Le chauffage solaire est une méthode de chauffage d'un bâtiment résidentiel, qui devient chaque jour de plus en plus populaire dans de nombreux pays du monde, principalement développés. Les plus grands succès dans le domaine de l’énergie solaire thermique peuvent aujourd’hui se vanter dans les pays d’Europe occidentale et centrale. Dans toute l'Union européenne dernière décennie Le secteur des énergies renouvelables connaît une croissance annuelle de 10 à 12 %. Ce niveau de développement est un indicateur très significatif.

Collecteur solaire

L’un des domaines d’application les plus évidents de l’énergie solaire est son utilisation pour chauffer l’eau et l’air (comme caloporteur). Dans les zones climatiques où règne le froid, par exemple séjour confortable des personnes sont tenues de calculer et d'organiser les systèmes de chauffage de chaque immeuble résidentiel. Ils doivent disposer d'un approvisionnement en eau chaude pour divers besoins et les maisons doivent également être chauffées. Certainement, la meilleure option voici une application du circuit où ils travaillent systèmes automatisés apport de chaleur.

Gros volumes de recettes quotidiennes eau chaude pendant le processus de production dont ils ont besoin entreprises industrielles. Un exemple est l'Australie, où près de 20 % de toute l'énergie consommée est consacrée au chauffage du liquide de refroidissement à une température ne dépassant pas 100 °C. Pour cette raison, dans certains pays occidentaux développés, et dans une plus large mesure en Israël, Amérique du Nord Au Japon et bien sûr en Australie, la production de systèmes de chauffage solaire connaît une croissance très rapide.

Dans un avenir proche, le développement énergétique s’orientera sans aucun doute vers l’utilisation du rayonnement solaire. Densité rayonnement solaireà la surface de la Terre est en moyenne de 250 W par mètre carré. Et ce malgré le fait que pour assurer besoins économiques Pour une personne vivant dans les zones les moins industrialisées, deux watts par mètre carré suffisent.

La différence avantageuse entre l’énergie solaire et les autres secteurs énergétiques utilisant des procédés de combustion de combustibles fossiles réside dans le respect de l’environnement de l’énergie produite. Le fonctionnement des équipements solaires n’entraîne pas de rejet d’émissions nocives dans l’atmosphère.

Sélection du schéma d'application de l'équipement, des systèmes passifs et actifs

Il existe deux systèmes permettant d'utiliser le rayonnement solaire comme système de chauffage pour une maison. Ce sont des systèmes actifs et passifs. Les systèmes de chauffage solaire passifs sont ceux dans lesquels la structure de la maison elle-même ou ses différentes parties servent d'élément qui absorbe directement le rayonnement solaire et en génère de la chaleur. Ces éléments peuvent être une clôture, un toit ou des parties individuelles d'un bâtiment construit selon un schéma spécifique. Les systèmes passifs n'utilisent pas de pièces mécaniques mobiles.

Les systèmes actifs fonctionnent sur la base du schéma inverse pour chauffer une maison : ils utilisent activement des dispositifs mécaniques (pompes, moteurs ; lors de leur utilisation, la puissance requise est également calculée).

Le plus simple dans sa conception et le moins cher financièrement Lors de l'installation de circuits, des systèmes passifs sont utilisés. De tels systèmes de chauffage ne nécessitent pas l'installation de dispositifs supplémentaires pour l'absorption et la distribution ultérieure du rayonnement solaire dans le système de chauffage domestique. Le fonctionnement de tels systèmes est basé sur le principe du chauffage direct de l'espace de vie directement à travers des murs laissant passer la lumière situés du côté sud. Fonction supplémentaire le chauffage est assuré par les surfaces externes des éléments de clôture de la maison, qui sont équipées d'une couche d'écrans transparents.

Pour démarrer le processus de conversion du rayonnement solaire en énergie thermique Ils utilisent un système de conception basé sur l’utilisation de récepteurs solaires à surface transparente, dont la fonction principale est jouée par « effet de serre", utilise la capacité du verre à retenir rayonnement thermique, à cause de quoi la température à l'intérieur de la pièce augmente.

Il convient de noter que l’utilisation d’un seul type de système n’est peut-être pas entièrement justifiée. Souvent, des calculs minutieux montrent que des réductions significatives des pertes de chaleur et des besoins énergétiques des bâtiments peuvent être obtenues grâce à l'utilisation de systèmes intégrés. Travaux généraux les systèmes actifs et passifs en combinant des qualités positives donneront un effet maximal.

Un calcul d'efficacité typique montre que le rayonnement solaire passif fournira environ 14 à 16 pour cent des besoins de chauffage de votre maison. Un tel système constituera un élément important du processus de génération de chaleur.

Cependant, malgré certains qualités positives Dans les systèmes passifs, les principales possibilités pour répondre pleinement aux besoins thermiques du bâtiment nécessitent toujours l'utilisation d'équipements de chauffage actif. Systèmes dont la fonction est d'absorber, d'accumuler et de distribuer directement le rayonnement solaire.

Planification et calcul

Calculer la possibilité d'installer des systèmes de chauffage actifs utilisant l'énergie solaire (cellules solaires cristallines, capteurs solaires), de préférence dès la conception du bâtiment. Mais ce point n'est pas obligatoire : l'installation d'un tel système est également possible sur un projet existant, quelle que soit l'année de construction (la base du succès est le calcul correct de l'ensemble du projet).

L'installation des équipements est effectuée sur côté sud Des maisons. Cette disposition crée les conditions d'une absorption maximale du rayonnement solaire entrant en hiver. Les photocellules qui convertissent l'énergie solaire et sont installées sur une structure fixe sont plus efficaces lorsqu'elles sont montées par rapport à la surface de la terre selon un angle égal à l'emplacement géographique du bâtiment chauffé. L'angle du toit, le degré de rotation de la maison vers le sud - ce sont des points importants qui doivent être pris en compte lors du calcul de l'ensemble du système de chauffage.

Les photocellules solaires et les capteurs solaires doivent être installés le plus près possible du lieu de consommation d'énergie. N'oubliez pas que plus vous rapprochez la salle de bain et la cuisine, moins il y aura de pertes de chaleur (dans cette option, vous pouvez vous contenter d'un seul capteur solaire, qui chauffera les deux pièces). Le principal critère d’évaluation lors de la sélection de l’équipement dont vous avez besoin est son efficacité.

Les systèmes de chauffage solaire actifs sont répartis dans les groupes suivants selon les critères suivants :

1. Application d'un circuit de secours ;
2. Saisonnalité du travail (tout au long de l'année ou au cours d'une certaine saison) ;
3. Objectifs fonctionnels – chauffage, approvisionnement eau chaude et systèmes combinés ;
4. Le liquide de refroidissement utilisé est liquide ou air ;
5. La solution technique appliquée pour le nombre de circuits (1, 2 ou plus).

Les données économiques générales serviront de facteur principal dans le choix de l'un des types d'équipement. Un calcul thermique compétent de l'ensemble du système vous aidera à prendre la bonne décision. Le calcul doit être effectué en tenant compte des indicateurs de chaque pièce spécifique où est prévue l'organisation du chauffage solaire et (ou) de l'approvisionnement en eau chaude. Il convient de prendre en compte l'emplacement du bâtiment, les conditions climatiques naturelles et le montant du coût de la ressource énergétique déplacée. Calcul correct et bon choix les schémas d'organisation de l'approvisionnement en chaleur sont la clé faisabilité économique application d'équipements à énergie solaire.

Système de chauffage solaire

Le système de chauffage le plus couramment utilisé est l'installation de capteurs solaires, qui assurent la fonction de stocker l'énergie absorbée dans un conteneur spécial - une batterie.

Aujourd'hui, le plus utilisé circuits à double circuit chauffer des locaux d'habitation dans lesquels un système de circulation forcée du liquide de refroidissement est installé dans le collecteur. Le principe de son fonctionnement est le suivant. L'eau chaude est fournie par le point supérieur du réservoir de stockage, le processus se déroule automatiquement selon les lois de la physique. Froid eau courante la pression est fournie à la partie inférieure du réservoir, cette eau déplace l'eau chauffée qui s'accumule dans la partie supérieure du réservoir, qui entre ensuite dans le système d'alimentation en eau chaude de la maison pour satisfaire ses besoins domestiques et de chauffage.

