Η ηλιακή ενέργεια ως εναλλακτική πηγή ενέργειας: τύποι και χαρακτηριστικά των ηλιακών συστημάτων

Την τελευταία δεκαετία, η ηλιακή ενέργεια ως εναλλακτική πηγή ενέργειας χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για τη θέρμανση και την παροχή ζεστού νερού στα κτίρια. Ο κύριος λόγος είναι η επιθυμία αντικατάστασης παραδοσιακών καυσίμων με προσιτές, φιλικές προς το περιβάλλον και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα συμβαίνει στα ηλιακά συστήματα - ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας της μονάδας καθορίζουν τις ιδιαιτερότητες της εφαρμογής της. Σε αυτό το υλικό θα λάβουμε υπόψη τους τύπους των ηλιακών συλλεκτών και τις αρχές της λειτουργίας τους, καθώς και για τα δημοφιλή μοντέλα ηλιακών συλλεκτών.

Η δυνατότητα χρήσης ενός ηλιακού συστήματος

Heliosystem - ένα συγκρότημα για τη μετατροπή της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας σε θερμότητα, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται σε εναλλάκτη θερμότητας για τη θέρμανση του μέσου θέρμανσης ενός συστήματος θέρμανσης ή παροχής νερού.

Η αποδοτικότητα της ηλιακής θερμικής εγκατάστασης εξαρτάται από την ηλιακή ηλιακή μόνωση - η ποσότητα ενέργειας που παρέχεται κατά τη διάρκεια ενός φωτός ημέρας ανά 1 τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας που βρίσκεται σε γωνία 90 ° σε σχέση με την κατευθυντικότητα του ηλιακού φωτός. Η μετρούμενη τιμή του δείκτη είναι kW * h / sq.m, η τιμή της παραμέτρου ποικίλλει ανάλογα με την εποχή.

Το μέσο επίπεδο ηλιακής μόνωσης για την περιοχή του εύκρατου ηπειρωτικού κλίματος είναι 1000-1200 kWh / sq.m (ανά έτος). Η ποσότητα του ήλιου είναι καθοριστική παράμετρος για τον υπολογισμό της απόδοσης του ηλιακού συστήματος.

Η χρήση εναλλακτικής πηγής ενέργειας σας επιτρέπει να θερμαίνετε το σπίτι, να παίρνετε ζεστό νερό χωρίς παραδοσιακό ενεργειακό κόστος - αποκλειστικά μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας

Η εγκατάσταση ενός συστήματος ηλιακής θέρμανσης είναι μια δαπανηρή επιχείρηση. Προκειμένου να εξοφληθούν οι κεφαλαιουχικές δαπάνες, απαιτείται ακριβής υπολογισμός του συστήματος και τήρηση της τεχνολογίας εγκατάστασης.

Ένα παράδειγμα. Η μέση ηλιακή ηλιακή μόνωση για την Τούλα στα μέσα του καλοκαιριού είναι 4,67 kV / sq.m * ημέρα, υπό την προϋπόθεση ότι ο πίνακας συστήματος είναι εγκατεστημένος υπό γωνία 50 °. Η χωρητικότητα του ηλιακού συλλέκτη των 5 τετραγωνικών μέτρων υπολογίζεται ως εξής: 4,67 * 4 = 18,68 kW θερμότητας ανά ημέρα. Αυτός ο όγκος είναι αρκετός για τη θέρμανση 500 λίτρων νερού από θερμοκρασία 17 ° C έως 45 ° C.

Όπως δείχνει η πρακτική, όταν χρησιμοποιούν μια ηλιακή εγκατάσταση, οι ιδιοκτήτες του εξοχικού σπιτιού το καλοκαίρι μπορούν να αλλάξουν εντελώς από ηλεκτρική θέρμανση ή αέριο στη ηλιακή μέθοδο

Μιλώντας για τη δυνατότητα εισαγωγής νέων τεχνολογιών, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη τα τεχνικά χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου ηλιακού συλλέκτη. Μερικοί αρχίζουν να εργάζονται στα 80 W / sq.m της ηλιακής ενέργειας, ενώ άλλοι χρειάζονται μόνο 20 W / sq.m.

Ακόμα και σε ένα νότιο κλίμα, η χρήση ενός συλλεκτικού συστήματος αποκλειστικά για θέρμανση δεν θα αποδώσει. Εάν η εγκατάσταση θα χρησιμοποιηθεί αποκλειστικά το χειμώνα με έλλειψη ήλιου, τότε το κόστος του εξοπλισμού δεν θα καλυφθεί για 15-20 χρόνια.

Για να χρησιμοποιήσετε το heliocomplex όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά, πρέπει να περιλαμβάνεται στο σύστημα παροχής ζεστού νερού. Ακόμα και το χειμώνα, ένας ηλιακός συλλέκτης θα σας επιτρέψει να «μειώσετε» τους λογαριασμούς ενέργειας για θέρμανση νερού σε 40-50%.

Σύμφωνα με ειδικούς, με οικιακή χρήση, το ηλιακό σύστημα πληρώνει για περίπου 5 χρόνια. Με την αύξηση των τιμών ηλεκτρικής ενέργειας και φυσικού αερίου, η περίοδος αποπληρωμής του συγκροτήματος θα μειωθεί

Εκτός από τα οικονομικά οφέλη, η «ηλιακή θέρμανση» έχει επιπλέον πλεονεκτήματα:

1. Φιλικότητα προς το περιβάλλον. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα μειώνονται. Για ένα χρόνο, 1 τετραγωνικό μέτρο του ηλιακού συλλέκτη εμποδίζει 350-730 κιλά εξόρυξης να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα.
2. Αισθητική. Ο χώρος μιας μικρής μπανιέρας ή κουζίνας μπορεί να εξαλειφθεί από ογκώδεις λέβητες ή θερμοσίφωνα.
3. Μακροζωία. Οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι, σύμφωνα με την τεχνολογία εγκατάστασης, το συγκρότημα θα διαρκέσει περίπου 25-30 χρόνια. Πολλές εταιρείες παρέχουν εγγύηση έως 3 ετών.

Επιχειρήματα κατά της χρήσης της ηλιακής ενέργειας: έντονη εποχικότητα, εξάρτηση από τον καιρό και υψηλές αρχικές επενδύσεις.

Γενική ρύθμιση και αρχή λειτουργίας

Σκεφτείτε ένα ηλιακό σύστημα με έναν συλλέκτη ως το κύριο στοιχείο λειτουργίας του συστήματος. Η εμφάνιση της μονάδας μοιάζει με μεταλλικό κουτί, η μπροστινή πλευρά του οποίου είναι κατασκευασμένη από σκληρυμένο γυαλί. Μέσα στο κουτί υπάρχει ένα σώμα εργασίας - ένα πηνίο με απορροφητήρα.

Το μπλοκ απορρόφησης θερμότητας παρέχει θέρμανση του φορέα θερμότητας - το κυκλοφορούν υγρό, μεταφέρει την παραγόμενη θερμότητα στο κύκλωμα παροχής νερού.

Τα κύρια συστατικά του ηλιοσυστήματος: 1 - πεδίο συλλέκτη, 2 - αεραγωγός, 3 - σταθμός διανομής, 4 - δεξαμενή ανακούφισης πίεσης, 5 - ελεγκτής, 6 - θερμοσίφωνας, 7,8 - στοιχείο θέρμανσης και εναλλάκτης θερμότητας, 9 - βαλβίδα ανάμειξης θερμότητας, 10 - κατανάλωση ζεστού νερού, 11 - πρόσληψη κρύου νερού, 12 - εκφόρτιση, T1 / T2 - αισθητήρες θερμοκρασίας

Ο ηλιακός συλλέκτης πρέπει να λειτουργεί σε συνδυασμό με μια δεξαμενή αποθήκευσης. Δεδομένου ότι το ψυκτικό θερμαίνεται σε θερμοκρασία 90-130 ° C, δεν μπορεί να τροφοδοτηθεί απευθείας σε βρύσες ζεστού νερού ή θερμαντικά σώματα. Το ψυκτικό εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας του λέβητα. Η δεξαμενή αποθήκευσης συμπληρώνεται συχνά από ηλεκτρικό θερμαντήρα.

Σχέδιο εργασίας:

1. Ο ήλιος θερμαίνει την επιφάνεια συλλέκτης.
2. Η θερμική ακτινοβολία μεταδίδεται στο απορροφητικό στοιχείο (απορροφητής), το οποίο περιέχει το υγρό εργασίας.
3. Το ψυκτικό που κυκλοφορεί μέσω των σωλήνων του πηνίου θερμαίνεται.
4. Ο εξοπλισμός άντλησης, μια μονάδα ελέγχου και παρακολούθησης διασφαλίζουν την αφαίρεση του ψυκτικού μέσου μέσω του αγωγού στο πηνίο της δεξαμενής αποθήκευσης.
5. Η θερμότητα μεταφέρεται στο νερό του λέβητα.
6. Το ψυκτικό ψυκτικό ρέει πίσω στον συλλέκτη και ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Το θερμαινόμενο νερό από τον θερμοσίφωνα τροφοδοτείται στο κύκλωμα θέρμανσης ή στα σημεία εισαγωγής νερού.

Κατά τη ρύθμιση ενός συστήματος θέρμανσης ή παροχής ζεστού νερού όλο το χρόνο, το σύστημα είναι εξοπλισμένο με μια πηγή πρόσθετης θέρμανσης (λέβητας, ηλεκτρική θερμάστρα). Αυτό είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη διατήρηση της καθορισμένης θερμοκρασίας.

Τα ηλιακά πάνελ στη διάταξη ιδιωτικών σπιτιών χρησιμοποιούνται συχνότερα ως εφεδρική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας:

Ποικιλίες ηλιακών συλλεκτών

Ανεξάρτητα από το σκοπό, το ηλιακό σύστημα είναι εξοπλισμένο με έναν επίπεδο ή σφαιρικό σωληνοειδή ηλιακό συλλέκτη. Κάθε μία από τις επιλογές έχει μια σειρά διακριτικών χαρακτηριστικών όσον αφορά τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τη λειτουργική αποδοτικότητα.

