Ηλιακός συλλέκτης: συσκευή και αρχή λειτουργίας

Το γεγονός ότι τα καλοκαιρινά ρεύματα του ήλιου μπορούν να μας δώσουν πολύ ελεύθερη θερμότητα συχνά έρχεται στο μυαλό το καλοκαίρι, κατά τη διάρκεια της βίαιης θερμότητας και της ασφάλτου και των τοίχων που θερμαίνονται στον ήλιο. Όταν ο καιρός είναι καλός το καλοκαίρι, ανά τετραγωνικό μέτρο μπορεί να μειωθεί από 600 έως 800 watts / h. Αυτό είναι πολύ. Εάν πολλαπλασιάζετε με την έκταση της ηλιόλουστης αυλής ή της στέγης, με τη βοήθεια ενός ηλιακού συλλέκτη μπορείτε να συλλέξετε ενέργεια συγκρίσιμη σε μέγεθος με τις ανάγκες για θέρμανση ενός σπιτιού.

Διορισμός ηλιακών συλλεκτών ↑

Οι ηλιακοί θερμικοί συλλέκτες καθιστούν δυνατή τη συλλογή ενέργειας και την κατεύθυνση της θερμότητας που λαμβάνεται στη σωστή κατεύθυνση:

• Παροχή ζεστού νερού για ντους, μπανιέρα και κουζίνα.
• Θέρμανση χώρου ενός μικρού κλειστού θερμοκηπίου ή κήπου οποιουδήποτε σχεδίου σχεδόν όλο το χρόνο.
• Σημαντική προσθήκη στο κύκλωμα θέρμανσης σπιτιού σε κρύο και σχεδόν ολοκληρωμένη παροχή σε δροσερές φθινοπωρινές μέρες.

Ο συλλέκτης έχει σχεδιαστεί για να συλλέγει ηλιακή ενέργεια στην πιο βολική μορφή για χρήση. Συμβατικά, σύμφωνα με τη συσκευή του ηλιακού συλλέκτη, τα σχέδιά τους μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες:

1. Κενό πολλαπλών σωλήνων ή επίπεδο με αναγκαστική ή φυσική κυκλοφορία του ψυκτικού. Τις περισσότερες φορές αυτές είναι σταθερές κατασκευές σχεδιασμένες για εποχιακή εργασία.
2. Ηλιακοί συλλέκτες αέρα, οι απλούστεροι και ελαφρύτεροι. Η συσσωρευμένη θερμότητα απομακρύνεται από τη θερμαινόμενη επιφάνεια του συλλέκτη με ρεύμα αέρα.
3. Στην τρίτη έκδοση των σχεδίων ηλιακών συλλεκτών, η θερμότητα που λαμβάνεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια, που κυμαίνεται από θερμοψύκτες έως πολύπλοκες μηχανές με ηλεκτρικές συσκευές ατμού.

Η τελευταία ομάδα προϊόντων σπάνια βρίσκει ζήτηση στον πληθυσμό λόγω του υψηλού κόστους και της πολυπλοκότητας των υπηρεσιών..

Πώς λειτουργεί ένας ηλιακός συλλέκτης πλήρους ροής ↑

Η απλούστερη έκδοση του επίπεδου σχεδιασμού του ηλιακού συλλέκτη είναι μια έκδοση πλήρους ροής με ψύκτρα δύο στρώσεων. Η ίδια η συσκευή, σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, είναι παρόμοια με μια έκδοση καλοκαιρινής εξοχικής κατοικίας του ντους, η βάση της οποίας είναι ένα βαρέλι επεξεργασμένο στην εξωτερική επιφάνεια με ασφαλτική μαστίχα ή μαύρο χρώμα.

Για να αυξηθεί η ποσότητα της συλλεγόμενης ηλιακής ενέργειας, ο σχεδιασμός του ηλιακού συλλέκτη γίνεται με τη μορφή ενός επίπεδου δοχείου με σχετικά μικρό πάχος, 5-7 cm, το πλάτος και το μήκος της συσκευής εξαρτάται από τις ειδικές ανάγκες της συλλεκτικής ισχύος. Ένας από τους τοίχους είναι κατασκευασμένος από ανοδιωμένο αλουμίνιο και βαμμένο μαύρο ως αιθάλη, χρώμα, χωρίς ένα σπινθήρισμα. Αυτή είναι η λεγόμενη επιφάνεια λήψης ή εργασίας του συλλέκτη. Στο εσωτερικό του τμήματος εργασίας του συλλέκτη, κατασκευάζονται συχνά λεπτές νευρώσεις αλουμινίου ή πλαστικού, οι οποίες βελτιώνουν την αφαίρεση θερμότητας της ενέργειας από το τοίχωμα της επιφάνειας εργασίας στο ψυκτικό – νερό ή αντιψυκτικό.

Για τη μείωση της ρύπανσης και των απωλειών στην επιφάνεια εργασίας, τοποθετείται ένα λεπτό διαφανές φιλμ ή ένα φύλλο πλαστικού ή γυαλιού με καλή απόδοση θερμομόνωσης. Στο εσωτερικό, μια τέτοια προστασία ψεκάζεται με ένα στρώμα από αλουμίνιο καθρέφτη, το οποίο τελικά μειώνει την απώλεια θερμότητας λόγω ανάκλασης και μεταφοράς.

Ο σχεδιασμός ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη μπορεί να έχει ένα τοίχωμα σάντουιτς από γραφίτη σκόνης, μεταλλικές ίνες και ενισχυτική ρητίνη αντί για ένα συμβατικό φύλλο αλουμινίου. Ένα τέτοιο υλικό έχει καλή θερμική αγωγιμότητα και υψηλή αντοχή στην οξείδωση..

Τέτοιες κατασκευές πρέπει να τοποθετηθούν σε ενισχυμένο πλαίσιο, συνήθως στην ηλιόλουστη πλευρά της στέγης ή του τοίχου του σπιτιού.

Συστήματα θέρμανσης κενού ↑

Για όλη την απλότητα, την αξιοπιστία και το χαμηλό κόστος, οι επίπεδες συσκευές ηλιακής αποθήκευσης έχουν σχετικά καλή παραγωγικότητα θερμότητας μόνο σε μια ηλιόλουστη ημέρα. Για υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη ή στις αρχές της άνοιξης – στα τέλη του φθινοπώρου, η παραγωγικότητα θερμότητας μειώνεται κατά το ήμισυ.

Σε σύγκριση με τους επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες, τα συστήματα κενού έχουν υψηλότερη απόδοση. Ο σχεδιασμός βασίζεται σε ένα μεμονωμένο θερμικό στοιχείο – ένα σωλήνα κενού, η αρχή της λειτουργίας ενός τέτοιου ηλιακού συλλέκτη βασίζεται σε μια συσκευή γνωστή στη φυσική – έναν σωλήνα θερμότητας, ο οποίος είναι αρκετά περίπλοκος και ιδιότροπος, αλλά αποτελεσματικός στη λειτουργία. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα είναι η εξαιρετικά υψηλή θερμική αγωγιμότητα, λόγω της οποίας όλη η θερμότητα που έχει πέσει στο ένα άκρο του σωλήνα συλλέγεται και συγκεντρώνεται στο αντίθετο άκρο σε λίγες στιγμές.

Το στοιχείο κενού είναι ένας επιμήκης σωλήνας φιάλης κατασκευασμένος από ανθεκτικό γυαλί, στο εσωτερικό του οποίου ψεκάζεται μια επικάλυψη καθρέφτη. Χάρη στον μονόδρομο καθρέφτη, η ροή της ηλιακής ενέργειας διεισδύει ελεύθερα στο εσωτερικό του λαμπτήρα και δεν μπορεί να διαφύγει, απορροφάται αποτελεσματικά από το χαλκό άκρο του σωλήνα θερμότητας που τοποθετείται μέσα στο σώμα του λαμπτήρα. Για τη μείωση των απωλειών, ο αέρας από τον γυάλινο λαμπτήρα αντλήθηκε. Το κεντρικό στοιχείο χαλκού μεταφέρει την ενέργεια που λαμβάνεται από τη φωτεινή ροή στη ροή του θερμικού φορέα, συνήθως αντιψυκτικό ή απευθείας στη δεξαμενή νερού.

Πλεονεκτήματα των ηλιακών συλλεκτών κενού ↑

Πλεονεκτήματα στη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας στην έκδοση σωλήνων θερμότητας:

1. Η αποτελεσματικότητα της απορρόφησης και της μετατροπής της ηλιακής θερμότητας είναι 3-4 φορές υψηλότερη από τους επίπεδους και συλλέκτες αέρα.
2. Λειτουργεί εξαιρετικά στο εύρος θερμοκρασίας 0-50^{σχετικά με}C, ενώ άλλοι τύποι ηλιακών συλλεκτών, σύμφωνα με τις κριτικές των χρηστών, έχουν διάστημα εργασίας 20^{σχετικά με}ΜΕ;
3. Λιγότερη ευαισθησία στην κατεύθυνση και τη γωνία εμφάνισης του ηλιακού φωτός. Για κανονική λειτουργία του ηλιακού συλλέκτη, αρκεί να φωτίζεται από τον ήλιο ακόμη και σε οξεία γωνία πρόσπτωσης του ηλιακού φωτός, για άλλα σχέδια ηλιακών συλλεκτών όταν υπερβαίνει τη βέλτιστη γωνία φωτισμού πάνω από 20^{σχετικά με} η απόδοση μειώνεται κατά 10% ανά ώρα.
4. Το χαμηλό βάρος του σχεδιασμού της ηλιακής μονάδας σάς επιτρέπει να το εγκαταστήσετε απευθείας στην οροφή, ακόμη και χωρίς ειδική υποστήριξη.

Κατά τον προγραμματισμό της απόκτησης, αξίζει να κάνετε έναν κατά προσέγγιση υπολογισμό της περιοχής του ηλιακού συλλέκτη, με βάση την αναλογία: ένα τετραγωνικό μέτρο θα δώσει περίπου 50-55 λίτρα ζεστού νερού την ημέρα, αλλά όχι βραστό νερό. Μπορείτε να βρείτε πιο ακριβείς πληροφορίες στους ιστότοπους εταιρειών που συμμετέχουν στην παραγωγή ηλιακών συλλεκτών. Εκεί μπορείτε να λάβετε πληροφορίες σχετικά με το κόστος των προϊόντων. Κάθε εταιρεία αποδεικνύει την υπερ-αποδοτικότητα και το χαμηλό κόστος των προϊόντων της. Μια συσκευή κενού με 15 στοιχεία θα κοστίσει περίπου 15-20 χιλιάδες. ρούβλια για θέρμανση ισχύος 1,3-1,5 kW και δεξαμενή αποθήκευσης 80-100 λίτρα.

Τα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά τέτοιων συστημάτων ηλιακών συλλεκτών περιλαμβάνουν τη δυνατότητα ελέγχου της λειτουργικότητας κάθε λαμπτήρα κενού ανεξάρτητα, χωρίς ειδικά εργαλεία. Αρκεί το βράδυ, σε κατάσταση αδράνειας, να τοποθετήσετε μια παλάμη στο κάτω άκρο του σωλήνα. Εάν το στοιχείο παραμείνει κρύο για μεγάλο χρονικό διάστημα και δεν υπάρχει πλάκα σαν παγετό στην περιοχή στεγανοποίησης του λαμπτήρα, η συσκευή θεωρείται ότι λειτουργεί.

