Innehåll

1. Solfångare: att lära känna systemen

1.1. Fördelar med solfångare

1.2. Nackdelar med solalternativet

1.3. Är solcellsutrustning lönsamt eller inte?

2. Principen för drift av en solfångare

3. Delar av en solcellsinstallation

3.1. Värmeöverföringsmedium

3.2. Lagringstank, pump

3.3. Kontrollbox

4. Typer av solcellsanläggningar

4.1. Plana solvärmesystem

4.2. Rörformade vakuumkollektorer

5. Vad behöver jag veta om solfångare?

5.1. Placering av solfångarinstallationer

5.2. Utrustningens kapacitet

5.3. Sätt att skydda solfångaren från överhettning

Uppvärmning och varmvattenberedning är nyttigheter som blir dyrare år efter år. Av denna anledning funderar många fastighetsägare på landsbygden alltmer på att använda en alternativ energikälla. Det finns ingen anledning att leta efter den, eftersom den är känd för alla. Den sparande solen har länge “tvingats” att tjäna till förmån för människor i västländer, medan populariteten för heliosystem i vårt land växer ganska långsamt. En av anledningarna är det betydande priset på utrustningen. Många tvivlar fortfarande på dess effektivitet. För att fullständigt utvärdera detta fria alternativ är det nödvändigt att lära sig principen om solfångarens funktion, studera dess enhet, förstå de befintliga typerna och också bekanta sig med särdragen i omvandlarnas arbete.

Solfångare: att lära känna systemen

Solfångarnas uppgift är att överföra energin i det infraröda strålningsspektrumet till värmeöverföringsmediet. Det termiska området för ljus i det totala strålningsflödet är 40-45%. Specifika siffror är 200-500 W/m2. Strålningsintensiteten påverkas av terrängens latitud, tid på dygnet och tid på året.

Solfångare används sällan som den huvudsakliga energikällan. Oftast används de som ett komplement till ett befintligt värme- eller varmvattensystem. Denna utrustning har länge använts i industriell skala i olika länder. Sedan en tid tillbaka har dock alternativa energikällor börjat erövra en annan sfär – den privata sektorn. De används aktivt för att producera varmvatten, för uppvärmning av bostäder, golvvärmesystem, för uppvärmning av simbassänger.

Principen för hur solfångaren fungerar kommer att beskrivas ytterligare, eftersom vi först måste prata om fördelarna och nackdelarna med solinstallationer. Det första argumentet “för” kan vara siffran mer än 160 miljoner kvadratmeter. Detta är den totala yta som nu täcks av solpaneler på planeten. Av en sådan “storskalig anledning” kan deras effektivitet inte ifrågasättas. En annan fråga är om det är möjligt att installera dem i det hårda klimat som råder i de flesta regioner i Ryssland.

Fördelar med solfångare

Mänskligheten har studerat alternativa energikällor under ganska lång tid, så tillsammans med hjältarna i den här artikeln används andra typer nu framgångsrikt: till exempel värmepumpar och vindkraftverk. Men i vårt land är det solkraftverk som är mer populära. Detta ledarskap i nomineringen “användarsympati” förklaras av flera faktorer. Dessa är:

1. Relativt låg kostnad för en viss typ av solfångare, om vi tar hänsyn till alla alternativa källor. Det förklaras av den lilla komplexiteten i tekniken för produktion av paneler, ganska enkel installation.
2. Inte alltför krävande installation av solsystem. Det låter dig utföra alla stadier av arbetet självständigt. Därför, om ägarna har viss kunskap och minimal erfarenhet, är det möjligt att installera en solfångare med sina egna händer.
3. Enkel att använda, billig att reparera i händelse av haveri. Det finns inget behov av särskild kontroll av utrustningens funktion. Eftersom det inte finns några dyra enheter i systemen är det lätt att byta ut dem om något element skulle gå sönder.
4. Autonomi för solfångare. Helioinstallationen kommer att förbli i drift även under avbrott i huvudvärmesystemet. Ägarna kommer inte att befinna sig i en obehaglig situation om varmvattnet plötsligt stängs av.
5. Miljövänlighet, absolut säkerhet för systemen. Eftersom mänskligheten har insett omfattningen av föroreningar på planeten har detta blivit den mest attraktiva egenskapen: både enheter och material.

