Što je solarni kolektor. Kako napraviti solarni kolektor

Što je solarni kolektor?

Kako je to uređeno?

Spremnik.

Antifriz.

Vrste solarnih kolektora

Za i protiv solarnih kolektora

ravni kolektor:

Ravni solarni kolektor

Ravni solarni kolektor

Prednosti:

Proračunske cijene;

Mane:

Vakuumski razvodnik:

Vakuumski solarni kolektor

Vakuumski solarni kolektor

Prednosti:

Mali gubitak topline;

Mane:

Razdjelnik zraka:

Zračni solarni kolektor

Zračni solarni kolektor

Prednosti:

Minimalna cijena.

Mane:

Niska učinkovitost.

Cijena: od 1000 rubalja.

Prednosti solarnih kolektora

Prijateljstvo okoliša;

Jednostavnost korištenja;

Visoka postojanost.

Koliko to kosta?

Kako odabrati solarni kolektor?

Gdje mogu kupiti?

Rastuće cijene energije dovele su do povećanog interesa za alternativne i obnovljive izvore energije. Jedno od prvih mjesta na ovoj listi zauzima energija Sunca koja se koristi za proizvodnju električne i toplinske energije.

Što je solarni kolektor?

Kolektor je uređaj u kojem se zahvaljujući sunčevoj energiji zagrijava rashladna tekućina, a to je najčešće voda. U budućnosti se može koristiti za kućne potrebe, grijanje prostora ili u tehnološkim procesima. Također, solarni kolektor za bazen može zagrijati vodu na ugodnu temperaturu.

Nedavno su razvijeni i pušteni u proizvodnju hibridni solarni kolektori, koji zajedno s toplinskim mogu proizvoditi električnu energiju.

Kako je to uređeno?

Kako radi solarni kolektor?

Princip rada solarnog kolektora

Najjednostavniji solarni grijač vode sastoji se od sljedećih elemenata:

Ploča-apsorber koji apsorbira sunčevu energiju;

Sustav za provođenje topline u kojem cirkulira rashladna tekućina;

Spremnik.

S obzirom da je takav uređaj mnogo jednostavniji od solarne baterije, cijena solarnog kolektora je znatno niža.

Kao rashladno sredstvo može se koristiti:

Antifriz.

Prosječna temperatura zagrijavanja rashladne tekućine je 180-300 °C, ovisno o načinu rada.

Vrste solarnih kolektora

Solarni grijači vode razlikuju se po načinu rada: cjelogodišnji i sezonski, kao i po principu uređaja: ravni, vakuumski i zračni.

Ravni solarni kolektor osigurava manje zagrijavanje rashladne tekućine - ne više od 200 °C. Moguće je povećati učinkovitost njegovog rada korištenjem materijala visoke toplinske vodljivosti, poput bakra ili aluminija, kao apsorbera.

Vakuumski kolektor radi kao termosica, a viša temperatura nosača od 250-300 °C postiže se smanjenjem gubitaka topline potpunim brtvljenjem sustava. Kupnjom vakuumskog solarnog kolektora možete iskoristiti 95% sunčeve energije.

Opseg primjene zračnih solarnih kolektora, koji kao nositelj topline koriste zrak, ograničen je na grijanje prostora ili sušenje različitih industrijskih i poljoprivrednih proizvoda.

Za i protiv solarnih kolektora

Korištenje solarnih grijača ima svoje prednosti i brojne nedostatke, ovisno o značajkama dizajna.

Ravni solarni kolektor

Prednosti:

Proračunske cijene;

Ne zahtijeva čišćenje od mraza, snijega i drugih oborina;

Visoka učinkovitost u regijama s visokom insolacijom.

Mane:

Veliki gubitak topline, niska učinkovitost;

Oblik i veličina upijajućeg elementa čine ga nestabilnim pri jakim udarima vjetra na kosim krovovima.

Cijena: od 10 000 - 15 000 rubalja.

Vakuumski solarni kolektor

Prednosti:

Visoka učinkovitost čak i pri niskim temperaturama;

Mogućnost ugradnje pod bilo kojim kutom;

Mali gubitak topline;

Modularni sustav olakšava popravak i zamjenu rezervnih dijelova.

Mane:

U usporedbi s ravnom pločom, cijena solarnog vakuumskog kolektora je puno viša;

Potrebno je očistiti od krhotina.

Cijena: od 15.000 - 50.000 rubalja.

Zračni solarni kolektor

Prednosti:

Jednostavnost dizajna. Ako imate određene vještine, lako možete sastaviti zračni solarni kolektor vlastitim rukama.

Minimalna cijena.

Mane:

Ograničen opseg;

Niska učinkovitost.

Cijena: od 1000 rubalja.

Dakle, prednosti i nedostaci solarnog kolektora ovise o vrsti rashladne tekućine koja cirkulira u njemu i vrsti konstrukcije.

Prednosti solarnih kolektora

Neosporne prednosti korištenja solarnih kolektora bilo koje vrste su:

Autonomija opskrbe toplinom i toplom vodom, bez obzira na centralizirane opskrbljivače;

Smanjenje troškova plaćanja komunalnih računa;

Prijateljstvo okoliša;

Korištenje obnovljive energije;

Jednostavnost korištenja;

Minimalna potreba za servisiranjem;

Visoka postojanost.

Solarni kolektori omogućit će vam uštedu obiteljskog proračuna i opskrbu toplinom i toplom vodom čak iu onim područjima gdje nema glavnih komunikacija.

Koliko to kosta?

Cijena solarnog kolektora ovisi o njegovoj vrsti i izvoru nositelja topline.

Najjeftiniji su zrak. Ako ste ga sastavili vlastitim rukama, onda se njegov trošak može približiti nuli.

Cijena solarnog kolektora za kuću ravnog tipa je u rasponu od 10.000-15.000 rubalja.

Trošak vakuumskog razdjelnika je 15.000-50.000 rubalja, ovisno o dizajnu i proizvođaču.

Kako odabrati solarni kolektor?

Odabir solarnog kolektora odgovarajućeg tipa treba napraviti na temelju usporedbe prednosti i nedostataka svake pojedine vrste i zadataka koje namjeravate riješiti uz njegovu pomoć.

Gdje mogu kupiti?

Solarne kolektore bilo koje vrste lako je kupiti u specijaliziranim trgovinama, tvrtkama koje se bave autonomnom opskrbom toplinom i vodom, kao i izravno od proizvođača i njihovih trgovaca.

Učinkovitost ove vrste kolektora, uz visok stupanj vakuuma, bit će oko 98%. Instalacija solarnih vakuumskih kolektora u pravilu se provodi na krovu objekta, što omogućuje najkorisnije korištenje njegove površine. Kut montaže kolektora odabire se derivativno u rasponu od 5 do 90 stupnjeva. Minimalne vrijednosti kuta nagiba solarnog kolektora omogućuju cirkulaciju rashladne tekućine. Životni vijek vakuumskih solarnih ćelija je prilično visok i iznosi više od 20 godina. Potrošač ima nekoliko mogućnosti: možete kupiti vakuumski solarni kolektor ili ga sami izraditi. Cijena vakuumskih solarnih panela je prilično pristupačna, stoga je korištenje takvih sustava vrlo preporučljivo.

Dizajn i princip rada vakuumskog solarnog kolektora

Svrha plosnatog vakuumskog solarnog kolektora je osigurati akumulaciju sunčeve energije pri svim vremenskim uvjetima i temperaturi okoline.

Kako radi kolekcionar?

