私人住宅的太阳能供暖：选项和设备方案

主动加热阳光收集真空收集器

空气太阳能集热器

与被动变体相比，配备强制传输和分配能量系统的空气太阳能集热器能够提供更多的热量。空气循环率根据屋内温度和集热器的加热程度自动调节。在集热器中加热的空气可以直接进入通风系统或房屋。如果它的温度足够高，它也可以用来加热传热流体。白天多余的能量会在一夜之间储存在蓄热器中。

基于太阳能集热器的太阳能空气加热。从空心面板 (1) 通过空气通道 (6) 风扇将空气驱动到技术室，在那里，自动化根据情况将空气分配到空气处理单元 (3) 或大型蓄热器 (2) ）。同时，热水盘管（5）也可以加热。白天，当房间需要供暖时，系统以模式 B 运行，来自集热器的暖空气被送到房间。当房屋内达到所需温度时，气流被重新引导至蓄热器，模式 A。在夜间，当集热器不提供热量时，风门关闭通向它的通道，在热量之间进行循环蓄能器和处所。

真空太阳能集热器

当今最先进的太阳能加热设备。

真空太阳能集热器示意图。通过 U 形管循环的液体吸收器在加热时蒸发并上升到收集器中。后者连接到加热系统的回路，液体冷却剂依次循环通过它。吸收器为冷却剂提供能量，冷却，冷凝，下降。循环重复

基于真空集热器的乡间别墅的太阳能采暖比其他太阳能系统效率更高，但是，除了太阳能系统传统的热量产生不均匀之外，它还有三个更显着的缺点：在严重霜冻中，传热急剧下降，安装易碎且昂贵。

真空太阳能集热器的安装方式应使其免受破坏。对于我们的国家来说尤其如此，将鹅卵石放入玻璃管中是一件很甜蜜的事情。

真空板不直接连接到加热系统。至少需要缓冲罐来消除不均匀的热量产生。

将真空太阳能集热器连接到加热系统的“正确”方案。热量不直接传递，而是通过热交换器，白天多余的热量储存在蓄热器（缓冲罐）中供夜间使用

请注意，该图显示的是“正常”加热锅炉，太阳能系统仅对其进行补充

太阳能电池板只能间接用于加热。直接用电来取暖是不合理的，可以更合理的使用。例如，发送风扇和主动式太阳能系统的自动化工作。

电力是最有效的能源形式

这可能是当今加热设备中增长最快的部分。通用、环保、能够连接房屋中的任何地方，除了是一种安全且廉价的能源之外，它还经常用于：

• 在标准电加热锅炉中
• 在对流中
• 在电加热器中
• 在红外线面板中
• 作为“暖地板”系统的加热元件
• 在传统加热器中

这种加热方式的唯一显着缺点是它完全依赖于电网。鉴于城乡基础设施电网的严重恶化，自然现象造成断线的危险，如今大多数情况下，电加热必然是通过安装备用设备来复制的。

电力的另一个缺点是成本高，这需要额外的成本来为建筑物配备控制温度状况和加热设备操作的特殊系统。事实上，今天它是最容易接受的能源类型，可以使自有住房更接近私人住宅的节能供暖标准。

但最主要的是，对于用自己的双手建造私人住宅的节能供暖，这是最合适的能源。

经济型燃气锅炉

如果您想获得最高程度的节省，那么了解现有燃气锅炉的品种很重要。它们可以是落地式、铰接式和冷凝式。第一个安装在地板上，其他安装在墙上

虽然其他的可以壁挂式或落地式，但此类设备的一个显着特点是效率高，可以达到100%或更高。最经济的采暖锅炉属于这种类型

第一个安装在地板上，其他安装在墙上。虽然其他的可以壁挂式或落地式，但此类设备的一个显着特点是效率高，可以达到100%或更高。最经济的供暖锅炉属于这种类型。

如此高的效率是由于这种装置使用两种能源，第一种是气体燃烧，第二种是蒸汽冷凝过程中释放的能量。如果您选择安装式锅炉，即使在购买时也可以省钱，因为与其他燃气锅炉相比，此类设备更便宜。

太阳能系统的优势及其设计和安装的特点

为了使可再生能源系统对您的私人住宅真正有效，必须进行仔细计算。首先，确定房屋所需的能耗水平，计算所有家用电器的总功率及其最大负载。然后计算预期使用的太阳能电池板的最大可能效率及其面积。所需数量的太阳能电池可能根本不适合您的屋顶，您将不得不寻找额外的能源或其他放置区域。

