Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

Solarenergiequellen haben wenig Beachtung gefunden. Der Hauptvorteil solcher Anlagen ist natürlich ihre Autonomie, aber es gibt Ausnahmen. In diesem Artikel werden wir über Solarkollektoren als eine ziemlich effiziente und vor allem rationale Energiequelle für das Haus sprechen..

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

Welche Sammler zu verwenden

Mit Ausnahme spezieller Sorten gibt es zwei Arten von Sammlern: Flach- und Vakuumsammler. Das Funktionsprinzip von beiden wird auf die Erwärmung eines bestimmten Tanksystems durch Sonneneinstrahlung (bei dem 40-50% der Wellen thermisch sind) eines bestimmten Tanksystems reduziert, dessen Außenseite eine Beschichtung mit einem hohen Infrarotabsorptionskoeffizienten aufweist und in dem ein Kühlmittel zirkuliert. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei Vakuumkollektoren die Röhren direkt im Fokus des Sonnenlichts erwärmt werden und aufgrund der luftlosen Umgebung praktisch keine Wärme abgeben. Gleichzeitig wird bei Flachkollektoren die Wärme durch die Absorberplatte übertragen, auf deren Rückseite Kanäle verlötet werden (kann in die Absorberplatte eingelegt werden)..

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

Eigentlich geht es um Vakuumsammler, über die wir in der Realität der russischen Natur sprechen sollten. Sie sind viel teurer als Flachkollektoren, aber auch effizienter. Außerdem sind Flachkollektoren im Winter praktisch unwirksam: Der kalte Wind kühlt sie schneller ab, als sich die Sonne erwärmt. Das Anwendungsgebiet solcher Geräte sind südliche Breiten mit warmem Klima, Land- und Sommerhäuser sowie alle Arten von touristischen Einrichtungen.

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

Unabhängig von der Art der Heizung bleibt das Prinzip des Kollektors selbst unverändert. Oft verbindet es Wärmerohre mit einem gemeinsamen Tank, in dem Kondensation der während des Heizprozesses verdampften Flüssigkeit auftritt. Die Wärmeübertragung auf diese Weise ist viel schneller, aber es gibt auch effizientere Lösungen..

Amortisationszeit

Die Kosten für einen durchschnittlichen Vakuumverteiler liegen zwischen 600 und 1500 USD. Diese Kosten umfassen nicht nur den Kollektor, sondern auch den Speichertank mit dem empfohlenen Volumen und den Materialien für den Anschluss an das Warmwassersystem. Die Kosten für Installationsleistungen in der Gesamtmenge werden jedoch nicht berücksichtigt: Ein zu hoher Preisanstieg nach Region und Bedingungen in der Anlage.

Trotzdem ist es einfach, die Amortisation einer bestimmten Instanz zu überprüfen. Nehmen Sie zum Beispiel den Sammler SVK-A-30 der Marke ATMOSFERA, der zwischen 1100 und 1200 USD kostet. Es sind 30 Vakuumröhren darin, ihre maximale Gesamtleistung beträgt 2,5 kW / h, der Kollektor erhält bis zu 7,6 kW Wärmeenergie pro Tageslicht. Es gibt keinen Lagertank im Kollektor, aber wir haben das Recht, herkömmlicherweise davon auszugehen, dass die Kosten dafür und die Installation dem Preis eines Elektrokessels mit vergleichbarer Leistung entsprechen.

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

Die durchschnittliche Tagesleistung des Kollektors beträgt 5,5 kW, was ausreicht, um 120-140 Liter Wasser von 10 auf 50 ° C zu erwärmen. Wenn wir die gleiche Menge Strom mit einer Rate von 4,68 Rubel / kWh verbraucht haben, erhalten wir durchschnittlich 25 Rubel pro Tag oder ungefähr 10 Tausend Rubel pro Jahr. Dementsprechend beträgt die Amortisationszeit des Sammlers etwa acht Jahre, was bei einer garantierten Lebensdauer von 25 Jahren überhaupt nicht schlecht ist. Außerdem gibt es einige Möglichkeiten, Ihren ROI zu steigern. Je leistungsfähiger die Installation ist, desto eher wird sie sich im Allgemeinen vollständig rechtfertigen..

Beispiele für typische Baugruppen

Es gibt nicht sehr viele Möglichkeiten, den Kollektor in die Hausinstallation zu integrieren. Hier sind einige typische Lösungen, deren Komplexität zunimmt:

1. Nur ein Sammler. Es wird wie ein herkömmlicher Warmwasserbereiter an das Warmwassersystem angeschlossen. Funktioniert nur tagsüber mit natürlichem Fluss. Durch Einstellen des Drucks können Sie die Auslasswassertemperatur ändern.

2. Sammler + Lagertank. Es gibt viele solcher Lösungen und sie sind beliebt, aber eine zusätzliche Last von 100-200 kg pro Punkt des Daches setzt einige Einschränkungen. Der Tank ist gut wärmeisoliert und kühlt in der Regel nicht über Nacht ab.

