Colector solar de vacío para calefacción doméstica

El contenido del artículo

• Que coleccionistas usar
• Periodo de recuperación
• Ejemplos de ensamblajes típicos
• Conexión al sistema de calefacción y agua caliente sanitaria
• Aumento de la temperatura de funcionamiento

Se presta poca atención a las fuentes de energía solar. Evidentemente, el principal beneficio de este tipo de instalaciones es su autonomía, pero existen excepciones. En este artículo, hablaremos de los colectores solares como una fuente de energía bastante eficaz y, lo más importante, racional para el hogar..

Que coleccionistas usar

A excepción de las variedades especiales, los colectores son de dos tipos: planos y al vacío. El principio de funcionamiento de ambos se reduce al calentamiento por radiación solar (en el que el 40-50% de las ondas son térmicas) de un determinado sistema de tanques, cuyo lado exterior tiene un revestimiento con un alto coeficiente de absorción de infrarrojos, y en el interior circula un refrigerante. La única diferencia es que en los colectores de vacío, los tubos se calientan directamente en el foco de la luz solar y prácticamente no emiten calor debido al ambiente sin aire. Al mismo tiempo, en los colectores planos, el calentamiento se transmite a través de la placa absorbente, a la parte posterior de la cual se sueldan los canales (se puede colocar dentro de la placa absorbente).

En realidad, se trata de colectores de vacío que deben discutirse en la realidad de la naturaleza rusa. Son mucho más costosos que los colectores planos, pero su eficiencia también es mayor. Además, en invierno, los colectores planos son prácticamente ineficaces: el viento frío los enfría más rápido de lo que calienta el sol. El campo de aplicación de tales dispositivos son las latitudes del sur con un clima cálido, casas de campo y de verano, así como todo tipo de instalaciones turísticas..

Independientemente del tipo de calentamiento, el principio del colector en sí no se modifica. A menudo conecta los tubos de calor a un tanque común, donde se produce la condensación del líquido evaporado durante el proceso de calentamiento. La transferencia de calor de esta manera es mucho más rápida, pero también existen soluciones más eficientes..

Periodo de recuperación

El costo de un colector de vacío promedio varía de 600 a 1500 USD. Este costo incluye no solo el colector, sino también el tanque de almacenamiento del volumen recomendado y los materiales para la conexión al sistema de agua caliente sanitaria. Pero el costo de los servicios de instalación en el monto total no se tiene en cuenta: una racha demasiado grande de precios por región y condiciones en la instalación.

Sin embargo, es fácil comprobar la recuperación de la inversión de una instancia en particular. Tomemos, por ejemplo, el colector SVK-A-30 de la marca comercial ATMOSFERA, que cuesta entre 1100 y 1200 USD. Hay 30 tubos de vacío en él, su potencia máxima total es de 2,5 kW / h, el colector recibe hasta 7,6 kW de energía térmica por luz del día. No hay tanque de almacenamiento en el colector, pero tenemos derecho a asumir convencionalmente que el costo del mismo y la plomería es equivalente al precio de una caldera eléctrica de potencia comparable..

La capacidad media diaria del colector es de 5,5 kW, suficiente para calentar 120-140 litros de agua de 10 a 50 ° C. Habiendo gastado la misma cantidad de electricidad a una tasa de 4.68 rublos / kWh, recibiremos un promedio de 25 rublos por día, o alrededor de 10 mil rublos por año. En consecuencia, el período de recuperación del cobrador será de unos ocho años, lo que no está nada mal con una vida útil garantizada de 25 años. Además, hay algunas formas de aumentar su ROI. En general, cuanto más poderosa sea la instalación, antes se justificará completamente..

Ejemplos de ensamblajes típicos

No hay muchas opciones para integrar el colector en la plomería del hogar. Aquí hay algunas soluciones típicas a medida que aumenta su complejidad:

1. Solo un coleccionista. Está conectado al sistema de agua caliente sanitaria como un calentador de agua convencional. Funciona solo durante el día con flujo natural. Al ajustar la presión, puede cambiar la temperatura del agua de salida.

