Pēdējā desmitgadē saules enerģija kā alternatīvs enerģijas avots arvien vairāk tiek izmantota ēku apsildīšanai un apgādei ar karstu ūdeni. Galvenais iemesls ir vēlme tradicionālās degvielas aizstāt ar pieejamiem, videi draudzīgiem un atjaunojamiem enerģijas avotiem.
Saules enerģijas pārvēršana siltumā notiek saules sistēmās - moduļa uzbūve un darbības princips nosaka tā pielietojuma specifiku. Šajā materiālā mēs apskatīsim saules kolektoru šķirnes un to darbības principus, kā arī runāsim par populārajiem saules moduļu modeļiem.
Saules sistēmas izmantošanas iespējamība
Heliosistēma - komplekss saules starojuma enerģijas pārvēršanai siltumā, kas pēc tam tiek pārnests uz siltummaini, lai sildītu apkures sistēmas apkures vidi vai ūdens padevi.
Saules termoinstalācijas efektivitāte ir atkarīga no saules insolācijas - enerģijas daudzums, kas tiek piegādāts vienas dienasgaismas laikā uz 1 kvadrātmetru virsmas, kas atrodas 90 ° leņķī attiecībā pret saules gaismas virzienu. Indikatora izmērītā vērtība ir kW * h / kv.m, parametra vērtība mainās atkarībā no gadalaika.
Attēlu galerija
Foto no
Ikdienas dzīvē izmantotajai saules enerģijai ir milzīgas izredzes. Tās saņemšanas avots nav izsmeļošs. Pats resurss tiek atjaunots un pilnīgi neko nemaksā.
Atkarībā no saules enerģijas uzkrāšanas un apstrādes veida ierīces iedala divās grupās. Pirmajā ietilpst baterijas, kas ražo elektrību, otrajā - kolektori, kas siltumu nodod patērētājam
Gan saules paneļi, gan kolektori tiek uzstādīti atvērtās, neaizēnotās vietās, kuras ilgāku dienu apgaismo saule. Tā kā tie visbiežāk atrodas uz jumtiem
Lai darbinātu mini saules elektrostaciju, papildus baterijām, kuru skaits tiek izvēlēts, ņemot vērā nepieciešamo jaudu, jums būs nepieciešams kontrolieris, parastais vai hibrīdais invertors un baterijas, kuru tilpums tiek aprēķināts vismaz darbības dienā
Lai iegūtu saules kolektora piegādāto siltumenerģiju, nav nepieciešams sarežģīts tehniskais aprīkojums. Ierīces caurulēs uzsildītais ūdens nekavējoties nonāk apkures lokā vai karstā ūdens tvertnē
Saules kolektorus pēc dzesēšanas šķidruma veida iedala ūdenī un gaisā. Ūdens karstā ūdens padeve apkures sistēmai un maisītājiem, karstā gaisa pārnešana gaisa sildīšanas sistēmās
Praktisku un noderīgu lauku saules kolektoru var izdarīt ar savām rokām. Vasarā viņš nodrošinās baseinu ar siltu ūdeni, sildīs to sanitāros un higiēniskos nolūkos, kultivēto augu apūdeņošanai
Abu sistēmu trūkums ir nespēja ilgstoši uzglabāt enerģiju, kas saņemta no saules. Ja akumulatoru gadījumā akumulatorā to var uzglabāt 24 stundas, tad tas nekavējoties jāizmanto kopā ar kolektoriem. Izolēta tvertne kādu laiku palīdzēs uzturēt siltumu.
Saules kolektori tandēmā ar baterijām
Maza saules elektrostacija
Jumta jumta saules paneļi
Vienkāršākais saules baterijas pievienošanas veids
Saules ūdens kolektors
Gaisa saules kolektors
Pašdarināts polimēru cauruļu kolektors
Siltumizolācijas tvertne karstam ūdenim
Vidējais mērenā kontinentālā klimata reģiona saules insolācijas līmenis ir 1000–1200 kWh / kv.m (gadā). Saules daudzums ir noteicošais parametrs Saules sistēmas veiktspējas aprēķināšanai.
Alternatīva enerģijas avota izmantošana ļauj jums sildīt māju, saņemt karstu ūdeni bez tradicionālām enerģijas izmaksām - tikai ar saules starojuma palīdzību
Saules apkures sistēmas uzstādīšana ir dārgs darbs. Lai kapitāla izdevumi atmaksātos, ir nepieciešams precīzs sistēmas aprēķins un ievērošana uzstādīšanas tehnoloģijā.
