Воздушный тепловой насос: как выбрать и собрать своими руками

Тепловой насос своими руками: рабочие варианты изготовления из подручных средств

В котельных сжигается газ, уголь или мазут. В результате этого образуется тепло, которое при помощи теплоносителя по трубам подается в многоквартирные дома. В частном секторе для получения теплоснабжения также могут сжигать газ, уголь или дрова. В некоторых редких случаях для отопления может использоваться электроэнергия.

В настоящее время имеются эффективные разработки тепловых насосов (далее — ТН). Их можно использовать для отопления домов частного сектора, садовых домиков и гаражей.

Особенности тепловых насосов

Для получения тепловой энергии в ТН не используются энергоносители, и поэтому не наносится вред окружающей природе. Такая установка производит тепловой энергии больше, чем потребляет электроэнергии.

Принцип работы

В основе работы ТН лежит принцип переноса тепла от более холодного источника к более теплому. То есть более холодное он делает еще холоднее, а более теплое — еще теплее. Это значит здесь не заложена идея вечного двигателя, потому что в сумме количество тепла сохраняется неизменным, а электроэнергия тратится только на разделение и перенос тепла.

Для чего нужны

Тепловой насос можно применить как для отопления, так и для охлаждения, потому что при помощи его происходит разделение и перенос тепла. Значит ту часть установки, которая становится холоднее, можно использовать для понижения температуры, а другую часть — для повышения.

Виды насосов

Имеются различные виды тепловых насосов, но все они основаны на использовании принципа получения тепла или холода методом разделения тепловой энергии и ее переноса. Лишь один ТН Френетта отличается. Кавитационный способ получения тепловой энергии при помощи гидродинамического генератора является разновидностью теплового насоса.

Тепловая энергия, которая расходуется на отопление здания, является следствием преобразования энергии, осуществляемого при помощи теплового насоса. Причем получают тепло без сжигания топлива, а при помощи охлаждения наружной среды и выделения тепловой энергии внутри помещения, то есть в этом случае закон сохранения энергии соблюдается: сколько тепловой энергии забирается из внешней среды, столько же и выделяется внутри здания. Большинство таких устройств бытового назначения используют тепло солнца, которое накапливается поверхностью земли, водой или воздухом.

Поэтому по типу первого контура все конструкции можно разделить на воздушные, грунтовые и водяные.

По виду теплоносителя (В — вода, Г — грунт) в контурах насосы можно разделить на восемь типов:

  • В—В;
  • Г—В;
  • Г—воздух;
  • воздух—В;
  • воздух—воздух;
  • В—воздух;
  • хладагент—В;
  • хладагент—воздух.

Они могут использовать также тепло выпускаемого воздуха, подогревая приточный, то есть работать в режиме рекуперации.

Воздух-воздух

По принципу работы тепловой насос напоминает тот, что применяется в кондиционере в режиме обогрева, но имеет единственное отличие. ТН настроен на отопление, а кондиционер на снижение температуры в комнате.

Принцип действия установки В—В заключается в следующем: воздух даже при низких температурах имеет некоторое количество энергии. Только при абсолютном нуле тепловая энергия отсутствует. Большинство ТН способны получать тепло при температуре –15 °С. В настоящее время некоторые производители выпускают станции, сохраняющие отбор тепла при –30 °С. Забор тепла происходит при помощи испарения фреона, который циркулирует по внутреннему контуру. Для этой цели используется испаритель, в котором хладагент преобразовывается из жидкого состояния в газообразное. При этом поглощается тепло.

Следующим блоком, который расположен в системе теплоснабжения В—В, является компрессор, который фреон из газообразного состояния превращает в жидкое. При этом выделяется тепло. Эффективность установки В—В напрямую зависит от температуры окружающей среды. Чем она ниже, тем и производительность станции меньше.

Воздух-вода

ТН типа воздух-вода является наиболее универсальной моделью. Она весьма эффективна в теплое время года, но в холодное время года производительность существенно падает.
Простой монтаж является преимуществом системы. Подходящее оборудование монтируется в любом месте. Тепло, которое удаляется из помещения в виде газа либо дыма, может повторно использовать.

Водяной ТН берет тепло из грунтовых вод, которые прокачиваются через испаритель. Подобный насос отличается неплохой эффективностью и повышенной стабильностью: эффективность — это результат значительной теплоотдачи воды.

Разумеется, для использования установки такого типа, нужно чтобы грунтовые воды на территории имелись в достаточном количестве. Желательно, чтобы вода находилась не глубже 30 метров.

Вода-вода

При такой системе во внутреннем контуре циркулирует легко испаряющаяся жидкость, например, фреон. В качестве контура внутри помещения могут быть водяные трубы, регистры или батареи, заполненные водой.

В качестве внешнего контура может выступать любой водоем, с достаточно большим количеством воды. Это может быть река, озеро или пруд. В этом случае теплоноситель забирает тепло с внешнего контура и отдает его контуру внутреннему.

Геотермальный

В качестве источника тепла у ТН используется запасенная тепловая энергия земли. Такие насосы считаются самыми эффективными, потому что температура грунта остается постоянной в течение всего года.

Эти системы подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Но для такого метода нужно довольно большая площадь под горизонтальные трубы, а для вертикальных систем необходимо выполнить значительные земляные работы.

Цены на разные виды тепловых насосов

Какой насос лучше сделать

Для того чтобы накопить опыт по изготовлению ТН, желательно собрать такой агрегат из старого кондиционера или из старого холодильника. В этом случае можно наглядно увидеть, как работает система. Еще одно немаловажное преимущество— это использование готовых деталей от холодильника или кондиционера. Собрать тепловой насос для отопления дома своими руками, используя тепловую энергию земли, будет следующим шагом в этом направлении.

Читайте также:
Бурение скважин под тепловые насосы: что важно знать?

Сборка простого насоса из кондиционера

Современные кондиционеры могут выполнять функцию ТН воздух—воздух. Но их производительность падает вместе с температурой наружного воздуха.

Доработав кондиционер, можно получить действительно работающую модель насоса. Для этого можно собрать самодельный ТН своими руками по рабочим вариантам чертежей из кондиционера, который отбирает энергию не у наружного воздуха, а от проточной воды. В этом случае от кондиционера используется только компрессор.

  1. К компрессору нужно сделать теплообменник. Медная трубка длиной 30 метров наматывается в форме змеевика на цилиндр. После чего эту конструкцию нужно поместить в стальную емкость, которая имеет патрубки для воды.
  2. Компрессор необходимо присоединить к нижнему вводу теплообменника, а к верхнему подключить регулирующий клапан.
  3. Заправить систему фреоном лучше всего поручить мастеру.
  4. Дальше следует всю конструкцию проверить и произвести пробный пуск ТН.
  5. После устранения недостатков система отключается от напряжения, все закрепляется, закрывается защитными кожухом и включается в работу.

Сборка насоса из старого холодильника

Тепловой насос изготовить из старого холодильника можно двумя способами.

В первом случае холодильник должен находиться внутри помещения, а снаружи требуется проложить 2 воздуховода и врезать в переднюю дверку. По верхнему воздух попадает в морозилку, происходит охлаждение воздуха, и по нижнему воздуховоду он покидает холодильник. Помещение греется от теплообменника, который расположен на задней стенке.

По второму способу своими руками сделать тепловой насос тоже довольно просто. Для этого понадобится старый холодильник, его надо только встроить снаружи отапливаемого помещения.

Такой обогреватель может работать при наружной температуре до минус 5 ºС.

Изготовление геотермальной установки

Изготовить геотермальную установку своими руками вполне возможно. При этом для обогрева жилища используется тепловая энергия земли. Конечно, это трудоемкий процесс, но и выгода при этом получается существенная.

Расчет контура и теплообменников насоса

Площадь контура для ТН составляется из расчета 30 м² на каждый киловатт. Для жилого помещения площадью 100 м² нужно около 8 киловатт/час энергии. Значит площадь контура будет составлять 240 м².

Теплообменник можно сделать из медной трубки. Температура на входе 60 градусов, на выходе 30 градусов, тепловая мощность 8 киловатт/час. Площадь теплового обмена должна быть 1,1 м². Медная трубка диаметром 10 миллиметров, коэффициент запаса 1,2.

Длина окружности в метрах: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 м.

Количество медной трубки в метрах: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 м.

Необходимое оборудование и материалы

Во многом успех при изготовлении ТН зависит от степени подготовленности и знаний самого исполнителя, а также от наличия и качества всего необходимого для монтажа теплового насоса.

Перед началом работ нужно приобрести оборудование и материалы:

  • компрессор;
  • конденсатор;
  • контроллер;
  • полиэтиленовые фитинги, предназначенные для сборки коллекторов;
  • труба на земляной контур;
  • циркуляционные насосы;
  • водопроводный шланг или труба ПНД;
  • манометры, термометры;
  • трубка медная диаметром 10 миллиметров;
  • утеплитель для трубопроводов;
  • комплект уплотнений для герметизации.

Как собрать теплообменный блок

Теплообменный блок состоит из двух составных частей. Испаритель нужно собрать по принципу «труба в трубе». Внутренняя медная трубка заполняется фреоном или другой быстро закипающей жидкостью. По наружной циркулирует вода из скважины.

Перед сборкой конденсатора необходимо медную трубку намотать в виде спирали и поместить в металлическую бочку емкостью не менее 0,2 м³. Медная трубка заполняется фреоном, а бочка с водой подключается к системе отопления дома.

Обустройство грунтового контура

Для того чтобы подготовить необходимую площадь для грунтового контура, требуется выполнить большой объем земляных работ, которые желательно проводить механизированным способом.

Можно использовать 2 метода:

1. При первом способе необходимо снять верхний слой грунта на глубину ниже его промерзания. На дно получившегося котлована уложить змейкой свободную часть наружной трубы испарителя и произвести рекультивацию почвы.

2. Во втором способе нужно сначала прокопать траншею по всей планируемой площади. В нее укладывается труба.

Затем нужно проверить герметичность всех соединений и заполнить трубу водой. Если протечек нет, можно засыпать конструкцию землей.

Заправка и первый запуск

После окончания монтажа необходимо заполнить систему хладагентом. Данную работу лучше всего поручить специалисту, потому что для заправки внутреннего контура фреоном применяются специальные приборы. При заполнении нужно замерить давление и температуру на входе компрессора и на выходе.

После окончания заправки нужно включить оба циркуляционных насоса на самую низкую скорость, затем запустить компрессор и контролировать работу всей системы по термометрам. При прогреве магистрали возможно обмерзание, но после полного прогрева системы обмерзание должно растаять. Циркуляционный насос grundfos вы найдете ответ по ссылке.

Видео

В этом видео показано, как можно из кондиционера сделать тепловой насос.

Из данного видео вы узнаете все о ТН: принцип работы, типы, преимущества и недостатки, правила монтажа.

Евгений Афанасьев главный редактор

Читайте также:
Как сделать ветряной генератор для дома своими руками?

Автор публикации 22.11.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Воздушный тепловой насос для отопления помещений

Воздушные тепловые насосы, появившиеся сравнительно недавно, ознаменовали без малого прорыв в отопительных системах. Используемый в них для теплообмена атмосферный воздух представляет собой неиссякаемый источник бесплатной энергии. По этой причине популярность данных конструкций очень велика.

  1. Для чего нужен тепловой насос и как он работает
  2. Преимущества и недостатки тепловых насосов
  3. Как выбрать воздушный тепловой насос
  4. Нюансы планового обслуживания воздушных тепловых насосов
  5. Сборка воздушного теплонасоса своими руками
  6. Альтернативные варианты тепловых насосов

Для чего нужен тепловой насос и как он работает

Воздушные тепловые насосы разных конструкций используются в качестве основных или дополнительных источников отопления жилищ. Причем монтаж подобных сооружений не является архисложным. Его можно производить уже после строительства загородного дома, а некоторые конструкции позволяют производить их установку даже для отопления помещений в многоквартирных домах.

Существует два основных типа воздушных тепловых насосов для отопления помещений. Выделяют конструкции следующих систем: воздух-воздух и воздух-вода. Общей для различных конструкций тепловых насосов чертой является наличие двух блоков: наружного и внутреннего. Наружные блоки систем воздух-воздух и воздух вода практически идентичны, а вот в устройстве внутренних элементов они имеют принципиальные отличия. Хотя, принцип работы тех и других во многом похож.

Наружный блок теплового насоса осуществляет забор воздуха из окружающей среды посредством установленного в нем вентилятора. Забираемый воздух внутри внешнего блока насоса попадает в теплообменную систему. Она представляет собой комплекс трубок, по которым циркулирует хладагент. Особенностью хладагента является его состав, который позволяет ему поддерживать экстремально низкую температуру. Она почти всегда ниже температуры окружающего воздуха. При контакте атмосферного воздуха и элементов системы теплообмена происходит нагрев хладагента. Чем выше разница между его температурой и температурой атмосферы, тем эффективнее будет проходить процесс теплопередачи.

Схема работы теплового насоса

Получая энергию в виде тепла, хладагент увеличивается в объеме и меняет свое агрегатное состояние на газообразное. Образовавшийся газ по внутренним каналам поступает в компрессорный блок насоса, где происходит его принудительное сжатие. За счет этого процесса происходит дополнительный разогрев хладагента приблизительно на 20%. Таким образом, из всего полученного тепла лишь 1/5 часть вырабатывается за счет расхода электроэнергии, остальные 4/5 получены из атмосферы.

После сжатия газ транспортируется в конденсаторный блок. Там происходит очередная смена агрегатного состояния хладагента с газообразного на жидкое. В результате этого хладагент приобретает свою первоначальную температуру, а накопленное им тепло переходит на теплоприемник. До этого момента принципы работы систем воздух-воздух и воздух-вода идентичны.

Разница между этими агрегатами заключается в том, что в первом случае (воздух-воздух) в качестве теплоприемника выступает воздух помещения, а во втором (воздух-вода) – объемный бак с водой. Он кроме этого играет роль теплового аккумулятора и источника горячего водоснабжения дома, если это предусмотрено конструкцией.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Идеального способа отопления помещений еще не изобретено. Каждый известный на данный момент вариант отопительных конструкций обладает плюсами и минусами. К достоинствам тепловых насосов можно отнести:

  • Минимальный уровень воздействия на окружающую среду. Непосредственно сам агрегат не производит никаких выбросов.
  • Достаточно простой монтаж. Установка воздушных тепловых насосов не требует каких-либо тонких или же наоборот сверхсложных в плане прилагаемых усилий работ.
  • Низкая вероятность возгорания. Такие системы, по сравнению с системами, использующими тепловую энергию горения, практически неспособны вызвать пожар.
  • Экономичность. Большая часть вырабатываемой тепловыми насосами энергии черпается из бесплатного источника – атмосферы. Соотношение затраченной электроэнергии к выработанной тепловой составляет порядка 1 к 5.
  • Простота эксплуатации. Обслуживание данных агрегатов вполне по силам даже обычному обывателю, неподкованному в техническом плане.

Количество отрицательных сторон, как и степень их важности, у тепловых насосов незначительны, но все же они есть:

  • Функционирование некоторых систем связано с шумом. К ним относятся вентилятор для забора воздуха и компрессорный блок.
  • Нахождение в прямой зависимости эффективности отопления от температуры окружающей среды. Для регионов, где встречаются экстремальные морозы использование таких систем должно быть сопряжено с наличием резервного источника отопления.
  • Необходимость постоянного подключения к электросети.

Как несложно заметить выгода от использования тепловых насосов перевешивает незначительные недостатки, связанные с их эксплуатацией.

Как выбрать воздушный тепловой насос

Разнообразие марок и моделей в нише воздушных тепловых насосов для отопления домов довольно велико. Кроме компании производителя разные агрегаты могут отличаться и своими эксплуатационными свойствами.

Главный параметр – это мощность теплонасоса, от нее будет зависеть качество отопления дома. Главным образом выбор мощности зависит от размеров отапливаемого помещения. Ориентировочно определить необходимую мощность можно самостоятельно. Она определяется из расчета 700 ватт на 10 квадратных метров площади. Однако такой расчет весьма приблизителен. Он наиболее точен при условии хорошей теплоизоляции дома, а также при высоте потолков равной 270 сантиметров.

Другим варьирующимся параметром является техническая оснащенность агрегата. В разных ценовых категориях можно найти как максимально простые устройства с минимальным набором опций, так и оснащенные по последнему слову техники. Наиболее дорогие модели включают в комплект различные программные блоки, позволяющие производить тонкую настройку рабочих циклов насоса, а также управлять ими дистанционно.

Читайте также:
Гелиоколлектор: разновидности, как сделать своими руками

Также воздушные тепловые насосы различаются по диапазону рабочих температур.

Стандартные модели воздушных насосов эффективно работают при температурах порядка 15-20 градусов по Цельсию ниже ноля. Однако некоторые агрегаты могут осуществлять обогрев помещения при морозах вплоть до 32 градусов.

Определив для себя важность наличия тех или иных опций, можно выбирать оптимальную для своих условий модель, не переплачивая лишних денег.

Нюансы планового обслуживания воздушных тепловых насосов

Для того чтобы тепловой насос отслужил весь положенный ему срок, необходимо время от времени выполнять несложные манипуляции по его обслуживанию. В план таких мероприятий входит:

  • Своевременная чистка наружного блока насоса. Главным образом это касается основания вентилятора и теплообменника.
  • Плановая проверка герметичности системы циркуляции хладагента.
  • Замена масла в компрессорной установке и смазка подвижных частей вентилятора.
  • Проверка кабелей электропитания.

На выполнение данных действий не нужно тратить много сил, зато они позволят сохранить теплонасос в идеальном состоянии долгое время.

Сборка воздушного теплонасоса своими руками

Самодельный тепловой насос

Процесс сборки агрегата включает в себя следующие этапы:

  • Из медной трубки, толщина стенок которой должна быть не менее 0.1 сантиметра, изготавливается змеевик цилиндрической формы. Края трубки выводятся вверх и вниз змеевика.
  • Далее змеевик помещается в оцинкованный бак, соответствующий ему размерами. Для его размещения бак необходимо разрезать на две части. После чего с верхним краем трубки змеевика соединяется выходной, а с нижним входной патрубки. Далее бак герметизируется. В результате данных манипуляций получается первый элемент конструкции – конденсатор.
  • Теперь нужно установить компрессор. Создание этого элемента в домашних условиях невозможно, поэтому можно подобрать компрессор, снятый со старого оборудования, например, сплит-системы. Напорный патрубок компрессора соединятся с выходным патрубком змеевика посредством гибкой трубы.
  • Аналогично первому делается второй змеевик. Он в свою очередь должен соответствовать размерами второму (полимерному) баку.
  • После чего размещаем второй змеевик в полимерный бак и аналогично оборудуем на нем два выпуска. С торца к баку монтируется система нагнетания воздуха, вентилятор с электромотором. Вся эта конструкция будет выполнять функцию наружного теплообменного блока (испарителя). Испаритель монтируется на поверхности наружной стены здания или в другом удобном месте на открытом воздухе.
  • На следующем этапе нижний патрубок конденсатора соединяется с одним из патрубков испарителя. В данную соединяющую трубу монтируется дроссель.
  • Далее объединяется второй патрубок испарителя и входной патрубок компрессора.

Осуществив описанные выше действия, можно собрать основу конструкции воздушного теплового насоса. После этого нужно подключить всю систему к электросети и провести пусконаладочные работы.

Альтернативные варианты тепловых насосов

Получение тепла из атмосферы – не единственный вариант выработки дешевой энергии для отопления помещений. Существуют агрегаты, в основе действия которых лежат те же принципы теплообмена, что и у воздушных насосов. Однако в качестве источника тепла они используют другие среды. Так существуют тепловые насосы, внешний блок которых помещен под воду или в грунт, ниже глубины промерзания. Такие конструкции отличаются большей эффективностью, так как используемые для теплообмена вода и грунт обладают температурой выше ноля градусов по Цельсию. Температура воздуха в свою очередь часто бывает отрицательной. Правда, такие альтернативы существенно дороже и более сложны в монтаже.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что использование воздушных тепловых насосов в качестве отопительных приборов имеет множество преимуществ. Потратившись один раз на покупку и монтаж такого агрегата, впоследствии можно экономить на отоплении существенные средства, получив при этом качественный источник тепла, а в некоторых случаях и горячего водоснабжения.

Тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип действия, разновидности агрегатов и инструкция по изготовлению

Выгода от использования системы отопления на базе теплового насоса (ТН) вполне очевидна. Однако, широкого применения данный способ обогрева жилища у нас пока не получил, главным образом – из-за дороговизны оборудования.

Проблемой заинтересовались народные умельцы. Кое-кто из них решил не отказываться от столь прогрессивной идеи и придумал, как соорудить тепловой насос для отопления дома своими руками.

Принцип действия

Название «тепловой насос» характеризует работу данного устройства максимально точно.

Действительно, этот агрегат цикл за циклом как бы выкачивает тепловую энергию, причем извлекаться она может из довольно холодной по нашим меркам среды, которая называется низкопотенциальным источником.

Под этим термином обычно подразумевают грунт на глубине более 2-х метров, прохладный зимний воздух и даже укрытый ледяной коркой водоем.

Рассмотрим работу этого технического чуда поэтапно:

  1. В среду-источник помещается контур из труб, по которому циркулирует антифриз или раствор соли. За время обхода контура теплоносителю сообщается температура примерно в +5 – +7 градусов.
  2. Далее теплоноситель поступает к испарителю ТН, в котором находится особое вещество – хладагент. Чаще всего в этом качестве выступает фреон. За счет теплообмена хладагент нагревается до тех же +5 – +7 градусов. При этом он переходит в газообразное состояние, поскольку закипает при температуре около -10 градусов.
  3. Теперь происходит самое интересное: хладагент перекачивается компрессором в конденсатор, где сжимается под большим давлением, вследствие чего его температура увеличивается до 70 – 80 градусов. Конденсатор омывается водой, циркулирующей в отопительной системе. Она нагревается, а затем передает тепловую энергию радиаторам.
  4. Через редукционный клапан хладагент порциями сбрасывается в испаритель, где он расширяется и остывает. При этом его температура становится ниже исходных 5-ти градусов, ведь часть внутренней энергии была передана рабочей среде отопительного контура на предыдущем этапе. Снова происходит нагрев от контакта с рассолом, испарение, закачка компрессором в конденсатор – и так по кругу.
Читайте также:
Газовый генератор с автозапуском: разновидности, как выбрать

Принцип действия теплового насоса

Разновидности

Когда говорят о видах ТН, указывают среду-источник и среду-получатель, посредством которой осуществляется отопление дома. Таким образом, выделяют следующие разновидности этих устройств:

  1. ТН типа «грунт — вода»: в этом варианте средой-источником является грунт. Трубопровод с циркулирующим по нему рассолом или антифризом можно расположить горизонтально от 2-х до 5-ти метров ниже уровня земли (потребуется участок большой площади) – либо вертикально – в скважине глубиной 150 – 200 м. Потребителем выкачиваемой тепловой энергии выступает рабочая среда водяной системы отопления.
  2. ТН типа «вода — вода»: в данном случае трубы внешнего контура погружаются не в грунт, а в расположенный поблизости водоем (если, конечно, таковой имеется в наличии). Важно, чтобы водоем даже в самый сильный мороз не промерзал на всю глубину. Разумеется, погрузить наружный контур в воду гораздо проще, чем закапывать в грунт, поэтому при наличии водоема данный вариант является наиболее предпочтительным.
  3. ТН типа «воздух — вода»: ТН с самым простым устройством, но и наименее производительный. Наружного контура попросту нет, испаритель закреплен на стене снаружи дома и обдувается вентилятором. Тогда как температура в грунте и воде не снижается за пределы +5 градусов, воздух может охлаждаться и до -30, поэтому ТН типа «воздух — вода» или «воздух — воздух» (обогрев дома осуществляется по принципу тепловентилятора) работает эффективно далеко не всегда.

Достоинства и недостатки технологии

Важнейшими преимуществами ТН являются:

  1. Экономичность: на каждый киловатт потребленной электроэнергии ТН выдает на-гора от 3 до 5 кВт тепла. То есть речь идет о практически дармовом отоплении.
  2. Экологичность и безопасность: работа ТН не связана с образованием и выбросом в атмосферу каких-либо опасных для экологии веществ, а отсутствие пламени делает эту технологию абсолютно безопасной.
  3. Простота эксплуатации: в отличие от газовых и твердотопливных котлов ТН не нужно чистить от сажи и копоти. Так же не придется сооружать и обслуживать дымоход.

Существенный недостаток данной технологии – высокая стоимость оборудования и монтажных работ.

Приведем простой расчет. Для дома площадью 120 кв. м понадобится ТН производительностью 120х0,1 = 12 кВт (из расчета 100 Вт на 1 кв. м). Модель Diplomat от компании Thermia с такой производительностью стоит около 6,8 тыс. евро. Несколько дешевле обойдется модель DUO того же производителя, но и ее стоимость нельзя назвать демократичной: около 5,9 тыс. евро.

Тепловой насос Thermia Diplomat

Даже если сравнивать с самым дорогим видом традиционного отопления – электрическим (по 4 руб. за 1 кВт*ч, 3 месяца – работа с полной загрузкой, 3 месяца – с половинной), окупаемость займет более 4-х лет, и это без учета стоимости монтажа наружного контура. На деле же ТН не всегда работает с расчетной производительностью, соответственно, и срок окупаемости может оказаться более продолжительным.

Покрытый толстым слоем льда пруд — отличный источник для бесплатного отопления. Геотермальное отопление: принцип работы, достоинства и недостатки, способы размещения внешнего контура.

Схему обвязки котла отопления вы найдете здесь.

Печь на отработанном топливе — отличный вариант для экономичного отопления помещения. Здесь https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/na-otrabotannom-masle-svoimi-rukami.html вы найдете пошаговую инструкцию по изготовлению такого устройства своими руками.

Делаем тепловой насос своими силами

В общих чертах инструкция по изготовлению тепловых насосов для отопления своими руками имеет следующий вид:

  • приобретается компрессор;
  • изготавливаются конденсатор и испаритель;
  • устанавливается регулирующий клапан и производится заправка ТН фреоном.

Приобретение компрессора (можно б/у)

Компрессор следует выбирать спиральный, а не поршневой компрессор, так как он имеет более высокий КПД и отличается большей долговечностью.

Шумит он тоже меньше, что немаловажно, ведь агрегат будет находиться внутри дома.

В самодельном ТН вместо одного мощного компрессора можно установить несколько маломощных, которые будут включаться в работу один за другим.

Преимущество такого варианта – снижение величины пусковых токов в сравнении со схемой, включающей один компрессор. «Сердце» ТН следует закрепить на стене с помощью кронштейнов.

Изготовление конденсатора

Конденсатор изготавливается в виде змеевика из медной трубы. Ее диаметр и длина подбираются таким образом,чтобы площадь поверхности соответствовала значению:

S = P / 0.8 x dT

Здесь:

  • S, кв. м – площадь поверхности конденсатора (медного змеевика);
  • P, кВт – мощность по тепловыделению;
  • 0,8 – стандартный коэффициент теплопроводности для меди;
  • dT, градусы – разность температур теплоносителя отопительной системы на входе и выходе в теплообменник.

Для придания змеевику правильной формы медную трубу можно оборачивать вокруг газового баллона. Ее стенка должна быть не тоньше 1-го мм, иначе при сгибании она будет заминаться.

Читайте также:
Труба для газовой колонки в квартире: диаметр, особенности

Конденсатор располагают так, чтобы фреон поступал в него сверху.

Испаритель рассчитывают и изготавливают совершенно аналогично. Фреон в него должен поступать снизу.

Наиболее эффективными являются покупные пластинчатые теплообменники, но стоят они довольно дорого: около 400 евро. Предлагается установить испаритель и конденсатор в обычных баках, каждый из которых подключен к соответствующему контуру. Емкость бака для конденсатора составляет примерно 120 л, для испарителя понадобится меньший объем – около 70 л. Правда, змеевик испарителя может оказаться слишком большим, в этом случае для него также можно взять бак объемом 120 л.

Все привылки, что электрическое отопление стоит очень дешево, поэтому оно не пользуется большой популярностью. На самом деле отопление дома электричеством дешево можно организовать при помощи многотарифных счетчиков и накопительных емкостей. Как это делается, читайте на нашем сайте.

Подробную систему расчета мощности котла отопления вы найдете в этой теме.

Завершающий этап

Завершающий этап – монтаж терморегулирующего клапана и заправка ТН фреоном R22 или R422. Для этих операций придется приглашать специалиста с соответствующим оборудованием.

Схема устройства самодельного теплового насоса

Способы размещения наружного контура

Существует несколько вариантов размещения наружного контура:

  1. В грунте горизонтально: трубы укладываются «змейкой» с шагом около 1 м на глубине, превышающей глубину промерзания грунта. Длина контура определяется из расчета 20 – 30 Вт потребной тепловой мощности на 1 м.п. Устройство такого контура не потребует специальных навыков, но под него придется отвести довольно большой участок.
  2. В грунте вертикально: трубы наружного контура помещают в скважины глубиной до 200 м. В этом случае с 1-го м.п. удается получить уже 50 Вт тепла. Построить вертикальный контур самостоятельно невозможно, придется приглашать бурильщиков. Но у него есть и преимущество: уходя вглубь, вы сэкономите изрядную часть собственной территории.
  3. В водоеме: при наличии водоема – самый предпочтительный вариант, так как отпадает необходимость производства земляных работ. Трубы контура укладывают на дне спиралью и прижимают грузом. Производительность по теплу – около 30-40 Вт/м.п.
  4. На воздухе: в этом случае, как уже говорилось, наружный контур вовсе отсутствует. Испаритель необходимо закрепить на улице, установив рядом с ним вентилятор.

О бивалентных системах отопления

В этом случае можно соорудить бивалентную отопительную систему.

От моновалентной она отличается наличием нескольких принципиально разных источников тепла.

Так, например, тепловой насос можно совместить с солнечным коллектором или твердотопливным котлом.