Κενό - για κρύα και εύκρατα κλίματα

Δομικά, ένας ηλιακός συλλέκτης κενού μοιάζει με θερμο - στενούς σωλήνες με ψυκτικό τοποθετούνται σε φιάλες μεγαλύτερης διαμέτρου. Ένα στρώμα κενού σχηματίζεται μεταξύ των δοχείων, το οποίο είναι υπεύθυνο για θερμική μόνωση (διατήρηση θερμότητας - έως 95%). Το σωληνοειδές σχήμα είναι το βέλτιστο για τη διατήρηση του κενού και της «κατάληψης» των ακτίνων του ήλιου.

Βασικά στοιχεία σωληνοειδούς ηλιακής θερμικής εγκατάστασης: πλαίσιο στήριξης, σώμα εναλλάκτη θερμότητας, γυάλινοι σωλήνες κενού επεξεργασμένοι με εξαιρετικά επιλεκτική επίστρωση για έντονη «απορρόφηση» ηλιακής ενέργειας

Ο εσωτερικός σωλήνας (θερμότητα) γεμίζει με αλατόνερο με χαμηλό σημείο βρασμού (24-25 ° C). Όταν θερμαίνεται, το υγρό εξατμίζεται - ο ατμός ανεβαίνει στη φιάλη και θερμαίνει το ψυκτικό που κυκλοφορεί στο σώμα του συλλέκτη.

Στη διαδικασία συμπύκνωσης, σταγονίδια νερού ρέουν στην άκρη του σωλήνα και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Λόγω της παρουσίας ενός στρώματος κενού, το υγρό μέσα στη λάμπα θερμότητας μπορεί να βράσει και να εξατμιστεί σε μείον θερμοκρασία δρόμου (έως -35 ° С).

Τα χαρακτηριστικά των ηλιακών μονάδων εξαρτώνται από τέτοια κριτήρια:

• σχεδιασμός σωλήνων - φτερό, ομοαξονικό.
• συσκευή καναλιών θερμότητας - "Σωλήνας θερμότητας"κυκλοφορία άμεσης ροής.

Λάμπα φτερών - γυάλινο σωλήνα στον οποίο περικλείεται ένας απορροφητής πλάκας και ένα κανάλι θερμότητας. Το στρώμα κενού διέρχεται από όλο το μήκος του καναλιού θερμότητας.

Ομοαξονικός σωλήνας - διπλή φιάλη με "ένθετο" κενού μεταξύ των τοιχωμάτων δύο δεξαμενών. Η θερμότητα μεταφέρεται από το εσωτερικό του σωλήνα. Το άκρο του θερμοσωλήνα είναι εξοπλισμένο με ένδειξη κενού.

Η απόδοση των σωλήνων πένας (1) είναι υψηλότερη σε σύγκριση με τα ομοαξονικά μοντέλα (2). Ωστόσο, οι πρώτες είναι πιο ακριβές και πιο δύσκολο να εγκατασταθούν. Επιπλέον, σε περίπτωση βλάβης, η στυλό θα πρέπει να αντικατασταθεί πλήρως.

Το κανάλι σωλήνων θερμότητας είναι η πιο κοινή παραλλαγή μεταφοράς θερμότητας στους ηλιακούς συλλέκτες.

Ο μηχανισμός δράσης βασίζεται στην τοποθέτηση ενός πτητικού υγρού σε σφραγισμένους μεταλλικούς σωλήνες.

Η δημοτικότητα του "Heat pipe" οφείλεται σε προσιτό κόστος, ανεπιτήδευτη εξυπηρέτηση και συντήρηση. Λόγω της πολυπλοκότητας της διαδικασίας ανταλλαγής θερμότητας, το μέγιστο επίπεδο απόδοσης είναι 65%

Κανάλι άμεσης ροής - παράλληλοι μεταλλικοί σωλήνες συνδεδεμένοι σε ένα τόξο σχήματος U διέρχονται από μια γυάλινη φιάλη

Το ψυκτικό που ρέει μέσω του καναλιού θερμαίνεται και τροφοδοτείται στο σώμα του συλλέκτη.

Επιλογές σχεδίασης για έναν ηλιακό συλλέκτη κενού: 1 - τροποποίηση με κεντρικό σωλήνα θέρμανσης "Σωλήνας θερμότητας", 2 - ηλιακή εγκατάσταση με κυκλοφορία άμεσης ροής του ψυκτικού

Οι ομοαξονικοί και οι φτερό σωλήνες μπορούν να συνδυαστούν με κανάλια θερμότητας με διαφορετικούς τρόπους.

Επιλογή 1 Η ομοαξονική φιάλη με "σωλήνα θερμότητας" είναι η πιο δημοφιλής λύση. Στον συλλέκτη, η θερμότητα μεταφέρεται επανειλημμένα από τα τοιχώματα του γυάλινου σωλήνα στην εσωτερική φιάλη και μετά στο ψυκτικό. Ο βαθμός οπτικής απόδοσης φτάνει το 65%.

Το σχήμα του ομοαξονικού σωλήνα «Σωλήνας θερμότητας»: 1 - ένα κέλυφος από γυαλί, 2 - επιλεκτική επίστρωση, 3 - μεταλλικά πτερύγια, 4 - κενό, 5 - λαμπτήρας θερμότητας με μια ελαφριά ζέουσα ουσία, 6 - εσωτερικός σωλήνας από γυαλί

Επιλογή 2 Η ομοαξονική φιάλη άμεσης ροής είναι γνωστή ως συλλέκτης σχήματος U. Χάρη στο σχεδιασμό, μειώνονται οι απώλειες θερμότητας - η θερμική ενέργεια από αλουμίνιο μεταφέρεται στους σωλήνες με ψυκτικό υγρό.

Μαζί με την υψηλή απόδοση (έως και 75%), το μοντέλο έχει μειονεκτήματα:

• πολυπλοκότητα της εγκατάστασης - οι φιάλες είναι μια ενιαία μονάδα με σώμα πολλαπλών σωλήνων (κεντρικό δίπλωμα) και εγκαθίστανται στο σύνολό τους
• Η αντικατάσταση ενός σωλήνα αποκλείεται.

Επιπλέον, η μονάδα σχήματος U απαιτεί το ψυκτικό και πιο ακριβό από τα μοντέλα «Heat pipe».

Η συσκευή του ηλιακού συλλέκτη σχήματος U: 1 - γυάλινος "κύλινδρος", 2 - απορροφητική επίστρωση, 3 - αλουμίνιο "κάλυμμα", 4 - φιάλη με ψυκτικό, 5 - κενό, 6 - εσωτερικός γυάλινος σωλήνας

Επιλογή 3 Φτερό σωλήνας με την αρχή της δράσης "Σωλήνας θερμότητας". Διακριτικά χαρακτηριστικά του συλλέκτη:

• υψηλά οπτικά χαρακτηριστικά - απόδοση περίπου 77%.
• ο επίπεδος απορροφητής μεταφέρει απευθείας θερμική ενέργεια στον σωλήνα μεταφοράς θερμότητας.
• μέσω της χρήσης ενός μόνο στρώματος γυαλιού, μειώνεται η αντανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας.

Είναι δυνατή η αντικατάσταση ενός κατεστραμμένου στοιχείου χωρίς αποστράγγιση του ψυκτικού από το ηλιακό σύστημα.

Επιλογή 4 Η φιάλη πηγής άμεσης ροής είναι το πιο αποτελεσματικό εργαλείο για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας ως εναλλακτική πηγή ενέργειας για τη θέρμανση νερού ή θέρμανσης σπιτιών. Ο συλλέκτης υψηλής απόδοσης λειτουργεί με απόδοση 80%. Το μειονέκτημα του συστήματος είναι η δυσκολία επισκευής.

Σχέδια της συσκευής των ηλιακών συλλεκτών φτερών: 1 - ένα ηλιακό σύστημα με κανάλι "σωλήνα θερμότητας", 2 - ένα περίβλημα δύο σωλήνων ενός ηλιακού συλλέκτη με κίνηση άμεσης ροής του ψυκτικού

Ανεξάρτητα από το σχεδιασμό, οι σωληνωτές πολλαπλές έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• απόδοση χαμηλής θερμοκρασίας
• χαμηλή απώλεια θερμότητας
• διάρκεια λειτουργίας κατά τη διάρκεια της ημέρας ·
• την ικανότητα θέρμανσης του ψυκτικού σε υψηλές θερμοκρασίες ·
• χαμηλή τάση
• ευκολία εγκατάστασης.

Το κύριο μειονέκτημα των μοντέλων κενού είναι η αδυναμία αυτοκαθαρισμού από χιόνι. Το στρώμα κενού δεν αφήνει θερμότητα, επομένως, το στρώμα χιονιού δεν λιώνει και εμποδίζει την πρόσβαση του ήλιου στο πεδίο του συλλέκτη. Πρόσθετα μειονεκτήματα: υψηλή τιμή και ανάγκη συμμόρφωσης με τη γωνία εργασίας της φιάλης τουλάχιστον 20 °.

Οι ηλιακοί συλλέκτες που θερμαίνουν το ψυκτικό αέρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην παρασκευή ζεστού νερού, εάν είναι εξοπλισμένοι με δεξαμενή αποθήκευσης:

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την αρχή λειτουργίας ενός ηλιακού συλλέκτη κενού με σωλήνες. περαιτέρω.

Νερό - η καλύτερη επιλογή για τα νότια γεωγραφικά πλάτη

Επίπεδος (πάνελ) ηλιακός συλλέκτης - μια ορθογώνια πλάκα αλουμινίου, κλειστή στην κορυφή με πλαστικό ή γυάλινο κάλυμμα. Μέσα στο κουτί υπάρχει ένα πεδίο απορρόφησης, ένα μεταλλικό πηνίο και ένα στρώμα θερμομόνωσης. Η περιοχή συλλέκτη γεμίζει με μια γραμμή ροής μέσω της οποίας κινείται το ψυκτικό.

Τα βασικά συστατικά ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη: περίβλημα, απορροφητής, προστατευτική επίστρωση, θερμομονωτική στρώση και συνδετήρες. Κατά τη συναρμολόγηση, χρησιμοποιείται παγωμένο γυαλί με μετάδοση της φασματικής περιοχής 0,4-1,8 μικρά.

Η απορρόφηση θερμότητας μιας εξαιρετικά επιλεκτικής απορροφητικής επίστρωσης φτάνει το 90%. Ένας ρέοντας μεταλλικός σωλήνας τοποθετείται μεταξύ του «απορροφητή» και της θερμικής μόνωσης. Χρησιμοποιούνται δύο σχήματα τοποθέτησης σωλήνων: «άρπα» και «μαίανδρος».

Η διαδικασία συναρμολόγησης ηλιακών συλλεκτών που θερμαίνουν το υγρό ψυκτικό υγρό περιλαμβάνει μια σειρά παραδοσιακών βημάτων:

Εάν το κύκλωμα θέρμανσης συμπληρώνεται από μια γραμμή παροχής νερού υγιεινής στην παροχή ζεστού νερού, είναι λογικό να συνδέσετε έναν συσσωρευτή θερμότητας με τον ηλιακό συλλέκτη. Η απλούστερη επιλογή θα είναι μια δεξαμενή κατάλληλης χωρητικότητας με θερμομόνωση, ικανή να διατηρήσει τη θερμοκρασία του θερμαινόμενου νερού. Πρέπει να εγκατασταθεί στο flyover:

Ένας σωληνοειδής συλλέκτης με υγρό ψυκτικό ενεργεί ως φαινόμενο «θερμοκηπίου» - οι ακτίνες του ήλιου διεισδύουν στο γυαλί και θερμαίνουν τον αγωγό. Χάρη στη στεγανότητα και τη θερμομόνωση, η θερμότητα διατηρείται μέσα στον πίνακα.

Η ισχύς της ηλιακής μονάδας καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το υλικό του προστατευτικού καλύμματος:

• συνηθισμένο ποτήρι - η φθηνότερη και εύθραυστη επίστρωση ·
• σκληρυμένο γυαλί - υψηλός βαθμός σκέδασης φωτός και αυξημένη αντοχή.
• αντι-αντανακλαστικό γυαλί - διαφέρει στη μέγιστη ικανότητα απορρόφησης (95%) λόγω της παρουσίας ενός στρώματος που εξαλείφει την αντανάκλαση των ακτίνων του ήλιου.
• αυτοκαθαριζόμενο (πολικό) γυαλί με διοξείδιο του τιτανίου - η οργανική ρύπανση καίγεται στον ήλιο και τα υπολείμματα σκουπιδιών ξεπλένονται από τη βροχή.

Το πολυανθρακικό γυαλί είναι το πιο ανθεκτικό στο σοκ. Το υλικό είναι εγκατεστημένο σε ακριβά μοντέλα.

Αντανάκλαση του ηλιακού φωτός και απορρόφηση: 1 - αντιανακλαστική επίστρωση, 2 - ανθεκτικό σε κρούση γυαλί. Το βέλτιστο πάχος του προστατευτικού εξωτερικού κελύφους είναι 4 mm

Λειτουργικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά των ηλιακών συλλεκτών:

• Σε συστήματα αναγκαστικής κυκλοφορίας, παρέχεται μια λειτουργία απόψυξης που σας επιτρέπει να απαλλαγείτε γρήγορα από το χιόνι στην ηλιόπολη.
• το πρισματικό γυαλί παίρνει ένα ευρύ φάσμα ακτίνων σε διαφορετικές γωνίες - το καλοκαίρι, η απόδοση της εγκατάστασης φτάνει το 78-80%.
• ο συλλέκτης δεν φοβάται την υπερθέρμανση - με υπερβολική θερμική ενέργεια, είναι δυνατή η αναγκαστική ψύξη του ψυκτικού.
• αυξημένη αντοχή σε κρούση σε σύγκριση με σωληνοειδή αντίστοιχα.
• την ικανότητα τοποθέτησης σε οποιαδήποτε γωνία ·
• προσιτή τιμή.

Τα συστήματα δεν είναι χωρίς ελαττώματα. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου ανεπάρκειας ηλιακής ακτινοβολίας, καθώς αυξάνεται η διαφορά θερμοκρασίας, η απόδοση ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη μειώνεται σημαντικά λόγω ανεπαρκούς θερμομόνωσης. Επομένως, η μονάδα πάνελ αποδίδει το καλοκαίρι ή σε περιοχές με ζεστό κλίμα.

Ηλιοσυστήματα: χαρακτηριστικά σχεδιασμού και λειτουργίας

Η ποικιλία των ηλιακών συστημάτων μπορεί να ταξινομηθεί με τις ακόλουθες παραμέτρους: τη μέθοδο χρήσης ηλιακής ακτινοβολίας, τη μέθοδο κυκλοφορίας του ψυκτικού, τον αριθμό των κυκλωμάτων και την εποχικότητα λειτουργίας.

Ενεργό και παθητικό σύμπλεγμα

Ένας ηλιακός συλλέκτης παρέχεται σε οποιοδήποτε σύστημα μετατροπής ηλιακής ενέργειας. Με βάση τη μέθοδο χρήσης της ληφθείσας θερμότητας, διακρίνονται δύο τύποι ηλιοσυμπλεγμάτων: παθητικός και ενεργός.

Η πρώτη ποικιλία είναι το σύστημα ηλιακής θέρμανσης, όπου τα δομικά στοιχεία του κτιρίου λειτουργούν ως στοιχείο απορρόφησης θερμότητας από την ηλιακή ακτινοβολία. Η οροφή, ο τοίχος συλλογής ή τα παράθυρα λειτουργούν ως επιφάνεια υποδοχής ηλίου.

Σχέδιο παθητικού ηλιακού συστήματος χαμηλής θερμοκρασίας με τοίχο συλλέκτη: 1 - ακτίνες του ήλιου, 2 - ημιδιαφανής οθόνη, 3 - φράγμα αέρα, 4 - θερμαινόμενος αέρας, 5 - ροές αέρα εξάτμισης, 6 - ακτινοβολία θερμότητας από τον τοίχο, 7 - επιφάνεια απορρόφησης θερμότητας του τοίχου συλλέκτη, 8 - διακοσμητικά περσίδες

Στις ευρωπαϊκές χώρες, οι παθητικές τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενεργειακά αποδοτικών κτιρίων. Οι επιφάνειες που δέχονται ήλιο διακοσμούνται κάτω από ψεύτικα παράθυρα. Πίσω από τη γυάλινη επίστρωση υπάρχει ένα μαύρο τοίχο από τούβλα με ελαφριά ανοίγματα.

Οι συσσωρευτές θερμότητας είναι δομικά στοιχεία - τοίχοι και δάπεδα, μονωμένοι με πολυστυρόλιο από έξω.

Τα ενεργά συστήματα περιλαμβάνουν τη χρήση ανεξάρτητων συσκευών που δεν σχετίζονται με την κατασκευή.

Τα παραπάνω θεωρούμενα συγκροτήματα με σωληνοειδείς, επίπεδες συλλέκτες εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία - ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις, κατά κανόνα, τοποθετούνται στην οροφή ενός κτηρίου

Θερμοσίφωνα και συστήματα κυκλοφορίας

Ο ηλιακός θερμικός εξοπλισμός με τη φυσική κίνηση του ψυκτικού κατά μήκος του κυκλώματος συλλέκτη-συσσωρευτή-συλλέκτη πραγματοποιείται με μεταφορά - θερμό υγρό με χαμηλή πυκνότητα ανεβαίνει, το ψυχρό υγρό ρέει προς τα κάτω.

Στα συστήματα θερμοσιφώνων, η δεξαμενή αποθήκευσης βρίσκεται πάνω από τον συλλέκτη, παρέχοντας αυθόρμητη κυκλοφορία του ψυκτικού.

Το σχήμα εργασίας είναι χαρακτηριστικό των εποχιακών συστημάτων ενός κυκλώματος. Το συγκρότημα Thermosiphon δεν συνιστάται για συλλέκτες εμβαδού άνω των 12 τ.μ.

Το ηλιακό σύστημα χωρίς πίεση έχει έναν ευρύ κατάλογο μειονεκτημάτων:

• σε συννεφιασμένες μέρες, η απόδοση του συγκροτήματος μειώνεται - απαιτείται μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας για την κίνηση του ψυκτικού.
• απώλεια θερμότητας λόγω αργής κίνησης υγρών.
• τον κίνδυνο υπερθέρμανσης της δεξαμενής λόγω του ανεξέλεγκτου της διαδικασίας θέρμανσης ·
• αστάθεια συλλέκτη
• η δυσκολία τοποθέτησης της δεξαμενής μπαταρίας - όταν τοποθετείται στην οροφή, αυξάνονται οι απώλειες θερμότητας, επιταχύνονται οι διαδικασίες διάβρωσης, υπάρχει κίνδυνος κατάψυξης των σωλήνων.

Πλεονεκτήματα του συστήματος «βαρύτητας»: απλότητα σχεδιασμού και προσιτή τιμή.

Οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για την οργάνωση ενός κυκλοφοριακού (αναγκαστικού) ηλιακού συστήματος είναι σημαντικά υψηλότερες από την εγκατάσταση ενός συγκροτήματος χωρίς πίεση. Μια αντλία πέφτει στο κύκλωμα, παρέχοντας κίνηση ψυκτικού. Η λειτουργία του αντλιοστασίου ελέγχεται από τον ελεγκτή.

Η πρόσθετη θερμική ισχύς που παράγεται στο αναγκαστικό συγκρότημα υπερβαίνει την ισχύ που καταναλώνεται από τον εξοπλισμό άντλησης. Η απόδοση του συστήματος θα αυξηθεί κατά το ένα τρίτο

Αυτή η μέθοδος κυκλοφορίας χρησιμοποιείται σε ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις διπλού κυκλώματος όλο το χρόνο.

Πλεονεκτήματα ενός πλήρως λειτουργικού συγκροτήματος:

• απεριόριστη επιλογή της θέσης της δεξαμενής αποθήκευσης ·
• απόδοση εκτός εποχής.
• επιλογή του βέλτιστου τρόπου θέρμανσης ·
• ασφάλεια - λειτουργία φραγής κατά την υπερθέρμανση.

Το μειονέκτημα του συστήματος είναι η εξάρτησή του από την ηλεκτρική ενέργεια.

Σχέδια τεχνικής λύσης: ένα - και διπλό κύκλωμα

Σε εγκαταστάσεις ενός κυκλώματος, κυκλοφορεί υγρό, το οποίο στη συνέχεια τροφοδοτείται στα σημεία εισαγωγής νερού. Το χειμώνα, το νερό από το σύστημα πρέπει να αποστραγγιστεί για να αποφευχθεί η κατάψυξη και το σπάσιμο των σωλήνων.

Χαρακτηριστικά ηλιακών θερμικών συμπλεγμάτων μονού κυκλώματος:

• Συνιστάται «ανεφοδιασμός» του συστήματος με καθαρό, μη άκαμπτο νερό - η αλάτι που καθιερώνει στα τοιχώματα των σωλήνων οδηγεί σε απόφραξη καναλιών και αστοχία συλλέκτη.
• διάβρωση λόγω υπερβολικού αέρα στο νερό.
• περιορισμένη διάρκεια ζωής - εντός τεσσάρων έως πέντε ετών ·
• υψηλή απόδοση το καλοκαίρι.

Στα ηλιακά σύμπλοκα διπλού κυκλώματος κυκλοφορεί ένα ειδικό ψυκτικό υγρό (μη-ψυκτικό υγρό με αντι-αφριστικά και αντιδιαβρωτικά πρόσθετα), το οποίο μεταφέρει θερμότητα στο νερό μέσω του εναλλάκτη θερμότητας.

Μονοκύκλωμα (1) και διπλό κύκλωμα (2) κύκλωμα ηλιοσυστήματος. Η δεύτερη επιλογή χαρακτηρίζεται από αυξημένη αξιοπιστία, ικανότητα εργασίας το χειμώνα και διάρκεια λειτουργίας (20-50 χρόνια)

Οι αποχρώσεις λειτουργίας μιας μονάδας διπλού κυκλώματος: ελαφρά μείωση της απόδοσης (3-5% λιγότερο από ό, τι σε ένα σύστημα ενός κυκλώματος), η ανάγκη για πλήρη αντικατάσταση του ψυκτικού κάθε 7 χρόνια.

Συνθήκες εργασίας και αύξηση της αποδοτικότητας

Ο υπολογισμός και η εγκατάσταση του ηλιακού συστήματος ανατίθενται καλύτερα στους επαγγελματίες. Η συμμόρφωση με την τεχνική εγκατάστασης θα διασφαλίσει τη λειτουργικότητα και την απόκτηση της δηλωμένης απόδοσης. Για να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα και η διάρκεια ζωής, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες αποχρώσεις.

Θερμοστατική βαλβίδα. Στα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης θερμοστατικό στοιχείο σπάνια εγκατεστημένο, καθώς η γεννήτρια θερμότητας είναι υπεύθυνη για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας. Ωστόσο, κατά τον εξοπλισμό του ηλιακού συστήματος, η βαλβίδα ασφαλείας δεν πρέπει να ξεχαστεί.

Η θέρμανση της δεξαμενής στη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία αυξάνει την παραγωγικότητα του συλλέκτη και επιτρέπει τη χρήση ηλιακής θερμότητας ακόμη και σε συννεφιά.

Βέλτιστη τοποθέτηση βαλβίδας - 60 cm από τη θερμάστρα. Σε κοντινή απόσταση, ο «θερμοστάτης» θερμαίνεται και εμποδίζει τη ροή ζεστού νερού.

Τοποθέτηση της δεξαμενής αποθήκευσης. Η χωρητικότητα buffer DHW πρέπει να εγκατασταθεί σε προσιτή θέση. Όταν τοποθετείται σε ένα μικρό δωμάτιο, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο ύψος των οροφών.

Ο ελάχιστος ελεύθερος χώρος πάνω από τη δεξαμενή είναι 60 εκ. Αυτό το κενό είναι απαραίτητο για τη συντήρηση της μπαταρίας και την αντικατάσταση της ανόδου του μαγνησίου.

Εγκατάσταση δεξαμενή διαστολής. Το στοιχείο αντισταθμίζει τη θερμική διαστολή κατά τη στασιμότητα. Η εγκατάσταση της δεξαμενής πάνω από τον εξοπλισμό άντλησης θα προκαλέσει υπερθέρμανση της μεμβράνης και την πρόωρη φθορά της.

Το καλύτερο μέρος για το δοχείο διαστολής είναι κάτω από την ομάδα αντλιών. Το φαινόμενο θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια αυτής της εγκατάστασης μειώνεται σημαντικά και η μεμβράνη διατηρεί την ελαστικότητα περισσότερο

Ηλιακή σύνδεση. Κατά τη σύνδεση σωλήνων, συνιστάται η οργάνωση ενός βρόχου. Το "Thermo Loop" μειώνει την απώλεια θερμότητας, αποτρέποντας την απελευθέρωση θερμαινόμενου υγρού.

Τεχνικά σωστή έκδοση της εφαρμογής του "βρόχου" heliocontour. Η παραβίαση της απαίτησης προκαλεί μείωση της θερμοκρασίας στο δοχείο αποθήκευσης κατά 1-2 ° C ανά διανυκτέρευση

Βαλβίδα αντεπιστροφής. Αποτρέπει την "ανατροπή" της κυκλοφορίας του ψυκτικού. Με έλλειψη ηλιακής δραστηριότητας βαλβίδα ελέγχου αποτρέπει τη συσσώρευση θερμότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Δημοφιλή μοντέλα "ηλιακών" ενοτήτων

Ηλιοσυστήματα εγχώριων και ξένων εταιρειών είναι σε ζήτηση.Τα προϊόντα των κατασκευαστών έχουν κερδίσει καλή φήμη: NPO Mashinostroeniya (Ρωσία), Helion (Ρωσία), Ariston (Ιταλία), Alten (Ουκρανία), Viessman (Γερμανία), Amcor (Ισραήλ) κ.λπ.

Ηλιακό σύστημα "Falcon". Επίπεδος ηλιακός συλλέκτης εξοπλισμένος με οπτική επίστρωση πολλαπλών στρωμάτων με μαγνήτη. Η ελάχιστη ικανότητα ακτινοβολίας και το υψηλό επίπεδο απορρόφησης παρέχουν απόδοση έως και 80%.

Χαρακτηριστικά απόδοσης:

• θερμοκρασία λειτουργίας - έως -21 ° С;
• αντίστροφη ακτινοβολία θερμότητας - 3-5%.
• ανώτερο στρώμα - σκληρυμένο γυαλί (4 mm).

Συλλέκτης SVK-A (Alten). Κενή ηλιακή εγκατάσταση με επιφάνεια απορρόφησης 0,8-2,41 τ.μ. (ανάλογα με το μοντέλο). Ο φορέας θερμότητας είναι προπυλενογλυκόλη · η θερμομόνωση ενός εναλλάκτη θερμότητας χαλκού 75 mm ελαχιστοποιεί την απώλεια θερμότητας.

Πρόσθετες επιλογές:

• θήκη - ανοδιωμένο αλουμίνιο.
• διάμετρος εναλλάκτη θερμότητας - 38 mm.
• απομόνωση - ορυκτό μαλλί με αντι-υγροσκοπική επεξεργασία.
• επίστρωση - βοριοπυριτικό γυαλί 3,3 mm.
• Απόδοση - 98%.

Vitosol 100-F - επίπεδος ηλιακός συλλέκτης για οριζόντια ή κάθετη τοποθέτηση. Απορροφητής χαλκού με σωληνοειδές πηνίο σε σχήμα άρπας και επίστρωση ηλιτανίας. Μετάδοση φωτός - 81%.

Η κατά προσέγγιση τιμή των ηλιακών συστημάτων: επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες - από 400 cu / sq.m, σωληνωτοί ηλιακοί συλλέκτες - 350 cu / 10 φιάλες κενού. Ένα πλήρες σετ συστήματος κυκλοφορίας - από 2500 cu

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα

Η αρχή της λειτουργίας των ηλιακών συλλεκτών και των τύπων τους:

Αξιολόγηση απόδοσης ενός επίπεδου συλλέκτη σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν:

Τεχνολογία συναρμολόγησης για έναν συλλέκτη ηλιακού συλλέκτη χρησιμοποιώντας το μοντέλο Buderus ως παράδειγμα:

Η ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή θερμότητας. Δεδομένης της αύξησης των τιμών για τους παραδοσιακούς ενεργειακούς πόρους, η εισαγωγή ηλιακών συστημάτων δικαιολογεί επενδύσεις κεφαλαίου και αποδίδει τα επόμενα πέντε χρόνια, με την επιφύλαξη τεχνικών εγκατάστασης.

Εάν έχετε πολύτιμες πληροφορίες που θέλετε να μοιραστείτε με τους επισκέπτες του ιστότοπού μας, αφήστε τα σχόλιά σας στο μπλοκ κάτω από το άρθρο. Εκεί μπορείτε να κάνετε ενδιαφέρουσες ερωτήσεις σχετικά με το θέμα του άρθρου ή να μοιραστείτε την εμπειρία χρήσης ηλιακών συλλεκτών.