MOLDOVENII.MD

Sistemului de încălzire pentru o casă de la țară cu un colector solar și un acumulator de căldură

Vom examina schema convențională a sistemului de încălzire a locuinței cu un colector solar și un acumulator de căldură.

Din toate proiectele ce am întâlnit pe Internet și în viață, cel mai avansat este proiectul "Casa ecologică în Siberia" (www.seu.ru/programs/ecodom/book/06.htm). La prima vedere, în ciuda dezvoltării serioase, proiectul este de fapt nefiisat și prost viabil. Dezavantajele sale evidente sunt următoarele:
În primul rând, ca o substanță de umplere a acumulatorului de căldură acționează piatra. Capacitatea calorifică a acesteia este de 4,5 ori mai mică decât cea a apei. Prin urmare, acest acumulator va stoca căldură de 4,5 mai puțin decât permite volumul său.
În al doilea rând, nu sunt oferite nici un fel de calculele, cel puțin aproximative, cât de multă căldură poate fi stocată, care este relația dintre suprafața colectorului solar și a acumulatorului de căldură, etc.
În al treilea rând, schema pur și simplu nu funcționează ! Până când acumulatorul nu va fi complet încălzit, acesta nu poate fi folosit. El nu va încălzi aerul, ci-l va răci! Suflarea aerului cald, încălzit de colectorul solar, se efectează doar printr-o parte a acumulatorului, iar captarea de aer pentru încălzire prin altă parte! De unde se va lua aerul cald, dacă în jur sunt doar pietrele reci, neîncălzite. Aerul care trece de la partea încălzită a acumulatorului la cea rece va întoarce căldura pietrelor neîncălzite, ridicând temperatura în interiorul acumulatorului. Nu va ajunge căldură pentru a încălzi încăperea. Acumulatorul funcționează pentru sine, și nu pentru încălzirea camerei. Se pare că autorii acestui proiect s-au condus de logica apeductului ! Când conducta de umplere a rezervorului este instalată cât mai sus posibil, iar conducta de ieșire a apei calde - cât mai jos posibil. Dar ce funcționează cu apa, nu funcționează întotdeauna cu căldura.

În al patrulea rând, nu există nici o posibilitate de a încălzi casa direct de la colectorul solar. Și pe nedrept. Casa are de asemenea o oarecare inerție termică, și înainte de a începe acumula căldura, este necesar să încălziți mai întâi casa, și numai apoi  să stocați excesul de căldură.

Un al cincilea dezavantaj foarte important, de care uită în general toți proiectanții   proiectelor cu utilizarea colectorului solar. Este problema formării condensului pe acumulator de căldură. Când asupra acumulatorul de căldură rece suflă aerul cald, atunci pe pietre începe imediat să se condenseze umezeala din aer. Și când acumulatorul de căldură este mare (de zeci de tone), umiditate va fi de zeci sau sute de litri! Spre regret, acest moment este complet uitat.
În acest caz acumulatoulr de căldură va acționa ca o unitate de aer condiționat. Știm cu toții că climatizorul usucă aerul condiționat (umiditatea se depune pe caloriferele reci ale climatozorului). Prin urmare, orice acumulator de căldură trebuie să fie echipat cu un sistem de colectare și de elimiinare a umidității condensate sau cu un sistem de drenaj.
În cele din urmă, al șaselea dezavantaj. Este evident că aerul injectat în acumulator și aerul de ieșire vor încerca să găsească cea mai scurtă cale de la o duză la alta. Și dacă nu vom lua măsuri speciale, în acest acumulator vor fi suficiente zone moarte cu aerul stagnant, care nu participă la funcționarea acumulatorului de căldură la maxim. Acest lucru poate reduce eficiența și cantitatea de căldură acumulată cu 20-50 % .
Având în vedere principalele neajunsuri ale proiectului propus de autorii "Casa ecologică în Siberia", enumerate mai sus, am dezvoltat o altă schemă conceptuală a unui sistem de încălzire cu colectorul solar și acumulatorul de căldură, citat mai jos .

Acumulatorul de căldură nu ar trebui să fie un anumit rezervor, care se încălzește în întregime, ci mai degrabă o structură la maxim alungită. În acest caz aerul fierbinte încălzește acumulatorul de căldură de la locul de intrare a aerului fierbinte. Încălzind această parte a acumulatorului, el va înceta să-i oferă căldura (în conformitate cu a doua lege a termodinamicii), iar căldura va trece mai departe și mai departe, încălzind treptat întregul acumulator (în mod ideal). Figura arată în culoare gradientul de creștere a temperaturii acumulatorului de căldură. Această schemă vă va permite să utilizați căldura acumulată chiar și în cazul în care aceasta nu este multă, și când este încălzită o mică parte din acumulator de căldură.

O altă caracteristică a acestui sistem este faptul că selecția căldurii din acumulator se efectează prin o parte a conductei de intrare. Aerul pentru încălzire furnizat la acumulatorul de căldură ar trebui să fie de preferință nu mai rece decât aerul de intrare, în scopul doar de a-l încălzi un pic din nou!

Pentru a realiza o astfel de posibilitate, de-a lungul acumulatorului sunt prevăzute mai multe conducte de aer suplimentare. Aceasta este a treia caracteristică a sistemului. Ea ne permite să refuzăm la schema obișnuită de "acumulator de zi și de noapte", "acumulator de sezon", etc. Avem doar un singur acumulator, pe care îl putem folosi în măsura în care acesta se încălzește.

După toate, soarele poate ieși doar pentru o oră sau două, sau chiar mai puțin . Vremea poate fi cu norii variabili, atunci când soarele apare timp de 5-10 minute, cu același interval. În acest caz, intrarea căldurii în acumulator de căldură se va produce conform unui program neregulat. Prin urmare, este important să se facă un sistem universal, care va folosi orice cantitate mică de căldură acumulată.

Toate piesele de incalzire solară sunt interconectate la conductele de aer cu valve, ventile controlabile. Sistemul este dirijat prin intermediul unui controler, la care sunt conectați senzorii de temperatură (termistoare). Aerul este aspirat cu ajutorul ventilatoarelor;  în "partea fierbinte" ar trebui să folosiți ventilatoare rotative, iar în partea "rece" puteți folosi ventilatoare de canal mai ieftine.

Imediat după ce soarele începe să ilumineze colectorul solar, aerul cald intră pentru a încălzi casa. Dacă casa este încălzită (sau aproape încălzită), o parte din aerul cald începe să intră în acumulatorul de căldură care se încălzește treptat de-a lungul în întregime sau parțial. Regulatorul (controler) compară temperatura aerului care iese din acumulator cu aerul din afară, și dacă temperatura este mai joasă, atunci se petrece înlocuirea aerului ( aerul "evacuat" este eliberat în atmosferă, iar în colector este aspirat aerul mai cald. (Putem folosi direct aerul din atmosferă, dacă acesta este mai cald decât aerul din acumulator de căldură, ocolind colectorul solar, de exemplu, în timpul verii).

Odata ce colectorul solar oprește să "alimenteze" casa sau  acumulatorul de căldură cu aerul cald, pornește sistemul de recuperare - încălzire cu ajutorul acumulatorului de căldură. Valve sunt aprinse și aerul din casă începe să curgă  în acumulatoare  nr. 1 , 2 sau 3, în funcție de temperatura aerului din casă și gradientul de încălze al acumulatorului de căldură. Aerul din casă nu restituie caldura acumulatorului  de căldură, ci doar se încălzește. Cantitatea de aer aspirat prin acumulator de căldură depinde de controler și este reglat de ventilatoare cu o capacitate treptat variabilă.

În cazul în care acumulatorul de căldură nu este în măsură să încălzească aerul, încălzirea directă de la acumulator de caldura poate fi oprită și pornit sistemul de recuperare a ventilației sau de pre-incalzire a aerului pentru încălzirea aerului sau a apei.

Cu o astfel de schemă de conexiune a acumulatorului de căldură putem utiliza mult mai eficient capacitatea sa de a încălzi casa cu energie solară.