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

3. Kollektor + indirekter Heizkessel (BKN). Es wird verwendet, wenn es nicht möglich ist, einen schweren Tank auf dem Dach zu installieren, hat aber andere Vorteile. Zunächst die Verwendung von nicht Wasser im ersten Wärmeaustauschkreislauf, sondern einer energieintensiveren Emulsion.

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

4. Kollektor + Zirkulationssystem. Ermöglicht es Ihnen, heißes Wasser zu erhalten, sobald der Wasserhahn geöffnet ist. Wasser zirkuliert im System unter Druck und hat an jedem Punkt des Kreislaufs ungefähr die gleiche Temperatur. Manchmal ist die Kapazität des Wasserversorgungssystems groß genug und die gesamte Füllung des Systems besteht aus Absperrventilen, einer Umwälzpumpe und einem Druckregler. In einigen Fällen kann empfohlen (oder erforderlich) werden, einen Ausgleichsbehälter oder einen internen Speicher zu installieren. Typischerweise werden Kollektoren ohne Wärmetauscher verwendet.

5. Kollektor + Wärmepumpe. Eine sehr seriöse und technologische Lösung, um das ganze Haus mit Wärme und heißem Wasser zu versorgen. Aufgrund des erhöhten Wärmeaustauschs bei niedrigen Temperaturen drückt das System das Maximum aus der empfangenen Energie heraus und erwärmt das Auslasswasser auf 80–95 ° C in einem Volumen, das groß genug ist, um das gesamte Gebäude zu heizen. Es ist klar, dass für ein solches System mehrere Kollektoren erforderlich sein werden, aber das Ergebnis wird eine kostengünstige Beheizung des Gehäuses in den nächsten 40-50 Jahren plus Warmwasserversorgung sein.

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause

Wie Sie sehen können, besteht der Unterschied zwischen Kollektoren in einem dieser Systeme in der Anwesenheit / Abwesenheit eines eingebauten Tanks. Ansonsten sind sie alle gleich: Wasserversorgungs- und Abflussrohre, typische Verbindungen von Wärmerohren mit einem Kollektor, eines der speziellen Befestigungssysteme. Dank dieser Funktion passen die Kollektoren einfach und harmonisch in bereits funktionierende Heizsysteme und erhöhen die Einsparungen auch ohne vollständigen Übergang zu grüner Energie..

Anschluss an Warmwasser und Heizung

Der Anschluss an den Heizkreis erfolgt parallel: Wasser aus dem Kollektor gelangt in die Zuleitung, der Einlass erfolgt aus dem Rücklauf, ggf. wird der Kollektorkreislauf mit einer eigenen Umwälzpumpe versorgt. Es ist sehr wichtig, Ventile an den Zapfstellen zu installieren, um den Durchfluss zu regulieren und die gewünschte Temperatur zu erreichen..

Sie schneiden auf zwei Arten in das Warmwasserversorgungssystem ein. Der erste verwendet einen BKN oder einen anderen Zwischenwärmetauscher. In diesem Fall ist es nicht schwierig, zwei Konturen zu verbinden. Wenn der Kollektor jedoch parallel zu anderen Warmwasserbereitern verwendet wird, wird er in einem Reihenkreislauf so nahe wie möglich am Kaltwassereinlasspunkt angeordnet und als Vorheizkreislauf verwendet.

Vakuumsolarkollektor für die Heizung zu Hause Anschluss des Solarkollektors an das Heizungs- und Warmwassersystem: 1 – Solarkollektor; 2 – Pumpstation; 3 – Ausgleichsbehälter; 4 – Wärmespeicher; 5 – Heizsystem; 6 – Kaltwasserversorgung; 7 – Warmwasseraufnahme; 8 – Kessel (falls erforderlich verwendet)

Erhöhung der Betriebstemperatur

Der offensichtliche Weg, um die Austrittswassertemperatur zu erhöhen, besteht darin, den Wärmeverlust während der Übertragung vom Kollektor zu verringern. Dazu werden die Rohre in Schutzhüllen aus Schaumgummi oder Polypropylen eingewickelt, sie schützen die Fugen, die Verlegung erfolgt nur innerhalb des Gebäudes.

Da das Kollektorrohr in einem konzentrierten Lichtstrahl erwärmt wird, kann die Temperatur der Flüssigkeit im Inneren sehr hoch sein (über 200 ° C). Wenn Sie den Fluss des erwärmten Wassers verringern, steigt die Temperatur dementsprechend mit der Zeit an. Leider gibt es heute nur sehr wenige automatisierte Systeme, die die Temperatur auf dem gewünschten Niveau halten. Alternativ werden Geräte mit Kompressor und Verdampfer eingesetzt – kleine Wärmepumpen. In diesem Fall wird die Wassertemperatur am Ausgang zu heißem Wasser oder zum Heizen durch Ändern der Leistung des Geräts an den eingestellten Werten gehalten.

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