Kui otstarbekas on kütteks kasutada alternatiivseid soojusenergia allikaid? Praegu on laialt levinud kahte tüüpi soojusvarustus - maasoojus- ja päikesesüsteemid. Viimane on kõige populaarsem. Kuidas teha päikesekütet kodus oma kätega: kollektorid, akud ja paigaldusskeemid?
Päikeseenergia kasutamine soojusvarustuseks
Iga küttesüsteemi rajamise üheks määravaks põhimõtteks on otstarbekus. Need. Kõik investeeringud peavad end ära tasuma teatud aja jooksul. Sellega seoses on kodu päikeseenergiaga kütmine kõige tõhusam ja rahaliselt tulusam investeering.
Päikeseenergia on sisuliselt tasuta soojusallikas. Seda saab kasutada mitmel viisil - küttesüsteemi varustamiseks või autonoomse kuumaveevarustussüsteemi valmistamiseks. Kui uurite hoolikalt päikesepaneelide kütte kommentaare, saate tuvastada huvitava suhte.Mida professionaalsemalt küte on tehtud (tehasekollektorid, lisaküte, elektrooniline juhtimine), seda suurem on küttevarustuse kasutegur.
Kuidas saab päikeseenergiat soojusenergiaks muuta?
- Päikesekütte aku - ühena elektrienergia saamise viisidest. Kiirgus mõjutab takisti fotoelementide maatriksit, mille tulemusena tekib ahelas pinge. Tulevikus saab seda voolu kasutada elektrikütteseadmetega ühendamiseks;
- Eramu kaasaegne küte päikesekollektorid. Sel juhul toimub soojusenergia otsene ülekandmine päikesekiirgusest jahutusvedelikku. Viimane asub torujuhtmesüsteemis, mis asub spetsiaalses suletud korpuses.
Kõige tõhusam meetod on päikeseenergiaga kütmine. Nii saab vältida täiendavat energia muundamist. Päike mõjutab otseselt jahutusvedelikku, suurendades selle temperatuuri. Elektripatareidega päikeseküte ise on aga mitmekülgsem, kuna elektrit saab kasutada maja muude elektriseadmete käitamiseks. Valiku määrab eelarve ja nõutav süsteemi võimsus.
Päikesepaneeli paigaldamisel tuleb jälgida teatud kaldenurka. Sõltuvalt aastaajast peaks see olema 30° (suvel) ja 70° (talvel).
Päikesesüsteemi korraldamise asjakohasus
Enne konverteri ostmist või ise valmistamist tuleks uurida, kas eramaja kütmine päikesepaneelidega on piisavalt tõhus. Selleks on vaja läbi viia üksikasjalik analüüs kõigi tulevase süsteemi tõhusust mõjutavate tegurite kohta.
Esiteks määratakse päikese insolatsiooni indikaator. See on päikeseenergia hulk, mis langeb maapinnale teatud piirkonnas. Sellest sõltub jahutusvedeliku kuumutamise aste või genereeritud voolu maht. Kodu kütmiseks mõeldud päikeseradiaatorid peaksid ideaalis töötama olenemata aastaajast. Tegelikkuses see aga alati ei õnnestu.
Samuti võib passiivne päikeseküttesüsteem muuta oma tööefektiivsust paneeli nurga tõttu. Oleneb ka aastaajast. Teoreetiliselt võimaliku energia määramiseks võite kasutada tabelis olevaid andmeid.
Juba nende andmete põhjal on võimalik teha päikesekollektori arvutus kütmiseks, võttes arvesse selle tehnilisi ja tööomadusi. Kuid lisaks sellele tuleks arvesse võtta järgmisi tegureid:
- Maja asukoht. Päikesekiirte langemist ei tohiks takistada looduslikud ega tehisobjektid – mäed, kõrghooned, kõrged metsad jne;
- Paigalduskoht. Kombineeritud päikeseküte nõuab suurt ruumi - 2 kuni 10 m². Kõige sagedamini kasutatakse selleks maja katust. Samal ajal peab see olema kohandatud kollektorite või päikesepaneelide paigaldamiseks;
- Nõutav soojusvõimsus. Sageli kasutatakse abisüsteemidena eramaja päikeseküttesüsteeme.
Alles pärast seda analüüsi saate hakata valima oma kodu alternatiivse küttevarustuse konkreetse skeemi. Eelarvestatakse maja soojuskaod ja määratakse kütte optimaalne termiline töörežiim.Kui küttesüsteemi päikesekollektor on abiseade, lisatakse selle nimivõimsusele sama põhiküttesüsteemi näidik.
Arvutamisel peate arvestama seadmete kaaluga. Katusepind peab sellele koormusele vastu pidama.
