Подогрев воды от солнца: Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция

Содержание

Солнечные нагреватели воды — особенности устройства своими руками, инструкции на фото и видео

Содержание:

1. Особенности гелиосистем
2. Вакуумные гелиосистемы

В последнее время в Европе стали активно использовать солнечные нагреватели воды. Они позволяют обеспечивать семью горячей водой, а нередко хватает солнечных батарей для отопления дома, если установлено достаточное количество солнечных батарей. Энергия Солнца бесплатна, поэтому такие устройства позволяют сэкономить, причем неплохо. Кроме того, использование такой энергии не сказывается на состоянии окружающей среды.

Нагрев воды солнцем практикуется не одно столетие. С давних пор люди нагревали воду в бочках, выставляя их на солнце. Что касается современных батарей, то они позволяют эффективно преобразовывать данную энергию в тепловую. Как они выглядят эти устройства, можно увидеть на фото.

Особенности гелиосистем

В развитых странах практически в каждом доме можно встретить солнечные батареи – их используют в качестве дополнительной системы нагрева воды и отопления. Гелиобатареи легко подключаются к основной системе, давая возможность экономить на других ресурсах (таких как газ, уголь) до 60%.

Чтобы обеспечить нагрев воды от солнца своими руками установить гелиосистему можно, но лучше подобную доверить эту работу специалистам. Чаще всего солнечные батареи устанавливают на крыше дома. Чтобы солнечные коллекторы для отопления были эффективны, необходимо внимательно просчитать угол наклона ската, угол падения солнечных лучей, количество ясных дней в году и многое другое. Исходя из этого, выбирают месторасположение коллекторов, их количество и площадь.

Водонагреватели на солнечных батареях работают следующим образом. Теплоноситель, нагретый солнцем, поступает в теплообменник, расположенный в накопительном баке. Чаще всего используют баки-аккумуляторы с двумя теплообменниками, сделанными из меди (прочитайте также: «Устанавливаем тепловой аккумулятор своими руками»). Этот материал имеет хорошую теплопроводность. Такая конструкция дает возможность применять нагретую воду не только в бытовых целях, но и для отопления (прочитайте: «Солнечное отопление дома своими руками — принцип изготовления»).

Благодаря естественной конвекции горячая вода поднимается вверх, а холодная поступает вниз. Встроенный датчик регулирует температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Таким образом, человеку практически не нужно контролировать работу гелиосистемы.

В пасмурные дни, когда солнечных лучей недостаточно для нагрева, начинает работать основная система отопления. В жаркие дни, когда вода нагревается солнцем слишком быстро, расширительный бак принимает излишек теплоносителя. Наиболее эффективен нагрев воды солнцем в странах с теплым климатом, где в году много ясных дней.

Глобальное использование энергии Солнца даст возможность существенно сократить расходы основных ресурсов-теплоносителей и улучшить экологическое состояние окружающей среды. Кроме того, это скажется на экономике стран с низкими запасами энергоресурсов.

На сегодняшний день наиболее распространены вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками. В то же время, специалисты считают, что наиболее эффективный нагрев воды от солнца обеспечивают вакуумные батареи.

Солнечный водонагреватель своими руками — подробное видео:

Вакуумные гелиосистемы

Установить солнечный нагреватель воды своими руками вполне возможно, но сначала нужно разобраться с принципом его работы.

Вакуумный коллектор работает по принципу термоса. Состоит он из двух трубок, между которыми находится вакуум. Внутрь помещена медная герметичная трубка, в которой циркулирует жидкость, а снаружи располагается стеклянная трубка большего диаметра.

Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводности позволяют воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды своими руками, можно эффективно отапливать дом даже в регионах с холодными зимами. Когда вода закипает, образовавшийся пар поднимается вверх и отдает тепло медному теплоприемнику, который передает его теплоносителю. Потом остывшая вода поступает вниз, и процесс начинается заново.

Использование вакуумных коллекторов удобно еще и тем, что они легко ремонтируются. Если один из коллекторов пришел в негодность, то вышедший из строя элемент можно легко поменять на новую деталь, не демонтируя всю систему. Устройство солнечного водонагревателя вакуумного типа таково, что теплоноситель идет одним потоком, поэтому для замены испорченного элемента зачастую требуется остановить работу всей системы. В то же время, КПД гелиосистемы достигает 76%.

Широко распространено мнение, что от солнечных водонагревателей зимой и в пасмурную погоду нет никакой пользы. На самом деле, горячая вода от солнца – это вполне реально. Вакуумные коллекторы сделаны таким образом, что они достаточно эффективны даже при минусовой температуре (до -35 градусов). Кроме того, тучи не являются препятствием для нагрева воды, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолетовое излучение. Но периодически коллекторы нужно очищать от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их стоимость меньше, но в то же время, они не столь функциональны.

Солнечные коллекторы – это эффективный способ обогрева дома, который позволяет неплохо сэкономить на традиционной системе отопления. Также массовое использование гелиосистем позволит улучшить экологическую обстановку. Именно поэтому в последнее время все большее количество людей выбирает такой способ получения тепловой энергии.

Солнечный коллектор своими руками – нагрев воды солнцем

Солнечный коллектор позволяет использовать дармовую энергию солнца для отопления или подогрева воды на бытовые нужды, причем и в межсезонье и зимой. Дает значительную экономию, так как хорошие модели вырабатывают приличное количество тепла.

Но хороший заводской солнечный коллектор стоит столько, что всегда возникает вопрос, — окупится ли он вообще или дешевле нагреть воду газом?

Насколько выгодны солнечные коллектора

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

Как обычно устроен солнечный коллектор

Плоский коллектор с трубкой. Представляет собой лист металла темной расцветки (поглощающий лучевую энергию) с прикрепленной к нему медной трубкой, по которой движется теплоноситель. Помещен в короб с теплоизоляцией толщиной от 50 мм. Со стороны солнца закрыт стеклопакетом.

Такой заводской коллектор дает в летний день до 600Вт с метра квадратного своей площади – весьма мощный нагрев. В межсезонье в полдень – до 300 Вт.

Трубчатые конструкции солнечных коллекторов здесь подробно рассматриваться не будут, так как их нельзя повторить в домашних условиях. Они представляют собой различные трубки из стекла, в том числе с обратным отражением солнечной энергии, с легко испаряющимися жидкостями, вакуумные… Это наиболее дорогие конструкции, которые можно заказать в организациях, после чего преступить к практическому изучению вопроса, на тему как их эксплуатировать, чтобы окупить в видимой перспективе….

Но КПД их больше, а самое главное зимой они вырабатывают тепло начиная с мощности солнечного излучения 20 Вт/м кв., в то время как заводские плоские – 100Вт/м кв., если меньше – они просто не греют воду, а самодельные….

Как используется тепло от солнечного коллектора

Солнечный коллектор вырабатывает больше энергии тогда, когда она меньше всего нужна – в самый жаркий полдень. Летом энергии на порядок больше, чем зимой. В межсезонье ее также маловато… Тепловая энергия от солнечного коллектора в первую очередь идет на подогрев воды для бытовых нужд, на нагрев летнего бассейна или душа, а также на отопление здания.

Чтобы ее использовать для ГВС, теплоноситель от коллектора должен поступать в спираль бойлера-теплообменника. Такие косвенные бойлеры с несколькими спиралями нагрева можно приобрести заранее.

Чтобы использовать тепловую энергию от коллектора для отопления, ее нужно накапливать в буферной емкости.
Летний нагрев бытовой воды может быть прямым – вода из бассейна и душа может прокачиваться через солнечный коллектор напрямую.

Как изготавливается солнечный коллектор своими руками

Типичная самодельная конструкция солнечного коллектора – просто спираль черной трубы ПНД, прикрепленной хомутами к какому-либо металлу. Или даже без металла. Общая площадь 2 – 6 м кв. позволяющая развить 1 кВт и более мощности в солнечный полдень. Такие коллектора с утеплением 50 мм экструдированным пенополистиролом, закрываются со стороны солнца светостабилизированной полиэтиленовой пленкой, используются для нагрева воды Устанавливаются под солнце на открытой площадке.

Более основательная конструкция – черный металлический лист с пришитым к нему скобами медным змеевиком из мягкой меди диаметром 10 мм. Площадь коллектора обычно до 10 м кв. Не нужно ее слишком увеличивать, так как при этом КПД будет падать. Утепляются с тыла, закрываются обязательно стеклом или стеклопакетом.

Типичных конструкций не существует, и расчет ожидаемой отдачи всегда не верен. Но по результатам собственных экспериментов можно создать своими руками коллектор на солнечной энергии, который окажется даже на удивление работоспособным. Ведь энергии солнца на самом деле весьма немало…

Как подключить солнечный коллектор к баку (душу) самотечно

Слабым местом для летних солнечных коллекторов остается необходимость использования насоса. Это резко удорожает конструкцию или делает ее вовсе не приемлемой.

Но можно сделать нагревающийся бак, соединенный с солнечным коллектором так, чтобы жидкость двигалась самотечно. Принцип самотека сохраняется – нагреватель расположен ниже, чем накопитель (радиатор).

По данной схеме, при применении труб от ¾ дюйма вода должна двигаться самотечно. Из данного бака нагретую воду можно слить и в бассейн.

Как подключить коллектор к ГВС

Лучшая денежная выгода получается от изготовления и эксплуатации коллектора из алюминиевых или медных трубок на металле под стеклом, с подключением его к системе ГВС.

Поскольку коллектор и спираль в бойлере представляют собой малогабаритную нагреваемую систему, она должна снабжаться расширительным баком, предохранительным клапаном. Циркуляция осуществляется с помощь маломощного насоса. Хороший коллектор обеспечит дом горячей водой и в межсезонье….

Как солнцем нагреть воду за городом без лишних расходов летом, весной и осенью

Каждый год традиционные источники энергии дорожают, и конца этой гонке цен не видно. А между тем мощнейший источник энергии, который мы видим почти каждый день, «работает» совершенно бесплатно. И если пока человечество не научилось достаточно эффективно получать энергию напрямую в виде электричества, то тепловую энергию солнца может использовать любой человек, – было бы желание!

Ведь в солнечной местности светило посылает приблизительно 1 кВт энергии каждый час. Грех не воспользоваться таким источником хотя бы для нагрева воды. При этом расходы по созданию и установке водонагревательного устройства – минимальны. Изобретатели на просторах страны уже давно используют самые различные установки для нагрева воды.

Среди них есть простейшие и более сложные, с автоматическим управлением. Всё зависит от технической подготовленности, финансовых возможностей и, конечно же, желания.

Как же умельцы получают сегодня горячую воду от солнца?

Создать солнечный нагреватель своими руками совсем несложно.

Изготавливаем водонагреватель с помощью нагревательной ёмкости

Это самый простой вариант.
Обычную ёмкость в виде бочки, старого бака, устанавливают на крыше летнего душа или дома, сарая и подключают через шланг к обычному крану.

Если ёмкость окрасит в чёрный цвет, нагрев будет происходить быстрее.

К концу дня вода прогревается примерно до 45С. Эти данные справедливы для полиэтиленового бака в 200-300 литров. Желательно, чтобы он был плоским – это повышает эффективность нагрева.

