Solární kolektory na rozdíl od solárních baterií energii slunce neakumulují, ale okamžitě ji využívají k ohřevu. Vyrábějí se nejen v továrnách, ale také vlastníma rukama, z různých materiálů, například z plechovek od piva.
Vzduchový solární kolektor instalován na jižní fasádě domu
- 1 Princip činnosti vzduchového solárního kolektoru
- 2 Typy vzduchových kolektorů
- 2.1 Zimní vytápění svépomocí
- 3.1 Systém SolarVenti
- 3.2 Rozdělovač oken
Princip činnosti vzduchového solárního kolektoru
Vzduchový solární kolektor je jedním z nejjednodušších zařízení. Jeho tvorba je založena na principech známých nám všem z dětství.
Skleníkový efekt. Sluneční paprsky mohou volně pronikat průhlednými povlaky, ať už je to sklo, polykarbonát nebo něco jiného. Ale teplo, které přinesli, se z uzavřeného prostoru nedostane. Proto se staví skleníky. Teplý vzduch je lehčí. Vždy ohřátý vzduch stoupá vzhůru a studený klesá k podlaze. Z tohoto důvodu jsou ohřívače umístěny níže.
To jsou dva hlavní principy, na kterých je organizována práce vzduchového solárního kolektoru pro domácnost.
Vzduchový kolektor ohřívá vzduch pro vytápění pomocí energie slunečních paprsků. Obvykle se jedná o jednoduchý design využívající plochý absorbér. Vzduchové kolektory se používají k vytápění prostor nebo k sušení potravin i na Sibiři.
Vzduchový solární kolektor pro dům se skládá z absorbujícího panelu, trubic, kterými bude vzduch cirkulovat, a ventilátoru odpovědného za pohyb vzduchových mas. To vše samozřejmě musí být připojeno k místnosti, která potřebuje vytápění.
Vzduchový solární kolektor pro vytápění domu
Z trubek můžete udělat i systém pro vytápění celého domu, pokud je kolektor dostatečně výkonný.
Absorpční panel se skládá z absorbéru, transparentního ochranného nátěru (např. polykarbonát) a tepelné izolace. To vše je umístěno v krabici, jejíž zadní a boční stěny jsou pokryty silnou vrstvou tepelné izolace. To je nutné pro udržení tepla pro vytápění.
Poté se umístí absorpční deska. Obvykle je vyroben z mědi nebo hliníku a potažen selektivním povlakem, který pomáhá shromažďovat více energie. U savé tkaniny je hlavní tepelná vodivost struktury.
Nahoře je umístěn transparentní nátěr, který by měl absorbér chránit před povětrnostními vlivy a různými nárazy. Nejlepší možností by samozřejmě byla okna s dvojitým zasklením. Existuje mnoho levnějších možností, ale okno s dvojitým zasklením poskytne maximální účinnost, což umožní vytápění i na Sibiři.
I když výhody polykarbonátu nelze upřít. Mnozí volí povlaky z polykarbonátu. Je to levnější, ale ne o moc horší než nejlepší možnosti.
Vzduch se může pohybovat absorbérem díky přirozené cirkulaci (zahřátí, ochlazení).
Vzduchové solární kolektorové zařízení
Ale někdy se v takových případech vzduch pohybuje příliš pomalu a většina naakumulovaného tepla jde do atmosféry místo vytápění domu, pak můžete přidat pár trubek.
To není ekonomické, proto je v takových případech k systému připojen ventilátor, je to možné pomocí potrubí. Pohání vzduch mnohem rychleji a veškerá přijatá energie se přenáší do topného systému. Ale v tomto případě jsou zapotřebí dodatečné náklady – ventilátory spotřebovávají elektřinu. Obvykle se takové solární kolektory jednoduše zabudují do střech nebo stěn budov, což zvyšuje jejich účinnost (koeficient výkonu).
Nesmíme ale zapomínat, že vzduch vede teplo mnohem hůř než kapalina. Proto bude účinnost vzduchového potrubí mnohem nižší než u ploché verze pro vytápění. Vzduch je nejlépe směrován mezi desku absorbéru a tepelnou izolaci, bez potrubí. Transparentní ochranný povlak umístěný vpředu způsobuje velké tepelné ztráty. Pravda, u polykarbonátu to neplatí. Pokud ale nepotřebujete ohřívat vzduch pro ohřev o více než 17 stupňů (oproti okolí), pak můžete cirkulovat po obou stranách plátna. Pokud je ale prostředí příliš chladné, jako například na Sibiři, bude výsledek horší. Pokud je vzduchové potrubí kvalitní, může vydržet až 20 let.
Vzduchové solární kolektory instalované na fasádě budovy
Typy vzduchových kolektorů
Typ vzduchového solárního kolektoru závisí na tom, odkud vzduch pochází. Pokud vstupuje do místnosti zvenčí a cestou se zahřívá, jedná se o ventilační systém. Pokud je vzduch pro vytápění nasáván uvnitř samotné místnosti a pak se jednoduše vrací dovnitř, pak se jedná o možnost recirkulace.
Větrací systémy pro vytápění se dnes používají ve skladech zeleniny, dílnách, kurnících a podobně. Tedy všude tam, kde potřebujete neustálý přístup na čerstvý vzduch.
A systém recyklace je nám znám již od starověku. Nejjednodušším příkladem je krb nebo kamna s rozvody vzduchu pro vytápění. V moderní verzi se jedná o topný kotel zabudovaný do ventilačního systému. Solární kolektor však bude stát mnohem méně než výše uvedené možnosti, včetně systému ohřevu vody.
Zimní vytápění svépomocí
Někdy je nutné v zimě zorganizovat vytápění kurníku nebo jakékoli jiné přístavby. Ale instalace topných kamen je příliš drahá, náklady se nezaplatí. Proto si mnozí vybírají vzduchový kolektor pro ohřev kurníku, je to vynikající schéma. Takové zařízení můžete vyrobit vlastníma rukama.
Udělej si sám vzduchový solární kolektor pro vytápění kurníku
Jedná se o dražší a efektivnější provedení než například sběrač plechovek od piva, zde se musíte hodně snažit.
Takové zařízení je snadné vyrobit, prakticky neexistují žádné náklady na jeho údržbu a kolektor je velmi pohodlný na použití. Hlavní věcí je namontovat jej do stěny kurníku, pak bude účinnost mnohem vyšší a vytvořit ochranný povlak z polykarbonátu.
Solární kolektor samozřejmě nezajistí ohřev v pošmourných dnech. Ale i v zimě často vykoukne sluníčko a v pozdním podzimu a předjaří, kdy je potřeba budovu vytápět, je slunce vůbec hodně. V případě potřeby dokáže takový kolektor udržet příjemné vnitřní klima i při teplotách pod nulou.
Schéma vzduchového kolektoru pro dům je jednoduché. Zespodu musíte vlastníma rukama vytvořit otvor, kterým bude proudit vzduch z místnosti pro vytápění. Uvnitř kolektoru je vytvořena síťovina, která se zahřívá a odevzdává teplo vzduchu. Poté se horním otvorem proudění opět vrací do místnosti.
Технология
Plátno musí být instalováno vždy na jižní straně. Velikost kolektoru se volí tak, aby dobře vytápěl místnost. To znamená, že je třeba vzít v úvahu rozměry, schéma řeší rozdíl. To samozřejmě závisí také na velikosti jižní stěny a množství peněz.
Dřevěný nosník o rozměrech 150 x 50 mm pro výrobu rámu vzduchového potrubí
Nejprve vyrobíme rám zařízení. K tomu potřebujete lištu 150 x 50 mm. V zásadě může být horní část vyrobena z tyče 200 x 50 mm, pak získáte hledí. Uprostřed rámu je lepší provést další překrytí nebo dokonce několik, v závislosti na velikosti rámu. Tím se zvýší pevnost konstrukce. Pokud se plánuje použití okna s dvojitým zasklením jako ochranného nátěru, musí být rám zesílen.
Rám by měl být bezpečně připevněn vlastními rukama ke stěně domu a izolovat všechny mezery mezi nimi montážní pěnou. Pouzdro vzduchového solárního kolektoru musí být vzduchotěsné.
Poté na horní a spodní straně na stěně uvnitř rámu musíte vytvořit otvory pro výměnu vzduchu. Pokud jsou stěny z desek nebo podobných materiálů, bude to snadné, ale pokud je zeď cihlová, bude to obtížnější. To však musí být provedeno opatrně.
Ve vzduchovém solárním kolektoru hraje roli absorbéru kovová síťka. Může to být pletivo, jako moskytiéra, pouze z kovu, ale tahokov nebo děrovaný plech poskytují mnohem lepší výsledky.
Kovové děrované plechy pro výrobu absorbérů
Hliník má vysokou tepelnou vodivost, takže je tou nejlepší volbou. Navíc, čím větší plocha může přijímat energii, tím lepší je konečný výsledek. Bohužel kvůli vysoké ceně si to málokdo může dovolit, a tak si většinou vystačí s kovovou sítí.
Povrch musí být pokryt černou barvou, která zvýší selektivní schopnost absorbéru.
Na horních otvorech je nutné nainstalovat ventily, kterými bude teplý vzduch vstupovat do místnosti, je snadné to udělat sami. Jinak se při zatažené obloze dostane dovnitř kolektoru studený vzduch.
Jako ventil je vhodný kousek ne příliš hustého polyetylenu. Je připevněna pouze za horní okraj a teplý vzduch ji bude moci nadzvednout, ale studený vzduch se nedostane.
Na spodní otvory je třeba nainstalovat jemnou síťovinu, nejlépe nylon. Bude chránit kolektor před vniknutím prachu dovnitř, takže je lepší položit několik vrstev. Je nemožné, aby se prach dostal dovnitř kolektoru, protože se bude usazovat na ochranném skle a zhorší účinnost zařízení.
Nylonovou síťku bude potřeba čas od času vyměnit vlastníma rukama, protože se zanese prachem a přestane propouštět vzduch. Můžete ho také občas otřít.
Transparentní polykarbonát pro instalaci ochranné vrstvy rozdělovače vzduchu
Poté musíte nainstalovat průhlednou ochrannou vrstvu. Může to být tvrzené sklo, různé druhy polykarbonátu, průhledná břidlice, okna s dvojitým zasklením nebo něco jiného. Hlavní věcí je nezapomenout, že box solárního kolektoru musí být vzduchotěsný a všechny trhliny musí být bezpečně utěsněny. Nejlepší je okno s dvojitým zasklením, ale stojí mnohem víc, ale existují různé typy dostupnějšího polykarbonátu.
Podle tohoto schématu to můžete udělat sami zahřátím kurníku nebo jakékoli jiné přístavby.
Systém SolarVenti
Samostatně si musíte pamatovat systém SolarVenti. Jedná se o vzduchový kolektor, který funguje na principu ventilace. Používá se v místnostech, kde se může tvořit zatuchlina nebo plíseň. Například sklepy, garáže, chaty, kajuty, lodě, terasy, obytné budovy a podobně.
Charakteristickým rysem systému SolarVenti je, že ventilátor nepotřebuje další napájení a absorbér je chráněn polykarbonátem.
Stejně jako u běžných kolektorů, i v SolarVenti absorbér sbírá energii ze slunečních paprsků, ale poté se aktivuje vestavěná fotobuňka. Přemění ji na elektřinu, která zapne ventilátor. To znamená, že i provoz ventilátoru je způsoben solární energií.
Vzduchové kolektory pracující na systému SolarVenti
Čerstvý vzduch vstupuje mnoha malými otvory na zadní stěně bez pomoci potrubí. Tím je zajištěna správná cirkulace. Nechybí ani filtr, který zabraňuje pronikání nečistot dovnitř SolarVenti. A takový kolektor využívá teplo stěn ke zvýšení výkonu vytápění domu. Obvykle se jako ochranná vrstva používá nějaký druh polykarbonátu.
okenní kolektor
Pro ty, kteří nechtějí dělat masivní konstrukce, je zde sběrač vzduchu, který lze namontovat přímo na okno s dvojitým zasklením. Dokonce i žena ji může odstranit vlastníma rukama a bez velkého úsilí. Takový kolektor zajistí vytápění domu přes okno s dvojitým zasklením. To je mimochodem efektivnější systém než sběrač plechovek od piva.
Je vyroben z hliníku – to snižuje hmotnost a zvyšuje účinnost zařízení. Rám je vyroben ze dvou hliníkových rámů. Lze jej připevnit k oknu s dvojitým zasklením vlastníma rukama stejným způsobem, jako je připevněna moskytiéra.
Zadní stěna je hliníkový plech střední tloušťky, aby se nemačkal. Pro cirkulaci vzduchu v zadní stěně je třeba prorazit dvě řady otvorů nahoře a dole. Do spodních bude vstupovat studený vzduch, z horních bude vycházet teplý vzduch. Hliníkový plech musí být připevněn vlastními rukama pomocí hliníkové pásky, která se upevní ve všech rozích a uprostřed.
Hliníkové plechy střední tloušťky pro výrobu zadní stěny rozdělovače oken
Pro zpevnění zadní stěny lze doprostřed instalovat hliníkový profil s nýty.
Absorbér může být vyroben z tenké černé fólie, kterou používají fotografové. Pravda, je těžké to najít a není to levné. Proto mnozí volí praktičtější možnost – velmi tenký hliníkový plech, natřený černou barvou.
Absorbér musí mít stejné rozměry jako zadní stěna. Když je připevněn k tělu hliníkovou páskou, můžete na něj nainstalovat druhý rám. Seshora musí být celá konstrukce opět upevněna hliníkovou páskou.
Na horní část druhého rámu je třeba nalepit oboustrannou pásku po celém obvodu. Zde bude připevněna průhledná ochranná vrstva. Nejlepší je smršťovací fólie. Nezapomeňte, musí se natáhnout. Skříň kolektoru musí být utěsněna jako okno s dvojitým zasklením. Zde bohužel není možné použít polykarbonát.
Poté může být vzduchový kolektor namontován na okno s dvojitým zasklením. Okno musí směřovat na jih. Samozřejmě můžete také připevnit suchý zip a nalepit kolektor přímo na okno s dvojitým zasklením. To je již otázkou volby, ale v tomto případě bude nutné zajistit proudění teplého vzduchu dovnitř pomocí potrubí.
Vzduchový solární kolektor z plechovek od piva
Z plechovek od piva si můžete vyrobit i sběrač vzduchu. Kolektor vyrobený z plechovek bude méně účinný, o několik J. V tomto schématu je generátor tepla vyroben z plechovek.
Hlavní výhodou vzduchového solárního kolektoru z plechovek je dostupnost materiálů, zejména stejných plechovek.
Sběrač vzduchu si můžete buď koupit od výrobce, nebo si ho vyrobit sami. Jak vidíte, takové sběrače jsou dostupné všem, protože sběrač vzduchu z plechovek zvládne každý.
Vzduchový solární kolektor pro vytápění domu
Panelové vzduchové solární kolektory pro vytápění domu jsou zdrojem dodatečné tepelné energie. Moduly jsou vhodné pro obytné budovy, skleníky, chaty, chaty, kempy. Jedna jednotka generuje v průměru asi 1,5 kW/h, což je více než dost pro udržení příjemné teploty na jaře a na podzim.
Vzduchové kolektory v zimním období snižují spotřebu paliva (plyn, elektřina), které provozuje kotel až o 52 %. V létě modul pracuje na udržování vlhkého mikroklimatu a klimatizace.
Jak je na tom vzduchové potrubí
Princip fungování je založen na jednoduchých fyzikálních zákonech. Sluneční paprsky pronikající do zemské atmosféry prakticky nevydávají teplo. Ohřívání vzduchu nastává poté, co se ultrafialové záření dostane na pevné povrchy. Působením slunečního záření se půda a další předměty zahřívají. Probíhá výměna tepla.
Zařízení vzduchových solárních kolektorů využívá popsaný jev, akumuluje teplo a směruje ho do místnosti. Návrh obsahuje následující detaily:
- pouzdro s tepelnou izolací;
- spodní obrazovka, absorbér;
- radiátor s úložnými žebry;
- horní část z obyčejného skla nebo polykarbonátu.
Konstrukce kolektoru zahrnuje ventilátory. Hlavní účel: vhánění ohřátého vzduchu do obytných prostor. Během provozu ventilátorů se vytváří nucená konvekce, díky které do kolektorové jednotky vstupují studené vzduchové hmoty.
Princip vytápění a jeho účinnost
Absorbéry vzduchových kolektorů jsou vyrobeny v černé barvě pro zvýšení intenzity ohřevu vlivem slunečního záření. Teplota vzduchu v kolektoru dosahuje 70-80°C. Přebytku tepla je dostatek, aby bylo možné plně vytopit prostory malé oblasti.
Princip činnosti ohřívače vzduchu je následující:
- vzduch je čerpán z ulice do skříně kolektoru silou;
- uvnitř bloku jsou instalovány absorbéry, které odrážejí teplo a zvyšují teplotu uvnitř boxu na 70-80 ° C;
- vzduch se ohřívá;
- ohřáté vzduchové hmoty jsou vháněny do vytápěných místností.
U továrních modelů se cirkulace vzduchu provádí pomocí ventilátorů připojených k solárním panelům. Jakmile se ultrafialové záření zesílí natolik, že vygeneruje nějakou elektřinu, turbíny se zapnou. Kolektory začínají pracovat pro vytápění. V zimě se intenzita slunečního záření snižuje.
Dům nebude moci plně fungovat na solární ohřev vzduchu. Jako doplňkový zdroj tepla se používají ohřívače vzduchu. Při správných výpočtech poskytne jedna instalace (údaje převzaté ze specifikací vzduchových solárních kolektorů Solar Fox) následující úspory za topnou sezónu:
- plyn do 315 m³;
- palivové dřevo do 3,9 m³.
Solární systém ohřevu vzduchu kompenzuje asi 30 % tepla potřebného pro budovu. Plné návratnosti je dosaženo během 2-3 let. Vezmeme-li v úvahu, že princip fungování souvisí s využitím jednotky pro klimatizaci a za rok se vyrobí cca 4000 kW, je účelnost použití ještě zjevnější.
V zemích EU se rozšířilo konstrukční řešení „solární stěna“. Struktura je následující:
- v objektu je jedna ze stěn z akumulačního materiálu;
- před panel je instalována skleněná přepážka;
- Přes den se teplo akumuluje, načež se v noci uvolňuje do místnosti.
Pro zvýšení konvekce není solární kolektor vyroben v celé stěně. Nahoře a dole jsou k dispozici posuvné závěsy.
Účinnost vzduchového kolektoru je výrazně ovlivněna ročním obdobím. V prosinci se tedy účinnost udržuje na úrovni 50 %, v říjnu a březnu se zvyšuje na 75 %.
Solární kolektor – voda nebo vzduch
Každý z ohřívačů je účinný, liší se pouze hlavní účel a princip činnosti:
-
– používá se pro potřeby teplovodních a nízkoteplotních systémů podlahového vytápění. Efektivita práce v zimním období je výrazně snížena. Nepřímo vyhřívané vakuové a panelové kolektory napojené na vyrovnávací nádrž nadále akumulují teplo po celý rok. Hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady na solární kolektor, instalaci a potrubí.
- Rozdělovač pro ventilaci vzduchu – má jednoduchý design a zařízení, které lze v případě potřeby vyrobit samostatně. Hlavní účel: vytápění prostor. Samozřejmě existují schémata, která umožňují využití přijatého tepla pro zásobování teplou vodou, ale současně klesá účinnost vzduchových kolektorů téměř na polovinu. Výhody: nízké náklady na sadu a instalaci.
Solární systémy pro ohřev vzduchu fungují pouze přes den. Ohřev vzduchu začíná i při zatažené obloze, při velké oblačnosti a při dešti. Provoz ohřívačů vzduchu v zimě se nezastaví.
Jak a z čeho vyrobit vzduchový kolektor
Hlavní výhodou solárních ohřívačů vzduchu je jednoduchost jejich konstrukce. Pokud si přejete, můžete si vyrobit domácí solární ohřev vzduchu v soukromém domě a utratit za to minimum peněz.
Nejprve musíte provést výpočty výkonu, poté vybrat typ konstrukce a vybrat materiály pro výrobu. Tělo a tlumiče mohou být vyrobeny z improvizovaných prostředků, což výrazně šetří rozpočet.
Jak provést výpočty kolektorů
Výpočty se provádějí následovně:
- každý m² plochy kolektoru poskytne 1,5 kWh tepelné energie za předpokladu slunečného počasí;
- plné vytápění místnosti vyžaduje 1 kW tepelné energie na 10 m².
Přibližný výpočet výkonu ukáže, že pro vytápění obytného domu 100 m² je nutné instalovat kolektory o celkové ploše 7-8 m².
Pro zajištění maximálního výkonu je nutné určit stranu domu s maximální intenzitou ultrafialového záření. Praxe ukazuje, že optimálním místem pro instalaci je sklon střechy nebo jižní stěna budovy.
Různé konstrukční typy
Klasifikace se provádí podle rozdílů v pouzdrech kolektorů. Tovární ohřívač vzduchu má obvykle nafukovací rám se dvěma odnímatelnými panely. V případě potřeby lze modul snadno demontovat, demontovat a přemístit na jiné místo. Je nepravděpodobné, že bude možné vyrobit design nafukovacího typu vlastníma rukama.
Doma si sestavují nerozebíratelné pouzdro. Jedná se o dřevěnou krabičku s absorbérem, chladičem a horní průhlednou zástěnou. Při výrobě se používají improvizované prostředky: vlnitá lepenka, hliníkové plechovky od piva, obyčejné sklo.
Sběratelské materiály
Pro výrobu modulů pro vytápění obytných nebo komerčních budov je zapotřebí několik komponent:
- Vnější blok je sestaven z překližky, dřevotřísky a dřevěných bloků. Vypadá to jako obyčejná krabice.
- Dno – vyrobeno z vlnité lepenky. Plech je ošetřen speciální černou barvou s vysokým koeficientem absorpce světla. Savý povrch může být vyroben z broušených hliníkových plechovek. Dno je opláštěno izolačním materiálem, aby se zabránilo tepelným ztrátám.
- Žebra chladiče – slouží k lepší absorpci tepla. Při výrobě tenkých hliníkových plechů se používá měď. Můžete nainstalovat hotový radiátor ze staré chladničky.
- Kryt kolektoru – vyroben z komůrkového polykarbonátu, který má dobrou propustnost světla a zároveň zadržuje teplo uvnitř kolektoru. Pro úsporu peněz lze jako povlak použít obyčejné sklo. V tomto případě bude tepelná účinnost nižší než u kolektorů pokrytých polykarbonátem.
- Tepelná izolace korpusu – po obvodu je rám opláštěn pěnovým polystyrenem.
Pro vhánění vzduchu do vytápěných místností jsou instalovány 2-4 ventilátory. Postačí chladiče převzaté ze starého počítače.
Montáž a připojení rozdělovače vzduchu
Pro instalaci ohřívačů vzduchu je třeba připravit povrch stěny vytvořením 4 otvorů pro vzduchové kanály. Uvnitř budovy jsou vlnité trubky protaženy místnostmi, směřujícími k podlaze.
Domácí vzduchové solární kolektory pro vytápění domu jsou připojeny k síti přes transformátor. Pokud máte dovednosti, můžete nainstalovat solární baterii jako zdroj energie.
Tepelná účinnost vlastních ohřívačů vzduchu je výrazně nižší než u továrních výrobků. Při absenci speciálních dovedností je lepší použít hotové moduly. Jak ukazují skutečné recenze sběratelů, nejlepší volba pro nákup od těch, které jsou prezentovány na domácím trhu: Solar Fox, Solntsedar a YaSolar-Air.
Ohřívače vzduchu se nepoužívají jako hlavní zdroj tepla a plní pouze pomocnou funkci. V domech se solárními vzduchovými kolektory je zpočátku instalován kotel na pokrytí 100% potřeby vytápění.
S kompetentními výpočty a intenzivním provozem se investice vrátí během 1-2 let. V případě vlastní výroby kolektoru se náklady vrátí již v polovině první topné sezóny.
