Collettore solare sottovuoto per riscaldamento domestico

Sezioni dell’articolo

• Quali collezionisti usare
• Periodo di rimborso
• Esempi di assiemi tipici
• Collegamento all’impianto sanitario e al riscaldamento
• Aumento della temperatura operativa

Le fonti di energia solare hanno ricevuto poca attenzione. Ovviamente, il vantaggio principale di tali installazioni è la loro autonomia, ma ci sono eccezioni. In questo articolo, parleremo dei collettori solari come una fonte di energia abbastanza efficiente e, soprattutto, razionale per la casa..

Quali collezionisti usare

Ad eccezione delle varietà speciali, i collezionisti sono di due tipi: piatti e sottovuoto. Il principio di funzionamento di entrambi è ridotto al riscaldamento da radiazione solare (in cui il 40-50% delle onde sono termiche) di un certo sistema di serbatoi, il cui lato esterno ha un rivestimento con un alto coefficiente di assorbimento infrarosso e un refrigerante circola all’interno. L’unica differenza è che nei collettori sotto vuoto, i tubi vengono riscaldati direttamente al fuoco della luce solare e praticamente non emettono calore a causa dell’ambiente airless. Allo stesso tempo, nei collettori piani, il calore viene trasmesso attraverso la piastra dell’assorbitore, sul lato posteriore di cui sono saldati i canali (può essere posato all’interno della piastra dell’assorbitore).

In realtà, si tratta di collettori sottovuoto che dovrebbero essere discussi nelle realtà della natura russa. Sono molto più costosi dei collettori piani, ma anche la loro efficienza è maggiore. Inoltre, i collettori piani sono praticamente inefficaci in inverno: il vento freddo li raffredda più velocemente di quanto il sole si riscaldi. Il campo di applicazione di tali dispositivi sono le latitudini meridionali con un clima caldo, case di campagna ed estive, nonché tutti i tipi di strutture turistiche.

Indipendentemente dal tipo di riscaldamento, il principio del collettore stesso rimane invariato. Spesso collega i tubi di calore in un serbatoio comune, dove si verifica la condensazione del liquido evaporato durante il processo di riscaldamento. Il trasferimento di calore in questo modo è molto più veloce, ma ci sono anche soluzioni più efficienti..

Periodo di rimborso

Il costo di un collettore per vuoto medio varia da 600 a 1500 USD. Questo costo include non solo il collettore, ma anche il serbatoio di stoccaggio del volume e dei materiali consigliati per il collegamento al sistema di acqua calda sanitaria. Ma il costo dei servizi di installazione nell’importo totale non viene preso in considerazione: una corsa dei prezzi troppo grande per regione e condizioni presso la struttura.

Tuttavia, è facile controllare il rimborso di una particolare istanza. Prendi, ad esempio, il collezionista SVK-A-30 del marchio ATMOSFERA, che costa 1100-1200 USD. Ci sono 30 tubi a vuoto, la loro potenza massima totale è di 2,5 kW / h, il collettore riceve fino a 7,6 kW di energia termica per luce diurna. Non esiste un serbatoio di accumulo nel collettore, ma abbiamo il diritto di presumere convenzionalmente che il suo costo e l’impianto idraulico siano equivalenti al prezzo di una caldaia elettrica di potenza comparabile.

La capacità media giornaliera del collettore è di 5,5 kW, che è sufficiente per riscaldare 120-140 litri di acqua da 10 a 50 ° C. Avendo speso la stessa quantità di elettricità al tasso di 4,68 rubli / kWh, riceveremo una media di 25 rubli al giorno, ovvero circa 10 mila rubli all’anno. Di conseguenza, il periodo di rimborso del collettore sarà di circa otto anni, il che non è affatto male con una durata garantita di 25 anni. Inoltre, ci sono alcuni modi per aumentare il ROI. In generale, più potente è l’installazione, prima si giustificherà completamente..

Esempi di assiemi tipici

Non ci sono molte opzioni per integrare il collettore nelle tubature domestiche. Ecco alcune soluzioni tipiche all’aumentare della complessità:

1. Solo un collezionista. È collegato al sistema di acqua calda sanitaria come uno scaldabagno convenzionale. Funziona solo durante il giorno con flusso naturale. Regolando la pressione, è possibile modificare la temperatura dell’acqua in uscita.

2. Collettore + serbatoio di stoccaggio. Esistono molte soluzioni di questo tipo e sono popolari, ma un carico aggiuntivo di 100-200 kg per un punto del tetto pone alcune limitazioni. Il serbatoio ha un buon isolamento termico e, di norma, non si raffredda durante la notte.

3. Collettore + caldaia a riscaldamento indiretto (BKN). Viene utilizzato quando è impossibile installare un serbatoio pesante sul tetto, ma presenta altri vantaggi. Prima di tutto, l’uso non di acqua nel primo circuito di scambio termico, ma di un’emulsione ad alta intensità energetica.

4. Sistema di raccolta + circolazione. Ti consente di ricevere acqua calda non appena il rubinetto è aperto. L’acqua circola nel sistema sotto pressione e ha approssimativamente la stessa temperatura in qualsiasi punto del circuito. A volte la capacità del sistema di approvvigionamento idrico è abbastanza grande e l’intero riempimento del sistema è costituito da valvole di intercettazione, una pompa di circolazione e un regolatore di pressione. In alcuni casi, può essere consigliato (o necessario) installare un vaso di espansione o un accumulatore interno. In genere vengono utilizzati collettori senza scambiatore di calore.

5. Collettore + pompa di calore. Una soluzione molto seria e tecnologica per fornire calore e acqua calda a tutta la casa. A causa dell’aumentato scambio di calore a basse temperature, il sistema scarica il massimo dell’energia ricevuta, riscaldando l’acqua in uscita a 80-95 ° C in un volume sufficientemente grande da riscaldare l’intero edificio. È chiaro che per tali sistemi saranno necessari diversi collettori, ma il risultato sarà un riscaldamento economico delle abitazioni nei prossimi 40-50 anni, oltre alla fornitura di acqua calda.

Come puoi vedere, la differenza tra i collettori in uno di questi sistemi è la presenza / assenza di un serbatoio integrato. Altrimenti, sono tutti uguali: tubi di alimentazione e drenaggio dell’acqua, connessioni tipiche di tubi di calore con un collettore, uno degli speciali sistemi di fissaggio. Grazie a ciò, i collettori si adattano facilmente e armoniosamente a sistemi di riscaldamento già funzionanti, aumentando i risparmi anche senza una transizione completa verso l’energia verde..

Collegamento all’impianto sanitario e al riscaldamento

Il collegamento al circuito di riscaldamento viene eseguito in parallelo: l’acqua dal collettore entra nel tubo di alimentazione, l’ingresso viene dal ritorno, se necessario, il circuito del collettore viene alimentato con una propria pompa di circolazione. È molto importante installare valvole nei punti di presa per regolare il flusso per ottenere la temperatura desiderata..

Hanno tagliato nel sistema di approvvigionamento di acqua calda in due modi. Il primo utilizza un BKN o un altro scambiatore di calore intermedio. In questo caso, non è difficile collegare due contorni. Ma se il collettore viene utilizzato in parallelo con altri scaldabagni, viene inserito in un circuito in serie il più vicino possibile al punto di aspirazione dell’acqua fredda e utilizzato come circuito di preriscaldamento.

Collegamento del collettore solare al sistema di riscaldamento e acqua calda: 1 – collettore solare; 2 – stazione di pompaggio; 3 – vaso di espansione; 4 – accumulatore di calore; 5 – sistema di riscaldamento; 6 – fornitura di acqua fredda; 7 – presa di acqua calda; 8 – caldaia (usata se necessario)

Aumento della temperatura operativa

Il modo ovvio per aumentare la temperatura dell’acqua in uscita è ridurre la perdita di calore durante il trasferimento dal collettore. Per fare ciò, i tubi sono avvolti in coperture protettive in gomma espansa o polipropilene, proteggono i giunti, sono posati solo all’interno dell’edificio..

Poiché il tubo del collettore viene riscaldato in un raggio di luce concentrato, la temperatura del liquido all’interno può essere molto elevata (oltre 200 ° C). Di conseguenza, se si riduce il flusso di acqua riscaldata, la temperatura aumenterà nel tempo. Sfortunatamente, oggi ci sono pochissimi sistemi automatizzati che mantengono la temperatura al livello desiderato. Come opzione, vengono utilizzati dispositivi con un compressore e un evaporatore: piccole pompe di calore. In questo caso, all’uscita dell’acqua calda o del riscaldamento, la temperatura dell’acqua aderirà ai valori impostati modificando la potenza dell’unità.

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