Своїми руками Солнечный коллектор своими руками - подробная инструкция

Уважаемые форумчане.
У нас на каждом шагу возникают огромные сложности при обмене информацией.
На большинство задаваемых вопросов невозможно дать однозначный
квалифицированный ответ из-за недостатка информации.
Давайте вырабатывать стандартные перечни небходимого минимума
исходных данных по энергоэффективному дому, СК различных модификаций,
каскадным системам и т.д.
Одно жесткое требование.
Не путайте
кВт - это мощность
кВт-часы - это энергия.
Совершенно разные вещи.
-------------------------------------------
_________________________________________________________
А теперь необходимый минимум исходных данных по энергоэффективному дому.
Цифры приводятся в качестве примера.
...................................................
Информация по дому. (обязательная)
Отапливаемая площадь - 8о м2
Потребляемое кол-во газа за год - 2000 м3
Температура в доме зимой - 20 С.
......................................................................
Это основные исходные данные.
....................................................
________________________________
Дополнительные исходные данные по дому (в зависимости от задаваемого вопроса).
.........................................................
Потребляемое кол-во электроэнергии за год - 2400 квт-часов
Потребляемое кол-во дров за год - 3000 кг (дрова в качестве примера)
Суммарная площадь стен - 90 м2
Площадь потолка - 80 м2
Суммарная площадь окон - 12 м2 (дополнительная информация по окнам)
Теплоизоляция стен - 150 мм пенопласт
Теплоизоляция потолка - 200 мм мин. вата.
Возможны и другие данные.
..................................................
_____________________________________
Берите копируйте этот перечень данных и
вставляйте свои данные.
Поверьте взаимопонимание значительно возрастет.

 

DINAMIT-UA. Очень важно и для всех.
Вы задали основной и наверное самый главный вопрос.
Я давно ожидал его.
Название темы - Солнечный коллектор своими руками.
Задаю тоже вопрос.
А зачем мы проектируем и изготовляем СК ???
Ради любопытства или с какой то другой целью.
Многие демонстрируют свои конструкции- схемы, фотографии и др.
Но практически никто не дает информации о постановке задачи и полученных результатах.
Иногда выдаются некоторые результаты, но их недостаточно чтобы оценить
полученные технические характеристики и стоимость энергии.
А ВЕДЬ ОСНОВНАЯ ЗАДАЧА - СНИЗИТЬ ДО МИНИМУМА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ
ДОМА И ЗАМЕНИТЬ ДОРОГОСТОЯЩИЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ (ГАЗ, ЭЛ-ВО, ДРОВА
И ДРУГИЕ ЭНЕРГИЕЙ СОЛНЦА).
А у нас разорвана связь между энергопотреблением дома и СК.
........................................................................................................
Приведу примеры неправильного подхода к решению проблемы
выбора варианта СК.
Общее замечани. Почему то рассматриваются в основном СК с припаянными трубками.
Дорогостоящие и трудоемкие.
ПРИМЕР первый.
Сделать СК один или несколько для нагрева воды только летом до 35-50 С.
СК с трубками сразу отпадают - есть простые и дешевые решения,
Я об этом говорил уже раньше.
ПРИМЕР второй.
Необходимо сделать систему отопления СОЛНЦЕМ зимой.
Оптимальная система СК для отопления дома теплым воздухом с т-рой примерно 25 С.
Все отмечают, что такая система распространена на западе и в Америке.
Все остальные варианты не конкуренты по стоимости и сложности.
ПРИМЕР третий.
Была сделана и смонтирована система из 10 СК суммарной площадью около 20 м2.
Назначение - отпление дома зимой.
Если взять стоимость 1 м2 СК равной 10000 грн, то 20 м2 будут стоить 200000 грн.
Система выдает примерно 100 квт-часов тепловой энергии в сутки летом.
Но летом девать эту энергию некуда.
Летом КПД всей системы равен нулю.
Зимой система вырабатывает энергии в 3-5 раз меньше чем летом, а
нужна она как раз зимой. Вот и считайте общее КПД.
На этом перечисление ошибок и промахов закончу.
.....................................................................................
Все они следствие
разрыва связи между энергопотреблением дома и СК.
Поэтому постановка задачи каждым самодельщиком должна быть следующей.
.............................................................
Информация по дому. (обязательная)
Отапливаемая площадь - 8о м2
Потребляемое кол-во газа за год - 2000 м3
Потребляемое кол-во эл-ва за год - 1800 квт-часов
Потребляемое кол-во дров за год - 3000 кг
Температура в доме зимой - 20 С.
Расход газа на 1 м2 отапливаемой площади за год - 2000/80=25 м3
Расход эл-ва на 1 м2 отапливаемой площади за год - 1800/80=22.5 квт-часов
Расход дров на 1 м2 отапливаемой площади за год - 3000/80=37.5 кг
Пересчитываем газ и дрова в квт- часы.
1 м3 газа=10 квт-часов тепловой энергии.
1 кг дров примерно=2.5 квт-часов тепловой энергии.
Тогда
Газ .......25*10=250
эл-во ...............22,5
дрова 37.5*2.5=94
_______________
Сумма............366.5 квт-часов на м2, а впересчете на газ
366.5/10=36.65 м3 газа на 1 м2 отапливаемой площади.
.......................................................................................
Заказчик
Хочу сделать систему нагрева воды летом для 4-х человек с т-рой 35-5о С.
Систему отопления дома зимой солнечной энергией.
------------------------------------------------------------------
По такому техническому заданию уже можно дать
квалифицированные рекомендации - вот они в первом приближении.
Очень большие тепловые потери, обязательно утеплять дом.
Нагрев воды солнцем можно делать независимо.
Отпление солнечной энергией можно делать только после утепления
дома и модернизации окон.
После выполнения этих работ потребление энергоносителей
снизится в 3-5 раз.
............................................................
Вот примерно так должен происходить диалог между форумчанами.
Я не окончил - дальше будет.

 

Теперь по анализу тепловых потерь можно составить программу
работ для дальнейшего снижению тепловых потерь
и переходу на тепловую энергию солнца.
Дом наилучший из обсуждаемых на форуме и есть практически
вся информация по тепловым характеристикам.
...............................................................................
Саммарное энергопотребление за год.
Природный газ ..............180 м3............1800 квт-часов...........21%
Электроэнергия.....................................3900 квт-часов..........45%
Дрова..............................1200 кг............3000 квт-часов..........34%
-------------------------------------------------------------------------------------
Сумма.....................................................8700 квт-часов........100%
.......................................................................................................
Проанализируем информацию.
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ - очень малое потребление и по количеству 180 м3 и в процентах 21%.
Можно обойтись без рекомендаций, можно заняться экономичными режимами
приготовления пищи, но это требует специальной посуды, духовка очень
неэкономичная часть печки. Пусть хозяин сам принимает решение стоит
заниматься дальнейшей экономии газа или нет.
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ - самая большая составляющая и по количеству 3900 квт-часов
и в процентах 45%.
По этому пункту от рекомендаций можно воздержаться.
ДРОВА - потребление дров и так небольшое и абсолютное 1200 кг и в процентах 34%.
Но есть два момента.
При снижении потребления эл-ва, например на 2000 квт-часов, возрастет
необходимое количество дров для отопления на 2000/2.5=800 кг.
Тогда суммарное кол-во дров будет уже 1200+800= 2000 кг.
И второе уже есть веранда большой площади.
С южной стороны ее относительно легко превратить в СК для отопления
дома теплым воздухом.
Считаю такой вариант зимнего отопления солнцем самым дешевым
и эффективным.
.........................................
Есть еще тепловые потери через окна.
Остановлюсь по вариантам доработки окон дальше.
Прошу форумчан хорошо разобраться с анализом этого
отличного дома - это гораздо полезнее чем сотню других с различными
недостатками и неизвестными характеристиками.
Дольше будет.

 

Продолжение анализа по дому @ocrimenco - окна.
Суммарная площадь окон 15 м2 двхкамерные стеклопакеты.
Удельное сопротивление окна 0.5 вт/м2/С.
Расчетный перепад т-р задаем 25 С.
Суммарный расчетный тепловоой поток через окна составит (потери)
15*25/0.5=750 Вт.
.......................................................................
Небольшое отступленние для сравнения с другими вариантами.
Вариант с дополнительной пленкой на окнах.
Удельное сопротивление окна возрастет до 0.7 вт/м2/С
и суммарный тепловой поток тогда составит (потери)
15*25/0.7=536 вт.
750-536=214 Вт - выигрыш небольшой.
Вариант с пленками бесперспективный.
.........................................................................
Тепловые потери через стены.
Суммарная площадь стен 85 м2.
Кст=0.18 Вт/м2/С - приведенный удельный коэффициент теплопроводности
многослойной стены.
Тепловой поток через стены площадью 85 м2 (суммарные тепловые потери)
Qст=Кст*Т*85=0.18*25*85=з83 Вт
.................................................................
Вывод по этим позициям.
Суммарная площадь окон из 2-х камерных стеклопакетов
в 85/15=5.7 раза меньше, а тепловые потери через них
в 750/383=2 раза больше.
Окна - солидная тепловая прореха.
........................................................
Наиболее радикальное решение.
Спроектировать и установить на окна снаружи
ПЕНОПЛАСТОВЫЕ СТАВНИ ТОЛЩИНОЙ 100 мм.
................................
Удельное сопротивление ставни из пенопласта толщиной 100 мм
составит 2 вт/м2/С
и суммарное сопротивлени окна+ ставни составит
0.5+2=2.5 вт/м2/С.
И соответственно тепловые потери снизятся д0
15*25/2.5=150 вт - приемлемая величина.
...................................................................
Большие и прозрачные окна из стеклопакетов не исчезнут
и топлива не подешевеют, а будут еще дорожать.
В Европе цена 1-го м3 газа около 1-го доллара.
Поэтому пенопластовые ставни потребуются всем без исключения.
Крышки из пенопласта нужны и для дешевых вариантов СК.
Так что нужно их быстро конструировать, испытывать и ставить
хотя бы у себя.
------------------------------
На этом анализ дома @ocrimenco можно считать оконченным.
Рекомендации по дальнейшей модернизации сфомулированы.
Можно приступать к обсуждению, аргументированной критике
и практическим работам.

 

По дровам Я еще в 2012 году путем взвешивания сжигаемых дров
получил эквивалент
1 м3 газа заменяется 4 кг дров.
В моем эксперименте в этот коэффициент вошли
- КПД котла.
- Кпд системы отопления.
- Разное каччество дров.
- Высокая и низкая влажность.
и всякое другое.
Если взять теплотворную способность газа и различных топлив,
то крупных расхождений не видно.
Будем пользоваться этим эквивалентом.
Если будут предлагаться более точные варианты, например для разных
видов топлив, КПД конкретных конструкций котлов, то никто не мешает
использовать более точные данные.

 

@trvld.
Пленка или еще одна рама с зазором 20 мм к двхкамерному стеклопакету
одно и то же.
Такой вариант рассмотрен.
А крышка к СК рассматривалась немного раньше.
СК в виде плоского бака, который совмещает функции и
абсорбера и бойлера.