• Jedan od najvažnijih elemenata dizajna je automatizirani spremnik izmjenjivača topline. sposoban za pretvorbu, održavanje i skladištenje topline dobivene akumulacijom sunčeve energije, kao i iz dodatnih izvora energije koji se koriste za osiguranje ispravnosti sustava grijanja u cjelini.

• Voda zagrijana na određenu temperaturu iz izmjenjivača topline koji se nalazi u unutarnjoj jedinici dovodi se do radijatora koji se koriste za sustav grijanja, dok voda iz spremnika ulazi u spremnik za održavanje opskrbe toplom vodom.

• Za kontrolu vrijednosti radne temperature blokova i odabir potrebnog načina rada sustava, instalirana je upravljačka jedinica. Odgovoran je za protok energije nosača topline kroz izmjenjivač topline i određuje gdje točno vrijedi usmjeriti toplinu: na vodoopskrbu ili grijanje.

• Noću automatizacija održava minimalne parametre rad sustava i održava zadane vrijednosti temperature.

• Glavna prednost korištenja vakuumskih solarnih kolektora za grijanje doma je njihova mala inercija. Istodobno, njihova uporaba omogućuje opskrbu toplom vodom tijekom cijele godine i grijanje u hladnom razdoblju, što omogućuje uštedu tradicionalno korištenih izvora toplinske energije.

Shema i dizajn solarnog kolektora

vakuumski solarni kolektor - shema i princip rada

Glavni blokovi vakuumskog razvodnika: izravno vakuumski kolektor, spremnik izmjenjivača topline i regulator sustava solarnih sustava grijanja vode. Strukturno, vakuumski kolektor izrađen je u obliku cjevastih profila povezanih u paralelne redove. U pravilu se koriste konstrukcijske cijevi staklo na staklo od borosilikatnog stakla. Selektivni sloj koristi se za pokrivanje unutarnje cijevi, dizajniran da apsorbira sunčevu energiju i eliminira gubitak topline. Funkcionalnost takvih cijevi omogućuje im korištenje u oblačnom vremenu. Pri negativnim temperaturama i izravna i raspršena sunčeva svjetlost pretvaraju se u toplinu. Također, prirodno infracrveno zračenje koristi se za stvaranje topline. Dizajn vakuumske cijevi temelji se na principu termosice: sastoji se od dvije cijevi različitog promjera, između kojih se održava vakuum. Vakuum ima gotovo nultu toplinsku vodljivost i pruža visoku razinu toplinske izolacije.

• Vakuumske cijevi u svim vremenskim sustavima imaju dodatne toplinske cijevi ili toplinske cijevi. To su bakrene cijevi ispunjene tekućinom s niskim vrelištem. Uz izravno izlaganje toplini, tekućina isparava. U ovom slučaju uzima se toplina same cijevi. Zatim se para diže do vrha koji se nalazi iznad, gdje se kondenzira i toplina se prenosi na nosač topline u glavnom krugu ili na posebnu tekućinu u krugu grijanja. Nadalje, kondenzat teče niz zidove i proces se nastavlja.

• Prijemnik kolektora obično je izrađen od bakra. U ovom slučaju najčešće se koristi dodatna poliuretanska izolacija. Prijemnik je prekriven nehrđajućim čelikom za dodatnu zaštitu. Prijenos topline provodi se pomoću bakrenog "rukavca" prijemnika. Krug grijanja je odvojen od bloka cijevi, što omogućuje održavanje sustava u radu ako jedna ili više cijevi pukne. Zamjena oštećenih cijevi vrši se bez ispuštanja korištene tekućine iz radnog kruga.

• Spremnik-izmjenjivač topline ima funkciju kotla i služi za akumulaciju i skladištenje topline. Spremnik, u pravilu, ima jednu ili dvije spirale unutar strukture za izmjenu topline.

• Tipični dizajn sustava u pravilu uključuje pumpu, manometar i tlačni ventil, ventil za regulaciju količine vode, razne spojne mehanizme i ventile, uključujući set koji osigurava sigurno spajanje spremnika na sustav grijanja, tlak sigurnosni ventil od 6 atm. Spremnik se dodatno može opremiti električnim grijačem snage 1-3 kW.

• Ako je potrebno osigurati jednokratnu opskrbu toplom vodom i grijanjem, vrši se raspodjela akumulirane sunčeve energije. Kada se postigne zadana temperatura, opskrba toplinom se automatski prenosi na krug grijanja. Postavke raspodjele topline mogu se mijenjati ovisno o dobu godine ili klimatskoj zoni. Na ovaj sustav grijanja mogu se priključiti dodatni grijači.

• Regulator grijanja vode služi za podešavanje vrijednosti temperature u spremniku izmjenjivača topline i kolektora, kao i za određivanje potrebnog načina rada vakuumskog solarnog kolektora prema primljenim podacima.

• Glavne funkcije kontrolera su sljedeće: indikacija temperature u glavnim jedinicama: kolektor, spremnik, indikacija vrijednosti temperature u povratnom toku rashladne tekućine, postavljanje početne temperature pri kojoj se koristi prisilna cirkulacija u rashladnoj tekućini, tajmer pokretanja i zaustavljanja cijelog sustava grijanja, određivanje temperatura i trajanje funkcije dodatnog grijanja, postavljanje minimalne vrijednosti temperature, indikacija oštećenih senzora.

Vrste solarnih sustava

Postoje dvije glavne vrste solarnih sustava: sezonski, cjelogodišnji ili cjelogodišnji.

Vakuumske solarne ćelije temeljene na tehnologiji izravnog prijenosa topline su sezonski sustavi. Načelo rada takvih sustava je prilično jednostavno: voda iz spremnika ulazi u spojene bakrene cijevi, gdje se zagrijava i zatim vraća u krug.

Toplina se kod ove vrste solarnih panela prenosi u vodu bez upotrebe dodatnih elemenata i blokova. To zahtijeva veliku količinu vode u krugu izmjenjivača topline (od 60 do 200 l). Glavne prednosti sezonskih sustava su niska cijena uz visoku učinkovitost, do 98%. To naravno ovisi o upotrebi i .

Cjelogodišnji sustavi uključuju vakuumske solarne panele u koje su dodatno ugrađene termocijevi. Princip rada takvih kolektora sličan je radu instalacija centralnog grijanja. Posebna tekućina ("antifriz") teče kroz kolektor i zavojnicu. Ova tekućina je dizajnirana za uzimanje topline iz bakrenih cijevi. Zatim ulazi u spremnik, koji akumulira toplinu za izravno zagrijavanje vode kroz zavojnicu. Proces se nastavlja sve dok se vrijednosti temperature spremnika i prijemnika topline ne izjednače. Crpkom se upravlja elektronički, a senzori temperature ugrađeni su iu kolektoru iu spremniku. Tlak u sustavu može biti veći od potrebnih vrijednosti s nedostatkom potrošnje vode. Ekspanzijski spremnik također izbjegava takve situacije.

Područja primjene solarnih sustava su višestruka i uključuju: opskrbu toplom vodom i grijanjem stambenih prostora, društvenih i kulturnih objekata. Istodobno, ušteda resursa doseže 50%. Koristi se u kombinaciji s "toplim podovima". Ako trebate opskrbiti svoj dom toplinom, onda možete kupiti vakuumski solarni kolektor ili ga sami napraviti. Trošak vakuumskih kolektora za grijanje kuće prilično je visok, ali produktivnost i energetski intenzitet takvih sustava nadoknađuje materijalne troškove. Treba imati na umu da je pouzdanost kolektora koji su sastavili i instalirali profesionalci veća od one domaće izrade.

Sadržaj

Moderno tržište nudi širok izbor uređaja za grijanje, ali njihov je trošak previsok. Pogotovo ako vam ne treba jedan, već dva ili tri spremnika za grijanje. Troškovi režija stalno rastu, ljudi su prisiljeni tražiti načine uštede na grijanju i grijanju tople vode. Postoji alternativni izvor grijanja, tako da možete vlastitim rukama napraviti solarni kolektor koji će koristiti energiju sunca za potrebe kućanstva. Ovo je ekonomična opcija za grijanje prostora i opskrbu stambenih zgrada toplom vodom.

Solarni kolektor za grijanje doma

U domaćim trgovinama možete pronaći sličnu opremu, ali cijena će biti čak i veća od iznosa potrošenog na ugradnju konvencionalnog sustava grijanja. Solarni kolektor može se izraditi samostalno koristeći improvizirane materijale koji se uvijek mogu naći u arsenalu štedljivog vlasnika: limene ploče, limenke, plastične boce, polikarbonatne ploče, staklene cijevi itd.

Princip rada

Domaći kolektori izvrsni su za grijanje, grijanje vode u malim kućama, vikendicama, bazenima za grijanje. Odlučivši sastaviti sličnu jedinicu kod kuće vlastitim rukama, morate se sjetiti fizikalnih zakona, razumjeti načelo njezina rada:

• Prijemni uređaj apsorbira (apsorbira) sunčevu energiju: kao takve se mogu koristiti bakrene ili staklene površine u crnoj ili tamnoj boji. Upravo ti materijali imaju veću apsorpciju i optimalni su za grijanje vode ili drugih tekućina.
• Toplina iz apsorbera prenosi se u spremnik s rashladnim sredstvom: vodom, antifrizom ili drugom posebnom tekućinom koja će grijati vaš dom.
• Rashladna tekućina se dovodi kroz cijevi do radijatora, koji se koriste za potrebe kućanstva (topla voda u kuhinji, u kupaonici).

Princip rada domaćeg solarnog kolektora

Ljetna verzija dizajna

Solarni kolektor možete napraviti vlastitim rukama dovoljno brzo, ovo nije vrlo težak posao. Da biste ga koristili u zemlji, ljeti, ne trebaju vam složene sheme i posebna oprema:

• Ako je voda potrebna samo na ulici (vanjski tuš, topla voda za pranje, bazen, pranje posuđa, druge potrebe kućanstva), spremnik se također postavlja na ulicu.
• Kada je voda potrebna u kući, spremnik će biti ugrađen unutra.
• U takvom sustavu dolazi do prirodne cirkulacije tekućine, pa se spremnik mora postaviti 8-10 centimetara iznad razine baterije.
• Za spajanje spremnika na bateriju (apsorber) trebat će vam cijevi određenog promjera.
• Uz veliku duljinu sustava, bolje je ugraditi pumpu koja će poboljšati kretanje rashladne tekućine.

Solarni kolektor od metalno-plastičnih cijevi

Važno! Ako planirate koristiti solarni kolektor za zagrijavanje vode ne samo ljeti, već iu hladnoj sezoni, shema će biti drugačija, morate uzeti u obzir neke od nijansi.

Je li moguće koristiti solarni kolektor zimi

Za cjelogodišnju upotrebu uređaja morate saznati više o tome kako solarni kolektor radi zimi. Glavna razlika je rashladna tekućina. Budući da se voda može smrznuti u cijevima kruga, mora se zamijeniti antifrizom. Načelo neizravnog grijanja radi s ugradnjom dodatnog kotla. Dalje, dijagram je:

• Nakon što se antifriz zagrije, teći će iz baterije koja se nalazi izvana u zavojnicu spremnika za vodu i zagrijati ga.
• Zatim će topla voda biti dovedena u sustav, ohlađena natrag.
• Obavezno ugradite senzor tlaka (manometar), otvor za odzračivanje, ekspanzijski ventil za otpuštanje viška tlaka.
• Kao iu ljetnoj verziji, za poboljšanje cirkulacije potrebno je osigurati prisutnost cirkulacijske pumpe.

Solarni kolektor na krovu kuće zimi

Moram znati! Postoje različite sheme kolektora koje možete sami izraditi, razlikuju se po značajkama dizajna, imaju prednosti i nedostatke.

Uređaj i vrste

Konvencionalno se ovi sustavi mogu klasificirati u dvije vrste:

• tekućina (o kojoj govorimo u ovom materijalu);
• zračni solarni kolektori, koji ne koriste tekućinu, već zagrijani zrak.

Također se dijele po učinkovitosti, jer omogućuju različit prijenos topline. Ovisi o materijalima koji se koriste za izradu baterije, njenom području. Optimalno mjesto za apsorber je krov:

• prima maksimalnu količinu sunčeve svjetlosti,
• ima veliku površinu
• baterija instalirana na krovu ne zauzima koristan prostor, ne ometa nikoga.

Zračni solarni kolektor

Dizajn solarnog kolektora može biti nekoliko vrsta, glavni:

• vakuumski razdjelnik grijanja, koji ima najsloženiji dizajn. Vakuumski solarni kolektori izvrsni su za grijanje prostora, grijanje vode u bilo koje doba godine, u potpunosti će osigurati malu kuću, vikendicu;
• ravni solarni kolektor može biti tekući i vakuumski. Ovo je najčešći tip jer je prilično jednostavan za ugradnju, dok je učinkovit, može osigurati kući potrebnu količinu topline za grijanje prostora, vodu za potrebe kućanstva;
• termosifon - staklene ili metalne cijevi koriste se kao apsorber;
• cjevasti - najjednostavniji tip koji se može napraviti za ljetne vikendice, prilično primitivan, nije prikladan za upotrebu zimi.

Zanima nas dizajn koji osigurava toplu vodu i grijanje u kući u bilo koje doba godine, usredotočit ćemo se na dvije optimalne opcije, razmotriti uređaj vakuumskog solarnog kolektora i ravnog.

ravni kolektor

Ovo je najčešći tip kolektora koji možete sami napraviti. Dobro prilagođen za korištenje u toploj sezoni za grijanje vode, zimi se učinkovitost smanjuje.

Značajka dizajna je sljedeća.:

• kućište ima ravni pravokutni ili kvadratni oblik, izrađeno je od metala ili drugog materijala s visokom toplinskom vodljivošću, prekriveno crnom bojom;
• unutra je postavljena ploča u koju je položena zavojnica izrađena od bakrene cijevi malog presjeka;
• rashladna tekućina cirkulira kroz cijevi: voda, propilen glikol, antifriz i druge prikladne tekućine;
• također, toplinski izolacijski materijal položen je unutar kućišta, što minimizira gubitak topline;
• kada sastavljate kolektor ove vrste, morate se opskrbiti listom od polikarbonata ili stakla, koji će služiti kao poklopac i obavljati dvije funkcije: spriječiti prodor krhotina, oborina i poboljšati grijanje.

Dio ravnog solarnog kolektora

Važno! Prije sastavljanja konstrukcije potrebno je provjeriti nepropusnost šavova kako bi se spriječilo ulazak vlage, prašine u jedinicu i vremenski uvjeti toplog zraka.
Savjet za njegu! Da biste izbjegli smanjenje učinkovitosti, morate redovito brisati staklenu površinu od prašine i prljavštine.

vakuumski razdjelnik

Vakuumski solarni kolektori mogu se koristiti za grijanje vode. Zbog svojih dizajnerskih značajki, oni su snažniji: sposobni su generirati toplinsku energiju, što je dovoljno za grijanje vode i grijanje prostora.

Značajke dizajna:

• cijevi koje se nalaze u bocama s ispumpanim zrakom omogućuju minimiziranje gubitaka;
• na vrhu su cijevi prekrivene apsorpcijskim materijalom koji apsorbira svjetlosnu energiju, iznutra su napunjene antifrizom (rashladnim sredstvom);
• krajevi cijevi su spojeni na cijev kroz koju prolazi rashladna tekućina;
• kada se zagrije, antifriz kuha, pretvara se u paru, koja se zauzvrat diže i zagrijava rashladnu tekućinu;
• ovaj dizajn ima nedostatak: ako barem jedna cijev ne uspije, popravak postaje prilično problematičan, budući da su povezani u seriju. Morat ćete zamijeniti sve "unutrašnjosti".

Zračni solarni sustav od vakuumskih cijevi

Takav zračni solarni kolektor bit će učinkovitiji i pogodniji za održavanje temperature u sustavu u bilo koje godišnje doba. Iako po hladnom vremenu, učinkovitost radnog kolektora može se neznatno smanjiti zbog kratkog dnevnog svjetla i niske svjetlosne aktivnosti.

Savjet za njegu! Obratite pozornost na unutarnju površinu spremnika za vodu, s vremenom se prekriva kamencem, potrebno je čišćenje. Učestalost ovisi o kvaliteti vode u tom području.

Imajte na umu: nerealno je napraviti vakuumske cijevi s ispumpanim zrakom u zanatskim uvjetima, morat će se kupiti. To će malo povećati troškove uređenja ove vrste kolektora.

Izrada kućnog solarnog kolektora

Ako ste zainteresirani za pitanje kako napraviti solarni kolektor, razmislite glavne faze izrade ravnih konstrukcija:

• Prvo morate izračunati dimenzije budućeg grijača, na temelju površine grijane prostorije. Također će ovisiti o razini sunčeve aktivnosti u određenoj regiji, lokaciji kuće, terenu, korištenim materijalima i drugim čimbenicima. Ali početna točka je još uvijek površina na kojoj će biti instaliran.
• Razmislite od čega će biti napravljen apsorber (prijemnik). U ove svrhe možete koristiti bakrene i aluminijske cijevi, čelične ravne baterije, smotane gumene cijevi itd.
• Prijemnik mora biti obojen u crno.
• Zatim morate napraviti kućište kolektora, za to su prikladni razni materijali. Najčešće je drvo, može se koristiti staklo. Ako postoje stari prozori s ostakljenjem - idealno.
• Između dna kućišta i apsorbera potrebno je postaviti toplinski izolacijski materijal (mineralna vuna ili pjenasta plastika), koji će spriječiti gubitak topline.
• Pokrijte cijelo područje grijača metalnim limom (od aluminija ili tankog čelika), što će pojačati učinak.
• Položite cijevi zavojnice na vrh, pričvrstite ih na metalni lim konstrukcijskim nosačima ili na druge načine, izvucite krajeve zavojnice.
• S gornje strane toplinski solarni kolektori prekriveni su materijalom koji propušta svjetlost, najčešće staklom. Možete koristiti prozirni polikarbonat, što je praktičnije: otporan na mehaničke udare, nepretenciozan u skrbi.
• Spremnik za vodu treba prekriti izolacijskim materijalom ili obojati u crno kako bi se usporio proces hlađenja vode.
• Montirajte grijač na licu mjesta i spojite ga cijevima na spremnik s vodom.
• Izvršite radove na pokretanju, provjerite ožičenje duž cijele duljine zbog curenja zbog nekvalitetnih veza.

Dijagram dimenzioniranja solarnog zračnog kolektora i položaja

Važno! Za bolji prijenos topline potrebno je ostaviti razmak od cca 10-15 mm između stakla i grijaćih cijevi. Svi spojevi moraju biti dobro zabrtvljeni.

Sumirati

U kontekstu ukupnog poskupljenja komunalnih usluga, mogu se koristiti alternativne metode grijanja prostora, grijanje vode za potrebe kućanstva. U drugim zemljama solarni kolektori se već dugo koriste za grijanje.

Ako ne želite platiti veliki novac za industrijski kolektor vode, možete ga sami sastaviti koristeći otpadni materijal. Želite li da dizajn bude čvršći i da stvarno može zadovoljiti potrebe za toplom vodom i grijati vaš dom? Zatim ćete morati posjetiti trgovinu hardverom, temeljitije se pripremiti za montažu: kupiti vakuumske tikvice, posebne cijevi, ploče od stakla ili polikarbonata i druge komponente.

Rezanje i skidanje bakrenih cijevi za solarne kolektore

Kada odlučujete koji je sustav optimalan, uzmite u obzir: solarni kolektori, kao i svako tehničko rješenje, imaju prednosti i nedostatke koje je potrebno uzeti u obzir.

Za i protiv solarnog sustava

Među pozitivnim aspektima su:

• ekološki prihvatljiva vrsta energije primljena besplatno;
• smanjenje komunalnih računa za centralizirano grijanje vode do 40-50%;
• kratko razdoblje povrata;
• mogućnost zagrijavanja vode za potrebe kućanstva i grijanja malih prostorija zimi;
• širok izbor materijala, jednostavnost montaže konstrukcija.

Negativne točke su:

• troškovi rada za stvaranje svjetlosnog kolektora;
• smanjenje učinkovitosti zimi, što praktički onemogućuje korištenje takvih sustava u sjevernim geografskim širinama;
• potrebna preventivna njega i čišćenje;
• u hladnom vremenu potrebno je koristiti antifriz, što podrazumijeva dodatne troškove.

Solarni kolektor za grijanje kuće izumljen je relativno nedavno. Kao i svaka nova tehnologija, njezina je cijena prilično visoka, ali ova vrsta klimatske tehnologije može značajno pomoći u uštedi resursa.

Slični dizajni imaju i drugo ime - solarni sustavi. Godišnje ova oprema može proizvesti oko 600-800 kilovata toplinske energije za samo jedan kvadratni metar površine uređaja. Ispada da u hladnoj sezoni takav uređaj može preuzeti funkcije grijanja oko trećine stambene zgrade.

Princip rada solarnog kolektora je u svojim osnovama vrlo sličan. Akumulira energiju sadržanu u sunčevoj svjetlosti, usmjerava se na poseban grijaći element, koji je ploča od nekoliko četvornih metara.

Uglavnom, takav element je najčešća solarna baterija, sunčeve zrake koje padaju na nju prenose svoju energiju na takozvani izmjenjivač topline. Sadrži rashladno sredstvo poput zraka, vode ili antifriza. Pod utjecajem količine primljene topline, zagrijava se i šalje u sustav grijanja, gdje počinje cirkulirati oko stana ili kuće. Solarni kolektori mogu znatno uštedjeti na troškovima grijanja.

Kako bi dizajn funkcionirao najučinkovitije, programeri su uspjeli kombinirati električnu energiju i energiju sunčeve svjetlosti. Činjenica je da se zimi sunce ne može uvijek naći na nebu. Zbog toga se ispostavlja da ovaj grijač neće moći u potpunosti funkcionirati. Zahvaljujući priključku na električnu mrežu, provodi se prisilna cirkulacija izmjenjivača topline kroz sustav, što čini troškove minimalnima. Važno je napomenuti da je racionalno instalirati takav uređaj samo u kućama s velikom površinom.

Neki stručnjaci tvrde da se solarni sustav isplati dosta dugo, ali ovo gledište je pogrešno. Ako zbrojite sva sredstva uložena u ovu opremu i održavanje, ona će se vratiti unutar otprilike tri do pet godina. Što se redovitije koristi, to će se brže isplatiti. Štoviše, treba uzeti u obzir da su troškovi grijanja svake godine sve veći i veći zbog stalnog rasta tarifa.

Postoji klasifikacija ovih uređaja koja se temelji na njihovom dizajnu:

• Ravan;
• Zrak;
• Vakuum.

Ravni dizajn izgleda kao kutija izrađena od aluminija unutar koje se nalaze cijevi od bakrenih materijala. Na dnu kutije nalazi se prilično debeli sloj toplinske izolacije. Gornji dio proizvoda prekriven je posebnim materijalima, poput kaljenog stakla ili propilen glikola. Upravo će ta površina apsorbirati toplinu sunčevih zraka. Među svim vrstama proizvoda, ovaj dizajn je najtrajniji i izdržljiviji, pa se preporučuje za ugradnju u regijama gdje redovito pada kiša ili snijeg.

Međutim, kolektor s ravnom pločom ima jedan prilično značajan nedostatak: ako ne uspije, to će utjecati na cijeli sustav grijanja. Popravak, u pravilu, nije podložan, morat će se odmah promijeniti i instalirati novi. Može se koristiti ne samo za grijanje, već i za opskrbu toplom vodom, međutim, njegov proizvodni kapacitet dovoljan je samo za zagrijavanje temperature samo 20-30 stupnjeva više od temperature okoline. Ovaj model je najjeftiniji među svim ostalim vrstama.

Dizajn kolektora zraka radi na principu efekta staklenika. Sunčeve zrake privučene radnom površinom u potpunosti će upiti. Ta toplinska energija zagrijava masu zraka koja se nalazi unutar strukture. Može biti opremljen posebnim ventilatorom koji prenosi topli zrak dalje u prostorije za stanovanje, ali postoje uređaji koji omogućuju prirodnu cirkulaciju. Ovaj kolektor je jak, pouzdan i vrlo izdržljiv dizajn, koji neće zahtijevati gotovo nikakve popravke. Nedostatak im je što raspon grijanja zraka nije prevelik.

Vakuumski kolektor sastoji se od sustava bakrenih cijevi smještenih u staklenu posudu prilično velikog volumena. Između zidova nema zraka, potpuno se ispumpava. Vakuum u ovom slučaju obavlja funkciju toplinskog izolatora, a ujedno i vodiča.

Svi elementi su poredani u nizu, što vam omogućuje da apsorbirate što više sunčeve energije. Ovisno o tome koliko će cijevi biti duge, moći će se izračunati koliko će topline dati. Za ne preveliku kuću sasvim su prikladne cijevi, čija duljina neće prelaziti dva metra s unutarnjim promjerom od 6 cm. Staklo koje se koristi u ovom dizajnu je krhko, pa oborine poput tuče, kao i pale grane i drugi fizički utjecaji mogu dovesti do toga da neće uspjeti.

Radovi na popravku u ovom slučaju povezani su s potrebom zamjene cijevi koja nije uspjela, što je definitivan plus, jer neće biti potrebe za potpunom zamjenom sustava. Zimi je učinkovitost korištenja takvog solarnog kolektora mnogo veća u usporedbi s ravnim uređajima. To je zbog njegove sposobnosti da bolje zagrije vodu i dugo zadrži toplinu. Vakuumski kolektori koji se koriste za zagrijavanje kuće obično imaju samo najpozitivnije povratne informacije od potrošača, budući da su dostupni proizvodi različitih veličina, tako da će odgovarati čak i prilično velikim kućama. To vam omogućuje da uštedite puno na grijanju, bez smanjenja pokazatelja učinkovitosti.

Treba napomenuti da kolektori mogu biti sezonski i cjelogodišnji. Prva sorta može funkcionirati samo ako temperatura okoline nije ispod nula stupnjeva. Tijekom cijele godine su univerzalni dizajni, ali njihov će trošak biti puno veći.

Prilikom odabira solarnog kolektora trebali biste uzeti u obzir ne samo vlastite financijske mogućnosti, već i niz drugih parametara:

• Potrebna snaga;
• Površina krova, budući da je kolektor obično instaliran tamo.

Pozitivne i negativne osobine kolekcionara

Kao i svaki drugi uređaj, kolektor ima jake i slabe trenutke. O tome također treba voditi računa jer će se zahvaljujući njima moći utvrditi je li potrebno instalirati solarni sustav ili bi bilo isplativije bez njega.

Glavna pozitivna strana ovog uređaja je njihova potpuna ekološka prihvatljivost, budući da ne mogu naštetiti okolišu. Za zagrijavanje rashladne tekućine ne koriste se procesi izgaranja, tijekom rada nema otpadnih materijala, odnosno ne ispuštaju se štetne tvari u atmosferu. Takvi sustavi idealni su za osobe koje boluju od bolesti dišnog sustava.

Unatoč činjenici da je solarni kolektor za grijanje prilično skup, to je vrlo ekonomičan dizajn. Možete početi štedjeti već na instalaciji ako to učinite sami, ali većina stručnjaka savjetuje da se za pomoć obratite profesionalcima. U roku od pet godina kolekcionari u potpunosti vraćaju svoju vrijednost i počinju raditi na štednji sredstava i resursa.

Ako takav sustav grijanja usporedimo s kotlom na kruto gorivo ili plin, onda je korištenje kotlova znatno skuplje, budući da iz godine u godinu gorivo postaje sve skuplje, a ne morate plaćati solarnu energiju uopće. Ljeti, kada je sunce stalno na nebu, učinkovitost solarnih kolektora znatno premašuje korist od kotla.

Solarni sustavi apsorbiraju toplinu čak i ako je u okolini minimalno osvjetljenje. Ako je struktura pravilno sastavljena, tada će čak i po oblačnom vremenu dati pravu količinu topline.

Kolektori su građevine koje su potpuno neovisne o opskrbi električnom ili drugom energijom. U nekim regijama naše zemlje sunce često sja pola godine, tako da ovdje možete potpuno odbiti korištenje iscrpljivih resursa kao što su plin ili struja za grijanje zgrade. Čak i ako se uoče povremeni problemi s napajanjem, struktura će nastaviti proizvoditi dovoljno topline.

Jamstvo za solarne sustave je oko 15 godina, ali postoji niz određenih nijansi: utjecaj padalina nije jamstveni slučaj, pa biste trebali pažljivo razmotriti kako zaštititi kolektor od takvih kvarova.

Glavna negativna točka solarnih sustava je njihova cijena. Neki od skupljih dizajna mogu koštati oko 10.000 dolara bez instalacije i održavanja. Proizvođači kažu da za ugradnju takvog dizajna ne morate dobiti nikakve dozvole: osobito za ugradnju u pojedinačnu stambenu zgradu, stvarno ne morate sastavljati nikakve dokumente. Za ugradnju na krov stambene zgrade morat ćete pribaviti odgovarajući papir od stambenog tijela.

Zbog činjenice da je u većini regija naše zemlje prilično hladno i oblačno, takvi proizvodi danas nisu jako popularni. No, izvan naše zemlje, gdje ljudi mnogo više brinu o očuvanju okoliša, mogu se sresti mnogo češće.

Što tražiti pri kupnji kolekcionara?

Svi industrijski solarni sustavi proizvode toplinsku energiju koja se izražava u kilovatima. Svakako biste trebali pogledati ovaj pokazatelj, jer postoji mogućnost stjecanja ili slabog ili previše moćnog dizajna. Vrlo je važno provjeriti koliko dobro kolektor zadržava toplinu primljenu od sunčevih zraka, budući da će ovaj faktor imati jednu od ključnih uloga ako se planira ugradnja u hladnim područjima.

Tijekom instalacije, kolektor se postavlja u poseban okvir, koji ima određenu masu. Trebali biste saznati koliko je čvrsta krovna konstrukcija - može li izdržati težinu ove opreme. Ako je sanduk slab, tada će ga prvo trebati ojačati. U nekim slučajevima, kolektor je postavljen u vertikalnoj ravnini, što omogućuje sprječavanje prekomjerne izloženosti padalinama, ali zbog toga će se učinkovitost opreme malo smanjiti.

Pregled najboljih modela

Među ravnim dizajnom, FPC-2200 se smatra najboljim. Ovaj uređaj ima aktivnu površinu od 2,1 četvornih metara. Učinkovitost, ako je proizvod ispravno instaliran, dosegnut će 94%. Pomoću njega možete postići temperaturu rashladnog sredstva od 135 stupnjeva, najveći tlak u sustavu bit će 1 MPa. Ugradnja bez okvira je zabranjena. To košta oko 30 tisuća rubalja.

SOLARVENTI SV3 smatra se najboljim kolektorom zraka, može raditi potpuno izvan mreže. Dizajniran ne samo za stambene prostore, već i za skladišta, razne druge tehničke prostorije. Maksimalna površina koju može zagrijati je samo 25 četvornih metara. Proizvod ima kompaktne dimenzije, težinu oko 6 cm, može se instalirati u vodoravnom i okomitom položaju. Prilično je skupo - 40 tisuća rubalja.

Do danas vakuumski modeli nisu zastupljeni na ruskom tržištu. Takav kolektor bit će dobar dodatak standardnom sustavu grijanja kuće ili stana.

Klasični solarni kolektor je crna metalna ploča postavljena na krov kuće. Boja i položaj kolektora sugeriraju maksimalnu apsorpciju i akumulaciju sunčeve energije. Ove metalne ploče smještene su u kućište od stakla ili plastike. Nagib prema južnoj strani, kada je postavljen, povećat će količinu apsorbiranog zračenja. Jednostavno rečeno, solarni kolektor je minijaturni staklenik koji pohranjuje sunčevu energiju ispod staklene ploče. Sunčevo zračenje ravnomjerno se raspoređuje po površini, stoga što je veća površina kolektora, to će više energije biti apsorbirano.

Do danas je solarna energija prilično razvijena, što omogućuje ugradnju solarnih panela različitih konfiguracija i veličina. Ovaj aspekt omogućuje solarnim kolektorima da zadovolje potrebe kućanstva kao što su grijanje i opskrba toplom vodom.

Na primjer, postoji nekoliko zasebnih vrsta solarnih kolektora, koji se razlikuju ovisno o temperaturi koju mogu doseći:

• Niskotemperaturni kolektori. Takvi kolektori daju relativno niske temperature - ne više od 50 C. Ovakvi kolektori imaju široku primjenu za grijanje vode u bazenima, te u drugim slučajevima kada nije potrebna previsoka temperatura vode.
• Kolektori srednje temperature. Ova vrsta kolektora može zagrijati vodu od 50 do 80 C. Često je takav kolektor ravna ostakljena ploča u kojoj se prijenos topline odvija uz pomoć tekućine ili su to koncentratorski kolektori. U potonjem se toplina koncentrira i može se koristiti za zagrijavanje vode u stambenim prostorima.Kolektor-koncentrator je predstavljen, u većini slučajeva, vakuumski cijevni kolektor
• Visokotemperaturni kolektor. Često imaju oblik paraboličnih ploča. Takav uređaj u većini slučajeva koriste velika poduzeća koja proizvode električnu energiju i distribuiraju je u gradske električne mreže.

Integrirani razdjelnik

Akumulativni integrirani kolektor

Trenutačno jedan od najjednostavnijih vrsta solarnih kolektora je kapacitivni kolektor, koji se još naziva i termosifonski kolektor. Ovaj generator je dobio takvo ime zbog činjenice da može istovremeno akumulirati toplinu i pohraniti određenu, već zagrijanu količinu vode. Ovakvi kolektori se često koriste za početno zagrijavanje vode, koja se naknadno standardnim instalacijama (plinski, električni bojleri i sl.) zagrijava na potrebnu temperaturu. Ova metoda omogućuje vam uštedu na potrošnji električne energije, zbog činjenice da već zagrijana voda ulazi u spremnik kotla.

Razmotrite glavne prednosti ove vrste kolektora. Prvi je, naravno, ušteda električne energije. Drugi je mogućnost korištenja prilično jeftine alternative solarnom sustavu grijanja vode. Treća prednost je jednostavnost korištenja kolektora - minimalno održavanje, zbog nepostojanja pokretnih dijelova (pumpi i drugih stvari) u njemu.

Takvi kolektori su također "Integrated Collector and Storage", ili jednostavnije, integrirani kolektori za pohranu. Ova vrsta kolektora često je predstavljena jednim ili više spremnika koji se pune vodom. Ovi spremnici su smješteni u toplinski izolacijsku kutiju i pokriveni staklenim poklopcem. Ponekad se u istoj kutiji nalazi i reflektor koji vam omogućuje povećanje sunčevog zračenja. Načelo rada ovog uređaja je prilično jednostavno - sunčeva svjetlost, prolazeći kroz staklo, zagrijava vodu. Takva jednostavnost rada uzrokuje prilično malu cijenu samog uređaja. Međutim, vrijedi zapamtiti da u hladnoj sezoni vodu treba zaštititi od smrzavanja ili isušiti.

Plosnati kolektori

Takvi kolektori su možda najpopularniji za kućnu upotrebu, za grijanje vode iu sustavima grijanja. Izvana, takav uređaj izgleda kao obična metalna kutija. Međutim, unutra je crna platina, koja upija sunčevu svjetlost. Poklopac ove kutije mora biti obavezno staklen ili plastičan, kako bi bolje propuštao sunčevu energiju.

Ostakljenje ravnog solarnog kolektora može biti prozirno ili mat. Međutim, često se prednost daje mat ostakljenju, jer takvo staklo propušta samo svjetlost. Također, sadržaj željeza u staklu mora biti vrlo nizak kako bi se omogućilo da većina dolazne svjetlosti prođe do kolektora. Princip rada je da sunčeva svjetlost, pada na ploču, ploču koja prima toplinu, stvara toplinu. Staklo služi kao toplinska izolacija, a za povećanje učinkovitosti kolektora, njegove stijenke su obložene toplinskim izolatorom. Ovaj dizajn smanjuje gubitak topline na minimum.

Upijajuća ploča, odnosno ploča koja apsorbira sunčevu svjetlost, često se boji crnom bojom kako bi se povećala količina apsorbirane sunčeve energije, jer nikome nije tajna da je tamna tijela više privlače. Prolazeći kroz staklo i padajući na upijajuću ploču, sunčevo zračenje se pretvara u toplinsku energiju. Nadalje, za nastavak procesa, nastala toplina se prenosi na nosač topline. Nosač topline može biti zrak ili tekućina koja cirkulira u cijevima. Nažalost, čak i potpuno crne površine mogu reflektirati oko 10% sunčevog zračenja koje pada na njih. Kako bi se to izbjeglo, upijajuće ploče su dodatno prekrivene posebnim premazom, koji je dizajniran da spriječi padanje sunčeve svjetlosti na ploču. Ovaj premaz traje dulje od konvencionalne boje i omogućuje vam povećanje učinkovitosti kolektora. Sastav takve selektivne prevlake uključuje sloj amorfnog poluvodiča koji se nanosi na metalnu podlogu ploče.

Upijajuće ploče izrađene su od metala koji najbolje provodi toplinu. Visoka razina toplinske vodljivosti metala smanjit će gubitke topline tijekom prijenosa reciklirane energije u rashladnu tekućinu. Popis takvih metala uključuje bakar i aluminij. Razlika između njih je u tome što bakrena ploča bolje provodi toplinu i otpornija je na koroziju od aluminijske ploče.

Ravni solarni kolektori su tekući ili zračni. A ovisno o prisutnosti ostakljenja, obje vrste mogu biti i ostakljene i ne ostakljene.

U solarnim kolektorima ovog tipa rashladno sredstvo je tekućina. Sunčeva energija se u apsorbirajućoj ploči pretvara u toplinu i prenosi u tekućinu koja teče kroz cijevi pričvršćene na ploču. Ove cijevi mogu ići paralelno jedna s drugom, ali svaka mora imati ulaz i izlaz. Moguće je postaviti cijevi u obliku zavojnice. Ovaj položaj smanjuje broj spojnih rupa, što zauzvrat smanjuje mogućnost curenja. Dakle, zmijoliki raspored osigurava ravnomjerniji protok tekućine za prijenos topline. Međutim, može biti teško ispustiti tekućinu prije hladnoće, jer tekućina može ostati u zavojima cijevi.

Jednostavni sustavi tekućih solarnih kolektora podrazumijevaju korištenje obične vode koja se odmah, zagrijana u kolektoru, isporučuje korisniku. Takvi se modeli nazivaju "otvoreni" ili "izravni" sustavi. Međutim, korištenje takvih kolektora je nezgodno u regijama s niskim temperaturama. Budući da kada temperatura padne ispod točke smrzavanja, potrebno je ispustiti vodu. Tijekom tog razdoblja sustav se ne može koristiti. Alternativa je korištenje tekućina protiv smrzavanja umjesto vode. Ova vrsta tekućeg sustava solarnih kolektora koristi tekući nosač topline, koji se, apsorbirajući toplinu, šalje u izmjenjivač topline. Često je izmjenjivač topline spremnik za vodu, čiji dizajn uključuje prijenos topline na vodu. Takav sustav nazivamo "zatvorenim" ili "neizravnim".

Tekući kolektori za ostakljenje omogućuju vam zagrijavanje vode za kućne potrebe i za grijanje doma, budući da je njihova učinkovitost veća od učinkovitosti neglaziranih kolektora. Neostakljeni kolektori često se koriste za zagrijavanje vode u bazenima. U najnovijim uređajima nije potrebno zagrijavanje temperature na visoke temperature. To omogućuje korištenje jeftinijih materijala kao što su plastika i guma.

Sakupljači zraka

Rashladno sredstvo u kolektorima zraka je zrak, ali se ne smrzava i ne kuha, za razliku od vode. Ova činjenica izbjegava probleme kojima su spremnici tekućine skloni. Osim toga, curenje u sustavu razvodnika zraka puno je manji problem, iako ga je, naravno, prilično teško otkriti. Vrijedno je zapamtiti da materijali koji se koriste u zračnim solarnim kolektorima nemaju posebno teške operativne zadatke. Stoga je moguće koristiti jeftinije materijale u zračnim sustavima.

Konstrukcija zračnih kolektora je kombinacija ravnih kolektora. Takav uređaj se uglavnom koristi za sušenje poljoprivrednih proizvoda, ili za grijanje prostora. Metalne ploče i višeslojni nemetalni zasloni mogu poslužiti kao upijajuće ploče u dizajnu zračnih kolektora. Rashladna tekućina prolazi kroz stijenke apsorbera uz pomoć prirodne konvekcije ili uz pomoć posebnog ventilatora.

Toplinska vodljivost zraka je za red veličine lošija od toplinske vodljivosti tekućine. Stoga apsorber dobiva mnogo manje topline iz zraka nego iz tekućine. Ventilator pričvršćen na upijajuću ploču omogućuje povećanje protoka zraka, čime se poboljšava odvođenje topline. Međutim, ovaj dizajn također ima svoje nedostatke. Za rad ventilatora potrebno je dodatno trošiti električnu energiju, a to pak poskupljuje rad sustava. U hladnim klimatskim uvjetima potrebno je usmjeriti zrak između ploče apsorbera i izolirane stijenke kolektora kako bi se izbjegao gubitak topline. Ali ne biste trebali koristiti takvu cirkulaciju ako se ipak zrak u prostoriji zagrije za 17 C više od zraka izvana. U tom slučaju zrak može cirkulirati bez gubitka učinkovitosti.

Razgovarajmo o prednostima zračnih kolektora. Prije svega, to je jednostavnost i pouzdanost. Kolektori zraka imaju prilično jednostavan dizajn, što smanjuje potrebu za održavanjem, a povećava njihovu bezuvjetnu pouzdanost. Pod pristojnim radnim uvjetima, životni vijek kvalitetnog zračnog razvodnika kreće se od 10 do 20 godina. Zbog činjenice da zrak djeluje kao nosač topline, eliminira se potreba za korištenjem izmjenjivača topline i toplinske izolacije tijekom hladne sezone.

Međutim, nije sve tako šareno na području solarnih grijača zraka. Stvar je u tome što se takva postrojenja koriste isključivo za grijanje prostora i sušenje poljoprivrednih proizvoda, i to uglavnom u zemljama u razvoju. Razlog za to su neka ograničenja za korištenje u industrijskom okruženju. Počnimo s činjenicom da u usporedbi s tekućim kolektorima, zračni kolektori zauzimaju prilično veliko područje, zbog niske razine specifičnog toplinskog kapaciteta. Osim toga, potrebno je opremiti dugačak kanal za učinkovit rad kolektora. A glavna poteškoća je potreba za korištenjem električne energije za pogon zraka kroz funkcionalne dijelove kolektora. Ipak, ponekad postoje poteškoće sa samom akumulacijom topline. Svi ti problemi, čak iu regijama s dovoljno sunca, rezultiraju značajnim povećanjem troškova rada i ugradnje zračnih kolektora.

Princip rada solarnih kolektora

Elementarni razvodnik zraka

Zračni solarni kolektori dijele se u dvije skupine, ovisno o načinu cirkulacije zraka. U najjednostavnijem slučaju, protok rashladne tekućine (zraka) u kolektoru prolazi točno ispod apsorbera. Dakle, ovaj kolektor vam omogućuje povećanje temperature zraka za ne više od 3-5 C. Razlog za tako nisku učinkovitost je gubitak topline kroz konvekciju i zračenje.

Svaki prozirni materijal s niskom vodljivošću infracrvenog zračenja može smanjiti gubitak topline prilikom pokrivanja apsorbera. Stvar je u tome što se strujanje zraka formira ili ispod apsorbera, ili između apsorbera i ovog prozirnog premaza. Prozirni poklopac (od posebnog stakla ili plastike) omogućuje blago smanjenje razine toplinskog zračenja iz apsorbera. Međutim, ovo smanjenje konvektivnih gubitaka topline može omogućiti povećanje temperature na 20-50 C. Ali ovaj parametar će također ovisiti o intenzitetu sunčeve energije koja ulazi u kolektor i kvaliteti protoka zraka. Kao plus svemu tome je i smanjenje toplinskih gubitaka zračenjem, zbog smanjenja temperature apsorbera. Ali vrijedi zapamtiti da u ovom slučaju dolazi i do smanjenja sposobnosti apsorbenta da apsorbira energiju, zbog njegovog prašenja, u slučaju da strujanje zraka prolazi s obje strane.

