Czas na nowe źródła energii! Co jest dobrego w kolektorze słonecznym do ogrzewania

Źródła energii takie jak elektryczność, węgiel i gaz stają się coraz droższe.

Ludzie muszą bardziej zastanowić się nad swoim wykorzystaniem bardziej przyjazne dla środowiska systemy ogrzewanie.

Dlatego został opracowany innowacje techniczne w dziedzinie alternatywnych źródeł ciepłaW tym celu zaczęto stosować kolektory słoneczne.

Kolektor słoneczny do ogrzewania

Powierzchnia tego urządzenia ma niską refleksyjność, dzięki czemu ciepło jest pochłaniane. Do ogrzewania pomieszczenia Mechanizm ten wykorzystuje światło słoneczne i jego promieniowanie podczerwone.

Do ogrzania wody i domu wystarczy moc prostego kolektora słonecznego. Zależy to od konstrukcji urządzenia. Osoba może zainstalować sprzęt sama. W tym celu nie trzeba używać drogich narzędzi i materiałów.

Projekt

Konstrukcja sprzętu jest prosta. Urządzenie jest prostokątną płytą składającą się z kilku warstw:

• Osłona ze szkła hartowanego antyrefleksyjnego z ramą;
• absorber;
• izolacja dolna;
• izolacja boczna;
• rurociąg;
• szklana kurtyna;
• obudowa aluminiowa odporna na warunki atmosferyczne;
• łączące sutki.

W skład systemu wchodzą: 1-2 kolekcjonerów, zbiornik magazynowy i komora wstępna. Konstrukcja jest zorganizowana w sposób zamknięty, więc promienie słoneczne tylko do niej docierają i zamieniają się w ciepło.

Zasada działania

Podstawą działania instalacji jest termosyfonŚrodek chłodzący wewnątrz urządzenia krąży niezależnie, co eliminuje potrzebę stosowania pompy.

Podgrzana woda ma tendencję do unoszenia się, wypychając zimną wodę i transportując ją do źródła ciepła.

Kolekcjoner jest grzejnik rurowy montowany w drewnianej obudowie, z których jedna płaszczyzna jest wykonana ze szkła. Do produkcji urządzenia użyto rur stalowych. Wylot i dopływ realizowane są rurami stosowanymi w instalacji wodociągowej.

Projekt działa w następujący sposób:

1. Kolektor zamienia energię słoneczną na ciepło.
2. Ciecz trafia do zbiornika magazynowego przez linię zaopatrzeniową.
3. Obieg czynnika chłodzącego odbywa się samodzielnie lub za pomocą pompy elektrycznej.Ciecz w instalacji musi spełniać szereg wymagań: nie może parować w wysokich temperaturach, być nietoksyczna i odporna na mróz. Zazwyczaj stosuje się wodę destylowaną zmieszaną z glikolem. w stosunku 6:4.

Koncentrator słoneczny

Urządzenie do gromadzenia energii słonecznej, pełni funkcję chłodziwa. Służy do skupiania energii na nadajniku-odbiorniku wewnątrz produktu.

Istnieją następujące typy:

• koncentratory paraboliczne;
• koncentratory soczewek płaskich (Soczewki Fresnela);
• na soczewkach sferycznych;
• koncentratory paraboliczne;
• wieże słoneczne.

Koncentratory odbijać promieniowanie z dużej płaszczyzny do małej, co pomaga osiągnąć wysokie temperatury. Ciecz pochłania ciepło i przenosi je do ogrzewanego obiektu.

Rodzaje kolektorów słonecznych

Obecnie istnieje kilka rodzajów kolektorów słonecznych do ogrzewania.

Mieszkanie, montaż własnymi rękami

To urządzenie składa się z panelu, w którym zamontowana jest płyta absorbująca. Ten typ urządzenia jest najbardziej powszechny. Koszt jednostkowy jest przystępny i zależy od rodzaju powłoki, producenta, mocy i powierzchni grzewczej. Ceny urządzeń tego typu są od 12 tysięcy rubli.

Zdjęcie 1. Pięć płaskich kolektorów słonecznych zainstalowanych na dachu domu prywatnego. Urządzenia są pochylone.

Zakres stosowania

Podobni kolekcjonerzy są częściej instalowane w domach prywatnych do ogrzewania pomieszczeń i zaopatrywania pomieszczeń w ciepłą wodę. Urządzenia radzą sobie z podgrzewaniem wody na letni prysznic na daczy. Należy ich używać w ciepłą i słoneczną pogodę.

Konstrukcja kolektora płaskiego

Skład urządzenia:

• szkło ochronne;
• rury miedziane;
• izolacja termiczna;
• powierzchnia chłonna o wysokim stopniu absorpcji;
• rama aluminiowa.

Klasycznym rozwiązaniem jest kolektor z wężownicą rurową. Alternatywą dla projektów wykonywanych w domu są: materiały polipropylenowe, aluminiowe puszki na napoje, gumowe węże ogrodowe.

Dno i krawędzie systemu muszą być izolowane termicznie. Jeśli absorber styka się z ciałem, możliwa jest utrata ciepła. Zewnętrzna część urządzenia jest zabezpieczona szkłem hartowanym o specjalnych właściwościach. Jako nośnik ciepła stosuje się środek przeciw zamarzaniu.

Zasada działania

Ciecz zostaje podgrzana i trafia do zbiornika magazynowego, z którego w stanie schłodzonym jest transportowana do kolektora. Projekt jest przedstawiony w dwóch wersjach:jednoobwodowe i dwuobwodowe. W pierwszym przypadku płyn trafia bezpośrednio do zbiornika, w drugim — przechodzi przez cienką rurkę przez wodę w pojemniku, ogrzewając objętość pomieszczenia. Podczas ruchu stygnie i wraca do kolektora.

Zdjęcie 2. Schemat i zasada działania płaskiego kolektora słonecznego. Strzałki wskazują części urządzenia.

Plusy i minusy

Jednostki tego typu posiadają następujące zalety:

• wysoka produktywność;
• niska cena;
• długoterminowa eksploatacja;
• niezawodność;
• możliwość samodzielnego montażu i konserwacji.

Kolektory płaskie nadają się do pracy w regionach południowych o ciepłym klimacie. Ich wadą jest to, że duży opór powietrza z powodu dużej powierzchni, więc silny wiatr może zerwać konstrukcję. Wydajność spada w zimną pogodę zimową. W idealnym przypadku jednostka powinna być zainstalowana po południowej stronie działki lub domu.

Próżnia

Urządzenie składa się z pojedynczych rurek połączonych u góry i tworzących pojedynczy panel. W rzeczywistości każda z rur jest niezależnym kolektorem. Jest to efektywny nowoczesny typ, nadający się do stosowania nawet w zimne dni. Urządzenia próżniowe są bardziej złożone niż płaskie, więc są droższe.

Zdjęcie 3. Kolektor słoneczny typu próżniowego. Urządzenie składa się z wielu rur zamocowanych w jednej konstrukcji.

Zakres stosowania

Są stosowane do zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania dużych powierzchni. Najczęściej są stosowane w domkach letniskowych i domach prywatnych. Montuje się je na elewacjach budynków, dachach spadzistych lub płaskich oraz specjalnych konstrukcjach wsporczych. Działają w zimnym klimacie i przy krótkich godzinach dziennych, nie zmniejszając swojej wydajności. Ze względu na wysoką wydajność są również stosowane na terenach rolniczych i w przedsiębiorstwach przemysłowych. Ten typ jest powszechny w krajach europejskich.

Projekt

Urządzenie zawiera:

• zbiornik do magazynowania ciepła (zbiornik na wodę);
• obieg cyrkulacji wymiennika ciepła;
• sam kolekcjoner;
• czujniki;
• odbiornik.

Konstrukcja jednostki to szereg rurowych profili zainstalowanych równolegle. Odbiornik i lampy próżniowe wykonane są z miedzi. Blok szklanych rur jest oddzielony od obwodu zewnętrznego, dzięki czemu kolektor nie przestaje pracować w przypadku awarii. 1-2 tubki. Dodatkową ochronę zapewnia izolacja poliuretanowa.

Zasada działania

Działanie konstrukcji na podstawie zerowej przewodności cieplnej próżniPomiędzy rurami tworzy się przestrzeń bez powietrza, która niezawodnie zatrzymuje ciepło wytwarzane przez promienie słoneczne.

Rozdzielacz próżniowy działa w następujący sposób:

• energia słoneczna jest odbierana przez rurkę umieszczoną wewnątrz termosu;
• podgrzana ciecz odparowuje i unosi się do strefy kondensacji rury;
• środek chłodzący spływa ze strefy kondensacji;
• cykl się powtarza.

Dzięki takiej pracy znacznie wyższy poziom wymiany ciepła, a strata ciepła jest niska. Energia jest oszczędzana dzięki warstwie próżniowej, która skutecznie zatrzymuje ciepło.

Zdjęcie 4. Schematyczny diagram próżniowego kolektora słonecznego. Komponenty urządzenia są oznaczone strzałkami.

Plusy i minusy

Zalety tego typu urządzeń:

• trwałość;
• stabilność działania;
• tania naprawa, możliwa jest wymiana tylko jednego uszkodzonego elementu, a nie całej konstrukcji;
• niska nośność, odporność na podmuchy wiatru;
• maksymalna absorpcja energii słonecznej.

Sprzęt jest drogi i zwróci się dopiero po kilku latach. po użyciu. Koszt komponentów jest również wysoki, a ich wymiana może wymagać pomocy fachowca. System nie jest w stanie samodzielnie oczyścić się z lodu, śniegu i szronu.

Rodzaje kolektorów próżniowych

Istnieją dwa rodzaje produktów: z pośrednim i bezpośrednim doprowadzeniem ciepła. Eksploatacja obiektów z pośrednim doprowadzeniem ciepła odbywa się za pomocą ciśnienia w rurach.

W urządzeniach z bezpośrednim doprowadzeniem ciepła, pojemnik nośnika ciepła i szklane urządzenia próżniowe mocowane są do ramy pod pewnym kątem, za pomocą pierścienia łączącego wykonanego z gumy.

Sprzęt łączy się z liniami doprowadzającymi wodę za pomocą zaworu odcinającegoa poziom wody w zbiorniku kontrolowany jest za pomocą zaworu blokującego.

Powietrze

Woda ma znacznie większą pojemność cieplną niż powietrze. Jednak jej stosowanie wiąże się z szeregiem problemów domowych podczas eksploatacji (korozja rur, kontrola ciśnienia, zmiana stanu skupienia). Kolektory powietrza nie są zbyt wymyślne, mają prosty design. Urządzenia te nie mogą być traktowane jako pełnoprawne zamienniki innych typów urządzeń, jednak pozwalają na obniżenie kosztów eksploatacyjnych.

Zakres stosowania

Sprzęt tego typu jest używany w ogrzewaniu powietrznym domów, systemach osuszania I do odzysku powietrza (przetwarzania)Służy do suszenia produktów rolnych.

Projekt

Składa się z:

• adsorber, panel pochłaniający ciepło wewnątrz obudowy;
• izolacja zewnętrzna wykonana ze szkła hartowanego;
• izolacja termiczna pomiędzy ścianą obudowy a absorberem;
• obudowa szczelna.

Zdjęcie 5. Kolektor słoneczny powietrzny do ogrzewania domu. Urządzenie jest zamontowane pionowo na ścianie budynku.

Urządzenie znajduje się w pobliżu ogrzewanego obiektu ze względu na duże straty ciepła w kanałach powietrznych.

Zasada działania

W przeciwieństwie do kolektorów wodnych, ogrzewacze powietrza nie kumulują ciepła, lecz natychmiast oddają je do izolacji. Światło słoneczne pada na zewnętrzną część urządzenia i ją nagrzewa, powietrze zaczyna krążyć w konstrukcji i nagrzewa pomieszczenie.

Możesz sam zaprojektować kolektor powietrza, wykorzystując dostępne materiały w produkcji: Puszki na piwo wykonane z miedzi lub aluminium, płyty wiórowe, blachy aluminiowe i metalowe.

Zdjęcie 6. Schemat kolektora słonecznego powietrznego. Na rysunku przedstawiono główne części urządzenia.

Plusy i minusy

Zalety:

• taniość urządzenia;
• możliwość samodzielnego montażu i naprawy;
• prostota projektu.

Wady: ograniczony zakres zastosowania (tylko ogrzewanie), niska wydajność. W nocy sprzęt będzie pracował w celu chłodzenia powietrza, jeśli nie będzie zamknięty.

Wybór zestawu kolektorów słonecznych do systemu grzewczego

Wybór urządzenia zależy od celów, którym będzie podporządkowana praca projektowa. Heliosystem służy do wspomagania powietrza, dostarczania ciepłej wody i podgrzewania wody w basenie.

Moc

Aby obliczyć możliwą moc układu słonecznego, musisz znać 2 parametry: nasłonecznienie w danym regionie o danej porze roku i efektywna powierzchnia absorpcyjna kolektora. Liczby te należy pomnożyć.

Czy można stosować kolektor zimą?

Urządzenia próżniowe radzić sobie z pracą w zimnym klimacie. Płaski wykazują słabą wydajność w zimnych warunkach pogodowych i lepiej sprawdzają się w regionach południowych.

Mniej nadaje się do pracy w warunkach zimowych struktura powietrza ponieważ w nocy nie jest w stanie ogrzać powietrza.

Intensywne opady powodują utrudnienia, ponieważ zimą sprzęt często jest pokryty śniegiem i wymaga regularnego czyszczenia. Mroźne powietrze zabiera nagromadzone ciepło, a sam kolektor może zostać uszkodzony przez grad.

Biorąc pod uwagę zakres zastosowania

W przemyśle wykorzystanie systemów solarnych jest coraz powszechniejsze.. Energia słoneczna jest wykorzystywana w elektrowniach, generatorach pary i zakładach odsalania wody. Kolektory próżniowe są często instalowane do ogrzewania wody, domku letniskowego lub łaźni w warunkach domowych, a kolektory płaskie są instalowane rzadziej. Systemy powietrzne pomagają obniżyć koszty ogrzewania poprzez ogrzewanie powietrza w ciągu dnia.

Kolektory próżniowe są o jedną trzecią bardziej wydajne od kolektorów płaskich. W skali roku oszczędności wynoszą 20-25%. Dobór i montaż kolektorów rurowych należy traktować poważnie, ponieważ w porównaniu z innymi kolektorami są one bardziej podatne na niszczące działanie opadów atmosferycznych.

Informacje techniczne

Przy zakupie kolektorów należy zwrócić uwagę na warunki eksploatacji. Najważniejszymi parametrami będą: całkowita powierzchnia grzewcza, powierzchnia czynna, wskaźniki strat ciepła, współczynnik kątowy, parametry wydajności.

Znajomość tych danych pozwoli Ci obliczyć produktywność eksploatacji określonej jednostki. Kupujący ma prawo zażądać od sprzedających dostarczenia stosownych obliczeń i dostępnych certyfikatów.

Ogrzewanie za pomocą paneli słonecznych

W krajach, gdzie dwie trzecie dni są przeważnie pogodne, zainstaluj panele słoneczne. Urządzenia te działają na zasadzie efektu fotoelektrycznego i zamieniają energię słoneczną na ciepło.

Zasada działania

Ten Urządzenia dzielą się na autonomiczne i zasilane z sieci energetycznej. Pierwsze gromadzą energię w urządzeniach magazynujących, co pozwala na kontynuowanie ogrzewania w przypadku braku światła. Urządzenia drugiej kategorii są podłączone do sieci energetycznej za pomocą specjalnego falownika. Sprzęt ten jest dość niezawodny, ale przestaje działać w przypadku zaniku zasilania.

Plusy i minusy

Zastosowanie paneli słonecznych pozwala na sprawne działanie systemów alarmowych przeciwpożarowych, monitoringu bezpieczeństwa i systemów grzewczych.

Oni przyjazne dla środowiska, odporne na zużycie i pracują cicho.

Do wad zalicza się niską produktywność., zwłaszcza w klimacie umiarkowanym i chłodnym. Początkowo sprzęt wymaga dużych inwestycji, zwraca się powoli, wymagana jest duża ilość sprzętu pomocniczego i wykwalifikowana konserwacja.

Popularni producenci

Najlepsi twórcy paneli słonecznych na świecie:

• Ostry (Japonia);
• Pierwszy Solar (USA);
• Suntech Power Co. (Chiny);
• Trina Solar (ChRL);
• Zielona Energia Yingli (Chiny).

Przydatny film

Obejrzyj film wyjaśniający, jak działają kolektory słoneczne zimą.

Korzyści ze stosowania

Czynnikiem decydującym o funkcjonalności kolektorów jest region zamieszkania konsumenta. Im więcej słonecznych dni jest w danym obszarze w ciągu roku, tym wyższa jest wydajność jednostki. W każdym razie wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania pozwoli Ci w większym lub mniejszym stopniu obniżyć koszty eksploatacyjne i uniezależnić się od usług grzewczych.