歧管图

在任何情况下，太阳能系统都应该有一个备用电源，这样您就可以不用依赖变幻莫测的天气。

必须在设计中应用类似的方法 太阳能供暖系统.制造商通常会指出太阳能集热器在特定温度条件下工作的可能性。不要忽视这些信息。再一次 - 在漫长的冬季和多云天气的情况下，您的房子应该配备替代热源 - 它可以是您选择的任何加热锅炉，从传统的俄罗斯石头燃木火炉到新奇的电炉锅炉。

通过加热创新和传统的、历史悠久的方法的正确结合，您可以享受太阳能的全部好处，这对我们来说是完全免费的。

1 使用方法

太阳光的能量已经被成功地利用了很长时间，因此这项技术并不是一项创新。但这项服务最常被炎热国家和南纬地区的居民使用，因为在温暖的气候条件下，这种替代资源可以全年开采。但缺乏自然辐射的北部地区仅将太阳能加热作为一种附加选择。

太阳和产生能量的机制之间的一种中介是太阳能电池板和特殊的收集器。此外，这些元素的用途和设计都可能不同。但他们工作的本质是积累太阳能以备后用。

电池以面板的形式出现，在面板的一侧有光电管，在另一侧有锁定机构。自己安装这样的设计是完全可能的，但您可以购买广泛销售的现成产品。

太阳能系统是一种设备，它是供暖系统的一部分。它是一个大型隔热箱，里面装有冷却剂。这种装置与电池一起固定在面向发光体的凸起护罩上。也可以简单地将加热元件放置在屋顶斜坡上。

转换本身是在位于盒子内部的管道中进行的。冬天用太阳能电池板给房子取暖是很现实的，但条件是一年至少有两百个晴天。

太阳能集热器特性比较

太阳能集热器最重要的指标是效率。不同设计的太阳能集热器的有用性能取决于温差。同时，平板集热器比管状集热器便宜得多。

效率值取决于太阳能集热器的制造质量。图表的目的是显示根据温差使用不同系统的效率。

在选择太阳能集热器时，您应该注意一些显示设备效率和功率的参数。太阳能集热器有几个重要特性：

太阳能集热器有几个重要特性：

• 吸附系数——表示吸收能量与总能量的比值；
• 排放因子 - 显示传输能量与吸收能量的比率；
• 总面积和孔径面积；
• 效率。

孔径区域是太阳能集热器的工作区域。平面集热器具有最大的孔径面积。孔径面积等于吸收体的面积。

太阳能发电厂是如何工作的

我们不会花时间告诉您半导体模块是如何产生电流的。但是，如果您想组织私人住宅的太阳能供暖，您需要了解光伏电站的运行原理，并了解影响其功率的所有细微差别。

太阳能发电厂 (SPS) 由以下元素组成（如下图所示）：

• 一个或多个能感知太阳辐射的面板；
• 储存产生的电力的可充电电池（电池）；
• 控制器监控充电水平，将电流引导至所需电路；
• 逆变器将太阳能电池板的直流电压转换为 220 V 交流电。

带有逆变器和控制器的太阳能装置方案

1. 在白天，电池产生通过控制器的电流。
2. 电子单元评估电池充电水平，然后将能量引导至所需线路 - 用于充电或用于消费者（至逆变器）。
3. 逆变器单元将直流电转换为具有标准参数的交流电 - 220 V / 50 Hz。

有 2 种类型的控制器 - PWM 和 MPPT。它们之间的区别在于电池的充电方式和电压损失量。 MPPT 装置更现代、更经济。使用的电池不同：铅酸、凝胶等。

SES包括不怕深度放电的特殊电池

如果您计划使用多个模块，则它们以 3 种方式互连：

1. 并联连接方案允许您增加电路中的电流。所有电池的“负极”触点连接到一条线路，“正极”触点连接到另一条线路。输出电压保持不变。
2. 使用串联电路可以提高输出电压。第一个面板的“负极”端子连接到第二个面板的“正极”，依此类推。
3. 当您需要更改两个参数 - 电流和电压时，使用组合方法。几个模块串联连接，然后该组与其他类似组并联连接到公共网络。

