Сонячні колектори для опалення

1. Типи обігрівальних систем - «сонячні колектори» ↑
2. Найпростіший сонячний колектор для дачників - бочка ↑

На відміну від запасів рідкого, газоподібного, твердого палива ресурси сонячної енергії невичерпні. Використання поставляється сонцем випромінювання не завдає шкоди багатостраждальної навколишньому середовищу, не спустошує гаманці власників заміських котеджів. Для застосування безкоштовного подарунка природи можна придбати готову установку або зробити продуктивні сонячні колектори для опалення самостійно з підручних засобів і недорогих, часто «непридатних» матеріалів.

Потужність досягає земної поверхні потоку сонячного світла в середніх широтах за усередненими даними NASA становить приблизно 1-1,2 кВт, що припадають на м² площі. Це відносний параметр, що залежить від хмарності, кліматичних умов, рельєфу місцевості, пори року, від напрямку сонячного потоку і ще від маси обставин. При грамотному застосуванні сонячної енергії вона здатна забезпечити теплом і гарячою водою автономне заміське будівлю.

Сонячний колектор для опалення, схема пристрою і функціоналу

Незважаючи на конструктивні відмінності геліоустановок, що застосовуються в якості обігрівачів і акумулюють енергію сонця систем, функції у них аналогічні. Вони призначені для збору і перетворення сонячного випромінювання в теплову енергію. Навіть у похмурий день колекторні системи проявляють чудеса продуктивності, а в спекотний полудень установки поставляють до 1500 кВт.

[Include id = "5" title = "РСЯ - в запису"]

Принцип дії заснований на застосуванні законів фізики. Сонячні промені, що потрапили в замкнутий простір, переробляються в теплову енергію і накопичуються, не маючи можливості вийти назад. З урахуванням часткової втрати енергії в самому колекторі, в трубах і в акумуляторі тепла обладнання з середньостатистичним ККД, що становить приблизно 60%, все одно являє собою гідну альтернативу звичайним схемам опалення.

Принцип дії сонячних колекторів

Зверніть увагу. У північних європейських регіонах робота сонячних колекторів, обладнуються практичне архітектурне нововведення «сонячні дому», покриває 50% потреби автономного будови в тепловій енергії. Доповнюють їх каміни, печі, переробні деревину. Для стимуляції роботи термічних геліоустановок, що постачають теплом сонячні будинки (будівлі, орієнтовані по сторонах світу), застосовуються насоси. Споживають електроенергії не більше 400 кВт / годин щорічно.

Типи обігрівальних систем - «сонячні колектори» ↑

• Повітряні гелио колектори-концентратори, принцип дії яких базується на використанні фізичного явища «парниковий ефект». Проникаюче крізь светопроводящий матеріал (ПВХ плівку, полікарбонатну площину, скло) інфрачервоне випромінювання поглинається теплоприемником. Отримав енергетичний заряд теплоприемник передає тепло повітрю під склом. Нагріта повітряна маса використовується для опалення.

• Рухливі акумуляторно-перетворюють сонячні системи, які орієнтуються на сонячний джерело енергії. Серед них є установки, оснащені повертаються слідом за рухом сонця дзеркалами. Є обладнання, повністю яка вчиняє розвороти і колектори, рухливими частинами яких є нагрівальний елемент і дзеркало. Ефективно використовують пряме і розсіяне випромінювання рухливі колектори не надто затребувані через дорожнечу.

• Плоскі геліо- пристрою. Являють собою засклений чорний ящик, який збирає спрямовані під кутом 30-35º промені. Час роботи їх обмежена тривалістю сонячного дня, на продуктивність впливає площа приймаючої випромінювання поверхні, вертикальне або похиле розташування. Це дешева, тому найпоширеніший різновид.

Ефективний сонячний колектор трубчастого типу

• Трубчасті сонячні колектори. Пристрої являють собою чорні трубки, наповнені теплоносієм, циркуляцію якого стимулює різниця температур колектора і нижньої (холодної) зони накопичувача. У круглих елементів на відміну від деталей плоских систем більше площа поглинає світло поверхні.

• Вакуумні сонячні колектори - одна з різновидів трубчастих пристроїв. Їх конструкція складається зі скляної трубки з розташованої усередині ще однієї, але вже чорної трубкою з теплоносієм. Між прозорою оболонкою і чорної трубкою вакуум, який виконує функцію теплоізоляції.

Схема роботи вакуумного геліоколектора:
1. трубки з рідиною (вода, антифриз)
2. теплоізоляційний корпус
3. відбивач
4. рама жорсткості
5 і 6. баки для холодної і гарячої води

• Колектори-концентратори сонячного випромінювання. Їх обладнають рефлекторами, які здійснюють фокусування сонячних променів з максимальною площі. Концентрують сонячну енергію дзеркала і відбивачі збільшують потужність і щільність одержуваного установкою потоку, за рахунок чого з'явилася можливість скоротити площу приймаючого сонячне випромінювання елемента. З метою підвищення результативності дане обладнання оснащується пристроями стеження за траєкторією сонця.

Найпростіший сонячний колектор для дачників - бочка ↑

Зробити його можна зі звичайної оцинкованої тари для рідини з об'ємом 100 - 200 л, розташувати яку потрібно на даху. Якщо саморобний апарат встановити на південній стороні покрівлі, покритої блискучим металевим листом, продуктивність елементарної установки дозволить отримувати близько 100 л води, нагрітої до 60º. Бочка краще за інших агрегатів висвітлюється сонячними променями, а за рахунок мінімальної площі теплообміну з повітрям має ККД, рівнозначним фабричним установкам.

[Include id = "6" title = "РСЯ - в запису"]

До мінусів бочок відносять можливість використання лише в екологічно чистих регіонах, віддалених від фабрик, транспортних магістралей, аеропортів. Даний саморобний агрегат малоефективний в зимову пору, втрачає багато тепла в вітряну погоду.

Спорудити вельми ефективну геліоустановку можна з змійовика старенького холодильника. Майстру будуть потрібні також фольга, рейки для виготовлення каркаса, скло і гумовий килимок. Потрібна буде ємність для води (бак, бочка) і труби для зливу її та подачі, вентилі.

Гелиосистема, зроблена власними руками

• Навколо змійовика, який позбувся за допомогою ретельного промивання від слідів і залишків фреону, споруджується каркас з рейок. Привести точні розміри каркаса неможливо, так як це залежить від габаритів основного робочого вузла саморобного пристрою, тобто від марки вийшов з ладу холодильника. Розміри килимка підганяються під периметр каркаса, серед рейок якого змійовик повинен вільно розташовуватися.

• На дно каркаса, виконане з гумового килимка, укладається шар фольги.

• Потім змійовик фіксують всередині збитої конструкції за допомогою хомутів, знятих все з того ж холодильника. Кріплення хомутів виконують гвинтами.

• У стінках конструкції необхідно виконати отвори для виходу трубок змійовика.

• Дно саморобної геліо- котельні бажано зміцнити рейками. Їх потрібно прибити зі зворотного боку конструкції.

Днище геліоколектора бажано зміцнити додатковими рейками

• Зверху кріпитися скло. Вирізати його можна зі старої рами. Фіксують скло скотчем по периметру, можна продублювати кріплення для заспокоєння совісті парою шурупів.

Порада. Обробка стиків герметиком підвищить продуктивність саморобного сонячного колектора.

Зібрану власними руками сонячну «котельню» встановлюють на зверненої на південь стороні покрівлі (можливі варіанти в 15-20º). Пріоритетний кут нахилу 35 градусів, тому що такий ухил запобіжить скупчення опадів на склі колектора. Пристрій можна розташувати в будинку або у дворі, зробивши для нього спеціальні похилі опори.

Схема монтажу саморобного сонячного колектора:
1. труба для поставки нагрітої води
2. вентиль, призначений для скидання тиску
3. трубопровід для забору гарячої води
4. запірна арматура
5. вентиль для підживлення
6 і 7. трубопровід для холодної води
8. вентиль для розвантаження (слива)

Колектор потрібно з'єднати трубопроводом з призначеної для збору гарячої води ємністю-накопичувачем. По трубі нагріта в колекторі, менш щільна вода самостійно переміщується в накопичувач. Зазвичай це бочка або бак, піднятий на дах або встановлений на землі. Ємність закривають кришкою, обладнаної вентилем для скидання тиску. Друга труба з запірним вентилем виходить з накопичувальної ємності, вона поставляє холодну воду з бочки в колектор.

У цієї замкнутої елементарної системі вода циркулює, поперемінно охолоджуючись і нагріваючись. Нагріта вода з меншою щільністю переміщається в бочку, з нижньої частини накопичувача більш щільна холодна рідина повертається в колектор.

Крім відчутного скорочення витрат на опалення у саморобних сонячних колекторів є ще одне вагоме перевага: їх можна зробити з «непридатних» матеріалів, заплативши сущі копійки за те, чого не було в запасі. Вони не вимагають професіоналізму від майстра, не потребують занадто старанному обслуговуванні. У випадок поломки будь-який елемент можна без ускладнень замінити.