Piemērs. Vidējā saules insolācijas vērtība Tulai vasaras vidū ir 4,67 kV / kv.m * dienā, ja sistēmas panelis ir uzstādīts 50 ° leņķī. Saules kolektora jaudu 5 kvadrātmetri aprēķina šādi: 4,67 * 4 = 18,68 kW siltuma dienā. Šis tilpums ir pietiekams, lai uzsildītu 500 litrus ūdens no 17 ° C līdz 45 ° C temperatūrai.
Kā liecina prakse, vasarnīcā vasarnīcas īpašnieki, izmantojot saules enerģijas iekārtu, var pilnībā pārslēgties no elektriskās vai gāzes apkures uz saules enerģijas metodi.
Runājot par jaunu tehnoloģiju ieviešanas iespējamību, ir svarīgi ņemt vērā konkrētā saules kolektora tehniskās īpašības. Daži sāk strādāt ar 80 W / kv.m saules enerģiju, bet citi ir pietiekami - 20 W / kv.m.
Pat dienvidu klimatā kolektoru sistēmas izmantošana tikai apkurei neatmaksāsies. Ja instalācija tiks izmantota tikai ziemā ar saules trūkumu, tad aprīkojuma izmaksas netiks segtas 15-20 gadus.
Lai saules kompleksu izmantotu pēc iespējas efektīvāk, tas jāiekļauj karstā ūdens apgādes sistēmā. Pat ziemā saules kolektors ļaus "samazināt" enerģijas rēķinus ūdens sildīšanai līdz 40-50%.
Pēc ekspertu domām, sadzīves vajadzībām Saules sistēma pati par sevi atmaksājas apmēram 5 gadu laikā. Palielinoties elektrības un gāzes cenām, kompleksa atmaksāšanās laiks tiks samazināts
Papildus ekonomiskajiem ieguvumiem “saules apkurei” ir arī papildu priekšrocības:
- Videi draudzīgums. Tiek samazinātas oglekļa dioksīda emisijas. Gada laikā 1 kvadrātmetrs saules kolektora neļauj 350-730 kg ieguves rūpniecības iekļūt atmosfērā.
- Estētika. Kompaktās vannas vai virtuves vietu var atbrīvot no lielgabarīta katliem vai geizeriem.
- Izturība. Ražotāji apgalvo, ka, ievērojot uzstādīšanas tehnoloģiju, komplekss ilgs aptuveni 25-30 gadus. Daudzi uzņēmumi sniedz garantiju līdz 3 gadiem.
Argumenti pret saules enerģijas izmantošanu: izteikta sezonalitāte, atkarība no laika apstākļiem un lieli sākotnējie ieguldījumi.
Vispārīgais izkārtojums un darbības princips
Apsveriet saules sistēmu ar kolektoru kā galveno sistēmas darba elementu. Vienības izskats atgādina metāla kārbu, kuras priekšējā puse ir izgatavota no rūdīta stikla. Kastes iekšpusē ir darba korpuss - spole ar absorbētāju.
Siltumu absorbējošais bloks nodrošina siltumnesēja - cirkulējošā šķidruma - uzsildīšanu, kas nodoto saražoto siltumu nodod ūdens padeves kontūrai.
Galvenās heliosistēmas sastāvdaļas: 1 - kolektora lauks, 2 - gaisa atgaisotājs, 3 - sadales stacija, 4 - spiediena samazināšanas tvertne, 5 - kontrolieris, 6 - ūdens sildītājs, 7,8 - sildelements un siltummainis, 9 - siltuma sajaukšanas vārsts, 10 - karstā ūdens patēriņš, 11 - aukstā ūdens ņemšana, 12 - izlāde, T1 / T2 - temperatūras sensori
Saules kolektoram jādarbojas vienlaikus ar akumulācijas tvertni. Tā kā dzesēšanas šķidrums tiek uzkarsēts līdz 90-130 ° C, to nevar tieši padot karstā ūdens krānos vai sildīšanas radiatoros. Dzesēšanas šķidrums nonāk katla siltummainī. Uzglabāšanas tvertni bieži papildina ar elektrisko sildītāju.
Darba shēma:
- Saule silda kolektora virsmu.
- Termiskais starojums tiek pārnests uz absorbējošo elementu (absorbētāju), kas satur darba šķidrumu.