Το ζεστό νερό από τη δεξαμενή μπορεί να τροφοδοτηθεί με βαρύτητα, αλλά τις περισσότερες φορές εγκαθιστούν μια ενισχυτική αντλία χαμηλής ισχύος που σας επιτρέπει να γεμίζετε γρήγορα τη δεξαμενή μετά την κατανάλωση ζεστού νερού. Σε πιο σοβαρές εκδόσεις του σχεδιασμού, ο ηλιακός συλλέκτης συνδυάζεται με έναν συσσωρευτή θερμότητας και ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου για παροχή και θέρμανση ζεστού νερού. Το κόστος τέτοιων συστημάτων δεν είναι μικρότερο από 1000EUR. Η εγγύηση για συστήματα με σωλήνες θερμότητας, κατά κανόνα, είναι από 5 έως 25 χρόνια, ανάλογα με το επίπεδο ποιότητας των υλικών που χρησιμοποιούνται στη συσκευή.

Συλλέκτες αέρα ↑

Όσο πιο περίπλοκος είναι ο σχεδιασμός, τόσο πιο ακριβό είναι να λειτουργεί και τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα απροσδόκητων βλαβών. Από αυτή την άποψη, ο σχεδιασμός των συλλεκτών με μεταφορά θερμότητας αέρα είναι πρωταθλητές στην απλότητα και την αξιοπιστία. Στην πραγματικότητα, μια πολλαπλή αέρα είναι ένα σύνολο κατακόρυφων αγωγών ή σωλήνων με ματ μαύρο φινίρισμα. Ο συλλέκτης χρησιμοποιεί την αρχή της επιτάχυνσης του θερμαινόμενου αέρα σε κάθετο σωλήνα.

Τα πλεονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα μιας αερομεταφερόμενης κατασκευής περιλαμβάνουν:

• Η υψηλότερη αξιοπιστία και απλότητα του σχεδιασμού.
• Μικρό βάρος της συσκευής, ευελιξία εγκατάστασης και ευκολία εγκατάστασης.
• Η ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας για τη λειτουργία του ανεμιστήρα, σε ορισμένες περιπτώσεις ο ανεμιστήρας μπορεί να απενεργοποιηθεί και η θέρμανση πραγματοποιείται με βαρύτητα.

Ο σχεδιασμός του συλλέκτη αποτελείται από μεγάλο αριθμό σωλήνων αλουμινίου λεπτού τοιχώματος με ματ ματ επιφάνεια. Η μπαταρία του σωλήνα διαθέτει κεντρικούς αγωγούς ψυχρού και εξαντλητικού ζεστού αέρα · ένας φυγοκεντρικός ανεμιστήρας μηδενικής αντίστασης είναι εγκατεστημένος στον κρύο. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να απενεργοποιηθεί και σε αυτήν την κατάσταση πρακτικά δεν δημιουργεί αντίσταση στη ροή του κινούμενου αέρα.

Η συσκευή διαθέτει εισαγωγή αέρα που σας επιτρέπει να προσαρμόσετε την ποσότητα και την αναλογία αέρα που λαμβάνεται από το εξωτερικό και από το θερμαινόμενο δωμάτιο.

Στην παραγωγή θερμότητας, οι συλλέκτες αέρα είναι πρακτικά κατώτεροι από τα επίπεδα συστήματα, απαιτούν κάθετη διάταξη σωλήνων και μέγιστη έκθεση στον ήλιο. Η ισχύς ρυθμίζεται εύκολα επιλέγοντας τον αριθμό των σωλήνων εναλλάκτη θερμότητας. Συχνά, οι ηλιακοί συλλέκτες είναι απαραίτητοι για τη θέρμανση και τον εξαερισμό μιας ποικιλίας αποθηκευτικών χώρων, χρησιμοποιούνται για την ξήρανση μιας ποικιλίας λαχανικών και φρούτων.