L'approvisionnement en chaleur solaire est une méthode de chauffage d'un bâtiment résidentiel, qui devient de plus en plus populaire chaque jour dans de nombreux pays du monde, principalement développés. Les plus grands succès dans le domaine de l'énergie solaire thermique peuvent se vanter aujourd'hui dans les pays d'Europe occidentale et centrale. Sur le territoire de l'Union européenne pour la dernière décennie il y a une croissance annuelle de l'industrie des énergies renouvelables de 10 à 12 %. Ce niveau de développement est un indicateur très significatif.

collecteur solaire

L'une des applications les plus évidentes de l'énergie solaire est son utilisation pour chauffer l'eau et l'air (comme caloporteurs). Dans les zones climatiques où règne le froid, par séjour confortable les gens sont tenus de calculer et d'organiser les systèmes de chauffage pour chaque bâtiment résidentiel. Ils doivent avoir de l'eau chaude pour divers besoins, en outre, les maisons doivent être chauffées. Bien sûr, la meilleure option ici sera l'application du régime où le travail systèmes automatisés apport de chaleur.

Grands volumes de recettes quotidiennes eau chaude dans le processus de production nécessitent entreprises industrielles... À titre d'exemple, nous pouvons citer l'Australie, où près de 20 % de toute l'énergie consommée est dépensée pour chauffer un caloporteur liquide à une température ne dépassant pas 100 °C. Pour cette raison, dans certains des pays développés de l'Occident, et dans une plus large mesure en Israël, Amérique du Nord, au Japon et bien sûr en Australie, les systèmes de chauffage solaire se développent rapidement.

Dans un avenir proche, le développement de l'énergie s'orientera sans doute vers l'utilisation du rayonnement solaire. Densité radiation solaireà la surface de la terre est en moyenne de 250 watts par mètre carré. Et ce malgré le fait que pour assurer besoins du ménage une personne dans les zones les moins industrialisées suffit à deux watts par mètre carré.

La différence avantageuse entre l'énergie solaire et les autres industries énergétiques qui utilisent la combustion de combustibles fossiles est le respect de l'environnement de l'énergie reçue. Le fonctionnement des équipements solaires n'entraîne pas le rejet d'émissions nocives dans l'atmosphère.

Sélection du schéma d'application des équipements, des systèmes passifs et actifs

Il existe deux schémas d'utilisation du rayonnement solaire comme système de chauffage d'une maison. Ce sont des systèmes actifs et passifs. Les systèmes de chauffage solaire passif sont ceux dans lesquels l'élément qui absorbe directement le rayonnement solaire et génère de la chaleur à partir de celui-ci est la structure de la maison elle-même ou ses différentes parties. Ces éléments peuvent servir de clôture, de toit, de parties individuelles du bâtiment, construits sur la base d'un certain schéma. Les systèmes passifs n'utilisent pas de pièces mécaniques mobiles.

Les systèmes actifs fonctionnent sur la base du schéma inverse de chauffage d'une maison, ils utilisent activement des dispositifs mécaniques (pompes, moteurs, lorsqu'ils sont utilisés, ils calculent également la puissance requise).

La conception la plus simple et la moins coûteuse en plan financier lors de l'assemblage du circuit sont des systèmes passifs. De tels schémas 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 de la maison. Le fonctionnement de tels systèmes est basé sur le principe du chauffage direct de l'espace de vie directement à travers les murs transmettant la lumière situés du côté sud. Fonction supplémentaire le chauffage est assuré par les surfaces extérieures 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 l'énérgie thermique utiliser un système de structures basé sur l'utilisation de capteurs solaires à surface transparente, où la fonction principale est jouée par " Effet de serre", Le verre est utilisé pour tenir Radiation thermique, grâce à quoi ils augmentent la température à l'intérieur de la pièce.

Il convient de noter que l'utilisation d'un seul des types de systèmes peut ne pas être entièrement justifiée. Souvent, un calcul minutieux montre qu'il est possible d'obtenir des réductions significatives des pertes de chaleur et des besoins énergétiques d'un bâtiment grâce à des systèmes intégrés. Travail général les systèmes actifs et passifs en combinant des qualités positives donneront le maximum d'effet.