- Dzesēšanas šķidrums, kas cirkulē caur spoles caurulēm, tiek uzkarsēts.
- Sūknēšanas aprīkojums, vadības un uzraudzības bloks nodrošina siltuma pārnesi caur cauruļvadu uz akumulācijas tvertnes spoli.
- Siltums tiek nodots katla ūdenī.
- Atdzesēts dzesēšanas šķidrums plūst atpakaļ uz kolektoru, un cikls atkārtojas.
No ūdens sildītāja uzsildīts ūdens tiek piegādāts apkures lokam vai ūdens ieplūdes punktiem.
Sakārtojot apkures sistēmu vai visa gada karstā ūdens piegādi, sistēma ir aprīkota ar papildu apkures avotu (katlu, elektrisko sildītāju). Tas ir priekšnoteikums iestatītās temperatūras uzturēšanai.
Saules paneļus privātmāju sakārtošanā visbiežāk izmanto kā rezerves elektroenerģijas avotu:
Attēlu galerija
Foto no
Saules sistēma enerģijas ražošanai
Jaudas atkarība no izmantotās vietas
Iekārtas saules enerģijas kontrolei
Saules enerģijas automatizācija
Saules kolektoru šķirnes
Neatkarīgi no mērķa, saules sistēma ir aprīkota ar plakanu vai sfērisku cauruļveida saules kolektoru. Katrai no iespējām ir vairākas atšķirīgas iezīmes attiecībā uz tehniskajiem parametriem un darbības efektivitāti.
Vakuums - aukstā un mērenā klimatā
Strukturāli vakuuma saules kolektors atgādina termosu - lielāka diametra kolbās ievieto šauras caurules ar dzesēšanas šķidrumu. Starp traukiem tiek izveidots vakuuma slānis, kas ir atbildīgs par siltumizolāciju (siltuma saglabāšana - līdz 95%). Cauruļveida forma ir visoptimālākā, lai saglabātu vakuumu un saules staru "aizņemšanu".
Cauruļveida saules termiskās instalācijas pamatelementi: atbalsta rāmis, siltummaiņa korpuss, vakuuma stikla caurules, kas apstrādātas ar īpaši selektīvu pārklājumu intensīvai saules enerģijas "absorbcijai"
Iekšējo (karstuma) mēģeni piepilda ar fizioloģisko šķīdumu ar zemu viršanas temperatūru (24-25 ° C). Sildot, šķidrums iztvaiko - tvaiki paceļas kolbā uz augšu un silda dzesēšanas šķidrumu, kas cirkulē kolektora korpusā.
Kondensācijas procesā caurules galā ieplūst ūdens pilieni, un process atkārtojas.
Sakarā ar vakuuma slāņa klātbūtni šķidrums siltuma spuldzes iekšpusē spēj vārīties un iztvaikot pie mīnus ielas temperatūras (līdz -35 ° С).
Saules moduļu raksturlielumi ir atkarīgi no šādiem kritērijiem:
- caurules dizains - spalva, koaksiāls;
- siltuma kanāla ierīce - "Siltuma caurule"tiešās plūsmas cirkulācija.
Spalvu spuldze - stikla caurule, kurā ir noslēgts plāksnes absorbētājs un siltuma kanāls. Vakuuma slānis iziet cauri visam siltuma kanāla garumam.
Koaksiālā caurule - dubultā kolba ar vakuuma "ieliktni" starp divu tvertņu sienām. Siltumu pārnes no caurules iekšpuses. Termotēkla gals ir aprīkots ar vakuuma indikatoru.
Pildspalvu caurulīšu (1) efektivitāte ir augstāka, salīdzinot ar koaksiālajiem modeļiem (2). Tomēr bijušie ir dārgāki un grūtāk uzstādāmi. Turklāt sabrukšanas gadījumā pildspalvas kolba būs pilnībā jānomaina.
Kanāls “Siltuma caurule” ir visizplatītākais siltuma pārneses veids saules kolektoros.
Darbības mehānisms ir balstīts uz gaistoša šķidruma ievietošanu aizzīmogotā metāla caurulē.
“Siltuma caurules” popularitāte ir saistīta ar pieņemamām izmaksām, pakalpojumu nepretenciozitāti un apkopi. Siltuma apmaiņas procesa sarežģītības dēļ maksimālais efektivitātes līmenis ir 65%
Tiešās plūsmas kanāls - caur stikla kolbu iziet paralēli, savienojot U veida loka metāla caurulēs
Dzesēšanas šķidrums, kas plūst caur kanālu, tiek uzkarsēts un padots uz kolektora korpusu.
