Đã đến lúc cần có nguồn năng lượng mới! Điểm tốt của bộ thu nhiệt mặt trời để sưởi ấm

Các nguồn năng lượng như điện, than và khí đốt ngày càng trở nên đắt đỏ hơn.

Mọi người phải suy nghĩ nhiều hơn về việc sử dụng của họ hệ thống thân thiện với môi trường hơn sưởi ấm.

Đó là lý do tại sao nó được phát triển đổi mới kỹ thuật trong lĩnh vực nguồn nhiệt thay thếVì mục đích này, các máy thu nhiệt mặt trời bắt đầu được sử dụng.

Bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời để sưởi ấm

Bề mặt của thiết bị này có độ phản xạ thấp, do đó nhiệt được hấp thụ. Để sưởi ấm căn phòng Cơ chế này sử dụng ánh sáng mặt trời và bức xạ hồng ngoại của nó.

Để đun nước và sưởi ấm một ngôi nhà, công suất của một bộ thu năng lượng mặt trời đơn giản là đủ. Tùy thuộc vào thiết kế của thiết bị. Một người có thể tự lắp đặt thiết bị. Đối với điều này, bạn không cần sử dụng các công cụ và vật liệu đắt tiền.

Thiết kế

Cấu trúc của thiết bị rất đơn giản. Thiết bị này là một tấm hình chữ nhật bao gồm nhiều lớp:

• Nắp kính cường lực chống chói có khung;
• máy hấp thụ;
• cách nhiệt đáy;
• cách điện bên;
• đường ống;
• rèm kính;
• vỏ nhôm chống chịu thời tiết;
• núm vú kết nối.

Hệ thống bao gồm 1-2 người thu gom, một bể chứa và một buồng trước. Cấu trúc được tổ chức theo cách khép kín, do đó tia nắng mặt trời chỉ chiếu vào và chuyển thành nhiệt.

Nguyên lý hoạt động

Cơ sở hoạt động của hệ thống là ống nhiệtChất làm mát bên trong thiết bị lưu thông độc lập, giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng máy bơm.

Nước nóng có xu hướng dâng lên, đẩy nước lạnh sang một bên và vận chuyển đến nguồn nhiệt.

Người thu thập là một bộ tản nhiệt hình ống được lắp trong một hộp gỗ, một mặt phẳng được làm bằng kính. Ống thép được sử dụng trong quá trình sản xuất thiết bị. Đường ra và đường vào được thực hiện bằng các đường ống được sử dụng trong quá trình lắp đặt nguồn cung cấp nước.

Thiết kế hoạt động như thế này:

1. Bộ thu nhiệt chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiệt.
2. Chất lỏng đi vào bể chứa thông qua đường cung cấp.
3. Sự lưu thông của chất làm mát diễn ra độc lập hoặc nhờ sự trợ giúp của bơm điện.. Chất lỏng trong quá trình lắp đặt phải đáp ứng một số yêu cầu: không được bay hơi ở nhiệt độ cao, không độc hại và chống đóng băng. Thông thường, người ta sử dụng nước cất pha với glycol. theo tỉ lệ 6:4.

Bộ tập trung năng lượng mặt trời

Một thiết bị tích trữ năng lượng mặt trời, có chức năng làm chất làm mát. Có tác dụng tập trung năng lượng vào bộ phát và bộ thu bên trong sản phẩm.

Có các loại sau:

• bộ tập trung máng parabol;
• bộ tập trung thấu kính phẳng (Thấu kính Fresnel);
• trên thấu kính cầu;
• máy tập trung parabol;
• tháp năng lượng mặt trời.

Bộ tập trung phản xạ bức xạ từ một mặt phẳng lớn sang một mặt phẳng nhỏ, giúp đạt được nhiệt độ cao. Chất lỏng hấp thụ nhiệt và truyền nhiệt đến vật thể gia nhiệt.

Các loại máy thu năng lượng mặt trời

Hiện nay, có nhiều loại máy thu nhiệt năng lượng mặt trời.

Phẳng, lắp đặt bằng chính đôi tay của bạn

Thiết bị này bao gồm một tấm mà trên đó gắn một tấm hấp thụ. Loại thiết bị này là loại phổ biến nhất. Giá thành của các thiết bị này phải chăng và phụ thuộc vào loại lớp phủ, nhà sản xuất, công suất và khu vực gia nhiệt. Giá cho các thiết bị loại này là từ 12 nghìn rúp.

Ảnh 1. Năm bộ thu năng lượng mặt trời dạng phẳng được lắp đặt trên mái nhà riêng. Các thiết bị này được đặt nghiêng.

Phạm vi áp dụng

Những nhà sưu tập tương tự thường được lắp đặt trong nhà riêng để sưởi ấm phòng và cung cấp nước nóng cho cơ sở. Các thiết bị này có chức năng làm nóng nước để tắm vào mùa hè tại nhà nghỉ. Thích hợp sử dụng vào thời tiết ấm áp và nắng.

Thiết kế bộ thu phẳng

Thành phần của thiết bị:

• kính bảo vệ;
• ống đồng;
• cách nhiệt;
• bề mặt thấm hút có độ thấm hút cao;
• khung nhôm.

Bộ thu nhiệt có cuộn dây hình ống là lựa chọn cổ điển. Trong các thiết kế tự chế, người ta sử dụng các phương án sau đây: vật liệu polypropylene, lon nước bằng nhôm, ống cao su dùng trong vườn.

Phần đáy và các cạnh của hệ thống phải được cách nhiệt. Nếu bộ hấp thụ tiếp xúc với cơ thể, có thể xảy ra mất nhiệt. Phần bên ngoài của thiết bị được bảo vệ bằng kính cường lực có đặc tính đặc biệt. Chất chống đông được sử dụng làm chất mang nhiệt.

Nguyên lý hoạt động

Chất lỏng được đun nóng và đi vào bể chứa, sau đó được chuyển đến bộ thu dưới dạng đã được làm mát. Thiết kế được trình bày theo hai phiên bản: mạch đơn và mạch đôi. Trong trường hợp đầu tiên chất lỏng đi thẳng vào bể chứa, trong thứ hai — đi qua một ống mỏng qua nước trong bình chứa, làm ấm thể tích của căn phòng. Khi di chuyển, nó nguội đi và di chuyển trở lại bộ thu nhiệt.

Ảnh 2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của bộ thu năng lượng mặt trời dạng phẳng. Các mũi tên chỉ các bộ phận của thiết bị.

Ưu và nhược điểm

Các đơn vị loại này có những ưu điểm sau:

• năng suất cao;
• giá thành thấp;
• hoạt động lâu dài;
• độ tin cậy;
• khả năng tự lắp ráp và bảo trì.

Máy thu nhiệt phẳng thích hợp để vận hành ở các vùng phía Nam có khí hậu ấm áp. Nhược điểm của họ là sức cản gió lớn do bề mặt lớn, do đó gió mạnh có thể xé toạc kết cấu. Hiệu suất giảm trong thời tiết mùa đông lạnh giá. Lý tưởng nhất là nên lắp đặt thiết bị ở phía nam của công trình hoặc ngôi nhà.

Chân không

Thiết bị bao gồm các ống riêng lẻ, được nối lại ở phía trên và tạo thành một tấm duy nhất. Trên thực tế, mỗi ống là một bộ thu độc lập. Đây là loại hiện đại hiệu quả, phù hợp để sử dụng ngay cả trong thời tiết lạnh. Thiết bị chân không phức tạp hơn loại phẳng nên đắt hơn.

Ảnh 3. Bộ thu năng lượng mặt trời kiểu chân không. Thiết bị bao gồm nhiều ống cố định trong một cấu trúc.

Phạm vi áp dụng

Chúng được áp dụng để cung cấp nước nóng và sưởi ấm các khu vực rộng lớn. Chúng thường được sử dụng trong các ngôi nhà nghỉ mát và nhà riêng. Chúng được lắp trên mặt tiền tòa nhà, mái dốc hoặc mái bằng và các cấu trúc hỗ trợ đặc biệt. Chúng hoạt động trong điều kiện khí hậu lạnh và thời gian ban ngày ngắn mà không làm giảm hiệu quả của chúng. Do hiệu quả cao, chúng cũng được sử dụng trong đất nông nghiệp và các doanh nghiệp công nghiệp. Loại này phổ biến ở các nước châu Âu.

Thiết kế

Thiết bị bao gồm:

• bình chứa nhiệt (bình chứa nước);
• mạch tuần hoàn trao đổi nhiệt;
• bản thân người sưu tầm;
• cảm biến;
• người nhận.

Thiết kế của thiết bị là một loạt các cấu hình ống được lắp song song. Bộ thu và ống chân không được làm bằng đồng. Khối ống thủy tinh được tách biệt khỏi mạch ngoài, do đó bộ thu không ngừng hoạt động trong trường hợp hỏng hóc. 1-2 ống. Lớp cách nhiệt polyurethane được sử dụng như một lớp bảo vệ bổ sung.

Nguyên lý hoạt động

Hoạt động của cấu trúc dựa trên độ dẫn nhiệt bằng không của chân khôngMột khoảng không khí được hình thành giữa các ống, có tác dụng giữ lại nhiệt lượng do tia nắng mặt trời tạo ra.

Bộ phân phối chân không hoạt động như sau:

• năng lượng mặt trời được thu vào qua một ống bên trong bình chân không;
• chất lỏng được đun nóng bốc hơi và dâng lên vùng ngưng tụ của đường ống;
• chất làm mát chảy xuống từ vùng ngưng tụ;
• chu kỳ này lại lặp lại một lần nữa.

Cảm ơn công việc như vậy mức độ truyền nhiệt cao hơn nhiềuvà lượng nhiệt thất thoát thấp. Năng lượng được tiết kiệm nhờ lớp chân không, có tác dụng giữ nhiệt hiệu quả.

Ảnh 4. Sơ đồ của bộ thu năng lượng mặt trời chân không. Các thành phần của thiết bị được chỉ ra bằng mũi tên.

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm của loại thiết bị này:

• độ bền;
• sự ổn định trong hoạt động;
• sửa chữa giá cả phải chăng, chỉ có thể thay thế một bộ phận bị hỏng chứ không phải toàn bộ cấu trúc;
• sức cản gió thấp, khả năng chịu được gió giật;
• hấp thụ tối đa năng lượng mặt trời.

Thiết bị này rất đắt tiền và chỉ có thể thu hồi vốn sau vài năm. sau khi sử dụng. Chi phí linh kiện cũng cao và việc thay thế chúng có thể cần đến sự trợ giúp của chuyên gia. Hệ thống không có khả năng tự làm sạch khỏi băng, tuyết và sương giá.

Các loại máy hút chân không

Có hai loại sản phẩm: với nguồn cung cấp nhiệt gián tiếp và trực tiếp. Hoạt động của các kết cấu có nguồn cung cấp gián tiếp được thực hiện bằng áp suất trong đường ống.

Trong các thiết bị cung cấp nhiệt trực tiếp, bình chứa nhiệt và thiết bị chân không bằng thủy tinh được gắn vào khung ở một góc nhất định, thông qua một vòng kết nối làm bằng cao su.

Thiết bị kết nối với đường ống cấp nước thông qua van khóavà mực nước trong bể được kiểm soát bằng van khóa.

Không khí

Nước có nhiệt dung cao hơn nhiều so với không khí. Tuy nhiên, việc sử dụng nước có liên quan đến một số vấn đề trong gia đình trong quá trình vận hành (ăn mòn đường ống, kiểm soát áp suất, thay đổi trạng thái tổng hợp). Bộ thu khí không quá kỳ quặc, có thiết kế đơn giản. Những thiết bị này không thể thay thế hoàn toàn các loại khác, nhưng chúng có thể giúp giảm chi phí tiện ích.

Phạm vi áp dụng

Thiết bị loại này được sử dụng trong hệ thống sưởi ấm không khí của ngôi nhà, hệ thống hút ẩm Và để thu hồi không khí (xử lý). Được sử dụng để sấy khô các sản phẩm nông nghiệp.

Thiết kế

Bao gồm:

• tấm hấp thụ nhiệt, một tấm hấp thụ nhiệt bên trong vỏ máy;
• lớp cách nhiệt bên ngoài làm bằng kính cường lực;
• cách nhiệt giữa thành vỏ và bộ hấp thụ;
• vỏ bọc kín.

Ảnh 5. Máy thu nhiệt mặt trời dùng để sưởi ấm nhà. Thiết bị được cố định theo chiều thẳng đứng trên tường của tòa nhà.

Thiết bị được đặt gần vật thể gia nhiệt do lượng nhiệt thất thoát lớn trong ống dẫn khí.

Nguyên lý hoạt động

Không giống như máy thu nước, máy sưởi không khí không tích tụ nhiệt mà giải phóng nhiệt ngay vào lớp cách nhiệt. Ánh sáng mặt trời chiếu vào phần bên ngoài của thiết bị và làm nóng nó, không khí bắt đầu lưu thông bên trong thiết bị và làm nóng căn phòng.

Bạn có thể tự thiết kế một bộ thu khí, sử dụng vật liệu có sẵn trong sản xuất: Lon bia làm bằng đồng hoặc nhôm, tấm ván dăm, tấm nhôm và kim loại.

Ảnh 6. Sơ đồ bộ thu năng lượng mặt trời bằng không khí. Bản vẽ cho thấy các bộ phận chính của thiết bị.

Ưu và nhược điểm

Thuận lợi:

• giá thành của thiết bị rẻ;
• khả năng tự lắp đặt và sửa chữa;
• sự đơn giản trong thiết kế.

Nhược điểm: phạm vi ứng dụng hạn chế (chỉ sưởi ấm), hiệu suất thấp. Vào ban đêm, thiết bị sẽ hoạt động để làm mát không khí nếu không đóng cửa.

Lựa chọn bộ thu nhiệt mặt trời cho hệ thống sưởi ấm

Chọn một thiết bị phụ thuộc vào mục tiêu mà công việc thiết kế hướng tới. Hệ thống heliosystem được sử dụng để hỗ trợ không khí, cung cấp nước nóng và làm nóng nước cho hồ bơi.

Quyền lực

Để tính toán công suất có thể có của một hệ thống năng lượng mặt trời, bạn cần biết 2 thông số: bức xạ mặt trời tại một khu vực nhất định vào một thời điểm nhất định trong năm và diện tích hấp thụ hiệu quả của bộ thu nhiệt. Những con số này phải được nhân lên.

Có thể sử dụng bộ thu nhiệt vào mùa đông không?

Thiết bị chân không có thể làm việc ở vùng có khí hậu lạnh. Phẳng có hiệu suất thấp trong thời tiết lạnh và phù hợp hơn với các vùng phía Nam.

Ít thích hợp để hoạt động trong điều kiện lạnh cấu trúc không khí vì ban đêm nó không có khả năng làm nóng không khí.

Lượng mưa lớn gây ra sự bất tiện, vì vào mùa đông, thiết bị thường bị tuyết phủ và cần được vệ sinh thường xuyên. Không khí lạnh giá sẽ lấy đi nhiệt tích tụ và bản thân bộ thu nhiệt có thể bị hư hỏng do mưa đá.

Có tính đến phạm vi áp dụng

Trong công nghiệp, hệ thống năng lượng mặt trời được sử dụng rộng rãi hơn.. Năng lượng mặt trời được sử dụng trong hoạt động của các nhà máy điện, máy phát điện hơi nước và nhà máy khử muối nước. Các bộ thu nhiệt chân không thường được lắp đặt để đun nước, nhà mùa hè hoặc nhà tắm trong điều kiện gia đình, và các bộ thu nhiệt phẳng ít được lắp đặt hơn. Hệ thống không khí giúp giảm chi phí sưởi ấm bằng cách làm nóng không khí vào ban ngày.

Máy thu nhiệt chân không hoạt động hiệu quả hơn máy thu nhiệt phẳng một phần ba. Trong suốt một năm, số tiền tiết kiệm được sẽ tăng thêm 20-25%. Việc lựa chọn và lắp đặt ống thu nước dạng ống phải được thực hiện nghiêm túc vì so với các loại ống khác, chúng dễ bị ảnh hưởng bởi tác động phá hoại của lượng mưa hơn.

Thông tin kỹ thuật

Khi mua máy thu nhiệt, hãy chú ý đến điều kiện hoạt động. Các thông số quan trọng nhất sẽ là tổng diện tích gia nhiệt, diện tích hoạt động, chỉ số mất nhiệt, hệ số góc, thông số hiệu suất.

Biết dữ liệu này sẽ cho phép bạn tính toán năng suất hoạt động của một đơn vị cụ thể. Người mua có quyền yêu cầu người bán cung cấp các tính toán có liên quan và các chứng chỉ có sẵn.

Sưởi ấm bằng tấm pin mặt trời

Ở các nước, nơi mà hai phần ba số ngày chủ yếu là quang đãng, lắp đặt tấm pin mặt trời. Các thiết bị này hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiệt.

Nguyên lý hoạt động

Cái này Thiết bị được chia thành tự động và được cung cấp năng lượng bởi lưới điện. Các thiết bị đầu tiên tích lũy năng lượng trong các thiết bị lưu trữ, cho phép tiếp tục sưởi ấm khi không có ánh sáng. Các thiết bị thuộc loại thứ hai được kết nối với lưới điện thông qua một bộ biến tần đặc biệt. Thiết bị này khá đáng tin cậy, nhưng sẽ ngừng hoạt động khi mất điện.

Ưu và nhược điểm

Việc sử dụng tấm pin mặt trời giúp đảm bảo hệ thống báo cháy, giám sát an ninh và hệ thống sưởi ấm hoạt động trơn tru.

Họ thân thiện với môi trường, chống mài mòn và hoạt động êm ái.

Nhược điểm bao gồm năng suất thấp., đặc biệt là ở những vùng khí hậu ôn đới và mát mẻ. Ban đầu, thiết bị đòi hỏi đầu tư lớn, thu hồi vốn chậm, cần có một lượng lớn thiết bị phụ trợ và bảo trì có trình độ.

Các nhà sản xuất phổ biến

Các nhà phát triển tấm pin mặt trời hàng đầu thế giới:

• Sắc (Nhật Bản);
• Năng lượng mặt trời đầu tiên (Hoa Kỳ);
• Công ty điện lực Suntech (Trung Quốc);
• Năng lượng mặt trời Trina (Trung Quốc);
• Năng lượng xanh Yingli (Trung Quốc).

Video hữu ích

Xem video giải thích cách hoạt động của máy thu nhiệt mặt trời vào mùa đông.

Lợi ích của việc sử dụng

Yếu tố quyết định chức năng của bộ thu thập là khu vực cư trú của người tiêu dùng. Càng có nhiều ngày nắng trong một khu vực nhất định trong năm, hiệu suất của thiết bị càng cao. Trong mọi trường hợp, sử dụng năng lượng mặt trời để sưởi ấm sẽ cho phép bạn giảm chi phí tiện ích ở mức độ lớn hơn hoặc nhỏ hơn và không phụ thuộc vào dịch vụ sưởi ấm.