• 16/06/2022
• Kategorijas: Siltumapgāde un ventilācija

Saules kolektors: ierīce un darbības princips

Fakts, ka vasaras saules gaismas plūsmas var mums dot daudz brīva siltuma, bieži nāk prātā vasarā, spēcīgā karstuma un asfalta un saules apsildāmo sienu laikā. Skaidrā vasaras laikā viens kvadrātmetrs var samazināties no 600 līdz 800 vatiem / h. Tas ir daudz. Ja reizina ar saules apspīdētā pagalma vai jumta laukumu, ar saules kolektora palīdzību jūs varat savākt enerģiju, kas ir salīdzināma ar mājas apkures vajadzībām..

Saules kolektoru iecelšana ↑

Saules siltuma kolektori ļauj savākt enerģiju un novirzīt saņemto siltumu pareizajā virzienā:

• Nodrošināšana ar karstu ūdeni dušai, vannai un virtuvei;
• Jebkura dizaina nelielas slēgtas siltumnīcas vai dārza telpas apsildīšana gandrīz visu gadu;
• Ievērojams mājas apkures loka papildinājums aukstā laikā un gandrīz pilnīga apgāde vēsās rudens dienās.

Kolektors ir paredzēts saules enerģijas savākšanai ērtākā veidā. Parasti saskaņā ar saules kolektora ierīci to dizainu var iedalīt trīs galvenajās grupās:

1. Vakuuma daudzcauruļu vai plakana ar piespiedu vai dabisku dzesēšanas šķidruma cirkulāciju. Visbiežāk tās ir stacionāras konstrukcijas, kas paredzētas sezonas darbam.
2. Gaisa saules kolektori, vienkāršākie un vieglākie. Uzkrāto siltumu no kolektora apsildāmās virsmas noņem ar gaisa plūsmu.
3. Saules kolektoru dizaina trešajā versijā saņemto siltumu var izmantot, lai to pārveidotu elektrībā, sākot no termoaukstēšanas iekārtām līdz sarežģītām mašīnām ar tvaika elektriskām ierīcēm.

Pēdējā produktu grupa reti atrod pieprasījumu iedzīvotāju vidū, ņemot vērā pakalpojumu augstās izmaksas un sarežģītību..

Kā darbojas pilnas plūsmas saules kolektors?

Saules kolektora vienkāršā plakanā dizaina versija ir pilnas plūsmas versija ar divslāņu siltuma izlietni. Pati ierīce pēc darbības principa ir līdzīga dušas versijai vasarnīcā, kuras pamatā ir muca, kuru uz ārējās virsmas apstrādā ar bitumena mastiku vai melnu krāsu..

Lai palielinātu savākto saules enerģijas daudzumu, saules kolektora dizains ir izgatavots plakana konteinera veidā ar salīdzinoši mazu biezumu, 5–7 cm, ierīces platums un garums ir atkarīgs no kolektora jaudas īpašajām vajadzībām. Viena no sienām ir izgatavota no anodēta alumīnija un krāsota melni kā sodrēji, krāsa, bez vienas dzirksti. Šī ir tā saucamā kolektora uztveršanas vai darba virsma. Kolektora darba daļas iekšpusē bieži tiek izgatavotas plānas alumīnija vai plastmasas ribas, kas uzlabo enerģijas siltuma noņemšanu no darba virsmas sienas līdz dzesēšanas šķidrumam – ūdenim vai antifrīzam..

Lai samazinātu piesārņojumu un zaudējumus uz darba virsmas, ir uzstādīta plāna caurspīdīga plēve vai plastmasas vai stikla loksne ar labām siltumizolācijas īpašībām. Iekšpusē šāda aizsardzība tiek izsmidzināta ar spoguļa alumīnija slāni, kas galu galā samazina siltuma zudumus atstarojuma un konvekcijas dēļ.

Plakanā saules kolektora konstrukcijā parastās alumīnija loksnes vietā var būt sviestmaizes sienas no grafīta pulvera, metāla šķiedrām un armatūras sveķiem. Šādam materiālam ir laba siltuma vadītspēja un augsta izturība pret oksidēšanu..

Šādas konstrukcijas ir jāuzstāda uz pastiprināta rāmja, parasti uz jumta vai mājas sienas saulainā pusē.

Vakuuma sildīšanas sistēmas ↑

Pateicoties vienkāršībai, uzticamībai un zemām izmaksām, plakanām saules enerģijas uzglabāšanas ierīcēm ir samērā laba siltuma produktivitāte tikai saulainā dienā. Augstākajos platuma grādos vai agrā pavasarī – vēlā rudenī tā siltuma produktivitāte samazinās uz pusi.

Salīdzinājumā ar plakaniem saules kolektoriem vakuuma sistēmām ir augstāka efektivitāte. Dizaina pamatā ir individuāls termiskais elements – vakuuma caurule, šāda saules kolektora darbības principa pamatā ir fizikā zināma ierīce – siltuma caurule, kas ir diezgan sarežģīta un kaprīza, bet efektīva darbībā. Dizaina iezīme ir īpaši augsta siltuma vadītspēja, kuras dēļ viss siltums, kas ir kritis vienā caurules galā, tiek savākts un dažos mirkļos koncentrēts pretējā galā..

