку.
  • Контроллер, управляющий всей работой гелиосистемы.
  • Бак-аккумулятор горячей воды 500-1000 л.
  • Пиковый доводчик: электрический тен, тепловой насос или другой источник.

Положительная особенность солнечной системы отопления заключается в том, что большой объем горячей воды, планируя отопления дома, вы можете использовать для устройства системы «теплый пол», помимо разбора в систему отопления и горячего водопровода.

В заключении стоит добавить, что солнечное отопление гарантированно будет снабжать вас горячей водой на протяжении 280 дней в году. А немалые расходы на оборудование гелиосистемой вашего дома окупятся, а вы навсегда останетесь с альтернативной системой отопления.

Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.

Статьи по этой же теме:

Источник: sistema-otopleniya.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.