Весь минус в том, что всю воду необходимо использовать вечером, т.к. утром она станет холодной.

Чтобы «ликвидировать» этот недостаток, придётся утеплять саму ёмкость или сливать нагретую воду в опять-таки утепленный резервуар. Можно воду просто подать в бойлер и, когда она остынет, подогреть. Хоть сколько-то электричества, но экономится.

Ещё один вариант – держать бойлер постоянно подключённым к установленному на крыше резервуару. Тогда вода будет постоянно циркулировать; её можно будет использовать в режиме «онлайн».

Существенный недостаток системы в том, что она не работает при температуре ниже +20С. Поэтому существуют и другие способы нагрева воды в межсезонье.

ПЛЭН отопление создаст уют и обогреет вашу дачу в холодную погоду.
Не хотите делать монтаж отопительной системы, т.к. на даче бываете редко? Купите переносной инфракрасный обогреватель. О том какие виды существуют, и какой прибор больше подойдет вам, прочитаете в нашей статье.

Солнечный водонагреватель – коллектор

Такое устройство считается наиболее эффективным. Здесь всё дело – в материале, из которого изготавливается коллектор. Чаще всего это:

сталь
медь
латунь.

Но сборка с применением металла трудоёмка (пайка, сварка, уплотнения и т.п.), поэтому используют другие материалы. Есть вариант применения полипропиленовых труб, – они стоят дешевле. Однако их соединение также может вызвать трудности, связанные с уплотнением стыков.

Другой минус – значительная деформация при нагреве, у металлопластиковых труб это не так заметно, но полипропилен имеет высокий коэффициент теплового расширения. Этот недостаток может вызвать протечки в системе.

Есть оригинальное и простое решение, заключающееся в использовании садового шланга, как солнечного коллектора. Весь процесс сборки ограничивается скручиванием его в спираль и помещением в подходящий ящик.

Отличная гибкость, отсутствие соединений гарантируют отсутствие протечек, а длина шланга позволяет подсоединять его непосредственно к сантехническим приборам без промежуточных соединений.

Производительность такой системы зависит от длины шланга. При его диаметре в 2,5 см и температуре воздуха не менее +25С, один метр шланга нагревает 3,5 литра воды до +45С.

Выходит, что в солнечный день к вечеру 10 метров «выдадут» вам 280 литров горячей воды. Система работает при понижении температуры до +8С.

Как происходит процесс нагрева воды

Солнечные лучи попадают на спираль через стекло и нагревают спираль. Нагретая вода становится источником длинноволнового излучения, которое отражается от стекла. Т.е., солнечные лучи оказываются в своеобразной тепловой «ловушке».

Для создания этого обогревательного устройства понадобится ящик, куда будет помещаться спираль из шланга чёрного цвета, использование других оттенков приведет к потере 5% тепла. Он может быть резиновым или из ПВХ. Диаметр – не менее 1,9 см, толщина стенок не более 2,5 мм.
Шланг присоединятся к бойлеру, который должен быть выше спирали. Дно ящика необходимо утеплить пенопластом, окрашенным в чёрный цвет.
Сам ящик сверху закрывается оконным стеклом (органическое не подойдёт из-за того, что плохо удерживает солнечное излучение).
Между стеклом и ящиком необходимо установить резиновую прокладку.

Получить горячую воду, а также отопить помещение вам поможет печь с водяным контуром. Очень подходит для дач и небольших загородных домиков.
Прежде чем вы решитесь на покупку водонагревателя, почитайте отзывы и изучите основные преимущества и недостатки. Информацию по наливным водонагревателям для дачи можно найти по адресу: https://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/vodonagrevateli/nalivnoj-vodonagrevatel-dlya-dachi.html.

Водонагреватель из бутылок ПЭТ

Мысль в том, чтобы сначала создать модули (по 3 бутылки, можно и 4, 5), затем каждый из них подсоединить к пластиковой трубе, которая подключается с одной стороны к источнику холодной воды, с другой – выдаёт горячую жидкость. Лучше всего использовать бутылки ёмкостью в 2-2,5 литра. Соединять их надо по принципу «горлышко в дно».

Для этого в дне вырезается отверстие под горлышко диаметром 26 мм. Отверстие должно быть расположено строго по центру. Поэтому сначала наметьте центр, просверлив дырку сверлом 3-6 мм.
Чтобы обеспечить герметизацию, резьбу на горлышке смажьте герметиком и оставьте конструкцию в неподвижном состоянии на 2-3 дня. На дне верхней бутылки сделайте отверстие!
Модуль из трёх бутылок таким же способом (можете придумать и какой-то другой) присоединяются к пластиковой трубе, в один конец которой входит холодная вода.

Число модулей может быть и большим. Для получения 200 л горячей воды надо где-то 110 бутылок – это три квадратных метров площади.

Получившийся блок разместите в ящике, закрытом оконным стеклом. Угол наклона – от 10-ти до 30-ти градусов.

Получившаяся система гораздо эффективнее чёрной бочки с водой, установленной на крыше.

Большинство самодельных конструкций по нагреву воды солнцем летом дают экономию 70-80% энергии, растрачиваемой на нагревание. Осенью, весной – до 40%. При этом за год у светила «забирается» до 400 кВт/ч на человека! Есть о чём подумать.

Нагрев воды солнцем — Солнечные водонагреватели

Инновации в энергосбережении.

Нагрев воды солнцем. Солнечные водонагреватели.

Современные солнечные системы отопления не только поддерживают температуру воды в бассейне, они способны готовить горячую воду и даже отапливать помещения. Их популярность растет по нескольким причинам. Солнечные системы отопления являются надежными, гибкими и экологически чистыми, поскольку они используют возобновляемую энергию солнца. Многие системы используют гладкие, привлекательные и тонкие коллекторы, что люди часто принимают их за чердачные окна.

Знаете ли вы, что солнечные системы отопления хорошо работают во многих различных климатических условиях? Некоторые применения, например, отопление бассейна, сегодня широко используется и это экономически эффективно. Экономическая эффективность применения зависит от конкретных обстоятельств, таких как тип и стоимость обычного источника энергии.

Солнечная система отопления является существенной но вознаграждающей инвестицией. Она может уменьшить ваши ежемесячные счета за отопление и одновременно обеспечивать защиту окружающей среды.

Что такое солнечные водонагреватели?

Солнечные нагреватели, или солнечные тепловые системы, обеспечивают экологически чистое тепло для бытового водоснабжения, отопления, и бассейнов. Системы собирают солнечную энергию для нагрева воздуха или жидкости. Затем воздух или жидкость передает солнечное тепло прямо или косвенно вашему дому, воде или бассейну.

Солнечные водонагреватели, которых иногда называют солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть хорошей инвестицией для вас и вашей семьи. Солнечные водонагреватели являются экономически эффективными в течение всего срока службы системы. Хотя солнечные водонагреватели стоят дороже, чем обычные водонагреватели, но они используют бесплатный источник энергии — солнце. Солнечные технологии отопления могут быть использованы в любом климате. Чтобы воспользоваться преимуществами солнечной энергии, вам потребуется наличие незатененной области, которая выходит на юг, юго-восток или юго-запад. В некоторых случаях, может потребоваться установка солнечных коллекторов на западной стороне.

Тип системы, в том числе и тип коллектора (является ли он активным или пассивным), зависит от нескольких факторов. Это — участок, климат в котором вы живете, установка, стоимость, и как вы хотите солнечную систему отопления использовать.

Каковы основные компоненты солнечной системы?

Солнечные водонагреватели и солнечные обогреватели состоят из солнечных коллекторов, и все системы, кроме обогревателей бассейнов, имеют резервуары. В системах обогрева бассейнов, сам бассейн служит резервуаром, а фильтрационный насос бассейна циркулирует воду через коллекторы. Активные системы также имеют циркуляционные насосы и управление; пассивные системы работают без дополнительного оборудования.

Три типа солнечных коллекторов используются для жилых помещений: плоские, интегрированные (ICS) и вакуумные.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы являются наиболее распространенными. Застекленные плоские коллекторы по существу изолированы от атмосферных влияний, содержат темные пластины абсорбера (поглотителя). Незастекленные плоские коллекторы — это просто темная пластина абсорбера из металла или полимера. Незастекленные плоские коллекторы изготовлены из полимерных материалов обычно используются в солнечных системах отопления бассейнов.

Интегрированные коллекторные системы

Интегрированные коллекторные системы, также известные как ICS, выполнены из одного или более черных резервуаров или труб, помещенных в изолированный застекленный контейнер. Сначала холодная вода проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду, а затем попадает в обычный резервный водонагреватель. ICS системы — это простой, надежный солнечный водонагреватель. Однако их следует устанавливать только в таких климатических зонах, где зимой не бывает сильных холодов. Открытые трубы могут просто замерзнуть.

Вакуумные коллекторы

Вакуумные солнечные коллекторы, как правило сделаны из параллельных рядов прозрачных стеклянных трубок. Каждая стеклянная трубка внутри содержит металлическую трубку абсорбера. Абсорбер покрыт высоко-селективным покрытием, которое улавливает солнечную энергию, а между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуум помогает сохранить около 95% улавливаемой тепловой энергии.

Резервуары хранения

Большинству солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный резервуар. Солнечные резервуары имеют дополнительные впускные и выпускные отверстия для соединения с коллектором. Активные солнечные системы обычно включают в себя резервуар для хранения наряду с обычными водонагревателем. В системах с двумя резервуарами, солнечный водонагреватель подогревает воду перед подачей ее в обычный водонагреватель. В системах с одним резервуаром, резервный нагреватель помещается в один резервуар.

Активные солнечные водонагреватели

Активные солнечные водонагреватели используют насосы для циркуляции воды или незамерзающей жидкости (теплоносителя) из резервуаров через коллекторы. Активные системы, как правило, дороже, чем пассивные, но они также более эффективные.

Системы прямой циркуляции используют насос для циркуляции бытовой воды через коллекторы. Они хорошо работают в климате, где заморозки бывают крайне редко. Системы непрямой циркуляции используют насосы для циркуляции незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Он нагревает воду, которая потом поступает в дом. Такие системы популярны в холодном климате.

Пассивные солнечные водонагреватели

Пассивные солнечные водонагреватели перемещают воду теплоноситель через систему без использования насосов или электричества. Пассивные системы работают без электроэнергии, но они не должны использоваться в климате, где температура часто опускается ниже нуля. Как правило, пассивные системы дешевле, чем другие типы солнечных систем. Они также являются более надежными и имеют более длительный срок службы, однако, пассивные системы обычно не так эффективны, как активные системы.

Интегрированные ICS пассивные солнечные системы — хороший выбор где температура редко опускается ниже нуля. Они также хороши в домашних хозяйствах, где значительная потребность горячей воды существует днем и вечером.

Термосифонные системы

Принцип работы термосифонной системы основан на разности плотности нагретого и охлажденного теплоносителя. Когда вода (теплоноситель) горячая, она поднимается, а когда холодная — опускается. В этой системе, коллектор должен быть установлен ниже резервуара так, что горячая вода поднималась в резервуар. Эти системы надежны, но перед установкой ее на крышу, следует учитывать большой вес резервуара. Термосифонные пассивные солнечные системы, как правило дешевле, чем активные системы, но дороже, чем ICS системы.

Как улучшались солнечные системы?

С начала 1970-х годов, эффективность и надежность систем солнечного отопления и коллекторов значительно возросли, а цена упала. Усовершенствование материалов и более привлекательный дизайн сделали их более доступными и популярными.

В настоящее время, вместо обычного стекла для остекления, используется закаленное стекло с низким содержанием железа. Улучшенная изоляция и прочное селективное покрытие абсорберов улучшили эффективность и помогли снизить затраты за срок службы. Внешний вид системы также сильно улучшился. Современные коллекторы обычно могут быть установлены на одном уровне с крышей.

Зачем мне инвестировать в солнечные тепловые системы?

Первый вопрос, который многие люди спрашивают при рассмотрении домашних расходов: «Сколько это будет стоить?» Ответ зависит от типа системы, и как вы хотите ее использовать (например, для нагрева воды в бассейне или подачи горячей воды в дом), и вашего географического местоположения. Но большинство солнечных тепловых систем стоит в порядке нескольких тысяч долларов. Хотя это, как правило, больше, чем стоимость обычной газовой или электрической системы, современные солнечные системы являются очень экономически конкурентоспособными, если учесть общие энергетические затраты в течение всего срока службы системы.

Как правило, ваши ежемесячные счета за газ или электроэнергию были ниже и более предсказуемые до тех пор, пока у вас появился дом. Кроме того, солнечные системы отопления обеспечат независимость от роста цен на топливо.

Еще одна важная причина инвестировать в солнечные системы может быть менее ощутимой. Когда вы покупаете солнечную систему отопления, вы поддерживаете технологии, которые хороши для окружающей среды. Вы делаете сознательное и ответственное дело, чтобы помочь уменьшить вредные выбросы ископаемых видов топлива, сохраняя при этом качество вашей жизни.

Как ваша солнечная система отопления поможет окружающей среде?

В зависимости от типа обычно используемого топлива, заменив электрический водонагреватель на солнечный, можно компенсировать эквивалентно от 40 до 100 процентов выбросов диоксида углерода легкового автомобиля. Углекислый газ удерживает тепло в атмосфере, что способствует возникновению парникового эффекта, который изменяет климат нашей планеты и экологические системы. Использование солнечной энергии вместо не возобновляемых видов топлива может уменьшить уровень оксидов азота и диоксида серы, которые являются компонентами смога.

Подходит ли мой дом для солнечной системы отопления?

Первое что требуется рассмотреть перед созданием солнечной тепловой системы — это ваш участок. Существуют ли не затененные зоны, в целом выходящие на юг? Если да — вопрос решен. Профессионал должен оценить вашу крышу в качестве места для установки коллекторов. Если на крыше места не хватает, вы также можете установить систему на земле. Количество солнца доступного на вашем участке, как часто температура падает ниже ноля, также как и другие факторы, влияют на тип солнечной системы.

Какого размера должна быть моя солнечная система, и на какие функции обратить внимание?

Некоторые ответы на вопросы о размере и возможностях системы зависит от того, как планируется использовать солнечную систему. Здесь вы найдете общую информацию про размер системы для нагрева воды, бассейнов, и отопления помещений.

Размеры тепловой системы для нагрева бытовой воды

Так же, как обычные, солнечные водонагреватели бывают разных размеров. Определение размера солнечных водонагревателей заключается в определении общей площади коллектора и объема резервуара, чтобы удовлетворить от 90% до 100% потребности горячей воды в течение лета. Для расчета, как правило, используются компьютерные программы.

Как правило, проектировщики следуют ориентира — 2 квадратных метра площади коллектора на каждого из первых двух членов семьи. На каждого дополнительного добавляется 0,7 квадратных метров (если проживаете в южном климате) и от 1,1 до 1,3 квадратных метров (если проживаете в более холодном климате).

Для активных систем, размер резервуара увеличивается исходя из размеров коллектора. Небольшой системы (250 литров) как правило, достаточно для одного — трех человек; системы среднего размера (300 литров) — для трех-четырех человек; и большая система (450 литров) подходит для четырех — шести человек.

Размеры солнечной системы для нагрева бассейна

Для нагрева бассейна солнечной энергией потребуется коллектор от 50% до 100% площади поверхности вашего бассейна. Ваше географическое расположение и другие факторы определят точный размер. Например, бассейну 4,5 — 9 метров в теплом климате обычно требуется такой коллектор как и площадь самого бассейна (100%). Это потому, что в теплом климате люди пользуются бассейном круглый год. В более холодном климате, где бассейн используется только 3 — 4 месяца в год, потребуется коллектор более меньшей площади (около 50% — 60% площади поверхности бассейна).

В целом, добавляя больше площади удлиняет купальный сезон и позволяет владельцам использовать бассейн в более холодную погоду. Накрытие бассейна снижает потери тепла и помогает поддерживать теплую температуру в течение длительного периода.

Размеры солнечной системы для отопления помещений

В отличие от солнечного нагрева воды, солнечное отопление помещений как правило, требует больших и более сложных систем. Размер площади коллектора необходимого для отопления дома зависит от многих факторов. К ним относятся: доступное количество солнечной энергии, эффективность коллектора, местный климат и потребность отопления. Потребность отопления зависит от уровня изоляции, герметичности дома и образа жизни жителей. Как правило, площадь солнечного коллектора примерно равна 10% — 30% от площади пола в доме.

Сколько денег солнечная система может сэкономить и сколько это будет стоить?

Экономия зависит от того, как солнечная система будет использоваться, а также, от ее типа и размера.

Экономия и расходы для солнечного нагрева бытовой воды

В долгосрочной перспективе солнечные системы отопления позволяют сэкономить много денег. По сравнению с электрическими водонагревателями, годовые расходы на электроэнергию используя солнечные системы, сокращаются на 50 — 85 процентов. В зависимости от цены традиционного топлива, солнечный водонагреватель будет более экономичным в течение срока службы, чем нагревание воды с помощью электричества, мазута, пропана, или даже природного газа. Это потому, что он использует бесплатную энергию солнца.

Часто люди выбирают электрические водонагреватели потому, что их очень легко установить и они относительно недорогие. Однако исследования показывают, что средняя семья с электрическим водонагревателем на нагрев воды тратит около 25% всех средств за энергию дома.

Экономия и расходы на солнечное отопление бассейна

Покупка и установка солнечной системы для вашего бассейна обойдется вам в 1 — 3 тыс. долларов. Это обеспечивает окупаемость от 1,5 до 7 лет, в зависимости от стоимости топлива, которого ваша система заменяет. Фактические затраты и окупаемость зависит от участка, типа системы и продолжительности купального сезона.

Часто окупаемость даже не может быть рассчитана, потому что многие люди не хотят отапливать бассейны в целом, учитывая дополнительные расходы на энергию. Солнечная система позволяет таким домовладельцам плавать в бассейне, в котором делать это ранее было слишком дорого или слишком холодно.

Экономия и расходы на солнечное отопление помещений

Стоимость солнечной системы отопления помещений зависит от многих факторов, в том числе, размера вашего дома, герметичности, количества требуемого тепла с обычного резервного источника, системы и участка. В целом, солнечные системы отопления помещений могут обеспечить от 40% до 60% потребностей на отопление. Наиболее экономичным системы являются для тех, которые иначе бы отапливались электричеством, а не природным газом или другим видом топлива.

Солнечное отопление помещений больше всего необходимо, когда солнечный свет является наименее доступным, в течение зимы и в ночное время и меньше необходимо — в течение лета и днем. Поэтому сегодняшние солнечные технологий вряд ли будут экономически эффективным решением для активного солнечного отопления в большинстве домов. Тем не менее, хорошая альтернатива, чтобы использовать методы пассивного солнечного дизайна.

Какие проблемы в обслуживании и затраты на ремонт солнечных тепловых систем?

Расходы на содержание вашей солнечной системы зависят от типа технологии и как часто температура в вашем регионе опускается ниже нуля. Пассивные системы не требуют особого технического обслуживания. А на счет активных систем вам следует обсудить это с поставщиком или внимательно прочитать руководство по эксплуатации. Водопровод и другие обычные компоненты требуют такого же обслуживания как и в обычных системах.

Регулярное техническое обслуживание простых систем производится раз в 3 — 5 лет, предпочтительно поставщиком. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены одного — двух элементов через 10 лет. Простые, регулярные проверки системы также могут быть эффективными.

Нужна ли мне обычная система в качестве резервной?

Нуждаетесь ли вы в резервной системе для солнечной системы отопления во многом зависит от типа солнечной системы и где вы живете. В пасмурные дни и при повышенном спросе горячей воды, солнечным водонагревательным системам почти всегда нужна резервная система. Резервная система — это газо или электро водонагреватель, который уже может быть частью солнечной системы. Он также может быть частью солнечного коллектора, как резервуар на крыше с термосифонной системой.

Например, ICS системы могут быть с проточным газовым водонагревателем в качестве резервной системы. ICS система хранит горячую воду помимо накопления солнечного тепла, а проточный водонагреватель обеспечивает горячую воду, когда солнечное тепло не доступно.

Большинство людей не нуждаются в использовании резервного нагревателя для солнечных нагревателей бассейнов. В холодном климате солнечные нагреватели бассейнов используются в основном в летнее время. СПА или горячие ванны являются исключением. В теплом климате нагреватели для бассейнов могут быть использованы круглый год.

Если вы решили установить солнечную систему отопления помещений, вам наверняка будет необходима резервная система. Чтобы производить достаточно энергии для отопления дома в ночное время и в зимний период, системы отопления требуют большой площади коллектора, значительного резервуара и высокоэффективных ограждающих конструкций здания. Солнечная система отопления помещений как правило, обеспечивает от 40% до 60% потребностей для обогрева вашего дома. Резервная система гарантирует, что ваш дом будет теплым во время отключения электроэнергии, в прохладные дни или в большую облачность.

Узнать больше:

Остались вопросы? Напишите нам: [email protected]

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

Если выбор гелиосистемы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную установку удовлетворяющую Вашим потребностям.

Солнечные системы — Vaillant

Солнечные коллекторы

Различают два типа солнечных тепловых (генерирующих тепло) коллекторов, которые используются в солнечных тепловых системах: плоский коллектор и вакуумный трубчатый коллектор.

Плоские коллекторы — Энергия на поверхности

Главным элементом плоского коллектора является поглощающая поверхность, которая ориентирована на солнце. Покрытие поглощающей поверхности сконструировано таким образом, что оно способно поглощать максимум излучения и отражает лишь небольшую часть энергии. Поглощенная энергия передается на теплоноситель, который циркулирует в трубках под поверхностью поглотителя.

С технической точки зрения плоские коллекторы отличаются от вакуумных трубчатых коллекторов, главным образом, изоляцией поглотителя. В плоском коллекторе используется традиционный изолирующий материал, такой как минеральная вата или полиуретановая пена.

