Сонячне опалення (від батарей) приватного будинку своїми руками
- Система сонячного опалення
- Система опалення з плоским колектором
- Система опалення з вакуумним колектором
- Система опалення з Параболоциліндричні дзеркалом
Енергія сонця, що дає нам світло, електрику, тепло, швидкими темпами завойовує все нові і нові рубежі. Вже нікого не здивувати різними приладами і пристроями на сонячних батареях, домашніми гелієвими електростанціями, різними світильниками, вуличними гірляндами, світлофорами, які працюють від енергії сонячного світла.
І звичайно ж, логічним напрямком застосування енергії сонця стало використання її для опалення, нагріву води не тільки в окремо взятому приватному будинку, але і в великих будинках, в громадських будівлях.
Звичайно, сонячні системи не в змозі забезпечити цілодобовий режим роботи для нагріву води. Але замінити в світловий день традиційні викопні джерела енергії - нафта, газ, вугілля - вони в змозі. Оскільки сонячне опалення не вимагає споживання сировини, то відсутні шкідливі викиди в атмосферу, немає забруднення навколишнього середовища.
Тому використання енергії сонця для опалення житлових будинків, гарячого водопостачання з кожним роком буде набувати все більшого значення на тлі очікуваного зростання цін на нафту, газ, вугілля.
Система сонячного опалення
У найпростішому випадку сонячна система опалення складається з одного або декількох сонячних колекторів, з'єднаних в замкнутий контур з арматурою опалення - батареями або трубами, укладеними в підлозі. При цьому батареї або труби статі повинні знаходитися вище колекторів.
Тоді вода, що нагрівається в колекторах, по законам конвекції буде підніматися в опалювальні секції, а холодна вода буде опускатися до колекторів. Батареї або труби, заховані в підлогу, нагріваються і таким чином без будь-яких додаткових пристроїв відбувається обігрів приміщення.
Найпростіша схема сонячного опалення
Але це саме найпростіша схема, яка пояснює принцип побудови системи. Реально ж сонячне опалення будинку має на увазі установку значно складнішою системи. Перш ніж купувати сонячні нагрівачі води або робити їх своїми руками, потрібно визначити, яку площу потрібно опалювати, яка система опалення будинку найбільш підходить для цих цілей.
При цьому потрібно враховувати, що жодна з гелієвих систем не зможе забезпечити цілодобовий режим роботи. Для обігріву приміщень в нічний час доведеться використовувати традиційні засоби опалення, що працюють на одному з викопних енергоносіїв.
Типова схема сонячного опалення та гарячого водопостачання
Для невеликого будинку з однією-двома кімнатами може бути використана система повітряного опалення від сонячних колекторів. У таких установках як теплоносій використовується повітря, який, нагріваючись в системі колекторів, по воздуховодам надходить в приміщення, що обігрівається. Охолоджене повітря з цього приміщення надходить в колектор.
Схема сонячного повітряного опалення
Що стосується систем сонячного опалення з рідким теплоносієм, то принципово все вони будуються однаково. Різниця полягає в типі колекторів, які використовуються для нагріву теплоносія.
Стандартний комплект складається з колекторів, бака-накопичувача з двома теплообмінниками (один з'єднаний з колекторами, другий - з додатковим нагрівачем). Бак-накопичувач повинен бути забезпечений хорошою теплоізоляцією. Циркуляція теплоносія і води в системі опалення підтримується насосною групою.
Система опалення з плоским колектором
Конструкція плоского колектора настільки проста, що він вільно може бути виготовлений своїми руками. Це пристрій являє собою короб, всередині якого розміщується адсорбер, труби з теплоносієм, теплоізоляція. Для його виготовлення не потрібні якісь особливі матеріали. Всі комплектуючі цілком доступні. Це дошки, ДВП, дерев'яні бруски, дахове залізо, пінопласт, мідні труби, гартоване скло, герметизуючі матеріали, термостійкий чорна фарба.
Таке добротно зібране саморобний пристрій здатний розігріти теплоносій в режимі застою до 150 ° С. Як правило, в систему заливається вода з додаванням антифризу в такій пропорції, щоб цей розчин не замерз взимку в нічний час, коли сонячний колектор не працює.