Ett annat plus är möjligheten att välja antalet paneler för specifika behov. Med hjälp av solfångare är det möjligt att organisera varmvattenförsörjning och/eller uppvärmning. Ofta används de för att bygga ett “varmt golv” eller för att hålla en behaglig temperatur i simbassänger.

Nackdelar med solalternativ

Det finns inga ideal, solfångare möter inte heller denna “titel”. Den första och huvudsakliga nackdelen är cykliskheten i arbetet, deras beroende av armaturen. Den stora nackdelen med paneler för vårt land – en liten effektivitet i de regioner där den starkt lysande solen blir en stor händelse.

De klimatiska särdrag i regionen kan också i hög grad påverka prestandan hos alternativ utrustning. Det finns många platser i Ryssland där solen under större delen av året är dold bakom moln eller en dimma. På sådana dagar kommer samlaren att fungera, men dess prestanda kommer oundvikligen att minska.

Om du försöker korrelera priset på solfångare med deras fullständiga beroende av vädret och säsongen, blir många människors tvivel om självförsörjningen, genomförbarheten av att förvärva sådana installationer tydliga. Detta är den viktigaste faktorn som gör att ägare av privata hem inte har bråttom att skaffa solsystem, eftersom det är bättre att lära av andras misstag.

Är solutrustning lönsam, eller inte?

Man tror att det fortfarande är vettigt att använda dem som ytterligare källor till gratis energi. Företag som tillverkar solanläggningar utlovar en viss effektivitet, med siffror som varierar lite från företag till företag. Till exempel sägs solfångare kunna spara upp till 30 procent av de pengar som spenderas på uppvärmningsräkningar.

För varmvattenförsörjning ökar denna procentsats avsevärt: den varierar från 50 till 90. När man överväger en snabb eller långsam återbetalning måste man dock ta hänsyn till att siffran kan ökas genom att köpa fler solfångare.

I det här fallet kommer dock inte bara prestandan utan också kostnaden för solsystemet att öka. För att vara rättvis bör en punkt noteras: priset på plana solfångare har sjunkit med en faktor på 2-2,5 under de senaste fem åren. Av den anledningen är det rimligt att förvänta sig att kostnaden för effektivare vakuumabsorbenter kommer att sjunka.

Eftersom inte alltför många husägare i vårt land har tagit steget ännu, finns det fortfarande lite data tillgänglig för den privata sektorn. Men om vi tror på de specifika siffror som har kommit fram under de senaste åren kan vi säga att en plan solcellsinstallation (1 solfångare per person) kan betala sig själv på 8-10 år. I kallare regioner kommer denna siffra att vara annorlunda, men hur mycket är omöjligt att säga.

Princip för drift av en solfångare

Sådana solfångare fungerar på nästan samma sätt som det enklaste systemet, med vilka de som har en dacha är bekanta. Dess nödvändiga attribut är en sommardusch, som alltid innehåller en behållare täckt med svart färg.

Den enklaste solfångaren är en metallplatta som är svartmålad och placerad i ett hölje av plast eller glas. En sådan enhet är monterad på taket, det är ett slags mini-växthus, som kan lagra solenergi. Den värmer i sin tur upp vätskan som cirkulerar genom rören som är dolda bakom plattan. Det varma vattnet, som tränger undan det kalla vattnet, går vidare till lagringstanken.

Det kylda, oanvända vattnet går ner till botten av tanken, går in i värmeväxlaren, där det värms upp igen och sedan rinner tillbaka in i tanken. Denna kontinuerliga cirkulation av vätska håller temperaturen i lagringstanken hög. Under varma, klara dagar kan vattnet i tanken nå upp till 70°.

Principen för hur en solfångare fungerar är densamma oavsett vilken typ av enhet det är. Ju mer energi enheten omvandlar, desto effektivare är den. Eftersom förmågan att absorbera solenergi är viktig för solsystem, är plattorna täckta med svart färg. Specialglas används – så transparent som möjligt, med låg järnhalt och en antireflexbeläggning.

Detta är dock inte tillräckligt, eftersom plattan fortfarande avger en viss mängd värme till omgivningen. För att minimera värmeförlusten isoleras strukturen. Resultatet uppnås på flera sätt, vilket är anledningen till att det nu finns flera typer av solutrustning.

Element i en solanläggning

Principen för drift av en solfångare verkar ganska enkel. Men bara tills läsaren blir bekant med alla komponenter i systemet. Systemets drift är inte begränsat till insamling av värme. Av denna anledning har sådana installationer, förutom samlare, flera andra viktiga komponenter.

Värmeöverföringsvätska

Vatten är huvudelementet i de flesta kommunikationssystem i hemmet, men icke-frysande vätskor kan användas som värmeöverföringsmedium i en solfångare.

Vatten är visserligen mångsidigt, men har flera nackdelar. Det fryser, så vid minusgrader kommer det helt enkelt att vara omöjligt att använda sådan utrustning. Låg kokpunkt blir en anledning till att stoppa solinstallationer, men detta kommer att diskuteras nedan.

Icke-frysande vätskor (frostskyddsmedel, etylenglykol) har en låg fryspunkt, så de kommer att vara ett idealiskt alternativ för utrustning som används på vintern. Nackdelen är dock att de har en högre kokpunkt. Denna egenskap hos kylvätskan kräver att sådan utrustning skyddas mot överhettning.

Förvaringstank, pump

Denna ackumulatortank är en sekundär värmeväxlare. För att samla varmvatten används tankar med tillräckligt stora volymer (300-3000 liter), vanligtvis har de redan “sina egna” värmeväxlare inbyggda. Om solfångaren är planerad att användas som en extra energikälla är det mer rationellt att köpa ackumulatortankar med flera värmeväxlare.

I detta fall kommer det att vara möjligt att samla värme från en värmepump eller från pannor – gas eller el. För tvångstransport av värmebäraren mellan kollektorn och lagringstanken används en cirkulationspump. Effektiviteten hos sådana solinstallationer ökar med 20-25%.

Styrenhet

Alla komplexa system behöver en styrenhet och sensorer för att hålla hela processen igång. Styrenheten analyserar temperaturen i lagringstanken och kretsen, övervakar pumpens funktion och ventilerna som reglerar kylvätskans rörelse. Om temperaturen på vattnet i tanken vid skymningen överstiger värdet i kretsen, stoppar automatiseringen cirkulationen av kylvätskan, vilket förhindrar eventuell värmeförlust när den passerar genom kollektorn.

Typer av solenheter

De mest effektiva enheterna anses vara 2 sorter: platta och rörformiga vakuumuppsamlare. De första konstruktionerna är enkla, de görs ofta oberoende. Vid den andra principen för drift av solfångaren är något annorlunda, dessa mönster liknar mycket den bekanta termosen.

Plana sol sol sol sol solinstallationer

Vi kan säga att dessa mönster är bland de mest elementära, de är så enkla som möjligt. Det är en låda av metall, som är täckt med glas på toppen. Inuti finns en värmeväxlare (absorberare), den är täckt med svart färg. Som värmeisolering i sådana samlare använder oftare polyuretanskum, i hemlagade konstruktioner – mineralull.