Vakuuma saules kolektora projektēšanas iespējas: 1 - modifikācija ar centrālapkures cauruli “Heat pipe”, 2 - saules iekārta ar dzesēšanas šķidruma tiešu plūsmu
Koaksiālās un spalvu caurules dažādos veidos var kombinēt ar siltuma kanāliem.
1. variants. Koaksiālā kolba ar siltuma cauruli ir vispopulārākais risinājums. Kolektorā siltums tiek atkārtoti nodots no stikla caurules sienām uz iekšējo kolbu un pēc tam uz dzesēšanas šķidrumu. Optiskās efektivitātes pakāpe sasniedz 65%.
Koaksiālās caurules “Siltuma caurule” shēma: 1 - stikla apvalks, 2 - selektīvs pārklājums, 3 - metāla spuras, 4 - vakuums, 5 - karstuma spuldze ar viegli viršanas vielu, 6 - iekšējā stikla caurule
2. variants Tiešas plūsmas koaksiālo kolbu sauc par U veida kolekciju. Pateicoties konstrukcijai, tiek samazināti siltuma zudumi - alumīnija siltumenerģija tiek nodota caurulēs ar cirkulējošu dzesēšanas šķidrumu.
Vienlaikus ar augstu efektivitāti (līdz 75%) modelim ir trūkumi:
- uzstādīšanas sarežģītība - kolbas ir neatņemama divu cauruļu kolektora korpusa (galvenā daļa) daļa un ir uzstādītas kopumā;
- vienas caurules nomaiņa nav iespējama.
Turklāt U veida bloks ir prasīgs pret dzesēšanas šķidrumu un ir dārgāks nekā “Heat pipe” modeļi.
U formas saules kolektora ierīce: 1 - stikla "cilindrs", 2 - absorbējošs pārklājums, 3 - alumīnija "apvalks", 4 - kolba ar dzesēšanas šķidrumu, 5 - vakuums, 6 - iekšējā stikla caurule
3. variants Spalvu caurule ar darbības principu "Siltuma caurule". Kolekcionāra atšķirīgās iezīmes:
- augsti optiskie raksturlielumi - efektivitāte aptuveni 77%;
- plakans absorbētājs tieši nodod siltuma enerģiju siltuma pārneses caurulē;
- izmantojot vienu stikla kārtu, samazinās saules starojuma atstarojums;
Bojātu elementu ir iespējams nomainīt, neiztukšojot dzesēšanas šķidrumu no saules enerģijas sistēmas.
4. variants Tiešas plūsmas strūklakas kolba ir visefektīvākais līdzeklis saules enerģijas izmantošanai kā alternatīvs enerģijas avots ūdens sildīšanai vai māju apsildīšanai. Augstas veiktspējas kolektors darbojas ar 80% efektivitāti. Sistēmas trūkums ir labošanas grūtības.
Spalvu saules kolektoru ierīces shēmas: 1 - saules sistēma ar “siltuma caurules” kanālu, 2 - saules kolektora divu cauruļu korpuss ar dzesēšanas šķidruma tiešu plūsmu
Neatkarīgi no konstrukcijas, cauruļveida kolektoriem ir šādas priekšrocības:
- veiktspēja zemā temperatūrā;
- zems siltuma zudums;
- darbības ilgums dienas laikā;
- spēja sildīt dzesēšanas šķidrumu līdz augstām temperatūrām;
- zems apvidus;
- uzstādīšanas vienkāršība.
Galvenais vakuuma modeļu trūkums ir neiespējamība pašattīrīties no sniega segas. Vakuuma slānis neizlaiž siltumu, tāpēc sniega kārta neizkausē un bloķē saules piekļuvi kolektora laukam. Papildu trūkumi: augsta cena un nepieciešamība ievērot kolbu slīpuma darba leņķi nav mazāka par 20 °.
Saules kolektorus, kas silda gaisa dzesēšanas šķidrumu, var izmantot karstā ūdens sagatavošanā, ja tie ir aprīkoti ar uzglabāšanas tvertni:
Attēlu galerija
Foto no
Karstā ūdens tvertne
Kolektora caurules struktūra gaisa sildīšanai
Ūdens sildīšana siltumnesējā
Sistēmas vadības ierīce
Lasiet vairāk par vakuuma saules kolektora ar caurulēm darbības principu.