Промисловий шланг
Колектор або батареї колекторів встановлюються таким чином, щоб забезпечити максимальне висвітлення їх сонцем. Як правило, це південна сторона даху будинку. Теплоносій, циркулює в контурі пристрою, подається насосом в теплообмінник, розташований в нижній частині бака-накопичувача. Безперервно циркулюючи в цій системі, теплоносій нагріває воду в бойлері до 50 ° С - 60 ° С, що цілком достатньо для того, щоб обігрівати житлові приміщення.
Плоскі сонячні колектори на даху готелю і приватного будинку
Щоб забезпечити безперервне надходження тепла в житлові приміщення в нічний час, встановлюється система резервного підігріву води, що працює на традиційних джерелах енергії - газі, електриці, вугіллі, дровах. Теплоносій, циркулює в резервній системі, надходить в теплообмінник, розташований над основним.
Тим самим забезпечується підігрів води в бойлері і безперервний цикл опалення. Якщо система резервного опалення, що працює на вугіллі і дровах, може бути запущена тільки вручну, то газова і електрична системи можуть включатися автоматично, під керуванням спеціального блоку управління.
Система опалення з вакуумним колектором
Ця система відрізняється від попередньої тільки конструкцією колектора. У цьому пристрої для нагріву теплоносія використовуються вакуумні трубки. По суті, ці вакуумні трубки являють собою модифікований посудину Дьюара.
Подвійна скляна трубка, в якій з межстеночного проміжку відкачано повітря. Тим самим забезпечується надійна теплоізоляція внутрішньої трубки. У внутрішній трубці знаходиться адсорбер і мідна труба, верхній кінець якої має дещо більший діаметр, ніж сама труба, і запаяний. Попередньо труба наповнюється легкозакипаючої рідиною.
Під впливом сонячного випромінювання трубка нагрівається, рідина в ній починає кипіти, пар піднімається в наконечник. Там він віддає своє тепло, повертається в рідкий стан і стікає по законам конвекції вниз. Цей процес триває безперервно, розігріваючи при цьому наконечник до 250 ° С -280 ° С. П'ятнадцять-двадцять таких трубок монтуються в єдину конструкцію - колектор. Наконечники вставляються в трубу, по якій циркулює теплоносій. Теплоносій розігрівається до 60 ° С - 80 ° С і подається в теплообмінник бойлера.
Схема вакуумної трубки
Сам же вакуумний колектор встановлюється похило, для забезпечення вільної циркуляції рідини в мідних трубках. За винятком колектора, ця система опалення нічим не відрізняється від системи на базі плоского колектора.
Вакуумні колектори на даху будинку
Система опалення з Параболоциліндричні дзеркалом
Такий пристрій є найбільш громіздку і складну в експлуатації конструкцію. Це довге (кілька метрів) дзеркало, зігнуте в параболу. Таке дзеркало можна зробити самому, зігнувши, наприклад, лист фанери і обклеївши його з внутрішньої сторони алюмінієвою фольгою.
Таке Параболоциліндричні дзеркало встановлюється на стійкій рамі. У фокусі дзеркала встановлюється довга труба, по якій циркулює теплоносій. При правильному визначенні фокуса дзеркала і установці труби в цьому фокусі температура по лінії нагріву труби може досягати 250 ° С - 300 ° С. Але це за умови правильної установки і орієнтації дзеркала на сонці.
Параболоциліндричні дзеркальний колектор
Остання умова є дуже важливим, так як при неправильної орієнтації дзеркала втрачається потужність нагріву, і температура на трубі істотно падає. Щоб цього не сталося, установку з Параболоциліндричні дзеркалом необхідно оснастити стежить пристроєм з виконавчим механізмом.
Пристрій для слідкування буде відслідковувати положення сонця і відповідним чином орієнтувати дзеркало в вертикальній і горизонтальній площинах. Це значно ускладнює, а отже, здорожує конструкцію.
Якщо крім сонячних колекторів буде встановлений ще й комплект сонячних батарей, що постачають будинок електрикою, то в результаті можна отримати абсолютно автономне енергозабезпечення будинку, яке ніяк не залежить від загальних мереж енергопостачання.
Вакуумні колектори і гелієві фотоелектричні батареї
Сонце буде постачати будинок електрикою і теплом, а в нічний час електрику, накопичене за світловий день, буде підігрівати воду в резервній системі опалення. Блок управління буде стежити за своєчасним включенням і відключенням потрібних пристроїв, регулювати температуру всередині приміщень. І це не далеке майбутнє. Це працює вже зараз.