Проектиране на слънчеви отоплителни системи

Какво представлява алтернативното отопление?

Вероятно няма човек, който да не е чувал за съществуването на алтернативно отопление. Съществува обаче известно объркване при класифицирането на този или онзи вид производство на енергия по неконвенционален начин. Погрешно се смята, че използването на инфрачервено лъчение, биогорива, геотермална енергия и редица други са алтернативни източници на енергия. Следователно, когато се определят алтернативни методи за производство на енергия, би било правилно да се разглеждат като такива, за които потребителят не плаща на доставчика на енергия и разходите за получаване на енергия са на приемливо ниво.

Защо електричество

Електрическото отопление се различава от класическите системи, работещи с вода или газ, от гледна точка на икономичност и практичност. Първият аспект ще оставим за обсъждане по-долу, но оперативните предимства ще бъдат описани тук:

Електрическото отопление е не само безшумно, но и екологично. Транспортирането му е по-безопасно от това на газ и не отделя никакви замърсители нито в атмосферата, нито в помещенията. Тъй като няма отпадъци, не са необходими и комини и смукателни конструкции. За разлика от електрическите системи, отоплението с въглища или дърва не дава никакво предимство.
Електрически отопляваните помещения не изискват висока еднократна инвестиция. Сравнението може да се направи с примера на газта: за да свържете къщата, трябва да закупите оборудването за всяка стая, да направите инсталацията на комуналните услуги, котела, да се свържете към общата мрежа. Всичко трябва да се направи заедно, защото не е възможно да се отложи свързването на част от къщата към системата. Електрическият метод, от друга страна, ви позволява да инсталирате системата последователно: първо свързвате най-важните части на къщата, а след това свързвате периферните части, когато се натрупат средства.
Благодарение на възможността за използване на многотарифен електромер в частна къща или апартамент и на постоянното развитие на технологиите в тази област, отоплението с електроенергия вече е най-икономичното сред еквивалентите.

Не се фокусирайте върху високата цена на оборудването - то бързо се изплаща чрез ниското потребление на енергия.
Почти всеки метод за организиране на електрическо отопление позволява монтаж със собствените си ръце, без много допълнителни инструменти.

Разбира се, използването на електрически системи за отопление не е идеално. Работата по качественото отопление на всяка къща изисква да се вземат предвид много особености. В някои региони цената на електроенергията може да бъде толкова висока, че да не се налага използването на газ. В по-старите жилищни блокове е трудно да се премине към електрическо отопление по две причини: много е трудно да се изключи от електрическата мрежа и електрическата мрежа трябва да се пренастрои, като се има предвид оборудването с голям капацитет.

Въпреки това общата картина накланя везните в полза на електроенергията. За имоти, които не са снабдени с природен газ или където няма възможност за газова връзка, тя е всъщност спасителна.

Връщане назад във времето

Първият слънчев колектор е изобретен преди повече от два века: той се основава на факта, че по-тъмна повърхност се нагрява по-интензивно от по-светла.

Швейцарският плосък колектор веднага се превръща в неизменна част от ежедневието. Именно това устройство помага на Д. Хершел да приготви храна през XIX в., когато отива на известната си африканска експедиция.

През 1908 г. У. Бейли разработва изолиран колектор с медни тръби. Така принципът на слънчевото отопление е достигнал съвременно ниво на разбиране, но осезаем напредък е постигнат едва през 70-те години на миналия век.
Причината за фокусирането върху алтернативните енергийни източници беше кризата на петролния пазар. Учените в много страни възобновиха активната си работа в областта на използването на природната топлина, което позволи значително да се повиши ефективността на слънчевите отоплителни системи. Подобни развития придобиха стратегическо значение в националните политики.

Съвременни технически иновации в отоплителните системи

Напоследък последните иновации в отоплителните системи за дома или апартамента стават все по-популярни. Някои от техническите нововъведения включват:

• Инфрачервена подова настилка;
• Специални термопомпи;
• Слънчеви панели.

Ето по-подробно описание на иновативните системи.

Инфрачервени подови настилки

Една нова отоплителна система на пазара бързо набра популярност сред собствениците на къщи в провинцията. Той е по-икономичен, но и доста ефективен, особено в сравнение с други варианти на електрическо отопление.