Pour une maison unifamiliale, un réservoir de stockage d'une capacité de 400 à 800 litres est généralement installé. Pour chauffer le fluide thermique de tels volumes, en fonction de conditions naturelles il est nécessaire de calculer correctement la surface du capteur solaire. Il faut également justifier économiquement l’utilisation des équipements.

L'ensemble standard d'équipements pour l'installation d'un système de chauffage solaire est le suivant :

• Directement moi-même capteur solaire;
• Système de fixation (supports, poutres, supports) ;
• Réservoir de stockage ;
• Réservoir compensant la dilatation excessive du liquide de refroidissement ;
• Dispositif de contrôle du fonctionnement de la pompe ;
• Pompe (jeu de vannes);
• capteurs de température;
• Dispositifs d'échange de chaleur (utilisés dans les circuits à gros volumes) ;
• Tuyaux isolés thermiquement ;
• Soupapes de sécurité et de régulation ;
• Convenable.

Système basé sur des panneaux absorbant la chaleur. De tels panneaux sont généralement utilisés au stade de la nouvelle construction. Pour les installer, il est nécessaire de construire une structure spéciale appelée toit chaud. Cela signifie que les panneaux doivent être installés directement dans la structure du toit, en utilisant les éléments du toit comme composants de la carrosserie de l'équipement. Une telle installation réduira vos coûts de création d'un système de chauffage, mais nécessitera des travaux de qualité sur l'étanchéité des joints des appareils et de la toiture. Cette méthode d'installation des équipements vous obligera à concevoir et planifier soigneusement toutes les étapes des travaux. Il est nécessaire de résoudre de nombreux problèmes concernant le tracé des canalisations, la mise en place d'un réservoir de stockage, l'installation d'une pompe et l'ajustement des pentes. De nombreux problèmes devront être résolus lors de l'installation si le bâtiment n'est pas orienté de la meilleure façon possible vers le sud.

Dans l'ensemble, le projet systèmes solaires le chauffage sera différent des autres à des degrés divers. Seuls les principes de base du système resteront inchangés. Donnez donc une liste exacte détails nécessaires Pour installation complète il est impossible d'installer l'ensemble du système, car lors du processus d'installation, il peut être nécessaire d'utiliser des éléments et des matériaux supplémentaires.

Systèmes de chauffage à liquide

Dans les systèmes fonctionnant sur la base d'un liquide de refroidissement, l'eau ordinaire est utilisée comme support de stockage. L'absorption d'énergie se produit dans les capteurs solaires conception plate. L'énergie est accumulée dans le réservoir de stockage et consommée selon les besoins.

Pour transférer l'énergie du dispositif de stockage au bâtiment, un échangeur de chaleur eau-eau ou eau-air est utilisé. Le système d'alimentation en eau chaude est équipé d'un ballon supplémentaire, appelé ballon de préchauffage. L'eau y est chauffée grâce au rayonnement solaire et entre ensuite dans un chauffe-eau conventionnel.

Système de chauffage de l'air

Ce système utilise l'air comme caloporteur. Le liquide de refroidissement est chauffé dans un capteur solaire plat, puis l'air chauffé pénètre dans la pièce chauffée ou dans un dispositif de stockage spécial, où l'énergie absorbée est accumulée dans une buse spéciale, qui est chauffée par l'air chaud entrant. Grâce à cette fonctionnalité, le système continue de fournir de la chaleur à la maison même la nuit, lorsque le rayonnement solaire n'est pas disponible.

Systèmes à circulation forcée et naturelle

La base du fonctionnement des systèmes de circulation naturelle est le mouvement indépendant du liquide de refroidissement. Sous l'influence de l'augmentation de la température, il perd de sa densité et a donc tendance à partie supérieure appareils. La différence de pression qui en résulte est ce qui fait fonctionner l’équipement.

Basé sur l'utilisation de centrales solaires, les problèmes de chauffage, de refroidissement et d'approvisionnement en eau chaude pour les logements, bâtiments administratifs, installations industrielles et agricoles. Les installations solaires ont la classification suivante :

• par destination : systèmes d'approvisionnement en eau chaude ; systèmes de chauffage; installations combinées pour la fourniture de chaleur et de froid;
• par type de liquide de refroidissement utilisé : liquide ; air;
• par durée de travail : toute l'année ; saisonnier;
• Par solution technique circuits : monocircuit ; double circuit; multi-circuits.

Les liquides de refroidissement les plus couramment utilisés dans les systèmes de chauffage solaire sont les liquides (eau, solution d'éthylène glycol, substances organiques) et l'air. Chacun d'eux présente certains avantages et inconvénients. L'air ne gèle pas et ne crée pas de problèmes majeurs liés aux fuites et à la corrosion des équipements. Cependant, en raison de la faible densité et de la faible capacité thermique de l'air, la taille des installations d'air et la consommation électrique pour pomper le liquide de refroidissement sont supérieures à celles des systèmes liquides. C’est pourquoi la plupart des systèmes solaires thermiques en fonctionnement préfèrent les liquides. Pour les besoins du logement et des collectivités, le principal liquide de refroidissement est l'eau.

Lors du fonctionnement des capteurs solaires pendant des périodes de températures extérieures négatives, il est nécessaire soit d'utiliser de l'antigel comme liquide de refroidissement, soit d'éviter d'une manière ou d'une autre le gel du liquide de refroidissement (par exemple, en vidant l'eau en temps opportun, en la chauffant, en isolant le capteur solaire).

Les maisons rurales, les immeubles à plusieurs étages et les immeubles d'habitation, les sanatoriums, les hôpitaux et autres installations peuvent être équipés d'unités d'approvisionnement en eau chaude solaire toute l'année avec une source de chaleur d'appoint. Les installations saisonnières, comme par exemple les installations de douches pour les camps de pionniers, les pensions, les installations mobiles pour géologues, constructeurs, bergers, fonctionnent généralement en été et pendant les mois de transition de l'année, pendant les périodes de températures extérieures positives. Ils peuvent disposer d'une source de chaleur d'appoint ou s'en passer, selon le type d'objet et les conditions d'exploitation.

Le coût des unités de production d'eau chaude solaire peut varier de 5 à 15 % du coût de l'installation et dépend de conditions climatiques, le coût de l'équipement et le degré de son développement.

Dans les installations solaires destinées aux systèmes de chauffage, des liquides et de l'air sont utilisés comme caloporteurs. Dans les systèmes solaires multicircuits, différents liquides de refroidissement peuvent être utilisés dans différents circuits (par exemple, de l'eau dans le circuit solaire, de l'air dans le circuit de distribution). Dans notre pays, les installations d'eau solaires pour l'approvisionnement en chaleur sont répandues.

La surface des capteurs solaires requise pour les systèmes de chauffage est généralement 3 à 5 fois supérieure à la surface des capteurs pour les systèmes d'eau chaude, de sorte que le taux d'utilisation de ces systèmes est plus faible, surtout en été. Le coût d’installation d’un système de chauffage peut représenter 15 à 35 % du coût de la propriété.

Les systèmes combinés peuvent inclure des installations fonctionnant toute l'année pour le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude, ainsi que des installations fonctionnant en mode pompe à chaleur et caloduc à des fins de chauffage et de refroidissement. Ces systèmes ne sont pas encore largement utilisés dans l'industrie.

La densité de flux du rayonnement solaire arrivant à la surface du capteur détermine en grande partie l'ingénierie thermique et les indicateurs techniques et économiques des systèmes de chauffage solaire.

La densité du flux du rayonnement solaire varie tout au long de la journée et tout au long de l'année. C'est l'un des traits caractéristiques systèmes utilisant l'énergie solaire, et lors de la réalisation de calculs techniques spécifiques aux installations solaires, la question du choix de la valeur calculée de E est décisive.

Comme schéma de conception systèmes de chauffage solaire, considérons le schéma présenté sur la Fig. 3.3, qui permet de prendre en compte les caractéristiques de fonctionnement des différents systèmes. Le capteur solaire 1 convertit l'énergie du rayonnement solaire en chaleur, qui est transférée au ballon de stockage 2 via l'échangeur de chaleur 3. Il est possible de localiser l'échangeur de chaleur dans le ballon de stockage lui-même. La circulation du liquide de refroidissement est assurée par une pompe. Le liquide de refroidissement chauffé pénètre dans les systèmes d'alimentation en eau chaude et de chauffage. En cas de rayonnement solaire insuffisant ou absent, une source de chaleur d'appoint pour l'alimentation en eau chaude ou le chauffage est activée 5.

Figure 3.3. Schéma du système de chauffage solaire : 1 - capteurs solaires ; 2 - ballon de stockage d'eau chaude ; 3 - échangeur de chaleur ; 4 - bâtiment avec chauffage au sol ; 5 - secours (source d'énergie supplémentaire) ; 6 - système solaire passif ; 7 - batterie à galets ; 8 - amortisseurs ; 9 - ventilateur; 10 - flux air chaud dans le bâtiment ; 11- apport d'air recyclé du bâtiment

Le système de chauffage solaire utilise des capteurs solaires de nouvelle génération "Raduga" de la centrale nucléaire "Konkurent" avec des caractéristiques thermiques améliorées grâce à l'utilisation d'un revêtement sélectif sur un panneau absorbant la chaleur en acier inoxydable et un revêtement translucide en verre particulièrement résistant avec des caractéristiques optiques élevées.

Le système utilise comme liquide de refroidissement : de l'eau à température positive ou de l'antigel pendant la période de chauffage (circuit solaire), de l'eau (deuxième circuit de chauffage par le sol) et de l'air (troisième circuit de chauffage solaire à air).

Une chaudière électrique a été utilisée comme source de secours.

L'augmentation de l'efficacité des systèmes d'approvisionnement solaire peut être obtenue grâce à l'utilisation de diverses méthodes accumulation d'énergie thermique, combinaison rationnelle de systèmes solaires avec des chaufferies thermiques et des unités de pompe à chaleur, combinaison de systèmes de développement actifs et passifs des moyens efficaces et des méthodes de contrôle automatique.

Préparé par les étudiants du Groupe B3TPEN31

Les systèmes de chauffage solaire sont des systèmes qui utilisent le rayonnement solaire comme source d'énergie thermique. Leur différence caractéristique Ce qui diffère des autres systèmes de chauffage à basse température est l'utilisation d'un élément spécial - un récepteur solaire, conçu pour capter le rayonnement solaire et le convertir en énergie thermique.

Selon la méthode d'utilisation du rayonnement solaire, les systèmes de chauffage solaire à basse température sont divisés en passifs et actifs.

Passif

Les systèmes de chauffage solaire passifs sont ceux dans lesquels le bâtiment lui-même ou ses enceintes individuelles (bâtiment collecteur, mur collecteur, toit collecteur, etc.) servent d'élément qui reçoit le rayonnement solaire et le convertit en chaleur.

Système de chauffage solaire passif basse température « collecteur mural » : 1 – rayons solaires ; 2 – écran translucide ; 3 – registre d'air ; 4 – air chauffé ; 5 – air refroidi de la pièce ; 6 – propre rayonnement thermique à ondes longues de la masse du mur ; 7 – surface noire du mur recevant le faisceau ; 8 – stores.

Actif

Sont actifs les systèmes de chauffage solaire à basse température dans lesquels le récepteur solaire est un dispositif indépendant et indépendant du bâtiment. Les systèmes solaires actifs peuvent être subdivisés :

par destination (alimentation en eau chaude, systèmes de chauffage, systèmes combinés pour l'alimentation en chaleur et en froid) ;

par type de liquide de refroidissement utilisé (liquide - eau, antigel et air) ;

par durée de travail (toute l'année, saisonnier) ;

sur la solution technique des circuits (un, deux, multi-circuits).

Classification des systèmes solaires thermiques

peut être classé selon différents critères :

par objectif :

1. systèmes d'approvisionnement en eau chaude (ECS);

2. systèmes de chauffage;

3. systèmes combinés;

Par type de liquide de refroidissement utilisé :

1. liquide ;

2. air;

Par durée de travail :

1. toute l’année ;

2. saisonnier ;

Selon la solution technique du schéma :

1. circuit unique ;

2. double circuit ;

3. multicircuit.

L'air est un liquide de refroidissement largement utilisé qui ne gèle pas sur toute la plage des paramètres de fonctionnement. Lorsqu'il est utilisé comme liquide de refroidissement, il est possible de combiner des systèmes de chauffage avec un système de ventilation. Cependant, l'air est un liquide de refroidissement à faible température, ce qui entraîne une augmentation de la consommation de métal pour l'installation des systèmes. chauffage de l'air par rapport aux systèmes d’eau.

L'eau est un liquide de refroidissement à forte intensité thermique et largement disponible. Cependant, à des températures inférieures à 0°C, il est nécessaire d'y ajouter des liquides antigel. De plus, il faut tenir compte du fait que l’eau saturée en oxygène provoque la corrosion des canalisations et des équipements. Mais la consommation de métal dans les systèmes d’eau solaires est bien inférieure, ce qui contribue grandement à leur utilisation plus large.

Les systèmes saisonniers d'approvisionnement en eau chaude solaire sont généralement à circuit unique et fonctionnent pendant les mois d'été et de transition, pendant les périodes de températures extérieures positives. Ils ont peut-être source supplémentaire chauffer ou s'en passer, selon la destination de l'objet entretenu et les conditions d'exploitation.

Les systèmes de chauffage solaire pour les bâtiments sont généralement à double circuit ou, le plus souvent, à plusieurs circuits, et différents liquides de refroidissement peuvent être utilisés pour différents circuits (par exemple, dans le circuit solaire - solutions aqueuses de liquides antigel, dans les circuits intermédiaires - eau , et dans le circuit consommateur - air).

Les systèmes solaires combinés toute l'année destinés à l'approvisionnement en chaleur et en froid des bâtiments sont multicircuits et comprennent une source de chaleur supplémentaire sous la forme d'un générateur de chaleur traditionnel fonctionnant au combustible organique ou d'un transformateur de chaleur.

Un diagramme schématique du système de chauffage solaire est présenté sur la figure 4.1.2. Il comprend trois circuits de circulation :

le premier circuit, constitué de capteurs solaires 1, d'une pompe de circulation 8 et d'un échangeur de chaleur liquide 3 ;

le deuxième circuit, constitué d'un réservoir de stockage 2, d'une pompe de circulation 8 et d'un échangeur thermique 3 ;

le troisième circuit, constitué d'un ballon de stockage 2, d'une pompe de circulation 8, d'un échangeur thermique eau-air (chauffage) 5.

Schéma schématique du système de chauffage solaire : 1 – capteur solaire ; 2 – réservoir de stockage ; 3 – échangeur de chaleur ; 4 – bâtiment ; 5 – chauffage; 6 – secours du système de chauffage ; 7 – secours du système d'alimentation en eau chaude ; 8 – pompe de circulation ; 9 – ventilateur.

Opération

Le système de chauffage solaire fonctionne comme suit. Le liquide de refroidissement (antigel) du circuit de réception de chaleur, s'échauffant dans les capteurs solaires 1, pénètre dans l'échangeur de chaleur 3, où la chaleur de l'antigel est transférée à l'eau circulant dans l'espace inter-tubes de l'échangeur de chaleur 3 sous l'action de la pompe 8 du circuit secondaire. L'eau chauffée pénètre dans le ballon accumulateur 2. L'eau est prélevée dans le ballon accumulateur par la pompe d'alimentation en eau chaude 8, portée, si nécessaire, à la température requise dans le secours 7 et pénètre dans le système d'alimentation en eau chaude du bâtiment. Le réservoir de stockage est rechargé à partir de l'alimentation en eau.

Pour le chauffage, l'eau du ballon de stockage 2 est fournie par la pompe du troisième circuit 8 au réchauffeur 5, à travers lequel l'air passe à l'aide d'un ventilateur 9 et, lorsqu'il est chauffé, pénètre dans le bâtiment 4. En l'absence d'énergie solaire rayonnement ou manque d'énergie thermique générée par les capteurs solaires, le secours 6 est activé.

Le choix et la disposition des éléments du système de chauffage solaire dans chaque cas spécifique sont déterminés par des facteurs climatiques, la destination de l'installation, le régime de consommation de chaleur et des indicateurs économiques.

Schéma schématique d'un système d'alimentation en eau chaude solaire à thermosiphon à circuit unique

Une caractéristique des systèmes est que dans le cas d'un système à thermosiphon, le point inférieur du réservoir de stockage doit être situé au-dessus du point haut du capteur et à pas plus de 3-4 m des capteurs, et avec circulation par pompe du liquide de refroidissement, l’emplacement du réservoir de stockage peut être arbitraire.

L’utilisation d’énergie « verte » fournie par des éléments naturels peut réduire considérablement coûts des services publics. Par exemple, en organisant chauffage solaire chez un particulier, vous alimenterez les radiateurs basse température et les systèmes de chauffage au sol en liquide de refroidissement quasiment gratuitement. D'accord, cela permet déjà d'économiser de l'argent.

Vous apprendrez tout sur les « technologies vertes » grâce à notre proposition d’article. Avec notre aide, vous pourrez facilement comprendre les types d'installations solaires, les méthodes de leur construction et les spécificités de fonctionnement. Vous serez probablement intéressé par l'une des options populaires qui fonctionnent activement dans le monde, mais qui ne sont pas encore très demandées ici.

Dans la revue présentée à votre attention, nous avons analysé caractéristiques de conception systèmes, les schémas de connexion sont décrits en détail. Un exemple de calcul d'un circuit de chauffage solaire est donné pour évaluer les réalités de sa construction. Pour aider artisans indépendants Vous trouverez ci-joint des sélections de photos et des vidéos.

En moyenne, 1 m 2 de la surface terrestre reçoit 161 W d'énergie solaire par heure. Bien entendu, à l’équateur, ce chiffre sera plusieurs fois plus élevé que dans l’Arctique. De plus, la densité du rayonnement solaire dépend de la période de l’année.

Dans la région de Moscou, l'intensité du rayonnement solaire en décembre-janvier diffère de plus de cinq fois de celle de mai-juillet. Cependant systèmes modernes si efficaces qu’ils peuvent fonctionner presque partout sur terre.

A quoi servent les capteurs solaires thermiques ? Où peuvent-ils être utilisés - domaines d'application, options d'application, avantages et inconvénients des collectionneurs, spécifications techniques, efficacité. Est-il possible de le faire soi-même et dans quelle mesure est-ce justifié ? Schémas d'application et perspectives.

But

Collectionneur et batterie solaire deux différents appareils. La batterie utilise la conversion de l’énergie solaire en énergie électrique, qui est stockée dans des batteries et utilisée pour les besoins domestiques. Les capteurs solaires, comme une pompe à chaleur, sont conçus pour collecter et accumuler l’énergie solaire respectueuse de l’environnement, dont la conversion est utilisée pour chauffer l’eau ou le chauffage. DANS échelle industrielle Les centrales solaires thermiques, qui convertissent la chaleur en électricité, sont devenues largement utilisées.

Appareil

Les collectionneurs se composent de trois parties principales :

• panneaux;
• caméra frontale ;
• réservoir de stockage.

Les panneaux se présentent sous la forme d'un radiateur tubulaire placé dans un caisson avec une paroi extérieure en verre. Ils doivent être placés dans n'importe quel endroit bien éclairé. Le liquide pénètre dans le radiateur à panneaux, qui est ensuite chauffé et déplacé vers la chambre avant, où l'eau froide est remplacée par de l'eau chaude, ce qui crée une pression dynamique constante dans le système. Dans ce cas, du liquide froid pénètre dans le radiateur et du liquide chaud pénètre dans le réservoir de stockage.

Les panneaux standards sont faciles à adapter à toutes les conditions. À l'aide de profilés de montage spéciaux, ils peuvent être installés parallèlement les uns aux autres en rangée en nombre illimité. Des trous sont percés dans les profilés de montage en aluminium et fixés aux panneaux par le bas avec des boulons ou des rivets. Une fois terminés, les panneaux absorbeurs solaires forment avec les profilés de montage une seule structure rigide.

Le système de chauffage solaire est divisé en deux groupes : refroidi par air et refroidi par liquide. Les collecteurs captent et absorbent le rayonnement et, le convertissant en énergie thermique, le transfèrent vers un élément de stockage, à partir duquel la chaleur est distribuée dans toute la pièce. N'importe lequel des systèmes peut être complété équipement auxiliaire(pompe de circulation, capteurs de pression, soupapes de sécurité).

