Pemanas air tenaga surya adalah jenis kolektor yang menumpuk radiasi matahari, mengubahnya menjadi panas, dan menghasilkan air panas untuk kebutuhan konsumen. Gagasan menggunakan energi surya untuk pemanasan air telah lama muncul. Jadi, prototipe pemanas air tenaga surya modern diciptakan di abad XVIII di Swiss. Sampai saat ini, metode pemanasan air ini cukup populer. Pemimpin dunia tentang penggunaan dan produksi pemanas surya secara tradisional Cina. Di negara ini, 60 juta rumah tangga menggunakan energi matahari untuk pemanasan air. Dan di Israel, 85% apartemen memiliki pemanas matahari. Selain itu, penggunaannya diatur oleh hukum, yang telah berlaku sejak 1976, dan mewajibkan untuk membangun perumahan menggunakan sistem tersebut.
Skema sistem fotolistrik surya.
Pemanas air memiliki beberapa keunggulan. Pertama, mereka memungkinkan jika tidak dihilangkan sama sekali, maka secara signifikan mengurangi konsumsi operator energi tradisional, seperti gas dan listrik. Kedua, mereka mengurangi emisi karbon dioksida dalam jumlah, secara langsung proporsional dengan energi yang menyenangkan, sehingga mengurangi efek rumah kaca.
Buck untuk pemanasan air dengan tangan mereka sendiri
Skema modul surya.
Pemanas surya yang paling umum adalah shower musim panas. Anda dapat membuat sistem air panas seperti itu dengan tangan Anda sendiri. Ini benar-benar mudah. Dasar itu adalah tangki untuk air, yang dipanaskan oleh radiasi matahari. Terlepas dari primitifnya, struktur seperti itu cukup mampu memuaskan kebutuhan akan air panas di musim hangat.
Kerugian terbesar dari metode pemanasan ini adalah bahwa, terlepas dari suhu air yang cukup tinggi di tangki pada siang hari (kadang-kadang hingga 45 ° C), jatuh semalam. Untuk mengurangi hilangnya panas di malam hari, perlu mengisolasi tangki semalam, atau menggabungkan sisa-sisa air panas menjadi tangki yang dihangatkan. Tangki semacam itu dapat berfungsi sebagai boiler gas atau listrik, banyak digunakan di rumah tangga. Pilihan boiler sebagai drive dibenarkan juga karena pada hari berawan, air di tangki tidak akan hangat 30ºС, dan dalam hal apa pun itu harus hangat.
Pemanas seperti itu dibuat oleh tangannya sendiri akan berfungsi sebagai cara yang andal dan ekonomis untuk sembuh di musim panas dan dengan cepat akan membayar dirinya sendiri.
Memilih jenis pemanas matahari ini, perlu untuk memperhitungkan beberapa kekurangan:
- Kebutuhan untuk mengisi setiap hari dan menggabungkan tangki;
- Pada hari berawan, air di tangki tidak dipanaskan di atas 30ºС.
Artikel tentang Topik: Sensor Panas: Cara Menghubungkan Termostat
Pemasangan tangki air
Skema heliosystem pemanas air.
Untuk pembangunan tangki air tenaga surya, kami akan membutuhkannya:
- tangki pemanas;
- ketel;
- Pipa air dengan tiga crane;
- Sensor permukaan air.
Anda dapat menggunakan tangki air apa pun sebagai tangki pemanas: barel baja, kubus atau bahkan pipa berdiameter besar. Namun, yang paling nyaman untuk instalasi dan penggunaan adalah tangki polietilen khusus untuk jiwa musim panas dengan volume hingga 300 liter. Ini memiliki bentuk datar, ringan, dicat hitam, bukan karat. Semua ini memberikan penyerapan panas rasional dan instalasi sederhana dengan tangan mereka sendiri. Untuk pasokan air, pipa logam atau polypropylene untuk air dingin harus dipilih. Sensor air level terpasang pada penutup tangki dan digunakan untuk mengontrol level pengisiannya. Skema pemasangan dan operasi dari sistem ini ditunjukkan pada gambar.
Untuk mengisi tangki pemanas, perlu untuk menutup crane 3. Crane 1 dan 2 tetap di posisi terbuka. Setelah mengisi kapasitas, pipa tekanan tumpang tindih oleh derek 1. Pada akhirnya, air panas digabungkan ke boiler dengan membuka crane 3. Jika pemanas tidak perlu, crane 3 harus tumpang tindih dan gunakan boiler dalam mode normal.
Sistem pemanas air pasif menggunakan kolektor surya
Skema prinsip operasi dan perangkat baterai surya.
Jika tangki pemanas air digunakan secara eksklusif di musim hangat, maka kolektor surya jenis pasif memungkinkan untuk memperpanjang periode penggunaan energi matahari dari bulan Maret hingga Oktober. Sistem pasif disebut karena pompa tidak digunakan dalam desainnya. Kebutuhan untuk menggambar air oleh boiler dalam hal ini juga. Namun, penghematan energi yang substansial tidak dapat disangkal.
Elemen utama dalam sistem pemanas air seperti itu adalah seorang kolektor surya. Untuk mencapai indikator kinerja maksimum dari elemen ini, bersama dengan keandalan dan kesederhanaan perakitan, perhatian khusus harus diberikan pada penukar panas. Praktek telah menunjukkan bahwa pipa baja atau tembaga berdinding tipis adalah bahan penukar panas terbaik. Penggunaan pipa logam-plastik juga diizinkan, tetapi minusnya adalah probabilitas deformasi ketika terpapar panas matahari, serta kemungkinan kebocoran air karena berbagai senyawa. Jika ada kulkas tua dan tidak perlu di rumah, maka alih-alih pipa Anda dapat menggunakan ularnya.
Perakitan dan pemasangan pemanas air tenaga surya menggunakan selang taman dengan tangan Anda sendiri
Skema grid daya saat menggunakan panel surya.
Untuk mengurangi biaya pembangunan kolektor surya dan mengurangi bobotnya, pipa logam dapat diganti dengan selang taman sederhana, memutarnya dalam spiral dengan tangan mereka sendiri. Keuntungannya adalah tidak adanya senyawa tambahan, menghilangkan kebocoran, biaya rendah, kemungkinan merangkum air dari kolektor langsung ke pipa.
Artikel tentang topik: Apakah mungkin untuk melukis wallpaper fliesline
Untuk konstruksi pemanas air tenaga surya dengan kolektor dari selang kebun yang akan kami butuhkan:
- kaca jendela;
- selang taman;
- Lembar polypropylene atau polikarbonat seluler untuk pangkalan.
Bahan selang - karet atau PVC diperkuat. Diameter dalam - tidak kurang dari 19 mm untuk mengurangi tingkat resistensi hidrolik. Ketebalan dinding selang tidak kurang dari 2,5 mm. Ketika memilih warna untuk memberikan preferensi pada nada hitam atau gelap untuk meningkatkan panas. Kaca harus dipilih dengan jendela, tanpa pelapis selektif, karena film polimer dan kaca organik tidak menunda radiasi gelombang panjang, dan yang disebut I-Glass mencerminkan gelombang pendek. Ketika memilih antara kaca tunggal dan ganda, aturan harus dipandu oleh aturan: Jika pemanas akan digunakan lebih sering di musim hangat, maka preferensi lebih baik untuk memberikan kaca tunggal jika musim dingin berlipat ganda. Kesenjangan antara busa dan kaca dapat disegel dengan tangan mereka sendiri menggunakan silikon, lem berbasis air atau bantalan busa sederhana. Jarak antara kaca dan selang adalah 1,2-2 mm.
Prinsip tindakan pemanas air seperti itu terletak pada jenis perangkap termal: sinar matahari jatuh melalui kaca, selang dipanaskan, yang pada gilirannya, juga memberi panas, persisten di dalam perumahan pemanas air di bawah kondisi pemanas air di bawah kondisi. sesaknya. Sebagai dasar untuk pemanas air, alih-alih lembar busa, kerangka kayu dengan dasar yang solid dan lapisan antara bagian bawah dan kolektor dalam bentuk foil dan karpet karet dapat digunakan.
Pemasangan pemanas air tenaga surya dari selang taman digambarkan dalam diagram.
Saat memasang pemanas air, Anda harus tahu dengan tangan Anda sendiri bahwa boiler harus berada pada level minimal 60 cm di atas tepi atas kolektor surya untuk memberikan efek termofon yang stabil. Panjang pipa pasokan antara kolektor dan boiler harus sesingkatnya mengurangi gaya gesekan saat mengalir air.
Skema koil untuk boiler.
Untuk mengurangi kehilangan panas, kesimpulan selang dan pipa harus diisolasi secara termal. Untuk isolasi termal di dalam ruangan, serta dalam bagian singkat dari pipa, isolasi busa polietilen untuk tujuan-tujuan ini dapat digunakan untuk keperluan ini. Untuk isolasi termal dari kesimpulan dan jaringan pipa eksternal lebih dari 3 m, lebih baik menggunakan busa poliuretan foil. Untuk menghubungkan selang ke pipa, penjepit digunakan untuk pipa karet.
Pertama, Anda perlu mengisi selang dengan air dan melepaskan udara dari itu: Kami menutup crane 2 dan membuka derek air panas 6. Air dari pasokan air tekanan 1 jatuh ke dalam kolektor surya 1. Ketika gelembung udara menghilang, Kami akan menghilang dalam air pembuangan, kami menyimpulkan bahwa tidak ada kemacetan lalu lintas udara di kolektor. Kemudian kita membuka crane 2, dan air dingin di bawah aksi efek termosifon memasuki pemanas. Untuk menghentikan pekerjaan kolektor, tumpang tindih crane 3. minus pemanas air surya ini adalah kebutuhan untuk menghidupkan dan mematikan pasokan air secara berkala ke kolektor derek 3, serta penggunaan boiler untuk menyembuhkan air akhir hari dalam cuaca berawan dan selama musim dingin. Kalau tidak, itu berhenti beredar.
Artikel tentang Topik: Cara Cepat Menghapus Wallpaper Vinyl Dari Dinding
Perhitungan kinerja pemanas air pasif
Untuk menghitung kinerja pemanas air pasif, indikator berikut akan diperlukan:- diameter selang;
- temperatur udara;
- Jumlah rata-rata jam yang cerah untuk periode tersebut.
Diketahui bahwa 1 m dari selang, diameter luar yaitu 25 mm, pada suhu udara +25 ºС pada hari yang cerah memanaskan 3,5 liter air ke suhu +45 ºС, dan dengan peningkatan suhu udara ke +32 ºс Di bawah kondisi yang sama - +50 ºс. Indikator tahunan rata-rata jumlah sinar matahari untuk Moskow dan wilayah Moskow adalah 5,5 jam, dengan mempertimbangkan hari berawan. Dengan demikian, dengan panjang selang 10 m di kolektor, kinerja akan: 3,5 * 10 * 5.5 = 192,5 l air panas. Batas bawah suhu udara di mana pekerjaan kolektor bermanfaat, adalah +5 ºс. Ketika suhu menurun, air dari kolektor harus digabung.
Efisiensi menggunakan pemanas air tenaga surya
Ada pendapat bahwa Rusia tidak cocok untuk penggunaan energi surya untuk menyembuhkan air karena iklim yang cukup dingin. Namun, ini bukan masalahnya. Untuk menentukan apakah pemanas matahari efektif dalam lintang kami, kami akan beroperasi dengan konsep seperti itu sebagai insolasi (jumlah energi matahari yang jatuh pada permukaan tanah). Di wilayah Rusia, tingkat insolasi tahunan berkisar antara 800 hingga 1900 KW / M2. Di wilayah Moskow, indikator ini adalah 1100 kwh / m2. Misalnya, di Jerman, dengan indikator insolasi serupa, sistem tersebut mencakup total luas lebih dari 6 juta m2.
Pemanas surya sepenuhnya berlaku di garis lintang rata-rata negara kita. Mereka dapat menghemat hingga 60% dari listrik. Menurut penelitian yang dilakukan oleh Institut Fisika Konstruksi Jerman, keluarga rata-rata 4 orang mengkonsumsi rata-rata 4400 kWh dalam setahun. Jumlah energi seperti itu dapat menghasilkan modul surya dengan luas hanya 34 m2. Dan bahkan jika pemanas air tenaga surya yang dibuat oleh tangannya sendiri akan memberi jalan pada analog produksi industri, penghematan energi masih tetap nyata.