Видео на тему

«Солнечная» черепица – «зеленая» технология для кровельных материалов

Фотоэлектрическая черепица


Каждый раз, когда звучит фраза об «альтернативной солнечной энергии», в голове возникает картинка с большой солнечной батареей, установленной на крыше. Еще недавно многие люди избегали устанавливать на своих крышах громоздкие сооружения с солнечными панелями, так как они не вписывались в общий дизайн постройки и портили весь внешний вид дома. Теперь каждый житель нашей планеты при постройке загородного коттеджа может использовать специально разработанную «солнечную» черепицу, или как ее принято называть среди строителей – «фотоэлектрическую» черепицу, без ущерба для внешнего вида крыши и всего дома в целом.

В отличие от старых разработок, «солнечная» черепица не только дешевле солнечных батарей и проста в установке, но еще и полностью повторяет дизайн обычной кровельной черепицы. Ее главные функции заключаются в двух основных пунктах – защита конструкции крыши и производство дешевой электроэнергии путем использования солнечной энергии на бытовые потребности жителей дома.

Фотоэлементы включены в структуру самой черепицы, поэтому она выглядит как обычная гибкая структура и ничем внешне не отличается от других видов кровельных черепиц. Она отлично фиксируется при установке и хорошо переносит все изменения погодных условий, ее конструкция креплений способна выдержать порывы ураганного ветра до 130 км в час.

Монтаж солнечных батарей

Установку панелей выполняют как непосредственно на крышу, так и на несущую конструкцию, специально предназначенную для этих целей.
ustanovka-2 ustanovka-1

В первом варианте панели будут размещены под фиксированным углом, что создаст определенные сложности при их эксплуатации, к примеру, в периоды пониженной интенсивности солнца. Таким образом, единственным приемлемым видом панелей останутся только не зависящие от активности солнца.

Чаще при установке используют второй способ, тем более что он применим к любой кровле. Несущая конструкция помимо того, что придает устойчивость к атмосферным воздействиям, к примеру, сильным порывам ветра, дает возможность регуляции угла наклона.

На заметку Крыша дома может иметь любую конфигурацию, за исключением скатных с уклоном более 40°.

  • Если наклон крыш для солнечных батарей не превышает 40°, то в этом случае монтаж выполняют либо на рамную конструкцию, либо без нее.
  • На плоской крышах установку выполняют на наклонную плоскость специального металлического каркаса.
  • На стене подобные батареи устанавливают очень редко. Как и в предыдущем случае монтаж выполняют на рамной конструкции, обязательно с наклоном.
  • Гелиосистемы в квартирах обычно устанавливают либо на крыше балкона или лоджии или с наружной стороны.

Полезно Хотя солнечные батареи на крыше многоквартирного дома по общей стоимости будут дороже индивидуальных, однако сократят расходы по эксплуатации. Не надо забывать, что на крышах высоток отсутствуют затемненности, а, значит, модули на них будут работать с большей производительностью.

Читайте также:
Газовый холодильник: ремонт, как сделать своими руками

Установку на земле выполняют на специальной опорной конструкции, расположенной не ниже полуметра от земли. Это вариант рекомендован, в частности, для регионов с сильными снегопадами.

На какие моменты нужно обратить внимание при монтаже

  • Проверьте, в состоянии ли кровля противостоять суммарной нагрузке, образованной от веса рамы и самой панели.
  • Объекты, которые находятся вблизи, не должны откидывать тень на панели. В противном случае
  • из-за недостатка энергии солнца понизится КПД оборудования,
  • в системе ряд панелей из-за тени, падающей на их поверхность, не будут работать,

в этих условиях могут возникнуть так называемые блуждающие токи, которые выведут из строя батарею.

Как устроен каркас

  • Конструкцию фиксируют при помощи металлических угольников размером 5*5 см и 2,5*2,5 см. Последние используются для распорных перекладин.
  • Крепление выполняют при помощи шести- и восьмимиллиметровых болтов.
  • Под кровельное покрытие каркас подвешивают, используя 12-миллиметровые шпильки.
  • В угольниках предварительно просверливают отверстия под шурупы, которыми фиксируют панели.

Внимание! Каркас не должен иметь перекосов, поскольку в противном случае из-за возникшего на поверхности стекла напряжения оно может просто лопнуть.

В завершение посмотрите, как выполняется установка солнечных батарей на практике.

Система фотоэлектрической солнечной кровли


Система фотоэлектрической солнечной кровли состоит из модуля PV, который и вырабатывает электрический ток, а также из аккумуляторной батареи, инверторов и проводов, что позволяет преобразовывать постоянный ток (DC), выработанный от солнечных лучей в переменный ток (AC), применяемый в бытовых целях. Малые системы такого покрытия солнечной черепицей позволяют непосредственно использовать выработанную энергию на хозяйственные нужды, в то время как крупные системы производственных зданий и комплексов используются автономно по системе энергонакоплений. Размер установленной на крыше фотоэлектрической черепицы (ее общая площадь) напрямую зависит от спроса на потребление электрической энергии в конкретном жилом или производственном здании. Как правило, каждая единица гибкой «солнечной» черепицы может производить от 17 до 50 ватт электроэнергии, поэтому при ее установке на крыше следует точно рассчитывать количество квадратных метров, под которые будет устанавливаться эта инновационная черепица.

Из чего состоит солнечная черепица

Фотогальваническая черепица, называемая также солнечной, — это вид кровли, преобразующий энергию солнца. Лист состоит из битума, на который крепятся фотогальванические ячейки. Сверху на материал наносится в 2–3 слоя аморфный кремний для создания антибликового эффекта. Элементы соединяются диодами с выведенным кабелями, которые покрыты полимером для защиты от агрессивных внешних факторов.


Солнечная черепица выглядит красиво и обеспечивает защиту дома от осадков

Плюс гибкого материала: возможность установить на крышу любой формы. Пластины при необходимости ставятся под наклоном. При этом черепица с фотоэлементами сочетается с гонтами и другими кровельными материалами. При установке применяется комплексный подход: солнечная сторона крыши покрывается фоточерепицей, затемненная — обычным покрытием, которое выглядит идентично и не портит внешнего вида здания.

Установка фотоэлектрической черепицы.


Многими строительными компаниями было отмечено, что установка «солнечной» черепицы намного легче, по сравнению с установкой солнечных батарей. Бытует заблуждение, что такая черепица эффективна только в том случае, если будет установлена с солнечной стороны дома и работает только под прямыми лучами солнца. На самом деле для выработки электроэнергии необходим просто дневной свет, поэтому она может устанавливаться по обеим сторонам крыши в самом удобном месте, где позволяет общий дизайн здания. Внешне «солнечная» черепица похожа на кровельную дранку асфальтовой раскраски, поэтому ее легко включить в проектный дизайн крыши. После установки черепицы на крыше, производится системное подключение к приборам и освещению в доме.

Виды черепицы Tesla

Что представляет из себя солнечная крыша Тесла? Это всем известные солнечные батареи (преобразователи энергии солнца в другие виды энергии), но выполняющие одновременно функции защитной конструкции — кровельного материала. Согласно презентации, известно о четырех видах стеклянных панелей, рассчитанных для различных предпочтений застройщиков и архитекторов. Будут предлагаться керамическая черепица итальянского стиля, сланец, текстурированная или гладкая плитка. Вся коллекция представлена ниже:


Имитация натуральной керамической черепицы романского стиля


Slate Glass Tile визуально трудно спутать с природным сланцем


Кровельные панели с оригинальной текстурой


Гладкая плитка для современного дома

Вероятно, ассортимент цветов и моделей будет пополняться с растущей популярностью кровельного материала.

Преимущества фотоэлектрической черепицы.


Самым главным преимуществом «солнечной» черепицы перед другими видами кровельных покрытий является ее экологически чистая природа, плюс большая экономия электроэнергии. Самые большие затраты возникнут только при установке черепицы на крыше, но как только она начнет «работать», экономия электроэнергии составит более 60%, что через короткое время покроет все затраты по ее установке и будущему ремонту, если такой возникнет. Нет необходимости укладывать под «солнечную» черепицу дополнительный утеплитель, в этом тоже своя экономия денежных средств и времени. Крыша с такой черепицей выглядит очень стильно, создает своеобразный украшающий эффект.


Фотоэлектрическая черепица проста в установке, ее отдельные поврежденные участки легко заменяемы. В некоторых европейских странах, для улучшения экологической обстановки в регионе, жителям городов предоставляются государственными банками очень выгодные кредиты и субсидии на установку такой кровли с «солнечной» черепицей. Так что, возможно в ближайшем обозримом будущем наше государство, тоже обратит на это внимание. Таким образом, установка энергосберегающей черепицы является первым шагом в продвижении на планете.

Читайте также:
Лопасти для ветрогенератора: изготовление своими руками

Особенности материала

Управление работой солнечной черепицы происходит при помощи специального приложения для смартфона. Через него можно ограничивать потребление энергии для определенной техники или перенаправлять ток. В начале 2021 года компания установила больше 1000 инновационных крыш.

Сейчас установка осуществляется лишь в нескольких штатах Америки. Компания подготовила специальных людей, которые занимаются монтажом. По скорости и профессионализму они превосходят других монтажников. В ближайшее время Tesla планирует выходить на международный рынок.

Солнечные панели Tesla — все, что нужно знать о высокотехнологичной кровле

Генеральный директор компании Tesla Илон Маск во время презентации нового продукта – солнечных панелей для крыши, заявил о старте продаж инновационного детища ближе к середине 2017 года. Продукт известен под названием “солнечная крыша” (solar roof) и был разработан в SolarCity, совладельцем которого являлся господин Илон. В ноябре 2016 года Tesla motors приобрела компанию за $2,1 млрд, другими словами, solar roof сменила только юридического владельца, а не фактического. В преддверии долгожданного выхода продукта на рынок, расскажем, что известно о солнечной кровле сегодня.

  • Виды черепицы Tesla
  • Из чего состоят панели Tesla Solar roof?
  • Ориентировочная стоимость “солнечной” крыши
  • Фото домов с применением кровли Tesla

Виды черепицы Tesla

Что представляет из себя солнечная крыша Тесла? Это всем известные солнечные батареи (преобразователи энергии солнца в другие виды энергии), но выполняющие одновременно функции защитной конструкции – кровельного материала. Согласно презентации, известно о четырех видах стеклянных панелей, рассчитанных для различных предпочтений застройщиков и архитекторов. Будут предлагаться керамическая черепица итальянского стиля, сланец, текстурированная или гладкая плитка. Вся коллекция представлена ниже:

Вероятно, ассортимент цветов и моделей будет пополняться с растущей популярностью кровельного материала.

Из чего состоят панели Tesla Solar roof?

Каждая черепица состоит из трех слоев:

  1. Верхний слой – сверхпрочное и ударостойкое закаленное стекло;
  2. Высокоэффективная солнечная батарея;
  3. И наконец слой с цветной пленкой или текстурой, имитирующей популярные виды кровли: керамику, сланец или дранку.

В своем твиттере Тесла опубликовала видео механических испытаний своего продукта в сравнении с обычными материалами для крыши.

Скорее всего, такая прочность в период реальной эксплуатации не понадобится, но свойства стекла безусловно впечатляют.

В своем микроблоге Маск подчеркнул, что при необходимости можно включать нагревательные элементы на поверхности стеклянных панелей для очистки их от снега.

Он добавил, что такой процесс не будет энергоемким, но позволит сильно увеличить КПД солнечных батарей в зимний период.

Ориентировочная стоимость “солнечной” крыши

Буквально на днях Илан Маск сделал шокирующее для многих застройщиков заявление: солнечная крыша будет стоить дешевле традиционных материалов. Так ли это? Возможно, сами батареи и будут чуть ниже цены, например, керамической черепицы. Но не стоит забывать о дополнительном оборудовании, без которого продукция Tesla не будет функционировать должным образом, а именно генерировать солнечную энергию и преобразовывать ее в электрическую. Можно интерпретировать сказанное основателем компании как: стоимость новой технологии будет ниже обычного кровельного материала + солнечные батареи, что совершенно меняет картину.

Как минимум к стеклянной кровле нужно будет прикупить фирменный аккумулятор Powerwall 2-ого поколения. Его стоимость составляет порядка $5,5 тыс. Немного о его технических характеристиках:

  • Габариты – 1150×755×155 мм;
  • Вес – 122 кг;
  • Диапазон температур для работы устройства – от −20°С до +50°С;
  • Потребляемая мощность – 14 кВт.ч;
  • Непрерывная мощность – 5 кВт, макс. – 7 кВт;
  • Гарантийный срок – 10 лет.

В состав Powerwall 2 также входит инвертор напряжения.

Батарея Tesla Powerwall 2 благодаря рабочему диапазону температуры можно устанавливать как внутри помещения, так и снаружи. Например, его можно закрепить на фасаде здания.

Подключение панелей Тесла ничем не отличается от традиционной схемы солнечных батарей. Напряжение постоянного тока из крыши попадает в аккумулятор Powerwall, который передает его в инвертор для преобразования в переменный ток.

Общая схема подключения солнечных батарей для преобразования энергии солнца в электроэнергию

Попробуем рассчитать ориентировочную стоимость на оборудование Tesla для дома, площадь крыши которого – 200 м2. Если солнечная кровля будет дешевле обычного материала (например, керамической черепицы), тогда цена 1 м2 не должна превышать $35. Не забываем учесть затраты на батарею: 5500 / 200 = $27,5. Итого 35 + 27,5 = $62,5, умножим полученный результат на общую площадь: 62,5*200 = $12,5 тыс. Именно столько потребуется отдать за современные технологии для частного дома средних размеров. Разумеется, расчеты ориентировочны, но не стоит забывать о дополнительных затратах на монтаж и дополнительные элементы энергоэффективной системы.

Еще немного цифр. Согласно данным сайта greentechmedia.com система Тесла будет генерировать порядка 9000 кВт.ч в год (экономию можно посчитать самостоятельно). Также портал ссылается на недостаточное количество профессиональных установщиков, что повлечет за собой высокие затраты на первоначальный монтаж и настройку оборудования. Учитывая все факторы, цена такой высокотехнологичной кровли будет находится в диапазоне от $ 33000 до $ 37000 за все те же 200 кв.м.

Читайте также:
Как работает тепловой насос воздух вода для отопления дома?

Фото домов с применением кровли Tesla

Солнечные панели будут производится на заводе в Буффало (штат Нью-Йорк). Вот как выглядит дом с только что установленными панелями Tuscan Glass Tile (Тосканская стеклянная плитка).

Панели со стороны двора или улицы будут выглядеть непрозрачными. Разглядеть стеклянное происхождения материала можно будет только в солнечное время, просматривая здание сверху-вниз. Изображения Slate Glass Tile:

«Солнечная» черепица – «зеленая» технология для кровельных материалов

Фотоэлектрическая черепица


Каждый раз, когда звучит фраза об «альтернативной солнечной энергии», в голове возникает картинка с большой солнечной батареей, установленной на крыше. Еще недавно многие люди избегали устанавливать на своих крышах громоздкие сооружения с солнечными панелями, так как они не вписывались в общий дизайн постройки и портили весь внешний вид дома. Теперь каждый житель нашей планеты при постройке загородного коттеджа может использовать специально разработанную «солнечную» черепицу, или как ее принято называть среди строителей – «фотоэлектрическую» черепицу, без ущерба для внешнего вида крыши и всего дома в целом.

