Что такое гелиосистема? Преимущества и недостатки её применения.

Гелиосистема… В наше время этим словом уже похоже никого не удивить. Но не многие до конца понимают что же это такое. Некоторые «специалисты» задают вопрос: «А где же гелий?», другие утверждают, что при проектировании системы мы забыли включить в смету гель, но на самом деле ГЕЛИОСИСТЕМА – это всего лишь установленный комплект оборудования, способный превращать солнечное излучение в полезную для нас энергию.

Со времен появления на рынке Украины преобразователей солнечной энергии за ними крепко закрепились соответствующие названия:

Хотя в корне оба типа систем являются гелиосистемами.

Что такое гелиосистема?

Итак, гелиосистемой в классическом понимании этого слова является комплект оборудования, предназначенный для преобразования солнечной энергии в тепловую.

Как известно солнце дарит нам огромное количество энергии. Задача человечества – правильно собрать эту энергию. Если быть точным, то среднее количество энергии, излучаемое солнцем на земную поверхность на широте Киева в летний период времени ровняется 6кВт∙час/м² в сутки.

Первый закон термодинамики гласит, что энергия ниоткуда не берется и никуда не девается бесследно, а всего лишь переходит с одного состояния во другой.

Перезвоните мне

Назначение гелиосистемы

Прямой задачей гелиосистем является максимально эффективное преобразование энергии солнечного излучения в тепловую.

На сегодня максимальный КПД гелиосистем достигает 95%, что является высочайшим результатом по сравнению с другими технологиями.

Гелиосистемы используются в быту для:

• нагрева воды (горячего волоснабжения (ГВС)),
• поддержки системы отопления,
• подогрева воды в бассейне.

Существует интересная технология, когда с помощью геотермальных тепловых насосов энергия загоняется в землю, а потом зимой оттуда изымается.

Если использовать гелиосистему для горячего водоснабжения, отопления и подогрева бассейна, срок окупаемости становится более короткий, потому что потребляется абсолютно вся энергия.
Если применять только для нагрева воды, то нужен очень точный расчет, чтобы не было избытка энергии.
Если использовать для отопления и для ГВС, то это на самом деле это не очень эффективно, так как летом будет много избыточной энергии и возникнет проблема её распределения.

Использование гелиосистем для предприятий

Для нагрева воды в больших бассейнах (от 200 м³) гелиосистемы зарекомендовали себя очень хорошо. К примеру, для нагрева воды в бассейне объемом 980 м³ используется 37 коллекторов (1080 трубок).

Также эффективно применять гелиоколлекторы для горячего водоснабжения отелей, ресторанов, где есть постоянный разбор горячей воды и большая тепловая нагрузка. Это хорошо, так как солнечный коллектр всегда рассчитывается на 80% тепловой нагрузки.

То есть, если хотим применить гелиосистему для дома, где проживает семья из двух человек, то очень сложно рассчитать какая будет тепловая нагрузка: сегодня человек будет применять душ 2 раза, а завтра только раз. Это будет проблемой, так как целая четверть энергии не будет использована.

Поэтому применение гелиосистем для масштабных предприятий более сбалансированно, потому что разбор воды стабильный.

Состав гелиосистемы

В стандартный комплект гелиосистемы входят следующие элементы:

• генератор теплоты (гелиоколлектор любого типа),
• устройство, переносящее теплоноситель (насос или давление внешней системы водоснабжения),
• нагреваемый объект (вода системы ГВС, система отопления, бассейн).

Преимущества и недостатки использования гелиосистемы

Недостатки:

• Недостатком же является сезонность. Отопление солнцем зимой, точнее ее эффективность снижается из-за небольшой инсоляции.
• Высокая стоимость капиталовложений – это первоначальный минус, который быстро переростает в плюс. Потому что гелиосистема окупается очень быстро – на протяжении 7-8 лет.
• На гелиосистему негативно влияют перепады напряжения. Бывает, что отключают электричество, то гелиосистема закипает. Со временем, если произойдет несколько десятков подобных кипений система может выйти из строя. В таком случае нужно будет проводить сервисное обслуживание, в последствии которого будет перезаправлятьтя (меняться жидкость), для того, чтобы система снова могла работать в нормальном режиме.

Замена трубки солнечного коллектора. Конструкция солнечного коллектора и принцип работы

Преимущества:

• Неоспоримым преимуществом такой системы является возможность экономии существенной части энергии необходимой для нагрева необходимого тела.
• При правильном расчете система должна компенсировать до 80% затрат энергии в летний период времени.
• Длительный срок эксплуатации – 30 лет и больше.
• Короткий срок окупаемости – 7-8 и меньше лет.
• В состав гелиосистемы входят элементы изготовлены со стекла и алюминия, а занчит для изготовления комплектующих не используются материалы, которые подвергаются быстрому износу.

Эффективность использования солнечных систем на територии Украины

Вся территория Украины без исключения подходит для применения гелиосистем. То есть, даже северные регионы (например, Черниговская или Сумская области) прекласно подходят для использования на их территории солнечных коллекторов. Там достаточно солнечной инсоляции.
К примеру, максимальный показатель инсоляции в Черниговской области — 950 кВт∙час/м², а Херсонской и Одесской областях может достигать 1400 кВт∙час/м².
С этого следует, что наиболее эффективно применять гелиосистемы в южных регионах страны.

Гелиосистема для отопления дома на 200 м²

Последние тенденции касающиеся повышения тарифов на энергоносители заставляют пользователей энергосетей задуматься над возможностью экономии энергоресурсов. Самой энергоемкой системой в частном доме является система отопления. Если провести анализ энергоеффективных мероприятий, которые можно провести в частном доме для снижения затрат на отопление, то особое место среди них занимают системы на базе солнечных коллекторов.

Внедрение данной системы очень тонкий и сложный процесс.

Обязательным условием является высокий уровень энергоеффективности дома – теплопотери должны быть минимальными.

Идеальным условием является использование в качестве источников теплоты в комнатах теплых полов и теплых стен.

Дело в том, что такие устройства не требуют подачи в систему теплоносителя с высокой температурой.

Не исключен вариант применения и радиаторов или конвекторов, но в таком случае они должны быть подобраны из расчета на температурный режим не выше 55/35.

ХОТИТЕ ЗАКАЗАТЬ ОБОРУДОВАНИЕ ИЛИ ЗАДАТЬ ВОПРОС? ЖМИТЕ НА КНОПКУ

Перезвоните мне

Но даже в случае соблюдения всех факторов нужно понимать, что гелиосистема не может выступать в роли основного источника теплоты. Это связано с тем, что необходимость эксплуатации системы отопления совпадает с самым пасмурным периодом года. Эффективно такая система сможет работать в период межсезонья. В это время среднесуточная температура не очень низкая, а соответственно и затраты энергии необходимы не большие, но в то же время солнечная активность еще сохраняется.

Среднее расчетное количество вакуумных трубок 120 шт. (методика расчета описана здесь). Дальше построение системы зависит от индивидуальных особенностей системы отопления.

Почему стоит заказывать у нас?

100% соответствие проектированию

Полная гарантия соответствия работы к документам – выполняем все работы, прописанные в договоре, качественно, в полном объёме и вовремя.

Подбор оборудования по бюджету

Широкий диапазон бюджета на проектирование позволит каждому клиенту грамотно обустроить систему вентиляции, исходя из его финансовых возможностей.

Индивидуальная концепция

Мы не работаем по шаблону, а разрабатываем персональную концепцию под каждого клиента и объект, поэтому все наши проекты уникальны.

10 лет опыта

Наш опыт в проектировании вентиляционных систем более 10 лет, что является залогом правильной и экспертной разработки проекта и реализации систем любой сложности.

МЫ ПРЕДЛАГАЕМ СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД В РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Стоимость такой системы зависит от множества факторов. Вот некоторые из них:

• Напорная или безнапорная система отопления.
• Наличие буферной ёмкости (какой тип, с теплообменником или без него). В основним зависит от наличия бака и его типа (например, бак в баке). Если бака нет, то нужно устанавлиать его с теплообменником, а если есть бак, то нужно доустановить теплообменник. Если есть бак с теплообменником, то ничего ну нужно докупать.
• Наличие теплообменника (они могут быть вместе с баком, а могут доустанавливатся к уже сущетсвующей ёмкости)
• Протяженность магистрали (коллекторы стоят за 2 метра от буферной ёмкости или, к примеру, за 150 метров)
• Место установки коллекторов (на крыше или на поверхности земли, например, за 20 метров от дома)
• Гидроизоляция тепломагистрали
• Воможно система должна быть рассчитана и на нагрев воды в бассейне (в зимний период времени буферная ёмкость, а летом переключаем на бассейн). В таком случае понадобятся контроллеры и трехходовый клапан.

Вот некоторые индивидуальные факторы, от которых напрямую зависит стоимость системы отопления.

Комплектация системы поддержки отопления:

1. Коллектор вакуумный 30 трубок – 4 шт
2. Насосная станция – 1 шт
3. Расширительный бак – 1 шт
4. Автоматика управления гелиосистемой – 1 шт
5. Бак аккумулятор теплоты – 1 шт
6. Комплект материалов для обвязки оборудования системы – 1 компл.

Стоимость такой системы составит 165 000 грн.

Эксплуатация системы позволит снизить затраты на основной энергоноситель на 30-40% (в зависимости от погодных условий каждого года).

Срок возврата капиталовложений – 8 лет.

Гелиосистема для отопления помещений | SolarSoul.net ☀️

В Европейских странах гелиосистемы для отопления используют в 50% от общего количества установленных солнечных систем. Однако следует понимать, что гелиосистемы используют лишь для поддержки отопления и экономии основного энергоресурса, поскольку потребность в тепле значительно превышает выработку энергии солнечными коллекторами в отопительный период в нашей климатической зоне.

Основные предпосылки к использованию гелиосистемы для отопления дома:

• Развитие технологий энергоэффективного строительства. Благодаря этому снижается тепловая нагрузка здания и вклад солнечной энергии может быть более ощутим.
• Постоянно растущие тарифы на ископаемые энергоносители.
• Всё большая доступность и популярность солнечных систем. Технология удешевляется поэтому по сравнению с предыдущими годами установка гелиосистемы для отопления становится всё более рентабельна.
• Экологическая ответственность. Общемировой тренд сокращения вредных выбросов и устойчивого развития подкреплённый мировыми стратегиями.
• Появление новых технологий. Множество производителей предлагают решения благодаря которым можно оптимизировать первоначальные затраты и увеличить срок службы гелиосистем.

Наиболее распространенным является использование гелиосистем с суточной аккумулированием тепловой энергии. Недостатком гелиосистем для поддержки отопления с суточным аккумулированием являются невозможность использовать излишки тепла в летнее время. Выходом из данной ситуации может быть использование сезонного аккумулирования. Однако такую установку достаточно сложно реализовать на практике из-за необходимости обустройства огромных накопительных емкостей (объемом от 10 м³). Такие емкости закапывают под землю или строят специальный резервуар из бетона. Поэтому в подавляющем большинстве, в Европе гелиосистемы для отопления устанавливаются именно с суточным аккумулированием.

Варианты реализации гелиосистемы для поддержки отопления

Гелиосистема для отопления дома состоит из солнечных коллекторов, труб гелиоконтура и  бака аккумулятора. Такие баки могут быть комбинированными с отдельным встроенным внутренним баком для ГВС или отдельными.

Варианты схем реализации гелиосистемы с поддержкой отопления с суточным аккумулированием энергии

Объем таких баков аккумуляторов рассчитывается исходя из количества гелиоколлекторов, и ни в коем случае не определяется от объема теплоносителя в отопительной системе. В среднем это значение равно 75 л на один метр квадратный площади абсорбера солнечных коллекторов.

Следует так же отметить, что для максимального эффекта применения гелиосистемы для отопления, необходимо использовать низкотемпературные отопительные приборы такие как тёплый пол и т.д. Чем ниже рабочая температура гелиосистемы, тем выше её КПД.

Зависимость КПД гелиосистемы от типа системы отопления
Оптимальный рабочий диапазон для системы теплоснабжения 30–40 °C, что соответствует температурному графику теплых полов.

Пример: гелиосистема для отопления дома 200 м² в г. Киев

Рассмотрим пример, когда гелиосистема для отопления устанавливаются в доме с площадью 200 м². Контур распределения энергии комбинированный: радиаторы и теплые полы. Все расчеты горячего водоснабжения проводятся с учетом потребностью 200 литров воды с температурой 55 °С в сутки.

Количество затраченного тепла сильно зависит от качества утепления дома. К примеру для энергопассивного дома необходимо затратить всего 30 кВт*ч тепловой энергии на один метр квадратный площади за отопительный сезон. А для слабо утепленного дома может понадобиться более 200 кВт*ч тепла на один метр квадратный площади дома за сезон.

Типичные удельные теплопотери жилого дома в зависимости от утепления

Предположим, что дом построен по современным технологиям и отвечает требованиям по энергосбережению. Средние затраты энергии на теплоснабжение за сезон – 100 кВт*ч/ м². Соответственно в среднем за отопительный сезон для системы теплоснабжения дома понадобится приблизительно =  200 м² * 100 кВт*ч/ м² = 20 000 кВт*ч тепла.

Для расчетов были выбраны плоские солнечные коллекторы фирмы Vaillant auroTHERM VFK 145V со следующими параметрами:

•  Площадь абсорбера – 2,35 м²;
•  Оптический КПД – 0,79;
•  Коэффициент тепловых потерь К₁ – 2,41 Вт/м²К;
•  Коэффициент тепловых потерь К₂ – 0,049 Вт/м²К.