Ūdens - labākais variants dienvidu platuma grādos
Plakans (paneļa) saules kolektors - taisnstūrveida alumīnija plāksne, kas noslēgta augšpusē ar plastmasas vai stikla pārsegu. Kastes iekšpusē ir absorbcijas lauks, metāla spole un siltumizolācijas slānis. Kolektora laukums ir piepildīts ar plūsmas līniju, caur kuru dzesēšanas šķidrums pārvietojas.
Plakanā saules kolektora pamata sastāvdaļas: korpuss, absorbētājs, aizsargpārklājums, siltumizolācijas slānis un stiprinājumi. Montāžas laikā tiek izmantots matēts stikls ar spektra diapazona caurlaidību 0,4-1,8 mikroni.
Ļoti selektīva absorbējoša pārklājuma siltuma absorbcija sasniedz 90%. Starp “absorbētāju” un siltumizolāciju novieto plūstošu metāla cauruļvadu. Tiek izmantotas divas cauruļu ieguldīšanas shēmas: “arfa” un “meandrs”.
Saules kolektoru, kas silda šķidru dzesēšanas šķidrumu, montāžas process ietver vairākas tradicionālas darbības:
Attēlu galerija
Foto no
Lai piestiprinātu vienu vai kolektoru grupu uz jumta, uz tā ir samontēts metāla rāmis. Stiprināšana pie kastes caur pārklājumu
Pirms cauruļu uzstādīšanas, kurās tiks uzkarsēts dzesēšanas šķidrums, jāpārbauda, vai blīvējuma gredzeni cieši iederas kolektora caurules ligzdās
Saules ierīces stikla caurules ir savienotas ar kolektoru. Augšpusē tie jāievieto kontaktligzdā ar blīvējuma gredzenu, apakšā - viegli nofiksējiet ar skavu, nevelkot
Lai samazinātu siltuma zudumus saules vai antifrīzu sasildīta ūdens pārvadāšanas laikā, caurule, kas iziet no kolektora, un ierīces savienojošie gabali ir cieši iesaiņoti ar folijas izolāciju
Kamēr mājas saules sistēma nav piepildīta ar dzesēšanas šķidrumu, noregulējiet slīpuma leņķi, koncentrējoties uz faktisko apgaismojuma pakāpi
Gaisa noņemšanai, kas vienmēr atrodas ūdenī un pakāpeniski izdalās no tā sastāva, sistēmas augšpusē ir uzstādīta automātiska ventilācijas atvere
Samontētais kolektors ir savienots ar apkures sistēmu visādā ērtā veidā: caur lūku vai eju jumtā, caur atveri sienā utt.
Ja ir vēlme automatizēt dzesēšanas šķidruma pagatavošanas procesu, atkarībā no laika apstākļiem to var aprīkot ar āra temperatūras sensoriem un temperatūras regulatoru
1. solis: rāmja salikšana kolektoru grupas montāžai
2. solis: kolektora sagatavošana cauruļu uzstādīšanai
3. solis: saules kolektora cauruļu pievienošana
4. solis: Saules cauruļvada izolācija
5. darbība: noregulējiet tīģeli leņķa virzienā
6. solis: automātiskās gaisa ventilācijas uzstādīšana
7. solis: pievienojiet kolektoru apkures lokam
8. solis: pievienošana vadības sistēmai
Ja apkures loku papildina ar līniju, kas piegādā sanitāro ūdeni karstā ūdens padevei, ir jēga savienot siltuma akumulatoru ar saules kolektoru. Vienkāršākais variants būs piemērota tilpuma tvertne ar siltumizolāciju, kas spēs uzturēt karstā ūdens temperatūru. Tas jāuzstāda uz lidojuma:
Attēlu galerija
Foto no
Vienkāršākā siltuma akumulatora izgatavošana
Tvertnes uzstādīšana uz pārkraušanas
Karstā ūdens filiāles ievietošana un veidgabalu pievienošana
GVS līnijas ierīkošana aprīkotajā mājā
Cauruļveida kolektors ar šķidru dzesēšanas šķidrumu darbojas kā "siltumnīcas" efekts - saules stari iekļūst caur stiklu un silda cauruļvadu. Pateicoties hermētiskumam un siltumizolācijai, siltums tiek saglabāts paneļa iekšpusē.