En règle générale, les calculs d'efficacité montrent que l'utilisation passive du rayonnement solaire couvrira les besoins de chauffage de votre maison d'environ 14 à 16 %. Un tel système sera une partie importante du processus de production de chaleur.

Cependant, malgré certaines traits positifs les systèmes passifs, principales possibilités pour répondre pleinement aux besoins en chaleur du bâtiment, il est encore nécessaire d'utiliser des équipements de chauffage actif. Systèmes dont la fonction est directement l'absorption, l'accumulation et la distribution du 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 au stade de la conception du bâtiment. Mais néanmoins, ce moment n'est pas obligatoire, l'installation d'un tel système est également possible sur une tâche déjà existante, quelle que soit l'année de sa construction (la base du succès est le calcul correct de l'ensemble du schéma).

L'installation des équipements s'effectue sur côté sudà la maison. Cette disposition crée des conditions pour une absorption maximale du rayonnement solaire entrant en hiver. Les cellules photovoltaïques qui convertissent l'énergie du soleil et installées sur une structure fixe sont plus efficaces lorsqu'elles sont installées par rapport à la surface de la terre à un angle égal à l'emplacement géographique du bâtiment chauffé. L'angle d'inclinaison du toit, le degré de virage 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 cellules solaires et les capteurs solaires doivent être installés le plus près possible du lieu de consommation d'énergie. N'oubliez pas que plus vous construisez la salle de bain et la cuisine proches, moins les pertes de chaleur seront (dans cette option, vous pouvez faire avec un seul capteur solaire, qui chauffera les deux pièces). Le critère principal pour évaluer le choix 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 contour en double ;
2. Saisonnalité du travail (tout au long de l'année ou à une certaine saison);
3. But fonctionnel - chauffage, alimentation eau chaude et systèmes combinés;
4. Le caloporteur appliqué est un liquide ou de l'air ;
5. Solution technique appliquée du 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 déterminer correctement. Le calcul doit être effectué en tenant compte des indicateurs de chaque pièce spécifique, où l'organisation du chauffage solaire et (ou) de l'alimentation en eau chaude est prévue. Il convient de prendre en compte l'emplacement du bâtiment, les conditions climatiques naturelles, l'importance du coût de la ressource énergétique déplacée. Calcul correct et bon choix schémas d'organisation de la fourniture de chaleur - gage 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 permettent d'accumuler l'énergie absorbée dans un conteneur spécial - une batterie.

A ce jour, les plus répandues sont circuits à double circuit chauffage de locaux d'habitation, dans lesquels un système de circulation forcée du liquide de refroidissement dans le collecteur est installé. Le principe de son fonctionnement est le suivant. L'eau chaude est fournie par le point haut 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 ménagers et ses besoins de chauffage.

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

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

• Directement par moi-même collecteur solaire;
• Système de fixation (supports, poutres, supports);
• Réservoir de stockage;
• Réservoir compensant la dilatation excessive du caloporteur ;
• Dispositif de contrôle de la pompe ;
• Pompe (jeu de vannes) ;
• Capteurs de température ;
• Dispositifs d'échange de chaleur (utilisés dans les schémas avec de grands volumes);
• Tuyaux calorifugés;
• Soupapes de sécurité et de contrôle ;
• Raccord.

Système basé sur des panneaux absorbant la chaleur. De tels panneaux sont généralement utilisés pendant la nouvelle phase de construction. Pour leur installation, 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, tout en utilisant les éléments de toiture comme éléments constitutifs du corps de l'équipement. Une telle installation réduira vos coûts de création d'un système de chauffage, cependant, elle nécessitera une étanchéité de haute qualité des joints des appareils et de la toiture. Cette méthode d'installation de l'équipement vous obligera à concevoir et à planifier soigneusement toutes les étapes du travail. Il est nécessaire de résoudre de nombreux problèmes sur la tuyauterie, la mise en place du réservoir de stockage, l'installation de la pompe, le réglage des pentes. De nombreux problèmes d'installation devront être résolus si le bâtiment n'est pas orienté vers le sud de la manière la plus réussie.

L'ensemble du projet systèmes solaires le chauffage sera différent des autres à des degrés divers. Seuls les principes de base du système resteront inchangés. Par conséquent, fournissez une liste précise pièces nécessaires pour installation complète l'ensemble du système est impossible, car lors du processus d'installation, il peut être nécessaire d'utiliser des éléments et des matériaux supplémentaires.

Systèmes de chauffage liquide

Dans les systèmes fonctionnant sur la base d'un caloporteur liquide, l'eau ordinaire est utilisée comme substance d'accumulation. L'absorption d'énergie a lieu dans les capteurs solaires conception plate... L'énergie est accumulée dans le réservoir de stockage et consommée au fur et à mesure des 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'eau chaude est équipé d'un ballon supplémentaire appelé ballon de préchauffage. L'eau y est chauffée par le rayonnement solaire puis pénètre dans un chauffe-eau conventionnel.

Système de chauffage à air

Un tel système utilise l'air comme caloporteur. Le chauffage du liquide de refroidissement est effectué 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 caractéristique, le système continue d'alimenter la maison en chaleur même la nuit lorsque le rayonnement solaire n'est pas disponible.

Systèmes de circulation forcée et naturelle

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

Sur la base de l'utilisation de centrales solaires, les tâches de chauffage, de refroidissement et d'approvisionnement en eau chaude des résidences, bâtiments administratifs, installations industrielles et agricoles. Les centrales solaires ont la classification suivante :

• par destination : systèmes d'alimentation en eau chaude ; systèmes de chauffage; installations combinées pour l'approvisionnement en chaleur et en froid;
• par le type de caloporteur utilisé : liquide ; air;
• par durée de travail : toute l'année ; saisonnier;
• au solution technique schémas : circuit simple ; double circuit ; multi-circuits.

Les caloporteurs les plus couramment utilisés dans les systèmes de chauffage solaire sont les liquides (eau, solution d'éthylène glycol, matière organique) et l'air. Chacun d'eux présente certains avantages et inconvénients. L'air ne gèle pas, ne pose pas de problèmes majeurs liés aux fuites et à la corrosion des équipements. Cependant, en raison de la faible densité et de la capacité calorifique de l'air, des dimensions des installations d'air, la consommation d'énergie pour pomper le liquide de refroidissement est supérieure à celle des systèmes liquides. Par conséquent, dans la plupart des systèmes de chauffage solaire exploités, la préférence est donnée aux liquides. Pour le logement et les besoins collectifs, le principal caloporteur est l'eau.

Lorsque les capteurs solaires fonctionnent pendant des périodes de températures extérieures négatives, il est nécessaire soit d'utiliser de l'antigel comme liquide de refroidissement, soit d'éviter le gel du liquide de refroidissement (par exemple, en évacuant l'eau à temps, en la chauffant, en isolant le collectionneur).

Des installations d'eau chaude solaires toute l'année avec une source de chaleur redondante peuvent être utilisées pour équiper des maisons rurales, des immeubles à plusieurs étages et des appartements, des sanatoriums, des hôpitaux et d'autres installations. Les installations saisonnières, telles que, par exemple, les installations de douche pour les camps de pionniers, les pensions, les installations mobiles pour les géologues, les constructeurs, les bergers fonctionnent généralement pendant l'été et les mois de transition de l'année, pendant les périodes de température extérieure positive. Ils peuvent disposer d'une source de chaleur redondante ou s'en passer, selon le type d'installation et les conditions d'exploitation.

Le coût des systèmes d'approvisionnement en eau chaude solaire peut être de 5 à 15% du coût de l'objet et dépend de conditions climatiques, le coût de l'équipement et son degré de développement.

Dans les installations solaires destinées aux systèmes de chauffage, les liquides et l'air sont utilisés comme caloporteurs. Dans les installations solaires à plusieurs circuits, différents caloporteurs peuvent être utilisés dans différents circuits (par exemple, dans le circuit solaire - eau, dans le circuit de distribution - air). Dans notre pays, les installations solaires à eau 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 pendant la saison estivale. Le coût d'installation d'un système de chauffage peut représenter 15 à 35 % du coût de l'objet.

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

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

La densité du flux de rayonnement solaire varie au cours de la journée et tout au long de l'année. C'est l'un des traits caractéristiques systèmes qui utilisent l'énergie solaire, et lors de la réalisation de calculs d'ingénierie spécifiques pour les installations solaires, le choix de la valeur calculée de E est décisif.

Comme schéma de conception systèmes d'alimentation en chaleur solaire, considérons le schéma présenté à la figure 3.3, qui permet de prendre en compte les particularités du 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. L'échangeur de chaleur peut être situé 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 manque ou d'absence de rayonnement solaire, une source de chaleur d'appoint pour l'alimentation en eau chaude ou le chauffage 5 est allumée.

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

Dans le système de chauffage solaire, des capteurs solaires d'une nouvelle génération "Raduga" par NPP "Concurrent" avec des caractéristiques thermiques améliorées sont utilisés en raison de l'utilisation d'un revêtement sélectif sur un panneau absorbant la chaleur en en acier inoxydable et un revêtement translucide en verre extra résistant avec des caractéristiques optiques élevées.

Le système utilise comme caloporteur : de l'eau à température positive ou antigel pendant la saison de chauffage (circuit solaire), de l'eau (deuxième circuit de plancher chauffant) et de l'air (troisième circuit de chauffage solaire de l'air).

Une chaudière électrique a été utilisée comme source de secours.

L'augmentation de l'efficacité des systèmes d'alimentation solaire peut être obtenue grâce à l'utilisation de différentes méthodes accumulation d'énergie thermique, combinaison rationnelle de systèmes solaires avec des installations de chaudières thermiques et de pompes à chaleur, combinaison de systèmes d'aménagement actifs et passifs des moyens efficaces et les 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 d'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 passif sont appelés systèmes passifs 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 à basse température « collecteur mural » : 1 - rayons solaires ; 2 - écran transparent au faisceau ; 3 - volet d'air; 4 - air chauffé; 5 - air refroidi de la pièce; 6 - propre rayonnement thermique à ondes longues du réseau mural; 7 - surface murale noire percevant les rayons ; 8 - stores.

actif

Les systèmes de chauffage solaire à basse température sont appelés systèmes actifs, dans lesquels le capteur solaire est un appareil séparé indépendant qui n'appartient pas au bâtiment. Les systèmes solaires actifs peuvent être subdivisés :

par destination (installations d'alimentation en eau chaude, installations de chauffage, installations combinées pour l'alimentation en chaleur et en froid);

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

par la durée du travail (à l'année, saisonnier) ;

selon la solution technique des schémas (un, deux, multi-circuit).

Classification des systèmes de chauffage solaire

peuvent être classés selon différents critères :

sur rendez-vous:

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

2. systèmes de chauffage;

3. systèmes combinés;

Par type de liquide de refroidissement utilisé :

1. liquide ;

2. aérien ;

Par la durée des travaux :

1. toute l'année;

2. saisonnier;

Selon la solution technique du schéma :

1. circuit simple ;

2. double circuit ;

3. multi-circuit.

L'air est un réfrigérant antigel répandu dans toute la gamme des paramètres de fonctionnement. En l'utilisant comme caloporteur, il est possible de combiner des systèmes de chauffage avec un système de ventilation. Cependant, l'air est un liquide de refroidissement à basse température, ce qui entraîne une augmentation de la consommation de métal pour le dispositif des systèmes chauffage à air par rapport aux systèmes d'eau.

L'eau est un caloporteur qui retient la chaleur et est largement disponible. Cependant, à des températures inférieures à 0°C, il est nécessaire d'y ajouter des liquides antigel. De plus, il faut garder à l'esprit que l'eau saturée en oxygène provoque la corrosion des canalisations et des appareils. Mais la consommation de métal dans les systèmes solaires à eau est beaucoup plus faible, ce qui contribue grandement à leur application plus large.

Les chauffe-eau solaires saisonniers sont généralement à circuit unique et fonctionnent pendant les mois d'été et de transition, pendant les périodes de température extérieure positive. Ils peuvent avoir source supplémentaire chauffer ou s'en passer, en fonction de la destination de l'objet réparé et des conditions de fonctionnement.

Les systèmes de chauffage solaire pour les bâtiments sont généralement à double circuit ou, le plus souvent, à plusieurs circuits, et différents caloporteurs 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 pour l'approvisionnement en chaleur et en froid des bâtiments sont à circuits multiples et comprennent une source de chaleur supplémentaire sous la forme d'un générateur de chaleur traditionnel à combustible fossile ou d'un transformateur de chaleur.

Un diagramme schématique d'un système d'approvisionnement en chaleur solaire est illustré à 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 ;

un deuxième circuit constitué d'un ballon de stockage 2, d'une pompe de circulation 8 et d'un échangeur de chaleur 3 ;

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

Schéma de principe du système d'alimentation en chaleur solaire : 1 - capteur solaire ; 2 - réservoir de stockage ; 3 - échangeur de chaleur; 4 - bâtiment; 5 - réchauffeur d'air; 6 - secours pour le système de chauffage ; 7 - doubleur du système d'alimentation en eau chaude; 8 - pompe de circulation; 9 - ventilateur.

Fonctionnement

Le système de chauffage solaire fonctionne comme suit. Le caloporteur (antigel) du circuit de réception de chaleur, étant chauffé 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 annulaire de l'échangeur de chaleur 3 sous le action de la pompe 8 du circuit secondaire. L'eau chauffée entre dans le ballon de stockage 2. A partir du ballon de stockage, l'eau est prélevée par la pompe à eau chaude 8, est amenée, si nécessaire, à la température requise dans l'appoint 7 et entre dans le système d'alimentation en eau chaude du bâtiment. L'appoint du réservoir de stockage est effectué à partir du système d'alimentation en eau.

Pour le chauffage, l'eau du réservoir de stockage 2 est fournie par la pompe du troisième circuit 8 au réchauffeur 5, à travers lequel l'air est passé à l'aide du ventilateur 9 et, lorsqu'il est chauffé, pénètre dans le bâtiment 4. En l'absence de rayonnement solaire ou manque d'énergie calorifique générée par les capteurs solaires, en fonctionnement l'appoint est enclenché 6.

Le choix et la disposition des éléments du système d'alimentation en chaleur solaire dans chaque cas spécifique sont déterminés par des facteurs climatiques, le but de l'objet, le mode de consommation de chaleur et des indicateurs économiques.

Schéma de principe 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 supérieur du collecteur et pas plus de 3-4 m des collecteurs, et avec une circulation de pompe du liquide de refroidissement, l'emplacement du réservoir de stockage peut être arbitraire.

L'utilisation d'énergie « verte » fournie par les catastrophes naturelles peut réduire considérablement les coûts des services publics. Par exemple, en arrangeant chauffage solaire une maison privée, vous alimenterez des radiateurs basse température et des systèmes de chauffage par le sol avec un caloporteur pratiquement gratuit. D'accord, c'est déjà une économie.

Vous saurez tout sur les « technologies vertes » grâce à l'article que nous vous proposons. Avec notre aide, vous pouvez facilement comprendre les types d'installations solaires, les méthodes de leur construction et les spécificités de leur fonctionnement. Vous serez sûrement intéressé par l'une des options les plus populaires qui fonctionnent de manière intensive dans le monde, mais pas trop demandées dans notre pays.

L'avis présenté à votre attention est démonté caractéristiques de conception systèmes, les schémas de connexion sont décrits en détail. Un exemple de calcul d'un circuit de chauffage solaire pour évaluer les réalités de sa construction est donné. Aider artisans indépendants des ensembles de photos et des vidéos sont joints.

En moyenne, 1 m 2 de la surface terrestre reçoit 161 watts d'énergie solaire par heure. Bien sûr, à l'équateur, ce chiffre sera plusieurs fois plus élevé qu'en Arctique. De plus, la densité du rayonnement solaire dépend de la saison.

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

A quoi servent les capteurs solaires thermiques ? Où vous pouvez les utiliser - applications, applications, avantages et inconvénients des collectionneurs, Caractéristiques, Efficacité. Est-il possible de le faire soi-même et dans quelle mesure est-ce justifié. Schémas d'application et perspectives.

Rendez-vous

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

Dispositif

Les collectionneurs sont constitués de trois parties principales :

• panneaux;
• avancamera;
• 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 un endroit bien éclairé. Le liquide pénètre dans le radiateur à panneaux, qui se réchauffe ensuite et se déplace 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, le liquide froid pénètre dans le radiateur et le liquide chaud pénètre dans le réservoir de stockage.

Les panneaux standard 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 dans une rangée en nombre illimité. Des trous sont percés dans des profilés de montage en aluminium et fixés aux panneaux par le bas avec des boulons ou des rivets. Une fois les travaux terminés, les panneaux absorbeurs solaires et les profilés de montage forment une seule structure rigide.

Le système de chauffage solaire est divisé en deux groupes : à air et à caloporteur liquide. Les collecteurs captent et absorbent le rayonnement et, le convertissant en énergie thermique, le transfèrent à l'élément de stockage, à partir duquel la chaleur est distribuée dans toute la pièce. Tous les systèmes peuvent être complétés équipement auxiliaire(pompe de circulation, capteurs de pression, soupapes de sécurité).

Principe d'opération

Le jour, le rayonnement thermique est transféré au fluide caloporteur (eau ou antigel) circulant dans le collecteur. Le liquide de refroidissement chauffé transfère l'énergie au réservoir du chauffe-eau, situé au-dessus de celui-ci et récupère l'eau pour l'alimentation en eau chaude. Dans la version simple, l'eau circule naturellement grâce à la différence de densité entre le chaud et le eau froide dans le circuit, et afin que la circulation ne s'arrête pas, une pompe spéciale est utilisée. Pompe de circulation est destiné au pompage actif de liquide le long de la structure.


Dans une version sophistiquée, le collecteur est inclus dans un circuit séparé rempli d'eau ou d'antigel. La pompe les aide à commencer à circuler, tout en 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. Si l'énergie est insuffisante, l'électricité ou chauffage à gaz, s'allume automatiquement et maintient la température requise.

Vues

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

Collecteur plat

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

Collecteur de vide

C'est une batterie en verre (une rangée de tubes creux). La batterie externe a une surface transparente, tandis que la batterie interne est recouverte d'une couche spéciale qui piège le rayonnement. L'intercalaire sous vide entre les batteries interne et externe permet de conserver environ 90 % de l'énergie absorbée. Les conducteurs de chaleur sont des tubes spéciaux. Lorsque le panneau chauffe, le liquide au bas de la batterie est converti en vapeur, qui monte et transfère la chaleur au collecteur. Ce type de système est plus efficace que les capteurs plats car il peut être utilisé à basse température et dans des conditions de faible luminosité. Une batterie à vide solaire permet de chauffer la température du liquide de refroidissement jusqu'à 300°C, en utilisant un revêtement en 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. La pompe à chaleur ne peut fonctionner qu'avec des capteurs solaires si l'énergie solaire est suffisante. À l'aide de 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 à vide solaire.

Ce qui est mieux

Le système de chauffage solaire peut être installé sur tout type de toit. Les collecteurs plats sont considérés comme plus durables et fiables, contrairement aux collecteurs à vide, dont la conception est plus fragile. Cependant, si le collecteur plat est endommagé, tout le système absorbant devra être remplacé, alors que dans le cas d'un aspirateur 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 d'énergie 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 avec une longueur de 1,2 à 2,1 mètres. Il est assez difficile d'installer le collecteur de vos propres mains. Cependant, la possession de certaines connaissances, ainsi que le fait de suivre des instructions détaillées sur l'installation et le choix de l'emplacement du système spécifié lors de l'achat de l'équipement simplifiera grandement la tâche et contribuera à apporter de la chaleur solaire à la maison.