Pokriveni apsorber u razvodniku zraka

Odbijanje ostakljenja metalne kutije i toplinske izolacije u nekim slučajevima može značajno smanjiti troškove. Činjenica je da je takav kolektor izrađen od perforiranog crnog metala. Ovaj materijal poboljšava kvalitetu prijenosa topline. Načelo ovog procesa je da se ovaj metal dovoljno brzo zagrijava, a ugrađeni ventilator uvlači topli zrak kroz rupe u limovima. Kolektori ove vrste često se koriste u stambenim zgradama. Često su dimenzije takvog uređaja 2,4 m × 0,8 m, dok je brzina zagrijavanja zraka 0,002 m3 / s. Čak i za sunčanog zimskog dana temperatura zraka koji se zagrijava u kolektoru može doseći razliku od 28 °C u odnosu na vanjsku. Osim toga, vrijedi uzeti u obzir da je kvaliteta zraka znatno poboljšana, jer se zrak koji ulazi izvana izravno zagrijava.

Jedna od glavnih prednosti takvih kolektora je činjenica da su vrlo učinkoviti. Učinkovitost nekih industrijskih modela može doseći 70%. I njihov trošak je smanjen, zbog smanjenja količine korištenih materijala.

Vakuumski solarni kolektor

Solarni kolektori s ravnom pločom izvorno su stvoreni za korištenje na mjestima s puno sunčeve energije. U lošem vremenu njihova učinkovitost nije dovoljno značajna. Hladno, vjetrovito, oblačno vrijeme - ne dopustite takvim kolektorima da rade punim kapacitetom. Ali to nije sve - visoka vlažnost uvelike nepovoljno utječe na stanje unutarnjih dijelova takvog kolektora. A to podrazumijeva smanjenje vijeka trajanja kolektora, kao i pogoršanje učinkovitosti njegovog rada. Kako bi se uklonili takvi nedostaci, stvoreni su vakuumski solarni kolektori.

Suvremeni vakuumski solarni kolektori mogu zagrijati vodu za potrebe kućanstva. Princip rada takvog uređaja je sljedeći: sunčeva energija, prolazeći kroz vanjsku cijev, ulazi u apsorbirajuću cijev, gdje se odvija pretvorba sunčeve energije u toplinu. Zatim se reciklirana toplina prenosi na rashladno sredstvo (tekućinu). Sam kolektor je kombinacija određenog broja paralelnih redova staklenih cijevi. Na svaku od ovih cijevi pričvršćen je cijevni apsorber sa selektivnim premazom (analogno apsorberskoj ploči u gore opisanim ravnim kolektorima). Tekućina zagrijana u kolektoru ulazi u spremnik i već tamo predaje svu primljenu toplinu vodi.

Cijevi u vakuumskom kolektoru se mogu mijenjati. Dodajte ili čak uklonite prema potrebi. To nam omogućuje da takve kolektore nazovemo modularnim. Ali vrijedi zapamtiti da između cijevi kolektora mora postojati vakuum kako bi se smanjio gubitak topline tijekom konvekcije. Međutim, gubitak topline zračenjem ostaje. Pojasnimo da je toplinski gubitak zračenjem toplina koja se koristi za zagrijavanje površina radnih dijelova kolektora. Ali nemojte misliti da će ti gubici značajno utjecati na učinkovitost kolektora. Gubitak zračenja je dovoljno mali, tako da možemo pouzdano pretpostaviti da su radne karakteristike vakuumiranog kolektora dovoljno velike.

Trenutno je stvoren veliki broj koji imaju različite konfiguracije, a samim time i različite izvedbene karakteristike i značajke.

Stvaranje evakuiranog kolektora prilično je kompliciran i dugotrajan proces. Brtvljenje plašta kolektora uzrokuje posebne poteškoće. Problem leži u činjenici da do danas nije pronađena dovoljno učinkovita metoda za stvaranje učinkovitog visokovakuumskog sustava, uz nisku cijenu.

Vrijedno je zapamtiti da su takvi vakuumski kolektori prilično učinkoviti u usporedbi s konvencionalnim ravnim kolektorima. Stvar je u tome što učinkovitost vakuumiranog kolektora ne ovisi o kvaliteti zračenja, tj. i u uvjetima izravnog i difuznog zračenja, ovaj kolektor radi jednako učinkovito. Osim toga, vakuumska struktura kolektora minimizira gubitak topline. Uz sve navedeno, takvi uređaji služe dugo i kvalitetno, u potpunosti zadovoljavajući sve ekonomske potrebe osobe.

Čvorišta

Fokusirajući solarni kolektor

Koncentratori ili kolektori razlikuju se od prethodno opisanih kolektora po tome što im je princip rada koncentriranje sunčevih zraka. To se postiže pomoću zrcalnih površina koje sunčevu energiju usmjeravaju izravno na apsorbere. Temperatura koju osiguravaju koncentratori mnogo je viša od maksimalne temperature ravnih kolektora. Ali vrijedi zapamtiti da koncentratori mogu percipirati samo izravno sunčevo zračenje, dakle. Po oblačnom vremenu njihova uporaba nije moguća. Ova vrsta kolektora-koncentratora posebno je učinkovita u regijama blizu ekvatora iu pustinjskim područjima s velikim brojem sunčanih dana.

Za učinkovitiji rad koncentratora koristi se poseban uređaj koji prati smjer sunčevih zraka i okreće uređaj prema suncu. Ovisno o osi duž koje se može okretati, takav kolektor razlikuje jednoosne i dvoosne uređaje za praćenje. Prvi uključuju okretanje uređaja od istoka prema zapadu, dok drugi uključuju okretanje uređaja u sva četiri kardinalna smjera kako bi se točno pratio smjer sunca tijekom cijele godine. Ovi kolektori-koncentratori se uglavnom koriste u industrijskim okruženjima. Razlog tome bila je prilično visoka cijena ovog uređaja, kao i potreba za stalnim održavanjem. Za domaću upotrebu jednostavno nisu prihvatljivi.

Solarne peći i destilatori.

Uz sve gore navedene uređaje, postoje i uređaji koji imaju prilično jednostavnu strukturu i uski opseg. Na primjer, takvi uređaji mogu djelovati kao solarna pećnica za kuhanje ili solarni destilator - uređaj koji vrlo jeftino pročišćava vodu u bilo kojem stanju.

Razgovarajmo o solarnim pećnicama. Prilično su jednostavni, kako u radu tako iu proizvodnji. Solarne peći su prilično dobro izolirane kutije, koje su prekrivene materijalom koji odbija svjetlost (folija, na primjer). Ova kutija je prekrivena staklom i opremljena vanjskim reflektorom. Crna posuda poslužit će kao apsorber jer se može puno brže zagrijati. Takve se peći mogu koristiti za sterilizaciju vode kuhanjem.

Što se tiče solarnih destilatora, oni kao rezultat svog rada mogu dobiti destiliranu vodu prilično jeftino, štoviše, vodu možete uzeti iz gotovo bilo kojeg izvora. Princip rada solarnog destilatora leži u srcu procesa isparavanja, a sam uređaj koristi sunčevu energiju kako bi ubrzao ovaj proces. Za jedan dan rada mali solarni destilator može proizvesti oko 10 litara savršeno čiste vode.

Trenutno se solarna energija koristi prilično intenzivno. Jedan od najučinkovitijih primjera njegove uporabe je metoda zagrijavanja vode sunčevom energijom. Nekoliko milijuna stanovnika našeg planeta već duže vrijeme koristi solarne kolektore za zadovoljenje svojih potreba. Takvi uređaji su prilično učinkoviti, ne zahtijevaju posebne troškove rada i, štoviše, ne štete okolišu.

Facebook

Cvrkut

U kontaktu s

Kolege

Google Plus