Работата на подовото отопление, което се монтира в замазка или лепило за плочки, зависи от електричеството. Нагревателните елементи произвеждат инфрачервени лъчи, които изпращат топлина към предметите и обитателите, а от тях - към цялото помещение.

Предимствата на инфрачервените подови настилки включват:

• Модерната версия на подово отопление с карбонови рогозки и фолио не може да се повреди от мебели;
• Автоматизираната система може да регулира температурата в помещението самостоятелно, в зависимост от топлината в помещението;
• Температурни контролери, които могат да се използват за настройка на времето и температурата;
• Ниски разходи за енергия.

Отопление с термопомпи

Какво е термопомпа и как работи? Това е устройство, което пренася топлина от източника до носителя. Основата на работата му е да извлича топлина от външната среда и да я предава на отоплителната система. По този начин е възможно не само да се отопляват, но и да се охлаждат помещения.

Помпите се разделят на следните варианти:

• С отворен цикъл. Принципът им на работа е да вземат вода от земята, да я прехвърлят към нагревателните елементи и да се върнат в началната точка;
• Със затворен цикъл. През специализирана тръба, монтирана в езерото, преминава охлаждащата течност, която има свойството да предава или приема топлинна енергия от водата.

Предимството на отоплението с помощта на термопомпи е възможността да се използва енергия от вода, въздух или земя. Не е необходимо къщата да се свързва към газопреносната мрежа. Недостатъкът е само високата цена на това оборудване, но разходите за него бързо се изплащат при експлоатация, тъй като спестява разходи за енергия.

Слънчеви панели

Този тип колектор представлява специална инсталация, която събира топлинната енергия от слънцето и я пренася към топлоносителя (вода, масло или антифриз) в къщата.

Слънчевите панели са проектирани с допълнителни нагревателни елементи, които застраховат основната система и започват да работят, когато ефективността на слънчевите колектори намалее.

Всички соларни инсталации се разделят на два варианта:

• Плоски колектори, оборудвани с абсорбер с прозрачна повърхност и топлоизолация. Те се нагряват до 200 градуса по Целзий;
• Вакуумни батерии от многослоен тип с херметично уплътнение, което образува вакуум. Температурата на загряване на такава инсталация е 250-300 градуса.

Основните предимства на слънчевите колектори са лесният монтаж, малкото тегло на оборудването и високото ниво на ефективност. Недостатък на системата може да се нарече само нейната значителна зависимост от температурната разлика. Днес изборът на отоплителна система все повече се отдалечава от традиционния воден тип. Иновациите в технологиите предлагат нови, по-икономични и по-безопасни варианти. Трудно е да се разбере коя е най-добрата, тъй като изборът на конкретна система и нейната ефективност зависи от подробен анализ и разбиране на всички предимства и недостатъци, както и от конкретните условия на монтаж и по-нататъшна експлоатация.

Как да изчислим необходимия капацитет на колектора

При изчисляване на необходимия капацитет на слънчевите колектори често се правят погрешни изчисления въз основа на постъпващата слънчева енергия през най-студените месеци на годината.

Това е така, защото през останалите месеци на годината цялата система постоянно прегрява. През лятото температурата на охлаждащата течност на изхода на слънчевия колектор може да достигне 200 °C, когато се нагрява пара или газ, 120 °C за антифриз и 150 °C за вода. Ако топлоносителят кипне, той ще се изпари частично. В резултат на това той ще трябва да бъде заменен.

Производителите препоръчват следните цифри:

• подаване на топла вода не повече от 70%;
• Осигуряване на отоплителна система с не повече от 30%.

Останалата част от необходимата топлина трябва да се генерира от стандартно отоплително оборудване. Въпреки това с тези данни се постига средна годишна икономия от около 40 % за отопление и снабдяване с гореща вода.

Енергията, генерирана от система с вакуумни тръби, зависи от географското положение. Стойността на слънчевата енергия, падаща годишно върху 1 m2 земя, се нарича слънчево греене. Като се знаят дължината и диаметърът на тръбата, може да се изчисли отворът - ефективната абсорбираща площ. Остава да се приложат коефициентите на поглъщане и емисии, за да се изчисли мощността на една тръба за година.