Principe de fonctionnement

DANS jour le rayonnement thermique est transféré au liquide de refroidissement (eau ou antigel) circulant dans le collecteur. Le liquide de refroidissement chauffé transfère de l'énergie au réservoir du chauffe-eau, situé au-dessus et collectant l'eau pour l'approvisionnement en eau chaude. Dans la version simple, l'eau circule naturellement grâce à la différence de densité entre l'eau chaude et l'eau chaude. eau froide dans le circuit, et pour garantir que la circulation ne s'arrête pas, une pompe spéciale est utilisée. Pompe de circulation conçu pour le pompage actif de liquide à travers la structure.


Dans une version plus compliquée, le collecteur est inclus dans un circuit séparé rempli d'eau ou d'antigel. La pompe les aide à commencer à circuler, transférant l'énergie solaire stockée dans un réservoir de stockage thermiquement isolé, ce qui vous permet de stocker la chaleur et de la récupérer en cas de besoin. S'il n'y a pas assez d'énergie, l'électricité ou chauffage au gaz, s'allume automatiquement et maintient la température requise.

Espèces

Ceux qui souhaitent avoir un système de chauffage solaire dans leur maison doivent d'abord décider du choix le plus approprié. type approprié collectionneur

Collecteur plat

Présenté sous forme de boîte fermée verre trempé, et possède une couche spéciale qui absorbe la chaleur solaire. Cette couche est reliée à des tubes dans lesquels circule le liquide de refroidissement. Plus il reçoit d’énergie, plus son efficacité est élevée. Réduire les pertes de chaleur dans le panneau lui-même et assurer la plus grande absorption de chaleur sur les plaques absorbantes permet une collecte d'énergie maximale. En l’absence de stagnation, les capteurs plats peuvent chauffer l’eau jusqu’à 200 °C. Ils sont conçus pour chauffer l’eau des piscines, les besoins domestiques et chauffer la maison.

Collecteur à vide

Il se compose de piles en verre (une série de tubes creux). La batterie externe a une surface transparente et la batterie interne est recouverte d'une couche spéciale qui piège les rayonnements. La couche de vide entre les batteries internes et externes permet d'économiser environ 90 % de l'énergie absorbée. Les conducteurs thermiques sont des tubes spéciaux. Lorsque le panneau chauffe, le liquide situé au bas de la batterie se transforme en vapeur, qui monte et transfère la chaleur au collecteur. Ce type de système a une plus grande efficacité par rapport aux capteurs de type plat, car il peut être utilisé à basse température et dans des conditions de faible luminosité. Une batterie solaire sous vide permet de chauffer la température du liquide de refroidissement jusqu'à 300 °C, en utilisant un revêtement de verre multicouche et en créant un vide dans les capteurs.

Pompe à chaleur

Les systèmes de chauffage solaire fonctionnent plus efficacement avec un appareil tel qu'une pompe à chaleur. Conçu pour collecter l'énergie de environnement quelles que soient les conditions météorologiques et peut être installé à l’intérieur de la maison. La source d'énergie ici peut être l'eau, l'air ou le sol. Une pompe à chaleur peut fonctionner en utilisant uniquement des capteurs solaires si l’énergie solaire est suffisante. Lors de l'utilisation système combiné« pompe à chaleur et capteur solaire », le type de capteur n'a pas d'importance, mais le plus option appropriée il y aura une batterie solaire à vide.

Quel est le meilleur

Un système de chauffage solaire peut être installé sur tout type de toiture. Les capteurs plans sont considérés comme plus durables et plus fiables, contrairement aux capteurs sous vide, dont la conception est plus fragile. Cependant, si un capteur plat est endommagé, tout le système d'absorption devra être remplacé, alors que pour un capteur sous vide, seule la batterie endommagée devra être remplacée.


L'efficacité d'un collecteur à vide est bien supérieure à celle d'un collecteur plat. Ils peuvent être utilisés dans heure d'hiver et ils produisent plus de puissance par temps nuageux. La pompe à chaleur est devenue assez répandue, malgré son coût élevé. Le taux de production d'énergie des capteurs sous vide dépend de la taille des tubes. Normalement, les dimensions des tubes doivent être de 58 mm de diamètre et d'une longueur de 1,2 à 2,1 mètres. Il est assez difficile d'installer le collecteur soi-même. Cependant, avoir certaines connaissances, ainsi que suivre instructions détaillées l'installation et la sélection de l'emplacement du système spécifié lors de l'achat de l'équipement simplifieront considérablement la tâche et contribueront à introduire le chauffage solaire dans la maison.