Соларни колектор: принцип рада и методе примене. Соларни колектори за кућу

Сваког дана од наше најближе звијезде на Земљи добива се онолико енергије колико и цијело човјечанство проводи тијеком године у смислу фосилних врста. Топлотна енергија се преноси видљивом светлошћу и инфрацрвеним зрачењем.

Један од покушаја да се укине неисцрпни ток топлоте и светлости из свемира је хелиосистем размене топлоте. Полако али сигурно, соларни колектори за кућно гријање добијају на популарности код потрошача и замјењују традиционалне изворе гријања. А за концепт паметне куће, која добија на замаху, она је саставни дио инжењерске опреме. У својој широкој доступности игра улогу побољшања производности производње и, као посљедица, смањења трошкова. Око 70% глобалног тржишта за коришћење соларних система рачуна за Кину. У јужним крајевима ове земље може се видјети соларни колектор на готово сваком крову. Цена производа наших источних суседа је много нижа од европских, квалитет је сасвим прихватљив.

Сумњам

У медитеранским земљама, гдје је број сунчаних дана преко 300 годишње, соларни колектор за гријање и гријање воде може се наћи на готово сваком крову. Нема сумње у ефикасност коришћења овог извора топлоте у јужним регионима Русије. Клима средње зоне сматра се неповољном за такве електране. Међутим, истраживања и експерименти доказују изводљивост употребе хелиосистема. Посебан рад је обављен у Институту за високе температуре Руске академије наука. Просечан интензитет соларног флукса зависи од климатска зона чине 150-300 В / ск. м. Вршна снага досеже 1000 В / ск. м

Основни подаци за израчунавање ефикасности хелиосистема су изабрани тако да имају површински однос од 2 квадратна метра. м колектора на 100 литара запремине резервоара. Вјероватноћа дневног загријавања воде у систему процјењује се сљедећим показатељима:

• до температуре од +37 ° Ц - 50-90%;
• до температуре од +45 ° Ц - 30-70%;
• до температуре од +55 ° Ц - 20-60%.

Ове сухе бројке указују да у хладном периоду године, соларни колектор, чак и са најмањим бројем сунчаних дана, може уштедјети и до 60% енергије за гријање куће.

Врсте претварача соларне енергије

Соларни колектор је дизајниран да претвори енергију дневне светлости у топлотну енергију. Употребљени материјали и дизајнерска решења имају за циљ максимизирање апсорпције соларне енергије, претварање у топлоту и ефикасан пренос за даљу употребу. Као расхладно средство користи се као посебна не-замрзавајућа течност и атмосферски зрак. Циркулација расхладног средства је присилна и природна. У случају да се користи природни, конвекцијски, систем измене топлоте, соларни колектор треба да се налази испод резервоара, на пример, на суседној парцели. Ова шема се примењује када је потребно грејање малих или привремених просторија. Волуметријски системи захтевају употребу пумпе за циркулацију течности. Ова шема се може користити за систем топле воде.

Солар цирцуит

Систем грејања састоји се од следећих компоненти:

• Соларни колектор претвара соларну енергију у топлоту.
• Вод за снабдевање доводи расхладно средство у резервоар за складиштење.
• Пумпа циркулише расхладну течност.

У резервоару, топлота се преноси из соларног круга у круг система за загревање парне куће. У овај резервоар се може поставити помоћни грејни елемент, који се аутоматски укључује ако временски услови не доприносе загревању расхладног средства до наведених параметара. Соларна течност испуњава супротне захтеве. Мора бити отпоран на мраз, али истовремено не испаравати на високој температури и не мора бити токсичан. Већина инсталација користи расхладно средство које се састоји од 60% дестилована вода и 40% гликола. Аутоматска опрема омогућава, без људске интервенције, одржавање жељене температуре у просторији и спречавање прегревања расхладног средства.

Вакуумски соларни колектор

Вакуумски системи су прилично сложен уређај. Главни радни елемент је скупа цијев за апсорпцију свјетла посебне конструкције. Принцип се заснива на термосу. Површина вакуумске цеви је транспарентна. Преноси сунчеву светлост у унутрашњу цев. Ваздух се испумпава из простора између њих, одсуство гаса омогућава уштеду до 97% топлоте.

У доњем делу унутрашње цеви налази се расхладна течност - течност која се, када се загрева, брзо претвара у гасовито стање. На врху цеви, топлота се преноси на колектор, док се расхладна течност хлади и враћа у првобитно стање. Системи који користе вакуумске цеви имају прилично високу ефикасност на температурама испод -37 ° Ц и слабом осветљењу. Ова опрема захтева правовремено уклањање снега и инсталацију строго под одређеним углом. Такође, периодично прозирне сегменте треба очистити од контаминације. Вакуумски соларни колектор посебно је дизајниран за сјеверне географске ширине. Делује ефикасно у одсуству директних сун раис.

Равни соларни претварач

Равни соларни колектор је самостални панел, састоји се од три компоненте:

• Соларни апсорбер. Боја је црна или пресвучена посебним премазом.
• Топ цлеар цоат. Маде фром каљено стакло или поликарбоната.
• Систем цеви, помоћу којих се греје носач топлоте у њему. Обично се прави од бакра.

Задња страна панела има ефективну топлотну изолацију. Један или више ових панела су прикључени на доводни вод спремника. Овај тип система има релативно ниске трошкове и добре перформансе током топлих сезона. Негативна страна је ниска ефикасност при ниским температурама и примјетан губитак топлине.

Хуб Манифолд

У јужним географским ширинама, гдје је највећи број ведрих дана, такозвано чвориште постало је уобичајено. То је систем параболичних рефлектора који се налазе на једној криволинеарној површини и концентришу сунчеву светлост у одређеној тачки. За максималну ефикасност, потребна је промена положаја у две равни, пратећи кретање сунца преко неба током дана. Соларни колектори за кућно гријање овог дизајна се не примјењују.

Код куће и на послу

Коришћење соларних електрана решава проблеме са грејањем са ограниченим приступом гасу или електричној енергији, са недовољним централним напајањем; као помоћни систем гријања, опскрба топлом водом код куће, викендица, љетниковац, базен вам омогућава да уштедите значајна средства власницима. Област примене је најразличитија:

• грејање индустријских просторија;
• грејање и топла вода за стамбене објекте намењене сталном и привременом боравку.
• грејање здравствених установа, туристичких центара, спортских комплекса, малих аутономних радњи.
• грејање отворених и затворених базена;
• грејање и топла вода за привремене стамбене и радне просторије.

Аир Хелиосистем

Систем гријања може користити не само текући, већ и атмосферски зрак као расхладно средство. Ваздушни соларни колектор се користи за загревање свих типова просторија и, у зависности од пројекта, постоје три типа:

• Стан има сличне принципе са сличним дизајном течности.
• Пирамида користи сложени систем рефлектујућих површина.
• Жалузине се налазе између стаклених везова и усмеравају топли ваздух у просторију. Наноси се на тракасту застаклу зграда.

За разлику од течних уређаја, соларни колектор у ваздуху може бити направљен од неметалних материјала.

Соларни систем за топлу воду

Систем топле воде може се прикључити на акумулатор спремника. Резервоар ће, према томе, играти улогу котла, при чему ће завојница измјењивача топлине, укључена у круг система гријања, играти улогу електричног гријаћег елемента. Кроз спиралу, расхладно средство ће почети да загрева воду у резервоару. Дакле, шема водоснабдијевања ће бити кумулативна или кумулативна.

Соларни колектор то ради сам

Најједноставнији соларни претварач пружа директан пријенос топлине сунчеве свјетлости која циркулира унутар цијевног сустава у воду. Сличне производе произвела је домаћа индустрија почетком овог века. Соларни колектори за кућу направљени су од бакарних цијеви промјера 20 мм. Ради лакшег уградње и употребе, он је уврнут у равну спиралу, која се на оба краја спаја са главним цевоводом или само са баштенским цревом. Таква спирала могла би бити постављена на косину крова сеоске куће. Количина топле воде била је довољна да се тушира ​​на крају дана и оперу посуђе. Такав соларни колектор својим рукама може бити израђен од црне пластичне цеви. Равни соларни претварач се производи помоћу измјењивача топлине из старог хладњака.

Инсталација колектора

Сложеност рада соларног система је да ефикасност зависи од висине сунца изнад хоризонта, доба године и дана, присуства облака, влажности и температуре околине. Соларни колектор за загревање простора у хоризонталној равни треба да буде оријентисан строго према југу. Одступања на западу или истоку су дозвољена унутар 40 °. У овом случају, ефикасност инсталације ће се смањити на око 20% Важну улогу игра угао нагиба који би требао бити од 35 до 45 °.

Најразумнија опција је у фази пројектовања новог дома како би се осигурао инсталирање соларног колектора на крову. Цена такве опреме је много већа од уобичајене паре. Али трошкови су више него оправдани каснијом операцијом. Период поврата ако је кућа изолована у складу са свим правилима и прописима, просек је пет година.