Пример за изчисление:

Стандартната дължина на тръбата е 1800 мм, а ефективната дължина е 1600 мм. Диаметърът е 58 мм. Апертурата е засенчената област, създадена от тръбата. Площта на правоъгълника на сянката следователно ще бъде

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

Ефективността на една средна тръба е 80%, а слънчевото греене в Москва е около 1170 kWh/m2 годишно. Така една тръба ще се генерира годишно:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86 kWh

Трябва да се отбележи, че това е много грубо изчисление. Количеството произведена енергия зависи от ориентацията на инсталацията, ъгъла, средната годишна температура и др.

Избор на слънчев колектор и монтаж

Собственикът на жилище, който е решил да създаде слънчево отопление в частен дом със собствените си ръце, се сблъсква със задачата да избере най-подходящия тип колектор. Този въпрос е доста сложен, но е необходимо да го разберем.

Отворените колектори не са подходящи поради ниския си капацитет, така че няма смисъл да говорим за тях. Обикновено изборът е между тръбни и плоски типове. Първият и най-важен критерий за избор обикновено е съотношението цена/качество на продуктите.

Такъв подход е оправдан, но не може да се пренебрегне и възможността за поддръжка. Например вакуумните тръби не могат да се заменят във всички видове колектори, което ги прави рискован избор. При повреда на един от тях в някои типове колектори ще се наложи да се смени целият панел, което ще доведе до разходи. Като цяло всички вакуумни устройства са доста рискована покупка, тъй като всяко механично въздействие заплашва да доведе до загуба на източника на топлина.

След като сте избрали най-добрата опция, преминете към инсталиране. За целта трябва да изберете подходящ терен, който се намира в близост до къщата.

Това е важно, тъй като транспортирането на топлоносителя на дълги разстояния изисква добра изолация и инсталиране на циркулационна помпа. Обикновено колекторите се монтират на покрива, за да се осигури гравитационна циркулация. Единственият проблем е позиционирането на склоновете спрямо положението на слънцето на небето - понякога се налага да се инсталира система за следене, която да върти панелите.

Това е скъпо и изисква използването на гъвкави тръби, но резултатът е много по-висок.

Сравнителни характеристики на някои видове слънчеви колектори

Основната характеристика на всеки слънчев колектор е неговата производителност. В зависимост от конструкцията и температурния диференциал се определя ефективността на системата. струва си да се има предвид, че цената на плоските колектори е значително по-ниска от тази на тръбните колектори.

При избора на слънчев колектор трябва внимателно да се проучат параметрите, от които зависи ефективността на слънчевото загряване на вода и капацитетът на конструкцията.

Слънчевите колектори имат няколко доста важни характеристики:

• Коефициентът на адсорбция може да се използва за определяне на съотношението между общата и абсорбираната енергия на слънчевата радиация.
• Коефициентът на излъчване се използва за определяне на съотношението между количеството пренесена топлина и погълнатата енергия.
• Съотношение между общата площ и площта на апертурата.
• Коефициент на ефективност.

Изчисляване на отоплителна система за къща

Изчисляване на системата - онлайн калкулатор

Защо е необходимо да се изчисли отоплителната мощност на частна къща? Целта е да се избере правилната отоплителна мощност за необходимото отоплително оборудване, за да може отоплителната система да осигури балансирано подаване на топлина към съответните помещения в частната къща. Правилният избор на оборудване и правилното изчисляване на отоплителната мощност в частна къща дава възможност за рационално компенсиране на топлинните загуби от сградната обвивка и на въздушния поток за вентилация. Формулите за такова изчисление са твърде сложни - затова ви предлагаме да използвате онлайн изчисление (по-горе) или чрез попълване на формуляр за кандидатстване (по-долу) - в този случай нашият главен инженер ще направи изчислението и тази услуга е напълно безплатна.

Как да изчисля отоплението на собствения си дом?

Как започва? На първо място, необходимо е да се определят максималните топлинни загуби на обекта (в нашия случай - частна селска къща) при най-лошите метеорологични условия (това изчисление се прави, като се вземе предвид най-студеният петдневен период за този регион). За да се изчисли отоплителната система на частна къща на колене няма да работи - за тази цел се използват специализирани формули за изчисляване и програми, които ви позволяват да изградите изчисление въз основа на първоначалните данни за дизайна на къщата (стени, прозорци, покрив и др.). В резултат на получените данни се избира оборудването, чиято полезна мощност трябва да е по-голяма или равна на изчислената стойност. По време на изчисляването на отоплителната система се избира необходимият модел канален нагревател (обикновено газов нагревател, въпреки че можем да използваме и други видове нагреватели - водни нагреватели, електрически нагреватели). След това се изчислява максималната въздушна производителност на отоплителя - с други думи, колко въздух издухва вентилаторът на отоплителя за единица време. Имайте предвид, че капацитетът на оборудването се различава в зависимост от предназначението му: например капацитетът на климатизацията е по-голям от капацитета на отоплението. Ето защо, ако в бъдеще ще се използва климатик, дебитът в този режим трябва да се приеме като референтна стойност за необходимия капацитет - в противен случай ще е достатъчна само стойността в режим на отопление.