Vakuuma elements ir iegarena kolbas caurule, kas izgatavota no izturīga stikla, kuras iekšpusē tiek izsmidzināts spoguļa pārklājums. Pateicoties vienvirziena spogulim, saules enerģijas plūsma brīvi iekļūst spuldzes iekšpusē un nevar izkļūt, to efektīvi absorbē siltuma caurules vara gals, kas ievietots spuldzes korpusā. Lai samazinātu zaudējumus, gaiss no stikla spuldzes tika izsūknēts. Centrālais vara elements nodod enerģiju, kas saņemta no gaismas plūsmas, uz siltumnesēja plūsmu, parasti antifrīzu, vai tieši uz ūdens tvertni.

Vakuuma saules kolektoru priekšrocības ↑

Saules enerģijas pārveidošanas priekšrocības siltumtrases versijā:

1. Saules siltuma absorbcijas un pārvēršanas efektivitāte ir 3-4 reizes augstāka nekā plakaniem un gaisa kolektoriem;
2. Lieliski darbojas temperatūras diapazonā no 0-50^parC, savukārt cita veida saules kolektoriem, pēc lietotāju atsauksmēm, darba intervāls ir 20^parAR;
3. Viszemākā jutība pret saules gaismas iedarbības virzienu un leņķi. Saules kolektora normālai darbībai pietiek ar saules apgaismojumu pat akūtā saules gaismas krišanas leņķī, ja citiem saules kolektoru dizainiem optimālais apgaismojuma leņķis pārsniedz vairāk nekā 20^par efektivitāte samazinās par 10% stundā.
4. Saules enerģijas piedziņas konstrukcijas mazais svars ļauj to uzstādīt tieši uz jumta, pat bez īpaša atbalsta.

Plānojot iegādi, ir vērts veikt aptuvenu saules kolektora laukuma aprēķinu, pamatojoties uz attiecību: kvadrātmetrs dienā dos apmēram 50–55 litrus karsta ūdens, bet ne verdošu ūdeni. Precīzāku informāciju var atrast to uzņēmumu vietnēs, kas nodarbojas ar saules kolektoru ražošanu. Tur jūs varat iegūt informāciju par produktu izmaksām. Katrs uzņēmums pierāda savu produktu superefektivitāti un zemās izmaksas. Vakuuma ierīce no 15 elementiem maksās apmēram 15-20 tūkstošus. rubļi par apkures jaudu 1,3-1,5 kW un uzglabāšanas tvertni 80-100 litri.

Šādu saules kolektoru sistēmu interesantās iezīmes ietver spēju patstāvīgi un bez īpašiem instrumentiem pārbaudīt katras vakuuma spuldzes darbību. Pietiek ar to, ka vakarā, dīkstāves stāvoklī, uzliek plaukstu uz caurules apakšējā gala. Ja elements ilgu laiku paliek auksts un kolbas aizzīmogošanas vietā nav salvai līdzīgu plāksnīšu, tiek uzskatīts, ka ierīce darbojas.

Karstu ūdeni no tvertnes var piegādāt ar gravitācijas palīdzību, taču visbiežāk viņi uzstāda mazjaudas revakcinācijas sūkni, kas ļauj ātri piepildīt tvertni pēc karstā ūdens lietošanas. Nopietnākās konstrukcijas versijās saules kolektors tiek apvienots ar siltuma akumulatoru un karstā ūdens padeves un apkures elektronisko vadības sistēmu. Šādu sistēmu izmaksas nav mazākas par 1000EUR. Garantija sistēmām ar siltuma caurulēm, kā likums, ir no 5 līdz 25 gadiem, atkarībā no ierīcē izmantoto materiālu kvalitātes līmeņa.

Gaisa savācēji ↑

Jo sarežģītāks dizains, jo dārgāka tā darbība ir, un jo lielāka ir negaidītu bojājumu iespējamība. Šajā jautājumā gaisa siltuma pārneses kolektoru modeļi ir čempioni vienkāršībā un uzticamībā. Gaisa kolektors faktiski ir vertikālu kanālu vai cauruļu komplekts ar matētu melnu apdari. Kolektorā tiek izmantots karstā gaisa paātrināšanas princips vertikālā caurulē.

Gaisa konstrukcijas priekšrocības un priekšrocības ietver:

• Visaugstākā dizaina uzticamība un vienkāršība;
• Neliels ierīces svars, uzstādīšanas elastība un uzstādīšanas vienkāršība;
• Ventilatora minimālais enerģijas patēriņš, dažos gadījumos ventilators var izslēgties, un apkure tiek veikta ar gravitācijas palīdzību.

Kolektora dizains sastāv no liela skaita plānsienu alumīnija cauruļu ar melninātu matētu virsmu. Caurules akumulatoram ir centrālais aukstā un izplūdes karstā gaisa kanāls, aukstajā ir uzstādīts centrbēdzes ventilators ar nulles pretestību. Ja nepieciešams, to var izslēgt un šādā stāvoklī praktiski nerada pretestību kustīgajai gaisa plūsmai.

Ierīcei ir gaisa ieplūde, kas ļauj pielāgot no ārpuses un no apsildāmās telpas uzņemtā gaisa daudzumu un attiecību.

Siltuma ražošanā gaisa kolektori praktiski nav zemāki par plakanām sistēmām, tiem ir nepieciešams vertikāls cauruļu izvietojums un maksimāla saules iedarbība. Jaudu var viegli pielāgot, izvēloties siltummaini cauruļu skaitu. Bieži gaisa saules kolektori ir neaizstājami dažādu noliktavu telpu apsildīšanā un ventilācijā, tiek izmantoti dažādu dārzeņu un augļu produktu žāvēšanai.