私人住宅的太陽能供暖：選項和設備方案

主動加熱陽光收集真空收集器

空氣太陽能集熱器

與被動變體相比，配備強制傳輸和分配能量系統的空氣太陽能集熱器能夠提供更多的熱量。空氣循環率根據屋內溫度和集熱器的加熱程度自動調節。在集熱器中加熱的空氣可以直接進入通風系統或房屋。如果它的溫度足夠高，它也可以用來加熱傳熱流體。白天多餘的能量會在一夜之間儲存在蓄熱器中。

基於太陽能集熱器的太陽能空氣加熱。從空心面板 (1) 通過空氣通道 (6) 風扇將空氣驅動到技術室，在那裡，自動化根據情況將空氣分配到空氣處理單元 (3) 或大型蓄熱器 (2) ）。同時，熱水盤管（5）也可以加熱。白天，當房間需要供暖時，系統以模式 B 運行，來自集熱器的暖空氣被送到房間。當房屋內達到所需溫度時，氣流被重新引導至蓄熱器，模式 A。在夜間，當集熱器不提供熱量時，風門關閉通向它的通道，在熱量之間進行循環蓄能器和處所。

真空太陽能集熱器

當今最先進的太陽能加熱設備。

真空太陽能集熱器示意圖。通過 U 形管循環的液體吸收器在加熱時蒸發並上升到收集器中。後者連接到加熱系統的迴路，液體冷卻劑依次循環通過它。吸收器為冷卻劑提供能量，冷卻，冷凝，下降。循環重複

基於真空集熱器的鄉間別墅的太陽能采暖比其他太陽能係統效率更高，但是，除了太陽能係統傳統的熱量產生不均勻之外，它還有三個更顯著的缺點：在嚴重霜凍中，傳熱急劇下降，安裝易碎且昂貴。

真空太陽能集熱器的安裝方式應使其免受破壞。對於我們的國家來說尤其如此，將鵝卵石放入玻璃管中是一件很甜蜜的事情。

真空板不直接連接到加熱系統。至少需要緩衝罐來消除不均勻的熱量產生。

將真空太陽能集熱器連接到加熱系統的“正確”方案。熱量不直接傳遞，而是通過熱交換器，白天多餘的熱量儲存在蓄熱器（緩衝罐）中供夜間使用

請注意，該圖顯示的是“正常”加熱鍋爐，太陽能係統僅對其進行補充

太陽能電池板只能間接用於加熱。直接用電來取暖是不合理的，可以更合理的使用。例如，發送風扇和主動式太陽能係統的自動化工作。

電力是最有效的能源形式

這可能是當今加熱設備中增長最快的部分。通用，環保，能夠連接房屋中的任何地方，此外，通常使用安全且廉價的能源：

• 在標準電加熱鍋爐中
• 在對流中
• 在電加熱器中
• 在紅外線面板中
• 作為“地暖”系統的加熱元件
• 在傳統加熱器中

這種加熱方式的唯一顯著缺點是它完全依賴於電網。鑑於城鄉基礎設施電網的嚴重惡化，自然現象造成斷線的危險，如今大多數情況下，電加熱必然是通過安裝備用設備來複製的。

電力的另一個缺點是成本高，這需要額外的成本來為建築物配備控制溫度狀況和加熱設備操作的特殊系統。事實上，今天它是最容易接受的能源類型，能夠使自有住房更接近私人住宅的節能供暖標準。

但最主要的是，對於用自己的雙手建造私人住宅的節能供暖，這是最合適的能源。

經濟型燃氣鍋爐

如果您想獲得最高程度的節省，那麼了解現有燃氣鍋爐的品種很重要。它們可以是落地式、鉸接式和冷凝式。第一個安裝在地板上，其他安裝在牆上

雖然其他的可以壁掛式或落地式，但此類設備的一個顯著特點是效率高，可以達到100%或更高。最經濟的采暖鍋爐屬於這種類型

第一個安裝在地板上，其他安裝在牆上。雖然其他的可以壁掛式或落地式，但此類設備的一個顯著特點是效率高，可以達到100%或更高。最經濟的供暖鍋爐屬於這種類型。

如此高的效率是由於這種裝置使用兩種能源，第一種是氣體燃燒，第二種是蒸汽冷凝過程中釋放的能量。如果您選擇安裝式鍋爐，即使在購買時也可以省錢，因為與其他燃氣鍋爐相比，此類設備更便宜。

太陽能係統的優勢及其設計和安裝的特點

為了使可再生能源系統對您的私人住宅真正有效，必須進行仔細計算。首先，確定房屋所需的能耗水平，計算所有家用電器的總功率及其最大負載。然後計算預期使用的太陽能電池板的最大可能效率及其面積。所需數量的太陽能電池可能根本不適合您的屋頂，您將不得不尋找額外的能源或其他放置區域。

歧管圖

在任何情況下，太陽能係統都應該有一個備用電源，這將使您不必依賴多變的天氣。

必須在設計中應用類似的方法 太陽能供暖系統.製造商通常會指出太陽能集熱器在特定溫度條件下工作的可能性。不要忽視這些信息。再一次 - 在漫長的冬季和多雲天氣的情況下，您的房子應該配備替代熱源 - 它可以是您選擇的任何加熱鍋爐，從傳統的俄羅斯石頭燃木火爐到新奇的電爐鍋爐。

通過加熱創新和傳統的、歷史悠久的方法的正確結合，您可以享受太陽能的全部好處，這對我們來說是完全免費的。

1 使用方法

太陽光的能量已經被成功地利用了很長時間，所以這項技術並不是一項創新。但這項服務最常被炎熱國家和南緯地區的居民使用，因為在溫暖的氣候條件下，這種替代資源可以全年開採。但缺乏自然輻射的北部地區僅將太陽能加熱作為一種附加選擇。

太陽和產生能量的機制之間的一種中介是太陽能電池板和特殊的收集器。此外，這些元素的用途和設計都可能不同。但他們工作的本質是積累太陽能以備後用。

電池以面板的形式出現，在面板的一側有光電管，在另一側有鎖定機構。自己安裝這樣的設計是完全可能的，但您可以購買廣泛銷售的現成產品。

太陽能係統是一種設備，它是供暖系統的一部分。它是一個大型隔熱箱，裡面裝有冷卻劑。這種裝置與電池一起固定在面向發光體的凸起護罩上。也可以簡單地將加熱元件放置在屋頂斜坡上。

轉換本身是在位於盒子內部的管道中進行的。冬天用太陽能電池板給房子取暖是很現實的，但條件是一年至少有兩百個晴天。

太陽能集熱器特性比較

太陽能集熱器最重要的指標是效率。不同設計的太陽能集熱器的有用性能取決於溫差。同時，平板集熱器比管狀集熱器便宜得多。

效率值取決於太陽能集熱器的製造質量。圖表的目的是顯示根據溫差使用不同系統的效率。

在選擇太陽能集熱器時，您應該注意一些顯示設備效率和功率的參數。太陽能集熱器有幾個重要特性：

太陽能集熱器有幾個重要特性：

• 吸附係數——表示吸收能量與總能量的比值；
• 排放因子 - 顯示傳輸能量與吸收能量的比率；
• 總面積和孔徑面積；
• 效率。

孔徑區域是太陽能集熱器的工作區域。平面集熱器具有最大的孔徑面積。孔徑面積等於吸收體的面積。

太陽能發電廠是如何工作的

我們不會花時間告訴您半導體模塊是如何產生電流的。但是，如果您想組織私人住宅的太陽能供暖，您需要了解光伏電站的運行原理，並了解影響其功率的所有細微差別。

太陽能發電廠 (SPP) 由以下元素組成（如下圖所示）：

• 一個或多個能感知太陽輻射的面板；
• 儲存產生的電力的可充電電池（電池）；
• 控制器監控充電水平，將電流引導至所需電路；
• 逆變器將太陽能電池板的直流電壓轉換為 220 V 交流電。

帶有逆變器和控制器的太陽能裝置方案

1. 在白天，電池產生通過控制器的電流。
2. 電子單元評估電池充電水平，然後將能量引導至所需線路 - 用於充電或用於消費者（至逆變器）。
3. 逆變器單元將直流電轉換為具有標準參數的交流電 - 220 V / 50 Hz。

有 2 種類型的控制器 - PWM 和 MPPT。它們之間的區別在於電池的充電方式和電壓損失量。 MPPT 裝置更現代、更經濟。使用的電池不同：鉛酸、凝膠等。

SES包括不怕深度放電的特殊電池

如果您計劃使用多個模塊，則它們以 3 種方式互連：

1. 並聯連接方案允許您增加電路中的電流。所有電池的“負極”觸點連接到一條線路，“正極”觸點連接到另一條線路。輸出電壓保持不變。
2. 使用串聯電路可以提高輸出電壓。第一個面板的“負極”端子連接到第二個面板的“正極”，依此類推。
3. 當您需要更改兩個參數 - 電流和電壓時，使用組合方法。幾個模塊串聯連接，然後該組與其他類似組並聯連接到公共網絡。

家用太陽能電池板及相關設備長什麼樣，電工師傅會在視頻中講述：

什麼是節能采暖

如果您在任何搜索引擎中提出類似的請求，那麼各種電熱源的廣告，可能的替代裝置 - 熱泵，太陽能集熱器，將主要落入問題中。說得委婉些，這看起來有點自相矛盾，因為電加熱一直是並且將是最昂貴的房屋供暖方式。

顯然，節能供暖系統是那些允許更有利可圖地使用可用燃料和能源，同時保持房屋內給定溫度狀態的系統。

熱成像可讓您首先確定需要絕緣的物體的薄弱環節

這個定義不太可能描述任何一種類型的加熱，甚至更不可能描述一些單獨的熱發生器模型。如果涉及到這一點，那麼，為了發表如此響亮的聲明，您不僅需要與“同學”進行比較，還需要與所有可用的選項進行比較。很久沒有技術突破了，沒必要去尋找奇蹟。在這種情況下，真正的節能包括一系列旨在節省資金的措施。如何實現是另一個問題。由於客觀和主觀的原因，對於每個對象和每個用戶，它們都會有所不同，但可以確定大致的方向。

自己安裝系統

任何太陽能集熱器的主要元件是一個保溫儲存箱和一個完整的管道系統：排水管、冷水入口、冷熱水供應到混合器、熱水供應到儲水箱、儲存補水。

收藏家的幾乎所有元素都可以獨立製造或購買。

驅動器的位置和安裝

最好將系統放置在屋頂的南側和房子的閣樓上。

太陽能在集熱器中的儲存作用是通過放置在玻璃盒中的管狀散熱器執行的，該管狀散熱器以一定的角度轉向燈具。

散熱器格柵可以自行焊接 - 薄壁和小直徑的鋼管適用於此（作為選項 - 16x1.5 mm）。對於出口和入口管道，最好使用更大的直徑。

盒子的牆壁由寬達 30 毫米的板製成，底部由硬板或膠合板製成，另外用板條加固。盒子經過精心隔熱 - 盡可能多地保持熱量。聚苯乙烯泡沫塑料最適合於此，儘管可以使用其他材料（擠塑聚苯乙烯泡沫 - XPS 或礦棉）。在絕緣層的底部放置一張錫或鍍鋅鐵片，將散熱器格柵直接安裝在其上並用夾子固定。

蓄熱器

作為蓄熱器，使用200-300升的常規水箱。為了保持裡面的水熱，還需要高質量的隔熱材料：水箱放在一個裝滿鋸末、聚苯乙烯泡沫、生態羊毛等的盒子裡。

前行者

液壓系統中的恆定壓力通過 avankamera 保持 - 一個帶有浮閥的 30-40 升密封膨脹罐。前室水位應高於水箱水位80-100厘米。

系統部件的連接

液壓系統在三通和角接頭的幫助下連接（通過焊接或螺紋），接縫和接頭用油漆、麻纏繞或現代密封劑加強。

太陽能供暖系統的安裝首先是在閣樓上安裝一個儲水箱，該儲水箱放置在一個隔熱箱中。

將自製或購買的收集器放置在屋頂的向陽面，與地平線成約 40-45 度角。

此外，該系統使用鋼管安裝成單一結構：半英寸 - 用於高壓（從熱水箱輸出並從供水到前室的供水），英寸 - 用於低壓。

最後階段

之後，設備充滿水 - 太陽能加熱開始工作。加熱的水從管道上升並排出散熱器中的冷水。事實上，這裡我們處理的是一個普通的封閉系統：水，交替冷卻和加熱，循環。密度較低的加熱液體進入罐內，密度較大的冷液體返回收集器。

如果該結構連接到私人住宅的供暖系統，則額外安裝特殊的電加熱器和溫度傳感器以保持管道中的最佳溫度：傳感器將根據天氣“舷外”自動打開和關閉電加熱”。

提高生產率的方法

通常，在對少量太陽能組件進行試驗後，私人業主會更進一步，以各種方式改進系統。

最簡單的方法是分別增加涉及的模塊數量，為它們的放置吸引額外的空間，併購買更強大的相關設備。

如果可用空間不足怎麼辦？以下是提高太陽能站（使用光伏電池或集熱器）效率的一些建議：

改變模塊的方向。相對於太陽的位置移動元素。簡單來說，就是將面板主體部分安裝在南側。由於日照時間長，使用面向東西的表面也是最佳選擇。

傾斜角度調整。製造商通常會指出哪個角度最受青睞（例如 45º），但有時在安裝過程中您必鬚根據地理緯度自行調整。

正確選擇安裝位置。屋頂是合適的，因為它通常是最高的平面並且不會被其他物體（比如花園樹木）遮擋。但還有更合適的領域——用於跟踪太陽的旋轉裝置。

當元素垂直於太陽光線時，系統會更有效地工作，但是，在穩定固定的表面（例如屋頂）上，這只能在很短的時間內實現。為了增加它，他們想出了實用的跟踪設備。

跟踪機制是動態平台，其平面跟隨太陽旋轉。多虧了他們，發電機的性能在夏季提高了約 35-40%，在冬季提高了 10-12%。

跟踪設備的最大缺點是成本高。在某些情況下，它沒有回報，因此投資於無用的機制是沒有意義的。

據估計，隨著時間的推移，8 個面板是成本合理的最低數量。您也可以使用 3-4 個模塊，但有一個條件：如果它們直接連接到水泵，則繞過電池。

就在前幾天，特斯拉汽車公司宣布創造一種新型屋頂——集成太陽能電池板。埃隆馬斯克表示，經過改造的屋頂將比安裝有收集器或模塊的傳統屋頂便宜。

雙金屬散熱器的使用

如果您決定使用燃氣作為能源，那麼您可以購買雙迴路鍋爐，它將成為供暖系統的一部分。後者的元素包括散熱器

為了獲得更高的效率，選擇合適的電池很重要。其中最現代的是雙金屬散熱器，其特點是成本較低，傳熱率高。鋁翅片具有出色的能量傳遞能力，雙金屬的這一指標是鋼電池的 3 倍

熱能消耗更合理。您不僅可以節省購買時的費用，還可以節省設備的運行費用，因為鋁的高傳熱性可以讓您使用更少量的冷卻液。在這種情況下，熱流與鑄鐵散熱器的熱流相同。這表明雙金屬散熱器可能更小，但與鑄鐵散熱器相比，它們的形狀更有吸引力。

鋁翅片具有出色的能量傳遞能力，雙金屬的這一指標是鋼電池的 3 倍。熱能消耗更合理。您不僅可以節省購買時的費用，還可以節省設備的運行費用，因為鋁的高傳熱性可以讓您使用更少量的冷卻液。在這種情況下，熱流與鑄鐵散熱器的熱流相同。這表明雙金屬散熱器可能更小，但與鑄鐵散熱器相比，它們的形狀更有吸引力。

自主供暖的規範和要求

在設計加熱結構之前，有必要查看 SNiP 2.04.05-91，它規定了管道、加熱器和閥門的基本要求。

一般規範歸結為確保房屋為居住在其中的人們提供舒適的小氣候，以適當地裝備供暖系統，此前已製定並批准了該項目。

許多要求以 SNiP 31-02 中的建議形式製定，該標準規定了單戶住宅的建造規則及其通信規定。

另外，規定了與溫度有關的規定：

• 管道中冷卻劑的參數不應超過+ 90ºС；
• 最佳指標在 + 60-80ºС 內；
• 位於直接進入區域的加熱裝置的外表面溫度不應超過 70ºС。

供暖系統的管道推薦使用黃銅、銅、鋼管。私營部門主要使用批准用於建築的聚合物和金屬塑料管狀產品。

熱水迴路的管道通常以開放方式鋪設。安裝“暖地板”時允許隱藏鋪設

鋪設供暖管道的方法可以是：

• 打開。它涉及用夾子和夾子固定在建築結構上。用金屬管構建電路時是允許的。如果排除熱或機械衝擊造成的損壞，則允許使用聚合物類似物。
• 隱。它包括在建築結構中選擇的閃光燈或通道中、踢腳板或保護和裝飾屏風後面鋪設管道。在設計為至少運行 20 年且管道使用壽命至少為 40 年的建築物中，允許使用整體輪廓。

優先考慮的是開放式鋪設方法，因為管道路線的設計應提供對系統任何元件的免費訪問以進行維修或更換。

管道在極少數情況下是隱藏的，只有當這種解決方案是由技術、衛生或建設需要決定時，例如，在混凝土熨平板中安裝“暖地板”時。

在鋪設冷卻劑自然運動的系統管道時，必須觀察 0.002 - 0.003 的斜率。冷卻劑在其中以至少 0.25 m/s 的速度移動的泵送系統的管道不需要提供坡度

在露天鋪設主幹管的情況下，必須為穿過未供暖房屋的部分提供與施工區域氣候數據相對應的隔熱材料。

自然循環式的自主供暖管道必須安裝在冷卻劑運動的方向上，使熱水靠重力到達電池，冷卻後沿回水管以同樣的方式流向鍋爐。抽水系統的主幹管沒有坡度，因為。沒有必要。

各類膨脹罐的使用規定：

• 開放式，用於泵送和自然強迫的系統，應安裝在主立管上方；
• 封閉式膜裝置，專門用於強制系統，安裝在鍋爐前的回油管路上。

膨脹罐設計用於補償加熱時液體的熱膨脹。他們需要將多餘的排放到下水道或街道上，就像最簡單的開放式選擇一樣。封閉的膠囊更實用，因為它們不需要人為乾預來調節系統的壓力，但更昂貴。