Kütteks päikesepaneelid
Sageli on segadus – päikesekollektoreid kutsutakse ka akudeks. Kuid praktikas on kodu päikeseenergiaga kütmise korraldamiseks esimest tüüpi seadmeid, mida kõige sagedamini kasutatakse.
Eramu päikesepaneelidega kütmise tööpõhimõte on soojusenergia muundamine elektrienergiaks. Sel eesmärgil on paneeli kujunduses ette nähtud järgmised komponendid:
- Fotoelemendid. Kui päikesevalgus neid tabab, tekib nn fotovool;
- Läbipaistev kaitseümbris. Hoiab ära fotoelementide kahjustamise;
- Elektrivoolu muundurid – inverterid, trafod, akud jne.
Need. Tegelikult on päikesekütte aku suur laadija. Esiteks on see mõeldud odava elektrienergia tootmiseks. Selle kasutamine ühe kütteelemendina on ebaotstarbekas. Tavaisolatsiooniga 60 m² suuruse maja kütmiseks on vaja 6 kW soojusenergiat tunnis. Tavalise päikesekütte aku mõõtmetega 284*254 mm on erivõimsus 5 W/h. Need. Soojusvarustuse tagamiseks on vaja aku katteala 82 m².
Nagu arvutustest näha, on see enam kui ebapraktiline. Seetõttu eelistavad nad oma kätega kütmiseks päikesekollektorit valmistada või tehasepaigaldisi osta.
Selle asemel, et eramaja päikesepaneelidega kütta, saab neid kasutada odava elektriallikana väikese võimsusega kodumasinate käitamiseks.
Päikesekollektori valimine
Päikeseenergiat kasutava kütte tõhusaks toimimiseks on soovitatav paigaldada kollektorid. Need on torujuhtmete süsteem, mille kaudu jahutusvedelik voolab. Päikeseenergia kaitsmiseks ja paremaks fokuseerimiseks on konstruktsiooni kaitstud läbipaistva klaaspaneeliga.
Seadmete tõhusa töötamise suurendamiseks võite kasutada erinevat tüüpi jahutusvedelikke, mis ei muuda nende omadusi negatiivse temperatuuriga kokkupuutel. See on oluline külma talvega piirkondade jaoks. Lisaks on vaja hoolikalt analüüsida turul olevaid pakkumisi ja valida optimaalne disain.
Praegu pakuvad tootjad päikesekollektoritega eramaja kütmise korraldamiseks mitmeid viise:
- Vaakumkollektorid. Parim variant passiivse päikeseküttesüsteemi korraldamiseks. Iseloomustab peaaegu täielik soojuskadude puudumine;
- Lamekollektorid. Ökonoomne päikesekütte võimalus. Need on läbipaistva materjaliga kaitstud torude süsteem. Kõige sagedamini kasutatakse suvel sooja veevarustuseks. Kombineeritud päikesekütte kasutamine eeldab talvise temperatuurigraafiku arvestamist ja jahutusvedeliku hoolikat valikut.
Valik on suuresti määratud esialgsete arvutustega - vajalik võimsus ja soojusvarustuse töö sagedus.Ökonoomse variandina võib kaaluda võimalust teha ise päikeseenergiaga kütteks lamekollektoreid.
Elektriskeemi valimisel tuleb arvestada konstruktsiooni pindalaga. Sellel on teatud tuuleindikaator.
Kütteks vaakumkollektorid
Üheks probleemiks päikeseradiaatorite kasutamisel kodu kütmisel on suured soojuskaod. Need on tingitud töö iseärasustest – paneel peab päikeseenergia neelamiseks asuma väljaspool köetavat ruumi. Selle probleemi lahendamiseks töötati välja küttesüsteemi vaakumpäikesekollektor.
Vaakumkollektorite konstruktsioon koosneb väliskest ja klaastorude sisemisest süsteemist. Parema isolatsiooni tagamiseks eraldatakse torustikud väliskeskkonnast hõrendatud õhuga vaakumkihiga. Tegelikult on kogu paigaldus suur läbipaistev termos.
Küttesüsteemi vaakumpäikesekollektori eripärad on järgmised:
- Jahutusvedelikuna kasutatakse madala keemistemperatuuriga spetsiaalset vedelikku. Sel juhul toimub soojusvaheti kaudu soojusenergia tõhusam ülekanne põhikütte jahutusvedelikule - veele;
- Spetsiaalse päikeseenergia neeldumisvõimet suurendava katte sisepinnale kandmine;
- Töötamise sõltumatus välisõhu temperatuurist.
Süsteemi normaalseks tööks on vaja tagada soojusvaheti usaldusväärne soojusisolatsioon. Samuti peaksite isoleerima torujuhtme kohtades, kus see läbib kütmata ruume - pööningut, katusepirukat.Kütmiseks mõeldud päikesekollektori arvutamiseks võite kasutada standardskeeme. Kuid tuleb arvestada, et selle töö on ebaefektiivne, kui jahutusvedeliku temperatuur ahelas langeb +22 ° C-ni.
