Typer av solvärmare och deras design

Himmelskroppen är den mest kraftfulla energikälla som är känd för mänskligheten. Solljus kan omvandlas till elektrisk och termisk energi. I den här artikeln kommer vi att vara intresserade av just den termiska energin, som vi får helt gratis från solen och är outtömlig. Enheter som solvärmare omvandlar solens energi till termisk energi. Fabriksenheter har bra prestanda och låter dig organisera uppvärmning av ett privat hus. Det finns hantverkare som tillverkar sådana apparater på egen hand. Solvärmevärmare värmer vatten gratis för att värma hemmet eller för pannan, där det redan avger värme för att värma upp vattnet som används för tvätt. Sådana enheter är efterfrågade bland ägare av privata hus och sommarstugor. I den här artikeln kommer vi att prata om principen för drift av solvattenvärmare, deras typer, huvudtillverkare och priser.

Princip för solvattenvärmare

Låt oss först ta reda på hur solvattenvärmare fungerar. Vi kommer att överväga driften av en sådan enhet med hjälp av exemplet på en fabriksmodell av en vakuumvärmare. Det värmer vattnet på vintern utan problem. Prestanda på vintern är naturligtvis lägre än på sommaren. Varmvattenberedarens design är ett batteri som består av flera glasrör av kvartsglas. Varje sådant rör innehåller ett kopparrör målat svart. Dessa innerrör innehåller värmemediet. Ett vakuum skapas i glasrören så att det inte uppstår värmeförlust från den interna kretsen. Dessutom skyddar vakuumet batteriet från miljöpåverkan. Alla rör är anslutna till en horisontell kollektor genom vilken kylvätskan cirkulerar. Vakuumrören absorberar solenergi och släpper ut den till vattnet.

Princip för solvattenvärmare
Detta system fungerar enligt följande:

• Arbetsvätskan (vätskan behöver inte vara vatten) avdunstar under påverkan av solljus, och ångan stiger upp till toppen av glödlampan;
• Ångan kommer i kontakt med vatten genom väggen, som cirkulerar genom uppsamlaren. Ångan avger värmeenergi, svalnar och förvandlas till vätska igen;
• Under tyngdkraftsverkan flyter vätskan ner och så stängs cykeln;
• Varmvattenberedarens uppsamlare är ansluten med rörledningar till den indirekta värmepannan. Där är det redan uppvärmt vatten som cirkulerar i värme- eller vattenförsörjningskretsen. Kylvätskan cirkuleras av en pump.

Kvartsglaset från vilket vakuumrören är tillverkade överför ultravioletta vågor. Vanligt glas håller dem tillbaka. Tack vare överföringen av ultraviolett ljus absorberas solenergi när det är molnigt och under vintersäsongen. Det är mycket svårt att göra en sådan design hemma.

Det finns varmvattenberedare med en mindre komplex funktionsprincip. I tyngdkraftsvärmare överförs värmeenergi utan mellanhand. Vanligtvis finns det i sin design en spole (koppar, aluminium) på ett metallunderlag eller utan det. Väskans bakvägg är fodrad med värmeisolerande material. Spolen är ansluten till lagringstanken med rörledningar. Spolen och plattan (även kallad absorbator) är målade i svart för bättre absorption av solljus. Överdelen av fodralet är täckt med glas, polykarbonat etc. Dessutom har grundlig isolering utförts för att förhindra nederbörd, smuts, damm att falla.

En sådan förenklad varmvattenberedare fungerar effektivt endast i klart väder. Men på grund av designens enkelhet tillverkas sådana vattenvärmare oftast för hand. Dessutom finns det ett annat alternativ att få en varmvattenberedare som drivs av gratis solenergi. Solpaneler installeras som genererar el. Och den här elen driver en konventionell varmvattenberedare. Ett sådant system kan också fungera året runt.

Typer av solfångare

Solvattenvärmare för hushållsuppvärmning är indelade i två grupper: enligt uppvärmningsmetoden och hur värmekällan lagras. I det första fallet används en inbyggd värmelagringskapacitet. I den andra är den ansluten till en fjärrlagringstank installerad bredvid samlaren eller inne i byggnaden. När du väljer en solvärmepanna måste du vara uppmärksam på typen av solvärmeackumulatorer, eftersom skillnader i design och utrustning påverkar användningsfunktionerna och de tekniska egenskaperna.

Samlare med inbyggd tank

Monoblock solfångare är utformade för att fungera på våren och hösten. På vintern stängs enheten av och kylmediet töms. Samlare med inbyggd kapacitet är lättare att installera och underhålla. För användning är det nödvändigt att ansluta solvärmaren till varmvattenförsörjningssystemet eller till vattenintagspunkten. Vattnet värms upp enligt följande:

• absorberaren fångar upp solens strålar;
• den mottagna energin kommer in i spolen som ligger i värmeackumulatorns inbyggda kapacitet;
• värme överförs från det uppvärmda kylmediet till vatten, som sedan används för hushållsbehov.

Schemat för solfångaren

I vissa värmebärare används ett inbyggt värmeelement, vilket är nödvändigt om solfångaren inte kunde leverera den erforderliga volymen varmvatten. Underkylning observeras vid dåligt och kallt väder. Solfångaren värmer vatten under normala förhållanden upp till 200 liter per dag. Enheter med inbyggd tank fungerar utan tryck med naturlig vattencirkulation.

Rekommenderas: Hur installerar jag växthusvärme med egna händer?

Thermosiphon solvärmare är monterade vid den högsta punkten för varmvattenförsörjningen för att få det erforderliga vattentrycket när vattenförsörjningskranen är öppen. Behållarna tål ett tryck på högst 0,2 atm. Efter uppvärmning av vattnet flyter det oberoende till platsen för uttaget. En solvärmare med en inbyggd tank har flera fördelar:

• vattnet värms upp i soligt väder på 3 timmar;
• att erhålla behovet av varmvattenförsörjning från tre eller fler personer, allt beror på området för den absorberande ytan;
• enkel installation;
• låg kostnad.

Termosyfonmetoden används aktivt vid varmvattenförsörjning med solinstallationer. Varmvattenberedaren arbetar med naturlig konvektion när den uppvärmda vätskan rör sig uppåt och kyls ned. Huvudvillkoret för en termosyfonvarmvattenkrets är placeringen av vattenskålen ovanför uppsamlaren.

Solvärmare med fjärrlagring

Solvattenberedaren, som är ansluten till en separat värmelagringstank, tillhör gruppen varmvattenberedare för användning året runt. Vattenuppvärmning utförs när som helst på året, förutsatt att solen alltid kommer att skina och lufttemperaturen inte kommer att vara lägre än -50 grader. För vattenuppvärmning används en extern indirekt värmepanna som är placerad i ett avlägset område från kylvätskan. Frostskydd används som det senare. Varmvattenuppvärmning av en kollektor med en avlägsen tank utförs enligt följande:

• absorberaren ackumulerar värme och överför den till vattenvärmebäraren;
• under tryck kommer frostskyddsmedel in i lagringstankens värmeväxlare;
• när du rör dig genom tankbatteriet värmer kylmediet vattnet.

Solvärmesystem

För att uppnå goda prestanda ansluts en solvattenberedare med en extern tank till en pumpgrupp. Kylvätskans cirkulation utförs med våld. Uppvärmningsprocessen och hastighet och tryck regleras av ett automatiskt system. Den största fördelen med sådana installationer är användning året runt.

Den enda nackdelen är anslutningen av dyr utrustning som behövs för att solinstallationen ska fungera bra. Utrustning som arbetar under tryck har en annan nackdel: när elen stängs av slutar pumparna att fungera, vilket bidrar till överhettning av kylvätskan och påverkar solfångarens funktion negativt.

Rekommenderas: För- och nackdelar med solpaneler för uppvärmning av hemmet

Den första solvattenvärmare någonsin

Den första solvärmaren utvecklades 1767. Det uppfanns av en vanlig bosatt i Schweiz - Horace Bnedict de Saussure. I sin uppfinning kunde han helt enkelt få kokande vatten. Men då var det redan en framgång. Och den schweiziska uppfinnaren började sälja sina varmvattenberedare.

Horace Bnedict de Saussure
1953 förbättrades enheten i Israel. Forskare Zvi Tavor fick till och med ett pris för detta från landets premiärminister. Denna enkla vattenuppvärmningsteknik är fortfarande populär under vårt århundrade.

Sorter av solvattenvärmare

Låt oss nu prata om vilka typer av solvattenberedare. De klassificeras enligt olika designfunktioner.

Följande vattenvärmare kännetecknas till exempel av typen av kylvätskecirkulation:

• Med naturlig cirkulation;
• Med tvång.

I det första fallet cirkulerar vatten på grund av dess fysiska egenskaper. Vid uppvärmning ökar den i volym, dess densitet minskar. Som ett resultat stiger vätskan genom rören och kallt vatten kommer in på sin plats. För naturlig cirkulation måste behållaren vara ovanpå uppsamlaren, och det är inte alltid bekvämt.

I det andra fallet installeras lagringstanken i källaren och tvingad cirkulation tillhandahålls av speciella pumpar. Med en sådan organisation kan olja spela rollen som värmebärare. Det fungerar den här funktionen mycket bra.

Varmvattenberedare kan klassificeras efter kollektordesign:

• Vakuum. Kylvätskan finns i ett rör som är förseglat i en vakuumkolv. Denna lampa är gjord av kvartsglas som överför solvärme, liksom ultraviolett ljus. Dessa är mycket effektiva konstruktioner där värmeförlusten är minimal. Om vatten används som värmebärare sker uppvärmning till koka. Om det finns olja där kan den värmas upp till 200-300 grader. Nästan alla vakuumvärmare är fabrikstillverkade och är ganska dyra;
• Panel. Designen är den enklaste. Samlaren är svartmålad, inrymd i ett isolerat hölje och hermetiskt tillslutet med glas, plast, polykarbonat etc. Effektiviteten är dålig. Detta beror på att vätskan tappar en del av värmen när den passerar genom grenröret. Dessa förluster är vanligtvis ganska betydande. Panels solvärmare är väl lämpade för områden med hög solisolering.

Stängd solvattenvärmare

Dessutom kan vattenvärmare klassificeras efter typ av krets:

• Öppna slingan. Denna design används vid organisering av varmvattenförsörjning till ett bostadshus. Vatten fungerar som ett kylvätska som efter upphettningen inte längre kommer tillbaka i uppsamlaren. Det spenderas på hushållens behov;
• En sluten slinga. Den används för att värma upp ett bostadshus. I detta fall blandas kylvätskan från varmvattenberedaren med en annan vätska (eventuellt inte vatten) som värms upp i huvudpannan.I en sluten slinga passerar kylvätskan efter uppvärmningen genom värmesystemet och återvänder till kollektorn igen;
• Två stängda konturer. Sådana varmvattenberedare är mångsidiga och mest effektiva. Detta system kan användas för att generera varmvatten eller uppvärmning året runt. Efter att ha värmts upp i kollektorn går kylvätskan till värmeväxlaren och överför värme till den andra kretsen. Och redan kylvätskan i denna andra krets förbrukas som varmvatten eller för uppvärmning av huset.

Kylvätskan kan också vara annorlunda. Det vanligaste vattnet, frostskyddsmedel, olja. Du kan också dela upp varmvattenberedare enligt den allmänna driftsprincipen i passiva och aktiva system.

• Passiv. Energiabsorption och ackumulering sker av sig själva utan några kontrollmekanismer. Sådana system är enkla och kräver inte allvarliga investeringar. För detta måste du betala med ojämnt arbete och strömavbrott. Ett exempel är tanken ovanför sommarduschen, som är svartmålad. Detta är vanligtvis fallet för system med en slinga. Här bör mottagartanken vara ovanför grenröret;
• Aktiva. Det finns inga nackdelar med en passiv varmvattenberedare. Här omvandlas solenergi till termisk energi och överförs regelbundet till en lagringstank, panna eller direkt till konsumenterna. Stabil drift uppnås tack vare systemet med tvångscirkulation. Detta schema fungerar i system med en och två kretsar. I sådana system kan du ofta se pumpar, paneler, mätare etc.

Hur monterar du en solvärmare för ditt hem med egna händer?

Fördelen med solvärmare är att de är ganska lätta att göra med egna händer utan speciell träning. Så, 18 steg krävs för självmontering av en solfångare:

• Vi tillverkar ett galler av parallella metallrör (10-15 mm i diameter), fästa med två tvärgående rör (inte mindre än 20 mm i diameter). För anslutning borrar vi hål i bredare rör (beroende på diametern på smala parallella rör)
• Vi svetsar en absorberare på ramen - en metallplåt. För bättre värmeöverföring måste du pressa metallplåten mot ramen så tätt som möjligt (svetsa alla fogar)
• Vi täcker absorberaren med svart värmebeständig färg. Vi väntar på fullständig torkning.
• Vi gör en träram med en höjd av cirka 100-150 mm. Ramens bredd och längd beräknas enligt absorbatorns mått.
• Placera absorberaren inuti träramen.
• Vi täcker ramen med vanligt fönsterglas (från 4 mm tjockt). Dubbelglasfönster kan också användas. Samtidigt ökar effektiviteten för varmvattenberedaren, men dess totala vikt och kostnaden för projektet kommer också att öka avsevärt.
• Vi behandlar ramen med ett antiseptiskt medel och målar den med färg (helst fuktbeständig för att skydda den från atmosfärisk nederbörd).
• Vi borrar hål i ramen så att kallt och varmt kylvätska kan tränga in i absorberens metallram.
• Strukturens baksida (under absorbatorn) är täckt med värmeisolerande material. Det rekommenderas att använda min. bomull. det är viktigt att det isolerande materialet klarar temperaturer upp till 200 grader.
• Vi täcker ramens nedre del med plywood eller brädor. Det viktigaste är att se till att fukt inte tränger in i varmvattenberedaren.
• Vi spikar ner remsorna för att fästa glaset (på insidan av ramen).
• Vi fäster tätningsmedlet, sätter in glaset och ett annat tätningsmedel på glaset. Allt detta fästs med galvaniserad plåt.
• Alla luckor i strukturen är fyllda med silikon för att minska värmeförlusten.
• Hitta batterikapaciteten. Det kan vara en gammal panna, metallfat ... det viktigaste att komma ihåg är att behållaren måste tåla vattentrycket i systemet (flera atmosfärer).
• 4 hål är gjorda i tanken. Två för värmeväxlaren. En för att komma in i kallvattentanken (längst ner på tanken) och en för utmatning av varmt vatten (högst upp).
• Vi placerar en spiralvärmeväxlare (gjord av koppar eller rostfritt stål) i tanken.
• Vi ansluter samlaren och batterikapaciteten. För att göra detta kan du använda plast- eller metall-plaströr (för att förhindra värmeförlust isolerar vi systemet väl).
• Högst upp i systemet fäster vi en expansionstank (för att reglera trycket i systemet).

En av varianterna av solvärmare är vakuumvärmare. De är mycket effektivare än konventionella. Vakuummiljön inuti uppsamlaren kan öka effektiviteten med 80%.

Vi hoppas att vår artikel var till nytta för dig och hjälper dig att bygga en solvärmare med egna händer.

Applikationer och installationskrav

Så var appliceras solvattenvärmare?

• Varmvattenförsörjning av ett privat hus;
• Uppvärmning;
• Uppvärmning av vatten för sommarstugor;
• Varmvatten för jord- och industrins behov.

Solvattenvärmare för hemuppvärmning

Det är viktigt att ta hänsyn till installationsrekommendationerna, eftersom vattenvärmarens effektivitet beror helt på detta. Här är några av experternas rekommendationer:

• Platsen för installationen kan vara taket på huset, fasaden, balkongen;
• Varmvattenberedaren måste nödvändigtvis vara vänd mot söder;
• När du installerar panelen, gör lutningsvinkeln lika med breddgraden för din region;
• Eftersom varmvattenberedaren hela tiden tar emot solenergi, med liten vattenförbrukning, kan stagnation bildas, där kylvätskan mycket väl kan värmas upp till 300 grader. Därför är det förbjudet att använda rör av plast och galvaniserat järn. Det är bäst att göra en spole av koppar eller rostfritt stål;
• Det är absolut nödvändigt att isolera uppvärmningselementen i varmvattenberedaren så att du inte av misstag bränner dig själv;
• När du väljer fästelement och isolering bör man också ta hänsyn till möjligheten till stagnation av kylvätskan och dess starka uppvärmning. Det är, det är bättre att välja material med säkerhetsmarginal. Många ansedda tillverkare skriver stagnationstemperaturen i specifikationerna eller på enhetsfodralet. Fokusera på detta värde;
• Solpaneler bör placeras i ett öppet område med maximal sol exponering. Det borde inte finnas några höga föremål runt som kastar en skugga;
• För att öka effektiviteten hos varmvattenberedaren är det nödvändigt att fästa det på ett speciellt rack om tillverkaren erbjuder ett sådant installationsschema;
• Under installationen kan varje typ av värmare ha sina egna egenskaper. Här måste du fokusera på tillverkarens rekommendationer.

Integrerat system (med värmerör).

Funktioner i

- Den genomsnittliga effektiviteten under dagen överstiger 50%. - Snabb idrifttagning; värmeöverföring i värmerör utförs endast i en riktning. - Systemet är konstruerat för ett vattentryck på 6 bar, vilket gör det möjligt att arbeta direkt med stadens vattenförsörjningssystem. - Frånvaron av uppvärmt vatten i vakuumröret säkerställer att varmvattenberedaren förblir i drift vid skador på enskilda rör. - Polyuretanskum ger mycket effektiv isolering av lagringstanken. - Enkel design möjliggör enkel montering och installation av hela systemet; modulär design gör att du kan skapa system med olika värmeeffekter. - Solvattenvärmaren kan fungera året runt även i en kall klimatzon. - Installation av ytterligare en elektrisk värmare är möjlig. - Solfångarens (varmvattenberedarens) livslängd överstiger 15 år.

Tekniska egenskaper hos Weswen solfångare

Tekniska parametrar: Lagringstanken består av: - yttre skal: stål 0,4 mm tjock - lagringstank: SUS304 1,5 mm tjock - polyuretanisolering 50 mm Arbetstryck: 6 bar. Effektivitet: ≥55% (på vintern ≥42%). Arbetstemperatur: 60 ° C ~ -35 ° C. Vakuumrörstyp: 58mm * 1800mm. Livslängd: 15 år. Inlopps- / utloppssektion ： 3/4 ″.

Modell	Rörtyp	Värmeledning	Aktiv absorberande värmeyta, m2	Lutningsvinkel	Tankkapacitet, l
solvärmare WUAC-100H	∅58mm * 1800mm * 10st.	Ja	1,47	45°/38°/25°	80
solvärmare WUAC-120H	∅58mm * 1800mm * 12st.	Ja	1,764	45°/38°/25°	100
solvärmare WUAC-150H	∅58mm * 1800mm * 15st.	Ja	2,205	45°/38°/25°	135
solvärmare WUAC-180H	∅58mm * 1800mm * 18st.	Ja	2,646	45°/38°/25°	150
solvärmare WUAC-200H	∅58mm * 1800mm * 20st.	Ja	2,94	45°/38°/25°	165
solvärmare WUAC-240H	∅58mm * 1800mm * 24st.	Ja	3,528	45°/38°/25°	200
solvärmare WUAC-300H	∅58mm * 1800mm * 30st.	Ja	4,41	45°/38°/25°	250

Huvudtillverkare

Solvattenvärmare har hittat en bred praktisk tillämpning i många europeiska länder, Kina, Turkiet, USA, Israel, Saudiarabien. Produktionen av dessa produkter i världen växer stadigt och tillsammans med efterfrågan ökar antalet företag inom detta segment.

Låt oss ta en titt på några av de stora solvärmeföretagen. Så de bästa tillverkarna på världsmarknaden:

• Det italienska företaget tillverkar KAIROS vakuumuppsamlare. Finns i 15 eller 20 rörversioner;
• Den tyska tillverkaren erbjuder tre modeller SKR21, SKR12, SKR6;
• Ett annat tyskt företag som producerar modeller med 6 eller 12 rör. Dessutom kan de kombineras i block för att öka systemets effekt;
• Sunrain solenergi. Det är en kinesisk tillverkare som producerar solvattenvärmare;
• Och ett annat tyskt företag som erbjuder två varmvattenberedare under varumärkena Vitosol 200 och 300. Dessa modeller skiljer sig åt i värmeenhetens design;
• Italiensk tillverkare som tillverkar Ecotube-modellen.

Varmvattenberedare KAIROS VT

Det är värt att säga här att produkterna från dessa företag tillhör högsta klass och har en garanti, men inte alla har råd med det. Därför täcks större delen av marknadens efterfrågan av mindre kända tillverkare.

Priser och vad är de beroende av?

När det gäller specifika siffror kommer vattenvärmare som produceras i Ryssland kosta cirka 700 - 800 USD. Detta är en vakuummodell. Ungefär samma priser för liknande kinesiska produkter. Varmvattenberedare från tyska tillverkare kostar cirka 800-900 euro. Det är dyrare, men de har nödvändiga fästanordningar i satsen och koppar och rostfritt stål används för tillverkning av samlare. Så att pengarna inte spenderas förgäves.

Varmvattenberedare Viessmann Vitosol 200
Följande faktorer påverkar priset på en solvattenvärmare:

• Varumärke;
• Kropps- och kylflänsmaterial;
• Bygg kvalité;
• metoden för att lägga isoleringsmaterialet och kostnaden för själva materialet;
• glastjocklek.

Naturligtvis återspeglas designskillnaderna, som beskrivs ovan, i priset.

Med hjälp av solenergi med hjälp av modern teknik kan du enkelt förse ditt privata hus eller trädgårdshus med varmvatten.
Och du måste göra en initialinvestering, och sedan fungerar installationen gratis. Om du vill spara pengar gör du själv en solvattenberedare. Men fabrikssystem är naturligtvis mer pålitliga och funktionella. Om artikeln visade sig vara användbar för dig, sprida länken till den på sociala nätverk. Detta hjälper utvecklingen av webbplatsen. Rösta i undersökningen nedan och betygsätt materialet! Lämna korrigeringar och tillägg till artikeln i kommentarerna.

Samlartillverkning

Samlaren - en speciell låda för värmeväxlaren - är också en mycket viktig del av installationen. Du måste laga det noggrant. Den viktigaste uppgiften är att inte tappa värme. Samlarkroppen kan vara gjord av trä (eller annat material som gör en stark låda). En 40 mm kantad platta och 6 mm plywood är användbara. Från brädorna måste du sätta ihop en solid ram med måtten 240x90x75. Med hjälp av skruvar är botten av plywood eller hårdbräda fäst vid ramen, botten förstärks med lameller för att göra en stark låda. Ett lager av värmeisolerande material (skum, slagg eller glasull) placeras på botten av lådan och en värmeväxlare med ett värmeabsorberande ark placeras ovanpå (du kan lägga till ytterligare ett folieark).Alla konstruktionselement måste vara väl fästa vid varandra med ståltrådsklämmor. Uppsamlaren måste vara glasad. I den övre delen av ramen kan du välja spår för glaset och på sidorna kan du fästa tvärremsor på vilka glaset kommer att ligga. Hela fogning och tätning av sömmarna måste övervakas mycket noggrant. Det är uppsamlingsboxens ogenomtränglighet som kan ge en god växthuseffekt inuti, vilket innebär att vattnet värms upp bra. Det är absolut nödvändigt att använda en vattentätande kitt för att förhindra att regnvatten tränger in i samlaren mellan glasfogarna och ramen. För att skydda glaset från mekaniska skador (hagel, regn, stark vind) kan du montera ytterligare gångjärnskydd av trä eller metall. På utsidan är det lämpligt att måla lådan med vit eller lätt färg för att minska värmestrålningsförlusterna. Anslutningarna mellan försörjningsrören och värmeväxlarens rör eller spolen inuti kollektorn är standard: med kopplingar, tees, vinklar och obligatorisk tätning med hampa och oljefärg.