Внешний вид солнечных коллекторов Vaillant

Рассмотрим три варианта гелиосистем. В первом варианте установлено 5 солнечных коллекторов с общей площадью абсорбера 11,75 м², во втором 10 коллекторов (23,5 м²) и 3-й вариант с 15 коллекторами суммарной площадью 35,25 м². Расчеты приведены для г. Киев с учетом усредненной базы данных солнечного излучения и окружающей температуры для соответствующей климатической зоны.

График выработки тепловой энергии гелиосистемой на отопление дома

Очевидно, что максимальная выработка солнечной энергии приходится в летний период года. Энергия, выработанная гелиосистемой для отопления, лишь частично покрывает потребности в тепле и практически полностью покрывает нагрузку по горячему водоснабжению.

Максимальная экономия приходится на межсезонье и незначительна в зимние месяцы года. Чем больше общая полезная площадь солнечных коллекторов, тем больше значение экономии энергоресурсов.

Диаграмма покрытия отопительной нагрузки за счет гелиосистемы

В каждом из вариантов гелиосистемы вырабатывают для отопления различное количество тепловой энергии в процентном соотношении относительно общей потребности в тепле. Основной задачей проектирования таких солнечных систем является подбор оптимального значения замещения (экономии) основного источника энергии с учетом капитальных затрат.  Для этого необходимо сопоставить затраты на установку гелиосистемы и затраты на энергоносители.

Гелиосистема. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Гелиосистема представляет собой устройство, которое используется с целью преобразования энергии солнца в иной вид, к примеру, в электрическую или тепловую. Главная особенность такой системы в том, что для ее получения не нужно что-то добывать или сжигать природные ископаемые, ведь это экологически чистая установка. Для возможности ее работы достаточно только солнечной погоды. Именно данный фактор ограничивает применение данного оборудования и ставит его эффективность в прямую зависимость от климатической зоны и времени года. Зимой такая установка поможет только подогревать воду, а летом ее энергии с лихвой хватит на удовлетворение всех нужд.

Сегодня гелиоустановки производятся серийно, ведь доказана их эффективность и имеется спрос на них. К тому же в ряде стран предусмотрены различные льготы и поощрения за их использование. Вызвано это тем, что затраты на эксплуатацию подобных установок минимальны и нет вреда экологии. Такие устройства можно использовать в любых сферах жизни. При помощи них можно нагревать или охлаждать воду, воздух в помещении, вырабатывать электрическую энергию и т.п.

Виды

Гелиосистема

 по способу применения может быть:

• Системы, которые используются для теплоснабжения. Их также называют солнечными.
• Системы, используемые для выработки электрического тока. Данное оборудование работает на фотоэлектрическом принципе.
• Системы, используемые для охлаждения, то есть для абсорбции и адсорбции.

Больше всего на данный момент используются системы теплоснабжения, так как они больше всего востребованы. На текущий момент времени подобное оборудование применяется с целью снабжения горячей водой и поддержания необходимой температуры в помещениях. В первую очередь это касается загородных домов, коттеджей, пансионатов и гостиниц. К тому же подобные установки могут применяться в различных областях промышленности и при выполнении ряда технологических процессов. Также данное оборудование может быть комбинированным и выполнять сразу несколько функций.

Системы солнечного теплоснабжения можно поделить по типу циркуляции теплового носителя:

• Оборудование с принудительной циркуляцией.

• Оборудование с естественной циркуляцией, то есть термосифонные.

По количеству контуров теплоносителя система может быть:

• Одноконтурной.
• Двухконтурной.

Одноконтурное оборудование

• Вода по трубопроводной системе направляется от бака аккумулятора в солнечный коллектор.
• Она нагревается и далее поступает в тепловую систему.
• В помещении вода отдает свою тепловую энергию воздуху и постепенно остывает.
• Далее вода направляется в бак, и цикл повторяется вновь.

У такого метода много плюсов:

• Простота устройства.
• Высокий коэффициент полезного действия.

Однако имеются и недостатки:

• Вода вызывает коррозию металлов.
• Сложность в условиях работы низких температур, ведь солнце не производит нагрев ночью и в плохую погоду. Это значит, что вода в системе может замерзнуть, расшириться и привести к поломке оборудования.

Двухконтурные системы

Предполагают использование специального теплоносителя в виде незамерзающей жидкости. При этом энергия тепла передается с помощью теплообменника, который часто имеет форму «змеевика».

К плюсам подобных систем можно отнести:

• Надежность.
• Безопасность и сохранность системы даже в зимний период.
• Продолжительная эксплуатация, достигающая полсотни лет.

Однако имеются и недостатки:

• Низкая эффективность функционирования.
• Необходимость частой замены теплоносителя.

Циркуляция теплоносителя может быть:

• Естественной.
• Принудительной.

Гелиосистема естественной циркуляции базируется на том, что разогретый теплоноситель перемещается в вверх коллекторной системы, что приводит к появлению разности давления. Коллектор соединяется с баком, который находится выше него, что и приводит к появлению эффекта самопроизвольной циркуляции. Гелиосистема с принудительной циркуляцией предполагает применение специального насоса, который подключается к трубопроводной системе коллектора.

Устройство

Гелиосистема в большинстве случаев включает следующие основные элементы:

• Солнечный коллектор или так называемый гелиоколлектор. Данный элемент является основополагающим, ведь именно он улавливает солнечные лучи и преобразует световую энергию в тепловую или электрическую. Так инфракрасная составляющая излучения, попадая на коллектор превращается в тепловую энергию. Это приводит к разогреванию панелей. В результате этого жидкий теплоноситель в виде воды или незамерзающей жидкости нагревается.
• Система трубопроводов, по которым перемещается жидкость от коллектора в бак и наоборот.
• Бак-аккумулятор, в котором накапливается теплоноситель.
• Контур нагрева воздушных масс или воды. Это могут быть трубы отопления.
• Насос, который гоняет теплоноситель по системе.
• Устройства регуляции температуры и контроля.
• Дублирующий источник энергии. Он необходим, если на улице непогода или ночь.

Гелиосистема имеет замкнутый цикл работы, это значит, что теплоноситель отдает тепло и вновь перемещается к коллектору для нагревания.

Гелиосистема

 может иметь три основных вида гелиоколлекторов:

• Открытые.
• Плоские.
• Вакуумные.

Все производители стремятся выпускать коллекторы, которые обеспечивали бы максимум поглощения энергии солнца с минимум потерь тепла.

В открытых установках используется поглощающая панель без корпуса. Она производится из резиновых или пластиковых материалов. Данные панели выделяются устойчивостью к ультрафиолету, поэтому их можно устанавливать непосредственно на крыше. Подобные коллекторы в большей части случаев применяются для подогрева воды в странах, которые выделяются теплым климатом и значительным числом солнечных дней в году.

К плюсам подобных коллекторов можно отнести:

• Простота устройства.
• Легкий монтаж.
• Большой коэффициент полезного действия устройства.
• Небольшой вес.

К минусам относят:

• Зависимость от погоды.
• Ограниченность применения.
• Небольшой эксплуатационный срок.

Плоские коллекторы наиболее распространены, ведь они предлагаются по лучшему соотношению эффективности, стоимости и надежности.

К плюсам подобных коллекторов можно отнести:

• Возможность эффективного применения круглый год.
• Надежность и эффективность.
• Универсальность.
• Длительный эксплуатационный срок.

Однако в сравнении с вакуумными устройствами у них может наблюдаться снижение коэффициента полезного действия в период низкого излучения солнца.

Вакуумные гелиоколлекторы бывают плоскими и трубчатыми. Основная проблема использования данных устройств заключается в поддержании вакуума на необходимом уровне в период их службы. Поэтому в плоских вакуумных устройствах дополнительно устанавливают специальные насосы.

К плюсам подобных коллекторов можно отнести:

• Высокая эффективность.
• Универсальность.
• Максимальный коэффициент полезного действия в зимний период.

Однако есть и минус — это низкая надежность, что вызвано большим риском побития градом или приведение в негодность другими погодными явлениями. К тому же любое небольшое повреждение приводит к исчезновению вакуума из панели.

Принцип действия

Главный принцип функционирования плоских солнечных коллекторов для отопления заключается в следующем:

• Лучи солнца падают на плоский слой панели коллектора. В большей части случаев это пластины из специальных металлов, окрашенные в черный цвет и заключенные в стеклянный или пластиковый корпус. Панели устанавливаются на крышах или в других местах, где имеется прямой доступ к солнечным лучам. Они работают по принципу миниатюрной теплицы.
• Полученная от солнца энергия нагревает воду, которая далее направляется к потребителю. Часть труб находится под пластинами.
• Нагретая вода направляется в резервуар, где хранится до ее использования. В солнечный день температура нагретой воды достигает 70 градусов.

Совсем другой принцип работы имеет гелиосистема, которая рассчитана на выработку электрической энергии. Солнечные панели данной установки выполнены из фотоэлектрических ячеек, которые смонтированы в рамку. Ячейки производятся из полупроводникового материала, к примеру, кремния.

Работа таких панелей выглядит так:

• Лучи попадают на полупроводник, что приводит к их нагреванию и частичному поглощению энергии.
• Полученная энергия приводит к высвобождению электронов внутри полупроводника.
• На фотоэлемент воздействует электрическое поле, приводящее к движению свободных электронов в требуемом направлении, что и приводит к образованию электрического тока.

Сила тока определяется мощностью фотоэлементов и напряжением ячеек. Эту электроэнергию можно использовать для работы различных электрических устройств. Для доставки электричества потребителю используются инверторы, контролеры и аккумуляторы.

Применение

Гелиосистема может применяться в следующих целях:

• Горячее водоснабжение построек.
• Горячее водоснабжение и отопление гостиниц и домов отдыха.
• В системах горячего водоснабжения кафе и баров.
• Подогревание воды в бассейнах.
• Горячее водоснабжение и отопление промышленных объектов.
• Для получения электрической энергии в частных домах и на промышленных объектах.

Похожие темы:

Выбор и установка гелиосистем для отопления

Отопление с помощью Солнца, как давно человечество мечтало об этом, периодически страдая то от избытка солнечной энергии, то от ее нехватки. Гелиосистемы являются попыткой реализовать это желание в бытовых условиях.

Что такое гелиосистема

Гелиосистема — устройство, позволяющее преобразовывать солнечную энергию в тепловую или электрическую. По этому признаку, системы делятся на два вида.

• Система теплоснабжения – установка, реализующая технологию солнечного коллектора. Конструкция преобразует световую энергию в тепловую, а тепловая энергия, в свою очередь, используется для обогрева и организации снабжения горячей водой.
• Система энергоснабжения – типичный представитель – солнечная батарея, являющая собой совокупность полупроводников, преобразующих солнечную энергию в электрическую.

Второй вид является более универсальным, но, как указывается в отзывах, альтернативные источники энергии предпочтительнее использовать для отопления, так как последние требуют меньшей мощности.

Гелиосистема для теплоснабжения состоит из солнечного коллектора, резервуара-аккумулятора, теплоприемника и, собственно, системы отопления. Теплопередачу обеспечивает движение незамерзающего теплоносителя.

Коллекторы бывают двух типов:

• Плоские –  панели, содержащие абсорбирующее вещество, защищенное закалённым призматическим стеклом и располагающееся на слое термоизоляции. Незамерзающая жидкость циркулирует по полиэтиленовым или медным трубкам коллектора, и, нагреваясь до нужной температуры, передается  в бак. На этой фотографии показан пример расположения коллектора на крыше
• Трубчатые или вакуумные коллекторы представляют собой панель, состоящую из трубок. Трубка имеет двойную структуру: внешняя часть трубки прозрачная, внутренняя покрыта абсорбером, между ними находится вакуум. Такая конструкция позволяет сохранить больше энергии (до 95%).

Особенности работы гелиосистемы

Схема устройства показывает, что энергетическим источником в системе является солнце. Отсюда следует логичный вывод, что наиболее эффективна гелиосистема летом, когда продолжительность дня и интенсивность солнечного излучения достигают максимальной отметки. В зимнее время эффект оборудования имеет минимальное значение.

Именно поэтому солнечный коллектор не рекомендуется к использованию в качестве основного источника тепла в зимний период. Тем не менее, при небольшой площади здания и высокой степени утепления, гелиосистема может производить до 30% тепла, тем самым способствуя экономии других отопительных ресурсов.

Увеличить полезность устройства можно, используя его для горячего водоснабжения.

Рабочая площадь

Производительность коллектора имеет прямую зависимость от площади его рабочего поля и степени освещения, Поэтому площадь следует рассчитывать на основе летней нагрузки: затраты на горячее водоснабжение, поддержку системы, предотвращающую конденсацию, и так далее. Всё это можно рассчитать собственноручно: для этого проще всего воспользоваться онлайн-услугой, указав количество обитателей, уровень потребления горячей воды и угол наклона, под которым возможно установить солнечный коллектор.

Для отопления в зимний период рабочая площадь аппарата, должна быть в 2– 2,5 раза больше. Более точное устанавливается специалистом, который учитывает степень утепления, особенности здания и тому подобное.

Угол наклона

Ещё один основополагающий фактор для производительности системы – размещение относительно движения солнца.

• Сторона света – юг, так как при любых погодных условиях большую часть дня солнце расположено на южной стороне небосвода.
• Оптимальный угол наклона, с учётом возможности выбирать расположение, 60 градусов. Это положение обеспечивает максимальное попадание солнечных лучей на поверхность в зимнее время. Если выбора нет, то при наклоне менее 30 градусов рекомендуется установить вакуумный коллектор.

Принцип действия гелиосистемы

Типовая комплектация содержит 5 обязательных компонентов:

Предлагается два способа установки системы.

• Аккумуляция. В данном случае происходит подача нагретой жидкости в бак-аккумулятор, нагревает воду, поступающую в подающий трубопровод при достижении соответствующей температуры. В зимнее время нагрев воды недостаточен, поэтому бак также обеспечивается дополнительным нагревом с помощью котла или тэнов.
• Подача в систему отопления. Коллектор соединяется водонагревателем, откуда нагретая до нужной температуры вода попадает в бак, а затем в трубопровод. Такой способ соединения, когда в системе действует котел отопления, считается более выгодным, так как в этом случае вода в бак поступает уже в подогретом состоянии, следовательно, отопительный котел тратит меньше тепла.

Гелиосистема поддерживает как радиаторную систему обогрева, так и напольную.

Установка гелиосистемы

Собственноручно производить монтаж гелиосистемы следует только при наличии нужного опыта. Как правило, самостоятельно выполняются работы по размещению системы на баню или душевые. Солнечные коллекторы наиболее удобно располагать на крыше – лучше инсоляция и меньше опасности оказаться в тени объектов, что само по себе представляет и сложность, и опасность для жизни.

• Аппараты размещаются на крыше здания: плоские укладываются на ее поверхности, трубчатые рекомендованы установить на опоры. Дело в том, что снег на плоских аппаратах не задерживается, в то время как с вакуумных его нужно будет очищать.
• Бак-аккумулятор, насос и теплообменник рекомендуется установить как можно ниже, соблюдая те же условия для естественной циркуляции, что и в обычной водяной системе отопления. Если предполагается установить насос, то расположение коллектора не имеет особого значения.
• В качестве теплоносителя рекомендуется использовать антифриз, так как зимой угроза замерзания воды сведет на нет все преимущества солнечного обогрева.

Солнечный коллектор зимой. Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой.

В этой статье: Работает ли зимой солнечный коллектор? Сравнение эффективности работы зимой вакуумного и плоского солнечного коллектора. Плюсы и минусы гелиосистемы. Отзыв владельца. Видео по теме.

Солнечный коллектор зимой.

Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой.

В последнее время альтернативные источники энергии вызывают все более живой интерес со стороны наших соотечественников. Наиболее простыми из них в устройстве являются солнечные коллекторы, благодаря чему их доля в нетрадиционной энергетике, особенно бытовой, чрезвычайно велика. Данная статья поможет найти ответ на вопрос: насколько эффективным является солнечный коллектор зимой?

Работает ли зимой солнечный коллектор?

Как свидетельствует статистика (данные приведены в Википедии), на 1 тыс. россиян приходится примерно 0,2 кв. м применяемых у нас солнечных коллекторов, тогда как в Германии этот показатель составляет 140 кв. м, а в Австрии – целых 450 кв. м. на 1 тыс. жителей.

Столь значительную разницу нельзя объяснить одними только климатическими условиями. Ведь на большей части России за день поверхности земли достигает такое же количество солнечной энергии, как и на юге Германии – в теплое время эта величина составляет от 4 до 5 кВт*ч/кв. м.

Чем же вызвано наше отставание? Отчасти оно обусловлено сравнительно низкими доходами россиян (гелиоустановки являются пока довольно дорогим удовольствием), отчасти – наличием собственных крупных газовых месторождений и, как следствие, доступностью голубого топлива.

Но немалую роль сыграло и предвзятое отношение со стороны многих потенциальных пользователей, считающих установку солнечного коллектора нецелесообразной. Дескать, летом и так тепло, а зимой от подобной системы мало проку.

Вот какие аргументы выдвигают скептики касательно эксплуатации гелиоустановок зимой:

1. Установку постоянно засыпает снегом, так что солнечное излучение достигает её не так уж часто. Если, конечно, владелец не дежурит постоянно на крыше с веником или щеткой.

2. Холодный морозный воздух отбирает почти все тепло, накапливаемое коллектором.

3. Часто упоминают и всесезонный поражающий фактор – град, который может разнести гелиоустановку вдребезги.

Чтобы понять, насколько справедливы эти доводы, рассмотрим устройство различных видов солнечных коллекторов.

Устройство и область применения в быту.

На сегодняшний день наибольшее распространение нашли плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

Плоские солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурат). Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметикой.

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть теплоноситель до 190—210°C. Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре, эффективность которого может составлять около 95%. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности, поскольку применение меди против алюминия даёт выигрыш 4 % (хотя теплопроводность алюминия вдвое меньше, что означает значительное превышение «запаса мощности» по теплопередаче), что незначительно в сравнении с ценой). Также высокая эффективность достигается увеличением площади контакта трубки и медного листа: у формованного листа и паянного соединение она максимальна, у соединения ультразвуковой сваркой — меньше. Используется также алюминиевый экран.

Вакуумные солнечные коллекторы.

Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.

Фактически солнечная вакуумная труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.

Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение медные тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При воздействии на коллектор солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору.

Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности.

Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.

Видео сравнение работы плоского и вакуумного коллектора зимой

В быту гелиоустановки применяются для приготовления горячей воды, в том числе для бань, подогрева бассейна либо в качестве дополнительного источника тепла для системы отопления.

В промышленности сфера применения таких систем является более широкой: на их основе сооружают опреснители воды, парогенераторы (пар приводит в движение различные машины) и даже электростанции.

Эффективность зимой

Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой? Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

Засыпание панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.

Из-за того, что коллектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.

Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. Посмотрите видеоролик, снятый во время испытаний вакуумной трубки на ударную прочность.

Видео. Испытание солнечного коллектора на прочность.

Трубка выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла которое выдерживает удары града который падает со скоростью 18 м/с и имеет 35 мм диаметре.

  Как видно, солнечные коллекторы зимой вполне работоспособны. Хотя, конечно, производительность их в сравнении с летним периодом ощутимо снижается.  

Плюсы и минусы гелиосистемы

 Им присущ более высокий КПД по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами.

 Усваиваемая с их помощью энергия является абсолютно бесплатной.

 Работа солнечного коллектора полностью безвредна для экологии: используемый ресурс – солнечное тепло — является неисчерпаемым и усваивается напрямую, без сжигания чего-либо и загрязнения окружающей среды.

 Теперь укажем слабые места гелиоустановок:

• Коллекторы стоят пока сравнительно дорого

• Из-за переменчивости погодных условий производительность коллектора не стабильна.

• Систему приходится оснащать довольно вместительным баком-накопителем с хорошей теплоизоляцией.

Отзыв владельца о работе солнечного коллектора зимой.

Видео о работе солнечной сплит-системы SH-200-24 торговой марки «АНДИ Групп»

Предлагаем Вашему вниманию всесезонные солнечные коллекторы торговой марки АНДИ Групп

Солнечная сплит-система ЭЛИТ

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 200 до 1000л)

Солнечная сплит-система СТАНДАРТ

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 100 до 500л)

Солнечный вакуумный коллектор ПАНЕЛЬ

Количество трубок в коллекторе: 12,15,18,20,24,30 (в зависимости о модели)

Солнечный коллектор УНИВЕРСАЛ

Количество трубок в коллекторе: 15,20,24,30 (в зависимости о модели)

   Остались вопросы? Напишите нам!

Гелиосистема отопления с двухфазной многокомпонентной жидкостью Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ЭНЕРГЕТИКА

УДК 697.1:536.2

ГЕЛИОСИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ С ДВУХФАЗНОЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ЖИДКОСТЬЮ

Л. Л. ВАСИЛЬЕВ1, Д. Х. ХАРЛАМПИДИ2, В. А. ТАРАСОВА2, А. С. ЖУРАВЛЕВ1, М. А. КУЗНЕЦОВ2, Л. П. ГРАКОВИЧ1, М. И. РАБЕЦКИЙ1

1 Государственное научное учреждение «Институт

тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова Национальной

академии наук Беларуси», г. Минск

2Институт проблем машиностроения

имени А. Н. Подгорного Национальной академии наук

Украины, г. Харьков

Ключевые слова: альтернативная энергетика, гелиосистема, солнечный коллектор, термодинамический насос, тепловая труба.

Введение

В последнее десятилетие происходят значительные изменения в энергетике, жилищно-коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, архитектуре и строительстве. Основными мировыми тенденциями являются существенное сокращение потребления тепловой энергии от источников на углеводородном топливе и снижение ее потерь при транспортировке от генерирующих мощностей к потребителям. Большие перемены имеют место, в частности, в секторе теплоснабжения, горячего водоснабжения, кондиционирования помещений. Традиционные источники топлива и энергии активно вытесняются возобновляемыми, одним из которых является солнечное излучение, все шире используемое для производства электричества с помощью фотоэлектрических преобразователей либо в целях получения тепла для отопления помещений и систем горячего водоснабжения [1]-[6]. На достижение прогресса в области гелиотехники, совершенствование имеющихся и создание новых конструкций направлены научные исследования, поиски инженерных решений. Важно отметить, что развитие альтернативных технологий в энергетике благотворно влияет на экологию, позволяя снизить количество выбросов вредных веществ в атмосферу.

Эффективность гелиосистемы для отопления помещений и нужд горячего водоснабжения в значительной степени определяется техническими возможностями солнечного коллектора и контура циркуляции. Высокие характеристики оборудования могут быть обеспечены применением естественно-циркуляционных систем с двухфазной многокомпонентной жидкостью, работающих по принципу термодинамического насоса и сорбирующих тепло солнечного излучения коллекторами на базе тепловых труб либо термосифонов.

Целью работы является повышение эффективности энергосберегающих систем получения тепла и холода, использующих солнечную энергию, усовершенствование контура циркуляции теплоносителя путем организации его работы по принципу термодинамического насоса.

Гелиосистемы с коллекторами на базе тепловых труб

Одним из способов использования солнечной энергии является подогрев воды для систем горячего водоснабжения, а также отопления при пониженных температурах и получения холода с целью обеспечения комфортных условий в помещениях летом.

Простая водонагревательная установка состоит из коллектора солнечной энергии, бака-аккумулятора, дополнительного нагревателя воды и насоса. Для тепло- и хладо снабжения предназначены более сложные комбинированные системы [7], состав которых дополняется сорбционной холодильной установкой, также использующие энергию солнечного излучения (рис. 1). Получаемый холод может быть предназначен для кондиционирования помещений в дневное время.

Нагрев Охлаждение

Рис. 1. Схема комбинированной солнечной установки для тепло-и хладоснабжения: 1 — солнечный коллектор; 2 — бак-аккумулятор; 3 — дополнительный источник тепла; 4 — конденсатор; 5 — испаритель; 6 — абсорбер; 7 — теплообменник;

8 — генератор; 9 — вентиль; 10 — жидкостный насос

Основным элементом гелиоустановки является солнечный коллектор, конструкция которого в значительной степени определяет эффективность и стоимость всей системы. Плоский коллектор (рис. 2) позволяет использовать прямую и рассеянную солнечную радиацию без необходимости слежения за Солнцем. Конвективные коллекторы, передача тепла в которых производится жидкостью при ее вынужденном течении, достаточно эффективны, технологичны и не дороги, однако обладают недостатками: реверсивность теплообмена при отсутствии солнечного излучения, сложность дренажа системы. В качестве теплоприемных и теплопередающих элементов солнечных коллекторов могут применяться автономные замкнутые двухфазные устройства для передачи тепла — тепловые трубы, обеспечивающие равномерность температуры по длине приемного элемента и снижение тепловых потерь. При этом повышается надежность коллектора, предотвращается сброс тепла из системы при отсутствии солнечного излучения вследствие однонаправленности теплопередачи наклонных тепловых труб, работающих в поле гравитации. К недостаткам коллекторов с тепловыми трубами можно отнести их более высокую стоимость.

При выполнении теоретического расчета системы солнечного отопления определяется количество тепла, которое может выработать солнечный коллектор с тепловыми трубами или термосифонами, и вычисляется потребная мощность дополнительного источника тепла. Уровень солнечной радиации, падающей на единицу площади коллектора, рассчитывается методом Ангстрема. Суть его состоит в том, что, располагая данными о продолжительности солнечного периода, полученными на основе многолетних наблюдений на метеорологических станциях, можно рассчитать среднемесячные уровни солнечной радиации, а затем ее суммарную величину, поступающую на коллектор, с учетом местной широты, склонения Солнца, угла наклона коллектора, используя уравнение Ангстрема-Прескотта [8]-[10]:

Н 1 п -= а + Ь—,

Н о по

где Н — суммарная среднемесячная солнечная радиация, поступающая на поверхность Земли; Н0 — радиация, поступающая на верхнюю границу атмосферы; п , п0 -среднемесячная и максимально возможная месячная продолжительности солнечного сияния; а и Ь — эмпирические коэффициенты, которые учитывают расположение местности, суммарную солнечную радиацию и определяются методом регрессии для разных климатических зон [11].

1

2

Рис. 2. Плоский коллектор солнечной энергии с тепловыми трубами: 1 — теплоизоляция; 2 — стеклянное покрытие; 3 — тепловые трубы; 4 — жидкостный теплообменник

Полезное количество тепла, производимое солнечным коллектором с селективной поверхностью, в который вмонтированы вакуумные изоляторы и тепловые трубы, может быть найдено из следующего уравнения [12]:

0 = ГА

А

$ —ТиЬ СТ — Та )

А

где — коэффициент отвода тепла; $ — энергия солнечного излучения, поглощенная единицей площади приемника; Аг — площадь абсорбционной поверхности коллектора; — общая площадь коллектора; — коэффициент теплопередачи; Тг — внутренняя температура коллектора; Та — температура окружающей среды.

Накопленный в Институте тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси многолетний опыт разработки и исследования тепловых труб разнообразных конструкций, работоспособных в различных диапазонах температур и внешних условий, термосифонов (конвективных, пародинамических, кольцевых), в том числе для использования возобновляемых источников энергии, а также солнечных коллекторов на их основе [7, ] [13]-[16], данные других авторов [17]-[19] свидетельствуют о высоком уровне теплотехнических параметров таких устройств. Анализ влияния на эффективность ц = двых/ дсолн (двых — удельная полезная энергия, используемая на нагрев теплоносителя; дсолн — удельная энергия падающего солнечного излучения) солнечного коллектора термических сопротивлений я входящих в его состав компонентов показал, что зависимость ц{я) не линейна, при уменьшении термического сопротивления до некоторого характерного значения эффективность ц практически не зависит от я .

4

3

В результате натурных испытаний установлено, что коллекторы такого типа обладают следующими достоинствами:

— поддерживается равномерность температуры по всей длине теплоприемного элемента, что снижает потери тепла;

— обеспечивается высокая надежность устройства, поскольку при выходе из строя отдельных элементов передача энергии уменьшается, но не прекращается;

— предотвращается сброс тепла из системы при недостатке солнечного излучения из-за отсутствия теплопередачи наклонными тепловыми трубами против сил гравитации;

— осуществляется быстрый запуск системы ввиду низкой теплоемкости конструкции.

Такие свойства коллекторов обеспечивают возможность успешного их применения для создания эффективных гелиосистем получения тепла и холода.

Естественно-циркуляционная система отопления с двухфазной многокомпонентной жидкостью

Важным звеном, обеспечивающим эффективность передачи полученной в гелио-коллекторе энергии потребителю, является контур циркуляции теплоносителя.

Существующие способы циркуляции теплоносителя в системах отопления, такие как применение насосов или осуществление движения горячей воды через отопительные приборы за счет движущего напора циркуляции, обусловленного разностью плотностей нагретой и охлажденной воды в опускных и подъемных трубах, имеют свои недостатки. Так, с одной стороны, естественно-циркуляционные системы с гомогенным теплоносителем обладают неоправданно высокой металлоемкостью, а с другой — работа систем с принудительной циркуляцией теплоносителя связана с затратами энергии на привод насосов. Зачастую работа насосов сопровождается шумом и вибрациями. Кроме того, насос является источником аварий и требует систематического надзора.

Работы по созданию принципиально новых методов обеспечения интенсивной циркуляции теплоносителя в системах охлаждения устройств промышленной теплоэнергетики велись в 80-х гг. прошлого столетия в Харьковском инженерно-строительном институте исследовательской группой, возглавляемой Е. М. Ново-хатским [20]. Разработанные ими экспериментальные образцы естественно-циркуляционных систем обладали многими преимуществами. Интенсификация движения теплоносителя осуществлялась в них за счет термодинамической работы цикла Ренкина (Rankine cycle), которая производилась в результате испарения и конденсации какой-либо жидкости с температурой кипения меньшей, чем температура кипения основного теплоносителя. Такая система получила название «система с термодинамическим насосом». С тех пор принципиально новый способ организации движения теплоносителя, основанный на использовании работы расширения легкокипящей вспомогательной жидкости, был незаслуженно забыт. Однако исследование таких систем не потеряло свою актуальность, а, наоборот, с повсеместным внедрением «зеленой» энергетики для них открылись новые области применения. Так, естественно-циркуляционная система может быть применена в комплексе с гелиоколлекторами на основе тепловых труб в системах отопления и горячего водоснабжения. Работающая без подвода внешних источников первичной энергии (электроэнергии) по принципу термодинамического насоса, образованного двухфазной многокомпонентной жидкостью, система имеет повышенную надежность движения теплоносителя, экономичность работы, низкую металлоемкость, простоту конструкции. В таких системах происходит существенное увеличение движущего напора циркуляции за счет использования работы расширения испаряющейся в

подъемной части циркуляционного контура легкокипящей жидкости и конденсации ее паров во вспомогательном теплообменнике.

Система отопления и горячего водоснабжения включает в себя несколько контуров (рис. 3). В гелиоконтуре осуществляется насосная циркуляция воды. При этом предусмотрен сброс части нагретой воды в бак-аккумулятор 15 для обеспечения горячего водоснабжения.

Рис. 3. Конструкция термосифонной гелиосистемы с термодинамическим насосом: 1 — вентиль; 2 — уровень вспомогательной жидкости в циклоне; 3 — уровень воды в циклоне; 4 — циклон; 5 — опускная труба; 6 — отопительные приборы; 7 — обратная труба; 8 — теплообменник; 9 — игольчатый вентиль; 10 — подъемная труба; 11 — труба для вспомогательного теплоносителя; 12 — конденсатор пара легкокипящей жидкости;

13 — солнечный коллектор; 14 — трехходовой вентиль; 15 — бак-аккумулятор;

16 — вентиль; 17 — насос

Отвод теплоты из гелиоконтура и подвод ее к основному теплоносителю (воде) естественно-циркуляционной системы отопления осуществляется через теплообменник рекуперативного типа 8. Система отопления заполнена водой так, что уровень воды 3 в циклоне 4 может располагаться несколько выше или ниже ввода в циклон пароводяной смеси, поднимающейся вверх по подъемной трубе 10. Помимо воды в данной системе имеется вспомогательная легкокипящая жидкость (например, бензол) или гетерогенная легкокипящая жидкость — бензин, у которого температура кипения первых фракций находится в пределах 40-50 °С, а последних — около 80-85 °С. Уровень этой вспомогательной жидкости 2 в циклоне 4 расположен выше уровня 3, так как ее плотность меньше плотности воды. Вспомогательная жидкость заливается в систему через вентиль 1, так что конденсатор пара легкокипящей жидкости 12 и труба 11, соединенная с подъемной трубой 10, также заполнены легкокипящей жидкостью. До начала пуска системы отопления в работу вентиль 9 закрыт. Циклон 4 соединен с отопительными приборами 6 опускной трубой 5. Охлажденная в отопительных приборах вода по обратной трубе 7 поступает в теплообменник 8. Начальный период работы такой отопительной системы ничем не отличается от этого периода работы обычной отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя. После того как температура воды в подъемной трубе достигает величины,

превышающей температуру кипения самых легких фракций вспомогательной жидкости, вентиль 9 открывают, легкокипящая жидкость самотеком поступает в подъемную трубу 10, полностью или частично испаряется и пароводяная смесь поступает в циклон 4, где происходит разделение пара и жидкости. Горячая вода из циклона направляется в отопительные приборы 6. Отделившиеся от воды пары легкокипящей жидкости поступают в конденсатор 12, а затем конденсат самотеком поступает в нижнюю часть подъемной трубы. Конденсатор представляет собой оребренную трубу, которая омывается холодным воздухом.

Если легкокипящая жидкость гомогенна, то она участвует в процессе циркуляции теплоносителя, если гетерогенна — в процесс циркуляции с повышением температуры вступают фракции с более высокой температурой кипения, и, таким образом, количество вспомогательной жидкости, участвующей в процессе циркуляции, растет с повышением температуры теплоносителя до тех пор, пока не будет участвовать фракция с самой высокой температурой кипения.

Предлагаемая технология создания гелиосистемы отопления с двухфазной многокомпонентной жидкостью также позволяет реализовать новые перспективные способы интенсификации теплообмена, основанные на использовании наносред.

Гелиотехнологии могут быть успешно применены в сушильных установках аграрного сектора, системах нагрева воды для бытовых целей, обеспечивая экономию до 5 тыс. тонн условного топлива в год [21] при существенном улучшении экологической обстановки.

Задачи по использованию энергии Солнца, наряду с другими возобновляемыми источниками энергии, актуальны для Республики Беларусь и соответствуют приоритетным направлениям научно-технической деятельности на 2016-2020 гг.

Заключение

В результате обобщения изложенного можно сделать следующие выводы:

1. Развитие солнечной и других видов альтернативной энергетики является важной и актуальной задачей, направленной на решение экономических и экологических проблем.

2. Коллекторы на тепловых трубах и термосифонах обладают рядом достоинств, позволяющих создавать эффективные гелиосистемы для тепло- и хладоснабжения потребителей.

3. Высокой эффективностью использования солнечной энергии обладает естественно-циркуляционная система обогрева объектов, работающая по принципу термодинамического насоса, образованного двухфазной многокомпонентной жидкостью. Технология создания такой гелиосистемы отопления позволяет реализовать новые перспективные способы интенсификации теплообмена, основанные на использовании наносред.

Литература

1. Покотилов, В. В. Использование гелиосистем и других ВИЭ для теплоснабжения многоэтажных зданий / В. В. Покотилов, М. А. Рудковский // Энергоэффективность. — 2014. — № 1. — С. 16-20.

2. Анарбаев, А. И. Сопоставление эксплуатационных характеристик некоторых типов солнечных коллекторов и водонагревательных установок в условиях Узбекистана / А. И. Анарбаев, Р. А. Захидов, Н. И. Орлова // Гелиотехника. — 2007. -№ 1. — С. 14-20.

3. Jee, J. M. Flat plate solar photovoltaic-thermal (PV/T) systems: A reference guide / J. M. Jee, S. Iniyan, G. Ranko // Renewable and Sustainable Energy Reviews. — 2015. -Vol. 51. — P. 62-88.

4. Мырзакулов, Б. К. Энергосбережение и возобновляемые источники энергии / Б. К. Мырзакулов // Наука, новые технологии и инновации. — 2013. — № 7. -С.18-24.

5. Del Chiaro, B. Solar Water Heating: How California Can Reduce Its Dependence on Natural Gas / B. Del Chiaro, T. Telleen-Lawton. — Los Angeles : Environment California Research & Policy Center, 2007. — 20 p.

6. Савилов, А. В. Альтернативные источники солнечной энергии в многоквартирном доме / А. В. Савилов, А. А. Петрушкин // Молодой ученый. — 2017. — № 10. -С. 80-85.

7. Васильев, Л. Л. Тепловые трубы в системах с возобновляемыми источниками энергии / Л. Л. Васильев, Л. П. Гракович, Д. К. Хрусталев. — Минск : Наука и техника, 1988. — 159 с.

8. Gueymard, C. Acritical look at recent interpretations of the Angstrom approach and its future in global solar radiation prediction / C. Gueymard, P. Jindra, V. Estrada-Cajigal // Solar Energy. — 1995. — Vol. 54, No 5. — P. 357-363.

9. Wong, T. Solar radiation model / T. Wong, W. K. Chow // Applied Energy. — 2001. -Vol. 69. — P. 191-224.

10. Пашинский, В. А. Оценка падающей солнечной радиации на горизонтальную поверхность территории в условиях Республики Беларусь / В. А. Пашинский, А. А. Бутько, А. А. Черкасова // Экол. вестн. — 2015. — Т. 32, № 2. — С. 77-82.

11. Radosavljevic, J. Defining of the intensity of solar radiationоn horizontal and oblique surfaces on Earth / J. Radosavljevic, A. Dordevic // Facta Universitatis. Ser.: Working and Living Environmental Protection. — 2001. — Vol. 2, No 1. — P. 77-86.

12. Duffie, J. A. Solar Engineering of Thermal Processes. 4th edition / J. A. Duffie, W. A. Beckman. — Hoboken, New Jersey (USA) : Wiley, 2013. — 936 p.

13. Анализ параметров плоского солнечного коллектора с тепловыми трубами / Л. Л. Васильев [и др.] // Весщ АН БССР. Сер. фiз.-энергет. навук. — 1984. — № 3. -С. 57-62.

14. Использование теплообменников на тепловых трубах для кондиционирования, в области пищевой промышленности и холодильной техники / Л. Л. Васильев [и др.] // Весщ НАН Беларусь Сер. фiз.-тэхн. навук. — 2014. — № 3. — С. 85-90.

15. Использование возобновляемых источников энергии и вторичных энергоресурсов с помощью тепловых труб / Л. Л. Васильев [и др.] // Энергоэффективность. -2016. — № 11. — С. 28-31.

16. Васильев, Л. Л. Утилизация возобновляемых и вторичных энергоресурсов с помощью тепловых труб и термосифонов / Л. Л. Васильев, А. С. Журавлев // Энергетика и ТЭК. — 2017. — Т. 167, № 2. — С. 20-22.

17. Rassamakin, B. Aluminum heat pipes applied in solar collectors / B. Rassamakin [et al.] // Solar Energy. — 2013. — Vol. 94. — P. 145-154.

18. Azad, E. Theoretical and experimental investigation of heat pipe solar collector / E. Azad // Experimental Thermal and Fluid Science. — 2008. — Vol. 32, Iss. 8. -P. 1666-1672.

19. Riffat, S. B. A novel hybrid heat pipe solar collector/CHP system / S. B. Riffat, X. Zhao // J. Renew. Energy. — 2004. — Vol. 29. — P. 2217-2233.

20. Новохатский, Е. М. Отопительная система с термодинамическим насосом / Е. М. Новохатский, А. Д. Харлампиди. — Харьков : ХИСИ, 1984. — 5 с. — Деп. в ВНИИИС № 5054-84.

21. Нистюк, В. П. Роль возобновляемой энергетики в Республике Беларусь и перспективы ее развития / В. П. Нистюк // Энергоэффективность. — 2010. — № 3. -С. 17-20.

Получено 27.11.2018 г.

Это хорошая идея?

В солнечных системах отопления нет ничего нового: мы, люди, применяем эту концепцию на протяжении тысячелетий. У древних греков, например, были «солярии», внутренние помещения поддерживались теплом за счет эффективного улавливания и хранения солнечной энергии.

Сегодня каждая третья американская семья борется с оплатой счетов за электроэнергию. Самая большая часть счетов — 45% — идет на оплату отопления. С учетом вышесказанного, домохозяйства могут получить огромную выгоду, изучив различные способы использования солнечных панелей или систем, чтобы согреться и резко сократить эти непомерные счета.

Существуют различные способы использования солнечной энергии для выработки тепла, в том числе:

В этой статье мы сосредоточимся на солнечном обогреве помещений. Вот краткий обзор потенциальных преимуществ использования солнечных панелей для обогрева вашего дома:

Если вы не знаете, какие у вас варианты солнечного отопления, это подробное руководство для вас.

Содержание

Что такое активные и пассивные солнечные системы отопления?

Использование энергии солнца — лучший способ сохранить тепло в доме зимой.Существует два метода солнечного нагрева — пассивное солнечное отопление и активное солнечное отопление.

Пассивное солнечное отопление

Пассивное солнечное отопление — это метод использования имеющейся в изобилии энергии для поддержания тепла в доме зимой. При таком подходе стены, окна и полы дома должны быть продуманно спроектированы так, чтобы собирать и хранить тепло от солнца в дневное время и постепенно распределять его по каждой комнате.

При пассивном солнечном отоплении не используются активные механизмы для сбора или распределения солнечного тепла по жилым помещениям.Скорее, это включает:

• Строительство комнат с большими окнами, выходящими на солнце, для проникновения солнечной энергии в комнаты
• Использование бетонных полов и тепломассы для улавливания и хранения тепла
• Нанесение толстой воздухонепроницаемой изоляции на внешние стены для защиты от жары
• Открытие и закрытие окон и вентиляционных отверстий для регулирования температуры, а также
• Использование изолированных жалюзи, штор или ставен для улавливания тепла в холодных погодных условиях

Если вы используете пассивные методы солнечного отопления при строительстве нового дома, вы можете сэкономить до 30-70 процентов на счетах за отопление, в зависимости от вашего местоположения и климата.

Активное солнечное отопление

Активные системы солнечного отопления (в отличие от пассивных систем солнечного отопления) используют механические устройства, такие как насосы, коллекторы и резервуары для хранения, для циркуляции тепла по дому.

В активной системе солнечного отопления коллектор (состоящий из плоских фотоэлектрических панелей) собирает солнечную энергию от солнца. Воздух или вода (или антифриз) внутри трубы нагреваются теплом, передаваемым коллектором. Это тепло либо передается непосредственно во внутреннее пространство с помощью насоса или вентиляционного механизма, либо сохраняется в системе хранения.

Вот короткое видео, объясняющее, как работают активные системы солнечного отопления:

Как активные, так и пассивные солнечные системы отопления дополняют систему отопления вашего дома, доставляя тепло именно туда, где оно вам нужно. С солнечным обогревом помещения вы можете избежать оплаты огромных счетов за электричество, которые идут с обычными обогревателями. Естественная энергия солнца действует как экономичное дополнение к вашей нынешней системе отопления.

Основные отличия активного и пассивного солнечного отопления

• В активном солнечном обогреве помещений используются насосы, коллекторы, накопительные баки и другие механизмы для циркуляции тепла в домах
• В пассивных системах солнечного отопления коллекторы используются для сбора энергии, а тепло улавливается и циркулирует естественным путем, без использования механических устройств
• Активные системы сложнее пассивных систем отопления
• Пассивные системы обычно дешевле, чем активные системы обогрева помещений
• Пассивные системы лучше всего подходят для новых зданий, тогда как активные системы можно использовать как в новых, так и в модернизированных домах.

Пассивные системы отопления могут быть внедрены только в новых домах, поэтому они актуальны только для тех, кто собирается строить новый дом.Напротив, активное отопление может быть модернизировано в существующих домах с использованием традиционных систем отопления многими различными способами.

Поскольку активное солнечное отопление является более практичным вариантом для большинства из нас, давайте подробнее рассмотрим, как мы можем использовать его в своих домах.

Получите котировки в реальном времени от лучших установщиков в вашем регионе

Какие существуют способы использования активного солнечного отопления в домах?

Существуют 2 основных типа активных систем солнечного отопления — солнечное отопление воздуха и солнечные водонагревательные системы (гидронные системы).

# 1 Солнечное отопление воздуха

Солнечное отопление воздуха напрямую нагревает ваше жилое пространство с помощью комнатных воздухонагревателей. Установленный на крыше или на стене воздухонагреватель втягивает холодный воздух в солнечный коллектор, где он нагревается, а затем теплый воздух выдувается обратно в комнату.

В обогревателях, устанавливаемых на крышу, воздуховоды используются для подачи нагретого воздуха в комнату. А в настенных комнатных обогревателях, размещенных на южных стенах, в стене проделываются отверстия, чтобы воздух мог проходить в комнату.

С 2010 года в США было произведено несколько рекордных солнечных установок для нагрева воздуха, с системами площадью до 10 000–50 000 футов², установленными на одной стене.

# 2 Солнечные водонагревательные системы

Солнечные водонагревательные системы (гидронные системы) имеют солнечные коллекторы, которые поглощают солнечное излучение и преобразуют его в тепло. Либо нетоксичный антифриз на основе гликоля, либо вода протекает через солнечные коллекторы, так что тепловая энергия от коллекторов передается жидкости.

Поскольку жидкость быстро проходит через солнечный коллектор, ее температура повышается до 10–20 ° F (5,6–11 ° C). Затем теплая жидкость поступает в теплообменник или резервуар для хранения воды.

Существует 3 основных типа жидкостных систем солнечного отопления помещений — системы лучистого пола, плинтусы с подогревом воды и центральные системы принудительной вентиляции. Давайте узнаем, как работают эти системы.

A) Солнечное водяное отопление: теплые полы

В системе лучистого отопления нагретая жидкость движется по системе труб, встроенных в тонкий бетонный пол.Жидкость, нагретая солнечными батареями из труб, затем излучает тепло в каждую из комнат.

При использовании лучистого теплого пола следует учитывать следующие факторы: Эффективность системы лучистого пола может быть снижена, если пол покрыт толстыми ковриками или ковровым покрытием. Пол в идеале должен быть отделан плиткой.

Если излучающий пол тщательно спроектирован, необходимость в отдельном резервуаре для хранения тепла может быть устранена.

Обычный бойлер или даже стандартный водонагреватель для бытового потребления можно использовать для подачи резервного тепла.

Для обогрева помещения из холодного пуска системам излучающих плит требуется больше времени, чем другим системам распределения тепла. Однако после включения они обеспечивают постоянное отопление во всем доме.

Система солнечного отопления «теплый пол». Источник изображения: bobvila

B) Солнечное водяное отопление: плинтусы на горячей воде

Плинтусные системы горячего водоснабжения устанавливаются на плинтусе или, как правило, в точке, близкой к земле, позволяя теплу подниматься естественным образом и для равномерного распределения тепла в пространстве.

Система труб, установленных в плинтусе, перекачивает горячую воду, передавая тепло от нагретой воды в комнату. Холодная вода возвращается в котельную для повторного нагрева и быстрого поступления горячей воды. Ребристые трубы в плинтусе обычно изготавливаются из меди, чтобы обеспечить более быстрый отвод тепла от их поверхности.

Для эффективного обогрева помещения плинтусы / радиаторы с горячей водой требуют, чтобы температура воды составляла 71–82 ° C (160–180 ° F). Поскольку плоские пластинчатые коллекторы могут нагревать жидкость до 90–120 ° F (32–49 ° C), используется резервная система нагрева (или вакуумные трубчатые коллекторы) для повышения температуры жидкости, нагреваемой солнечными батареями.

C) Солнечное водяное отопление: центральные системы приточного воздуха

Система жидкостного отопления преобразуется в систему отопления с принудительной подачей воздуха путем размещения нагревательного змеевика (теплообменника жидкость-воздух) в канале возврата воздуха помещения. Когда воздух втягивается в воздуховод из комнаты, он нагревается за счет нагреваемой солнечными батареями жидкости в теплообменнике. Дополнительное тепло, если требуется, подается от печи. Нагревательный змеевик должен быть достаточно большим, чтобы передавать необходимое количество тепла в комнату даже при самой низкой рабочей температуре коллектора.Системы жидкой солнечной тепловой энергии лучше всего подходят для центрального отопления в домах.

Заключение: Подходят ли солнечные отопительные панели для вашего дома?

Есть несколько причин полагать, что активные и пассивные солнечные системы отопления подходят для вашего дома:

• Как активные, так и пассивные солнечные системы отопления помещений значительно сокращают ваши счета за электроэнергию в холодную погоду
• Они заменяют вредные ископаемые виды топлива, такие как пропан, уголь, нефть и другие.
• Они помогают устранить загрязнение воздуха и обеспечивают чистую среду обитания
• Вы можете требовать налоговые скидки на солнечную энергию для ваших активных солнечных систем и, возможно, другие финансовые гранты, льготы и субсидии для ваших солнечных энергетических систем.

Если вы считаете, что активные или пассивные системы отопления не подходят для вашего дома, есть способ значительно сократить счета за электроэнергию.

Установив фотоэлектрические панели на крышах, вы можете использовать бесплатную солнечную энергию для обогрева — не тратя при этом большую часть своего дохода на ежемесячные счета за электроэнергию.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить со стандартной солнечной системой на крыше.

Солнечное отопление | Солнечное отопление помещений | Солнечное лучистое отопление

Обзор

Солнечные системы отопления помещений — это эффективный и отличный способ снизить дорогостоящие счета за электроэнергию во время отопительного сезона.

Солнечный обогреватель работает вместе с вашей нынешней системой отопления, чтобы использовать солнечную энергию для снижения потребления масла, пропана или других ископаемых видов топлива.

Традиционно используемые с солнечными вакуумными трубчатыми коллекторами, эти системы обеспечивают бесплатное солнечное отопление для вашего дома во всей системе отопления. Эти солнечные системы отопления также можно комбинировать с нашим чиллером с тепловым насосом DC-Inverter, готовым к работе с солнечными батареями.

Преимущества солнечного обогрева помещений

Средняя американская семья тратит более 2000 долларов в год на отопление.Системы отопления, использующие ископаемые виды топлива, такие как нефть, пропан и природный газ, будут продолжать расти в цене.

Используя солнечную систему обогрева помещений, вы можете бесплатно пользоваться обильной солнечной энергией для бесплатного обогрева вашего дома. Отопление дома с помощью солнечной системы отопления может значительно снизить ваши зимние счета за топливо. Еще одно отличное преимущество заключается в том, что солнечная система отопления также нагревает воду для бытового потребления.

Солнечная система обогрева помещений также снизит количество загрязнения воздуха и парниковых газов в результате использования ископаемых видов топлива, таких как нефть, пропан и другие нефтепродукты.

Поскольку наши коллекторы оценены, протестированы и сертифицированы SRCC, ваша солнечная система отопления помещений также имеет право на различные скидки и финансовые льготы, такие как федеральный налоговый кредит в размере 30%. Чтобы получить полный список поощрений в вашем районе, посетите сайт www.dsireusa.org или свяжитесь с нами сегодня.

Как работает солнечная система отопления помещений

(1) Солнечная система отопления помещений работает с вашей существующей системой водяного отопления.Солнечные коллекторы циркулируют жидкость, обычно кукурузный гликоль, через солнечную батарею, где она нагревается, а затем переносится обратно в резервуар для хранения солнечной энергии.

(2) По мере того, как нагретая жидкость циркулирует через резервуар для хранения, вода в резервуаре для хранения нагревается. Температура в резервуаре может достигать от 130F до 175F.

(3) Горячая вода, которая используется в вашей существующей системе отопления — например, в системе теплого пола — циркулирует через теплообменник в накопительном баке.

По мере того, как вода проходит через теплообменник, она нагревается, а затем возвращается в вашу систему отопления.

Это эффективно отключает вашу систему отопления или значительно сокращает количество, которое она использует. Теперь ваш дом обогревается за счет бесплатной энергии солнца.

(4) Дополнительный теплообменник часто используется с солнечными системами отопления помещений для обеспечения горячего водоснабжения. Это особенно эффективно в летние месяцы, когда система отопления не работает.

Это всего лишь один пример солнечной системы отопления помещений. Эти системы часто разрабатываются с учетом вашего конкретного применения и дома, и их можно использовать для обеспечения тепла для других систем, например, для бассейна.

Для более крупных коммерческих систем отопления или кондиционирования воздуха посетите наш коммерческий раздел.

Приложения

Солнечные системы отопления помещений могут применяться в различных системах отопления дома и являются эффективным способом значительного снижения ежемесячных затрат на электроэнергию.

Ниже приведены некоторые из наиболее популярных применений солнечной энергии для обогрева дома.

Солнечное отопление с лучистыми полами

Поскольку теплый пол использует воду от низкой до средней температуры для непосредственного обогрева помещения, это одна из самых простых и экономичных систем для использования в сочетании с системой солнечного обогрева помещения.

В большинстве систем теплых полов в качестве источника тепла используется вода с температурой от 90F до 120F, которая обеспечивает циркуляцию этой воды по вашим полам.Солнечная система отопления легко обеспечивает температуру воды выше 140F, что делает это идеальным решением.

Солнечная водонагревательная система может быть рассчитана на небольшую прибавку к вашей системе отопления, снижая ваши расходы на 20–30%, или может быть значительно больше, чтобы сократить до 80% счетов за отопление вашего дома. Каждую систему можно масштабировать в соответствии с вашими потребностями, целями и бюджетом. Для получения информации о буферных резервуарах для лучистого отопления (напольного отопления) щелкните здесь

Солнечное отопление с низкотемпературными плинтусами

Использование солнечной системы водяного отопления в сочетании с низкотемпературными плинтусами также может быть эффективным решением для увеличения затрат на электроэнергию.

Для большинства низкотемпературных плинтусов требуется вода от 120F до 140F, которую легко может обеспечить система солнечного отопления. Обычно в этих типах применений солнечная система отопления предназначена для обеспечения дома теплом в течение дня, что снижает затраты на электроэнергию на 50% и более.

Солнечное отопление с системами горячего воздуха (FHA)

Солнечная система отопления также может использоваться в сочетании с системой FHA (принудительного горячего воздуха).Обычно в большинстве систем FHA не используется горячая вода для обогрева дома. Вместо этого они нагревают воздух электронагревателями, пропаном или другим топливом.

Солнечная система нагрева воды может использоваться, если лицензированная компания HVAC оснастит ваши воздуховоды змеевиками с горячей водой. Это позволит воде, нагретой солнечной энергией, циркулировать по воздуховоду, и только вентилятор системы FHA должен работать. Это может значительно снизить ваши ежемесячные затраты на электроэнергию и предотвратить сжигание пропана или других видов топлива для обогрева вашего дома.

Для получения дополнительной информации о солнечной системе отопления помещений, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Пакеты

Solar Panels Plus предлагает полные солнечные системы отопления помещений для домов по всей территории США. Эти солнечные системы отопления были спроектированы и упакованы для беспрепятственной интеграции в существующую систему отопления вашего дома и включают в себя все основные компоненты, необходимые для выработки собственного бесплатного солнечного тепла.

Эти пакеты включают следующие компоненты:

Солнечные вакуумные трубчатые коллекторы

Солнечный вакуумный трубчатый коллектор является основным компонентом вашей домашней солнечной системы отопления.Вакуумные трубчатые коллекторы почти исключительно используются в солнечных системах отопления помещений из-за их высокой производительности и эффективности в холодном и пасмурном климате.

Коллекторы SPP-30A также соответствуют Закону о покупках в Америке, что позволяет вашим инвестициям приносить пользу отечественному производству.

Эти солнечные коллекторы также сертифицированы и испытаны SRCC. Эта сертификация позволяет вам получать финансовые стимулы, которые могут быть доступны в вашем штате или местности, например, денежные скидки, гранты, налоговые льготы и многое другое.Полный список льгот, доступных в вашем районе, можно найти на сайте www.dsireusa.org.

Большинство солнечных систем отопления помещений будет включать 2-5 коллекторов, в зависимости от размера и потребности вашего дома в отоплении. Каждую систему можно адаптировать к вашему конкретному применению и местоположению, а также к вашим целям и бюджету.

Дополнительная информация о наших вакуумных трубчатых коллекторах.

Резервуар для хранения солнечной энергии

Резервуар для хранения солнечной энергии — еще один важный компонент любой солнечной системы отопления помещений.Резервуар для хранения солнечной энергии накапливает тепло, собираемое из откачанных трубчатых коллекторов, для использования всякий раз, когда это может потребоваться.

Размер солнечного бака соответствует количеству коллекторов, а также потребности в тепле в доме. Слишком маленький резервуар не будет иметь достаточного запаса тепла, а слишком большой резервуар не сможет эффективно отапливать дом и может быть дорогостоящим.

Таким образом, мы разработали резервуар для хранения солнечной энергии уникального размера, чтобы обеспечить необходимое количество тепла для вашего дома.

Эти резервуары будут различаться по размеру, и, как правило, они соответствуют имеющемуся у вас пространству, вашим целям и вашему бюджету. Они прочные, долговечные, имеют полную 10-летнюю гарантию и производятся в Америке.

Дополнительная информация о наших солнечных резервуарах.

Солнечный насос

Солнечный насос — еще один важный компонент солнечной системы отопления вашего дома. Солнечный насос циркулирует жидкость через солнечные коллекторы и солнечный резервуар.Мы тщательно протестировали и отобрали насосы и насосные станции, которые подходят для всех типов и размеров солнечных систем отопления. Эти солнечные насосные станции отличаются простотой установки, более длительным сроком службы, прочными материалами и высокой производительностью.

Солнечная насосная станция имеет ряд других важных компонентов, которые важны для установки и эксплуатации солнечной системы отопления помещений. Например, датчики давления и температуры включают («быстро проверьте давление и температуру солнечного контура.Другие элементы, такие как промывочные и наполнительные клапаны, имеют решающее значение для активации вашей солнечной системы горячего водоснабжения.

Все солнечные насосы в этом пакете работают напрямую с солнечным контроллером. Скорость насоса и время его включения и выключения всегда контролируется солнечным контроллером. Контроллер солнечной энергии работает напрямую с солнечным насосом, а также контролирует и регулирует насос, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Дополнительная информация о наших солнечных насосах и солнечных насосных станциях.

Солнечные батареи

Правильно спроектированный контроль солнечной энергии имеет решающее значение для хорошо функционирующей солнечной системы отопления помещений. Наша линейка солнечных батарей была тщательно протестирована и выбрана для обеспечения максимальной производительности в системе солнечного отопления.

Эти контроллеры позволяют использовать солнечную систему отопления помещений без технического обслуживания. Они также позволяют вам легко контролировать и точно записывать, как работает ваша система солнечного отопления, с простым интерфейсом и удобными элементами управления.

Также доступны различные надстройки для серии устройств управления солнечными батареями iSolar, позволяющие осуществлять удаленный мониторинг данных, регистрацию данных и многое другое.

Дополнительная информация о солнечных контроллерах серии iSolar и .

Прочие компоненты

Есть ряд других компонентов, которые необходимы для установки солнечной системы отопления помещений. Solar Panels Plus — это тщательно спроектированные предварительно упакованные системы, так что установщик солнечных батарей может быстро и профессионально установить вашу солнечную систему горячего водоснабжения без необходимости искать эти компоненты.

Готовая солнечная система отопления помещений от Solar Panels Plus гарантирует более быструю и профессиональную установку. А поскольку ваш установщик тратит меньше времени на фактическую установку, это означает меньшие первоначальные затраты. Кроме того, на наши пакеты дается полная гарантия, чтобы вы оставались довольными дольше, и наша команда технической поддержки готова ответить на любые вопросы или проблемы, которые могут возникнуть у вас или вашего установщика.

Дополнительная информация о наших солнечных тепловых компонентах.

Постройте недорогую солнечную систему отопления — DIY

Вы можете построить недорогую солнечную систему отопления, которая стоит всего 30 долларов из своего кармана.

См. Схемы системы солнечного отопления в галерее изображений.

«Для сверхпростой и сверхдорогой системы солнечного отопления, которая действительно работает, — говорят Дон Р. и Джордж Уотерман из Спрингфилда, штат Миссури, — вам нужно следовать только четырем правилам. Первое — глазирование дешевым пластиком. пленка вместо стекла или оргстекла.. . во-вторых, используйте существующую стену здания, обращенную на юг, в качестве задней части вашего коллектора. . . в-третьих, забудьте о попытках сохранить накопленное тепло. . . и, четыре, ищите! »

Если вы действительно хотите, чтобы солнечная энергия работала на вас прямо сейчас с минимальными вложениями денежных средств, вы можете это сделать. Я знаю, потому что прошлой зимой мой отец, Джордж Уотерман, и я поставляли Изолированная мастерская 30 на 40, в которой почти все тепло необходимо для поддержания комфорта внутри здания в течение почти нулевых дней.. . и мы сделали это с помощью солнечной системы отопления, которая обошлась нам в общей сложности всего в 30 долларов.

Мы достигли этого подвига, открыв четырехкратный секрет недорогой конструкции: [1] Мы застеклили наш солнечный коллектор размером 8 на 30 футов недорогой пластиковой пленкой вместо стекла или оргстекла [2], мы использовали существующий юг нашей мастерской. — облицовочная стена для задней части коллектора, [3] мы не встраивали теплоаккумулятор в нашу конструкцию, и [4] мы использовали большое количество материала, который использовался для солнечной системы отопления.

Во многом благодаря четырем пунктам, перечисленным выше, наш обогреватель, работающий на солнечной энергии, также был довольно прост по конструкции и очень быстро стал единым целым. Мы установили всю систему, потратив всего лишь около недели работы (из-за плохой погоды она растянулась почти на две недели). Сравните наши общие затраты времени и денежных средств с 1500, 2000 или более долларами, которые стоили бы эти 240 квадратных футов промышленных коллекторов (конечно, до установки и до того, как прибавить еще одну нелепую цифру для воздуходувок, воздуховодов и т. Д.). . . и я думаю, вы согласитесь, что наши первоначальные вложения были вполне разумными.

Также вы можете подумать, что обслуживание (которое в основном должно включать замену двойного слоя пластиковой пленки нашего коллектора) не будет постоянными расходами. Мы рассчитываем менять нашу пленку не чаще, чем раз в два года (она уже пережила одну зиму и выглядит неплохо для другой). Но даже если нам придется менять оба слоя пластика каждый год, это довольно недорого (рулон полиэтилена толщиной 6 мил и размером 8 футов на 100 футов обошелся нам всего в 17 долларов).При такой цене потребуется 34,5 года ежегодной замены, чтобы добавить к стоимости (400 долларов США) одного оригинального двойного набора крышек для стеклянных коллекторов. . . и 69 лет ежегодной замены, чтобы равняться стоимости (800 долларов США) двойного остекления из оргстекла. Мы думаем, что компромисс работает в нашу пользу.

Как мы обрамили и покрасили нашу солнечную отопительную систему

Мы начали наш коллектор с того, что обрисовали в общих чертах его площадь 8 футов на 30 футов с четырьмя 15-футовыми и двумя 7-ми футов 9-дюймовыми 2х4.(Так как наш пластик имел ширину всего восемь футов, мы использовали стойки 7 футов 9 дюймов на концах блока, которые, когда они были закрыты сверху и снизу на 1 1/2 дюйма толщиной «2 на 4», в сумме составляли ровно восемь пластиковых Эти 2 на 4 можно было просто прибить ногой (по краю) к южной стене магазина, но мы нашли время, чтобы установить их несколько более сложным (и мы думаем лучше) способом. Что мы сделали, так это сначала прибили полоски пиломатериала размером 3/4 на 2 1/2 дюйма к краям 2 на 4 (см. Деталь, которую я набросал на схемах в галерее изображений).Поскольку так называемые 2 на 4, продаваемые сегодня, на самом деле имеют размеры всего 1 1/2 дюйма на 3 1/2 дюйма, это означает, что полоски образовывали выступ размером 3/4 дюйма в глубину и шириной в один дюйм полностью вокруг 8 футов. на 30 футов окружности рамы коллектора. И это сделало ужасно простым прикрепление рамы (прямо через выступ) к стене магазина с помощью шурупов.

Мы сделали уплотнение между рамой 2 на 4 и сайдингом с пазом и пазом на стене мастерской как можно воздухонепроницаемым, набив небольшое количество стекловолоконной изоляции и старого картона в каждую трещину, которую мы могли найти.Хорошая полоса герметика, полностью покрывающая внешнюю часть стыка коллектора и стены, завершила эту часть работы.

Как только мы обрамили наш коллектор, мы вырезали три отверстия в той части стены магазина, которая была ограничена рамой: по одному в центре вверху и по одному в нижних углах. Эти отверстия, конечно же, были сделаны таким образом, чтобы холодный воздух из цеха мог поступать в коллектор (через два нижних отверстия), где он нагревался, прежде чем выходить обратно в цех (через верхнее центральное отверстие) для обогрева здания.

Размер верхнего отверстия определялся размерами кожуха вокруг воздухозаборника на воздуходувке, которую мы позже установили внутри магазина и над проемом. (См. Раздел «ВОЗДУХА» этой статьи для получения более подробной информации об этой части нашей установки.) Однако два воздухозаборника для холодного воздуха были в значительной степени рассчитаны наугад.

Что бы вы предпочли? Пропустите через коллектор немного воздуха и сильно его нагрейте. . . или позволить большому количеству воздуха проходить и нагреваться только умеренно? Размер ваших воздухозаборников может так или иначе решить этот вопрос.В целом, однако, лучше делать эти отверстия слишком большими, чем слишком маленькими. . . так как сильно ограниченные всасывания будут «замораживать» нагнетатель в верхнем отверстии, заставляя его работать чрезмерно и, таким образом, ускорять его износ. Вы также обнаружите, что больший объем воздуха, свободно циркулирующий через коллектор, а затем обратно в обогреваемую область, окупается (особенно в больших зданиях) более равномерной температурой во всем отапливаемом пространстве.

42 усеченных треугольника (треугольники с отрезанным концом), которые мы использовали в качестве прокладок внутри коллектора, были вырезаны из оставшихся двух футов длиной 2 на 12, которые мы бесплатно подобрали на местном лесном складе.

Если бы мы не добавили выступ толщиной 3/4 дюйма к раме нашего коллектора, эти усеченные треугольники были бы вырезаны высотой 2 3/4 дюйма. Так как мы добавили губу к раме, мы сделали треугольники высотой 3 1/2 дюйма. (Вся идея, конечно же, состоит в том, чтобы разрезать эти распорки так, чтобы, когда они заканчивались полосами толщиной 3/4 дюйма, составляющими обрамление для передней части коллектора … внешние [передние] поверхности полос будут выходить заподлицо с внешними [передними] поверхностями 2 на 4, которые образуют периметр коллектора.)

Я также должен указать (независимо от того, какую высоту вы используете при создании одного из этих коллекторов), что вам действительно не нужно делать блоки в форме усеченных треугольников. «Ушки» на таких треугольниках ужасно удобны, когда дело касается их прибивания или прикручивания к стене. . . но квадратные прямоугольные блоки длиной около 31 фута и высотой 2 3/4 или 3 1/2 дюйма будут работать так же хорошо, если вы не против пригвоздить их к месту.

Промежуточные элементы в виде усеченных треугольников были поставлены шипами в три равномерно расположенных горизонтальных ряда так, чтобы они находились на расстоянии двух футов друг от друга, от центра к центру, как по горизонтали, так и по вертикали.Когда они были на месте, мы нанесли хороший толстый слой черной морилки на треугольники, всю площадь стены, ограниченную основной рамой коллектора, а также внутреннюю и внешнюю поверхности самой рамки. (Как вы знаете, темные цвета — особенно черный — имеют тенденцию поглощать солнечное тепло, тогда как более светлые цвета отражают солнечные лучи… и мы хотели, чтобы наш солнечный коллектор поглощал их.)