Talvel on vaja kollektori pind lumekorgist puhastada. Seetõttu peate eelnevalt läbi mõtlema, kuidas seda tegevust läbi viia.
Kütteks lamedad päikesekollektorid
Eramu päikeseküttesüsteemi loomiseks minimaalsete kuludega paigaldatakse kõige sagedamini lamekollektorid. Need erinevad vaakumseadmetest oma lihtsustatud disaini poolest. See aga suurendab nõudeid nende toimimisele.
Lamekollektoril on ka sisemine torusüsteem. Kuid see on valmistatud vasest või polümeerist torudest. Kaitseks kasutatakse polükarbonaati või karastatud klaasi. Sisepind on soojustatud isolatsiooniga - mineraalvill või vahtpolüstüreen. Päikesevalguse mõjul torud kuumenevad ja selle tulemusena tõuseb jahutusvedeliku temperatuur.
Küttesüsteemis oleva lameda päikesekollektori jaoks on ranged kasutuspiirangud:
- Jahutusvedelikuna võib kasutada ainult antifriisi. Vastasel juhul vesi külmub ja torujuhe hävib;
- Parema ringluse tagamiseks soojusülekande ajal on vajalik pumba paigaldamine;
- Temperatuuridel alla -10°C langeb süsteemi efektiivsus oluliselt.
Viimase teguri tõttu ei soovitata talvel madala temperatuuriga piirkondades lamekollektorite abil kodu päikeseenergiaga varustada.Seetõttu teevad nad suvel, kevadel või sügisel kuuma veevarustuseks oma kätega kütmiseks lameda päikesekollektori.
Eksperdid soovitavad lamekollektoritel põhinevat päikeseenergiat kütta ainult riigi lõunapoolsetes piirkondades, kus talved on suhteliselt soojad.
DIY päikesekollektor
Tuleb kohe märkida, et isetegemise kollektor ei sobi päikeseenergiaga kütmiseks. Selleks peaksite kasutama ülalpool käsitletud vaakumstruktuuri tootmisskeemi. Kuid kodus on seda peaaegu võimatu teha vajalike seadmete ja kulumaterjalide puudumise tõttu. Seetõttu kaalume ühte lihtsaimat viisi päikesekütte aku valmistamiseks kuuma veevarustuseks.
Tootmiseks vajate järgmisi kulumaterjale:
- Rakuline polükarbonaadi leht. Suvila või väikese maja kuuma veevarustuseks, kasutades oma kätega kütmiseks päikesekollektorit, piisab 2*1 m suurusest lehest;
- PVC toru, liitmikud ja painduvad voolikud. Nende abiga luuakse soojendatud vee tsirkulatsioonisüsteem ja tarnitakse see tarbijale;
- Karkassprofiil kipsplaatidele ja poroloonilehtedele. Need on vajalikud kaitsva ümbrise loomiseks passiivses päikesesoojussüsteemis.
Vee paremaks soojendamiseks tuleks kärjed asetada horisontaalselt. Seejärel tehakse PVC torudesse pikisuunalised lõiked. Läbi nende voolab polükarbonaatlehest tulev kuumutatud vesi. Leht paigaldatakse saadud lõigetesse. See ei tohiks minna lõpuni torusse.
Õmblused isoleeritakse soojuspüstoliga.Ilma selle tööriistata on maja kütte- ja soojaveevarustuses päikesekollektorist suur lekke tõenäosus. Enne raami paigaldamist tuleb kindlasti kontrollida konstruktsiooni tihedust. Selleks täitke see veega ja kontrollige visuaalselt lekkeid.
Raami valmistamiseks vajate tsingitud kipsplaadi profiile. Nad täidavad suvemaja kütmiseks päikeseradiaatori korpusega sarnaseid kaitsefunktsioone. Polükarbonaatpleki alla paigaldatakse isolatsioonikiht, seejärel asetatakse iseseisvalt valmistatud päikesekollektor. Efektiivsemaks kütmiseks on soovitatav leht värvida mustaks.
Päikesekollektori arvutamisel soojusvarustuseks võetakse arvesse päikese asukohta teatud päevahetkel. Suurim efektiivsus saavutatakse siis, kui kiirte langemisnurk on konstruktsiooni pinnaga rangelt risti.
Parim variant on kasutada eramaja päikeseküttesüsteeme abisüsteemidena. Parima efektiivsuse saavutamiseks on soovitatav paigaldada soojusaku. Päeval soojendab selles olevat vett kollektor ja öösel kantakse kogunenud soojusenergia süsteemi põhijahutusvedelikku.
Videol on näide päikesekollektori valmistamisest polümeertorudest:
