Solární vytápění je nejekologičtější způsob vytápění soukromého domu. Dobře se hodí pro obyvatele středních a jižních oblastí zemí SNS, kde zemský povrch dostává dostatečné množství záření. Použití solárního tepla k vytápění vašeho domova pomůže ušetřit místo v prostorách.
Výhody a nevýhody solárního ohřevu
Tento druh energie je šetrný k životnímu prostředí, jeho využití je dostupné pro každého a není doprovázeno emisemi škodlivých látek do životního prostředí. Masivní využívání solárních topných systémů pro soukromý dům pomůže zachovat přírodní zdroje používané k vytápění prostor: uhlí, dřevo a plynové palivo. Použití solárních topných konstrukcí je zcela bezpečné pro obyvatele i pro životní prostředí. To se o tradičních druzích paliva říci nedá – kouř nepůsobí příliš příznivě na atmosféru, může způsobit slzení a nepohodlí ostatním.
Chcete-li ušetřit využitelný prostor na místě, můžete systém nainstalovat na střechu. Upevnění takových kolektorů také pomůže minimalizovat náklady na prostor pro topná zařízení v samotné místnosti. Další výhodou je, že solární panely pro domácnost nevydávají během provozu žádný hluk.
Nevýhodou je, že ne všechny oblasti mají klimatické podmínky vhodné pro celoroční využití solární energie bez doplňkového způsobu vytápění. Ve většině regionů Ruska je v zimě nutné používat paralelní ohřívače napájené elektřinou nebo jiná zařízení podobného účelu. Někdy je solární systém připojen pouze k práci v obdobích vyznačujících se dostatečným osvětlením, v obdobích tmy se používají jiné zdroje tepla.
Vlastnosti solárních kolektorů
Kolektory se od ostatních typů topných systémů liší tím, že jsou vázány na příliv sluneční energie. V důsledku toho se v noci akumulace tepla v instalaci zastaví, ale návrat do ovzduší obydlí akumulovaný během dne pokračuje. Účinnost systému je dána délkou denního světla. V teplé sezóně a v jižních zeměpisných šířkách vykazuje použití tohoto typu vytápění nejlepší výsledky. Nejméně produktivní je v prosinci, v nejtemnější denní dobu. To je způsobeno krátkým denním světlem a úhlem dopadu paprsků. Při výpočtu příspěvku solárního systému k celkové dodávce tepla obydlí je třeba vzít v úvahu, že jeho účinnost se v průběhu roku mění. Zimní vytápění ve většině regionů vyžaduje elektrospotřebiče, sporák nebo bojler.
Velmi důležitý je správný výpočet plochy kolektorových prvků nezbytných pro údržbu domu a zvolený úhel instalace. Je vhodné umístit zařízení tak, aby úhel sklonu byl roven zeměpisné šířce sídla, kde se obydlí nachází. Sluneční energii nejlépe absorbují kolektory, jejichž pracovní roviny jsou umístěny v pravém úhlu k dopadajícím paprskům. Pokud je to možné, baterie jsou umístěny směrem na jih. Je důležité zajistit, aby na povrch nedopadaly stíny budov nebo stromů.
Aby byla efektivita práce v zimě vyšší, měl by být úhel sklonu prvků o něco větší. V létě bude zase produktivita o něco nižší, ale to by nemělo nepříznivě ovlivnit kvalitu života majitelů domů.
Prvky topného systému
Existuje několik typů solárních bateriových zařízení, ale princip většiny topných systémů na nich založených je identický. Někdy lze do konfigurace přidat další komponenty.
Základní instalační prvky:
- vakuová sběrná zařízení;
- správce odpovědný za správu systému;
- akumulační nádrž na ohřátou vodu;
- čerpadlo, které přenáší chladicí kapalinu z baterie do baterie;
- TEN pracující z elektrické sítě.
Místo topného tělesa může jako zavírač fungovat jiný díl. Někdy je takový topný systém kombinován se zařízením pro podlahové vytápění.
Typy solárních kolektorů
Kolektorové prvky jsou k dispozici v několika variantách zařízení. Existují modely určené pouze pro účely vytápění a doplňkového ohřevu vody.
Designem i vzhledem
Sběrná zařízení jsou k dispozici v otevřené formě (s nechráněnými trubicemi) a v uzavřené formě – s aktivními součástmi utěsněnými v pouzdře, které může mít různé konstrukce, například zploštělé nebo kulové. Nejlevnější a nejodolnější jsou ploché uzavřené modely. Jejich tělo je vyrobeno z hliníku, uvnitř jsou umístěny trubky z mědi. Mohou být instalovány v hadovitých nebo paralelních řadách. Může jimi cirkulovat plyn, voda nebo nemrznoucí kapalina, která působí jako nosič tepla. Na horní straně těla je povlak sestávající ze skleněných a propylenglykolových vrstev. Takové modely mohou pracovat po celý rok, ohřívat vodu na teplotu, která je o 30-40 stupňů vyšší než teplota vzduchu. Mají však významnou nevýhodu: pokud se kolektor porouchá, celý systém absorpce tepla selže.
Nejvýkonnější jsou vakuové produkty. Obsahují také měděné trubky naplněné absorbérem tepla, uspořádané v řadách. Každý takový prvek je umístěn ve skleněném kuželu. Vakuový prostor mezi stěnami hraje roli vodivého materiálu a tepelného izolantu. Slabou stránkou tohoto designu je křehkost dutých skleněných prvků. Na druhou stranu v případě poruchy stačí poškozené elektronky přímo vyměnit.
Pokud je důležitý přínos solárního systému v zimě, je lepší připojit vakuové kolektory. Udržují déle teplo a ohřívají plyny a kapaliny na vyšší teploty. Konstrukci je možné sestavit přímo na střechu domu. Trubkový tvar umožňuje shromažďovat teplo během denního světla bez připojení dalších mechanismů, které sledují pohyb slunce.
Podle principu práce
Toto kritérium popisuje kolektorové prvky z hlediska autonomie. Některé typy nepotřebují elektřinu. Díky tomu jsou dobrou volbou pro venkovský dům nebo provoz v určité sezóně. Zařízení s nuceným oběhem musí být před použitím připojena k síti. Fungují díky tlaku čerpacího mechanismu.
Podle sezónnosti
Někteří spotřebitelé dávají přednost připojení solárních panelů pouze během teplé sezóny. V kolektorech určených výhradně pro tuto formu provozu funguje voda jako chladivo. Při teplotách pod nulou se mění v led, takže s nástupem chladného počasí jsou takové instalace demontovány. Ostatní modely umožňují celoroční použití. V teplé sezóně jsou schopny poskytnout spotřebiteli teplou vodu a v chladném období udržují teplotu vzduchu na určité úrovni.
Výroba sběratele vlastníma rukama
Při nákupu hotové sady je schéma zapojení solárního panelu obvykle uvedeno v přiložené dokumentaci. Ale někteří obyvatelé dávají přednost sestavení domácího kolektoru doma. Jednoduchá jednotka je vyrobena z improvizovaných materiálů na základě hadovité struktury převzaté ze zastaralé nebo rozbité chladničky.
Chcete-li vyrobit kolektor, budete muset připravit:
- fólie a skleněné tabule;
- cívka z chladničky (můžete z ní také demontovat spojovací svorky a použít je v nové jednotce);
- regálové prvky pro vytvoření rámu;
- lepicí páska;
- spojovací prvky – šrouby a šrouby;
- gumová podložka;
- nádrž na kapalinu;
- přívodní a odvodní potrubí.
Cívka se nejprve omyje od nečistot, prachu a stop freonu a poté se otře do sucha. Lamely jsou vyřezány tak, aby odpovídaly rozměrům hadovité konstrukce tak, aby zapadla do rámu z nich sestaveného. Poté musíte kolejnice navzájem propojit. Gumový koberec musí odpovídat rozměrům rámu. V případě potřeby odřízněte přebytek. V procesu spojování kolejnic musí být ve stěnách vytvořeny malé otvory, aby tam procházely cívkové trubky, pokud je třeba je vyvést.
Rohož je nahoře pokryta vrstvou fólie. Pokud musíte pro potahování použít malé řezy, jsou spojeny páskou. Poté je položena konstrukce stojanu a poté cívka, která je upevněna svorkami. Ten musí být upevněn na opačné straně šrouby. Z něj jsou také přibity kolejnice, aby byla konfigurace pevnější.
Pokud se mezi kolejnicemi a fólií najdou mezery, je třeba je přelepit lepicí páskou. To zajistí, že tepelné ztráty budou minimální a zvýší se účinnost hotového zařízení. Když je jednotka připravena, umístí se na ni skleněný kryt. Poté se dimenzování provádí lepicí páskou po celém obvodu výrobku.
Aby byl kolektor co nejtěsnější, je sklo zpevněno šrouby. Zařízení bude také spolehlivější. Poté lze výsledný prvek zpevnit na nosné konstrukci.
Jak systém funguje
Chcete-li využít energii slunce co nejefektivněji, můžete jednat různými způsoby. Princip prvního je založen na přímém ohřevu kolektorových prvků slunečními paprsky. Akumulační teplo jej zařízení předávají kapalnému nosiči tepla umístěnému v okruhu vytápění a teplé vody. Zdroj může být vynaložen na oba tyto cíle nebo pouze na jeden. Provoz druhého způsobu je založen na zavádění solárních panelů do topného systému, které přeměňují naakumulovanou energii na elektřinu, která je následně předána spotřebiteli.
Při použití zařízení vyrobeného z cívky můžete za slunečného počasí ohřát vodu až na 60-65 stupňů. Systém je přitom autonomní, chladivo v něm přirozeně cirkuluje a majitelé domů musí do jeho práce zasahovat jen zřídka. Cyklus pohybu vypadá takto: zahřátá kapalina se stává méně hustá, díky čemuž se řítí nahoru – do připravené nádoby (například nádrže). Hustá studená voda je směrována do spodní oblasti kolektoru. Kromě nádrže je k instalaci systému zapotřebí několik potrubí. Přes ně je přiváděna a odváděna ohřátá voda a do kolektoru vstupuje studená voda. Dále potřebujete 4 ventily: vypouštěcí, uzavírací, podávací, uvolňující tlak v systému.
V zimě je vhodné demontovat sběrače vody, protože tato chladicí kapalina má tendenci zamrzat, takže provoz je zbytečný. Modely, které jsou určeny pro celoroční použití, potřebují pravidelné odklízení sněhu. Ten má tendenci odrážet sluneční paprsky, což vážně snižuje účinnost kolektoru.
Solární topné systémy lze připojit nejen v jižních oblastech, ale také v oblastech s mírným klimatem. I při malém počtu slunečných dnů v chladných ročních obdobích dokáže ultrafialové záření vstupující skrz mraky alespoň částečně zahřát domov. V tomto případě se nelze obejít bez přídavných topných zařízení, ale šetrnost k životnímu prostředí a volný zdroj energie činí z těchto instalací vynikající volbu pro soukromé domy.
