Čo je solárny kolektor. Ako vyrobiť solárny kolektor

Čo je solárny kolektor?

Ako je to usporiadané?

Zásobník.

Nemrznúca zmes.

Typy slnečných kolektorov

Výhody a nevýhody solárnych kolektorov

plochý kolektor:

Plochý solárny kolektor

Plochý solárny kolektor

Výhody:

Rozpočtové ceny;

nedostatky:

Vákuové potrubie:

Vákuový solárny kolektor

Vákuový solárny kolektor

Výhody:

Nízke tepelné straty;

nedostatky:

Vzduchové potrubie:

Vzduchový solárny kolektor

Vzduchový solárny kolektor

Výhody:

Minimálna cena.

nedostatky:

Nízka účinnosť.

Cena: od 1000 rubľov.

Výhody slnečných kolektorov

šetrnosť k životnému prostrediu;

Jednoduchosť použitia;

Vysoká odolnosť.

Koľko to stojí?

Ako si vybrať solárny kolektor?

Kde môžem kúpiť?

Rast cien energií viedol k zvýšenému záujmu o alternatívne a obnoviteľné zdroje energie. Na jednom z prvých miest v tomto zozname je energia Slnka, ktorá sa využíva na výrobu elektrickej a tepelnej energie.

Čo je solárny kolektor?

Kolektor je zariadenie, v ktorom sa vplyvom slnečnej energie ohrieva chladiaca kvapalina, ktorou je najčastejšie voda. V budúcnosti sa dá využiť pre domáce potreby, vykurovanie priestorov alebo v technologických procesoch. Taktiež solárny kolektor pre bazén dokáže ohriať vodu na príjemnú teplotu.

V poslednom období boli vyvinuté a uvedené do výroby hybridné solárne kolektory, ktoré sú spolu s tepelnými schopné vyrábať elektrickú energiu.

Ako je to usporiadané?

Ako funguje solárny kolektor?

Princíp činnosti solárneho kolektora

Najjednoduchší solárny ohrievač vody pozostáva z nasledujúcich prvkov:

Absorbér dosiek, ktorý absorbuje slnečnú energiu;

Systém na vedenie tepla, v ktorom cirkuluje chladivo;

Zásobník.

Vzhľadom na to, že takéto zariadenie je oveľa jednoduchšie ako solárna batéria, cena solárneho kolektora je oveľa nižšia.

Ako chladivo možno použiť:

Nemrznúca zmes.

Priemerná teplota ohrevu chladiacej kvapaliny je 180-300 °C v závislosti od prevádzkového režimu.

Typy slnečných kolektorov

Solárne ohrievače vody sa vyznačujú režimom prevádzky: celoročný a sezónny, ako aj princípom zariadenia: plochý, vákuový a vzduchový.

Plochý solárny kolektor poskytuje menšie zahrievanie chladiacej kvapaliny – nie viac ako 200 °C. Je možné zvýšiť účinnosť jeho prevádzky použitím materiálu s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je meď alebo hliník, ako absorbér.

Vákuový kolektor funguje ako termoska a vyššia teplota nosiča 250-300 °C sa dosiahne znížením tepelných strát úplným utesnením systému. Kúpa vákuového solárneho kolektora znamená možnosť využiť 95 % energie slnka.

Rozsah použitia vzduchových solárnych kolektorov, ktoré využívajú vzduch ako nosič tepla, je obmedzený na vykurovanie priestorov alebo sušenie rôznych priemyselných a poľnohospodárskych produktov.

Výhody a nevýhody solárnych kolektorov

Použitie solárnych ohrievačov má v závislosti od konštrukčných prvkov svoje výhody aj množstvo nevýhod.

Plochý solárny kolektor

Výhody:

Rozpočtové ceny;

Nevyžaduje čistenie od mrazu, snehu a iných zrážok;

Vysoká účinnosť v oblastiach s vysokým slnečným žiarením.

nedostatky:

Veľké tepelné straty, nízka účinnosť;

Tvar a veľkosť absorpčného prvku spôsobuje jeho nestabilitu pri silných nárazoch vetra na šikmých strechách.

Cena: od 10 000 do 15 000 rubľov.

Vákuový solárny kolektor

Výhody:

Vysoká účinnosť aj pri nízkych teplotách;

Možnosť inštalácie v akomkoľvek uhle;

Nízke tepelné straty;

Modulárny systém uľahčuje opravu a výmenu náhradných dielov.

nedostatky:

V porovnaní s plochými doskami je cena solárneho vákuového kolektora oveľa vyššia;

Je potrebné vyčistiť od trosiek.

Cena: od 15 000 do 50 000 rubľov.

Vzduchový solárny kolektor

Výhody:

Jednoduchosť dizajnu. Ak máte určité zručnosti, môžete ľahko zostaviť vzduchový solárny kolektor vlastnými rukami.

Minimálna cena.

nedostatky:

Obmedzený rozsah;

Nízka účinnosť.

Cena: od 1000 rubľov.

Výhody a nevýhody solárneho kolektora teda závisia od typu chladiva, ktoré v ňom cirkuluje a od typu konštrukcie.

Výhody slnečných kolektorov

Nesporné výhody použitia solárneho kolektora akéhokoľvek typu sú:

Autonómia dodávky tepla a teplej vody bez ohľadu na centralizovaných dodávateľov;

Zníženie nákladov na platenie účtov za energie;

šetrnosť k životnému prostrediu;

Využívanie obnoviteľnej energie;

Jednoduchosť použitia;

Minimálna potreba servisu;

Vysoká odolnosť.

Solárne kolektory vám umožnia ušetriť váš rodinný rozpočet a zabezpečiť vám teplo a teplú vodu aj v oblastiach, kde nie sú žiadne hlavné komunikácie.

Koľko to stojí?

Cena solárneho kolektora závisí od jeho typu a zdroja nosiča tepla.

Najlacnejšie sú vzduchové. Ak ste ho zostavili vlastnými rukami, jeho náklady sa môžu priblížiť k nule.

Cena solárneho kolektora pre dom plochého typu sa pohybuje v rozmedzí 10 000 - 15 000 rubľov.

Náklady na vákuové potrubie sú 15 000 - 50 000 rubľov v závislosti od dizajnu a výrobcu.

Ako si vybrať solárny kolektor?

Výber solárneho kolektora vhodného typu by ste mali robiť na základe porovnania výhod a nevýhod každého jednotlivého typu a úloh, ktoré s jeho pomocou plánujete riešiť.

Kde môžem kúpiť?

Slnečné kolektory akéhokoľvek typu je možné ľahko zakúpiť v špecializovaných predajniach, spoločnostiach zaoberajúcich sa autonómnym zásobovaním teplom a vodou, ako aj priamo od výrobcov a ich predajcov.

Účinnosť tohto typu kolektorov pri poskytovaní vysokého stupňa vákua bude asi 98 %. Inštalácia solárnych vákuových kolektorov sa spravidla realizuje na streche objektu, čo umožňuje čo najužitočnejšie využitie jeho plochy. Montážny uhol kolektora sa volí derivačne v rozsahu od 5 do 90 stupňov. Minimálne hodnoty uhla sklonu solárneho kolektora umožňujú cirkuláciu chladiacej kvapaliny. Životnosť vákuových solárnych článkov je pomerne vysoká a je viac ako 20 rokov. Spotrebiteľ má niekoľko možností: môžete si kúpiť vákuový solárny kolektor alebo si ho vyrobiť sami. Cena vákuových solárnych panelov je pomerne prijateľná, takže použitie takýchto systémov je veľmi vhodné.

Konštrukcia a princíp činnosti vákuového solárneho kolektora

Plochý vákuový solárny kolektor má za úlohu zabezpečiť akumuláciu slnečnej energie za akýchkoľvek poveternostných podmienok a okolitej teploty.

Ako funguje zberač?

• Jedným z najdôležitejších konštrukčných prvkov je automatizovaná nádrž výmenníka tepla., schopné premieňať, udržiavať a uchovávať teplo získané akumuláciou slnečnej energie, ako aj z doplnkových zdrojov energie, ktoré slúžia na zabezpečenie zdravotného stavu vykurovacieho systému ako celku.

• Voda ohriata na určitú teplotu z výmenníka tepla umiestneného vo vnútornej jednotke sa privádza do radiátorov používaných pre vykurovací systém, pričom voda v zásobníku vstupuje do zásobníka na udržanie dodávky teplej vody.

• Na riadenie hodnôt prevádzkovej teploty blokov a výber požadovaného režimu prevádzky systému je nainštalovaná riadiaca jednotka. Je zodpovedný za tok energie nosiča tepla cez výmenník tepla a určuje, kde presne stojí za to nasmerovať teplo: na zásobovanie vodou alebo vykurovanie.

• V noci automatika udržiava minimálne parametre prevádzku systému a udržiava nastavené hodnoty teploty.

• Hlavnou výhodou použitia vákuových solárnych kolektorov na vykurovanie domácnosti je ich nízka zotrvačnosť. Ich použitie zároveň umožňuje zabezpečiť dodávku teplej vody počas celého roka a vykurovanie v chladnom období, čím je možné šetriť tradične využívané zdroje tepelnej energie.

Schéma a návrh solárneho kolektora

vákuový solárny kolektor - schéma a princíp činnosti

Hlavné bloky vákuového rozdeľovača: priamo vákuový kolektor, nádrž výmenníka tepla a systémový regulátor solárnych systémov na ohrev vody. Konštrukčne je vákuový kolektor vyrobený vo forme rúrkových profilov spojených v paralelných radoch. Spravidla sa používajú stavebné rúry sklo-sklo vyrobené z borosilikátového skla. Na prekrytie vnútorného potrubia sa používa selektívna vrstva určená na absorbovanie slnečnej energie a elimináciu tepelných strát. Funkčnosť takýchto potrubí umožňuje ich použitie v zamračenom počasí. Pri negatívnych teplotách sa priame aj rozptýlené slnečné svetlo premieňa na teplo. Na generovanie tepla sa používa aj prirodzené infračervené žiarenie. Konštrukcia vákuovej trubice je založená na princípe termosky: je vyrobená z dvoch trubíc rôznych priemerov, medzi ktorými je udržiavané vákuum. Vákuum má prakticky nulovú tepelnú vodivosť a poskytuje vysokú úroveň tepelnej izolácie.

• Vákuové potrubia v systémoch za každého počasia majú dodatočné tepelné trubice alebo tepelné trubice. Sú to medené rúrky naplnené kvapalinou s nízkym bodom varu. Pri priamom pôsobení tepla sa kvapalina odparuje. V tomto prípade sa odoberá teplo samotnej trubice. Ďalej para stúpa k hrotu umiestnenému vyššie, kde kondenzuje a teplo sa prenáša do nosiča tepla v hlavnom okruhu alebo do špeciálnej kvapaliny vo vykurovacom okruhu. Ďalej kondenzát steká po stenách a proces pokračuje.

• Prijímač kolektora je zvyčajne vyrobený z medi. V tomto prípade sa najčastejšie používa dodatočná polyuretánová izolácia. Prijímač je pokrytý nerezovou oceľou pre zvýšenú ochranu. Prenos tepla sa vykonáva pomocou medeného "objímky" prijímača. Vykurovací okruh je oddelený od rúrkového bloku, čo umožňuje udržať systém v chode, ak dôjde k prasknutiu jednej alebo viacerých rúrok. Výmena poškodených rúrok sa vykonáva bez vypustenia použitej kvapaliny z pracovného okruhu.

• Zásobník-výmenník tepla plní funkcie kotla a slúži na akumuláciu a akumuláciu tepla. Nádrž má spravidla jednu alebo dve špirály vo vnútri konštrukcie na výmenu tepla.

• Typický dizajn systému spravidla obsahuje čerpadlo, manometer a tlakový ventil, ventil na reguláciu množstva vody, rôzne spojovacie mechanizmy a ventily vrátane súpravy, ktorá zaisťuje bezpečné pripojenie nádrže k vykurovacej sústave, tlakový poistný ventil 6 atm. Nádrž môže byť dodatočne vybavená elektrickým ohrievačom s výkonom 1-3 kW.

• Ak je potrebné zabezpečiť jednorazovú dodávku teplej vody a vykurovania, dochádza k distribúcii akumulovanej slnečnej energie. Po dosiahnutí nastavenej teploty sa dodávka tepla automaticky prenesie do vykurovacieho okruhu. Nastavenia distribúcie tepla je možné zmeniť v závislosti od ročného obdobia alebo klimatickej zóny. K tomuto vykurovaciemu systému je možné pripojiť ďalšie ohrievače.

• Regulátor ohrevu vody slúži na nastavenie hodnôt teploty v nádrži výmenníka tepla a kolektora, ako aj na určenie požadovaného režimu prevádzky vákuového solárneho kolektora podľa prijatých údajov.

• Hlavné funkcie ovládača sú nasledovné: indikácia teploty v hlavných jednotkách: kolektor, nádrž, indikácia hodnoty teploty vo spätnom toku chladiacej kvapaliny, nastavenie počiatočnej teploty, pri ktorej sa využíva nútený obeh v chladive, časovač štartu a zastavenia celého vykurovacieho systému, určenie teplota a trvanie funkcie prídavného ohrevu, nastavenie minimálnej hodnoty teploty, indikácia poškodených snímačov.

Typy solárnych systémov

Existujú dva hlavné typy solárnych systémov: sezónne, celoročné alebo celoročné.

Vákuové solárne články založené na technológii priameho prenosu tepla sú sezónne systémy. Princíp fungovania takýchto systémov je pomerne jednoduchý: voda z nádrže vstupuje do pripojených medených rúrok, kde sa ohrieva a potom sa vracia do okruhu.

Teplo v tomto type solárnych panelov sa prenáša do vody bez použitia prídavných prvkov a blokov. To si vyžaduje veľký objem vody v okruhu výmenníka tepla (od 60 do 200 l). Hlavnými výhodami sezónnych systémov sú nízke náklady s vysokou účinnosťou, až 98%. To samozrejme podlieha použitiu a .

Súčasťou celoročných systémov sú vákuové solárne panely, v ktorých sú navyše inštalované termotrubice. Princíp činnosti takýchto kolektorov je podobný prevádzke zariadení ústredného kúrenia. Cez kolektor a cievku preteká špeciálna kvapalina („nemrznúca zmes“). Táto kvapalina je určená na odoberanie tepla z medených rúrok. Potom vstupuje do zásobníka, ktorý akumuluje teplo na priamy ohrev vody cez špirálu. Proces pokračuje, kým sa hodnoty teploty zásobníka a tepelného prijímača nezrovnajú. Čerpadlo je riadené elektronicky, pričom teplotné snímače sú inštalované v kolektore aj v zásobníku. Tlak v systéme môže byť vyšší ako požadované hodnoty s nedostatočnou spotrebou vody. Expanzná nádrž sa tiež vyhýba takýmto situáciám.

Oblasti použitia solárnych systémov sú mnohostranné a zahŕňajú: zásobovanie obytných priestorov, sociálnych a kultúrnych zariadení zásobovaním teplou vodou a vykurovaním. Zároveň úspory zdrojov dosahujú 50 %. Používa sa v kombinácii s "teplými podlahami". Ak potrebujete zabezpečiť svoj domov teplom, potom si môžete kúpiť vákuový solárny kolektor alebo si ho vyrobiť sami. Náklady na vákuové kolektory na vykurovanie domu sú pomerne vysoké, ale produktivita a energetická náročnosť takýchto systémov kompenzuje náklady na materiál. Treba mať na pamäti, že spoľahlivosť kolektora zostaveného a inštalovaného profesionálmi je vyššia ako spoľahlivosť domáceho.

Obsah

Moderný trh ponúka širokú škálu vykurovacích zariadení, ale ich cena je príliš vysoká. Najmä ak potrebujete nie jednu, ale dve alebo tri vykurovacie nádrže. Náklady na energie neustále rastú, ľudia sú nútení hľadať spôsoby, ako ušetriť na vykurovaní a ohreve teplej vody. Existuje alternatívny zdroj vykurovania, takže si môžete vlastnými rukami vyrobiť solárny kolektor, ktorý využije energiu slnka pre potreby domácnosti. Ide o ekonomickú možnosť vykurovania priestorov a zásobovania obytných budov teplou vodou.

Solárny kolektor na vykurovanie domu

V domácich predajniach nájdete podobné vybavenie, ale cena bude ešte vyššia ako suma vynaložená na inštaláciu konvenčného vykurovacieho systému. Slnečný kolektor je možné vyrobiť samostatne pomocou improvizovaných materiálov, ktoré sa vždy nachádzajú v arzenáli šetrného majiteľa: plechové plechy, plechovky, plastové fľaše, polykarbonátové dosky, sklenené trubice atď.

Princíp činnosti

Domáce kolektory sú skvelé na vykurovanie, ohrev vody v malých domoch, chatách, na ohrev bazénov. Keď ste sa rozhodli zostaviť podobnú jednotku doma vlastnými rukami, musíte si zapamätať fyzikálne zákony, pochopiť princíp jej fungovania:

• Prijímacie zariadenie absorbuje (absorbuje) slnečnú energiu: ako také môžu byť použité medené alebo sklenené povrchy v čiernej alebo tmavej farbe. Práve tieto materiály majú väčšiu nasiakavosť a sú optimálne na ohrev vody či iných tekutín.
• Teplo z absorbéra sa prenáša do nádrže s chladivom: vodou, nemrznúcou zmesou alebo inou špeciálnou kvapalinou, ktorá vykúri váš domov.
• Chladiaca kvapalina sa dodáva potrubím do radiátorov, ktoré sa používajú pre potreby domácnosti (teplá voda v kuchyni, v kúpeľni).

Princíp činnosti domáceho solárneho kolektora

Letná verzia dizajnu

Slnečný kolektor si môžete vyrobiť vlastnými rukami dostatočne rýchlo, nie je to veľmi náročná práca. Ak ho chcete použiť v krajine, v lete nepotrebujete zložité schémy a špeciálne vybavenie:

• Ak je voda potrebná iba na ulici (vonkajšia sprcha, teplá voda na umývanie, bazén, umývanie riadu, iné potreby pre domácnosť), nádrž je inštalovaná aj na ulici.
• Keď je v dome potrebná voda, nádrž sa nainštaluje dovnútra.
• V takomto systéme dochádza k prirodzenej cirkulácii kvapaliny, takže nádrž musí byť inštalovaná 8-10 centimetrov nad úrovňou batérie.
• Na pripojenie nádrže k batérii (absorbér) budete potrebovať rúry určitého priemeru.
• Pri veľkej dĺžke systému je lepšie nainštalovať čerpadlo, ktoré zvýši pohyb chladiacej kvapaliny.

Solárny kolektor z kovoplastových rúr

Dôležité! Ak plánujete použiť solárny kolektor na ohrev vody nielen v lete, ale aj v chladnom období, schéma bude iná, musíte vziať do úvahy niektoré nuansy.

Je možné použiť solárny kolektor v zime

Pre celoročné používanie zariadenia sa musíte dozvedieť viac o fungovaní solárneho kolektora v zime. Hlavným rozdielom je chladiaca kvapalina. Keďže voda môže zamrznúť v potrubí okruhu, musí sa nahradiť nemrznúcou zmesou. Princíp nepriameho vykurovania funguje s inštaláciou prídavného kotla. Ďalej je diagram:

• Po zahriatí nemrznúca zmes bude tiecť z batérie umiestnenej vonku do cievky vodnej nádrže a ohrieva ju.
• Potom sa do systému privedie teplá voda, ktorá sa ochladí.
• Nezabudnite nainštalovať tlakový snímač (tlakomer), odvzdušňovací ventil, expanzný ventil na uvoľnenie nadmerného tlaku.
• Rovnako ako v letnej verzii, na zlepšenie obehu je potrebné zabezpečiť prítomnosť obehového čerpadla.

Solárny kolektor na streche domu v zime

Potreba vedieť! Existujú rôzne schémy kolektorov, ktoré si môžete vyrobiť sami, líšia sa dizajnovými vlastnosťami, majú výhody a nevýhody.

Zariadenie a typy

Obvykle je možné tieto systémy rozdeliť do dvoch typov:

• kvapalina (o ktorej hovoríme v tomto materiáli);
• vzduchové slnečné kolektory, ktoré nevyužívajú kvapalinu, ale ohriaty vzduch.

Delia sa aj podľa účinnosti, pretože zabezpečujú rôzny prenos tepla. Závisí to od materiálov použitých na výrobu batérie, jej plochy. Optimálne umiestnenie absorbéra je strecha:

• dostáva maximálne množstvo slnečného svetla,
• má veľkú plochu
• batéria inštalovaná na streche nezaberá užitočný priestor, nikomu neprekáža.

Vzduchový solárny kolektor

Konštrukcia solárneho kolektora môže byť niekoľkých typov, hlavná:

• vákuový vykurovací rozdeľovač, ktorý má najkomplexnejšiu konštrukciu. Vákuové slnečné kolektory sú skvelé na vykurovanie priestorov, ohrev vody v každom ročnom období, plnohodnotne zabezpečia malý domček, chatu;
• plochý solárny kolektor môže byť kvapalný a vákuový. Toto je najbežnejší typ, pretože je pomerne jednoduchý na inštaláciu, pričom je efektívny, môže poskytnúť domu potrebné množstvo tepla na vykurovanie priestorov, vodu pre potreby domácnosti;
• termosifón - ako absorbér sa používajú sklenené alebo kovové rúrky;
• rúrkový - najjednoduchší typ, ktorý je možné vyrobiť pre letné chaty, pomerne primitívny, nevhodný na použitie v zime.

Máme záujem o dizajn, ktorý zabezpečí teplú vodu a vykurovanie v dome v každom ročnom období, zameriame sa na dve optimálne možnosti, zvážime zariadenie vákuového solárneho kolektora a plochého.

plochý kolektor

Toto je najbežnejší typ zberača, ktorý si môžete vyrobiť sami. Dobre sa hodí na použitie v teplom období na ohrev vody, v zime účinnosť klesá.

Funkcia dizajnu je nasledovná.:

• puzdro má plochý obdĺžnikový alebo štvorcový tvar, je vyrobené z kovu alebo iného materiálu s vysokou tepelnou vodivosťou, pokryté čiernou farbou;
• vnútri je umiestnená doska, v ktorej je položená cievka vyrobená z medenej rúrky malého prierezu;
• cez rúrky cirkuluje chladivo: voda, propylénglykol, nemrznúca zmes a iné vhodné kvapaliny;
• vo vnútri puzdra je tiež položený tepelne izolačný materiál, ktorý minimalizuje tepelné straty;
• pri montáži kolektora tohto typu musíte zásobiť fóliu z polykarbonátu alebo skla, ktorá bude slúžiť ako kryt a bude vykonávať dve funkcie: zabrániť prenikaniu úlomkov, zrážok a zvýšiť vykurovanie.

Časť plochého slnečného kolektora

Dôležité! Pred montážou konštrukcie je potrebné skontrolovať tesnosť švov, aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti, prachu do jednotky a poveternostným vplyvom teplého vzduchu.
Rada starostlivosti! Aby ste predišli zníženiu účinnosti, musíte povrch skla pravidelne utierať od prachu a nečistôt.

vákuové potrubie

Na ohrev vody je možné použiť solárne kolektory vákuového typu. Vďaka svojim konštrukčným vlastnostiam sú výkonnejšie: sú schopné generovať tepelnú energiu, ktorá stačí na ohrev vody a vykurovanie.

Dizajnové prvky:

• rúrky, ktoré sú umiestnené v bankách s odčerpaným vzduchom, umožňujú minimalizovať straty;
• na vrchu trubíc sú pokryté absorpčným materiálom, ktorý absorbuje svetelnú energiu, vo vnútri sú naplnené nemrznúcou zmesou (chladivom);
• konce rúrok sú spojené s potrubím, cez ktoré prechádza chladiaca kvapalina;
• pri zahrievaní nemrznúca zmes vrie, mení sa na paru, ktorá naopak stúpa a ohrieva chladiacu kvapalinu;
• tento dizajn má nevýhodu: ak zlyhá aspoň jedna trubica, oprava sa stáva dosť problematickou, pretože sú zapojené do série. Budete musieť vymeniť všetky „vnútornosti“.

Vzduchový solárny systém z vákuových trubíc

Takýto vzduchový solárny vykurovací kolektor bude efektívnejší a vhodný na udržiavanie teploty v systéme v akomkoľvek ročnom období. Aj keď v chladnom počasí môže účinnosť pracovného kolektora mierne klesnúť v dôsledku krátkeho denného svetla a nízkej svetelnej aktivity.

Rada starostlivosti! Dávajte pozor na vnútorný povrch zásobníka vody, časom sa pokryje vodným kameňom, je potrebné čistenie. Frekvencia závisí od kvality vody v danej oblasti.

Upozorňujeme: je nereálne vyrábať vákuové trubice s odčerpaným vzduchom v remeselných podmienkach, budú sa musieť kúpiť. To mierne zvýši náklady na usporiadanie tohto typu kolektora.

Výroba domáceho solárneho kolektora

Ak vás zaujíma otázka, ako vyrobiť solárny kolektor, zvážte hlavné etapy výroby plochých konštrukcií:

• Najprv musíte vypočítať rozmery budúceho ohrievača na základe plochy vykurovanej miestnosti. Budú závisieť aj od úrovne slnečnej aktivity v konkrétnom regióne, polohy domu, terénu, použitých materiálov a ďalších faktorov. Východiskovým bodom je však stále plocha, na ktorej bude inštalovaná.
• Zvážte, z čoho bude absorbér (prijímač) vyrobený. Na tieto účely môžete použiť medené a hliníkové rúrky, oceľové ploché batérie, valcovanú gumenú hadicu atď.
• Prijímač musí byť natretý čiernou farbou.
• Potom musíte vyrobiť puzdro kolektora, na to sú vhodné rôzne materiály. Najbežnejšie je drevo, možno použiť sklo. Ak sú staré okná so zasklením - ideálne.
• Medzi spodok krytu a absorbér je potrebné položiť tepelne izolačný materiál (minerálna vlna alebo penový plast), ktorý zabráni tepelným stratám.
• Celú plochu ohrievača zakryte plechom (z hliníka alebo tenkej ocele), ktorý zosilní efekt.
• Rúrky zvitku položte nahor, pripevnite na plech pomocou konštrukčných konzol alebo iným spôsobom vytiahnite konce zvitku.
• Zhora sú termálne slnečné kolektory pokryté svetlo prepúšťajúcim materiálom, najčastejšie sklom. Môžete použiť priehľadný polykarbonát, ktorý je praktickejší: odolný voči mechanickým nárazom, nenáročný na starostlivosť.
• Nádrž na vodu by mala byť pokrytá izolačným materiálom alebo natretá čiernou farbou, aby sa spomalil proces chladenia vody.
• Namontujte vykurovacie teleso na mieste a pripojte ho potrubím k akumulačnej nádrži s vodou.
• Vykonajte štartovacie práce, skontrolujte tesnosť kabeláže po celej dĺžke v dôsledku nekvalitných spojov.

Diagram veľkosti a umiestnenia solárneho kolektora vzduchu

Dôležité! Pre lepší prenos tepla je potrebné ponechať medzi sklom a vykurovacími trubicami vzdialenosť približne 10-15 mm. Všetky spoje musia byť dobre utesnené.

Zhrnutie

V kontexte celkového nárastu nákladov na energie možno využiť alternatívne spôsoby vykurovania priestorov, ohrev vody pre potreby domácnosti. V iných krajinách sa slnečné kolektory používajú na vykurovanie už dlho.

Ak nechcete platiť veľké peniaze za priemyselný zberač vody, môžete si ho zostaviť sami pomocou šrotu. Chcete, aby bol dizajn pevnejší a skutočne schopný uspokojiť potreby teplej vody a vykurovať váš domov? Potom budete musieť navštíviť železiarstvo, dôkladnejšie sa pripraviť na montáž: kúpiť vákuové banky, špeciálne trubice, tabule skla alebo polykarbonátu a ďalšie komponenty.

Rezanie a odizolovanie medených rúrok pre solárny kolektor

Pri rozhodovaní o tom, ktorý systém je optimálny, berte do úvahy: slnečné kolektory, ako každé technické riešenie, majú klady a zápory, ktoré je potrebné zohľadniť.

Výhody a nevýhody solárneho systému

Medzi pozitívne aspekty patrí:

• ekologický druh energie prijímanej bezplatne;
• zníženie účtov za energie na centralizovaný ohrev vody až o 40-50%;
• krátka doba návratnosti;
• schopnosť ohrievať vodu pre potreby domácnosti a vykurovať malé miestnosti v zime;
• široký výber materiálov, jednoduchá montáž konštrukcií.

Negatívne body sú:

• mzdové náklady na vytvorenie kolektora svetla;
• zníženie účinnosti v zime, čo prakticky znemožňuje používanie takýchto systémov v severných zemepisných šírkach;
• potrebujú preventívnu starostlivosť a čistenie;
• v chladnom počasí je potrebné použiť nemrznúcu zmes, čo znamená dodatočné náklady.

Solárny kolektor na vykurovanie domu bol vynájdený pomerne nedávno. Ako každá nová technológia, jej cena je pomerne vysoká, ale tento typ klimatickej technológie môže výrazne pomôcť ušetriť zdroje.

Podobné návrhy majú aj druhé meno - solárne systémy. Ročne je toto zariadenie schopné vyprodukovať asi 600-800 kilowattov tepelnej energie len na jeden štvorcový meter plochy zariadenia. Ukazuje sa, že v chladnom období je takéto zariadenie schopné prevziať vykurovacie funkcie asi tretiny obytnej budovy.

Princíp činnosti slnečného kolektora je vo svojich základoch veľmi podobný. Akumuluje energiu obsiahnutú v slnečnom svetle, smeruje k špeciálnemu vykurovaciemu telesu, ktorým je panel s rozlohou niekoľkých metrov štvorcových.

Celkovo je takýmto prvkom najbežnejšia solárna batéria, slnečné lúče na ňu dopadajúce odovzdávajú svoju energiu takzvanému výmenníku tepla. Obsahuje chladiacu kvapalinu, ako je vzduch, voda alebo nemrznúca zmes. Pod vplyvom množstva prijatého tepla sa ohrieva a posiela sa do vykurovacieho systému, kde začne cirkulovať po byte alebo dome. Solárne kolektory dokážu výrazne ušetriť na nákladoch na vykurovanie.

Aby dizajn fungoval čo najefektívnejšie, vývojári dokázali skombinovať elektrinu a solárnu energiu. Faktom je, že v zime nie je vždy možné nájsť slnko na oblohe. Z tohto dôvodu sa ukazuje, že tento ohrievač nebude môcť plne fungovať. Vďaka napojeniu na elektrickú sieť je výmenník nútený cirkulovať systémom, čím sú náklady minimálne. Stojí za zmienku, že je racionálne inštalovať takéto zariadenie iba v domoch s veľkou plochou.

Niektorí odborníci tvrdia, že slnečná sústava sa oplatí pomerne dlho, no tento uhol pohľadu je mylný. Ak spočítate všetky prostriedky investované do tohto vybavenia a údržby, vrátia sa približne do troch až piatich rokov. Čím pravidelnejšie sa používa, tým rýchlejšie sa vyplatí. Navyše je potrebné vziať do úvahy, že náklady na vykurovanie sú každým rokom vyššie a vyššie v dôsledku neustáleho rastu taríf.

Existuje klasifikácia týchto zariadení, ktorá je založená na ich dizajne:

• Plochý;
• vzduch;
• Vákuum.

Plochý dizajn vyzerá ako krabica vyrobená z hliníka, vo vnútri ktorej sú rúrky vyrobené z medených materiálov. Na dne škatule je pomerne hrubá tepelnoizolačná vrstva. Vrchná časť produktu je pokrytá špeciálnymi materiálmi, ako je tvrdené sklo alebo propylénglykol. Práve tento povrch bude absorbovať teplo slnečných lúčov. Medzi všetkými typmi výrobkov je tento dizajn najodolnejší a najodolnejší, preto sa odporúča na inštaláciu v regiónoch, kde pravidelne prší alebo sneží.

Plochý kolektor má však jednu dosť významnú nevýhodu: ak zlyhá, ovplyvní to celý vykurovací systém. Oprava spravidla nepodlieha, bude sa musieť okamžite zmeniť a nainštalovať nový. Dá sa použiť nielen na vykurovanie, ale aj na zásobovanie teplou vodou, jeho výrobná kapacita však stačí len na ohriatie na teplotu len o 20-30 stupňov vyššiu ako je teplota okolia. Tento model je najlacnejší spomedzi všetkých ostatných typov.

Konštrukcia vzduchového kolektora funguje na princípe skleníkového efektu. Slnečné lúče priťahované pracovnou plochou budú úplne absorbované. Táto tepelná energia ohrieva masu vzduchu, ktorá je vo vnútri konštrukcie. Môže byť vybavený špeciálnym ventilátorom, ktorý prenáša horúci vzduch ďalej do obytných priestorov, existujú však zariadenia, ktoré zabezpečujú prirodzenú cirkuláciu. Tento kolektor má pevný, spoľahlivý a veľmi odolný dizajn, ktorý si nevyžaduje takmer žiadne opravy. Ich nevýhodou je, že rozsah ohrevu vzduchu nie je príliš veľký.

Vákuový kolektor pozostáva zo systému medených rúrok umiestnených v sklenenej nádobe pomerne veľkého objemu. Medzi stenami nie je vzduch, je úplne odčerpaný. Vákuum v tomto prípade plní funkciu tepelného izolantu a zároveň vodiča.

Všetky prvky sú usporiadané v rade, čo umožňuje absorbovať čo najviac slnečnej energie. Podľa toho, aké dlhé budú potrubia, bude možné vypočítať, koľko tepla dajú. Pre nie príliš veľký dom sú celkom vhodné rúry, ktorých dĺžka nepresiahne dva metre s vnútorným priemerom 6 cm. Sklo použité v tomto dizajne je krehké, takže zrážky ako krupobitie, ako aj popadané konáre a iné fyzické vplyvy môžu viesť k tomu, že zlyhá.

Opravné práce sú v tomto prípade spojené s potrebou výmeny zlyhanej trubice, čo je jednoznačné plus, pretože nebude potrebné úplne vymeniť systém. V zimnom období je účinnosť využitia takéhoto solárneho kolektora v porovnaní s plochými zariadeniami oveľa vyššia. Je to kvôli jeho schopnosti lepšie zohriať vodu a udržať teplo po dlhú dobu. Vákuové kolektory používané na vyhrievanie domu majú zvyčajne len tie najpozitívnejšie ohlasy od spotrebiteľov, pretože sú k dispozícii výrobky rôznych veľkostí, takže budú vyhovovať aj pomerne veľkým domom. To vám umožní ušetriť veľa na vykurovaní bez zníženia ukazovateľov účinnosti.

Je potrebné poznamenať, že kolektory môžu byť sezónne aj celoročné. Prvá odroda môže fungovať iba vtedy, ak teplota okolia nie je nižšia ako nula stupňov. Celoročne sú univerzálne vzory, ale ich náklady budú oveľa vyššie.

Pri výbere solárneho kolektora by ste mali brať do úvahy nielen vlastné finančné možnosti, ale aj množstvo ďalších parametrov:

• Požadovaný výkon;
• Plocha strechy, pretože tam je zvyčajne inštalovaný kolektor.

Pozitívne a negatívne vlastnosti zberateľov

Ako každé iné zariadenie, aj kolektor má silné a slabé stránky. Aj to treba brať do úvahy, pretože vďaka nim bude možné určiť, či je potrebné inštalovať solárny systém, alebo či by bolo výhodnejšie zaobísť sa bez neho.

Hlavným pozitívom tohto zariadenia je jeho úplná šetrnosť k životnému prostrediu, pretože nie je schopný poškodzovať životné prostredie. Na ohrev chladiacej kvapaliny sa nevyužívajú žiadne spaľovacie procesy, pri prevádzke nevznikajú žiadne odpadové materiály, respektíve sa do ovzdušia neuvoľňujú žiadne škodlivé látky. Takéto systémy sú ideálne pre ľudí, ktorí sú chorí na choroby dýchacích ciest.

Napriek tomu, že solárny kolektor na vykurovanie je pomerne drahý, ide o veľmi ekonomické prevedenie. Môžete začať šetriť už pri inštalácii, ak to urobíte sami, ale väčšina odborníkov odporúča obrátiť sa o pomoc na profesionálov. Do piatich rokov zberatelia plne vrátia svoju hodnotu a začnú pracovať na šetrení finančných prostriedkov a zdrojov.

Ak takýto vykurovací systém porovnáme s kotlom na tuhé palivo alebo plynom, potom je používanie kotlov oveľa drahšie, keďže palivo je z roka na rok stále drahšie a nemusíte platiť za solárnu energiu vôbec. V lete, keď je slnko neustále na oblohe, účinnosť slnečných kolektorov výrazne prevyšuje prínos kotla.

Solárne systémy absorbujú teplo, aj keď je v prostredí minimálne osvetlenie. Ak je konštrukcia správne zostavená, potom aj v zamračenom počasí poskytne správne množstvo tepla.

Kolektory sú konštrukcie, ktoré sú úplne nezávislé od dodávky elektrickej alebo inej energie. V niektorých regiónoch našej krajiny svieti slnko často aj pol roka, takže tu môžete úplne odmietnuť používanie vyčerpateľných zdrojov, ako je plyn alebo elektrina na vykurovanie budovy. Aj keď sú pozorované občasné problémy s napájaním, konštrukcia bude naďalej produkovať dostatočné teplo.

Záruka na solárne systémy je približne 15 rokov, existuje však niekoľko určitých nuancií: vplyv zrážok nie je zárukou, preto by ste mali starostlivo zvážiť, ako chrániť kolektor pred takýmito poruchami.

Hlavným negatívnym bodom solárnych systémov je ich cena. Niektoré z drahších návrhov môžu stáť okolo 10 000 dolárov bez inštalácie a údržby. Výrobcovia tvrdia, že na inštaláciu takéhoto dizajnu nemusíte získať žiadne povolenia: najmä pri inštalácii v individuálnej obytnej budove skutočne nemusíte vyhotovovať žiadne dokumenty. Pre montáž na strechu bytového domu budete musieť získať príslušný papier od bytového úradu.

Vzhľadom na to, že vo väčšine regiónov našej krajiny je skôr chladno a zamračené, dnes takéto výrobky nie sú veľmi obľúbené. Avšak mimo našej krajiny, kde sa ľudia oveľa viac starajú o ochranu životného prostredia, ich možno nájsť oveľa častejšie.

Na čo sa zamerať pri kúpe kolektora?

Všetky priemyselné solárne systémy generujú tepelnú energiu, ktorá sa vyjadruje v kilowattoch. Určite by ste sa mali pozrieť na tento ukazovateľ, pretože existuje možnosť získať slabý alebo príliš výkonný dizajn. Je veľmi dôležité skontrolovať, ako dobre kolektor uchováva teplo prijaté zo slnečných lúčov, pretože tento faktor bude hrať jednu z kľúčových úloh, ak sa plánuje jeho inštalácia v chladných oblastiach.