2. Colector + tanque de almacenamiento. Existen muchas de estas soluciones y son populares, pero una carga adicional de 100-200 kg por un punto del techo establece algunas restricciones. El tanque tiene un buen aislamiento térmico y, por regla general, no se enfría durante la noche..

3. Colector + caldera de calentamiento indirecto (BKN). Se utiliza cuando es imposible instalar un tanque pesado en el techo, pero tiene otras ventajas. En primer lugar, el uso no de agua en el primer circuito de intercambio de calor, sino de una emulsión más intensiva en energía..

4. Colector + sistema de circulación. Le permite recibir agua caliente tan pronto como se abre el grifo. El agua circula en el sistema a presión y tiene aproximadamente la misma temperatura en cualquier punto del circuito. A veces, la capacidad del sistema de suministro de agua es lo suficientemente grande y todo el llenado del sistema consta de válvulas de cierre, una bomba de circulación y un regulador de presión. En algunos casos, se puede recomendar (o requerir) instalar un tanque de expansión o un acumulador interno. Normalmente, se utilizan colectores sin intercambiador de calor..

5. Colector + bomba de calor. Una solución muy seria y tecnológica para el abastecimiento de calefacción y agua caliente de toda la casa. Debido al aumento del intercambio de calor a bajas temperaturas, el sistema exprime al máximo la energía recibida, calentando el agua de salida a 80–95 ° C en un volumen lo suficientemente grande como para calentar todo el edificio. Está claro que se requerirán varios colectores para dicho sistema, pero el resultado será un calentamiento económico de la vivienda en los próximos 40-50 años, más suministro de agua caliente..

Como puede ver, la diferencia entre colectores en cualquiera de estos sistemas es la presencia / ausencia de un tanque incorporado. De lo contrario, son todos iguales: tuberías de suministro de agua y drenaje, conexiones típicas de tuberías de calor con un colector, uno de los sistemas de fijación especiales. Gracias a esto, los colectores encajan fácil y armoniosamente en los sistemas de calefacción que ya funcionan, aumentando los ahorros incluso sin una transición completa a la energía verde..

Conexión al sistema de calefacción y agua caliente sanitaria

Se realiza una inyección en el circuito de calefacción en paralelo: el agua del colector ingresa a la tubería de suministro, la toma se realiza desde el retorno, si es necesario, el circuito del colector se alimenta con su propia bomba de circulación. Es muy importante instalar válvulas en los puntos de toma para regular el flujo y obtener la temperatura deseada..

Cortan el sistema de suministro de agua caliente de dos maneras. El primero utiliza un BKN u otro intercambiador de calor intermedio. En este caso, no es difícil vincular dos contornos. Pero si el colector se usa en paralelo con otros calentadores de agua, se coloca en un circuito en serie lo más cerca posible del punto de toma de agua fría y se usa como circuito de precalentamiento..

Conexión del colector solar al sistema de calefacción y agua caliente: 1 – colector solar; 2 – estación de bombeo; 3 – tanque de expansión; 4 – acumulador de calor; 5 – sistema de calefacción; 6 – suministro de agua fría; 7 – ingesta de agua caliente; 8 – caldera (se usa si es necesario)

Aumento de la temperatura de funcionamiento

La forma obvia de aumentar la temperatura del agua de salida es reducir la pérdida de calor durante la transferencia desde el colector. Para hacer esto, las tuberías se envuelven en cubiertas protectoras hechas de goma espuma o polipropileno, protegen las juntas, la colocación se realiza solo dentro del edificio..

Dado que el tubo colector se calienta en un haz de luz concentrado, la temperatura del líquido en el interior puede ser muy alta (más de 200 ° C). En consecuencia, si reduce el flujo de agua caliente, la temperatura aumentará con el tiempo. Desafortunadamente, hoy en día existen muy pocos sistemas automatizados que mantienen la temperatura al nivel deseado. Como opción, se utilizan dispositivos con un compresor y un evaporador: pequeñas bombas de calor. En este caso, en la salida de agua caliente o calefacción, la temperatura del agua se adherirá a los valores establecidos cambiando la potencia de la unidad..