Преимущества плоского коллекторов:

Более низкая закупочная стоимость
Низкие затраты на обслуживание и ремонт
Идеально подходят для низкотемпературных систем для обеспечения горячей водой или поверхностного отопления

Для того чтобы предложить высококачественные коллекторы, эффективные в каждой системе и комбинации систем за выгодную цену, Vaillant разработала плоские коллекторы. Благодаря инновационным технологиям они достигают самую высокую эффективность с оптимальной выработкой солнечной энергии при существенном снижении стоимости.

Вакуумные трубчатые коллекторы — самая высокая выработка солнечной энергии от трубчатых коллекторов

Функциональный принцип вакуумных трубчатых коллекторов такой же самый, что и для плоских коллекторов. Они также поглощают солнечное излучение с помощью поглотителей и затем передают солнечную энергию в форме тепловой энергии на теплоноситель.

Однако в отличие от пластинчатых коллекторов, вакуумные трубчатые коллекторы используют хороших изолирующие свойства вакуума. Именно поэтому они и называются вакуумными трубчатыми коллекторами. Благодаря вакууму в стеклянной трубке тепловые потери почти полностью отсутствуют. Кроме того, под каждой отдельной трубкой устанавливается отражатель, который фокусирует солнечный свет на поглощающую трубку. В целом, вакуумные трубчатые коллекторы более эффективны, чем плоские коллекторы.

Преимущества вакуумных трубчатых коллекторов:

Более высокая эффективность, лучшая производительность даже при меньшем количестве солнечного света и при рассеянном свете.
Может также использоваться на участке крыши, не ориентированном строго на юг.
Производит более высокую температуру и может быть интегрированным с высокотемпературными нагревательными системами.

Вакуумный трубчатый коллектор фирмы Vaillant auroTHERM exclusiv является выбором для тех, кто стремится к оптимальному использованию солнечной энергии. Конструкция вакуумного трубчатого коллектора позволяет достичь максимальной производительности даже отклонениии солнечных лучей и рассеянном солнечном свете, постоянно высокая выработка солнечной энергии, и, в целом, максимально возможное получение энергии.

Узнайте больше о солнечных коллекторах от Vaillant

Солнечная энергия для горячего водоснабжения. Теория

Исторически Советские, а позже и Российские граждане были вынуждены закаляться «как сталь» отчасти в связи с хроническим отсутствием горячей воды, даже в больших городах. Тем не менее, на дворе 21 век и обеспечить себя горячим водоснабжением довольно просто, не прибегая к помощи водоканала и энергетических компаний. Солнечная энергия, которой вполне достаточно на поверхности земли, может эффективно использоваться для нагрева воды, необходимой для бытовых нужд.

Солнечные батареи или коллектора

Существует два основных мнения о том, каким образом получать горячую воду в автономном здании. Первое мнение гласит о том, что для нагрева воды можно использовать солнечные батареи. Разумное зерно в таком подходе, безусловно, есть, ведь любой автономный дом уже оборудован солнечной электростанцией и ничего не мешает заложить мощность солнечного массива с учетом электрического бойлера, к тому же цена на солнечные фотоэлектрические модули стремительно снижается в последние годы. Несмотря на очевидные преимущества, данный метод годится, если потребность в горячей воде не велика (50-100литров/сутки), так как КПД солнечных батарей не велик (13-20%), к тому же существуют потери энергии в самой солнечной электростанции.

Для нагрева большого количества воды (150литров/сутки и более) целесообразно использовать устройства для прямого нагрева жидкости от солнечного излучения — солнечные коллектора, КПД которых достигает 90%. Существуют два основных типа солнечных водонагревателей:

плоские солнечные коллекторы;
коллекторы с вакуумными трубками.

В плоских коллекторах теплоизоляция жидкости от окружающей среды осуществляется за счет селективных покрытий стекла и теплоизоляционных материалов. В вакуумных солнечных коллекторах нагрев происходит в вакуумных трубках, служащих идеальным теплоизолятором. В настоящее время устройства обоих типов близки по характеристикам и по стоимости.

Приведем данные для солнечного коллектора площадью 2м2, установленного в Ленинградской области:

Варианты применения солнечных коллекторов в системах ГВС

Приведем различные теплотехнические схемы систем ГВС с применением солнечных коллекторов.

Одноконтурная схема с естественной циркуляцией. Холодная вода поступает в нижнюю часть бойлера. Горячая вода забирается из верхней точки бойлера. Солнечный коллектор подключается между нижней и средней точкой бойлера. Циркуляция возникает за счет разности плотностей нагретой и холодной воды. Данная схема применима только в летний период.

Рис.1 Одноконтурная схема с естественной циркуляцией.

В двухконтурной системе с естественной циркуляцией уже можно использовать в качестве теплоносителя антифриз и эксплуатировать систему круглый год. Принцип работы тот же, что и в предыдущей схеме за исключением того, что используется бойлер с косвенным нагревом.

Рис.2 Двухконтурная схема с естественной циркуляцией.

Как наиболее эффективная чаще всего применяется двухконтурная схема с принудительной циркуляцией, когда теплоноситель перекачивается циркуляционным насосом. Такая схема не накладывает ограничений на размещение оборудования и позволяет снизить диаметр трубопроводов. Однако для нормальной работы системы требуется блок автоматики с двумя термодатчиками (температура в бойлере и температура в солнечном коллекторе). Задача автоматики – управлять насосом с целью предотвращения перегрева бойлера и сброса тепла в окружающую среду через солнечный коллектор.

Рис.3 Двухконтурная схема с принудительной циркуляцией.

Статьи со схожей тематикой:

Устройство солнечной батареи..

Альтернативные источники энергии..

Как расcчитать солнечную электростанцию..

Подогрев воды в бассейне с использованием солнечных коллекторов.

Подогрев воды в бассейне солнечным теплом.

При проектировании бассейна любого типа необходимо заранее продумать систему подогрева воды. Температура воды, так же как и температура воздуха, зависит от возможной активности людей. При одинаковой температуре воды и воздуха в бассейне охлаждение в воде происходит примерно в 20 раз быстрее, чем на воздухе.

Поэтому в стандартных и крупных плавательных бассейнах с длиной дорожки 25-50 м достаточна температура воды около 22°С, а в учебных плавательных бассейнах с длиной дорожки 8-16 м температура воды должна быть 23-26°С.

При использовании плавания в медицинских целях (для разгрузки позвоночника) температура воды в бассейне должна превышать 26-27°С, а лучше всего быть в пределах 28°С (при температуре ниже 25°С есть возможность появления судорог).

В связи с этим в индивидуальных бассейнах крытого типа рекомендуется поддерживать температуру воды на уровне 24-28°С, а в ваннах бассейнов предназначенных для купания маленьких детей — 28~30°С. В идеале в крытых индивидуальных бассейнах должны быть следующие параметры микроклимата: температура воды 24-28°С; температура воздуха на 2-3° выше температуры воды (26-31°С), так как при испарении влаги с водяной пленки, покрывающей тело человека после выхода из ванны бассейна, происходит отвод тепла и возникает ощущение холода при слишком низкой температуре воздуха в помещении, где расположен бассейн.

Подвижность людей в бассейнах открытого типа обычно выше, чем в закрытых. Поэтому, температура воздуха в открытых бассейнах обычно ниже и составляет 21—25°С, а температура излучения значительно выше, при наличии солнечной радиации (инсоляции). Следует добавить благотворное воздействие свежего воздуха, что сохраняет ощущение комфортности даже при более низких температурах и высоких скоростях движения наружного воздуха. С целью создания комфорта и улучшения микроклимата, особенно при длительном купальном сезоне, а также использовании бассейна в зимнее время рекомендуется осуществлять подогрев с помощью теплового пола.

Долгое время открытые бассейны обогревались от системы отопления дома с использованием противоточного теплообменника. Однако в последние годы появилось много новых вариантов обогрева бассейнов с использованием агрегатов, серийно выпускаемых промышленностью: обогрев от отопительного котла, прямоточные топливные нагреватели, прямоточные нагреватели с электроприводом, тепловые насосы, обогрев с помощью солнечных коллекторов.

Для владельцев плавательных бассейнов как открытого, так и закрытого типов, очень выгодно использовать солнечную энергию для нагрева и поддержания комфортной температуры воды.

Преимущества солнечного подогрева воды в бассейне

Преимущества солнечного подогрева воды будут существенней, если система подогрева воды в бассейне связана с солнечной системой отопления всего дома, так как это позволяет использовать избыток тепла в период максимальной инсоляции, что в конечном итоге сокращает срок окупаемости гелиосистемы.

Помимо этого, наличие бассейна позволяет избежать перегрева теплоносителя в гелиоконтуре в летнее время. Единственным требованием для эффективной работы солнечной системы является необходимость размещения бассейна таким образом, чтобы солнечные лучи поступали на нее в течение четырех-пяти часов в день. В таком случае можно поднять температуру воды на 25-30°C выше температуры окружающего воздуха.

Солнечное излучение может вполне заменить традиционный источник энергии (в летний период) и продлить купальный сезон в открытых плавательных бассейнах на 1,5…2 месяца в год, что сэкономит расходы на топливо.

Подогрев бассейна солнечным теплом без затрат на электричество!

Выбрать и купить солнечный коллектор для бассейна можно в нашем каталоге

Полезно прочитать:

► Механизм действия солнечного нагревателя бассейна Подробнее ⇒

► Борьба с тепловыми потерями бассейна. Подробнее ⇒

Остались вопросы напишите нам: [email protected]

Хотите узнать, как подогреть солнцем Ваш бассейн? ЗВОНИТЕ! +7 (495) 748-11-75

Наши квалифицированные специалисты ответят на Ваши вопросы и в зависимости от поставленных Вами задач, помогут подобрать солнечный коллектор, удовлетворяющий Вашим требованиям.

Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Солнечные водонагреватели, также называемые солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть экономичным способом получения горячей воды для вашего дома. Их можно использовать в любом климате, а топливо, которое они используют — солнечный свет — бесплатное.

Как они работают

Солнечные водонагревательные системы включают резервуары для хранения воды и солнечные коллекторы. Существует два типа солнечных водонагревательных систем: активные, у которых есть циркуляционные насосы и средства управления, и пассивные, у которых нет.

Активные солнечные водонагревательные системы

Существуют два типа активных солнечных водонагревательных систем:

Системы прямой циркуляции
Насосы обеспечивают циркуляцию бытовой воды через коллекторы в дом. Они хорошо работают в климате, где редко замерзает.
Системы косвенной циркуляции
Насосы обеспечивают циркуляцию незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Это нагревает воду, которая затем течет в дом.Они популярны в климате, склонном к отрицательным температурам.

Пассивные солнечные водонагревательные системы

Пассивные солнечные водонагревательные системы обычно дешевле, чем активные системы, но обычно не так эффективны. Однако пассивные системы могут быть более надежными и могут прослужить дольше. Существует два основных типа пассивных систем:

Пассивные системы со встроенным накопителем
Они лучше всего работают в областях, где температура редко опускается ниже нуля.Они также хорошо работают в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде.
Системы Thermosyphon
Вода течет через систему, когда теплая вода поднимается, а более холодная вода опускается. Коллектор необходимо установить под накопительной емкостью, чтобы в емкость поднималась теплая вода. Эти системы надежны, но подрядчики должны уделять особое внимание конструкции крыши из-за тяжелого резервуара для хранения. Обычно они дороже интегральных пассивных систем коллектор-накопитель.