Pri inštalácii je kolektor umiestnený v špeciálnom ráme, ktorý má určitú hmotnosť. Mali by ste zistiť, aká pevná je strešná konštrukcia – či unesie hmotnosť tohto zariadenia. Ak je prepravka slabá, bude potrebné ju najskôr posilniť. V niektorých prípadoch je kolektor umiestnený vo vertikálnej rovine, čo umožňuje zabrániť nadmernému vystaveniu zrážkam, ale z tohto dôvodu sa účinnosť zariadenia mierne zníži.

Prehľad najlepších modelov

Medzi plochými dizajnmi je FPC-2200 považovaný za najlepší. Toto zariadenie má aktívnu plochu 2,1 metrov štvorcových. Účinnosť, ak je produkt správne nainštalovaný, dosiahne 94%. S ním môžete dosiahnuť teplotu chladiacej kvapaliny 135 stupňov, najvyšší tlak v systéme bude 1 MPa. Inštalácia bez rámu je zakázaná. Stojí to asi 30 tisíc rubľov.

SOLARVENTI SV3 považuje za najlepší zberač vzduchu, je schopný pracovať úplne offline. Určené nielen do obytných priestorov, ale aj do skladov, rôznych iných technických priestorov. Maximálna plocha, ktorú dokáže vykurovať, je len 25 metrov štvorcových. Výrobok má kompaktné rozmery, hmotnosť je cca 6 cm, je možné ho inštalovať v horizontálnej aj vertikálnej polohe. Je to dosť drahé - 40 tisíc rubľov.

Vákuové modely k dnešnému dňu nie sú na ruskom trhu zastúpené. Takýto kolektor bude dobrým doplnkom k štandardnému vykurovaciemu systému domu alebo bytu.

Klasický solárny kolektor je čierna kovová platňa namontovaná na streche domu. Farba a poloha kolektora naznačuje maximálnu absorpciu a akumuláciu slnečnej energie. Tieto kovové platne sú umiestnené v puzdre zo skla alebo plastu. Sklon na južnú stranu pri inštalácii zvýši množstvo absorbovaného žiarenia. Jednoducho povedané, solárny kolektor je miniatúrny skleník, ktorý ukladá slnečnú energiu pod sklenený panel. Slnečné žiarenie je po povrchu rozložené rovnomerne, preto čím väčšia je plocha kolektora, tým viac energie sa absorbuje.

K dnešnému dňu bola solárna energia vyvinutá pomerne značne, čo umožňuje inštalovať solárne panely rôznych konfigurácií a veľkostí. Tento aspekt umožňuje solárnym kolektorom zabezpečovať potreby domácnosti, ako je vykurovanie a zásobovanie teplou vodou.

Napríklad existuje niekoľko samostatných typov solárnych kolektorov, ktoré sa líšia v závislosti od teploty, ktorú sú schopné dosiahnuť:

• Nízkoteplotné kolektory. Takéto kolektory dávajú skôr nízke teploty - nie vyššie ako 50 C. Takéto kolektory sa široko používajú na ohrev vody v bazénoch av iných prípadoch, keď nie je potrebná príliš vysoká teplota vody.
• Stredne teplotné kolektory. Tento typ kolektorov je schopný ohrievať vodu od 50 do 80 C. Často je takýmto kolektorom plochá zasklená doska, v ktorej dochádza k prenosu tepla pomocou kvapaliny, alebo sú to kolektory koncentrátorov. V druhom z nich sa teplo sústreďuje a môže sa použiť na ohrev vody v obytných zónach Kolektor-koncentrátor je prezentovaný vo väčšine prípadov evakuovaný rúrkový kolektor
• Vysokoteplotný kolektor. Často majú tvar parabolických platní. Takéto zariadenie vo väčšine prípadov používajú veľké podniky, ktoré vyrábajú elektrickú energiu a distribuujú ju do mestských energetických sietí.

Integrovaný rozdeľovač

Akumulačný integrovaný kolektor

V súčasnosti je jedným z najjednoduchších typov solárnych kolektorov kapacitný kolektor, ktorý sa nazýva aj termosifónový kolektor. Tento generátor dostal takéto meno vďaka tomu, že dokáže súčasne akumulovať teplo a skladovať určité, už zohriate, množstvo vody. Takéto kolektory sa často používajú na prvotný ohrev vody, ktorá sa následne štandardnými inštaláciami (plynové, elektrické ohrievače vody a pod.) ohrieva na požadovanú teplotu. Táto metóda vám umožňuje ušetriť na spotrebe elektrickej energie, pretože už ohriata voda vstupuje do nádrže kotla.

Zvážte hlavné výhody tohto typu kolektorov. Prvým je samozrejme úspora elektrickej energie. Druhým je možnosť využiť celkom lacnú alternatívu solárneho systému ohrevu vody. Treťou výhodou je jednoduchosť použitia kolektora - minimálna údržba kvôli absencii pohyblivých častí (čerpadiel a iných vecí) v ňom.

Takéto kolektory sú tiež „Integrated Collector and Storage“, alebo jednoduchšie integrované úložné kolektory. Tento typ kolektora je často reprezentovaný jednou alebo viacerými nádržami, ktoré sú naplnené vodou. Tieto nádrže sú umiestnené v tepelne izolačnom boxe a zakryté skleneným vekom. Niekedy je v tej istej krabici umiestnené reflektorové zariadenie, ktoré umožňuje zvýšiť slnečné žiarenie. Princíp fungovania tohto zariadenia je pomerne jednoduchý - slnečné svetlo prechádzajúce sklom ohrieva vodu. Takáto jednoduchosť obsluhy spôsobuje pomerne nízku cenu samotného zariadenia. Je však potrebné pripomenúť, že v chladnom období by mala byť voda chránená pred zamrznutím alebo vypustená.

Ploché kolektory

Takéto kolektory sú snáď najobľúbenejšie pre domáce použitie, na ohrev vody a vo vykurovacích systémoch. Vonkajšie takéto zariadenie vyzerá ako obyčajná kovová krabica. Vo vnútri je však čierna platina, ktorá pohlcuje slnečné svetlo. Veko tohto boxu musí byť bezpodmienečne sklenené alebo plastové, aby lepšie prechádzalo slnečnou energiou.

Zasklenie plochého solárneho kolektora môže byť priehľadné alebo matné. Často sa však uprednostňuje matné zasklenie, pretože takéto sklo prepúšťa iba svetlo. Obsah železa v skle musí byť tiež veľmi nízky, aby väčšina prichádzajúceho svetla mohla prejsť do kolektora. Princíp činnosti spočíva v tom, že slnečné svetlo dopadá na dosku, dosku prijímajúcu teplo, ktorá vytvára teplo. Sklo slúži ako tepelná izolácia a pre zvýšenie účinnosti kolektora sú jeho steny opatrené tepelným izolantom. Táto konštrukcia znižuje tepelné straty na minimum.

Absorpčná doska, alebo doska, ktorá pohlcuje slnečné svetlo, sa často lakuje na čierno, aby sa zvýšilo množstvo absorbovanej slnečnej energie, pretože to, že tmavé telesá ju viac priťahujú, nie je pre nikoho tajomstvom. Slnečné žiarenie prechádzajúce sklom a dopadajúce na absorbujúcu dosku sa premieňa na tepelnú energiu. Ďalej, aby proces pokračoval, výsledné teplo sa prenáša na nosič tepla. Nosičom tepla môže byť vzduch alebo kvapalina, ktorá cirkuluje v potrubiach. Bohužiaľ, aj úplne čierne povrchy sú schopné odrážať asi 10% slnečného žiarenia, ktoré naň dopadá. Aby sa tomu predišlo, sú absorpčné dosky dodatočne pokryté špeciálnym povlakom, ktorý je navrhnutý tak, aby na dosku nedopadalo slnečné svetlo. Tento náter vydrží dlhšie ako bežná farba a umožňuje zvýšiť účinnosť kolektora. Zloženie takéhoto selektívneho povlaku zahŕňa vrstvu amorfného polovodiča, ktorá je nanesená na kovovej základni dosky.

Absorpčné dosky sú vyrobené z kovu, ktorý najlepšie vedie teplo. Vysoká úroveň tepelnej vodivosti kovu zníži tepelné straty počas prenosu recyklovanej energie do chladiacej kvapaliny. Zoznam takýchto kovov zahŕňa meď a hliník. Rozdiel medzi nimi je v tom, že medený plech je schopný lepšie viesť teplo a je odolnejší voči korózii ako hliníkový plech.

Ploché slnečné kolektory sú kvapalinové alebo vzduchové. A v závislosti od prítomnosti zasklenia môžu byť oba typy zasklené aj nezasklené.

V solárnych kolektoroch tohto typu je chladivom kvapalina. Slnečná energia sa v absorbujúcej doske premieňa na teplo a prenáša sa na tekutinu, ktorá prúdi rúrkami pripojenými k doske. Tieto potrubia môžu byť navzájom paralelné, ale každé musí mať vstup a výstup. Je možné usporiadať potrubia vo forme cievky. Táto poloha znižuje počet spojovacích otvorov, čo zase znižuje možnosť úniku. Hadovité usporiadanie teda poskytuje rovnomernejšie prúdenie teplonosnej tekutiny. Môže však byť ťažké vypustiť kvapalinu pred ochladením, pretože kvapalina môže zostať v ohyboch potrubia.

Jednoduché systémy kvapalných solárnych kolektorov zahŕňajú použitie obyčajnej vody, ktorá sa okamžite ohriata v kolektore dodáva užívateľovi. Takéto modely sa nazývajú „otvorené“ alebo „priame“ systémy. Použitie takýchto kolektorov je však nepohodlné v regiónoch s nízkymi teplotami. Keďže pri poklese teploty pod bod mrazu je potrebné vodu vypustiť. Počas tohto obdobia nie je možné systém používať. Alternatívou je použitie nemrznúcich kvapalín namiesto vody. Tento typ kvapalného solárneho kolektorového systému využíva kvapalný nosič tepla, ktorý absorbuje teplo a posiela sa do výmenníka tepla. Výmenníkom tepla je často nádrž na vodu, ktorej konštrukcia zahŕňa prenos tepla do vody. Takýto systém sa nazýva "uzavretý" alebo "nepriamy".

Zasklievacie kvapalinové kolektory vám umožňujú ohrievať vodu pre domáce potreby a pre vykurovanie domácností, pretože ich účinnosť je vyššia ako účinnosť neglazovaných náprotivkov. Na ohrev vody v bazénoch sa často používajú neglazované kolektory. V najnovších spotrebičoch nie je potrebné ohrievať teplotu na vysoké teploty. To umožňuje použitie lacnejších materiálov, ako je plast a guma.

Zberače vzduchu

Chladivom vo vzduchových kolektoroch je vzduch, ktorý však na rozdiel od vody nezamŕza ani nevrie. Táto skutočnosť zabraňuje problémom, na ktoré sú zásobníky tekutín náchylné. Okrem toho je netesnosť v systéme vzduchového potrubia oveľa menším problémom, aj keď je, samozrejme, dosť ťažké ju odhaliť. Je potrebné pripomenúť, že materiály používané vo vzduchových solárnych kolektoroch nečelia obzvlášť náročným prevádzkovým úlohám. Preto je možné vo vzduchových systémoch použiť lacnejšie materiály.

Konštrukcia vzduchových kolektorov je kombináciou plochých kolektorov. Takéto zariadenie sa používa najmä na sušenie poľnohospodárskych produktov, prípadne na vykurovanie priestorov. Kovové panely a viacvrstvové nekovové sitá môžu slúžiť ako absorbčné platne pri konštrukcii vzduchových kolektorov. Chladivo prechádza stenami absorbéra pomocou prirodzenej konvekcie, prípadne pomocou špeciálneho ventilátora.

Tepelná vodivosť vzduchu je rádovo horšia ako tepelná vodivosť kvapaliny. Preto absorbér dostáva oveľa menej tepla zo vzduchu ako z kvapaliny. Ventilátor pripevnený k doske absorbéra umožňuje zvýšenie prietoku vzduchu, čím sa zlepšuje odvod tepla. Tento dizajn má však aj svoje nevýhody. Pre prevádzku ventilátorov je potrebné dodatočne využívať elektrickú energiu a to zase zvyšuje náklady na prevádzku systému. V chladnom podnebí je potrebné nasmerovať vzduch medzi dosku absorbéra a izolovanú stenu kolektora, aby sa predišlo tepelným stratám. Takúto cirkuláciu by ste však nemali používať, ak sa napriek tomu vzduch v miestnosti ohreje o 17 C viac ako vonkajší vzduch. V tomto prípade môže vzduch cirkulovať bez straty účinnosti.

Povedzme si o výhodách vzduchových kolektorov. V prvom rade je to jednoduchosť a spoľahlivosť. Vzduchové kolektory majú pomerne jednoduchú konštrukciu, čo znižuje potrebu údržby a zároveň zvyšuje ich bezpodmienečnú spoľahlivosť. Pri slušných prevádzkových podmienkach sa životnosť kvalitného vzduchového rozdeľovača pohybuje od 10 do 20 rokov. Vzhľadom na to, že vzduch pôsobí ako nosič tepla, odpadá potreba použitia výmenníka tepla a tepelnej izolácie v chladnom období.

Nie všetko je však v oblasti solárnych ohrievačov vzduchu také farebné. Ide o to, že používanie takýchto zariadení sa distribuuje výlučne na vykurovanie priestorov a sušenie poľnohospodárskych produktov, a to najmä v rozvojových krajinách. Dôvodom bolo, že existujú určité obmedzenia pre použitie v priemyselnom prostredí. Začnime tým, že v porovnaní s kvapalinovými kolektormi zaberajú vzduchové kolektory pomerne veľkú plochu, kvôli nízkej úrovni mernej tepelnej kapacity. Okrem toho je potrebné vybaviť dlhé potrubie pre efektívnu prevádzku kolektora. A hlavným problémom je potreba použiť elektrickú energiu na pohon vzduchu cez funkčné časti kolektora. Napriek tomu sa niekedy vyskytujú ťažkosti so samotnou akumuláciou tepla. Všetky tieto problémy aj v regiónoch s dostatočným slnečným žiarením majú za následok výrazné zvýšenie nákladov na prevádzku a inštaláciu vzduchových kolektorov.

Princíp činnosti slnečných kolektorov

Základné vzduchové potrubie

Vzduchové slnečné kolektory sa delia do dvoch skupín, podľa spôsobu cirkulácie vzduchu. V najjednoduchšom prípade prúd chladiacej kvapaliny (vzduchu) v kolektore prechádza tesne pod absorbérom. Tento kolektor teda umožňuje zvýšiť teplotu vzduchu najviac o 3-5 C. Dôvodom tak nízkej účinnosti sú tepelné straty konvekciou a sálaním.

Akýkoľvek priehľadný materiál s nízkou vodivosťou infračerveného žiarenia môže znížiť úroveň tepelných strát pri prekrytí absorbéra. Ide o to, že prúdenie vzduchu sa vytvára buď pod absorbérom, alebo medzi absorbérom a týmto priehľadným povlakom. Priehľadný kryt (zo špeciálneho skla alebo plastu) umožňuje mierne znížiť úroveň tepelného žiarenia z absorbéra. Tento pokles konvekčných tepelných strát však môže umožniť zvýšenie teploty na 20-50 C. Tento parameter však bude závisieť aj od intenzity slnečnej energie vstupujúcej do kolektora a od kvality prúdenia vzduchu. Plusom k tomu všetkému je aj pokles tepelných strát sálaním, v dôsledku poklesu teploty absorbéra. Je však potrebné pripomenúť, že v tomto prípade dochádza aj k zníženiu schopnosti absorbentu absorbovať energiu v dôsledku jeho prašnosti v prípade, že prúdenie vzduchu prechádza z oboch strán.

Zakrytý absorbér vo vzduchovom potrubí

Odmietnutie zasklenia kovovej skrinky a tepelnej izolácie môže v niektorých prípadoch výrazne znížiť náklady. Faktom je, že takýto zberač je vyrobený z perforovaného čierneho kovu. Tento materiál zlepšuje kvalitu prenosu tepla. Princíp tohto procesu spočíva v tom, že tento kov sa dostatočne rýchlo zohreje a vstavaný ventilátor nasáva teplý vzduch cez otvory v plechoch. Kolektory tohto typu sa často používajú v obytných budovách. Často sú rozmery takéhoto zariadenia 2,4 m × 0,8 m, zatiaľ čo rýchlosť ohrevu vzduchu je 0,002 m3 / s. Aj za slnečného zimného dňa môže teplota vzduchu, ktorý sa ohrieva v kolektore, dosiahnuť rozdiel 28 °C oproti vonkajšiemu. Okrem toho stojí za zváženie, že kvalita vzduchu sa výrazne zlepšila, pretože vzduch vstupujúci zvonka sa priamo ohrieva.

Jednou z hlavných výhod takýchto kolektorov je skutočnosť, že sú dosť účinné. Účinnosť niektorých priemyselných modelov môže dosiahnuť 70%. A ich náklady sa znižujú v dôsledku zníženia množstva použitých materiálov.

Vákuový solárny kolektor

Ploché solárne kolektory boli pôvodne vytvorené pre použitie v miestach s veľkým množstvom slnečnej energie. V nepriaznivom počasí nie je ich účinnosť dostatočne výrazná. Chladné, veterné, zamračené počasie - nedovoľte, aby takéto kolektory pracovali na plný výkon. Ale to nie je všetko - vysoká vlhkosť do značnej miery nepriaznivo ovplyvňuje stav vnútorných častí takéhoto kolektora. A to znamená zníženie životnosti kolektora, ako aj zhoršenie účinnosti jeho práce. Na odstránenie takýchto nedostatkov boli vytvorené evakuované slnečné kolektory.

Moderné vákuové solárne kolektory sú schopné ohrievať vodu podľa potrieb domácnosti. Princíp činnosti takéhoto zariadenia je nasledovný: slnečná energia prechádzajúca vonkajšou trubicou vstupuje do absorbujúcej trubice, kde dochádza k premene slnečnej energie na teplo. A potom sa recyklované teplo prenáša do chladiacej kvapaliny (kvapaliny). Samotný kolektor je kombináciou určitého počtu paralelných radov sklenených trubíc. Ku každej z týchto trubíc je pripevnený trubicový absorbér so selektívnym povlakom (analogicky k doske absorbéra vo vyššie popísaných plochých kolektoroch). Kvapalina ohriata v kolektore vstupuje do zásobníka a už tam odovzdáva všetko prijaté teplo vode.

Rúrky vo vákuovom potrubí je možné vymeniť. Pridajte alebo dokonca odstráňte podľa potreby. To nám umožňuje nazvať takéto kolektory modulárne. Je však potrebné pripomenúť, že medzi kolektorovými trubicami musí byť vákuum, aby sa znížili tepelné straty počas konvekcie. Straty sálavého tepla však zostávajú. Ujasnime si, že sálavé tepelné straty sú teplo, ktoré sa používa na ohrev povrchov pracovných častí kolektora. Nemyslite si však, že tieto straty výrazne ovplyvnia účinnosť kolektora. Strata žiarenia je dostatočne malá, takže môžeme s istotou predpokladať, že výkonnostné charakteristiky evakuovaného kolektora sú dostatočne veľké.

V súčasnosti je vytvorených veľké množstvo, ktoré majú rôzne konfigurácie, a tým aj rôzne výkonové charakteristiky a vlastnosti.

Vytvorenie evakuovaného kolektora je pomerne komplikovaný a časovo náročný proces. Utesnenie plášťa kolektora spôsobuje zvláštne ťažkosti. Problém spočíva v tom, že dodnes sa nenašla dostatočne účinná metóda na vytvorenie efektívneho vysoko vákuového systému s nízkymi nákladmi.

Stojí za to pripomenúť, že takéto vákuové kolektory sú v porovnaní s bežnými plochými kolektormi dosť účinné. Ide o to, že účinnosť evakuovaného kolektora nezávisí od kvality žiarenia, t.j. v podmienkach priameho aj difúzneho žiarenia pracuje tento kolektor rovnako efektívne. Vákuová štruktúra kolektora navyše minimalizuje tepelné straty. Okrem všetkých vyššie uvedených zariadení slúžia takéto zariadenia dlhodobo a kvalitne a plne zabezpečujú všetky ekonomické potreby človeka.

Náboje

Zaostrovací solárny kolektor

Koncentrátory alebo kolektory sa od predchádzajúcich popísaných kolektorov líšia tým, že ich princípom činnosti je sústredenie slnečných lúčov. Deje sa tak vďaka zrkadlovým plochám, ktoré smerujú slnečnú energiu priamo do absorbérov. Teplota poskytovaná koncentrátormi je oveľa vyššia ako maximálna teplota plochých kolektorov. Je však potrebné pripomenúť, že koncentrátory môžu vnímať iba priame slnečné žiarenie. Pri zamračenom počasí ich použitie nie je možné. Tento typ kolektora-koncentrátora je obzvlášť účinný v regiónoch blízko rovníka a v púštnych oblastiach s veľkým počtom slnečných dní.

Pre efektívnejšiu prevádzku koncentrátora sa používa špeciálne zariadenie, ktoré sleduje smer slnečných lúčov a otáča zariadenie smerom k slnku. V závislosti od osi, pozdĺž ktorej sa môže otáčať, takýto kolektor rozlišuje jednoosové a dvojosové sledovacie zariadenia. Prvé zahŕňajú otáčanie zariadenia z východu na západ, zatiaľ čo druhé zahŕňajú otáčanie zariadenia vo všetkých štyroch hlavných smeroch, aby sa presne sledoval smer slnka počas celého roka. Tieto kolektory-koncentrátory sa používajú hlavne v priemyselnom prostredí. Dôvodom boli pomerne vysoké náklady na toto zariadenie, ako aj potreba neustálej údržby. Na domáce použitie sú jednoducho neprijateľné.

Solárne pece a destilátory.

Okrem všetkých vyššie uvedených zariadení existujú aj zariadenia, ktoré majú pomerne jednoduchú štruktúru a úzky rozsah. Takéto zariadenia môžu napríklad fungovať ako solárna rúra na varenie alebo solárny destilátor - zariadenie, ktoré pomerne lacno čistí vodu v akomkoľvek stave.

Poďme sa rozprávať o solárnych peciach. Sú pomerne jednoduché, a to ako v prevádzke, tak vo výrobe. Solárne pece sú pomerne dobre izolovaný box, ktorý je pokrytý materiálom odrážajúcim svetlo (napríklad fólia). Tento box je pokrytý sklom a vybavený externým reflektorom. Ako absorbér poslúži čierna panvica, ktorá sa dokáže oveľa rýchlejšie zohriať. Takéto pece možno použiť na sterilizáciu vody varením.

Čo sa týka solárnych destilátorov, tie dokážu svojou prácou poskytnúť destilovanú vodu pomerne lacno, navyše vodu môžete odoberať takmer z akéhokoľvek zdroja. Princíp činnosti solárneho destilátora leží v srdci procesu odparovania a samotné zariadenie využíva slnečnú energiu na urýchlenie tohto procesu. Za deň práce dokáže malý solárny destilátor vyrobiť asi 10 litrov dokonale čistej vody.

V súčasnosti sa slnečná energia využíva pomerne značne. Jedným z najefektívnejších príkladov jeho využitia je spôsob ohrevu vody solárnou energiou. Niekoľko miliónov obyvateľov našej planéty využíva slnečné kolektory na uspokojenie svojich potrieb už pomerne dlho. Takéto zariadenia sú dosť účinné, nevyžadujú si špeciálne prevádzkové náklady a navyše nepoškodzujú životné prostredie.

Facebook

Twitter

V kontakte s

Spolužiaci

Google Plus