Повітряний сонячний обігрів

1. 6.1. Система повітряного сонячного обігріву

Традиційні системи обігріву на вугіллі, рідкому паливі трудомісткі, незручні і найбільше забруднюють відходами природне середовище. Щоб цього уникнути, треба використовувати систему обігріву, яка не вимагає багато палива, а в будинку при цьому тепло і затишно. Це можна зробити за рахунок накопичення річної енергії, її збереження і подальшого використання взимку.

При цьому система теплозабезпечення повинна бути дешевою, простий при виготовленні і надійної в експлуатації.

В якості основного джерела енергії для обігріву екодома треба використовувати сонце і незначна кількість рослинного палива (солома, дерево, біогаз) для приготування їжі і в критичних ситуаціях. У певних місцях, де є можливість, доцільно використовувати енергію вітру і води. Крім того, в деяких місцях можна використовувати геотермальні джерела. Єдине джерело енергії, який є скрізь - це сонце.

Сьогодні ще неможливо в великих масштабах відмовитися від вугілля, нафти і газу. Тому, як проміжний варіант, для опалення екодома будуть використовуватися невідновлювані енергоносії, але їх витрата в Екодома в кілька разів менше, ніж в звичайному будинку.

Таким чином, основними теплогенераторами для екодома є повітряні і водяні сонячні колектори і ефективні печі повільного горіння з каталітичним дожигом горючих газів.

Так як екобудинок - це відносно невелика будівля, розподіляти тепло по Екодім можна за допомогою природної конвекції і променистого обігріву.

У процесі життєдіяльності людина готує їжу, сам виділяє тепло, використовує побутові прилади для освітлення, слухає музику, дивиться телевізор, працює на комп'ютері. На перший погляд ці джерела виглядають незначними, але при такій теплоеффектівності, якою володіє екобудинок, вони всі разом можуть відігравати суттєву роль в його обігріві.

6.1. Система повітряного сонячного обігріву

Якщо побудувати теплий екобудинок, як описано в попередньому розділі, то пряме використання сонячної енергії з середини лютого по травень і з вересня по жовтень, забезпечить екобудинок теплом.

У цей період опалювати екобудинок найпростіше за допомогою повітряних сонячних колекторів. Типова система повітряного сонячного обігріву представлена ​​на Рис. 6.1. Система складається з повітряного сонячного колектора, повітропроводів, вентилятора. Якщо температура в приміщеннях недостатня, то гаряче повітря з колектора потрапляє в кімнату. Більш холодне повітря з кімнати подається в повітряний колектор і підігрівається в ньому. Якщо в приміщеннях тепло, то гаряче повітря надходить в тепловий акумулятор. Повітря починає циркулювати, коли працює вентилятор, який приводиться в дію сонячною батареєю. Така система зручна тим, що вентилятор працює тільки тоді, коли сонячна батарея виробляє електрику і саме в цей же час сонячний колектор нагріває повітря. Навесні восени система працює на нагрів приміщення і на накопичення тепла в добовому акумуляторі. Влітку ця енергія накопичується в сезонному акумуляторі.

Повітряний сонячний колектор - головний елемент системи повітряного сонячного обігріву. Його конструкція дуже проста (рисунок праворуч). Теплоізольована знизу зачорнена поверхню є дном плоского ящика. Зверху цей ящик закритий склом або іншим прозорим матеріалом (в даний час часто застосовуються двошарові пластикові покриття). Видиме світло поглинається зачерненной поверхнею, нагріває її, а вона, в свою чергу, нагріває повітря в колекторі. Нагріте повітря подається в приміщення.
Площа повітряних колекторів, необхідна для нагрівання приміщень в Екодома, визначається теплотехнічними параметрами будинку.

Переваги повітряних сонячних колекторів:
• повітряні системи виглядають привабливіше рідинних, так як вимагають менше трубопроводів і деталей і тому менш дороги;
• в повітряних сонячних колекторах відсутня небезпека протікання і замерзання теплоносія;
• виготовлення повітряних сонячних колекторів та пов'язаних з ними вузлів і систем порівняно просто;
• порівняльна простота повітряних систем приваблива для людей, охочих побудувати свою власну систему.

Зауваження. Повітряні колектори не володіють високим коефіцієнтом корисної дії, але вони прості і дешеві у виготовленні і в експлуатації. Виробництво повітряних сонячних колекторів не складне. Для створення довговічних і стійких до погодних дій в умовах суворого клімату конструкцій доцільно використовувати в якості утеплювача піноскло.

Думка експерта:

Теплоємність граніту 0,7 кДж / кг град С.

При градієнті температури 50 градусів (від 40 до 90 градусів наприклад) в одному кілограмі граніту зберігається 35 кДж, що приблизно дорівнює 0,01 кВт год. Якщо виходити з потужності 10 кВт / год, на добу потрібно 240 кВт, для чого потрібно 24 000 кг граніту. Добовий теплоаккумулятор таким чином - 24 т. (Приблизно два КАМАЗа). Пропорційно на тиждень або місяць можна прібросіть.

Добовий теплоаккумулятор віддає тепло тільки 16 годин, а 8 годин набирає тепло. Тому для добового акумулятора потрібно 16 тонн граніту. За такою схемою можна скористатися нічним тарифом на ел. енергію.

У води теплоємність в шість разів вище - 4,2 кДж / кг градС. Тому водяній теплоаккумулятор такий же ємності на воді потребують 2,6 тонни води. Воду можна використовувати і як теплоносій, став насос і перекачують куди потрібно по відносно тонким трубах. Саме тому водяній теплоаккумулятор цілком конкурентний варіант.

Див. також - Сонячний колектор своїми руками