مجمع للطاقة الشمسية للتدفئة: استعراض المتخصصين

الناس يعتقدون باستمرار حول الاستخدام الفعال للطاقة الشمسية. لذلك، على مدى السنوات العشر الماضية في أوروبا، بدأ بنشاط في استخدام النظم الشمسية، والتي تسمح بتدفئة الغرفة على حساب أشعة الشمس. للوهلة الأولى قد لا تبدو هذه الفكرة معقولة جدا، ولكنها ليست كذلك. اليوم، المجمع الشمسي للتدفئة قادر على الحرارة تماما منزلك. وعلى الرغم من أن هذه المعدات مكلفة جدا، فإنها تستخدم على نحو متزايد في القطاع الخاص.

وكما ذكر أعلاه، فإن الأنظمة الشمسية تكتسب شعبية اليوم. أولا وقبل كل شيء، ويرجع ذلك إلى عدم ثقة المستهلكين في هذه المعدات. من حيث المبدأ، هذا أمر مفهوم، ولكن إذا درسنا هذا الموضوع بمزيد من التفصيل، يصبح من الواضح أن كل هذا حقيقي وفعال جدا. عامل آخر يحد من ارتفاع تكلفة التركيب والمعدات. في الواقع، فإن المجمع الشمسي للتدفئة يكلف الكثير، ولكنه يسدد بسرعة كافية. ربما كنت تعتقد أنه في الأماكن التي يبدو فيها ضوء الشمس الساطع نادرا، فإنه من غير المجدي استخدام مثل هذه التقنية. ولكن هذا ليس صحيحا تماما. وعادة ما تكون قدرات الامتصاص وألواح الطاقة كافية لتدفئة المنزل حتى في الأيام الغائمة والممطرة. ولكن، وبطبيعة الحال، فإن كفاءة العمل في الأماكن المشمسة أعلى بكثير.

جهاز جامع محلي

المبرد يمكن أن يكون الماء، الهواء، التجمد أو أي سائل آخر مع ارتفاع معامل نقل الحرارة. بعد التسخين، الناقل يدور من خلال جامع ونقل الطاقة المخزنة إلى خزان خاص. بالفعل من هناك يتلقى المستهلك الماء الساخن. في أبسط نسخة، دوران الماء هو الطبيعي، والذي يتحقق بسبب الفرق في درجة الحرارة في خزان التخزين وجامع. في نسخة أكثر تعقيدا، يتم تثبيت مضخة، مما يضمن تداول القسري على طول كفاف. وبطبيعة الحال، يجب أن نفهم أنه مع زيادة درجة حرارة المبرد، وانخفاض كفاءة جامع، وإذا كانت السلطة غير كافية، فمن المنطقي لتثبيت عنصر التدفئة الكهربائية التي من شأنها أن تجلب الهواء إلى درجة الحرارة المطلوبة.

المجمعات الشمسية للمنزل جعل أصحاب مستقلة تماما. أولا، ليست هناك حاجة لاستخدام غلاية كهربائية أو غاز. إذا كان الخيار الأخير هو أكثر قبولا، ثم أسعار الكهرباء في بلادنا هي كبيرة لدرجة أنه من الإشكالية ومكلفة لتسخين منزل كبير. النظام الشمسي، على الرغم من أن تعتمد على الكهرباء، ويستهلك الحد الأدنى من المبلغ. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الطاقة الشمسية يتم تحويلها إلى طاقة حرارية دون مشاركة مباشرة من الكهرباء. وبطبيعة الحال، من أجل البقاء دون تدفئة في حالة انقطاع التيار الكهربائي، فمن المستحسن لتثبيت مولد ومعدل. تعتبر العديد من هذه المجمعات الشمسية في الوقت الحاضر مصدر بديل للحرارة، لأنها تعتمد اعتمادا كليا على الظروف المناخية، والتي ليست قوتها.