В отличие от старых разработок, «солнечная» черепица не только дешевле солнечных батарей и проста в установке, но еще и полностью повторяет дизайн обычной кровельной черепицы. Ее главные функции заключаются в двух основных пунктах – защита конструкции крыши и производство дешевой электроэнергии путем использования солнечной энергии на бытовые потребности жителей дома.

Фотоэлементы включены в структуру самой черепицы, поэтому она выглядит как обычная гибкая структура и ничем внешне не отличается от других видов кровельных черепиц. Она отлично фиксируется при установке и хорошо переносит все изменения погодных условий, ее конструкция креплений способна выдержать порывы ураганного ветра до 130 км в час.

Солнечные панели и черепица: два в одном

Сейчас использование альтернативных источников энергии является обычным делом во многих странах мира, включая и Украину. Современные технологии позволяют рядовому гражданину самостоятельно получать себе электроэнергию из ветра, солнца, воды и других источников. Однако самым популярным альтернативным источником стало само солнце. Солнечные батареи очень доступны, а польза от них оправдывает вложения. Эта отрасль стремительно развивается и открывает миру новые интересные и практические технологии.

Одной из таких технологий стала новая система солнечных панелей, которые несколько отличаются от стандартного традиционного оборудования. Данная система позволяет устанавливать солнечные батареи непосредственно в крышу своего дома! Панели имеют дизайн черепицы, которая будет отлично смотреться на крыше, а также выполнять две основные функции: защитную энергодобывную. Солнечные батареи в виде черепицы

Изобретение данной технологии добычи энергии стал одним из главных достижений в мире, сегодня же, все эти изобретения проходят модернизацию и глобальные изменения, которые позволят людям гораздо эффективнее использовать их в своих целях. Главным изменением стал дизайн традиционных панелей.

Старые виды панелей не всегда вписываются в экстерьер дома, нарушая эстетическую гармонию и нанося некоторые неудобства владельцу. Теперь же, эту проблему можно решить с помощью интересного дизайнерского решения, а именно солнечных батарей в виде черепицы.

Такая модель солнечных панелей, как уже было сказано ранее, выполняет сразу две функции. Одна из них это добыча электроэнергии, а другая защита жилья от влаги, ветра и т.д.

В «солнечную» черепицу интегрированные фотоэлементы, которые перерабатывают солнечную энергию в электричество. Важной функцией этого оборудования является возможность сбрасывать излишки энергии в общую электросеть, что позволит значительно снизить личные расходы.


Преимущества солнечной черепицы

Главным преимуществом солнечной черепицы является ее долгий срок эксплуатации. Он составляет период времени от 20 до 50 лет! Такой долгий срок позволит полностью стать независимым от центральной энергосистемы, а стоимость панелей окупится уже через 3 года. К преимуществам такой черепицы также относятся:

Небольшой вес на кровельную конструкцию не увеличивается нагрузка, что позволяет избежать быстрого разрушения крыши дома; Компактные размеры данная панель имеет небольшой размер, благодаря которому ее можно легко; Большой показатель прочности и устойчивости к различным погодным условиям; Самоочищающаяся система панели могут самостоятельно очищаться за счет дождя и влаги; Многолетняя гарантия работы без падения КПД; Легкая и удобная установка. Если вы уже имели возможность оценить лично работу традиционных панелей, тогда можно уверенно сказать, что практически каждый владелец обычных батарей, оценит комфортные условия, которые открывает «солнечная черепица».

Производство энергопроизводящей черепицы

В мире существуют не так много компаний, которые производят такое оборудование, но с каждым днем популярность этого кровельного покрытия возрастает. Главными и, пожалуй, крупнейшим производителем энергопроизводящей черепицы стала компания из Великобритании, которая называется «Solar Slate». Британцы делают высококачественные кровельные изделия со встроенными фотоэлементами, которые полностью идентичны обычной черепицы и даже с близкого расстояния сложно увидеть разницу между ними. При этом панели выполняют функцию кровельного покрытия ничуть не хуже обычных изделий.

На отечественном рынке также есть возможность приобрести данное энергопроизводящее покрытие, произведенное в странах СНГ. Эти батареи значительно дешевле, а их функционал практически не уступает зарубежным моделям.

Читайте также:
Биогаз из навоза: технология производства, переработка

Монтаж панелей

Что касается монтажа панелей «солнечной» черепицы, то ее установка очень простая. Она практически ничем не отличается от обычной кровли, а совместимость панели со стандартными изделиями позволят установить батареи в любой нужной части крыши. Технология отлично сочетается с общим покрытием, не позволяя влаге проникать в дом, а также сохранять в нем тепло. Новые разработки источников альтернативной энергии сегодня постоянно проходят модернизацию, с целью повысить свои качества, а также сделать технологии значительно удобнее в использовании и найти им новое практическое применение. Солнечные батареи в виде черепичной покрытия это отличный вариант практического изобретения, который способен выполнять несколько функций одновременно и обеспечить комфортные условия в работе с оборудованием.

Поделиться:

Система фотоэлектрической солнечной кровли


Система фотоэлектрической солнечной кровли состоит из модуля PV, который и вырабатывает электрический ток, а также из аккумуляторной батареи, инверторов и проводов, что позволяет преобразовывать постоянный ток (DC), выработанный от солнечных лучей в переменный ток (AC), применяемый в бытовых целях. Малые системы такого покрытия солнечной черепицей позволяют непосредственно использовать выработанную энергию на хозяйственные нужды, в то время как крупные системы производственных зданий и комплексов используются автономно по системе энергонакоплений. Размер установленной на крыше фотоэлектрической черепицы (ее общая площадь) напрямую зависит от спроса на потребление электрической энергии в конкретном жилом или производственном здании. Как правило, каждая единица гибкой «солнечной» черепицы может производить от 17 до 50 ватт электроэнергии, поэтому при ее установке на крыше следует точно рассчитывать количество квадратных метров, под которые будет устанавливаться эта инновационная черепица.

Установка фотоэлектрической черепицы.


Многими строительными компаниями было отмечено, что установка «солнечной» черепицы намного легче, по сравнению с установкой солнечных батарей. Бытует заблуждение, что такая черепица эффективна только в том случае, если будет установлена с солнечной стороны дома и работает только под прямыми лучами солнца. На самом деле для выработки электроэнергии необходим просто дневной свет, поэтому она может устанавливаться по обеим сторонам крыши в самом удобном месте, где позволяет общий дизайн здания. Внешне «солнечная» черепица похожа на кровельную дранку асфальтовой раскраски, поэтому ее легко включить в проектный дизайн крыши. После установки черепицы на крыше, производится системное подключение к приборам и освещению в доме.

Кровля зданий на базе интегрированных фотоэлектрических материалов

В результате исследований и экспериментов было установлено, что для плоских крыш целесообразней использовать рулонные интегрированные материалы с тонкопленочными фотоэлектропреобразователями. Разработка дешевой технологии получения тонкопленочных модулей на базе селенида меди и индия (CIS), а также селенида меди, индия и галлия (CIGS) открыла для строителей широкие перспективы применения этих материалов. Сейчас промышленность может выпускать гелиевые модули площадью до двух и более квадратных метров, причем эти модули могут иметь различную фактуру поверхности и практически любого цвета, при этом модули эти могут выпускаться и в виде рулонов.


Интегрированная солнечная фотомембрана Solar Roof

Эти модули без каких-либо проблем могут быть нанесены практически на любую основу и способны генерировать электрический ток достаточно высокой мощности.

У этих гибких тонкопленочных фотоэлектрических модулей есть еще одно неоспоримое преимущество перед традиционными гелиевыми панелями – их небольшой вес. Один квадратный метр такого модуля весит чуть менее пяти килограммов. При таком весе нагрузка на конструкцию кровли уменьшается более чем в пять раз по сравнению с обычными солнечными батареями. Укладка таких модулей практически не отличается от укладки обычных модулей. Отличие заключается лишь в том, что после укладки модулей требуется подключить фотопреобразователи к энергосистеме здания.


Подключение солнечной черепицы к энергосистеме дома

Это подключение может быть либо через контроллер заряда к аккумуляторной батарее, либо через сетевой инвертор напрямую к электросети. Кровли из таких модулей достаточно долговечны. Срок их эксплуатации оценивается в 30 – 40 лет. Но строительные компании на изготовленные «солнечные крыши» обычно дают гарантию на 25 лет.

  • Солнечные батареи Tesla в виде крыши

Для наклонных (скатных) крыш рекомендуется использовать гелиевые модули, выполненные в виде черепицы. Это так называемая «солнечная черепица», которая внешне очень похожа на обычную гибкую битумную черепицу. Такая черепица впервые в мире была изготовлена компанией Dow Chemical Company.


Солнечная черепица компании Dow Chemical

Сейчас в мире выпускается множество видов гелиочерепицы, причем количество этих видов увеличивается очень быстро. Солнечные фотоэлектропреобразователи выпускаются в виде жестких модулей, имеющих форму и размеры обычной черепицы. Выпускаются они также в виде конструкций с полужесткой структурой и несколькими кремниевыми солнечными ячейками, с габаритами, несколько превышающими габаритные размеры обычной черепицы. Ну, а новые фотоэлектрические преобразователи на базе тонких пленок выпускаются вообще в том виде, который пожелает заказчик, но при этом по размерам и по гибкости идентичны обычной черепице.

Преимущества фотоэлектрической черепицы.


Самым главным преимуществом «солнечной» черепицы перед другими видами кровельных покрытий является ее экологически чистая природа, плюс большая экономия электроэнергии. Самые большие затраты возникнут только при установке черепицы на крыше, но как только она начнет «работать», экономия электроэнергии составит более 60%, что через короткое время покроет все затраты по ее установке и будущему ремонту, если такой возникнет. Нет необходимости укладывать под «солнечную» черепицу дополнительный утеплитель, в этом тоже своя экономия денежных средств и времени. Крыша с такой черепицей выглядит очень стильно, создает своеобразный украшающий эффект.

Читайте также:
«Солнечная» черепица – «зеленая» технология для кровельных материалов


Фотоэлектрическая черепица проста в установке, ее отдельные поврежденные участки легко заменяемы. В некоторых европейских странах, для улучшения экологической обстановки в регионе, жителям городов предоставляются государственными банками очень выгодные кредиты и субсидии на установку такой кровли с «солнечной» черепицей. Так что, возможно в ближайшем обозримом будущем наше государство, тоже обратит на это внимание. Таким образом, установка энергосберегающей черепицы является первым шагом в продвижении на планете.

Солнечная черепица Tesla

Во время презентации новой продукции генеральный директор компании Tesla Илон Маск представил новый продукт – солнечные панели для крыши. Продукт получил название солнечная крыша (solar roof). Его разработкой занималась SolarCity, совладельцем корой является Илон Маск. В этой статье мы решили поговорить о том, почему солнечная черепица Tesla будет популярной и востребованной.

Виды черепицы Tesla

Что представляет собою солнечная крыша Tesla? Сама по себе черепица представляет собою солнечные батареи. Она способна выполнять не только функцию защитной конструкции. Такая черепица также способна преобразовывать энергию солнца. Согласно презентации, которую представила компания будет 4 вида стеклянных панелей, которые рассчитаны на различные предпочтения застройщиков и архитекторов.

Специалисты планируют выпустить керамическую черепицу итальянского стиля, сланец, текстурированную и гладкую плитку. Ознакомиться с коллекцией более детально вы можете на фото ниже.

Черепица романского стиля

Slate Glass Tile визуально напоминает натуральный камень

Черепица с оригинальной текстурой

Конечно, многие специалисты предполагают, что ассортимент продукции со временем будет расширяться. Однако, те модели, которые можно будет приобрести сейчас также достаточно интересны.

Слои панелей Tesla Solar Roof

Если рассмотреть черепицу более детально тогда можно увидеть, что каждая модель состоит из трех слоев:

  • верхний слой изготовлен из сверхпрочного ударостойкого закаленного стекла;
  • эффективная солнечная батарея;
  • слой с цветной пленкой или текстурой.

Сравнительно недавно в твиттере компания Тесла опубликовала видео проведения механических испытаний своего продукта по сравнению с привычными для многих материалами. Изучить это видео можно на странице компании в твиттере. Конечно, такая прочность скорее всего не потребуется в период реальной эксплуатации, но свойства стекла действительно поражают.

Илон Маск также заявил, что при необходимости на поверхности стеклянных панелей можно включать нагревательные элементы для очистки от снега.

Он утверждает, что этот процесс не будет энергоемким, но КПД солнечных батарей в зимний период значительно увеличится.

Стоимость «солнечной» крыши

Недавно создатели солнечной черепицы Tesla заявили, что она будет стоить дешевле традиционных материалов. Однако не все так просто. Конечно, сами панели могут стоить дешево, но не следует забывать о дополнительном оборудовании, без которого продукция Tesla просто не сможет функционировать должным образом.

Минимум, что потребуется для стеклянной кровли, так это фирменный аккумулятор Powerwall 2-ого поколения. На сегодняшний день его стоимость составляет около 5.5 тысяч долларов. К техническим характеристикам этого аккумулятора относят:

  1. Габариты: 1150х755х155 мм.
  2. Вес: 122 кг.
  3. Диапазон температур для работы: от -20 до +50 градусов.
  4. Потребляемая мощность: 14 кВт/ч.
  5. Непрерывная мощность 5 кВт/ч.
  6. Гарантийный период: 10 лет.

В состав Powerwall 2 также входит инвертор напряжения. Подключение черепицы Tesla практически нечем не отличается от подключения стандартных солнечных батарей. Напряжение постоянного тока из крыши попадает в инвертор для преобразования в переменный ток.

Схема солнечных панелей Tesla

Теперь давайте попробуем рассчитать стоимость оборудования для дома, площадь которого составляет 200 квадратных метров. Специалисты предполагают, что стоимость такой кровли обойдется в 12.5 тысяч долларов. Хотим отметить, что это предварительные расчеты, но не следует забывать о дополнительных затратах на монтаж. Согласно предварительным данным система тесла будет генерировать около 9000 кВт/ч.

Форма дома с применением кровли Tesla

Изготовление солнечных панелей осуществляется на заводе в Буффало. На фото ниже вы можете увидеть дом, на котором уже были установлены солнечные панели Tuscan Glass Tile (токанская стеклянная плитка).

Tuscan Glass Tile

Если смотреть на панели со стороны двора, то они покажутся непрозрачными. Разглядеть стеклянное происхождение панелей можно будет только в солнечное время. В отличии от других видов солнечной крыши гладкие панели были специально разработаны, чтобы каждый мог разглядеть солнечные панели с разных углов. Гладкая стеклянная плитка Tesla предназначена, чтобы предложить более современный вид.

Многие эксперты прогнозируют, что на эту разработку будет просто сумасшедший спрос. Сначала эта разработка охватит США и страны Европы. Продажами Tesla solar roof будет заниматься самостоятельно без посредников и торговых организаций. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: