Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинку

Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкуПри будівництві приватного будинку важливо вибрати, як він буде опалюватися. Традиційні способи — дров’яні каміни, печі, електричні батареї — споживають багато ресурсів в процесі експлуатації і не завжди зручні.

Все більш популярними стають сонячні колектори для опалення будинків. Це якісний інноваційний спосіб нагріву води і підтримки тепла у всьому будинку.

Зміст

  • 1 Принцип роботи
  • 2 Основні види пристроїв
  • 3 Ефективність в зимовий час
  • 4 Достоїнства і недоліки
  • 5 Правила вибору
  • 6 Самостійне виготовлення

Принцип роботи

Сучасний технічний прогрес дозволяє використовувати теплові колектори для опалення. Вони являють собою кліматичну техніку з відновлюваним ресурсом енергії. Витратитися доведеться тільки на придбання обладнання (або його складових частин, якщо робити апарат самостійно).

Кожен квадратний метр колектора дозволяє заощадити 800 кіловат на рік. Це становить 30-40% загального споживання тепла в домі, а в деяких випадках ця цифра доходить до 50%.

Принцип роботи сонячних теплових колекторів майже нічим не відрізняється від функціонування звичайних побутових водонагрівачів. Енергія впливає на тепловий елемент, тим самим підвищуючи температуру рідини всередині: вода, антифриз або повітря.

Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкуПогода не завжди дозволяє використовувати тільки сонячне тепло, тому були винайдені моделі, які використовують у своїй роботі одночасно і енергію сонця, і електрика. Коли на вулиці стоїть холодна погода, а низьке освітлення, сонячні промені використовуються лише для того, щоб прогріти пристрій, а далі в справу вступає електрика. Такі моделі менш економічні, ніж їх побратими, націлені тільки на збір тепла з навколишнього середовища. Ця технологія була названа примусовою циркуляцією і частіше застосовується в найбільш великих сонячних колекторах.

Таке спільне функціонування застосовується частіше, ніж автономне. Проте в регіонах, де кількість сонячних днів значно перевищує кількість похмурих, не виключається повне перемикання на енергію природи без задіяння електрики. Щоб використовувати її максимально, потрібно врахувати цей варіант ще на етапі будівництва і грамотно його теплоізолювати.

Основні види пристроїв

Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинку

Геліоустановки можна розділити на кілька типів, що залежать від їхньої конструкції. Найпопулярніші — плоскопластинчатые сонячні колектори для дому. Їх основні складові частини:

  • абсорбер — пластина, що уловлює сонячні промені;
  • прозоре покриття;
  • теплоізоляція, що знаходиться на нижній поверхні.

Краще вибирати абсорбери, які зроблені з міді, чудово проводить тепло. Зверху пластини покривають спеціальним покриттям на основі чорного нікелю або оксиду титану, хоча в самих дешевих варіантах може використовуватися і звичайна чорна фарба.

Сонячний колектор: види, будова та принцип роботи

Сонячний колектор, Сол нечная батарея: що краще для гарячої води, опалення та ін.?

Покриття, пропускає світло, виготовляють із загартованого скла, в якому майже немає металевих домішок, чи з профільного рифленого листа з полікарбонату.

Щоб конвекція не викликала тепловтрати, всі щілини між корпусом колектора і прозорим покриттям потрібно ретельно загерметизувати. Існує два типи таких конструкцій:

  • Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкуПовітряні — в якості теплоносія використовують повітря, який безпосередньо примикає до абсорберу з однієї або двох сторін.
  • Рідинні (з застосуванням води, антифризу, олії) — в них теплоносій подається за допомогою спеціальних трубок, зроблених з міді або алюмінію.
  • Щоб підвищити ефективність установки, можна використовувати матеріали, які не випромінюють інфрачервоне випромінювання і застосовують більшу кількість зібраного тепла для обігріву.

    Другий поширений тип теплових колекторів для опалення — вакуумні. Вони куди дорожче, але ефективніше збирають енергію. Абсорбером в таких пристроях є трубка, всередині якої протікає теплоносій. Безліч цих елементів зібрано і знаходиться у круглому прозорому кожусі, в якій підтримується вакуум.

    Щоб підвищити продуктивність таких пристроїв, можна використовувати відбивачі світла з увігнутою дзеркальною поверхнею, які збирають неспіймані промені і направляють їх у бік колектора. Додатковим способом збільшення продуктивності може стати установка системи стеження за сонцем.

    Ефективність в зимовий час

    Опалювальна система найбільш актуальна в зимовий період, тому потенційних покупців сонячних колекторів для опалення будинку цікавить, чи будуть ці пристрої настільки ж ефективні взимку. Є кілька головних побоювань, які озвучуються людьми:

  • Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкуПанель засипле снігом, і вона не буде працювати.
  • Холодне повітря призведе до повного улетучиванию тепла з абсорбера.
  • Пошкодження панелі градом.
  • Ці конструкції цілком працездатні навіть взимку, тому всі побоювання безпідставні. Так, сніг може затримуватися на колекторах, але тільки на панелях, виконаних у формі плоскої пластини. На трубках вакуумних приладів іноді утворюється паморозь, але такі випадки рідкісні. Якщо ж під час снігопаду дме хоча б слабкий вітер, то він здує весь сніг і абсорбер залишиться чистим.

    Тепловтрати через зимового холоду куди більш актуальні для плоских моделей. Їх ефективність взимку може стати в п’ять разів нижче початкової. Вакуумні варіанти більш досконалі і мають прошарком, яка зберігає до 95% тепла. Сучасні оптимізовані колектори можуть навіть в самі сильні холоди довести воду до кипіння.

    Щодо удароміцності панелей теж не варто хвилюватися: вони, як правило, зроблені з добре захищених від зовнішнього впливу матеріалів. Існують відео, на яких знято процес бомбардування сталевими кульками та іншими міцними предметами. Після перегляду стає зрозуміло, що боятися впливу граду не потрібно.

    Робота моїх сонячних колекторів взимку

    Переваги і недоліки

    Плюсів у таких систем чимало. Особливо раді їх застосування екозахисники — такі панелі абсолютно безпечні для людини, так і для навколишньої природи. Зовнішній вигляд будь-якого колектора досить естетичний і облагороджує загальний вигляд будівлі. Але це не єдині позитивні сторони, чимало й інших:

    • Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкуавтономність використання — колектори забезпечують безперебійне постачання гарячої води в будь-який час року і незалежно від виконуваних ремонтних робіт на водоканалі або в тепломережах;
    • сонячні панелі легко інтегруються в уже встановлену систему опалення;
    • використання колекторів знижує витрати на електроенергію та опалення;
    • вони легко оптимізуються під ті потреби, які є у господаря будинку;
    • при їх експлуатації не утворюється бруду або відходів;
    • їх ККД більш високий, ніж у вітрогенераторів або фотоелектричних елементів;
    • можна обігрівати не тільки весь будинок, але і теплицю, басейн або господарське приміщення;
    • платити за енергію, зібрану колекторами, нікому не треба, і навіть якщо підвищать ціни за опалення або електрику, це ніяк не вплине на їх використання;
    • вони служать до 30 років, а окупаються і починають приносити вигоду вже через 3-4 роки.

    Проте є у цих систем і деякі мінуси, список яких куди менш обширний. В їх число входять:

    • Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкувисока вартість покупки і установки — навіть найпростіші моделі коштують чимало, а залежно від розміру приміщення, масштабності системи, комплектації і виробника можна викласти за систему колекторів суму до десяти тисяч доларів;
    • неоднакова ефективність роботи не тільки залежно від пори року і кліматичних умов — число факторів, що впливають на неї, входить форма даху, особливості ландшафту, довжина світлового дня і багато інших.

    Для середньої смуги відмінно підходять моделі з примусовою циркуляцією, які забезпечують більш ефективну витрату енергії і води. Для південних регіонів підійдуть і пристрої з пасивною циркуляцією.

    Правила вибору

    У всіх видів таких пристроїв є свої переваги і недоліки. Вибираючи підходящий для конкретних потреб колектор, потрібно звертати увагу на наступні нюанси:

    • Вигідніше всього розміщувати панелі на південній стороні будинку або з відхиленням від неї на 30 градусів або менше. Якщо планується цілорічного користування тепловим опаленням, краще підібрати кут установки, дорівнює географічній широті місцевості.
    • Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинкуЯкщо поставити пристрій вертикально, з нього не доведеться зчищати сніг, але ККД може значно знизитися.
    • Перед тим як колектор придбаний, потрібно скласти проект всієї схеми опалення, а також передбачити оптимальний спосіб кріплення до даху. Нерідко для цього потрібні додаткові каркаси. Бажано надати всі роботи по складанню планів фахівцям в цій області.
    • Використання плоских моделей не завжди виправдано. Вони куди більш міцні, ніж інші різновиди, але при поломці їх потрібно міняти цілком. Цей тип колекторів може нагрівати воду на 20-40 градусів вище температури за вікном.
    • Вакуумні колектори куди більш тендітні, чим плоскі: окремі трубки пошкоджуються досить легко. Але, замінивши одну колбу, можна повністю повернути функціональність всього пристрою, саме тому їх ремонт потребує менших фінансових витрат. Взимку вони куди ефективніше плоских, так як краще збирають сонячну енергію і довше зберігають.
    • Колектори з повітрям в якості теплоносія куди гірше прогрівають будинок, ніж інші варіанти. Однак вони відрізняються довгим терміном служби і куди рідше виходять з ладу, практично не вимагаючи ремонту.
    • У вакуумних колекторів кількість енергії, перетвореної в тепло, прямо пропорційно розмірам їх трубок. Краще використовувати трубки з шириною 6 сантиметрів і завдовжки 2 метри. Якщо вони будуть вже і коротше, це збільшить витрату енергії. Щоб виробництво тепла було більш ефективним, всередині повинна бути спеціальна вставка — пряма або у вигляді букви U.

    Слід також врахувати, що потужність, зазначена виробником, є номінальною і розраховується при яскравому сонці, що знаходиться в зеніті. Рано-вранці і ввечері вона буде падати, а вночі повинна використовуватися енергія, накопичена за день. Тому важлива і потужність всієї системи, і кількість тепла, яке вона зберігає. Особливо це істотно для моделей з водою в якості теплоносія.

    Самостійне виготовлення

    Так як сонячний колектор коштує чимало, багато людей приймають рішення виготовити його своїми руками. Це цілком реально, але вимагає точного дотримання всіх правил. Найбільш простий у виготовленні прилад, що працює на воді.

    Спочатку потрібно виготовити корпус пристрою. Можна використовувати один з матеріалів, що є в наявності: дерево, чорний або кольоровий метал. Дерев’яний каркас — самий бюджетний варіант. Розміри варто підбирати виходячи із запланованого місця установки і призначення приладу.

    Потім всередину корпусу кладуть утеплювач, а зверху нього — мідну трубку у формі змійовика. Для збільшення ККД під трубку можна покласти шар фольги. Вона підвищить температуру всередині корпусу, а також знизить тепловтрати в нижню сторону колектора.

    Зовні апарату кладеться захисне скло, а всі щілини ретельно промащуються герметиком. Після цього потрібно встановити патрубки для води у місцях входу і виходу труб. За допомогою такого пристрою можна легко зробити літній душ на дачі або підігрівати воду в басейні.

    Використання сонячних колекторів може стати одним з кращих рішень у виборі системи опалення для приватного будинку. Витратитися лише на планування і встановлення самого пристрою, а далі вже природа надасть енергію для опалення. Це дозволить суттєво знизити загальні витрати на обслуговування будівлі, до того ж буде ефективно в будь-який час року.

    Безкоштовне опалення взимку можливо! Опалення сонячним колектором

    Як працює сонячний колектор ВЗИМКУ

    Сонячний колектор для опалення: основні види теплових пристроїв, правила підбору, встановлення в приватному будинку

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками