Colector solar: dispozitiv și principiu de funcționare

Faptul că fluxurile de soare ale verii ne pot oferi multă căldură liberă ne vine adesea în minte vara, în timpul unei perioade de căldură violentă și asfalt și pereți încălziți la soare. Pe vreme senină de vară, pe metru pătrat poate scădea de la 600 la 800 wați / h. Acest lucru este mult. Dacă înmulțiți cu suprafața curții sau a acoperișului luminat de soare, cu ajutorul unui colector solar puteți colecta energie comparabilă ca mărime cu nevoile de încălzire a unei case.

Numirea colectoarelor solare ↑

Colectorii termici solari fac posibilă colectarea energiei și direcționarea căldurii primite în direcția corectă:

• Furnizare de apă caldă pentru duș, baie și bucătărie;
• Încălzirea în spațiu a unei sere mici sau grădină închisă, cu orice design aproape tot anul;
• Adăugare semnificativă la circuitul de încălzire a locuințelor pe vreme rece și prevederi aproape complete în zilele răcoroase de toamnă.

Colectorul este proiectat pentru a colecta energia solară în cea mai convenabilă formă de utilizare. În mod convențional, în funcție de dispozitivul colectorului solar, desenele lor pot fi împărțite în trei grupe principale:

1. Aspirați mai multe tuburi sau plane cu circulație forțată sau naturală a lichidului de răcire. Cel mai adesea acestea sunt structuri staționare concepute pentru munca sezonieră.
2. Colectoare solare de aer, cele mai simple și mai ușoare. Căldura acumulată este îndepărtată de pe suprafața încălzită a colectorului printr-un flux de aer.
3. În a treia versiune a proiectelor colectoarelor solare, căldura primită poate fi folosită pentru a o transforma în energie electrică, de la unități termo-frigorifice până la mașini complexe cu dispozitive electrice cu abur.

Acest din urmă grup de produse găsește foarte rar cererea în rândul populației datorită costurilor ridicate și complexității serviciilor..

Cum funcționează un colector solar cu flux complet ↑

Cea mai simplă versiune a designului plat al colectorului solar este o versiune cu flux complet, cu un radiator de două straturi. Dispozitivul însuși, după principiul funcționării, este similar cu o versiune de cabană de vară a dușului, a cărui bază este un butoi prelucrat pe suprafața exterioară cu mastic bituminos sau vopsea neagră.

Pentru a crește cantitatea de energie solară colectată, proiectarea colectorului solar se face sub forma unui recipient plat de grosime relativ mică, 5-7 cm, lățimea și lungimea dispozitivului depinde de nevoile specifice ale puterii colectorului. Unul dintre pereți este realizat din aluminiu anodizat și vopsit negru ca funingine, culoare, fără o singură scânteie. Aceasta este așa-numita suprafață de primire sau de lucru a colectorului. Pe interiorul părții de lucru a colectorului, sunt adesea fabricate nervuri subțiri de aluminiu sau plastic, care îmbunătățesc eliminarea căldurii de energie de pe peretele suprafeței de lucru până la lichidul de răcire – apă sau antigel.

Pentru a reduce poluarea și pierderile de pe suprafața de lucru, este instalată o peliculă subțire transparentă sau o foaie de plastic sau sticlă cu performanțe bune de izolare termică. În interior, o astfel de protecție este pulverizată cu un strat de oglindă din aluminiu, care reduce în cele din urmă pierderile de căldură datorită reflecției și convecției.

Designul unui colector solar plat poate avea un perete sandwich din grafit de pulbere, fibre metalice și rășină de armare în loc de o foaie de aluminiu convențională. Un astfel de material are o conductibilitate termică bună și o rezistență ridicată la oxidare..

Astfel de structuri trebuie să fie montate pe un cadru armat, de obicei pe partea însorită a acoperișului sau a peretelui casei.

Sisteme de încălzire în vid ↑

Pentru toată simplitatea, fiabilitatea și costurile reduse, dispozitivele de stocare solare plate au o productivitate termică relativ bună doar într-o zi însorită. Pentru latitudini mai mari sau la începutul primăverii – toamna târziu, productivitatea sa termică scade la jumătate.

În comparație cu colectoarele solare plate, sistemele de vid au o eficiență mai mare. Proiectarea se bazează pe un element termic individual – un tub de vid, principiul funcționării unui astfel de colector solar se bazează pe un dispozitiv cunoscut în fizică – o conductă de căldură, care este destul de complexă și capricioasă, dar eficientă în funcționare. O caracteristică de proiectare este conductivitatea termică ultra-înaltă, datorită căreia toată căldura căzută pe un capăt al tubului este colectată și concentrată la capătul opus în câteva momente..

Elementul de vid este un tub alungit realizat din sticlă durabilă, în interiorul căruia este pulverizat un strat de oglindă. Datorită oglinzii unidirecționale, fluxul de energie solară pătrunde liber în interiorul becului și nu poate scăpa, este absorbit efectiv de capătul de cupru al conductei de căldură plasat în interiorul corpului becului. Pentru a reduce pierderile, aerul de la becul de sticlă a fost pompat. Elementul central de cupru transferă energia primită de la fluxul luminos la fluxul purtător de căldură, de obicei antigel, sau direct la rezervorul de apă.

Avantajele colectoarelor solare de vid ↑

Avantajele conversiei energiei solare în versiunea conductelor de căldură:

1. Eficiența absorbției și transformării căldurii solare este de 3-4 ori mai mare decât colectoarele plate și de aer;
2. Funcționează excelent în intervalul de temperatură 0-50^despreC, în timp ce alte tipuri de colectoare solare, conform recenziilor utilizatorilor, au un interval de lucru de 20^despreCU;
3. Cea mai mică sensibilitate la direcția și unghiul de incidență a luminii solare. Pentru funcționarea normală a colectorului solar, este suficient să fie iluminat de soare chiar și la un unghi acut de incidență a luminii solare, pentru alte proiecte de colectoare solare atunci când depășește cu mai mult de 20 unghiul optim de iluminare^despre eficiența scade cu 10% pe oră.
4. Greutatea redusă a proiectării unității solare vă permite să o instalați direct pe acoperiș, chiar și fără un suport special.

Când planificați achiziția, merită să faceți un calcul aproximativ al zonei colectoare solare, pe baza raportului: un metru pătrat va oferi aproximativ 50-55 litri de apă caldă pe zi, dar nu și apă clocotită. Informații mai exacte pot fi găsite pe site-urile companiilor implicate în producția de colectoare solare. Acolo puteți obține informații despre costul produselor. Fiecare companie dovedește super-eficiența și costul scăzut al produselor sale. Un dispozitiv de vid de 15 elemente va costa aproximativ 15-20 de mii. ruble pentru o putere de încălzire de 1,3-1,5 kW și rezervor de stocare 80-100 litri.

Caracteristicile interesante ale unor astfel de sisteme de colectoare solare includ capacitatea de a testa independent operativitatea fiecărui bec de vid, fără instrumente speciale. Este suficient seara, în stare de repaus, să puneți o palmă pe capătul inferior al țevii. Dacă elementul rămâne rece mult timp și nu există nicio placă asemănătoare cu îngheț în zona de etanșare a balonului, dispozitivul este considerat a fi funcționat.

Apa caldă din rezervor poate fi furnizată prin gravitație, dar cel mai adesea instalează o pompă de rapel cu putere redusă care vă permite să umpleți rapid rezervorul după utilizarea apei calde. În versiunile mai serioase ale proiectării, colectorul solar este combinat cu un acumulator de căldură și un sistem de control electronic pentru furnizarea și încălzirea apei calde. Costul unor astfel de sisteme nu este mai mic de 1000 EUR. Garanția pentru sistemele cu conducte de căldură, de regulă, este de la 5 la 25 de ani, în funcție de nivelul calității materialelor utilizate în dispozitiv.

Colectoare de aer ↑

Cu cât este mai complex designul, cu atât este mai scump să funcționeze și cu atât este mai mare probabilitatea unor defecțiuni neașteptate. În acest sens, designul colectorilor cu transfer de căldură în aer sunt campioni în simplitate și fiabilitate. De fapt, o galerie de aer este un set de conducte sau conducte verticale cu un finisaj negru mat. Colectorul utilizează principiul accelerației aerului încălzit într-o conductă verticală.

Avantajele și avantajele unei construcții aeriene includ:

• Cea mai înaltă fiabilitate și simplitate a designului;
• Greutatea mică a dispozitivului, flexibilitatea instalării și ușurința instalării;
• Consumul minim de energie pentru funcționarea ventilatorului, în unele cazuri, ventilatorul se poate opri, iar încălzirea se face prin gravitație.

Designul colectorului este format dintr-un număr mare de țevi de aluminiu cu pereți subțiri, cu o suprafață mată înnegrită. Bateria țevii are o centrală care alimentează conductele de aer cald și epuizant; un ventilator centrifugal cu rezistență zero este instalat în cel rece. Dacă este necesar, acesta poate fi oprit și în această stare practic nu creează rezistență la fluxul de aer în mișcare.

Dispozitivul are o intrare de aer care vă permite să reglați cantitatea și raportul de aer preluat din exterior și din camera încălzită.

În producția de căldură, colectoarele de aer sunt practic inferioare sistemelor plate, necesită amenajarea conductelor verticale și expunerea maximă la soare. Puterea este reglată cu ușurință prin selectarea numărului de tuburi ale schimbătorului de căldură. Adesea, colectoarele solare de aer sunt indispensabile pentru încălzirea și ventilația unei varietăți de încăperi de depozitare, sunt folosite pentru uscarea unei varietăți de produse vegetale și fructe.

• Colector solar de casă pentru încălzirea locuinței
• Cum se face un colector solar de apă
• Colector de vid solar