Резервуары для хранения и солнечные коллекторы

Для большинства солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный резервуар для хранения воды. Баки для хранения солнечной энергии имеют дополнительный выход и вход, соединенные с коллектором и от него. В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду до того, как она поступает в обычный водонагреватель. В системах с одним резервуаром резервный нагреватель совмещен с накопителем солнечной энергии в одном резервуаре.

В жилых помещениях используются солнечные коллекторы трех типов:

Плоский коллектор
Стеклянные плоские коллекторы — изолированные, защищенные от атмосферных воздействий коробки, которые содержат темную абсорбирующую пластину под одной или несколькими стеклянными или пластиковыми (полимерными) крышками .Плоские неглазурованные коллекторы, обычно используемые для солнечного обогрева бассейнов, имеют темную пластину-поглотитель, изготовленную из металла или полимера, без крышки или корпуса.
Интегральные коллекторно-накопительные системы
Также известные как системы ICS или партии , они имеют один или несколько черных резервуаров или трубок в изолированном застекленном ящике. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду. Затем вода поступает в обычный резервный водонагреватель, обеспечивая надежный источник горячей воды.Их следует устанавливать только в условиях умеренно-морозного климата, поскольку наружные трубы могут замерзнуть в суровую и холодную погоду.
Солнечные коллекторы с вакуумными трубками
Они представляют собой параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую трубку-поглотитель, прикрепленную к ребру. Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует радиационным потерям тепла. Эти коллекторы чаще используются для коммерческих приложений в США.

Солнечные водонагревательные системы почти всегда нуждаются в резервной системе в пасмурные дни и в периоды повышенного спроса.Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резервное копирование и могут уже быть частью солнечной системы. Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами. Поскольку система накопления со встроенным коллектором уже накапливает горячую воду в дополнение к накоплению солнечного тепла, она может быть оснащена водонагревателем без резервуара или водонагревателем по запросу в качестве резервного.

Выбор солнечного водонагревателя

Перед покупкой и установкой солнечной водонагревательной системы необходимо сделать следующее:

Также необходимо изучить различные компоненты, необходимые для солнечных водонагревательных систем, в том числе следующие:

Установка и обслуживание Система

Правильная установка солнечных водонагревателей зависит от многих факторов.Эти факторы включают солнечные ресурсы, климат, местные строительные нормы и правила и вопросы безопасности; поэтому лучше всего обратиться к квалифицированному подрядчику по установке солнечных тепловых систем.

После установки правильное обслуживание вашей системы обеспечит ее бесперебойную работу. Пассивные системы не требуют особого обслуживания. Для активных систем обсудите требования к техническому обслуживанию со своим поставщиком системы и обратитесь к руководству пользователя системы. Сантехника и другие обычные компоненты водяного отопления требуют того же обслуживания, что и обычные системы.Стекло может потребоваться в сухом климате, где дождевая вода не обеспечивает естественного ополаскивания.

Регулярное обслуживание простых систем может проводиться не чаще, чем каждые 3–5 лет, предпочтительно подрядчиком по солнечной энергии. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены детали или двух через 10 лет. Узнайте больше об обслуживании и ремонте солнечных водонагревательных систем.

При отборе потенциальных подрядчиков на установку и / или техническое обслуживание, задавайте следующие вопросы:

Есть ли у вашей компании опыт установки и обслуживания солнечных водонагревательных систем?
Выберите компанию, у которой есть опыт установки нужного вам типа системы и обслуживания выбранных вами приложений.
Сколько лет у вашей компании есть опыт монтажа и обслуживания солнечного отопления?
Чем больше опыта, тем лучше. Запросите список прошлых клиентов, которые могут предоставить рекомендации.
Имеет ли ваша компания лицензию или сертификат?
В некоторых штатах требуется наличие действующей лицензии сантехника и / или подрядчика по солнечной энергии. Свяжитесь с вашим городом и округом для получения дополнительной информации. Подтвердите лицензирование с советом по лицензированию подрядчиков вашего штата.Совет по лицензированию также может сообщить вам о любых жалобах на подрядчиков, получивших государственную лицензию.

Повышение энергоэффективности

После того, как водонагреватель правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы дешевле устанавливать вместе с водонагревателем.

Другие варианты водонагревателей

Размещение солнечной водонагревательной системы

Перед тем, как купить и установить солнечную систему нагрева воды, вам необходимо сначала рассмотреть солнечные ресурсы вашего участка, а также оптимальную ориентацию и наклон вашего солнечного коллектора.Эффективность и конструкция солнечной системы водяного отопления зависит от того, сколько солнечной энергии достигает вашей строительной площадки.

Солнечные водонагревательные системы используют как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. Даже если вы не живете в теплом и солнечном климате большую часть времени — например, на юго-западе Соединенных Штатов — на вашем участке все равно может быть достаточный солнечный ресурс. Если на вашей строительной площадке есть незатененные участки и, как правило, она выходит на юг, это хороший кандидат на установку солнечной системы нагрева воды.Ваш местный поставщик или установщик солнечной системы может выполнить анализ солнечной системы.

Как ориентация, так и наклон коллектора влияют на производительность вашей солнечной водонагревательной системы. Ваш подрядчик должен учитывать оба фактора при оценке солнечного ресурса вашего объекта и определения размера вашей системы.

Ориентация коллектора

Солнечные коллекторы горячей воды должны быть ориентированы географически, чтобы максимизировать количество дневной и сезонной солнечной энергии, которую они получают. В целом, оптимальная ориентация солнечного коллектора в северном полушарии — истинный юг.Однако недавние исследования показали, что, в зависимости от вашего местоположения и наклона коллектора, ваш коллектор может смотреть до 90 градусов к востоку или западу от истинного юга без значительного снижения его производительности.

Вы также захотите принять во внимание такие факторы, как ориентация крыши (если вы планируете установить коллектор на крыше), особенности местного ландшафта, которые затеняют коллектор ежедневно или сезонно, и местные погодные условия (туманное утро или облачный день). поскольку эти факторы могут повлиять на оптимальную ориентацию вашего коллекционера.

Наклон коллектора

Сегодня большинство солнечных водонагревательных коллекторов устанавливаются на крыше. Это более эстетично, чем стоечные коллекторы, которые торчат с крыши под странными углами. Таким образом, у большинства коллекторов такой же наклон, как и у крыши.

Хотя оптимальный угол наклона для вашего коллектора — это угол, равный вашей широте, установка вашего коллектора на наклонной крыше не приведет к значительному снижению производительности системы. Однако вы захотите принять во внимание угол наклона крыши при выборе размера вашей системы.

Солнечная тепловая энергия использует энергию Солнца для нагрева воды

Солнечная термальная энергия использует энергию Солнца для нагрева воды Статья Учебники по альтернативной энергии 18.06.2010 22.05.2021 Учебники по альтернативной энергии

Солнечная тепловая энергия, горячая вода от солнца

Два способа, которыми мы можем преобразовать бесплатную солнечную энергию, которую мы получаем от солнца каждый день, — это солнечная тепловая энергия (солнечная горячая вода) или солнечная электрическая энергия (электричество) для использования в наших домах.

Мы можем использовать солнечную фотонную световую энергию, которую мы получаем в течение дня, для выработки электроэнергии с помощью фотоэлектрических панелей и массивов, или мы можем использовать тепловую тепловую энергию солнца с помощью солнечных коллекторов для производства солнечной горячей воды, солнечного нагрева бассейна, солнечного обогрева помещений и солнечное охлаждение и т. д.

Важно понимать, что Solar Thermal Energy — это не то же самое, что солнечная энергия или солнечная фотоэлектрическая энергия, поскольку фотоэлектрическая энергия преобразует солнечный свет непосредственно в электричество.Однако солнечная тепловая энергия может использоваться для концентрации солнечных лучей, создавая тепло, которое затем используется для производства пара, который превращает генератор в электричество.

Солнечные тепловые коллекторы

Количество электроэнергии и энергии газа, используемых сегодня для нагрева воды для бытовых нужд и отопления помещений в наших домах и офисах, огромно. Термин «системы солнечной тепловой энергии» означает технологии и устройства для солнечного теплового отопления и горячего водоснабжения, которые используют энергию солнца для обеспечения горячей водой и обогревом наших домов, офисов, фабрик и других подобных приложений с использованием возобновляемой солнечной энергии.

Системы солнечной тепловой энергии обычно включают монтируемый на крыше коллектор солнечной энергии, обычно называемый «солнечным тепловым коллектором», который принимает солнечный свет и преобразует его в полезное тепло, производя экологически чистое отопление и горячую воду, снижая потребность в электроэнергии и природном газе, а также другие виды топлива для отопления и, конечно же, счета.

Солнечные системы водяного отопления можно охарактеризовать как прямые или косвенные, в зависимости от того, нагревается ли бытовая вода непосредственно в солнечном коллекторе или через отдельный теплообменник.

Затем солнечная тепловая энергия относится к технологии, которая использует энергию солнца для нагрева воды или других типов теплоносителей для различных жилых, промышленных и других применений, с обогревом плавательных бассейнов, подогревом горячей воды и обогревом помещений, которые в настоящее время являются основными приложениями. солнечной тепловой энергии .

Количество солнечной радиации, которую получает мир, достаточно велико для того, чтобы солнечные тепловые технологии стали неотъемлемой частью экологически чистой энергии будущего в любом месте.Солнечные тепловые системы состоят из трех основных элементов: солнечного коллектора (-ов), изолированного теплопередающего трубопровода и некоторой формы хранения тепла, например, резервуара для горячей воды. В системах активной солнечной тепловой энергии также используются насосы и / или вентиляторы для распределения тепла, электронные таймеры, средства управления и термостаты, а в более холодном климате — антифриз и другие подобные химические вещества для защиты.

Типы солнечных тепловых коллекторов

Солнечные тепловые коллекторы являются сердцем любой солнечной тепловой энергетической системы, вырабатывая необходимое количество солнечной энергии для нагрева воды.Солнечные тепловые коллекторы отличаются от фотоэлектрических (PV) панелей, которые производят только солнечную электроэнергию. Солнечный коллектор может быть таким простым, как прямая или свернутая в спираль пластиковая или медная труба.

Даже старый кусок садового шланга, установленный на солнечном месте на земле, можно использовать для предварительного нагрева воды, протекающей через него, прежде чем она попадет в стандартный электрический водонагреватель. Хотя эта установка определенно будет работать, она имеет свои ограничения в эффективности и практичности, особенно ночью или в холодные зимние месяцы.

Количество солнечного тепла, производимого солнечными тепловыми коллекторами, варьируется в зависимости от конструкции коллектора, площади поверхности коллекторных труб, а также от местного климата и условий местности, и существует несколько типов коммерческих солнечных тепловых коллекторов, таких как: Плоская пластина , Вакуумная трубка , Накопитель со встроенным коллектором (ICS), Термосифон и Концентрирующая солнечная энергия (CSP). Все они выполняют одну и ту же работу, производят «горячую воду от солнечной энергии», причем каждый тип имеет свои собственные применения, преимущества и недостатки.

Солнечные тепловые коллекторы улавливают солнечное тепло для нагрева горячей воды и / или отопления помещений и обычно устанавливаются на крышах, где они подвергаются максимальному солнечному излучению для максимальной эффективности. Большинство солнечных коллекторов горячей воды представляют собой пассивные устройства, состоящие из коробок, рам, резервуаров или закрытых труб, которые содержат следующие основные части:

Прозрачная прозрачная стеклянная или пластиковая крышка или трубка для впуска солнечной энергии.
Внутренние поверхности, окрашенные в темный цвет, называемые поглотителями, которые впитывают солнечное тепло, передавая его теплоносителю или воздуху.
Изоляционные материалы для предотвращения утечки захваченного тепла обратно в атмосферу.
Трубы, вентиляционные отверстия или воздуховоды для транспортировки нагретой жидкости или воздуха из солнечного коллектора туда, где их можно использовать или хранить.

Плоские коллекторы — плоские солнечные тепловые коллекторы являются наиболее распространенным и самым простым типом солнечных коллекторов, доступных для использования в домашних условиях с помощью солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления помещений с низкой и средней температурой. Большинство плоских пластинчатых коллекторов обычно состоят из нескольких отдельных медных труб или одной катушки, которая прикреплена к темной теплоизоляционной пластине, запечатанной в большом изолированном деревянном или металлическом ящике.

Герметичный термобокс покрыт закаленным стеклом или прозрачной пластиковой крышкой, позволяющей поглощать лучистую энергию солнца медными трубками, производящими солнечную горячую воду. Плоские солнечные коллекторы легко собрать из деревянного ящика и нескольких медных труб, что делает их идеальным проектом для начинающих для входа в мир солнечной тепловой энергии.

Типовой солнечный вакуумный трубчатый коллектор

Вакуумные трубчатые коллекторы — «Вакуумные трубчатые коллекторы» состоят из рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок.Каждая трубка состоит из металлического теплопоглощающего материала, обычно из меди, при этом вся стеклянная трубка «откачивается» из воздуха (отсюда и ее название) и герметизируется для образования вакуума внутри стеклянной трубки. Этот вакуум помогает коллектору достигать чрезвычайно высоких температур, поскольку вакуум действует как высокоэффективный изолятор вокруг центрального теплопоглощающего материала.

Так как воздух является хорошим передатчиком тепловой энергии, вакуум внутри трубки предотвращает передачу тепла от поглотителя к наружному охлаждающему стеклу.Вода или масло переносят поглощенное тепло от солнечного коллектора в резервуар для хранения, где оно используется для отопления.

Благодаря более высокой эффективности по сравнению с плоскими пластинчатыми коллекторами, вакуумные трубчатые коллекторы обычно используются, когда требуются средние и высокие температуры или большие объемы солнечной горячей воды, а также для технологических систем отопления и солнечных систем кондиционирования воздуха.

Интегрированный коллекторный накопитель — «Интегрированный коллекторный накопитель» или «ICS» объединяет солнечный коллектор и накопительный бак в едином блоке, устанавливаемом на крыше.Хотя встроенный коллекторный накопитель не может производить столько солнечного тепла, как предыдущие системы, он может обеспечить разумное количество солнечной горячей воды или может служить экономичным предварительным нагревателем для обычных электрических или газовых водонагревателей. Коллекторы солнечной тепловой энергии ICS называются пассивными устройствами, потому что им не нужны насосы, термостаты, контроллеры, датчики, проводка или электричество для приготовления горячей воды, просто направьте их на солнце.

• Термосифонные коллекторы — «Термосифонные коллекторы» широко используются для солнечного нагрева воды и легко идентифицируются по их большому резервуару наверху солнечного коллектора.Солнечный коллектор установлен под резервуаром для хранения, чтобы обеспечить действие термосифонирования, то есть движение нагретой воды вверх за счет естественной конвекции. Когда солнце освещает солнечные коллекторы, вода внутри нагревается и расширяется.

По мере расширения становится легче, чем более холодная вода в резервуаре для хранения. Под действием силы тяжести более тяжелая холодная вода вытягивается из бака во входное отверстие коллектора. Когда холодная вода покидает резервуар для хранения, она выталкивает нагретую воду через выпускное отверстие коллектора в верхнюю часть резервуара.

Это непрерывное нагревание и протекание, поскольку горячая вода за счет естественной конвекции циркулирует через коллекторы, обеспечивая полный бак горячей воды в конце дня. Как и предыдущая система ICS, термосифонные системы также являются пассивными системами, что делает их автоматическими, простыми и надежными.

Однако основным недостатком термосифонной системы является то, что ночью или в холодное время года нагретая вода в резервуаре-аккумуляторе может менять направление, в результате чего солнечный коллектор становится радиаторами, рассеивающими тепло обратно в атмосферу.Кроме того, вес резервуара, заполненного водой, и труб на крыше может потребовать усиления крыши или опор, на которых она установлена.

Концентраторы солнечной тепловой энергии

До сих пор мы обсуждали простые открытые системы горячего водоснабжения с использованием солнечной тепловой энергии, в которых вода нагревается непосредственно за счет солнечной энергии с помощью установленных на крыше солнечных коллекторов. Это делает их идеальными для жилых домов, в которых нет места для второго резервуара для горячей воды или системы, производящей горячую воду от средней до высокой температуры (от 50 до 80 ^o C) для бытового использования.Но для промышленного и коммерческого применения эти типы систем солнечной тепловой энергии слишком малы и неэффективны.

Для выработки электроэнергии из энергии солнечных лучей, называемой солнечной тепловой электроэнергией, нам необходимо использовать солнечную тепловую энергию для нагрева воды до гораздо более высокой температуры с образованием пара, который затем можно использовать для привода турбин.

Прямое солнечное излучение может быть сконцентрировано и собрано с помощью отражателей, зеркал, желобов и тарелок под названием Solar Concentrators , создающих единую точку фокусировки с чрезвычайно высокой температурой.Тепло, генерируемое путем концентрации солнечной энергии или технологий CSP, затем используется для работы обычного генератора энергии. Высокотемпературное солнечное тепло, собираемое в течение дня, также может храниться в жидких или твердых средах, таких как расплавленные соли, керамика, бетон или, в будущем, в солевых смесях с фазовым переходом. Ночью его можно извлечь из носителя для продолжения работы турбины.

Параболические желоба — Системы CSP «параболического желоба» состоят из зеркального параболического рефлектора изогнутой формы, который фокусирует солнечную энергию на приемную трубу, расположенную в фокусе параболической кривой, нагревая передающую жидкость, обычно на масляной основе из-за высоких температур. вовлечены, протекают по трубе.Затем перекачивающая жидкость генерирует перегретый пар, который подается в турбину и электрический генератор для производства электроэнергии. Эти отражатели с параболическим желобом обычно присоединяются к какой-либо системе слежения за солнцем, которая отслеживает движение солнца с востока на запад в течение дня, так что солнце непрерывно фокусируется на приемных трубах для максимальной эффективности.

Концентратор для солнечных батарей

Солнечные двигатели для тарелок — «Солнечные двигатели для тарелок» — это еще один тип солнечных концентраторов.Коллекционер солнечной посуды состоит из множества маленьких стеклянных зеркал, расположенных вместе в форме параболической тарелки. Зеркала отражают солнечный свет на блок преобразования мощности, который устанавливается над тарелкой в фокусном центре (аналогично тарелке спутникового телевидения).

Блок преобразования энергии включает в себя приемник солнечной энергии, который поглощает солнечную энергию и передает ее солнечному двигателю. Затем двигатель преобразует эту энергию в тепло. Тепловой приемник включает в себя трубки для теплоносителя, обычно водорода или гелия, который передает тепло генератору для производства электроэнергии.Системы солнечной антенны / двигателя используют автоматические двухосные коллекторы для отслеживания солнца.

Башни солнечной энергии — «Башни солнечной энергии» используют тысячи отслеживающих солнце зеркал, называемых гелиостатами, для концентрации солнечного света на приемнике, расположенном на вершине высокой центральной башни. Башня солнечной энергии генерирует чрезвычайно высокие температуры в фокусе массива зеркал, нагревая передающую жидкость, такую как расплав нитратной соли, которая затем используется для выработки пара для питания турбогенератора, который используется для производства электроэнергии.Расплавленная соль достигает температуры около 1050 градусов по Фаренгейту в приемнике перед хранением в резервуаре, где она может эффективно сохранять тепло в течение нескольких часов или даже дней, прежде чем будет использоваться для выработки электроэнергии.

Мы видели, что двумя основными компонентами типичной домашней системы Solar Thermal Energy , которая может использоваться для производства солнечной горячей воды, являются резервуар для хранения воды и солнечный тепловой коллектор, который поглощает тепло от солнца. Два основных типа солнечных тепловых коллекторов, доступных для бытового применения, — это коллектор с плоской пластиной и вакуумный трубчатый коллектор , которые могут производить более чем достаточно солнечной горячей воды для типичного домашнего хозяйства.

Для промышленных и коммерческих применений «солнечная тепловая энергия» в настоящее время является наиболее экономически эффективной солнечной технологией в больших масштабах. В настоящее время он превосходит другие формы альтернативных энергетических систем, а также может превзойти стоимость электроэнергии, произведенной за счет сжигания ископаемого топлива, такого как природный газ. Испания и Австралия в настоящее время являются ведущими странами в коммерческом производстве солнечной тепловой энергии, в которых Испания уже вырабатывает значительную часть потребляемой ими электроэнергии за счет своей солнечной тепловой энергетической башни и солнечных тарелок / двигателей.

Подходит ли вам солнечная тепловая энергия ?. Скорее всего, использование солнечной энергии для производства солнечной воды для нагрева воды может сократить счета за горячее водоснабжение до 60% или более каждый год, что позволит сэкономить тысячи американских долларов или британских фунтов для среднего семейного дома в течение всего срока службы солнечной системы горячего водоснабжения. .

Системы солнечной тепловой энергии также помогают сохранить наши природные ресурсы и окружающую среду за счет сокращения выбросов парниковых газов, поскольку меньше ископаемого топлива сжигается для выработки электроэнергии только для нагрева воды, но учтите это, на каждый доллар, британский фунт или евро, которые вы тратите на строительство своего дома Более энергоэффективная, вы можете уменьшить размер, стоимость и сложность солнечной тепловой системы , устанавливаемой внутри страны.

В следующем уроке о «солнечной тепловой энергии» мы рассмотрим плоские пластинчатые коллекторы и увидим, как они преобразуют солнечное тепло в горячую воду.

Солнечная горячая вода — Старый дом

а. Плоский солнечный коллектор ;
г. Расширительный бачок ;
г. Насос ;
г. Контроллер ;
эл. Резервуар хранения ;
ф. основное питание;
г. водонагреватель;
ч. Горячая вода для дома

Иллюстрация Гарри Кэмпбелла
Если вы когда-либо чувствовали поток теплой воды из садового шланга, протянутого по солнечной лужайке, вы знаете, как работает солнечный водонагреватель. И если вы когда-либо оплачивали счет за топливо или электричество, вы можете понять, почему использование солнечных лучей для нагрева воды — хорошая идея. До 25 процентов счета за коммунальные услуги уходит на нагрев воды для стирки одежды, посуды и нас самих.Солнечная система горячего водоснабжения может снизить эти затраты на две трети — без использования каких-либо ископаемых видов топлива и без какого-либо загрязнения. Вам даже не нужно жить в солнечном климате, чтобы воспользоваться этим бесконечно возобновляемым источником бесплатной энергии. Благодаря достижениям в технологии солнечных коллекторов, эти системы стали практичными даже в тех местах, где небо чаще бывает серым, чем голубым.
Базовая установка состоит из улавливающего тепло солнечного коллектора, установленного на открытом воздухе с южной стороны, обычно на крыше, и резервуара для хранения воды внутри дома.В холодном климате насос перекачивает жидкость с добавкой антифриза по замкнутому контуру трубы, соединяющей массив крыши и резервуар. Погружной змеевик внутри резервуара передает тепло от нагретой солнцем жидкости в систему водоснабжения дома. (В незамерзающих зонах питьевую воду можно нагревать непосредственно от коллектора.)
Коллекторы
бывают двух основных типов. Самыми популярными являются так называемые плоские коллекторы: изолированные стеклянные коробки с медными трубками, прикрепленными к улавливающим тепло «листам поглотителя».«В идеальных условиях они могут производить воду с температурой 150 градусов, что намного выше 125 градусов воды в обычном водонагревателе. Более эффективные коллекторы трубчатого типа заключают абсорбирующие листы и трубы в стеклянные вакуумные трубки для максимального изолирующего эффекта (см. Слайд 2 слева: Сбор тепла в вакууме). Они могут нагревать воду до 200 градусов. А поскольку трубки могут улавливать тепло, когда солнце не находится прямо над головой и даже в пасмурные дни, вам не нужен большой массив, чтобы получить много горячей воды. Обратной стороной является то, что они стоят вдвое дороже плоских пластин.
В отличие от плоских коллекторов, системы с вакуумными трубками закрывают солнечные поглотители в вакууме, предотвращая любые значительные потери тепла.
Иллюстрация Гарри Кэмпбелла
Стоимость
Тем не менее, независимо от того, насколько хорошо работает коллектор или насколько хорошо он размещен, нельзя обойти стороной тот факт, что он полагается на источник энергии, который работает только неполный рабочий день. «Вы никогда не сможете точно удовлетворить спрос, потому что вы не можете включить солнце, когда оно вам нужно», — говорит Роберт Уотерс из компании Viessmann, производителя солнечных тепловых систем.В некоторых частях Соединенных Штатов солнечные батареи могут обеспечивать до 95 процентов горячей воды в доме летом и лишь 20 процентов зимой. И в отличие от электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями, которую можно хранить в батареях или продавать обратно энергетической компании, горячая вода — это мимолетный актив; даже хорошо изолированный резервуар для хранения становится холодным через несколько пасмурных дней. Вот почему практически все солнечные системы горячего водоснабжения являются дополнением, а не заменой обычных водонагревателей.
Как это часто бывает, экономия денег стоит денег. Типичная установка для семьи из четырех человек с резервуаром для хранения емкостью 80 галлонов стоит около 5000 долларов плюс еще около 2000 долларов за установку. Но по сравнению с фотоэлектрическими элементами или ветряными генераторами период окупаемости относительно короткий — всего пять лет, в зависимости от местных затрат на электроэнергию и государственных субсидий. (Это учитывает текущий федеральный инвестиционный налоговый кредит на 30 процентов стоимости солнечной тепловой системы, до 2000 долларов.) Солнечные системы горячего водоснабжения также довольно легко модернизировать в существующих домах. Накопительный бак с солнечным обогревом просто подключается к существующему водонагревателю, который включается только тогда, когда температура воды из коллектора становится ниже заданной температуры водонагревателя. В новых домах один бак может обогреваться как солнечными коллекторами, так и газом или электричеством. В любом случае, вы можете отложить свои сбережения на горячей воде в банке. Или вы можете принять душ и спеть более длинную песню.
Солнечное отопление и охлаждение, тоже
Некоторые солнечные системы могут дополнять водяные (водяные) системы отопления, но не ожидают такой же эффективности или окупаемости, как от солнечных коллекторов, которые только обеспечивают горячее водоснабжение.Это потому, что эти системы дороги, а наибольшая потребность в тепле приходится на самые темные месяцы года. Наибольшая выгода приходит в межсезонье, весной и осенью, когда солнечная гидроника может обеспечивать 20 процентов общей годовой тепловой нагрузки.
Более многообещающее применение, которое все еще находится в стадии разработки, — это использование воды, нагреваемой солнечными батареями, для привода чиллеров, систем охлаждения без компрессоров. Это заманчивая концепция, потому что солнечная мощность достигает пика одновременно с использованием переменного тока. Задача состояла в том, чтобы спроектировать небольшие бытовые чиллеры, которые могут работать при более низких температурах жидкости, чем может производить солнечная батарея.
Отрывной лист солнечной системы
Что это: Способ дополнить подачу горячей воды для бытового потребления за счет энергии солнца.
Как это работает: Жидкость, протекающая через наружный коллектор, улавливает солнечное тепло и переносит его из помещения в резервуар для хранения.
Почему вам нужен один: Снижает стоимость горячей воды на две трети, поскольку снижает зависимость от ископаемого топлива. Не производит парниковых газов.
Что искать:
Система с замкнутым контуром: Обеспечивает циркуляцию морозостойкой жидкости по системе, не касаясь питьевой воды.
Система без обратной связи: Обеспечивает циркуляцию питьевой воды. Практично только в безморозном климате.
Утверждено SRCC: Solar Rating and Certification Corporation независимо сертифицирует и оценивает эффективность солнечных систем горячего водоснабжения.
Стоимость: Установлено от 5000 до 9000 долларов, в зависимости от размера и типа. Налоговые льготы и льготы на коммунальные услуги могут компенсировать некоторые затраты, если система сертифицирована SRCC.
Где найти: Viessmann Manufacturing Co.Inc.
Высокотемпературный пар может использоваться в отдаленных регионах для приготовления, очистки или стерилизации медицинского оборудования — ScienceDaily
Инженеры Массачусетского технологического института создали устройство, которое поглощает достаточно тепла от солнца, чтобы вскипятить воду и произвести «перегретый» пар, более горячий, чем 100 градусов по Цельсию, без дорогостоящей оптики.
В солнечный день конструкция может пассивно откачивать пар, достаточно горячий для стерилизации медицинского оборудования, а также для использования при приготовлении пищи и уборке. Пар может также поставлять тепло для промышленных процессов, или его можно собирать и конденсировать для производства опресненной дистиллированной питьевой воды.
Ранее исследователи разработали губчатую структуру, которая плавала в контейнере с водой и превращала поглощенную воду в пар. Но большое беспокойство вызывает то, что загрязняющие вещества в воде со временем привели к разрушению конструкции. Новое устройство предназначено для подвешивания над водой, чтобы избежать любого возможного загрязнения.
Подвесное устройство по размеру и толщине сравним с небольшим цифровым планшетом или устройством для чтения электронных книг и имеет структуру типа сэндвич: верхний слой изготовлен из материала, который эффективно поглощает солнечное тепло, а нижний слой эффективно излучает это тепло. к воде внизу.Как только вода достигает точки кипения (100 ° C), она выпускает пар, который поднимается обратно в устройство, где он направляется через средний слой — пеноподобный материал, который дополнительно нагревает пар выше точки кипения, прежде чем он откачивается через единственную трубку.
«Это полностью пассивная система — вы просто оставляете ее снаружи, чтобы поглощать солнечный свет», — говорит Томас Купер, доцент кафедры машиностроения в Йоркском университете, который руководил этой работой в качестве постдока в Массачусетском технологическом институте. «Вы можете масштабировать это до чего-то, что можно было бы использовать в отдаленных климатических условиях для производства достаточного количества питьевой воды для семьи или стерилизации оборудования для одной операционной.«
Результаты группы подробно описаны в статье, которая будет опубликована в Nature Communications . В исследовании участвуют исследователи из лаборатории Ганг Чена, профессора энергетики Карла Ричарда Содерберга в Массачусетском технологическом институте.
Умная комбинация
В 2014 году группа Чена сообщила о первой демонстрации простого парогенератора, работающего от солнечной энергии, в виде покрытой графитом углеродной пены, плавающей на воде. Эта структура поглощает и локализует солнечное тепло на поверхности воды (в противном случае тепло проникало бы вниз через воду).С тех пор его группа и другие пытались повысить эффективность конструкции с помощью материалов с различными поглощающими солнечные лучи свойствами. Но почти каждое устройство было разработано так, чтобы плавать прямо на воде, и все они столкнулись с проблемой загрязнения, поскольку их поверхности контактируют с солью и другими примесями в воде.
Команда решила разработать устройство, которое вместо этого подвешено над водой. Устройство сконструировано так, чтобы поглощать коротковолновую солнечную энергию, которая, в свою очередь, нагревает устройство, заставляя его повторно излучать это тепло в виде более длинноволнового инфракрасного излучения в воду внизу.Интересно, что исследователи отмечают, что инфракрасные волны легче поглощаются водой, чем солнечные волны, которые просто проходят сквозь нас.
В качестве верхнего слоя устройства был выбран металлокерамический композит, который является высокоэффективным поглотителем солнечной энергии. Они покрыли нижний слой конструкции материалом, который легко и эффективно излучает инфракрасное тепло. Между этими двумя материалами они зажали слой сетчатой угольной пены — по сути, подобный губке материал, усеянный извилистыми туннелями и порами, который удерживает поступающее солнечное тепло и может дополнительно нагревать пар, поднимающийся обратно через пену.Исследователи также прикрепили к одному концу пены небольшую выпускную трубку, через которую весь пар может выходить и легко собираться.
Наконец, они поместили устройство над тазом с водой и окружили всю установку полимерным кожухом, чтобы предотвратить утечку тепла.
«Именно эта продуманная разработка различных материалов и их расположение позволяет нам достичь достаточно высокой эффективности с помощью этого бесконтактного устройства», — говорит Купер.
Полный вперед
Исследователи сначала проверили структуру, выполнив эксперименты в лаборатории, используя имитатор солнечного света, который имитирует характеристики естественного солнечного света при различной контролируемой интенсивности. Они обнаружили, что конструкция способна нагреть небольшой бассейн с водой до точки кипения и произвести перегретый пар при 122 ° C в условиях, имитирующих солнечный свет в ясный солнечный день. Когда исследователи увеличили эту солнечную интенсивность на 1.7 раз они обнаружили, что устройство производит еще более горячий пар, при 144 C.
