Güneş kolektörü: cihaz ve çalışma prensibi
içerik
Güneş ışığının yaz akışlarının bize çok fazla serbest ısı verebilmesi, yaz aylarında şiddetli ısı ve asfalt ve güneşte yanan duvarlar sırasında akla geliyor. Açık yaz havalarında metrekare başına 600 ila 800 watt / s düşebilir. Bu çok fazla. Güneşli avlu veya çatının alanı ile çarpıyorsanız, bir güneş kolektörü yardımıyla, bir evin ısıtılması ihtiyacı ile karşılaştırılabilir enerji toplayabilirsiniz..
Güneş kolektörlerinin atanması ↑
Güneş enerjisi termal toplayıcıları, enerji toplamayı ve alınan ısıyı doğru yönde yönlendirmeyi mümkün kılar:
- Duş, banyo ve mutfak için sıcak su sağlanması;
- Neredeyse tüm yıl boyunca küçük bir kapalı sera veya bahçenin yerden ısınması;
- Soğuk havalarda ev ısıtma devresine önemli ölçüde ekleme ve serin sonbahar günlerinde neredeyse tamamen tedarik.
Toplayıcı, güneş enerjisini kullanım için en uygun biçimde toplamak üzere tasarlanmıştır. Geleneksel olarak, güneş kolektörünün cihazına göre, tasarımları üç ana gruba ayrılabilir:
- Çok borulu veya düz sıvıyı, soğutucunun zorlanmış veya doğal sirkülasyonu ile vakumlayın. Çoğu zaman bunlar mevsimsel çalışma için tasarlanmış sabit yapılardır..
- Hava güneş kolektörleri, en basit ve en hafif. Biriken ısı, bir hava akımı ile toplayıcının ısıtılmış yüzeyinden çıkarılır.
- Güneş kolektörlerinin tasarımlarının üçüncü versiyonunda, alınan ısı, termo-soğutma ünitelerinden buhar-elektrikli cihazlara sahip karmaşık makinelere kadar elektriğe dönüştürmek için kullanılabilir..
İkinci ürün grubu, yüksek maliyet ve hizmet karmaşıklığı nedeniyle nadiren nüfus arasında talep bulmaktadır..
Tam akışlı bir güneş kolektörü nasıl çalışır?
Güneş kolektörünün düz tasarımının en basit versiyonu, iki katmanlı bir ısı emiciye sahip tam akışlı bir versiyonudur. Cihazın kendisi, çalışma prensibi ile, duşun yazlık versiyonuna benzer, temeli dış yüzeyde bitümlü mastik veya siyah boya ile işlenmiş bir varil..
Toplanan güneş enerjisi miktarını arttırmak için, güneş kolektörünün tasarımı, nispeten küçük kalınlıkta, 5-7 cm’lik düz bir kap şeklinde yapılır, cihazın genişliği ve uzunluğu, kolektör gücünün özel ihtiyaçlarına bağlıdır. Duvarlardan biri anodize alüminyumdan yapılmıştır ve tek bir ışıltı olmadan kurum, renk olarak siyah boyalıdır. Bu, toplayıcının sözde alma veya çalışma yüzeyi. Kollektörün çalışma bölümünün içinde, genellikle çalışma yüzeyinin duvarından soğutma suyuna – su veya antifriz enerjinin ısı giderimini artıran ince alüminyum veya plastik kaburgalar yapılır..
Çalışma yüzeyindeki kirliliği ve kayıpları azaltmak için, ince bir şeffaf film veya iyi ısı yalıtım performansına sahip bir plastik veya cam levha yerleştirilir. İçeride, bu koruma, yansıma ve konveksiyon nedeniyle ısı kaybını azaltan bir alüminyum ayna tabakası ile püskürtülür..
Düz bir güneş kolektörünün tasarımı, geleneksel bir alüminyum levha yerine toz grafit, metal fiberler ve takviye reçinesi içeren bir sandviç duvara sahip olabilir. Böyle bir malzeme iyi bir ısı iletkenliğine ve yüksek oksidasyon direncine sahiptir..
Bu tür yapıların, genellikle evin çatısının veya duvarının güneşli tarafına güçlendirilmiş bir çerçeveye monte edilmesi gerekir..
Vakumlu ısıtma sistemleri ↑
Tüm basitliği, güvenilirliği ve düşük maliyeti için, düz güneş enerjisi depolama cihazları sadece güneşli bir günde nispeten iyi ısı verimliliğine sahiptir. Daha yüksek enlemler için veya ilkbaharın başlarında – sonbaharın sonlarında, ısı verimliliği yarı yarıya düşer.
Düz güneş kolektörleriyle karşılaştırıldığında vakum sistemleri daha yüksek verimliliğe sahiptir. Tasarım, bireysel bir termal elemana dayanır – bir vakum tüpü, böyle bir güneş kolektörünün çalışma prensibi fizikte bilinen bir cihaza dayanır – oldukça karmaşık ve kaprisli, ancak etkili bir ısı borusu. Bir tasarım özelliği, borunun bir ucuna düşen tüm ısının birkaç dakika içinde karşı uçta toplandığı ve konsantre edildiği için ultra yüksek termal iletkenliktir..
Vakum elemanı, içine bir ayna kaplaması püskürtülen, dayanıklı camdan yapılmış uzun bir şişe tüpüdür. Tek yönlü ayna sayesinde, güneş enerjisi akışı ampulün içine serbestçe nüfuz eder ve kaçamaz, ampul gövdesinin içine yerleştirilen ısı borusunun bakır ucu tarafından etkili bir şekilde emilir. Kayıpları azaltmak için cam ampulden hava dışarı atılır. Merkezi bakır element, ışık akısından alınan enerjiyi genellikle antifriz olan ısı taşıyıcı akısına veya doğrudan su tankına aktarır.
Vakumlu Güneş Kollektörlerinin Avantajları ↑
Isı borusu versiyonunda güneş enerjisinin dönüşümündeki avantajlar:
- Güneş ısısının emilmesi ve dönüştürülmesi verimliliği, düz ve hava toplayıcılardan 3-4 kat daha yüksektir;
- 0-50 sıcaklık aralığında harika çalışırhakkındaC, diğer güneş enerjisi kollektörleri, kullanıcı incelemelerine göre, 20 çalışma aralığına sahipkenhakkındaİLE;
- Güneş ışığının yönü ve geliş açısına en az duyarlılık. Güneş kolektörünün normal çalışması için, en uygun aydınlatma açısını 20’den fazla aştığında, diğer güneş enerjisi kolektör tasarımları için, güneş ışığının akut bir insidans açısında bile güneş tarafından aydınlatılması yeterlidir.hakkında verimlilik saatte% 10 düşer.
- Solar sürücü tasarımının düşük ağırlığı, özel bir destek olmadan bile doğrudan çatıya monte etmenizi sağlar.
Satın almayı planlarken, orana göre güneş kolektörü alanının yaklaşık bir hesaplamasını yapmaya değer: bir metrekare günde yaklaşık 50-55 litre sıcak su verecektir, ancak kaynar su vermeyecektir. Güneş kolektörlerinin üretimine katılan şirketlerin web sitelerinde daha doğru bilgiler bulunabilir. Orada ürünlerin maliyeti hakkında bilgi alabilirsiniz. Her şirket, ürünlerinin süper verimliliğini ve düşük maliyetini kanıtlar. 15 elementli bir vakum cihazı yaklaşık 15-20 bin dolara mal olacak. 1.3-1.5 kW ısıtma gücü ve depolama tankı 80-100 litre için ruble.
Bu tür güneş kolektör sistemlerinin ilginç özellikleri, her vakum ampulünün çalışabilirliğini herhangi bir özel alet kullanmadan bağımsız olarak test etme yeteneğini içerir. Akşam, boş durumda, borunun alt ucuna bir avuç içi koymak yeterlidir. Eleman uzun süre soğuk kalırsa ve şişenin sızdırmazlık alanında don benzeri bir plak yoksa, cihazın çalıştığı kabul edilir..
Tanktan gelen sıcak su yerçekimi ile sağlanabilir, ancak çoğu zaman sıcak su kullandıktan sonra tankı hızlı bir şekilde doldurmanıza izin veren düşük güçlü bir hidrofor pompası takarlar. Tasarımın daha ciddi versiyonlarında, güneş kolektörü bir ısı akümülatörü ve sıcak su temini ve ısıtma için bir elektronik kontrol sistemi ile birleştirilir. Bu tür sistemlerin maliyeti 1000EUR’den az değildir. Isı boruları olan sistemler için garanti, kural olarak, cihazda kullanılan malzemelerin kalite seviyesine bağlı olarak 5 ila 25 yıldır.
Hava toplayıcılar ↑
Tasarım ne kadar karmaşıksa, çalışması da o kadar pahalı olur ve beklenmedik arıza olasılığı artar. Bu bağlamda, hava ısı transferine sahip kolektörlerin tasarımı basitlik ve güvenilirlik için şampiyonlardır. Aslında, bir hava manifoldu, mat siyah bir yüzeye sahip bir dizi dikey kanal veya borudır. Kolektör, dikey bir boruda ısıtılmış havanın hızlandırılması prensibini kullanır.
Havadaki bir yapının avantajları ve avantajları şunları içerir:
- Tasarımın en yüksek güvenilirliği ve sadeliği;
- Cihazın küçük ağırlığı, kurulum esnekliği ve kurulum kolaylığı;
- Fan çalışması için minimum enerji tüketimi, bazı durumlarda fan kapanabilir ve ısıtma yerçekimi ile gerçekleştirilir.
Kolektör tasarımı, karartılmış mat yüzeye sahip çok sayıda ince duvarlı alüminyum borudan oluşur. Boru aküsünde merkezi bir soğuk ve egzoz sıcak hava kanalları vardır; soğuk olana sıfır dirençli bir santrifüj fan monte edilmiştir. Gerekirse, kapatılabilir ve bu durumda pratik olarak hareketli hava akışına direnç oluşturmaz.
Cihaz, dışarıdan ve ısıtmalı odadan alınan hava miktarını ve oranını ayarlamanıza izin veren bir hava girişine sahiptir..
Isı üretiminde, hava toplayıcıları düz sistemlerden neredeyse daha düşüktür, dikey boru düzenlemesi ve maksimum güneşe maruz kalma gerektirirler. Isı eşanjör borularının sayısı seçilerek güç kolayca ayarlanabilir. Genellikle, hava güneş kolektörleri çeşitli depolama odalarının ısıtılması ve havalandırılmasında vazgeçilmezdir, çeşitli sebze ve meyve ürünlerinin kurutulması için kullanılır.