Ο θερμοσίφωνας ηλιακού νερού είναι ένας τύπος συλλέκτη που συσσωρεύει ηλιακή ακτινοβολία, μετατρέποντάς το σε θερμότητα και παράγει ζεστό νερό για τις ανάγκες των καταναλωτών. Η ιδέα της χρήσης της ηλιακής ενέργειας για θέρμανση νερού έχει μακρά προέλευση. Έτσι, το πρωτότυπο ενός σύγχρονου ηλιακού θερμοσίφωνα δημιουργήθηκε στο XVIII αιώνα στην Ελβετία. Μέχρι σήμερα, αυτή η μέθοδος θέρμανσης νερού είναι αρκετά δημοφιλής. Ο παγκόσμιος ηγέτης στη χρήση και η παραγωγή ηλιακών θερμαντήρων είναι παραδοσιακά Κίνα. Στη χώρα αυτή, 60 εκατομμύρια νοικοκυριά χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια για θέρμανση νερού. Και στο Ισραήλ, το 85% των διαμερισμάτων διαθέτει ηλιακούς θερμαντήρες. Επιπλέον, η χρήση τους ρυθμίζεται από το νόμο, το οποίο ισχύει από το 1976 και υποχρεώνει την κατασκευή κατοικιών χρησιμοποιώντας τέτοια συστήματα.
Σχέδιο του ηλιακού φωτοηλεκτρικού συστήματος.
Οι θερμαντήρες νερού έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Πρώτον, επιτρέπουν εάν να μην εξαλειφθούν καθόλου, στη συνέχεια μειώνουν σημαντικά την κατανάλωση παραδοσιακών φορέων ενέργειας, όπως το αέριο και η ηλεκτρική ενέργεια. Δεύτερον, μειώνουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ποσότητα, άμεσα ανάλογα με την αληθινή ενέργεια, μειώνοντας έτσι το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Buck για θέρμανση νερού με τα χέρια τους
Σχέδιο ηλιακών μονάδων.
Ο συνηθέστερος ηλιακός θερμοσίφωνας είναι ένα καλοκαιρινό ντους. Μπορείτε να κατασκευάσετε ένα τέτοιο σύστημα ζεστού νερού με τα χέρια σας. Είναι εντελώς εύκολο. Η βάση του είναι μια δεξαμενή για το νερό, το οποίο θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία. Παρά την πρωτογενή του, μια τέτοια δομή είναι αρκετά ικανή να ικανοποιήσει την ανάγκη για ζεστό νερό στη ζεστή περίοδο.
Το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτής της μεθόδου θέρμανσης είναι ότι, παρά την επαρκώς υψηλή θερμοκρασία του νερού στη δεξαμενή κατά τη διάρκεια της ημέρας (μερικές φορές έως 45 ° C), πέφτει όλη τη νύκτα. Προκειμένου να μειωθεί η απώλεια θερμότητας τη νύχτα, είναι απαραίτητο είτε να μονώσουν τη δεξαμενή όλη τη νύχτα, είτε να συγχωνεύσετε τα υπολείμματα ζεστού νερού σε μια θερμική δεξαμενή. Μια τέτοια δεξαμενή μπορεί να χρησιμεύσει ως αέριο ή ηλεκτρικοί λέβητες, που χρησιμοποιούνται ευρέως στα νοικοκυριά. Η επιλογή του λέβητα ως μονάδα είναι δικαιολογημένη επίσης επειδή σε μια συννεφιασμένη μέρα το νερό στη δεξαμενή δεν θα ζεσταθεί 30º και, σε κάθε περίπτωση, πρέπει να ζεσταθεί.
Ένας τέτοιος θερμαντήρας που έκανε τα χέρια του θα χρησιμεύσει ως αξιόπιστος και οικονομικός τρόπος να θεραπευτεί το καλοκαίρι και θα πληρώσει γρήγορα για τον εαυτό του.
Επιλέγοντας αυτόν τον τύπο ηλιακού θερμαντήρα, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη τα διάφορα μειονεκτήματα:
- την ανάγκη να γεμίσει καθημερινά και να συγχωνεύσει τη δεξαμενή.
- Σε μια συννεφιασμένη μέρα, το νερό στη δεξαμενή δεν θερμαίνεται πάνω από 30 °.
Άρθρο σχετικά με το θέμα: Αισθητήρας θερμότητας: Πώς να συνδεθείτε τον θερμοστάτη
Εγκατάσταση δεξαμενής νερού
Σχέδιο του ελικοτύστου θέρμανσης νερού.
Για την κατασκευή μιας δεξαμενής ηλιακού νερού, θα το χρειαστούμε:
- δεξαμενή θέρμανσης;
- λέβητας;
- Σωλήνα νερού με τρεις γερανούς.
- Αισθητήρας στάθμης νερού.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε δεξαμενή νερού ως δεξαμενή θέρμανσης: βαρέλι χάλυβα, κύβος ή ακόμα και ένας σωλήνας μεγάλης διαμέτρου. Ωστόσο, το πιο βολικό για την εγκατάσταση και τη χρήση είναι μια ειδική δεξαμενή πολυαιθυλενίου για την καλοκαιρινή ψυχή με όγκο μέχρι 300 λίτρα. Έχει ένα επίπεδο σχήμα, ελαφρύ βάρος, βαμμένο μαύρο, όχι σκουριά. Όλα αυτά παρέχουν λογική απορρόφηση θερμότητας και απλή εγκατάσταση με τα χέρια τους. Για την παροχή νερού, θα πρέπει να επιλεγούν μεταλλαγμένοι ή πολυπροπυλενικοί σωλήνες για κρύο νερό. Ο αισθητήρας στάθμης νερού συνδέεται στο κάλυμμα της δεξαμενής και χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του επιπέδου πλήρωσης. Σχήμα τοποθέτησης και λειτουργίας αυτού του συστήματος εμφανίζεται στο σχήμα.
Για να γεμίσετε τη δεξαμενή θέρμανσης, είναι απαραίτητο να κλείσετε το γερανό 3. Crane 1 και 2 παραμένουν στην ανοικτή θέση. Μετά την πλήρωση της χωρητικότητας, η υδραυλική πίεση επικαλύπτεται από γερανό 1. Στο τέλος της ημέρας, το θερμαινόμενο νερό συγχωνεύεται στον λέβητα ανοίγοντας το γερανό 3. Εάν ο θερμαντήρας δεν είναι απαραίτητος, ο γερανός 3 θα πρέπει να επικαλύπτεται και να χρησιμοποιήσετε ένα λέβητα σε κανονική λειτουργία.
Παθητικό σύστημα θέρμανσης νερού χρησιμοποιώντας ηλιακό συλλέκτη
Σχέδιο της αρχής της λειτουργίας και της συσκευής της ηλιακής μπαταρίας.
Εάν η δεξαμενή θέρμανσης νερού χρησιμοποιείται αποκλειστικά στη ζεστή περίοδο, τότε ο ηλιακός συλλέκτης παθητικού τύπου καθιστά δυνατή την επέκταση της περιόδου χρήσης της ηλιακής ενέργειας από τον Μάρτιο έως τον Οκτώβριο. Το παθητικό τέτοιο σύστημα καλείται επειδή η αντλία δεν χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό του. Η ανάγκη να τραβήξει το νερό από το λέβητα σε αυτή την περίπτωση. Ωστόσο, η ουσιαστική εξοικονόμηση ενέργειας είναι αναμφισβήτητα.
Το κύριο στοιχείο σε ένα τέτοιο σύστημα θέρμανσης νερού είναι ένας ηλιακός συλλέκτης. Προκειμένου να επιτευχθούν οι μέγιστοι δείκτες απόδοσης αυτού του στοιχείου, μαζί με την αξιοπιστία και την απλότητα της συναρμολόγησης, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στον εναλλάκτη θερμότητας. Η πρακτική έχει δείξει ότι οι σωλήνες από λεπτό τοιχοποιία χάλυβα ή χαλκού είναι το καλύτερο υλικό εναλλάκτη θερμότητας. Η χρήση σωλήνων μεταλλικών-πλαστικών σωλήνων είναι επίσης επιτρεπτή, αλλά το μείον τους είναι η πιθανότητα παραμόρφωσης όταν εκτίθεται σε ηλιακή θερμότητα, καθώς και την πιθανότητα διαρροών νερού λόγω μιας ποικιλίας ενώσεων. Εάν υπάρχει ένα παλιό, περιττό ψυγείο στο σπίτι, τότε αντί για σωλήνες που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το σερπεντινό του.
Συναρμολόγηση και εγκατάσταση ηλιακού θερμοσίφωνα με σωλήνα κήπου με τα χέρια σας
Σχέδιο του ηλεκτρικού δικτύου κατά τη χρήση ηλιακών συλλεκτών.
Για να μειώσετε το κόστος της κατασκευής ενός ηλιακού συλλέκτη και να μειώσετε το βάρος του, οι μεταλλικοί σωλήνες μπορούν να αντικατασταθούν με έναν απλό σωλήνα κήπου, στρίψιμο σε μια σπείρα με τα χέρια τους. Το πλεονέκτημά του είναι η απουσία πρόσθετων ενώσεων, εξαλείφοντας τη διαρροή, το χαμηλό κόστος, τη δυνατότητα σύνοψης του νερού από τον συλλέκτη απευθείας στον αγωγό.
Άρθρο σχετικά με το θέμα: Είναι δυνατή η επιπλέον ζωγραφική ταπετσαρία της Fliesline
Για την κατασκευή ενός ηλιακού θερμοσίφωνα με συλλέκτη από τον εύκαμπτο σωλήνα κήπου θα χρειαστούμε:
- γυαλί παραθύρων;
- λάστιχο;
- Πολυπροπυλένιο ή κυτταρικό πολυανθρακικό φύλλο για τη βάση.
Υλικό του σωλήνα - καουτσούκ ή ενισχυμένο PVC. Εσωτερική διάμετρος - όχι μικρότερη από 19 mm για να μειώσει το επίπεδο της υδραυλικής αντίστασης. Το πάχος του τοιχώματος του εύκαμπτου σωλήνα δεν είναι μικρότερο από 2,5 mm. Όταν επιλέγετε ένα χρώμα για να δώσετε προτίμηση σε μαύρους ή σκοτεινούς τόνους για να βελτιώσετε τη θερμότητα. Το γυαλί πρέπει να επιλέγεται με παράθυρο, χωρίς επιλεκτικές επικαλύψεις, καθώς το πολυμερές φιλμ και οργανικό γυαλί καθυστερεί κακή καθυστέρηση ακτινοβολίας μακράς κυμάτων και το λεγόμενο I-γυαλί αντανακλά το βραχίονα. Κατά την επιλογή μεταξύ μεμονωμένων και διπλά τζάμια, ο κανόνας θα πρέπει να καθοδηγείται από τον κανόνα: εάν ο θερμαντήρας θα χρησιμοποιηθεί συχνότερα στη ζεστή εποχή, τότε η προτίμηση είναι καλύτερη να δώσετε μονό τζάμι εάν η κρύα περίοδος είναι διπλή. Το κενό μεταξύ του αφρού και του γυαλιού μπορεί να σφραγιστεί με τα χέρια τους χρησιμοποιώντας σιλικόνη, κολλητική κόλλα ή απλό αφρώδες μαξιλάρι. Η απόσταση μεταξύ του γυαλιού και του εύκαμπτου σωλήνα είναι 1,2-2 mm.
Η αρχή της δράσης ενός τέτοιου θερμαντήρα νερού βρίσκεται σε ένα είδος θερμικής παγίδας: οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν μέσα από το γυαλί, ο εύκαμπτος σωλήνας θερμαίνεται, ο οποίος, με τη σειρά του, δίνει επίσης τη θερμότητα, επίμονη μέσα στο περίβλημα του θέρμανσης νερού κάτω από την κατάσταση του τη στεγανότητα του. Ως βάση για το θερμοσίφωνα, αντί για ένα φύλλο αφρού, ένα ξύλινο πλαίσιο με ένα στερεό πυθμένα και ένα στρώμα μεταξύ του πυθμένα και του συλλέκτη με τη μορφή ενός φύλλου και ενός ελαστικού χαλιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί.
Εγκατάσταση του ηλιακού θερμοσίφωνα από τον εύκαμπτο σωλήνα κήπου απεικονίζεται στο διάγραμμα.
Κατά την εγκατάσταση του θερμοσίφωνα, θα πρέπει να γνωρίζετε με τα χέρια σας ότι ο λέβητας πρέπει να είναι σε επίπεδο τουλάχιστον 60 cm πάνω από την άνω άκρη του ηλιακού συλλέκτη για να δώσει ένα σταθερό αποτέλεσμα θερμοσίφωνας. Το μήκος του σωλήνα τροφοδοσίας μεταξύ του συλλέκτη και του λέβητα πρέπει να είναι τόσο σύντομο για τη μείωση της δύναμης τριβής κατά τη ροή του νερού.
Σχέδιο πηνίου για λέβητα.
Για να μειωθεί η απώλεια θερμότητας, τα συμπεράσματα του εύκαμπτου σωλήνα και του αγωγού πρέπει να είναι θερμικά μονωμένα. Για τη θερμομόνωση σε εσωτερικούς χώρους, καθώς και σε σύντομες δόσεις του αγωγού, η μόνωση αφρού πολυαιθυλενίου για αυτούς τους σκοπούς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τους σκοπούς αυτούς. Για τη θερμική μόνωση των εξωτερικών συμπερασμάτων και των αγωγών άνω των 3 m, είναι καλύτερο να χρησιμοποιηθεί αφρός πολυουρεθάνης φύλλου. Για να συνδέσετε τον εύκαμπτο σωλήνα στον αγωγό, ο σφιγκτήρας χρησιμοποιείται για σωλήνες από καουτσούκ.
Πρώτα πρέπει να γεμίσετε τον εύκαμπτο σωλήνα με νερό και απελευθερώστε αέρα από αυτό: κλείνουμε το γερανό 2 και ανοίγουμε τον γερανό ζεστό νερό 6. Το νερό από την παροχή νερού πίεσης 1 πέφτει στον ηλιακό συλλέκτη 1. Όταν εξαφανίζονται οι φυσαλίδες αέρα, Θα εξαφανιστούμε στο νερό αποστράγγισης, συμπεραίνουμε ότι δεν υπάρχουν εμπλοκές εναέριας κυκλοφορίας στον συλλέκτη. Στη συνέχεια ανοίγουμε το γερανό 2 και το κρύο νερό κάτω από τη δράση του εφέ θερμοσιφόνης εισέρχεται στον θερμαντήρα. Για να σταματήσετε το έργο του συλλέκτη, επικαλύπτοντας ένα γερανό 3. ένα μείον αυτού του ηλιακού θερμοσίφωνα είναι η ανάγκη να ενεργοποιηθεί περιοδικά και να απενεργοποιήσετε την παροχή νερού στον συλλέκτη του γερανού 3, καθώς και τη χρήση ενός λέβητα για να θεραπεύσει το νερό στο νερό το τέλος της ημέρας σε συννεφιασμένο καιρό και κατά τη διάρκεια της ψυχρής περιόδου. Διαφορετικά, παύει να κυκλοφορεί.
Άρθρο σχετικά με το θέμα: Πώς να αφαιρέσετε γρήγορα ταπετσαρία βινυλίου από τους τοίχους
Υπολογισμός της απόδοσης του παθητικού θερμοσίφωνα
Για να υπολογίσετε την απόδοση του παθητικού θερμοσίφωνα, θα χρειαστούν οι ακόλουθοι δείκτες:- Διάμετρος σωλήνα.
- θερμοκρασία του αέρα;
- Τον μέσο αριθμό ηλιόλουστων ωρών για την περίοδο.
Είναι γνωστό ότι 1 Μ του εύκαμπτου σωλήνα, η εξωτερική διάμετρος του οποίου είναι 25 mm, σε θερμοκρασία αέρα +25 ° º κόσκινο σε μια ηλιόλουστη ημέρα θερμαίνει 3,5 λίτρα νερού σε θερμοκρασία +45 ° º και με αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα σε θερμοκρασία +32 ºС υπό τις ίδιες συνθήκες - +50 ºс. Ο μέσος ετήσιος δείκτης του αριθμού ηλιοφάνειας για τη Μόσχα και η περιοχή της Μόσχας είναι 5,5 ώρες, λαμβάνοντας υπόψη τις συννεφιασμένες μέρες. Έτσι, με μήκος του σωλήνα 10 m στον συλλέκτη, η απόδοση θα είναι: 3,5 * 10 * 5.5 = 192,5 L θερμαινόμενου νερού. Το κατώτερο όριο της θερμοκρασίας του αέρα στην οποία είναι χρήσιμη η εργασία του συλλέκτη, είναι +5 ºс. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται, το νερό από τον συλλέκτη πρέπει να συγχωνευθεί.
Η αποτελεσματικότητα της χρήσης ενός ηλιακού θερμοσίφωνα
Υπάρχει μια άποψη ότι η Ρωσία δεν είναι κατάλληλη για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας για να θεραπεύσει το νερό λόγω επαρκώς ψυχρού κλίματος. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει. Προκειμένου να προσδιοριστεί αν οι ηλιακοί θερμαντήρες είναι αποτελεσματικοί στα γεωγραφικά πλάτη μας, θα λειτουργούμε με μια τέτοια έννοια ως μέριμνα (η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που πέφτει στην επιφάνεια του εδάφους). Στην επικράτεια της Ρωσίας, το ετήσιο ποσοστό της Issolation κυμαίνεται από 800 έως 1900 kW / m2. Στην περιοχή της Μόσχας, αυτός ο δείκτης είναι 1100 kWh / m2. Για παράδειγμα, στη Γερμανία, με παρόμοιο δείκτη για την είσοδο, τα συστήματα αυτά καλύπτουν τη συνολική έκταση άνω των 6 εκατομμυρίων m2.
Οι ηλιακοί θερμαντήρες ισχύουν πλήρως στα μέσα γεωγραφικά γεωγραφικά πλάτη της χώρας μας. Είναι σε θέση να εξοικονομήσουν έως και το 60% της ηλεκτρικής ενέργειας. Σύμφωνα με μελέτες που διεξάγονται από το γερμανικό Ινστιτούτο Φυσικής Κατασκευών, η μέση οικογένεια των 4 ατόμων καταναλώνει κατά μέσο όρο 4400 kWh σε ένα χρόνο. Τέτοιες ποσότητες ενέργειας μπορούν να παράγουν ηλιακές μονάδες με έκταση μόνο 34 m2. Και ακόμη και αν ο ηλιακός θερμοσίφωνας από τα χέρια του θα δώσει τη θέση του σε ένα ανάλογο της βιομηχανικής παραγωγής, η εξοικονόμηση ενέργειας παραμένει απτά.