21 октября 2017 г. они протестировали устройство на крыше здания 1 Массачусетского технологического института в условиях окружающей среды. День был ясным и ярким, и чтобы еще больше увеличить интенсивность солнечного света, исследователи сконструировали простой солнечный концентратор — изогнутое зеркало, которое помогает собирать и перенаправлять больше солнечного света на устройство, тем самым увеличивая приходящий солнечный поток, аналогично тому, как это происходит. увеличительное стекло можно использовать, чтобы сконцентрировать солнечный луч и нагреть участок тротуара.
С этой дополнительной защитой конструкция производила пар с температурой выше 146 ° C в течение 3,5 часов. В последующих экспериментах команде удалось производить пар из морской воды, не загрязняя поверхность устройства кристаллами соли. В другой серии экспериментов им также удалось собрать и конденсировать пар в колбе для получения чистой дистиллированной воды.
Чен говорит, что, помимо решения проблемы загрязнения, конструкция устройства позволяет собирать пар в одной точке в виде концентрированного потока, тогда как предыдущие конструкции давали более разбавленный спрей.
«Эта конструкция действительно решает проблему загрязнения и сбора пара», — говорит Чен. «Теперь мы стремимся сделать это более эффективным и улучшить систему. Есть разные возможности, и мы смотрим, какие варианты лучше всего использовать».
Солнечные водонагреватели: полное руководство
Последнее обновление 14.07.2021
Вы используете горячую воду дома каждый день, когда принимаете душ, стираете белье или моете посуду.Солнечные водонагревательные системы используют энергию солнца для нагрева воды в вашем доме.
Солнечные водонагреватели (также известные как солнечные водонагреватели ) являются альтернативой обычным водонагревателям, включая водонагреватели без резервуаров, газовые водонагреватели, электрические водонагреватели или водонагреватели с тепловым насосом (все из которых используют либо газ, нефть или электричество для их питания.) Мы использовали солнечную энергию для нагрева воды на протяжении веков, но только в 1980-х годах компании по производству солнечной горячей воды начали набирать обороты в США.S., делая солнечную горячую воду жизнеспособным вариантом для владельцев недвижимости
Обзор солнечных водонагревателей
Солнечная система горячего водоснабжения использует солнце для производства теплой воды для вашего дома
Солнечное тепло улавливается коллекторами на вашей крыше
С солнечным водонагревателем можно практически полностью отказаться от счетов за отопление воды.
Вы можете установить солнечную горячую воду в дополнение к обычному водонагревателю
Используя солнечную систему горячего водоснабжения, вы можете использовать энергию солнца для экономии денег, уменьшив свою зависимость от традиционных источников энергии, таких как нефть, электричество и газ.Солнечная система горячего водоснабжения сокращает выбросы парниковых газов в атмосферу, а также помогает вам в долгосрочной перспективе сэкономить деньги за счет сокращения счетов за газ и электроэнергию.
Как работает солнечная система водяного отопления: основы
Солнечные системы горячего водоснабжения собирают тепловую энергию солнца и используют ее для нагрева воды в вашем доме. Эти системы состоят из нескольких основных компонентов: коллекторов, накопительного бака, теплообменника, системы управления и резервного нагревателя.
Коллекторы
Панели солнечной тепловой системы известны как «коллекторы» и обычно устанавливаются на крыше.
Эти коллекторы отличаются от фотоэлектрических солнечных панелей, с которыми вы, вероятно, знакомы, потому что вместо выработки электроэнергии они вырабатывают тепло. Солнечный свет (или «солнечное излучение») проходит через стеклянное покрытие коллектора и попадает на компонент, называемый пластиной-поглотителем, которая имеет покрытие, предназначенное для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепло. Вырабатываемое тепло передается «теплоносителю» (антифризу или питьевой воде), содержащемуся в небольших трубках в пластине.
Коллекторы бывают разных размеров. Размер и количество коллекторов, которые вы установите, зависят от того, сколько солнечного света получает ваша крыша и сколько горячей воды вы используете в своем доме. Также они изготавливаются в двух стилях: плоская пластина и вакуумная трубка. Плоские коллекторы обычно дешевле, но могут улавливать меньше солнечного света и менее эффективны в более холодных условиях. Вакуумные трубчатые коллекторы занимают меньше места на крыше, но они более тяжелые и хрупкие.
Теплообменник и накопительный бак
Когда теплоноситель в ваших коллекторах нагревается, он перемещается в ряд труб, известных как «теплообменник», который расположен внутри резервуара для хранения вашей горячей воды.Когда эти трубы заполнены нагретой теплоносителем, тепло передается от труб к вашей воде, делая горячую воду готовой для использования в вашем доме.
Система управления
Большинство солнечных систем горячего водоснабжения имеют систему управления, которая гарантирует, что вода в накопительном баке не станет слишком горячей. Системы контроллеров также могут предотвратить циркуляцию холодной воды через систему, когда на улице очень холодно и перекачивающая жидкость недостаточно нагревается.
Резервный нагреватель
Наконец, каждая солнечная система горячего водоснабжения оснащена резервной системой. В дни, когда слишком облачно для выработки достаточного количества нагретой воды за счет солнечной энергии, срабатывает резервный обогреватель и вырабатывает горячую воду для вашего дома с помощью газа или электричества. На резервные нагреватели будет приходиться примерно 20 процентов вашего потребления горячей воды в течение года.
Типы солнечных водонагревателей: прямые и непрямые, активные и пассивные
Каждая солнечная система горячего водоснабжения состоит из одинаковых основных частей, но есть некоторые различия в конструкции системы.Вы должны выбирать между прямой или косвенной системой, которая влияет на то, как жидкость нагревается в коллекторах. Вы также должны решить, хотите ли вы активную или пассивную солнечную систему горячего водоснабжения, которая влияет на то, как жидкость движется через вашу систему.
Прямое и косвенное горячее водоснабжение от солнечной энергии
Основное различие между прямым и непрямым солнечным нагревом воды заключается в типе жидкости, используемой для сбора тепла в системе. В непрямой системе солнечная энергия собирается и удерживается в специальной антифризной жидкости.Антифриз циркулирует в резервуаре для горячей воды, который нагревает воду для использования в вашем доме. Для сравнения: при прямой установке ваша вода получает тепло непосредственно от солнца, а не сначала собирается в переносящей жидкости.
Большинство солнечных систем горячего водоснабжения в Соединенных Штатах используют косвенные солнечные системы горячего водоснабжения. Непрямые системы более устойчивы к холоду и лучше сохраняют тепловую энергию в холодные зимние месяцы. Однако косвенные системы также более дороги, чем прямые системы.
Прямые солнечные системы горячего водоснабжения могут работать для некоторых домовладельцев в самых южных частях страны, но большинство жителей США захотят установить косвенную систему, чтобы избежать потери эффективности в более холодные периоды года.
Активное и пассивное солнечное горячее водоснабжение
В вашей солнечной установке для горячего водоснабжения антифриз или вода перемещаются по системе с помощью регулирующего насоса или под действием силы тяжести. Контроллерные насосы используются только в активных солнечных установках для горячего водоснабжения.Пассивные системы полагаются на гравитацию для перемещения жидкости и воды.
Хотя пассивные системы менее сложны в установке, они также намного менее эффективны, чем активные системы. Кроме того, для работы некоторых пассивных систем резервуар для хранения должен быть установлен выше, чем коллекторы, что может оказать большое давление на вашу крышу. Большинство солнечных систем горячего водоснабжения в США активны, что означает, что у них есть контроллер, который прокачивает воду или антифриз через систему.
FAQ: Работают ли солнечные системы горячего водоснабжения в пасмурную погоду?
Ваши солнечные тепловые коллекторы все равно будут поглощать немного тепла в пасмурные дни, но не будут работать так хорошо, как в солнечную погоду. Солнечные системы горячего водоснабжения обычно включают резервный водонагреватель, который можно использовать, если вы переживаете несколько пасмурных или дождливых дней подряд.
Подробнее
Как это работает — Солнечные водонагреватели | Продукция
Солнечные водонагреватели бывают самых разных конструкций, все они включают коллектор и накопительный бак, и все они используют тепловую энергию солнца для нагрева воды.
Солнечные водонагреватели обычно описываются по типу коллектора и циркуляционной системы.
Типы коллекторов
Коллекторы периодического действия , также называемые системами интегрированного коллектора-хранения (ICS), нагревают воду в темных резервуарах или трубках внутри изолированного ящика, накапливая воду до тех пор, пока ее не наберет. Вода может оставаться в коллекторе в течение длительного времени, если потребность домохозяйства невысока, что делает ее очень горячей.Клапан темперирования — ваша защита от ожогов на кране. Клапан темперирования подмешивает холодную воду, чтобы снизить температуру воды перед подачей в кран. Коллекторы периодического действия несовместимы с системами циркуляции замкнутого цикла. Таким образом, они обычно не рекомендуются для холодного климата.
Плоские коллекторы обычно состоят из медных трубок, установленных на плоских пластинах поглотителя. Наиболее распространенная конфигурация представляет собой серию параллельных трубок, соединенных на каждом конце двумя трубами — впускным и выпускным коллекторами.Узел плоской пластины находится в изолированной коробке и покрыт закаленным стеклом.
Плоские коллекторы обычно рассчитаны на 40 галлонов воды. Два коллектора обеспечивают примерно половину горячей воды, необходимой для обслуживания семьи из четырех человек.
Вакуумные трубчатые коллекторы — самые эффективные доступные коллекторы. Каждая откачиваемая трубка в принципе похожа на термос. Стеклянная или металлическая трубка, содержащая воду или теплоноситель, окружена стеклянной трубкой большего размера.Пространство между ними представляет собой вакуум, поэтому жидкость теряет очень мало тепла.
Эти коллекторы могут работать даже в пасмурную погоду и при температурах до -40 ° F. Отдельные трубки заменяются по мере необходимости. Вакуумные трубчатые коллекторы могут стоить вдвое дороже за квадратный фут, чем плоские коллекторы.
Замкнутые или непрямые системы используют незамерзающую жидкость для передачи тепла от солнца воде в резервуаре для хранения. Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах.Затем эта жидкость проходит через теплообменник в резервуаре для хранения, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается к коллекторам. Эти системы имеют смысл в условиях холодного климата.
Циркуляционные системы
В системах Direct вода циркулирует через солнечные коллекторы, где она нагревается солнцем. Затем нагретая вода хранится в баке, отправляется в безбаковый водонагреватель или используется напрямую.Эти системы предпочтительнее в климате, где редко замерзает. Защита от замерзания необходима в холодном климате.
Замкнутый контур или непрямой , в системах используется незамерзающая жидкость для передачи тепла от солнца воде в резервуаре для хранения.
Categories: Разное
Навигация по записям
Коляска прогулочная happy baby neon sport отзывы: Коляска Happy Baby Neon Sport
Снотворное сильное без рецептов таблетки: Список лучшех снотворных препаратов без рецепта
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Search for:
Рубрики
Болгарка
Выбор болгарок
Выбор перфораторов
Выбор сварочного аппарат
Выбор шуруповёртов
Инструменты
Перфоратор
Перфораторы
Разное
Сварочные аппараты
Сварочный
Шуруповерт
Шуруповерты
2019 © Все права защищены. Карта сайта