Это хорошее место, чтобы упомянуть, что вы не должны покрывать внутреннюю часть одного из этих коллекторов краской, содержащей свинец или любое другое токсичное соединение.Относительно высокие температуры, иногда возникающие внутри устройства, могут выделять вредные элементы в виде газов, которые затем смешиваются с воздухом, проходящим через коллектор, и извергаются в жилую или рабочую зону, которую нагревает солнечная установка. Даже морилка, которую мы использовали, издавала довольно неприятный (хотя и безвредный) запах в течение первых нескольких недель работы нашего солнечного обогревателя. И это было достаточно плохо. Так что послушайте совет от того, кто знает: окрашивайте внутреннюю часть вашего коллектора только высокотемпературной плоской черной краской или морилкой, которая не содержит абсолютно никаких токсичных соединений и которая — если это вообще возможно — не будет издавать запаха при нагревании до как 200 градусов по Фаренгейту или больше на солнце.

Воздуходувка солнечного коллектора

После того, как вы обрамите и покрасите внутреннюю часть коллектора — и до того, как вы добавите облицовочные полосы и пластиковую пленку на его переднюю часть — вы, вероятно, сочтете удобным установить вентилятор на выпускном (верхнем) отверстии вашего обогревателя. (Хотя этот нагнетатель установлен внутри магазина или помещения, которое должно быть отапливаемым, а не внутри самого коллектора, вам вполне может оказаться удобным поставить вентилятор на положение, при котором один мужчина или женщина будут работать внутри, а второй — снаружи. здание.Конечно, после того, как пластиковая пленка будет на месте, это будет невозможно.)

Мы вытащили воздуходувку из старой, неиспользованной газовой печи, которая пылялась в подвале моего отца. Вентилятор «беличья клетка» был идеальным (как и должно быть, поскольку он был предназначен именно для такой работы) для распределения теплого воздуха по площади 30 на 40 футов, которую мы хотели обогреть.

Если у вас нет под рукой старого воздуходувки, как это было у нас, поспрашивайте в местных магазинах по продаже печей и поставщикам печей.На каждый новый блок центрального отопления, который входит в уже построенный дом, обычно выходит старый. Один дилер, по сути, сказал моему отцу, что он иногда накапливает столько замененных печей, что ему приходится вывозить их — замки, инвентарь и воздуходувки — на свалку. Вот почему он всегда рад удалить некоторых фанатов и продать их за определенную плату. Его цена? Обычно около 3 долларов за вентилятор с работающим мотором. . . хотя мы отговорили его от четырех фанатов с моторами и двух без них на общую сумму восемь баксов.Поторгуйтесь немного.

И если в результате торга не получится найти пару-тройку настоящих воздуходувок, вы всегда можете использовать вместо них старый оконный вентилятор. Конечно, такой вентилятор, вероятно, займет больше места, чем один из компактных воздуходувок для беличьей клетки, и вы скорее всего, придется проделать в стене отверстие побольше, чтобы обеспечить надлежащую передачу воздуха. Но это ни здесь, ни там. Важно помнить, что у вас есть большая свобода действий, когда дело доходит до уборки воздуходувка для этой солнечной системы отопления.Почти все, что вытягивает горячий воздух из коллектора и толкает его в нужную вам область, вероятно, будет в порядке.

И вот еще одна возможность: если вы думаете о добавлении одной из этих солнечных систем отопления в кабину или другое здание, которое оказывается где-то за пределами линий электропередач. . . что ж, это можно сделать. Достаньте 12-вольтовый вентилятор автомобильного обогревателя и несколько батареек из старых машин, и вы в деле. Особенно, если у вас есть водяное колесо или ветряное растение «на задворках», чтобы поддерживать заряд аккумуляторов!

Мы построили корпус для нашего воздуходувки для беличьей клетки из оцинкованных кусков фанеры и листового металла.. . и мы не вложили в дизайн много научных исследований. Мы просто позаботились о том, чтобы отверстие в стене, через которое вентилятор забирал теплый воздух из коллектора, было как минимум такого же размера, как выходное отверстие воздуходувки. Затем мы установили вентилятор над этим отверстием и поместили его в коробку. Прямоугольное отверстие, которое точно подходило к выхлопу воздуходувки, было оставлено на стороне корпуса, обращенной в магазин.

Сначала, поскольку все мы знаем, что горячий воздух имеет тенденцию подниматься, мы поместили комплект жалюзи в это выпускное отверстие на корпусе и расположили направляющие потока так, чтобы они направляли поток горячего воздуха вниз к полу.Однако это не сработало, потому что бетон, находящийся непосредственно под воздуходувкой, имел тенденцию впитывать большую часть тепла, а то, что осталось от циркуляции воздуха, казалось, никогда не могло пройти мимо различных скамеек, оборудования и других объектов в помещении. магазин на другой стороне здания. Итак, мы вынули жалюзи и сразу заметили, что температура во всем цехе размером 30 на 40 футов стала намного более равномерной.

При свертывании воздуходувки помните, что работа не будет завершена, пока вы не установите сетку фильтра печи на каждое из входных отверстий для холодного воздуха в нижних углах коллектора.Вы не хотите, чтобы грязь, опилки и другой мелкий мусор попадали в коллектор, цеплялись за его пластиковую крышку и тем самым уменьшали количество солнечного света (тепловую энергию), которое поглощает устройство. По той же причине рекомендуется обрамить все три отверстия в стене. . . чтобы пыль, частицы изоляции и т. д., которые могут находиться внутри перегородки, не попали в коллектор.

Облицовочные полосы и пластиковая пленка для солнечного коллектора

На передней части нашего коллектора имеется примерно 500 погонных футов 3/4 дюйма на 1 дюйм или 1 1/2 дюйма, и мы вытащили их все из старых пиломатериалов для бокса.Можно получить четыре или пять отрезков этих полос даже из разделенных досок, которые практически бесполезны для каких-либо других целей. Помните также, что многие из этих облицовочных элементов могут быть короче двух футов в длину и при этом работать.

Прибейте самые длинные полоски к вершинам треугольников так, чтобы вы образовали три горизонтальных ряда, которые простираются на всю длину коллектора. Затем отрежьте короткие кусочки, которые помещаются между горизонтальными рядами, чтобы получились вертикальные ряды зачистки. Когда вы закончите, у вас будет очень аккуратная сетка из двухфутовых квадратов, полностью покрывающих лицевую сторону всей единицы размером 8 на 30 футов.Эта сетка (которую вы, вероятно, захотите покрасить) обеспечит отличную поддержку пластиковой пленки, которую вы собираетесь нанести, и предотвратит натяжение гибкого покрытия на заднюю часть коллектора, когда нагнетатель солнечной системы отопления втягивает воздух. от агрегата.

Перед покупкой осмотрите и обратите внимание на различные пластиковые покрытия, доступные в вашем районе. В целом, чем четче покрытие вашего коллектора, тем лучше будет работать агрегат. . . и вы найдете значительный диапазон прозрачности даже в самых дешевых пластиковых пленках.Лента толщиной в четыре или шесть милов подойдет. . . но шестимиловый (хотя он пропускает немного меньше света) несколько более прочен и, следовательно, предпочтительнее. Мы накрыли наш коллектор шестимиловым полиэтиленом, который мы купили в рулоне размером 8 на 100 футов (за 17 долларов) у Sears.

Перед тем, как приступить к нанесению полиэтиленовой пленки (особенно, если вы работаете в холодную погоду), убедитесь, что она нагрелась как минимум до комнатной температуры. Если вы этого не сделаете, вы обнаружите, что невозможно растянуть покрытие достаточно сильно, чтобы компенсировать расширение пластика, когда коллектор начнет нагреваться.И это нехорошо. Неплотное покрытие из гибких дисков не только плохо выглядит, но и изнашивается намного быстрее, чем натянутое.

Мы прикрепили наш пластик несколькими скобами, чтобы удерживать его на месте до тех пор, пока мы действительно не сможем закрепить его каждые два фута с предварительно просверленными вертикальными деревянными полосками толщиной 3/4 дюйма, шириной 1 дюйм и длиной 8 футов. Эти полоски крепились саморезами. . . которые, по нашему мнению, практически необходимы для последующей простой замены пластикового покрытия.

Второй слой пленки был нанесен прямо поверх полос, удерживающих первый (что, конечно, автоматически создавало изолирующее воздушное пространство толщиной 3/4 дюйма).Это второе пластиковое покрытие также было натянуто максимально плотно и закреплено полосами и шурупами. Однако на этот раз вертикальные полосы были разнесены на четыре фута.

Солнечное отопление: одинарное или двойное остекление и другие сюрпризы

Нам было интересно, насколько лучше наш коллектор будет работать с двумя слоями пластика спереди вместо одного. Таким образом, мы эксплуатировали солнечную систему отопления с ее коллектором, закрытым одним листом пленки, около недели, прежде чем мы применили второй.Как ни удивительно, «двойное остекление» из пластика подняло температуру внутри коллектора всего примерно на десять градусов. . . что было не так сильно, как мы ожидали. Однако во время испытания однослойного слоя ветер был относительно слабым (хотя было довольно холодно: от 5 до 10 градусов выше нуля), и это, несомненно, имело некоторую разницу. Одиночный лист почти наверняка потеряет гораздо больше тепла в ветреные дни, чем двойной слой пленки.

Мы также были удивлены, узнав, что температура внутри нашего коллектора напрямую не отражает разницу в температуре наружного воздуха.В середине зимы, с выключенным вентилятором, казалось, не имело большого значения, температура на улице пять или 40 градусов выше нуля. Температура внутри коллектора с двойным остеклением обычно достигала 140 градусов примерно к 10:00, поднималась до 150 или 160 где-то между 11:30 и 13:30, а затем упала до 140 к 16:00. При работающем воздуходувке все эти цифры упали примерно на 30 градусов по всей доске. (Помните также, что наш коллекционер находится в Спрингфилде, штат Миссури.Показания будут несколько отличаться для любого построенного вами юнита, если вы живете на другой широте, в вашем районе более или менее облачность и т. Д.)

Таким образом, из наших наблюдений мы пришли к выводу, что температура наружного воздуха практически не влияет на работу нашего вертикально установленного коллектора. Однако угол наклона солнца имеет большое значение для выходной мощности устройства. . . и, что довольно интересно, эти вариации результатов работают исключительно в наших интересах.

То есть: в самые холодные месяцы зимы (температура наружного воздуха от 5 до 40 градусов по Фаренгейту), когда солнце находится ниже всего в небе, наш коллектор, как мы уже заявляли, достигает максимальной внутренней температуры (вентилятор выключен) от 150 до 160 градусов. Однако в мае (температура наружного воздуха 80 градусов), когда солнце намного выше в небе, коллектор прогревается внутри (вентилятор выключен) всего примерно до 120 градусов!

Вертикально установленный коллектор работает именно так, как нам всем хотелось бы, чтобы работала ловушка для солнечной энергии.Зимой он улавливает много солнечных лучей (именно тогда, когда мы этого хотим), и поглощает их все меньше по мере того, как Оле-Соль поднимается выше в небо и согревается погода (это именно то время, когда мы этого не делаем). хотите, чтобы солнечная или любая другая система отопления вообще работала хорошо).

Солнечный коллектор: итоги

Несмотря на наш энтузиазм по поводу солнечной системы отопления, мы добавили. Говоря о мастерской моего отца, мы хотим быть до боли честными и сказать, что наш коллектор размером 8 на 30 футов оказался немного слишком маленьким, чтобы полностью нагреть все здание 30 на 40 футов так, как нам хотелось бы.Однако, если бы изолированную конструкцию повернули в другую сторону (так, чтобы одна из ее 40-футовых сторон была обращена на юг), солнечный обогреватель, вероятно, был бы достаточно большим, чтобы обеспечивать все тепло, которое мы когда-либо хотели, почти в любой зимний день. что мы будем работать в магазине.

Нельзя сказать, что солнечная печь не дает положительных результатов. Безусловно, так оно и есть. Без дополнительного обогрева система с питанием от солнца будет поддерживать в мастерской очень комфортную температуру не менее пяти часов в день.. . с 1:00 дня до 6:00 вечера. И если небольшую пропановую горелку включить на 45 минут всего один раз примерно в полдень, чтобы нагреть магазин до 55 или 60 градусов, солнечная система отопления будет поддерживать эту температуру в течение всего остального дня. . . максимальная температура 70 градусов около 4:30 дня. (Изоляция здания затем предотвращает падение температуры внутри магазина ниже 35-40 градусов в течение следующей ночи. Более низкий показатель нас не беспокоит, поскольку мы используем магазин только днем.)

Мы считаем, что это неплохая производительность при общей стоимости установки 30 долларов. На самом деле, все равно было бы чертовски хорошо работать, если бы мы купили все новое и потратили, возможно, 100 долларов на систему солнечного отопления. Суть в том, что за очень небольшие денежные затраты мы отбираем значительное количество солнечной энергии для использования в нашей семейной мастерской.

В таком случае я хотел бы задать вам следующий вопрос: уверены ли вы, что у вас нет мастерской, игровой комнаты или другого закрытого помещения, которое вам нужно отапливать только в течение дня.. . для чего эта очень простая, недорогая, солнечная система без накопителя, которая может быть в значительной степени сконструирована из разборных материалов, не была бы идеальной?

Как только она заработает, все, что вам нужно сделать, чтобы эта солнечная печь работала годами, — это [A] подать на воздуходувку небольшое количество электричества, а [B] заменять этот пластик каждые два года. Это довольно недорогой способ согреться в наши дни!