Следващата стъпка при изчисляването на системите за въздушно отопление в еднофамилна къща е да се определи правилната конфигурация на системата за разпределение на въздуха и да се изчислят сеченията на въздуховодите. За нашите системи използваме безфланцеви правоъгълни въздуховоди с правоъгълно сечение - те са лесни за сглобяване, надеждни и удобно разположени в пространството между конструктивните елементи на къщата. Тъй като въздушното отопление е система с ниско налягане, при проектирането на системата трябва да се вземат предвид определени изисквания, като например свеждане до минимум на броя на завоите в канала, както в главния канал, така и в крайните разклонения, водещи до решетките. Статичното съпротивление на въздуховодите не трябва да надвишава 100 Pa. Въз основа на капацитета на оборудването и конфигурацията на системата за разпределение на въздуха се изчислява необходимото сечение на главния въздуховод. Броят на крайните клонове се определя от броя на захранващите решетки, необходими за всяка стая в къщата. Обикновено в системата за въздушно отопление на къщата се използва стандартна приточна решетка с размери 250x100 mm с фиксиран капацитет - той се изчислява въз основа на минималната скорост на въздуха на изхода. Благодарение на тази скорост няма да усещате движение на въздуха в стаите на къщата и няма да има течение или чужд шум.

Онлайн калкулатор

Характеристики на генераторите

Генераторът е най-бързият и лесен начин да осигурите електричество за дома си. Агрегатът използва бензин или дизелово гориво и произвежда необходимото количество енергия чрез изгарянето му.

Основното предимство е пълната му независимост от сезонните промени и колебанията на времето. Недостатъците включват необходимостта от специално оборудвано съоръжение за съхранение на гориво на място, предназначено за обем от 200 литра или повече.

Дизеловият генератор е удобен и лесен за експлоатация, но за да работи пълноценно, се нуждае от поне 250 литра гориво на час. Мощните станции, които могат да снабдяват с енергия малка частна къща с реално потребление от няколко киловата на ден, ще "изядат" около литър дизелово гориво за 60 минути.

Най-често бензиновите и дизеловите генератори се използват като резервни или временни източници за производство на електроенергия. Това се дължи на факта, че за да работят правилно, уредите се нуждаят от значително количество гориво, което постоянно поскъпва.

Мощен бензинов или дизелов генератор може да осигури непрекъсната доставка на електроенергия, ако е налично необходимото количество гориво. Той обаче е много шумен. За да не страдате от нежелани шумове, е добре да поставите устройството в някоя от съседните постройки, на известно разстояние от собствения си дом и домовете на съседите си.

Самото оборудване също е с висока цена и изисква превантивна поддръжка. По-благоприятните варианти на генераторни агрегати са тези, които се захранват с газ. Те не се нуждаят от непрекъснати доставки на гориво и от съоръжение за съхранение на гориво.

Въпреки това задължителното свързване към централната газова мрежа, което не винаги е възможно или достъпно, гарантира пълноценното функциониране на тези уреди.

Инсталирането на газов генератор в къща трябва да се извършва само въз основа на пакет от разрешителни и трябва да бъде монтирано от екип от техници на местното газоразпределително дружество. Не е препоръчително сами да свързвате уреда към газовата мрежа, за да избегнете възможността за бъдещи течове и неизправности.

Поради тези усложнения генераторите рядко се избират като основен източник за снабдяване с електроенергия на частен дом.

Те са идеални за временна употреба, например при строеж на къща и уреждане на документи за свързване:

Галерия с изображения

Снимка от

Генератор за строителни работи

Четири батерии и инвертор

Осветление през нощта и вечерта

Осветление за окабеляване и декорация

Генераторът ще служи като основен източник на енергия през началните етапи на строителството, а след като бъдат изготвени документите и разрешенията за свързване към обществената електрическа мрежа, той ще стане излишен и ще бъде многократно полезен.

