Солнечный коллектор для частного дома : Построй свой дом

Солнечный коллектор для частного дома

Размещено 12 октября 2017
в рубрике Отопление | Прокомментировать

Солнечный коллектор для частного дома

Желание сэкономить на затратах, вынуждает владельцев загородной недвижимости искать альтернативные варианты обустройства отопления. Они могут быть индивидуальными, а могут встраиваться в уже существующую систему отопления. Одним из таких приборов является солнечный коллектор. Вот о том, что такое солнечный коллектор для частного дома и стоит ли его покупать для обогрева частного дома, мы и поговорим в этой статье.





Солнечный коллектор для частного дома

Солнечный коллектор является климатическим оборудованием с возобновляемым ресурсом энергии. Источником энергии для работы этого прибора выступает сама природа. Расходы, которые вам придется понести, с водятся к покупке и монтажу солнечного коллектора.

Использование солнечного коллектораОдин квадратный метр солнечного коллектора в среднем экономит в год порядка 800 кВт электроэнергии. Это покрывает почти половину потребности типового частного дома в тепле. Зимой солнечный коллектор способен обогреть до 30% жилых помещений. Автоматизированные модели способны улавливать и перерабатывать на отопление до 75% дневного света.

Солнечные коллекторы работают по тому же принципу, что и бытовые водонагреватели. Солнечная энергия действует на тепловой элемент, повышая температуру теплоносителя в отопительных приборах. Нагревающим элементом выступает сам корпус коллектора – плоская пластина площадью несколько квадратных метров.

Погодная нестабильность и периодическое отсутствие солнечных дней, создала необходимость совмещения энергий солнца и электричества. При низкой освещенности и прохладной погоде поверхность устройства впитывает доступное тепло, немного нагревая теплоноситель. Дальнейшее прогревание системы происходит с использованием электричества. Подобный подход позволяет максимально использовать установку солнечного коллектора, при этом экономия энергозатрат будет небольшой. Такая технология получила название «принудительной циркуляции». Как правило, она характерна коллекторам с большой площадью.

Способ включения коллектора

Способ включения коллектора

Способ включения коллектора в отопительную систему частного дома напрямую зависит от выбранного типа циркуляции. При гравитационной форме бак накопления ставится выше основной пластины коллектора, верхний вывод подключается к входу горячей воды, а нижний – в обратном направлении. Такой способ более дешев, но появляется риск возникновения воздушных пробок.

Использование циркуляционных насосов для принудительной перекачки теплоносителя позволяет автоматизировать процесс. На бак, выход и обратный ход коллектора ставятся температурные датчики. Показания датчиков дают команды контроллеру для управления движением теплоносителя. При таком способе частыми вспомогательными источниками энергии выступают газовые или твердотопливные котлы.

Для обоих вариантов важно установить коллектор таким образом, чтобы уровень наклона позволял улавливать максимум прямого солнечного света за сутки. В противном случае система не сможет функционировать в полном объеме, особенно при пасмурной погоде.




Эффективность работы солнечного коллектора

Эффективность работы солнечного коллектораСолнечные коллекторы, или гелиосистемы, способны работать круглый год без перерыва. Даже в условиях облачности до поверхности земли доходит больше половины излучения. Эксплуатация солнечных коллекторов абсолютно безопасна для человека и окружающей среды. Любой гелиокомплект прост в обслуживании, выглядит эстетично и облагораживает внешний облик частного дома.

Достоинства солнечных коллекторов :

  • автономность горячего водоснабжения зимой, летом, при перебоях и ремонтных работах;
  • срок службы до 30 лет, окупаемость с выгодой от трат на отопление через 3-5 лет;
  • отсутствие тарификации, ежемесячный расчет независим от повышения цен на электричество;
  • возможность одновременного использования для обогрева бассейнов, теплиц, хозяйственных помещений;
  • легкая интеграция в существующую систему отопления;
  • отсутствие грязи, отходов;
  • снижение суммарной нагрузки на электро- и теплосеть дома;
  • оптимизация под собственные нужды.

Недостатки солнечных коллекторов:

  • высокая стоимость первичной покупки и установки. В зависимости от производителя, масштабности и комплектации вся гелиосистема может обойтись до 10 тысяч долларов. Даже модели попроще обходятся в крупную сумму, которую необходимо заплатить единовременно;
  • на эффективность работы коллекторов могут влиять не только климатические условия, но и особенности ландшафта, форма крыши, типичная длина светового дня и прочие факторы. От подобных показателей зависит период окупаемости.

Пассивная циркуляция внутри солнечного коллектора обусловит меньшую производную эффективность. При принудительном управлении вода и энергия расходуются более продуктивно. Второй вариант требует постоянного обслуживания и больше подходит для условия средней полосы России. Для южных регионов, где солнечных дней много, введение в обиход гелиосистемы нередко сокращает расчет за электроэнергию вдвое.

КПД солнечного коллектора достигает 95%. Территории с суровым климатом снижают этот показатель, но также оправдывают его использование. Чтобы произвести расчет годовой эффективности коллектора, требуется перемножить величину инсоляции в регионе за год (существуют специальные таблицы), площадь поглощения системы и его КПД. Расчет дневной выгоды проводится таким же образом, но с учетом соответственного (дневного) показателя инсоляции.



Типы солнечных коллекторов

Существую различные конструкции солнечных коллекторов.

Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллекторПредставляет собой темный алюминиевый ящик с медными трубками внутри. Снизу он ограничен слоем теплоизоляции. Сверху закрыт закаленным стеклом и пропилен-гликолем, выполняющим работу поглотителя солнечных лучей. Этот солнечный коллектор функционален в любое время года и популярен ввиду доступной стоимости.

Вакуумный солнечный коллектор

Вакуумный солнечный коллекторВакуумные коллекторы состоят из многочисленных медных трубок. Элементы уложены ровными рядами. Каждая трубка с поглощающим и отражающим веществами расположена внутри еще одной стеклянной колбы аналогичной формы, но большего диаметра. Между стенками емкостей образуется вакуум, выступающий теплоизолятором и проводником. Главным достоинством коллектора является большая поглощающая энергию площадь, а значит и высокий КПД.

Воздушный солнечный коллектор

Воздушный солнечный коллекторОснован на принципе «парникового эффекта». Солнечные лучи попадают на поглощающее покрытие и полностью впитываются им. Заряженный приемник обогревает воздух внутри себя. Нагретый воздух подается помещение, поступая в дом с помощью естественной конвекции или вентилятора.

Все виды коллекторов подходят для отопления частных домов. Конкретный тип выбирается исходя из собственных нужд, платежеспособности, площади крыши (или иной поверхности) для установки.



Критерии выбора солнечного коллектора

Как мы уже знаем, солнечные коллекторы обладают как достоинствами, так и недостатками. Выбирая это устройство, следует обратить внимание на некоторые нюансы:

Плоские модели коллекторов прочнее остальных, однако, их сложно ремонтировать. Поломка выводит из строя сразу всю систему адсорбции, что увеличивает затраты на ремонт. Экземпляры данного типа способны нагревать воду на 20-40 градусов выше температуры окружающей среды.

Вакуумные виды коллекторов чувствительны к внешним действиям, быстрее поддаются повреждениям из-за хрупкости полых трубок. Между тем, ремонт здесь гораздо проще, так как может быть произведен в виде замены конкретной колбы. Зимой вакуумный коллектор эффективнее плоского, так как нагревает теплоноситель в более широком диапазоне и способен дольше поддерживает температуру.

Воздушные виды просты по конструкции, редко требуют ремонтных вмешательств. Стойко выдерживают очень низкие температуры, служат дольше остальных. Но они хуже прогревают теплоноситель.

Преобразование солнечной энергии в тепло внутри вакуумного коллектора прямо пропорционально размеру трубок. Короткая трубка небольшого диаметра снизит температуру нагрева теплоносителя. Вакуумные коллекторы оптимальны при наличии нескольких колб длиной до 2 метров и шириной около 6 см. Внутри должна иметься U-образная или прямая вставка для эффективного термогенеза.

Бесплатные объявления

Мощность гелиотехники измеряется в кВт и является номинальной. Этот показатель говорит о количестве тепла, которое будет производиться за период пребывания яркого солнца на уровне зенита. Для раннего утра и вечера такой расчет не подходит. Ночью в режиме поддержания используется накопленная днем энергия. По этой причине необходимо учитывать мощность сопрягаемой с коллектором системы и проверять возможность длительного сохранения тепла. Устройства с низким сбережением температур не подойдут для холодного времени года. Особенно это важно для моделей с водным проводником.



Проект системы отопления

Перед приобретением коллектора требуется составить проект полной системы отопления и ее крепления к крыше. Во многих случаях будет оправданно использование дополнительных каркасов. Замеры, расчет предпочтительно делать при участии специалиста в данной сферы деятельности.

Выбор вертикального расположения коллектора избавит от проблем с зачисткой снега, но может снизить КПД. В любом случае, нужно предусмотреть под установкой место для схода осадков зимой.

Самым выгодным будет размещение системы «лицом» на южную сторону или с отклонением от нее не более 30 градусов. Для функционирования 12 месяцев в год лучше брать угол установки равный широте местности.

Солнечный коллектор для частного дома достаточно дорогое удовольствие и поэтому его применение целесообразно в районах с преобладающим количеством солнечных дней. В следующей статье я расскажу о звукоизоляции дома.



Kомментарии

Написать комментарий




  • Цитата дня

    Делитесь накопленными знаниями, ведь это замечательный способ ничего не забыть.