Автоматический контроллер для вашей активной солнечной системы отопления

Какое-нибудь устройство, которое автоматически включает и выключает вентилятор, используемый в сопутствующей солнечной системе отопления, — это удобная вещь.Он может гарантировать, что ваш магазин, комната или что-то еще получит от своего коллектора полную дозу тепла в солнечные дни (но не в ночное время или в пасмурные дни).

Возможно, самый простой способ управлять воздуходувкой — использовать один из доступных на рынке недорогих автоматических таймеров. Просто оцените наиболее эффективный период работы вентилятора (скажем, с 10:00 до 17:00) и установите таймер, чтобы он работал в течение этого времени. Единственная проблема с этой настройкой, конечно же, заключается в том, что она «слепа» к любым внешним изменениям, которые могут иметь место и которые могут повлиять на работу воздуходувки.Если небо сильно затянуто облаками, например, когда таймер тупо включает вентилятор. . . вентилятор так же тупо будет сидеть семь часов, вдувая в комнату холодный воздух.

Очевидно, что для того, чтобы ваш контроллер был действительно эффективным, ему нужен какой-то датчик температуры. Нет, этот датчик не должен быть дорогим. Фактически, почти каждая газовая печь имеет именно такое устройство где-то внутри, и если немного потренироваться, вы, вероятно, получите его даром. (Мы вытащили нашу из той же старой печи, которая поставляла нашу воздуходувку.)

Один из этих датчиков температуры легко извлечь из старой газовой печи. Откройте панель, закрывающую запальную лампу и камеру сгорания. Внутри вы должны увидеть небольшую коробку с выходящими из нее проводами. Отрежьте или отсоедините эти провода и снимите крышку коробки. Вы должны найти внутри небольшой датчик или циферблат с двумя подвижными указателями, которые можно настроить для включения, а затем выключения горелки при любой температуре, которую вы выберете.

Выверните винты, удерживающие коробку на месте, и вытащите ее прямо.Сюрприз! Теперь вы держите в руке коробку. . . и у этой коробки есть длинная трубка с дырками, торчащими из задней части. Если вы можете заглянуть в эту трубку, вы увидите спиральную полосу металла, которая расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении. Именно это расширение и сжатие приводит в действие простой механизм переключения внутри контроллера. . . тем самым позволяя контроллеру включать и выключать нагнетатель газовой печи — или, в данном случае, нагнетатель солнечной печи.

Нетрудно приспособить один из этих блоков управления к вашей солнечной системе отопления. Просто просверлите отверстие в стене, которое образует заднюю часть солнечного коллектора, воткните зонд в отверстие так, чтобы носик выходил прямо в коллектор для получения точных показаний температуры, а затем электрически подключите «маленький черный ящик». последовательно с двигателем воздуходувки так же, как вы подключаете любой другой простой выключатель.

Теперь, по крайней мере, вентилятор вашей солнечной печи можно настроить так, чтобы он включался только тогда, когда в его коллекторе достаточно избыточного тепла, чтобы работа этого вентилятора была полезной.Но что, если тебе не нужно это тепло. . . что, если в вашей комнате или магазине температура уже достигла (или выше) температуры, которую вы предпочитаете?

Нет проблем. Когда вы подключаете датчик температуры коллектора последовательно к двигателю вентилятора, просто добавьте комнатный термостат высокого напряжения (тот, который используется при установке электрических нагревательных кабелей в потолке), как показано на схеме 1. Регулируя настройки на обоих коллекторах. датчик и комнатный термостат (который вы установите где-нибудь в обогреваемой комнате), теперь вы можете отсутствовать на несколько дней.. . всегда уверен, что вентилятор солнечного нагревателя будет работать — и будет работать только тогда, когда коллектор достаточно горячий, чтобы принести пользу, и в комнате достаточно прохладно, чтобы нуждаться в тепле коллектора.

Довольно аккуратно, да? За исключением, конечно, того факта, что термостат высокого напряжения может обойтись вам примерно в 12-15 долларов. Однако, как и следовало ожидать, специальный скаунджер может выполнить ту же работу за значительно меньшие деньги.

Вернитесь к той мусорной газовой печи, из которой вы собирали детали, и вытащите ее термостат.Да, это термостат низкого напряжения, а это значит, что его нельзя подключить напрямую к цепи вашего вентилятора, как это может сделать термостат высокого напряжения (нагрузка может сжечь его). Но это тоже не проблема. Немного поработав, мы можем заставить и этот работать.

Вам понадобится понижающий трансформатор, который вы можете взять из той старой надежно-ржавой газовой печи, которая так долго служила вам. Вам также понадобится одно из 12-вольтных реле, которые

Radio Shack и другие магазины электроники продаются по цене от 3 до 5 долларов.Реле должно иметь 12-вольтовую катушку и контакты, рассчитанные на 120 вольт при минимальном токе 5 ампер. И попробуйте достать такую ​​с катушкой, рассчитанной на переменный ток. Реле с более чувствительной катушкой постоянного тока (это то, что мы использовали, поскольку это то, что у нас уже было) не будет работать, если вы не добавите диод и конденсатор, как показано на схеме 2 (см. Схемы солнечного коллектора в галерее изображений) .

И поскольку это настолько сложно, насколько мы можем спроектировать нашу схему, давайте перейдем к диаграмме 2 и узнаем, как заставить эту окончательную отлаженную систему работать.

У нас есть схема, в которой термостат низкого напряжения подключает и отключает трансформатор низкого напряжения к катушке и от катушки реле высокого напряжения. И когда это реле открывается и закрывается, оно, в свою очередь, подключает и отключает вентилятор вашего солнечного нагревателя от 110-вольтового электричества, которое заставляет его работать. Если реле было подключено к катушке переменного тока, все в порядке. Ты дома свободен. Однако, если у него есть катушка постоянного тока, вам придется добавить диод и конденсатор, показанные на схеме 2.

Это подводит нас к последнему элементу электронного ноу-хау, которым вы должны обладать.Конденсатор, достаточно большой для этой работы (100 мкФ или около того), вероятно, будет электролитическим и, следовательно, поляризованным. (То есть у меня будет терминал с положительным + и отрицательным -). Если вы подключите такой конденсатор «задом наперед», вы его сожжете, и поэтому вы должны позаботиться о его правильном подключении.

Но это тоже несложно, ведь есть такой простой способ определить полярность любого источника низкого напряжения. Подключив трансформатор и подключив диод, просто воткните оголенные концы медного провода на расстоянии от 1/4 до 1/2 дюйма в кусок сырого картофеля.Оставьте их там на полчаса — в течение этого периода произойдет электрохимическая реакция, в результате чего картофель станет темно-синим вокруг провода, подключенного к положительному полюсу. Подключите + сторону конденсатора к этой ножке термостата, а отрицательную сторону — к другой. — Д.В.

Первоначально опубликовано: ноябрь / декабрь 1977 г.

Солнечные системы отопления: что вам нужно знать

Время чтения: 3 минуты

Вы уже знаете, что солнечные панели могут вырабатывать электроэнергию для вашего дома, но это еще не все, на что способна солнечная энергия — существуют другие солнечные технологии, которые используют тепловая энергия солнца, помогающая обогревать дома и снижать счета за отопление.

Солнечное отопление: что вам нужно знать

Фотоэлектрические солнечные панели вырабатывают электричество, но энергию солнца можно использовать по-разному. Одним из распространенных способов использования солнечной энергии является установка солнечных систем отопления , которые преобразуют солнечную энергию в полезное тепло вместо электричества.

Есть много способов использования солнечной энергии для выработки тепла. Среди множества вариантов использования солнечного тепла можно выделить следующие:

• Солнечный водонагреватель
• Солнечный обогрев помещений
• Солнечный обогрев бассейна

Ниже мы кратко поговорим о каждой из этих систем и обсудим плюсы, минусы и приложений каждого.

Солнечные водонагревательные системы

Если вы хотите снизить стоимость нагрева воды для своего дома или бизнеса, солнечное нагревание воды (также известное как солнечное нагревание воды) является отличным решением. С помощью солнечной системы нагрева воды вы можете использовать энергию солнца, чтобы уменьшить свою зависимость от традиционных источников тепла (таких как нефть, электричество и природный газ) в пользу обильного и экологически чистого источника энергии — солнца!

Солнечные системы горячего водоснабжения улавливают тепловую энергию солнца и используют ее для нагрева воды в вашем доме.Системы могут быть пассивными или активными — в то время как пассивные системы используют гравитацию и естественную циркуляцию, активные системы используют насосы и регуляторы для циркуляции воды.

Срок окупаемости солнечной системы нагрева воды зависит от того, как вы в настоящее время нагреваете воду. Например, срок окупаемости солнечной системы горячего водоснабжения, заменяющей природный газ, будет больше, чем у системы, заменяющей электричество или бензин, потому что природный газ является сравнительно менее дорогим топливом. Если вы установите на крыше солнечную систему нагрева воды, вы можете рассчитывать на значительную годовую прибыль в зависимости от использования воды и предыдущего метода нагрева воды.Кроме того, использование солнечной системы нагрева воды снижает выбросы и воздействие вашего дома на окружающую среду.

Солнечные обогреватели

Солнечные обогреватели используют энергию солнца для обогрева вашего дома. Подобно солнечным водонагревателям, эти системы обычно требуют больше коллекторов (и, следовательно, больше места на крыше), а также более крупных накопителей для выполнения работы. Тепловая энергия собирается в солнечных коллекторах и используется для нагрева жидкости или воздуха, которые затем циркулируют для рассеивания тепла.

Подобно солнечным водонагревателям, существуют как пассивные, так и активные солнечные обогреватели. Пассивные системы работают как теплицы — коллекторы собирают энергию, а образующееся тепло улавливается и циркулирует естественным путем. Активные солнечные обогреватели используют насосы и другие механизмы для циркуляции тепла.

Солнечные обогреватели позволяют сократить расходы на отопление до 70 процентов. Однако большинство строительных норм и правил требуют наличия резервной системы отопления, поэтому солнечные обогреватели должны быть интегрированы с существующей системой отопления.

Солнечные обогреватели для бассейнов

Один из конкретных способов использования солнечного нагрева воды — это бассейны. Солнечные системы обогрева бассейнов — отличный способ использовать тепловую энергию солнца.

В солнечном нагревателе для бассейна используются солнечные тепловые панели (также известные как коллекторы), которые собирают тепло от солнца и передают его воде в бассейне, которая прокачивается через них. Эти солнечные коллекторы обычно похожи на фотоэлектрические панели, но внутри них есть место для протекания воды в бассейне и ее нагрева.

Солнечные обогреватели для бассейнов практически не требуют обслуживания и, как правило, будут хорошо работать, если они будут правильно установлены в течение 10–20 лет. Многие домовладельцы могут окупить инвестиции в солнечные обогреватели для бассейнов менее чем за 7 лет.

Установка опций солнечного отопления с солнечными панелями

Это лишь некоторые из многих солнечных технологий, которые могут помочь вам сэкономить деньги на счетах за электроэнергию (разве сила солнца не невероятна?). Мало того, что все эти технологии используют солнце, они также обладают множеством других атрибутов:

• Они помогают домовладельцам экономить деньги
• Они часто имеют право на многие из тех же льгот и скидок
• Системы делают лучше всего на солнечных крышах без тени

Если вы заинтересованы в установке любой из этих систем в своем доме, мы рекомендуем обратиться к опытному лицензированному подрядчику.Обязательно зарегистрируйте свою собственность на EnergySage, чтобы сначала получить расценки на установку солнечных панелей, а затем укажите свой интерес к другим солнечным технологиям. Многие из наших установщиков солнечных батарей имеют опыт установки других солнечных технологий, таких как солнечное водонагревание и солнечные обогреватели помещений, и часто бывает более экономически выгодно заняться всеми этими домашними улучшениями сразу.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Почему солнечное отопление в вашем строительном проекте

Выберите солнечное тепло для своего нового дома… Это может быть самое яркое, что вы сделали за долгое время !!

Вот почему солнечное отопление должно быть частью вашего строительного проекта

Система теплых полов от компании Radiantec — самая удобная и
эффективный выбор, который вы можете сделать, независимо от того, какое топливо вы выберете … но если вы выберете солнечную энергию в качестве
источник энергии, вы действительно можете быть уверены в своем энергетическом решении.

Вот преимущества солнечного отопления:

• Солнечное тепло экологически безопасно.Солнечное тепло не загрязняет окружающую среду и не производит парниковых газов.
  Это помогает сохранить энергетические ресурсы Земли для наших детей и внуков.
• Солнечная энергия настолько чиста, чиста и безопасна, насколько это возможно. Это лучший выбор для людей, страдающих аллергией.
  проблемы и химическая чувствительность. Не будет резервуаров с легковоспламеняющимися материалами.
  твой дом. В нем не будет запаха топлива и будут более низкие электромагнитные поля.
• Солнечное отопление стабильно в цене.Купив его, вы защищены от инфляции и
  политические сюрпризы, связанные с другими видами топлива.
• Солнечное отопление — разумное вложение. Доходность сопоставима с хорошими акциями. Одна приятная вещь
  что доход от ваших инвестиций в солнечную энергию не облагается налогом и что доход увеличивается в цене на
  уровень инфляции. Представьте, что это может быть через 20 лет!
• Солнечное тепло делает ваш дом особенным.Люди с солнечным отоплением дома умны,
  самоуверенный, социально ответственный и экологически ответственный.

Мы приглашаем вас изучить этот веб-сайт и нажать «Следующий шаг», если вам нужна дополнительная информация.

Наши специалисты по солнечной энергии всегда готовы ответить на вопросы.

Звоните 1-800-451-7593

Почему выбирают Radiantec для солнечного отопления

Проектирование солнечных систем отопления

Мы приглашаем вас изучить этот веб-сайт и нажать «Следующий шаг», если вам нужна дополнительная информация.

Наши специалисты по солнечной энергии всегда готовы ответить на вопросы.