Saules ūdens sildītājs ir sava veida kolektora veids, kas uzkrājas saules starojumu, pārveidojot to siltumu un ražo karstu ūdeni patērētāju vajadzībām. Ideja par saules enerģijas izmantošanu ūdens sildīšanai jau sen radās. Tātad, mūsdienu saules ūdens sildītāja prototips tika izveidots XVIII gadsimtā Šveicē. Līdz šim šī ūdens sildīšanas metode ir diezgan populāra. Pasaules līderis par saules sildītāju izmantošanu un ražošanu tradicionāli ir Ķīna. Šajā valstī 60 miljoni mājsaimniecību ūdens sildīšanai izmanto saules enerģiju. Un Izraēlā 85% dzīvokļu ir saules sildītāji. Turklāt to izmantošanu regulē likums, kas ir bijis spēkā kopš 1976. gada, un uzliek mājokli, izmantojot šādas sistēmas.
Saules fotoelektriskās sistēmas shēma.
Ūdens sildītājiem ir vairākas priekšrocības. Pirmkārt, tie ļauj, ja tas netiek likvidēts vispār, tad ievērojami samazina patēriņu tradicionālo enerģijas pārvadātājiem, piemēram, gāzes un elektroenerģijas patēriņu. Otrkārt, tie samazina oglekļa dioksīda emisijas summu, kas ir tieši proporcionāla ar nemaldāmu enerģiju, tādējādi samazinot siltumnīcas efektu.
Buck ūdens sildīšanai ar savām rokām
Saules moduļu shēma.
Visbiežāk saules sildītājs ir vasaras duša. Jūs varat izveidot šādu karstā ūdens sistēmu ar savām rokām. Tas ir pilnīgi viegli. Pamatojoties uz to, ir ūdens tvertne, ko silda saules starojums. Neskatoties uz tās primitivitāti, šāda struktūra ir diezgan spējīga apmierināt karstā ūdens nepieciešamību siltajā sezonā.
Lielākais šīs apkures metodes trūkums ir tas, ka, neskatoties uz pietiekami augstu ūdens temperatūru tvertnē (dažreiz līdz 45 ° C), tas samazinās nakti. Lai samazinātu siltuma zudumu naktī, ir nepieciešams vai nu izolēt tvertni nakti, vai apvienot karstā ūdens paliekas sasildās tvertnē. Šāda tvertne var kalpot kā gāzes vai elektriskie katli, ko plaši izmanto mājsaimniecībās. Katla kā diska izvēle ir pamatota arī tāpēc, ka duļķainā dienā ūdens tvertnē netiks iesildīts 30ºС, un jebkurā gadījumā tas ir silts.
Šāds sildītājs, ko viņa pašas rokas kalpos kā uzticams un ekonomisks veids, kā dziedēt vasarā un ātri maksāt par sevi.
Izvēloties šāda veida saules sildītāju, ir jāņem vērā vairāki trūkumi:
- nepieciešamība aizpildīt katru dienu un apvienot tvertni;
- Mākoņainā dienā ūdens tvertnē nav apsildīts virs 30ºС.
Raksts par tēmu: Siltuma sensors: kā savienot termostatu
Ūdens tvertnes uzstādīšana
Ūdens sildīšanas heliosistēmas shēma.
Lai izveidotu saules ūdens tvertni, mums tas būs nepieciešams:
- Apkures tvertne;
- katls;
- Ūdens caurule ar trim celtņiem;
- Ūdens līmeņa sensors.
Jūs varat izmantot jebkuru ūdens tvertni kā apkures tvertni: tērauda mucu, kubu vai pat lielu diametru cauruli. Tomēr ērtākais uzstādīšanai un lietošanai ir īpaša polietilēna tvertne vasaras dvēselei ar tilpumu līdz 300 litriem. Tam ir plakana forma, viegls svars, krāsots melns, nevis rūsa. Tas viss nodrošina racionālu siltuma absorbciju un vienkāršu uzstādīšanu ar savām rokām. Jāizvēlas ūdens apgādes, metālapstrādes vai polipropilēna caurules aukstā ūdenī. Ūdens līmeņa sensors ir piestiprināts pie tvertnes vāka un tiek izmantots, lai kontrolētu pildījuma līmeni. Šīs sistēmas montāžas un ekspluatācijas shēma ir parādīta attēlā.
Lai aizpildītu apkures tvertni, ir nepieciešams slēgt celtni 3. Celtnis 1 un 2 paliek atvērtā stāvoklī. Pēc aizpildot jaudu, spiediena santehnika tiek pārklāta ar celtni 1. Beigās, apsildāms ūdens tiek apvienots katlā, atverot celtni 3. Ja sildītājs nav nepieciešams, celtnis 3 būtu jāpārklāj un izmantojiet katlu normālā režīmā.
Pasīvā ūdens apkures sistēma, izmantojot saules kolektoru
Saules akumulatora darbības un ierīces principa shēma.
Ja ūdens sildīšanas tvertne tiek izmantota tikai siltajā sezonā, tad pasīvā tipa saules kolektors ļauj pagarināt saules enerģijas izmantošanas laiku no marta līdz oktobrim. Pasīvā šāda sistēma tiek saukta, jo sūknis netiek izmantots tās dizainā. Šajā gadījumā arī nepieciešamība izdarīt ūdeni ar katlu. Tomēr būtiski enerģijas ietaupījumi ir neapstrīdami.
Galvenais elements šādā ūdens apkures sistēmā ir saules kolektors. Lai sasniegtu šī elementa maksimālos darbības rādītājus, kā arī ar asamblejas uzticamību un vienkāršību īpaša uzmanība jāpievērš siltummainim. Prakse ir parādījusi, ka tērauda vai vara plānās sienas caurules ir labākais siltummaiņa materiāls. Metāla plastmasas cauruļu izmantošana ir pieļaujama arī, bet to mīnus ir deformācijas varbūtība, ja tas ir pakļauts saules siltumam, kā arī ūdens noplūdes iespējamība dažādu savienojumu dēļ. Ja mājā ir vecs, nevajadzīgs ledusskapis, tad cauruļu vietā varat izmantot savu serpentīnu.
Saules ūdens sildītāja montāža un uzstādīšana, izmantojot dārza šļūteni ar savām rokām
Strāvas režģa shēma, izmantojot saules paneļus.
Lai samazinātu saules kolektora būvniecības izmaksas un samazinātu tās svaru, metāla caurules var aizstāt ar vienkāršu dārza šļūteni, pagriežot to spirālē ar savām rokām. Viņa priekšrocība ir papildu savienojumu trūkums, novēršot noplūdes, zemas izmaksas, iespēju summēt ūdeni no savācēja tieši cauruļvadā.
Pants par tēmu: Vai ir iespējams papildus krāsot FLiesline tapetes
Lai izveidotu saules ūdens sildītāju ar kolektoru no dārza šļūtenes mums būs nepieciešams:
- Logu stikls;
- dārza šļūtene;
- Polipropilēna vai šūnu polikarbonāta loksne bāzei.
Materiāls no šļūtenes - gumijas vai pastiprināta PVC. Iekšējais diametrs - ne mazāk kā 19 mm, lai samazinātu hidrauliskās pretestības līmeni. Šļūteņu sienas biezums nav mazāks par 2,5 mm. Izvēloties krāsu, lai dotu priekšroku melniem vai tumšiem toņiem, lai uzlabotu siltumu. Stikls ir jāizvēlas ar logu, bez selektīviem pārklājumiem, jo polimēra plēves un organiskais stikls slikti aizkavē ilgu viļņu starojumu, un tā sauktais I-stikls atspoguļo īsviļņu. Izvēloties starp vienu un dubultu stiklojumu, noteikums būtu jāvadās pēc noteikuma: ja sildītājs tiks izmantots biežāk siltajā sezonā, tad izvēle ir labāka, lai sniegtu vienu stiklojumu, ja aukstā sezona ir dubultā. Plaisa starp putām un stiklu var noslēgt ar savām rokām, izmantojot silikonu, ūdens bāzes līmi vai vienkāršu putu spilventiņu. Attālums starp stiklu un šļūteni ir 1,2- 2 mm.
Šāda ūdens sildītāja darbības princips ir sava veida termiskā slazdā: saules stari nokrīt caur stiklu, šļūtene ir apsildīta, kas savukārt dod arī siltumu, noturīgs ūdens sildītāja mājokļa apstākļos tās saspringums. Kā pamatu ūdens sildītājam, nevis putu loksnes, koka sistēma ar cietu dibenu un slāni starp apakšējo un kolektoru formā folijas un gumijas paklāju var izmantot.
Saules ūdens sildītāja uzstādīšana no dārza šļūtenes ir attēlota diagrammā.
Uzstādot ūdens sildītāju, jums ir jāzina ar savām rokām, ka katlam jābūt vismaz 60 cm virs augšējās malas saules kolektora, lai nodrošinātu stabilu termofonu efektu. Piegādes caurules garums starp kolektoru un katlu jābūt tik īsu, lai samazinātu berzes spēku, kad plūstošs ūdens.
Apkures spoles shēma.
Lai samazinātu siltuma zudumu, šļūtenes secinājumi un cauruļvadi ir termiski izolēti. Siltumizolācijai telpās, kā arī īsās daļās cauruļvada, polietilēna putu izolāciju šiem mērķiem var izmantot šiem mērķiem. Siltumizolācijai ārējiem secinājumiem un cauruļvadiem vairāk nekā 3 m, labāk ir izmantot folijas poliuretāna putas. Lai pievienotu šļūteni cauruļvadā, skava tiek izmantota gumijas caurulēm.
Vispirms jums ir nepieciešams piepildīt šļūteni ar ūdeni un atbrīvot gaisu no tā: mēs aizveram celtni 2 un atveriet karstā ūdens celtni 6. Ūdens no spiediena ūdensapgādes 1 nokrīt saules kolektorā 1. Kad gaisa burbuļi izzūd, Mēs pazudīsim kanalizācijas ūdenī, mēs secinām, ka nav gaisa satiksmes sastrēgumi kolektorā. Tad mēs atvērsim celtni 2, un aukstā ūdens ar termoifona iedarbības iedarbības iedarbību ieiet sildītāju. Lai apturētu kolekcijas darbu, pārklāj celtni 3. Šī saules ūdens sildītāja mīnus ir nepieciešams, lai periodiski ieslēgtu un izslēgtu ūdens apgādi celtņa kolektoram 3, kā arī katla izmantošanu dziedēt ūdeni dienas beigās mākoņainā laikā un aukstās sezonas laikā. Pretējā gadījumā tā pārtrauc cirkulēt.
Raksts par tēmu: kā ātri noņemt vinila tapetes no sienām
Pasīvās ūdens sildītāja darbības aprēķināšana
Lai aprēķinātu pasīvā ūdens sildītāja darbību, būs nepieciešami šādi rādītāji:- šļūtenes diametrs;
- gaisa temperatūra;
- Vidējais saulaino stundu skaits periodā.
Ir zināms, ka 1 m no šļūtenes, kura ārējais diametrs ir 25 mm, pie gaisa temperatūras +25 ºС saulainā dienā silda 3,5 litrus ūdens līdz temperatūrai +45 ° tas, un ar gaisa temperatūras pieaugumu +32 ° tas ar tādiem pašiem nosacījumiem - +50 ° tas. Maskavas un Maskavas reģiona saules un Maskavas reģiona vidējais gada rādītājs ir 5,5 stundas, ņemot vērā mākoņainās dienas. Tādējādi ar garumu no šļūtenes 10 m savācējs, veiktspēja būs: 3,5 * 10 * 5.5 = 192,5 l apsildāmā ūdens. Gaisa temperatūras apakšējā robeža, kurā ir noderīgs kolekcionāra darbs, ir +5 ºС. Kad temperatūra samazinās, ir jāapvieno ūdens no kolektora.
Saules ūdens sildītāja efektivitāte
Ir viedoklis, ka Krievija nav piemērota saules enerģijas izmantošanai, lai dziedinātu ūdeni pietiekami aukstā klimata dēļ. Tomēr tas tā nav. Lai noteiktu, vai saules sildītāji ir efektīvi mūsu platuma grādos, mēs darbosimies ar šādu koncepciju kā insolācijas (saules enerģijas daudzums, kas krīt uz zemes virsmas). Krievijas teritorijā ikgadējais insolācijas līmenis svārstās no 800 līdz 1900 kW / m2. Maskavas reģionā šis rādītājs ir 1100 kWh / m2. Piemēram, Vācijā, ar līdzīgu insolācijas rādītāju, šādas sistēmas aptver kopējo platību vairāk nekā 6 miljoni m2.
Saules sildītāji ir pilnībā piemērojami mūsu valsts vidējās platuma grādos. Viņi spēj ietaupīt līdz pat 60% no elektroenerģijas. Saskaņā ar Vācijas būvniecības fizikas institūta veiktajiem pētījumiem 4 gadu vidējā ģimene gadā patērē vidēji 4400 kWh. Šādas enerģijas daudzums var radīt saules enerģijas moduļus ar platību tikai 34 m2. Un pat tad, ja saules ūdens sildītājs, ko veic savas rokas, dos ceļu uz analogu rūpnieciskās ražošanas, enerģijas ietaupījums joprojām ir taustāms.