Допълнителни разходи, свързани с експлоатацията

Използването му не предполага никакви грижи или поддръжка, освен периодично почистване на мръсотията и снега през зимата (ако не се размрази сам). Въпреки това ще има някои свързани разходи:

Ремонти, всичко, което може да бъде заменено в рамките на гаранцията, производителят няма проблем да замени, важно е да купувате от официален търговец и да имате гаранционни документи.
Електричество, то се използва много малко за помпата и контролера. В първия случай можете да поставите само 1 соларен панел с мощност 300 W и това ще бъде напълно достатъчно (дори система без батерии).
Промиване на бобината - това трябва да се прави веднъж на всеки 5-7 години.

Всичко зависи от качеството на водата (ако тя се използва като отоплителна среда).

Мерки за отопление на печка в частна къща: дизайн на съвременни печки

Основните конструктивни елементи на отоплителната пещ в частен дом са: фундамент, олтар, пепелник, огнище, димни канали (циркулация на дима), комини.

Фундаментът е основата на печката за сауна, която е проектирана да понесе натоварването на печката за сауна и димните тръби. Този структурен елемент трябва да бъде здрав, тъй като от неговата издръжливост зависи безопасността на работната конструкция. Правилното позициониране на основата на нагревателя изисква тя да бъде отделена от основите на къщата. Между тях трябва да има разстояние от поне 3 см, което да е запълнено с пясък.

Най-напред се изкопава дупка, която се запълва с малки парчета камък или изгорели тухли, след което всичко се уплътнява добре. По този начин се подготвя леглото за основата. След това в ямата за основи се излива течен циментов разтвор. Зидарията или зиданият фундамент се полага с фуги. Последният слой фугираща смес трябва да се изравни добре.

След като основата е изградена, конструктивният елемент на печката за сауна са маркучите. Това е серия от тухлени зидове, които повдигат печката на сауната над основата. За фугите се използват два или три пласта тухли. Това означава, че дъното на нагревателя също участва в разсейването на топлината.

Пепелник или пепелник, служещ за вкарване на въздух в огнището и за събиране на пепелта от огнището. Между горивната камера и камерата за пепел се поставя специална решетка, изработена от чугунени или стоманени пръти. Когато отоплителният уред работи, вратата трябва да бъде отворена и затворена след приключване на отоплението, за да се предотврати бързото охлаждане на въздуха в отоплителния уред.

Огнището на отоплителния уред представлява пещна камера, в която се изгаря гориво - дърва и въглища. В горната част на горивната камера има специален отвор за отвеждане на димните газове. Размерите на камерата трябва да бъдат избрани така, че в нея да може да се зареди необходимото количество гориво за загряване.

Наклоните към решетката в долната част на горивната камера осигуряват свободно преминаване на пепелта към пепелника. За да се предотврати изпадането на въглените и пепелта от камерата на горивната камера, вратата на горивната камера се поставя един ред по-високо от решетката. Експлоатационният живот на горивната камера може да се удължи, като се облицова с огнеупорни тухли.

Принципът на отоплителната система с печка в еднофамилна къща се основава на извличането на топлина от димните канали или димоотводите. Те могат да се поставят вертикално или хоризонтално и да се повдигат или спускат. Ефективността на работата на печката зависи от размера на димоотводните тръби и тяхното разположение.

Димните газове, преминаващи през канала, отдават енергия под формата на топлина на стените, която загрява печката. За да се увеличи топлинната мощност, каналите за димните газове са направени така, че да са дълги и да променят често посоката си.

Комините за модерно пещно отопление в частни домове могат да бъдат със сечение 13 x 13, 13 x 26 или 26 x 26 cm, като стените им са гладки (не се измазват, тъй като при повреда на мазилката каналите могат да се запушат). Достъпът до коминните тръби се осъществява през специални вратички за почистване от сажди.

Коминът трябва да се монтира извън къщата, на покрива, за да се получи тяга, която да помогне за отвеждането на газовете от изгорялото гориво. Най-често се изработва с кръгло сечение, тъй като движението на газа е малко по-трудно в тръби с ъгли. Освен това кръглите тръби се почистват по-лесно. Като материал се използват керамични или азбестоциментови тръби.