O aquecedor de água solar é um tipo de coletor que acumula a radiação solar, convertendo-a para aquecer e produz água quente para as necessidades do consumidor. A ideia de usar energia solar para aquecimento de água há muito tempo. Assim, o protótipo de um moderno aquecedor solar de água foi criado no século XVIII na Suíça. Até o momento, este método de aquecimento de água é bastante popular. O líder mundial no uso e produção de aquecedores solares é tradicionalmente a China. Neste país, 60 milhões de residências usam energia solar para aquecimento de água. E em Israel, 85% dos apartamentos têm aquecedores solares. Além disso, o seu uso é regulado por lei, que tem sido válido desde 1976, e obriga a construir habitação usando esses sistemas.
Esquema do sistema fotoelétrico solar.
Aquecedores de água têm várias vantagens. Primeiro, permitem que, se não forem eliminados, reduzem significativamente o consumo de transportadoras de energia tradicionais, como gás e eletricidade. Em segundo lugar, eles reduzem as emissões de dióxido de carbono na quantidade, diretamente proporcional à energia sabelável, reduzindo assim o efeito estufa.
Buck para aquecimento de água com suas próprias mãos
Esquema de módulos solares.
O aquecedor solar mais comum é um banho de verão. Você pode construir um sistema de água quente com suas próprias mãos. É completamente fácil. A base é um tanque para a água, que é aquecida pela radiação solar. Apesar de sua primitiva, tal estrutura é bastante capaz de satisfazer a necessidade de água quente na estação quente.
A maior desvantagem desse método de aquecimento é que, apesar da temperatura suficientemente alta da água no tanque durante o dia (às vezes até 45 ° C), cai durante a noite. A fim de reduzir a perda de calor à noite, é necessário isolar o tanque durante a noite, ou mesclar os remanescentes de água quente em um tanque aquecido. Tal tanque pode servir como gás ou caldeiras elétricas, amplamente utilizadas em domicílios. A escolha da caldeira como uma unidade é justificada também porque em um dia nublado a água no tanque não vai aquecer 30ºс e, de qualquer forma, tem que aquecer.
Tal aquecedor feito por suas próprias mãos servirá como uma maneira confiável e econômica de curar no verão e pagará rapidamente por si mesmo.
Escolhendo este tipo de aquecedor solar, é necessário levar em conta os vários desvantagens:
- a necessidade de preencher diariamente e fundir o tanque;
- Em um dia nublado, a água no tanque não é aquecida acima de 30ºС.
Artigo sobre o tema: Sensor de calor: Como conectar o termostato
Instalação do tanque de água
Esquema de heliosistema de aquecimento de água.
Para a construção de um tanque de água solar, vamos precisar:
- tanque de aquecimento;
- caldeira;
- Tubo de água com três guindastes;
- Sensor de nível de água.
Você pode usar qualquer tanque de água como um tanque de aquecimento: barril de aço, cubo ou até mesmo um tubo de grande diâmetro. No entanto, o mais conveniente para a instalação e uso é um tanque de polietileno especial para a alma de verão com um volume de até 300 litros. Tem uma forma plana, peso leve, preto pintado, não ferrugem. Tudo isso fornece absorção de calor racional e instalação simples com suas próprias mãos. Para abastecimento de água, tubos metálicos ou polipropileno para água fria devem ser selecionados. O sensor de nível de água é anexado na tampa do tanque e é usado para controlar seu nível de enchimento. O esquema de montagem e operação deste sistema é mostrado na figura.
Para preencher o tanque de aquecimento, é necessário fechar o guindaste 3. Crane 1 e 2 permanecer na posição aberta. Depois de preencher a capacidade, o encanamento de pressão é sobreposto por um guindaste 1. No final do dia, a água aquecida é mesclada na caldeira abrindo o guindaste 3. Se o aquecedor não for necessário, o guindaste 3 deve ser sobreposto e use uma caldeira no modo normal.
Sistema de aquecimento de água passiva usando coletor solar
Esquema do princípio da operação e do dispositivo da bateria solar.
Se o tanque de aquecimento de água for usado exclusivamente na estação quente, o coletor solar de tipo passivo torna possível estender o período de uso de energia solar de março a outubro. Passivo tal sistema é chamado porque a bomba não é usada em seu design. A necessidade de desenhar a água pela caldeira neste caso também. No entanto, poupanças de energia substanciais são indiscutíveis.
O elemento principal em tal sistema de aquecimento de água é um coletor solar. Para atingir os indicadores máximos de desempenho deste elemento, juntamente com confiabilidade e simplicidade da assembléia, deve ser dada especial atenção ao permutador de calor. A prática demonstrou que tubos de aço ou de parede fina são o melhor material de permutador de calor. O uso de tubos de metal-plástico também é permitido, mas seus menos é a probabilidade de deformação quando exposta ao calor solar, bem como a probabilidade de vazamentos de água devido a uma variedade de compostos. Se houver uma geladeira antiga e desnecessária na casa, em vez de tubos, você pode usar sua serpentina.
Montagem e instalação de um aquecedor de água solar usando uma mangueira de jardim com suas próprias mãos
Esquema da grade de energia ao usar painéis solares.
Para reduzir o custo da construção de um coletor solar e reduzir seu peso, os tubos de metal podem ser substituídos por uma mangueira de jardim simples, torcendo-a em uma espiral com as próprias mãos. Sua vantagem é a ausência de compostos adicionais, eliminando o vazamento, baixo custo, a possibilidade de resumir a água do coletor diretamente para o gasoduto.
Artigo sobre o tema: é possível adicionalmente pintar papel de parede de Fliesline
Para a construção de um aquecedor solar de água com um colecionador da mangueira de jardim, precisaremos de:
- vidro da janela;
- Mangueira de jardim;
- Folha de policarbonato de polipropileno ou celular para a base.
Material da mangueira - borracha ou PVC reforçado. Diâmetro interno - não menos de 19 mm para reduzir o nível de resistência hidráulica. A espessura da parede da mangueira não é inferior a 2,5 mm. Ao escolher uma cor para dar preferência a tons negros ou escuros para melhorar o calor. O vidro deve ser escolhido pela janela, sem revestimentos seletivos, já que o filme de polímero e o vidro orgânico mal atrasam a radiação de ondas longas, e o chamado I-Glass refletewave curta. Ao escolher entre vidros únicos e duplos, a regra deve ser guiada pela regra: se o aquecedor será usado com mais frequência na época quente, então a preferência é melhor para dar um único vidros se a estação fria é dupla. A lacuna entre a espuma e o vidro pode ser selada com suas próprias mãos usando silicone, cola à base de água ou plataforma de espuma simples. A distância entre o vidro e a mangueira é de 1,2-2 mm.
O princípio da ação de tal aquecedor de água encontra-se em uma espécie de armadilha térmica: os raios do sol caem através do vidro, a mangueira é aquecida, que, por sua vez, também dá o calor, persistente dentro da caixa do aquecedor de água sob a condição de seu aperto. Como a base para o aquecedor de água, em vez de uma folha de espuma, uma estrutura de madeira com uma parte inferior sólida e uma camada entre a parte inferior e o coletor na forma de uma folha e um tapete de borracha podem ser usados.
A instalação do aquecedor solar de água da mangueira de jardim é descrita no diagrama.
Ao instalar o aquecedor de água, você deve saber com suas próprias mãos que a caldeira deve estar a um nível de pelo menos 60 cm acima da borda superior do coletor solar para fornecer um efeito termofone estável. O comprimento do tubo de fornecimento entre o coletor e a caldeira devem ser tão curtos para reduzir a força de fricção ao fluir a água.
Esquema de bobina para caldeira.
Para reduzir a perda de calor, as conclusões da mangueira e do gasoduto devem ser isoladas termicamente. Para isolamento térmico dentro, bem como em porções curtas do gasoduto, o isolamento da espuma de polietileno para esses fins pode ser usado para esses fins. Para isolamento térmico de conclusões externas e oleodutos de mais de 3 m, é melhor usar espuma de poliuretano de folha. Para conectar a mangueira ao pipeline, o grampo é usado para tubos de borracha.
Primeiro você precisa encher a mangueira com água e liberar o ar: fechamos o guindaste 2 e abrimos o guindaste de água quente 6. A água do abastecimento de água de pressão 1 cai no coletor solar 1. Quando as bolhas de ar desaparecem, Vamos desaparecer na água de drenagem, concluímos que não há engarrafamentos de ar no coletor. Então abrimos o guindaste 2, e a água fria sob a ação do efeito Thermosifone entra no aquecedor. Para parar o trabalho do coletor, sobrepondo um guindaste 3. Um menos desse aquecedor de água solar é a necessidade de ligar e desligar periodicamente o abastecimento de água para o coletor do guindaste 3, bem como o uso de uma caldeira para curar a água o fim do dia em clima nublado e durante a estação fria. Caso contrário, deixa de circular.
Artigo sobre o tópico: Como remover rapidamente o papel de parede de vinil das paredes
Cálculo do desempenho do aquecedor de água passiva
Para calcular o desempenho do aquecedor de água passiva, serão necessários os seguintes indicadores:- diâmetro da mangueira;
- temperatura do ar;
- O número médio de horas ensolaradas para o período.
Sabe-se que 1 m da mangueira, o diâmetro externo, das quais é 25 mm, na temperatura do ar +25 º em um dia ensolarado aquece 3,5 litros de água a uma temperatura de +45 ºС, e com um aumento na temperatura do ar +32 º Sob as mesmas condições - +50 ºС. O indicador anual médio do número de sol para Moscou e a região de Moscou é de 5,5 horas, levando em conta os dias nublados. Assim, com um comprimento da mangueira 10 m no coletor, o desempenho será: 3,5 * 10 * 5,5 = 192,5 l de água aquecida. O limite inferior da temperatura do ar no qual o trabalho do coletor é útil, é +5 ºС. Quando a temperatura diminui, a água do coletor deve ser mesclada.
A eficiência de usar um aquecedor de água solar
Há uma opinião que a Rússia não é adequada para o uso de energia solar para curar água devido a um clima suficientemente frio. No entanto, este não é o caso. A fim de determinar se os aquecedores solares são eficazes em nossas latitudes, operamos com tal conceito como insolação (a quantidade de energia solar caindo na superfície do solo). No território da Rússia, a taxa de insolação anual varia de 800 a 1900 kW / m2. Na região de Moscou, este indicador é 1100 kWh / m2. Por exemplo, na Alemanha, com um indicador de insolação semelhante, esses sistemas cobrem a área total de mais de 6 milhões de m2.
Aquecedores solares são totalmente aplicáveis nas latitudes médias do nosso país. Eles são capazes de economizar até 60% da eletricidade. De acordo com estudos conduzidos pelo Instituto Alemão de Física Construção, a família média de 4 pessoas consome uma média de 4400 kWh em um ano. Tais quantidades de energia podem produzir módulos solares com uma área de apenas 34 m2. E mesmo se o aquecedor solar de água feito por suas próprias mãos dará lugar a um análogo da produção industrial, a poupança de energia ainda permanece tangível.