開放式膨脹水箱安裝在系統的最高點。除了為液體膨脹提供儲備外，它還擔負著排除空氣的任務。封閉式水箱放置在鍋爐前面，通風孔和分離器用於去除空氣

在選擇截止閥時，在選擇抽油機時優先考慮球閥 - 壓力高達 30 kPa 和容量高達 3.0 m3 / h 的設備。

由於流體的標準風化，預算開放品種需要定期補充。在他們的安裝下，有必要顯著加強閣樓地板並使閣樓絕緣。

建議將散熱器和對流器安裝在窗戶下方，便於維護的地方。加熱元件在浴室或浴室中的作用可以通過連接加熱通信的加熱毛巾架來發揮

市場提供什麼

固體燃料

主要優點是自治。幾個世紀以來，爐子已經證明了它們的可靠性。此外，您會喜歡宜人的價格，而且價格始終實惠。缺點 - 加熱時間長，效率低，需要不斷拋出燃料。不幸的是，由於連接成本高，有些地區連接到天然氣管道是無利可圖的，在某些地方由於偏遠而無法實現。 3-4房小樓業主滿意。此外，現代設計師用舒適的壁爐補充他們的解決方案。

固體燃料鍋爐是爐灶的絕佳替代品。每個人都清楚操作原理 - 當可燃材料燃燒時，會釋放熱量並加熱冷卻劑。熱水通過管道分配並加熱房間。令人愉快的是，它具有廣泛的優點，在許多方面與爐加熱方法有一些共同點。

• 盈利能力。便宜，特別是如果森林就在附近。
• 生態純度。火箱裡的東西完全燃燒，只剩下灰燼。
• 裝載木柴、鋸末、煤球、煤炭、泥炭。
• 自治。
• 設備成本低。
• 自動化提供了輕鬆的控制。
• 鍋爐房無需額外批准即可安裝。

但也有缺點。

• 低傳熱，加熱大面積外殼是有問題的。
• 加熱是靠慣性發生的，就像熔爐一樣。
• 將燃料存放在單獨的房間中。
• 清理煙灰，煙灰。
• 手動加載。
• 定期護理。
• 需要額外的設備，例如蓄熱器、強制通風設備、額外的鍋爐。
• 煙囪安裝。

地熱系統

用於私人住宅的新供暖系統可以獲取不僅用於供暖，還可以用於其他目的的能源。最流行的獲取能源的方式是使用地熱裝置。這種裝置的工作原理與熱泵相同。熱量從位於房屋附近的地面提供。

地熱供暖系統

作為家庭供暖的一項創新，地熱裝置具有以下設計：在房屋內安裝熱泵，它將完全負責泵送冷卻劑。在位於房屋附近的礦井中，有必要降低熱交換器。通過這個熱交換器，地下水將被輸送到熱泵。當它們通過泵時，它們會失去一些熱量。這是因為泵會吸收熱量並用它來加熱房子。

如果鄉間別墅的地熱創新供暖是必要的，那麼冷卻劑不應該是地下水，而是防凍劑。為此，您需要配備專為此類冷卻劑設計的水箱。

將臥式熱交換器浸入水庫中

這種方法需要家庭的特殊位置 - 距離水庫約 100 m，水庫有足夠的深度。此外，指示的水庫不應凍結到系統外部輪廓所在的最底部。而為此，水庫的面積不能小於200平方米。米。

這種放置熱交換器的選擇被認為是最便宜的，但這種房屋所有權安排仍然不常見。此外，如果水庫屬於公共設施，可能會出現困難。

這種方法的明顯優勢是沒有強制性的勞動密集型土方工程，儘管您仍然需要修補收集器的水下位置。您還需要特別許可才能進行此類工作。

然而，使用水能的地熱發電廠仍然是最經濟的。

其他替代非氣體系統

氫鍋爐是一種替代的熱能來源，對環境友好。操作原理是基於氧和氫分子相互作用的反應。由於這種相互作用，大量的熱量被釋放出來。

但是，對於這種加熱方式的操作，必須嚴格遵守安全注意事項。

這種設備的主要缺點是使用的設備成本高。唯一省錢的方法可以考慮選擇自製設備。要運行，系統必須永久連接到水和電源。您還需要氫氣燃燒器、鍋爐本身、催化劑和氫氣發生器。由於化學反應而產生的熱量被送入熱交換器。作為安裝的結果，產生了廢物 - 普通水。