Saules moduļa stiprību lielā mērā nosaka aizsargapvalka materiāls:
- parasts stikls - lētākais un trauslākais pārklājums;
- noslīpēts stikls - augsta gaismas izkliedes pakāpe un paaugstināta izturība;
- antireflekss stikls - atšķiras maksimālajā absorbcijas spējā (95%) slāņa klātbūtnes dēļ, kas novērš saules staru atstarošanos;
- pašattīrošs (polārs) stikls ar titāna dioksīdu - saulē izdeg organiskais piesārņojums, un atkritumu paliekas nomazgā lietus.
Polikarbonāta stikls ir visizturīgākais pret triecieniem. Materiāls ir uzstādīts dārgos modeļos.
Saules gaismas atstarošana un absorbcija: 1 - antireflekss pārklājums, 2 - rūdīts, triecienizturīgs stikls. Optimālais ārējā apvalka biezums ir 4 mm
Saules paneļu darbības un funkcionālās īpašības:
- piespiedu cirkulācijas sistēmās tiek nodrošināta atkausēšanas funkcija, kas ļauj ātri atbrīvoties no sniega segas uz heliopola;
- prizmatiskais stikls uztver plašu staru diapazonu dažādos leņķos - vasaras periodā uzstādīšanas efektivitāte sasniedz 78-80%;
- kolektors nebaidās no pārkaršanas - ar pārmērīgu siltumenerģijas daudzumu ir iespējama dzesēšanas šķidruma piespiedu atdzesēšana;
- paaugstināta triecienizturība, salīdzinot ar cauruļveida kolēģiem;
- spēja uzstādīt jebkurā leņķī;
- pieejamu cenu noteikšana.
Sistēmām nav trūkumu. Saules starojuma deficīta periodā, palielinoties temperatūras starpībai, plakanā saules kolektora efektivitāte ievērojami samazinās nepietiekamas siltumizolācijas dēļ. Tāpēc paneļa modulis atmaksājas vasarā vai reģionos ar siltu klimatu.
Heliosistēmas: projektēšanas un darbības funkcijas
Saules sistēmu dažādību var klasificēt pēc šādiem parametriem: saules starojuma izmantošanas metode, dzesēšanas šķidruma cirkulācijas metode, ķēžu skaits un darbības sezonalitāte.
Aktīvs un pasīvs komplekss
Jebkurā saules enerģijas pārveidošanas sistēmā tiek nodrošināts saules kolektors. Balstoties uz iegūtā siltuma izmantošanas metodi, izšķir divu veidu heliokompleksus: pasīvos un aktīvos.
Pirmā šķirne ir saules apkures sistēma, kurā ēkas konstrukcijas elementi darbojas kā saules starojuma siltumu absorbējoši elementi. Jumts, kolektora siena vai logi darbojas kā saules virsma.
Zemas temperatūras pasīvas saules sistēmas shēma ar kolektora sienu: 1 - saules stari, 2 - caurspīdīgs ekrāns, 3 - gaisa barjera, 4 - sakarsēts gaiss, 5 - izplūdes gaisa plūsmas, 6 - siltuma starojums no sienas, 7 - kolektora sienas siltumu absorbējoša virsma, 8 - dekoratīvās žalūzijas
Eiropas valstīs energoefektīvu ēku būvniecībā tiek izmantotas pasīvās tehnoloģijas. Helio uztverošās virsmas rotā zem viltus logiem. Aiz stikla pārklājuma ir melnēta ķieģeļu siena ar vieglām atverēm.
Siltuma akumulatori ir konstrukcijas elementi - sienas un grīdas, no ārpuses izolētas ar polistirola.
Aktīvās sistēmas ietver neatkarīgu ierīču izmantošanu, kas nav saistītas ar konstrukciju.
Iepriekš aplūkotie kompleksi ar cauruļveida, plakaniem kolektoriem ietilpst šajā kategorijā - saules siltumenerģijas instalācijas parasti tiek novietotas uz ēkas jumta
Termosifons un cirkulācijas sistēmas
Saules termiskās iekārtas ar dabisku dzesēšanas šķidruma kustību gar kolektora-akumulatora-kolektora ķēdi tiek veiktas ar konvekciju - silts šķidrums ar mazu blīvumu paceļas uz augšu, atdzesēts šķidrums plūst uz leju.
Termosifona sistēmās uzglabāšanas tvertne atrodas virs kolektora, nodrošinot dzesēšanas šķidruma spontānu cirkulāciju.
Darba shēma ir raksturīga vienas shēmas sezonālajām sistēmām. Termosifona kompleksu nav ieteicams kolekcionāriem, kuru platība pārsniedz 12 kv.m
Bezspiediena saules sistēmai ir plašs trūkumu saraksts:
- mākoņainās dienās kompleksa veiktspēja samazinās - dzesēšanas šķidruma kustībai nepieciešama liela temperatūras starpība;
- siltuma zudumi lēnas šķidruma kustības dēļ;
- tvertnes pārkaršanas risks apkures procesa nekontrolējamības dēļ;
- kolektora nestabilitāte;
- akumulatora tvertnes novietošanas grūtības - uzstādot uz jumta, palielinās siltuma zudumi, tiek paātrināti korozijas procesi, pastāv cauruļu sasalšanas risks.
"Gravitācijas" sistēmas priekšrocības: dizaina vienkāršība un pieejamība.
Kapitāla izdevumi cirkulācijas (piespiedu) saules sistēmas sakārtošanai ir ievērojami lielāki nekā bezspiediena kompleksa uzstādīšana. Sūknis ietriecas ķēdē, nodrošinot dzesēšanas šķidruma kustību. Sūknēšanas stacijas darbību kontrolē kontrolieris.
Piespiedu kompleksā radītā papildu siltumenerģija pārsniedz sūknēšanas iekārtas patērēto jaudu. Sistēmas efektivitāte palielināsies par trešdaļu
Šo cirkulācijas metodi izmanto divgadīgu saules ķēžu siltuma instalācijās visu gadu.
Pilnībā funkcionējoša kompleksa plusi:
- neierobežota uzglabāšanas tvertnes atrašanās vietas izvēle;
- sniegums ārpus sezonas;
- optimālā apkures režīma izvēle;
- drošības bloķēšanas darbība pārkaršanas laikā.
Sistēmas trūkums ir tās atkarība no elektrības.
Tehnisko risinājumu shēmas: viena un divkārša ķēde
Instalācijās ar vienu ķēdi cirkulē šķidrums, kas pēc tam tiek padots uz ūdens ieplūdes punktiem. Ziemā ūdens no sistēmas jāiztukšo, lai novērstu cauruļu sasalšanu un plaisāšanu.
Vienas ķēdes saules siltuma kompleksu īpašības:
- Ieteicams uzpildīt sistēmu ar attīrītu, necietu ūdeni - sāls nogulsnēšanās uz caurules sienām noved pie kanālu aizsērēšanas un kolektora saplīšanas;
- korozija sakarā ar gaisa pārpalikumu ūdenī;
- ierobežots kalpošanas laiks - četru līdz piecu gadu laikā;
- augsta efektivitāte vasarā.
Divkontūru heliokompleksos cirkulē īpašs dzesēšanas šķidrums (nesasalšanas šķidrums ar pretputošanas un pretkorozijas piedevām), kas caur siltummaini nodod siltumu ūdenim.
Vienas shēmas (1) un divkontūru (2) heliosistēmas shēmas. Otro variantu raksturo paaugstināta uzticamība, spēja strādāt ziemā un darbības ilgums (20-50 gadi)
Divkontūru moduļa darbības nianses: neliels efektivitātes samazinājums (par 3-5% mazāk nekā vienas ķēdes sistēmā), nepieciešamība pilnībā nomainīt dzesēšanas šķidrumu ik pēc 7 gadiem.
Nosacījumi darba veikšanai un efektivitātes paaugstināšanai
Saules sistēmas aprēķināšana un uzstādīšana vislabāk uzticēta profesionāļiem. Atbilstība uzstādīšanas paņēmienam nodrošinās darbību un deklarētās veiktspējas iegūšanu. Lai uzlabotu efektivitāti un kalpošanas laiku, ir jāņem vērā dažas nianses.
Termostatiskais vārsts. Tradicionālajās apkures sistēmās termostata elements tiek uzstādīts reti, jo par temperatūras regulēšanu ir atbildīgs siltuma ģenerators. Aprīkojot saules sistēmu, nedrīkst aizmirst arī par drošības vārstu.
Tvertnes uzsildīšana līdz maksimāli pieļaujamajai temperatūrai palielina kolektora produktivitāti un ļauj izmantot saules siltumu pat mākoņainā laikā
Optimālais vārsta stāvoklis ir 60 cm no sildītāja. Tuvumā “termostats” uzsilst un bloķē karstā ūdens plūsmu.
Uzglabāšanas tvertnes novietojums. Karstā ūdens bufera jauda jāuzstāda pieejamā vietā. Ievietojot kompaktā telpā, īpaša uzmanība tiek pievērsta griestu augstumam.
Minimālā brīvā vieta virs tvertnes ir 60 cm.Šis atstarpe ir nepieciešama, lai uzturētu akumulatoru un nomainītu magnija anodu.
Izplešanās tvertnes uzstādīšana. Elements kompensē termisko izplešanos stagnācijas laikā. Tvertnes uzstādīšana virs sūknēšanas iekārtas izraisīs membrānas pārkaršanu un priekšlaicīgu tās nodilumu.
Vislabākā vieta izplešanās tvertnei ir zem sūkņu grupas. Temperatūras efekts šīs uzstādīšanas laikā ir ievērojami samazināts, un membrāna ilgāk saglabā elastību
Saules savienojums. Savienojot caurules, ieteicams organizēt cilpu. "Thermo Loop" samazina siltuma zudumus, novēršot sakarsēta šķidruma izdalīšanos.
Saules ķēdes "cilpas" ieviešanas tehniski pareiza versija. Neievērojot prasību, temperatūra tvertnē naktī pazeminās par 1-2 ° C
Pretvārsts. Novērš dzesēšanas šķidruma cirkulācijas "apgāšanos". Tā kā nav saules aktivitātes, pretvārsts novērš dienas laikā uzkrātā siltuma izkliedi.
Populārie "saules" moduļu modeļi
Vietējo un ārvalstu uzņēmumu heliosistēmas ir pieprasītas. Ražotāju produkti ir ieguvuši labu reputāciju: NPO Mashinostroeniya (Krievija), Helion (Krievija), Ariston (Itālija), Alten (Ukraina), Viessman (Vācija), Amcor (Izraēla) utt.
Saules sistēma "Falcon". Plakans saules kolektors, kas aprīkots ar daudzslāņu optisko pārklājumu ar magnetrona izsmidzināšanu. Minimālā starojuma spēja un augsts absorbcijas līmenis nodrošina efektivitāti līdz 80%.
Veiktspējas raksturlielumi:
- darba temperatūra - līdz -21 ° С;
- apgrieztais siltuma starojums - 3-5%;
- augšējais slānis - rūdīts stikls (4 mm).
Kolekcionārs SVK-A (Alten). Saules instalācija vakuumā ar absorbcijas laukumu 0,8–2,41 kv. M (atkarībā no modeļa). Siltumnesējs ir propilēnglikols; 75 mm vara siltummaiņa siltumizolācija samazina siltuma zudumus.
Papildus iespējas:
- korpuss - anodēts alumīnijs;
- siltummaiņa diametrs - 38 mm;
- izolācija - minerālvati ar anti-higroskopisku apstrādi;
- pārklājums - borsilikāta stikls 3,3 mm;
- Efektivitāte - 98%.
Vitosol 100-F - plakans saules kolektors horizontālai vai vertikālai uzstādīšanai. Vara absorbētājs ar arfas formas cauruļveida spoli un heliotitāna pārklājumu. Gaismas caurlaidība - 81%.
Aptuvenā cenu secība saules enerģijas sistēmām: plakanie saules kolektori - no 400 kub./m, cauruļveida saules kolektori - 350 kub / 10 vakuuma kolbas. Pilns cirkulācijas sistēmas komplekts - no 2500 kub
Saules kolektoru darbības princips un to veidi:
Plakanā kolektora veiktspējas novērtējums zem nulles temperatūras:
Saules paneļu kolektora montāžas tehnoloģija, kā piemēru izmantojot Buderus modeli:
Saules enerģija ir atjaunojams siltuma avots. Ņemot vērā tradicionālo enerģijas resursu cenu pieaugumu, saules enerģijas sistēmu ieviešana attaisno kapitālieguldījumus un atmaksājas nākamajos piecos gados, ievērojot uzstādīšanas paņēmienus.
Ja jums ir vērtīga informācija, kuru vēlaties dalīties ar mūsu vietnes apmeklētājiem, lūdzu, atstājiet savus komentārus blokā zem raksta. Tur jūs varat uzdot interesantus jautājumus par raksta tēmu vai dalīties pieredzē par saules kolektoru izmantošanu.