家用太阳能电池板及相关设备长什么样，电工师傅会在视频中讲述：

什么是节能采暖

如果您在任何搜索引擎中提出类似的请求，那么各种电热源的广告，可能的替代装置 - 热泵，太阳能集热器，将主要落入问题中。说得委婉些，这看起来有点自相矛盾，因为电加热一直是并且将是最昂贵的房屋供暖方式。

显然，节能供暖系统是那些允许更有利可图地使用可用燃料和能源，同时保持房屋内给定温度状态的系统。

热成像可让您首先确定需要绝缘的物体的薄弱环节

这个定义不太可能描述任何一种类型的加热，甚至更不可能描述一些单独的热发生器模型。如果涉及到这一点，那么，为了发表如此响亮的声明，您不仅需要与“同学”进行比较，还需要与所有可用的选项进行比较。很久没有技术突破了，没必要去寻找奇迹。在这种情况下，真正的节能包括一系列旨在节省资金的措施。如何实现是另一个问题。由于客观和主观的原因，对于每个对象和每个用户，它们都会有所不同，但可以确定大致的方向。

自己安装系统

任何太阳能集热器的主要元件是一个保温储存箱和一个完整的管道系统：排水管、冷水入口、冷热水供应到混合器、热水供应到储水箱、储存补水。

收藏家的几乎所有元素都可以独立制造或购买。

驱动器的位置和安装

最好将系统放置在屋顶的南侧和房子的阁楼上。

太阳能在集热器中的储存作用是通过放置在玻璃盒中的管状散热器执行的，该管状散热器以一定的角度转向灯具。

散热器格栅可以自行焊接 - 薄壁和小直径的钢管适用​​于此（作为选项 - 16x1.5 mm）。对于出口和入口管道，最好使用更大的直径。

盒子的墙壁由宽达 30 毫米的板制成，底部由硬板或胶合板制成，另外用板条加固。盒子经过精心隔热 - 尽可能多地保持热量。聚苯乙烯泡沫塑料最适合于此，尽管可以使用其他材料（挤塑聚苯乙烯泡沫 - XPS 或矿棉）。在绝缘层的底部放置一张锡或镀锌铁片，将散热器格栅直接安装在其上并用夹子固定。

蓄热器

作为蓄热器，使用200-300升的常规水箱。为了保持里面的水热，还需要高质量的隔热材料：水箱放在一个装满锯末、聚苯乙烯泡沫、生态羊毛等的盒子里。

前行者

液压系统中的恒定压力通过 avankamera 保持 - 一个带有浮阀的 30-40 升密封膨胀罐。前室水位应高于水箱水位80-100厘米。

系统部件的连接

液压系统使用三通和角接头（焊接或螺纹）连接，接缝和接头用油漆、麻缠绕或现代密封剂加固。

太阳能供暖系统的安装首先是在阁楼上安装一个储水箱，该储水箱放置在一个隔热箱中。

将自制或购买的收集器放置在屋顶的向阳面，与地平线成约 40-45 度角。

此外，该系统使用钢管安装成单一结构：半英寸 - 用于高压（从热水箱输出并从供水到前室的供水），英寸 - 用于低压。

最后阶段

之后，设备充满水 - 太阳能加热开始工作。热水从管道上升并排出散热器中的冷水。事实上，这里我们处理的是一个普通的封闭系统：水，交替冷却和加热，循环。密度较低的加热液体进入罐内，密度较大的冷液体返回收集器。

如果该结构连接到私人住宅的供暖系统，则额外安装特殊的电加热器和温度传感器以保持管道中的最佳温度：传感器将根据天气“舷外”自动打开和关闭电加热”。

提高生产率的方法

通常，在对少量太阳能组件进行试验后，私人业主会更进一步，以各种方式改进系统。

最简单的方法是分别增加涉及的模块数量，为它们的放置吸引额外的空间，并购买更强大的相关设备。

如果可用空间不足怎么办？以下是提高太阳能站（使用光伏电池或集热器）效率的一些建议：

改变模块的方向。相对于太阳的位置移动元素。简单来说，就是将面板主体部分安装在南侧。由于日照时间长，使用面向东西的表面也是最佳选择。

倾斜角度调整。制造商通常会指出哪个角度最受青睐（例如 45º），但有时在安装过程中您必须根据地理纬度自行调整。

正确选择安装位置。屋顶是合适的，因为它通常是最高的平面并且不会被其他物体（比如花园树木）遮挡。但还有更合适的领域——用于跟踪太阳的旋转装置。

当元素垂直于太阳光线时，系统会更有效地工作，但是，在稳定固定的表面（例如屋顶）上，这只能在很短的时间内实现。为了增加它，他们想出了实用的跟踪设备。

跟踪机制是动态平台，其平面跟随太阳旋转。多亏了他们，发电机的性能在夏季提高了约 35-40%，在冬季提高了 10-12%。

跟踪设备的最大缺点是成本高。在某些情况下，它没有回报，因此投资于无用的机制是没有意义的。

据估计，随着时间的推移，8 个面板是成本合理的最低数量。您也可以使用 3-4 个模块，但有一个条件：如果它们直接连接到水泵，则绕过电池。

就在前几天，特斯拉汽车公司宣布创造一种新型屋顶——集成太阳能电池板。埃隆马斯克表示，经过改造的屋顶将比安装有收集器或模块的传统屋顶便宜。

双金属散热器的使用

如果您决定使用燃气作为能源，那么您可以购买双回路锅炉，它将成为供暖系统的一部分。后者的元素包括散热器

为了获得更高的效率，选择合适的电池很重要。其中最现代的是双金属散热器，其特点是成本较低，传热率高。铝翅片具有出色的能量传递能力，双金属的这一指标是钢电池的 3 倍

热能消耗更合理。您不仅可以节省购买时的费用，还可以节省设备的运行费用，因为铝的高传热性可以让您使用更少量的冷却液。在这种情况下，热流与铸铁散热器的热流相同。这表明双金属散热器可能更小，但与铸铁散热器相比，它们的形状更有吸引力。

铝翅片具有出色的能量传递能力，双金属的这一指标是钢电池的 3 倍。热能消耗更合理。您不仅可以节省购买时的费用，还可以节省设备的运行费用，因为铝的高传热性可以让您使用更少量的冷却液。在这种情况下，热流与铸铁散热器的热流相同。这表明双金属散热器可能更小，但与铸铁散热器相比，它们的形状更有吸引力。

自主供暖的规范和要求

在设计加热结构之前，有必要查看 SNiP 2.04.05-91，它规定了管道、加热器和阀门的基本要求。

一般规范归结为确保房屋为居住在其中的人们提供舒适的小气候，以适当地装备供暖系统，此前已制定并批准了该项目。

许多要求以 SNiP 31-02 中的建议形式制定，该标准规定了单户住宅的建造规则及其通信规定。

另外，规定了与温度有关的规定：

• 管道中冷却剂的参数不应超过+ 90ºС；
• 最佳指标在 + 60-80ºС 内；
• 位于直接进入区域的加热装置的外表面温度不应超过 70ºС。

供暖系统的管道建议使用黄铜、铜、钢管制成。在私营部门，主要使用批准用于建筑的聚合物和金属塑料管状产品。

水加热回路的管道通常以开放方式铺设。安装“暖地板”时允许隐藏铺设

铺设供暖管道的方法可以是：

• 打开。它涉及用夹子和夹子固定在建筑结构上。用金属管构建电路时是允许的。如果排除热或机械冲击造成的损坏，则允许使用聚合物类似物。
• 隐。它涉及在建筑结构中选择的闪光灯或通道中、踢脚板或保护和装饰屏风后面铺设管道。在设计为至少运行 20 年且管道使用寿命至少为 40 年的建筑物中，允许使用整体轮廓。

优先考虑的是开放式铺设方法，因为管道路线的设计应提供对系统任何元件的免费访问以进行维修或更换。

管道在极少数情况下是隐藏的，只有当这种解决方案是由技术、卫生或建设需要决定时，例如，在混凝土熨平板中安装“暖地板”时。

在铺设冷却剂自然运动的系统管道时，必须观察 0.002 - 0.003 的斜率。冷却剂在其中以至少 0.25 m/s 的速度移动的泵送系统的管道不需要提供坡度

在露天铺设主干管的情况下，必须为穿过未供暖房屋的部分提供与施工区域气候数据相对应的隔热材料。

自然循环式的自主供暖管道必须安装在冷却剂运动的方向上，使热水靠重力到达电池，冷却后沿回水管以同样的方式流向锅炉。抽水系统的主干管没有坡度，因为。没有必要。

各类膨胀罐的使用规定：

• 开放式，用于泵送和自然强迫的系统，应安装在主立管上方；
• 封闭式膜装置，专门用于强制系统，安装在锅炉前的回油管路上。

膨胀罐设计用于补偿加热时液体的热膨胀。他们需要将多余的排放到下水道或街道上，就像最简单的开放式选择一样。封闭的胶囊更实用，因为它们不需要人为干预来调节系统的压力，但更昂贵。

开放式膨胀水箱安装在系统的最高点。除了为液体膨胀提供储备外，它还担负着排除空气的任务。封闭式水箱放置在锅炉前面，通风孔和分离器用于去除空气

在选择截止阀时，在选择抽油机时优先考虑球阀 - 压力高达 30 kPa 和容量高达 3.0 m3 / h 的设备。

由于流体的标准风化，预算开放品种需要定期补充。在他们的安装下，有必要显着加强阁楼地板并使阁楼绝缘。

建议将散热器和对流器安装在窗户下方，便于维护的地方。加热元件在浴室或浴室中的作用可以通过连接加热通信的加热毛巾架来发挥

市场提供什么

固体燃料

主要优点是自治。几个世纪以来，炉子已经证明了它们的可靠性。此外，您会喜欢宜人的价格，而且价格始终实惠。缺点 - 加热时间长，效率低，需要不断抛出燃料。不幸的是，由于连接成本高，有些地区连接到天然气管道是无利可图的，在某些地方由于偏远而无法实现。 3-4间房的小楼业主会很满意。此外，现代设计师用舒适的壁炉补充他们的解决方案。

固体燃料锅炉是炉灶的绝佳替代品。每个人都清楚操作原理 - 当可燃材料燃烧时，会释放热量并加热冷却剂。热水通过管道分配并加热房间。令人高兴的是，它具有广泛的优点，在许多方面与炉加热方法有一些共同之处。

• 盈利能力。便宜，特别是如果森林就在附近。
• 生态纯度。火箱里的东西完全燃烧，只剩下灰烬。
• 装载木柴、锯末、煤球、煤炭、泥炭。
• 自治。
• 设备成本低。
• 自动化提供了轻松的控制。
• 锅炉房无需额外批准即可安装。

但也有缺点。

• 低传热，加热大面积外壳是有问题的。
• 加热是靠惯性发生的，就像熔炉一样。
• 将燃料存放在单独的房间中。
• 清理烟灰，烟灰。
• 手动加载。
• 定期护理。
• 需要额外的设备，例如蓄热器、强制通风设备、额外的锅炉。
• 烟囱安装。

地热系统

用于私人住宅的新供暖系统可以获取不仅用于供暖，还可以用于其他目的的能源。最流行的获取能源的方式是使用地热装置。这种装置的工作原理与热泵相同。热量从位于房屋附近的地面提供。

地热供暖系统

作为家庭供暖的一项创新，地热装置具有以下设计：在房屋内安装热泵，它将完全负责泵送冷却剂。在位于房屋附近的矿井中，有必要降低热交换器。通过这个热交换器，地下水将被输送到热泵。当它们通过泵时，它们会失去一些热量。这是因为泵会吸收热量并用它来加热房子。

如果需要对乡间别墅进行地热创新供暖，那么冷却剂不应该是地下水，而是防冻剂。为此，您需要配备专为此类冷却剂设计的水箱。

将卧式热交换器浸入水库中

这种方法需要家庭的特殊位置 - 距离水库约 100 m，水库有足够的深度。此外，指示的水库不应冻结到系统外部轮廓所在的最底部。而为此，水库的面积不能小于200平方米。米。

这种放置热交换器的选择被认为是最便宜的，但这种房屋所有权安排仍然不常见。此外，如果水库属于公共设​​施，可能会出现困难。

这种方法的明显优势是没有强制性的劳动密集型土方工程，尽管您仍然需要修补收集器的水下位置。您还需要特别许可才能进行此类工作。

然而，使用水能的地热发电厂仍然是最经济的。

其他替代非气体系统

氢锅炉是一种替代的热能来源，对环境友好。操作原理是基于氧和氢分子相互作用的反应。由于这种相互作用，大量的热量被释放出来。

但是，对于这种加热方式的操作，必须严格遵守安全注意事项。

这种设备的主要缺点是使用的设备成本高。唯一省钱的方法可以考虑选择自制设备。要运行，系统必须永久连接到水和电源。您还需要氢气燃烧器、锅炉本身、催化剂和氢气发生器。由于化学反应而产生的热量被送入热交换器。作为安装的结果，产生了废物 - 普通水。