Det kan inte sägas att denna variant är perfekt: med en stor temperaturskillnad mellan insidan och utsidan av lådan blir värmeförlusterna i systemet betydande. Av denna anledning är plana samlare, som arbetar med stor effektivitet under den varma säsongen, tvärtom inte särskilt effektiva på vintern.

Det positiva med plana solfångare är deras goda prestanda på sommaren, vilket är anledningen till att de rekommenderas om ägarens huvudmål inte är användning året runt, utan maximal effektivitet hos utrustningen under sommarsäsongen. Dessa solfångare kommer att tillgodose alla behov: de kommer att förbereda vatten för varmvattenberedning under den varma årstiden och även ge en behaglig vattentemperatur i utomhuspooler. En annan fördel är det låga priset på platta mönster.

Rörformiga vakuumuppsamlare

Principen för driften av en solfångare är fortfarande liknande, men rörformiga system har en helt annan inställning till värmebevarande. Dessa paneler består av tunna glasrör genom vilka värmeöverföringsvätskan rör sig. I detta fall är de emellertid separerade från den yttre miljön genom ett vakuum inuti de yttre elementen gjorda av höghållfast glas.

Eftersom rören inte har någon direkt kontakt med luft är värmeförlusten minimal. De förblir effektiva när som helst på året: både på våren och sommaren, och på senhösten, under frostiga vintrar. Rörformiga vakuumuppsamlare kan betraktas som universella. På grund av den yttre miljöns minimala påverkan på värmemediets temperatur är de idealiska för drift året runt.

Med början av vintern sjunker deras prestanda inte för mycket, så allvarliga besparingar på verktyg (uppvärmning, HTW) ägare garanteras. Den största nackdelen med rörformig utrustning – dess höga kostnad, men priset efter en tid kommer fortfarande att löna sig. En liten nackdel är omöjligheten att reparera enskilda element: skadade rör kan endast bytas ut.

Vad behöver jag veta om solfångare?

Den enkla principen för drift av en solfångare är inte det enda som potentiella köpare av denna utrustning kommer att behöva bekanta sig med. Flera faktorer påverkar deras effektivitet.

Placering av solcellsanläggningar

Utrustningens prestanda beror på hur mycket solljus som når värmeväxlaren. Därför behöver den en öppen yta som är exponerad för solen så länge som möjligt under alla årstider. Eventuella hinder (skugga från byggnader, träd) kommer definitivt att påverka prestandan. Lika viktigt är att solfångarutrustningen är korrekt placerad.

Det bästa alternativet är söderläge. Om det inte är möjligt att vrida installationen helt mot söder, är den bästa möjliga riktningen sydost eller sydväst. Den erforderliga lutningsvinkeln för solfångaren är den andra förutsättningen. Detta värde beror på den geografiska latituden för det område där huset är beläget. En felaktig lutningsvinkel kommer att orsaka otillräcklig prestanda hos utrustningen, eftersom energiförlusterna kommer att vara betydande på grund av reflektion snarare än absorption av solens strålar.

Utrustningens kapacitet

Förhandsberäkning av solcellsanläggningens kapacitet är ett annat obligatoriskt steg. För att bestämma den erforderliga kapaciteten, ta hänsyn till:

• Syftet med solfångaren (varmvatten eller uppvärmning, eller en kombination);
• Ytan på alla rum som ska värmas upp;
• Den genomsnittliga dagliga varmvattenförbrukningen för familjen;
• Installationsfunktioner, typ av utrustning;
• Klimatet i en viss region.

Om vi pratar om beräkningar är kapaciteten för alla modeller redan känd, den anges i produktpasset. Värdet gör det möjligt att beräkna antalet solfångare ganska exakt. Eftersom denna utrustning inte kan kallas billig, är alla beräkningar och installation bättre att lita på proffsen. All information är redo att ge tillverkare av utrustning, så det finns inga speciella problem i detta skede.

Det finns ibland andra typer av svårigheter med solfångarkapaciteten. Till exempel rekommenderar experter att man köper solsystem baserat på deras maximala prestanda under sommarsäsongen. Detta tillvägagångssätt passar dock inte många ägare av lantliga tomter: de anser att det är lämpligare att beräkna kapaciteten för den kallaste månaden på året.

Faktum är att ett sådant beslut bara verkar logiskt, eftersom du under den varma perioden kan möta en stor olägenhet. Utrustningens maximala kapacitet kommer att leda till överdriven värme, och konsekvensen blir överhettning av kollektorkretsen. Denna nödsituation kan orsaka allvarliga problem.

Det finns lösningar på detta problem. Det första alternativet är att köpa utrustning med medelhög kapacitet, plus användning av reservvärmekällor på vintern. Det andra sättet är att köpa den mest effektiva utrustningen och överväga metoder för bortledning av överskottsvärme.

Sätt att skydda solfångaren från överhettning

Om ägarna inte har varit snåla och köpt kraftfull utrustning, kommer de på vintern inte att ha problem med att värma huset. Men med ankomsten av sommaren kan de stöta på andra “överraskningar”, eftersom det inte är möjligt att stänga av solfångaren

Vad är risken för överhettning?

En av de allvarligaste konsekvenserna är stagnation av solfångaren. Detta är systemets tillstånd – upphörandet av kylvätskans rörelse genom kretsen. Utan värmeutvinning kan det koka över. Om vatten används kommer ångan att svalna efter ett tag, kondensera och sedan kommer systemet att återuppta driften.

Andra typer av värmeöverföringsvätska (icke-frysande) kan få en geléliknande konsistens. I detta fall blir det omöjligt att använda systemet. Sådana problem är osannolikt att stöta på av ägare som korrekt har beräknat den erforderliga kapaciteten för solvärmesystemet. I andra fall är det nödvändigt att överväga potentiella sätt att skydda systemet i förväg.

Vad ska jag göra?

Det finns många alternativ för att förhindra denna situation.

1. Installera en extra lagringstank. Om temperaturen i huvudtanken har nått ett kritiskt märke, kommer vätskan att värmas upp i reservtanken efter den automatiska omkopplingen. Eftersom varmt vatten alltid behövs kommer ägarna att hitta en plats att använda det ändå.
2. En extra krets fylld med köldmedium. Den är ansluten till huvudsystemet via en värmeväxlare som är utrustad med en fläkt och placerad utanför byggnaden. I det här fallet kommer överskottsvärmen säkert att gå till “uppvärmning av gatan”.
3. Stöd för geotermisk värmepump. Om huset är fullt “utrustat” med ett sådant system, skulle det logiska alternativet vara att dumpa överskottsvärme i marken. Detta kommer att skydda kollektorn från överhettning, samt fylla på värmereserverna i marken.
4. Periodisk isolering av solfångaren från värmekällan. Detta alternativ är det enklaste. Den idealiska lösningen är fjärrstyrda rulljalusier med styrenheten ansluten till solsystemets styrenhet.
5. Swimmingpool som reservlagringstank. Eftersom volymen på dessa konstgjorda reservoarer är mycket större än tankarna, är det osannolikt att vattentemperaturen i dem når en kritisk punkt.

Ett annat alternativ är regelbunden utsläpp av vatten i avloppssystemet. Denna metod kan inte kallas rationell, men som ett alternativ kan den fortfarande övervägas. Den bästa lösningen är att använda en extra tank i kretsen. Vattnet kommer att pumpas in i den i händelse av force majeure och återföras till kretsen i det ögonblick då kollektorns drift är tillbaka till det normala.

Principen för drift av solfångaren, dess fördelar och nackdelar är av intresse för dem som allvarligt funderar på möjligheten att minska kostnaderna genom att köpa en “gratis dyr” energikälla. I det här fallet är andra människors erfarenhet oersättlig. Yttrande om drift av solutrustning på vintern kan höras i detta populära videoklipp: