Vákuový solárny kolektor pre vykurovanie domácností

Obsah článku

• Aké kolektory použiť
• Doba návratnosti
• Príklady typických zostáv
• Pripojenie na teplú vodu a kúrenie
• Zvýšenie prevádzkovej teploty

Zdrojom slnečnej energie sa venovala absolútne nezaslúžená pozornosť. Je zrejmé, že hlavnou výhodou takýchto zariadení je ich autonómia, existujú však výnimky. V tomto článku budeme hovoriť o solárnych kolektoroch ako o pomerne účinnom a najdôležitejšom racionálnom zdroji energie pre domácnosť..

Aké kolektory použiť

Zberače sú s výnimkou špeciálnych odrôd dvoch druhov: ploché a vákuové. Princíp činnosti obidvoch spočíva v ohreve slnečného žiarenia (v ktorom 40-50% vĺn je tepelných) určitého systému nádrží, ktorého vonkajšia strana má povlak s vysokým koeficientom absorpcie infračerveného žiarenia a vo vnútri cirkuluje chladivo. Jediný rozdiel je v tom, že vo vákuových kolektoroch sa trubice zohrievajú priamo pri ohnisku slnečného žiarenia a prakticky nevydávajú teplo v dôsledku prostredia bez vzduchu. Súčasne sa v plochých kolektoroch ohrev prenáša cez absorpčnú dosku, na jej zadnú stranu sú spájkované kanály (môžu byť umiestnené vo vnútri absorbčnej platne)..

V skutočnosti ide o vákuové kolektory, o ktorých by sme mali hovoriť v realite ruskej povahy. Sú oveľa drahšie ako ploché kolektory, ale ich účinnosť je tiež vyššia. Okrem toho sú ploché kolektory v zime prakticky neefektívne: studený vietor ich ochladzuje rýchlejšie, ako sa zahrieva slnko. Oblasti použitia týchto zariadení sú južné šírky s teplým podnebím, vidiecke a letné domy, ako aj všetky druhy turistických zariadení..

Bez ohľadu na druh ohrevu sa princíp samotného kolektora nemení. Často spája tepelné rúrky so spoločnou nádržou, kde dochádza ku kondenzácii kvapaliny odparenej počas procesu zahrievania. Prenos tepla týmto spôsobom je omnoho rýchlejší, existujú však aj účinnejšie riešenia..

Doba návratnosti

Cena priemerného vákuového rozdeľovača sa pohybuje od 600 do 1500 USD. Táto cena nezahŕňa iba kolektor, ale aj skladovaciu nádrž s odporúčaným objemom a materiály na pripojenie k systému teplej úžitkovej vody. Náklady na inštalačné služby v celkovej sume sa však nezohľadňujú: príliš veľký nárast cien podľa regiónov a podmienok v zariadení.

Napriek tomu je ľahké skontrolovať návratnosť konkrétneho prípadu. Zoberme si napríklad kolektor SVK-A-30 ochrannej známky ATMOSFERA, ktorého cena je 1100–1200 USD. Je v ňom 30 vákuových trubíc, ktorých celkový maximálny výkon je 2,5 kW / h, kolektor dostáva až 7,6 kW tepelnej energie za denné svetlo. V kolektore nie je žiadna akumulačná nádrž, ale máme právo konvenčne predpokladať, že náklady na ňu a inštalatérske práce sú rovnocenné s cenou elektrického kotla porovnateľnej energie..

Priemerná denná kapacita kolektora je 5,5 kW, čo stačí na zahriatie 120 – 140 litrov vody z 10 na 50 ° C. Po spotrebovaní toho istého množstva elektriny rýchlosťou 4,68 rubľov / kWh dostaneme priemerne 25 rubľov za deň alebo približne 10 000 rubľov ročne. Obdobie návratnosti zberateľa bude teda asi osem rokov, čo nie je vôbec zlé pri zaručenej životnosti 25 rokov. Okrem toho existuje niekoľko spôsobov, ako zvýšiť návratnosť investícií. Vo všeobecnosti platí, že čím je inštalácia silnejšia, tým skôr sa sama úplne ospravedlní..

Príklady typických zostáv

Nie je veľa možností na integráciu kolektora do domácej inštalácie. Tu je niekoľko typických riešení, ktoré zvyšujú ich zložitosť:

1. Len zberateľ. Je pripojený k systému teplej úžitkovej vody ako konvenčný ohrievač vody. Funguje iba počas dňa s prirodzeným tokom. Úpravou tlaku môžete zmeniť teplotu výstupnej vody.

2. Kolektor + skladovacia nádrž. Existuje veľa takýchto riešení a sú populárne, ale ďalšie zaťaženie 100-200 kg na jeden bod strechy stanovuje určité obmedzenia. Nádrž má dobrú tepelnú izoláciu a spravidla sa nechladí cez noc.

3. Kolektor + nepriamy vykurovací kotol (BKN). Používa sa, keď nie je možné nainštalovať ťažkú ​​nádrž na strechu, ale má ďalšie výhody. Po prvé, použitie nie vody v prvom okruhu výmeny tepla, ale energeticky náročnejšej emulzie.

4. Kolektor + obehový systém. Umožňuje prijímať horúcu vodu hneď po otvorení kohútika. Voda v systéme cirkuluje pod tlakom a má približne rovnakú teplotu v ktoromkoľvek bode v okruhu. Niekedy je kapacita vodovodného systému dostatočne veľká a celé plnenie systému pozostáva z uzatváracích ventilov, obehového čerpadla a regulátora tlaku. V niektorých prípadoch môže byť odporúčané (alebo požadované) inštalovať expanznú nádrž alebo interný akumulátor. Zvyčajne sa používajú kolektory bez výmenníka tepla.

5. Kolektor + tepelné čerpadlo. Veľmi vážne a technologické riešenie pre zásobovanie celého domu teplom a teplou vodou. Vďaka zvýšenej výmene tepla pri nízkych teplotách systém vytlačí maximum z prijatej energie a ohreje výstupnú vodu na 80 – 95 ° C v dostatočnom objeme, aby vyhrial celú budovu. Je zrejmé, že pre takýto systém bude potrebných niekoľko kolektorov, výsledkom bude lacné vykurovanie obydlia v nasledujúcich 40 – 50 rokoch plus dodávka teplej vody..

Ako vidíte, rozdiel medzi kolektormi v ktoromkoľvek z týchto systémov je prítomnosť / neprítomnosť vstavanej nádrže. V opačnom prípade sú všetky rovnaké: vodovodné a odtokové potrubia, typické spojenia tepelných potrubí s rozdeľovačom, jeden zo špeciálnych upevňovacích systémov. Vďaka tomu sa kolektory ľahko a harmonicky zmestia do už fungujúcich vykurovacích systémov, čím sa zvýšia úspory aj bez úplného prechodu na zelenú energiu..

Pripojenie na teplú vodu a kúrenie

Paralelne sa vstrekuje do vykurovacieho okruhu: voda z kolektora vstupuje do prívodného potrubia, prívod je zo spätného toku, ak je to potrebné, kolektorový okruh je napájaný vlastným obehovým čerpadlom. Je veľmi dôležité inštalovať ventily v miestach odpichu, aby sa reguloval prietok tak, aby sa dosiahla požadovaná teplota..

Vstrekujú sa do systému prívodu teplej vody dvoma spôsobmi. Prvý používa BKN alebo iný medziľahlý výmenník tepla. V tomto prípade nie je ťažké spojiť dve kontúry. Ak sa však kolektor používa paralelne s inými ohrievačmi vody, umiestni sa do sériového okruhu čo najbližšie k miestu vstupu studenej vody a použije sa ako predohrievací okruh..

Pripojenie solárneho kolektora k systému vykurovania a teplej vody: 1 – solárny kolektor; 2 – čerpacia stanica; 3 – expanzná nádrž; 4 – tepelný akumulátor; 5 – vykurovací systém; 6 – prívod studenej vody; 7 – prívod horúcej vody; 8 – kotol (v prípade potreby sa používa)

Zvýšenie prevádzkovej teploty

Zvyčajný spôsob, ako zvýšiť teplotu výstupnej vody, je znížiť tepelné straty počas prenosu z kolektora. Rúry sú preto zabalené do ochranných krytov z penovej gumy alebo polypropylénu, chránia škáry, pokládka sa vykonáva iba vo vnútri budovy.

Pretože je kolektorová trubica zahrievaná v koncentrovanom svetelnom lúči, môže byť teplota kvapaliny vo vnútri veľmi vysoká (nad 200 ° C). Ak teda znížite prietok zohriatej vody, teplota sa časom zvýši. Bohužiaľ dnes existuje len veľmi málo automatizovaných systémov, ktoré udržiavajú teplotu na požadovanej úrovni. Ako voliteľné príslušenstvo sa používajú zariadenia s kompresorom a výparníkom – malé tepelné čerpadlá. V tomto prípade teplota vody na výstupe alebo na dodávku teplej vody bude udržiavať nastavenú hodnotu zmenou výkonu jednotky.