شقة جامع الشمسية وميزاته

هذه الأنظمة هي من بين الأكثر شعبية. دعونا نراجع بإيجاز تصميمها وتشغيلها. لدينا امتصاص – عنصر يمتص الطاقة الشمسية. أنه يحتوي على طلاء شفاف خاص، فضلا عن طبقة عازلة. يتم توصيل الامتصاص مباشرة إلى نظام إجراء الحرارة. لون السطح هو عادة أسود، والذي يسمح لك لزيادة كفاءة العمل.

الأنابيب، والتي هي ضرورية لنقل المبرد، مصنوعة من النحاس. في حالة جامع لا تعمل، يمكن تسخين المياه إلى 190 درجة مئوية. وبطبيعة الحال، وارتفاع كثافة وكمية الطاقة الشمسية، وارتفاع كفاءة مثل هذا النظام الشمسي. ومع ذلك، في كثير من الأحيان، تم تجهيز مجمع الشمسية شقة مع الأدوات البصرية لجمع أكثر كفاءة من الطاقة. يجب أن يكون ماصة الموصلية الحرارية العالية، لذلك يتم تثبيت شاشات النحاس والألومنيوم في كثير من الأحيان.

ويستخدم هذا النظام الشمسي لتسخين الهواء في الأماكن المغلقة. بشكل عام، هذا هو جامع شقة العادية، والذي يستخدم لتسخين الغرفة. يمر الهواء من خلال امتصاص. ويمكن أن تتم العملية عن طريق الحمل الحراري والطبيعي. ولكن امتصاص مع تثبيت التهوية القسري تبدو أكثر ربحية على خلفية واحدة المعتادة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الاضطراب المفرط للتدفق يزيد من الموصلية الحرارية، وهو ما نحن بحاجة لتحقيقه. ولكن ليست هناك حاجة إلى توقع شيء غير عادي من هذه الأنظمة. يمكن أن تدفئة الهواء 17 درجة فوق درجة الحرارة الخارجية. مزايا هذا النظام الشمسي هي بساطته وموثوقيته. مع الرعاية المناسبة، يمكن تجميع الطاقة الشمسية الهواء أكثر من 20 عاما. ولكن لاستخدام مثل هذا النظام كما لا ينصح التدفئة الرئيسية.

هذا هو واحد من أغلى الحلول. تصميم مثل هذا المنتج هو معقد جدا، وبالتالي يتم تنفيذ فقط من قبل المتخصصين. يسمح هذا النظام بتحقيق درجة حرارة سائل التبريد تصل إلى 300 درجة خلال وقت الخمول. وبطبيعة الحال، كان من الصعب جدا على المتخصصين الحصول على مثل هذه المعدلات العالية. أولا، حاولنا تقليل الخسائر الحرارة بسبب طلاء الزجاج متعدد الطبقات وخلق فراغ في النظام.

في حالتنا، الأنبوب الشمسي يشبه إلى حد ما الترمس المنزلية التقليدية. فقط الجزء الخارجي شفافة، والأنبوب الداخلي لديه طلاء خاص، والذي يسمح لها لالتقاط الطاقة الشمسية. بين الأنابيب هو فراغ، والتي من خلالها يمكن تحقيق الحد الأدنى من فقدان الحرارة. في النهاية، يمكننا أن نتحدث عن كفاءة عالية من هذه الأنظمة بالمقارنة مع مسطحة والهواء. في نفس الوقت، مثل جامع قادر على العمل في ظروف الإضاءة المنخفضة.

لقد فرزت بالفعل قليلا مع ما يمكن جمع الطاقة الشمسية. مراجعات العملاء هي دائما مختلفة تقريبا. شخص مسرور جدا مع أنظمة الابتكار، في حين أن آخرين، على العكس من ذلك، أشعر بالأسف على المال الضائع. ولكن بشكل عام، تبدو الصورة جيدة. حوالي 75٪ من المشترين يستجيبون جيدا للنظام. بالمناسبة، نادرا ما يتم شراء جامعي الهواء، على الأقل في أراضي روسيا، لذلك ليس هناك ما يقوله عنهم. ولكن النظم الهيدرولوجية الفراغية أظهرت نفسها كموردين موثوقين للحرارة إلى المنزل. ولكن هنا تجدر الإشارة إلى أن الكثير يعتمد على المتخصصين الذين يقومون بتثبيت مثل هذه المعدات المعقدة والمكلفة. إذا حدث شيء خاطئ، فإن أداء النظام سيكون أقل. في أوروبا، الوضع مختلف بعض الشيء. الناس بكل سرور تثبيت أنظمة الطاقة الشمسية، حيث أن الأسعار هناك إلى حد ما أقل، وانتشار أعلى. ومع ذلك، نادرا ما تستخدم كمصدر رئيسي للحرارة، لأنه لا يمكن القول أن أفضل بديل للغاز أو الفحم هو مجمع للطاقة الشمسية. الاستعراضات، بالمناسبة، ويقولون أن هذا مكلف للغاية وليس من المناسب دائما.

حول التطبيق في أوروبا وروسيا

كما لوحظ قليلا أعلاه، وقد تم استخدام مجمع للطاقة الشمسية للتدفئة في عدد من البلدان الأوروبية بنشاط لعدة سنوات. ولكن النظم الشمسية وجدت تطبيقها في الصناعة. على وجه الخصوص، نحن نتحدث عن صناعات النسيج والغذاء، حيث يبدو مثل هذا الحل إمكانات خاصة. وهكذا، وبحلول عام 2000، بلغ مجموع مساحة مجمعات الطاقة الشمسية حوالي 14 مليون متر مكعب، في حين بلغ هذا الرقم في العالم كله 71 مليون متر مكعب.

في روسيا، الوضع لا تبدو جيدة. والحقيقة هي أن هذه الأنظمة تسمح بتسخين حوالي 100 لتر من الماء يوميا مع احتمال 80٪. ويرجع ذلك إلى كمية يومية صغيرة من الإشعاع الشمسي. وكانت أفضل المناطق لتثبيت الخزانات هي ترانسبايكاليا وسيبيريا وبرموري، حيث كمية الإشعاع الشمسي اليومي أعلى مما كانت عليه في الجزء الأوسط من روسيا. ومن حيث المبدأ، هناك اتجاه معين إلى زيادة طفيفة في الطلب.

ومن الغريب أن فكرة الحصول على الطاقة من الشمس وزيادة استخدامها في الصناعة اقترحت لأول مرة للعلماء السوفيات في عام 1930. في الواقع، هذا هو برج كبير، الذي لديه جهاز استقبال مركزي في الأعلى. كان النظام عددا معينا من هيليوستاتس، التي كانت تسيطر عليها في وقت واحد اثنين من الإحداثيات. ومع ذلك، تم استخدام هذا الجهاز كعاكس لأشعة الشمس مباشرة على المتلقي، مما زاد كثيرا من كفاءة مثل هذا النظام. هنا فقط لبناء مثل هذه الأبراج بدأت في الولايات المتحدة الأمريكية. ولكن تم بناء كل زوج من الأبراج الشمسية. اليوم من المهم للغاية لأداء صحيح حساب المجمع الشمسي للتدفئة. فقط بعد هذا، يمكنك الاعتماد على كفاءة عالية من التثبيت.

لذلك تحدثنا معك حول ما هو جامع للطاقة الشمسية للتدفئة. التعليقات، كما ترون، تختلف اعتمادا على التثبيت الصحيح والموضع. شيء واحد مؤكد – هذا هو حل جيد، ولكن فقط كمصدر بديل للحرارة. والحقيقة هي أنه لا يمكن الاعتماد بشكل كامل على الطاقة الشمسية، لهذا السبب البسيط، والتكنولوجيا، اعتمادا على الظروف المناخية، ليست شعبية جدا. هيليوسيستمز تكتسب شعبية تدريجيا، إلا إذا كان بلا طائل تماما، والأهم من ذلك، وسيلة بيئية للتدفئة وتلقي الماء الساخن. الطاقة الشمسية جامع– صنع للتدفئة غير فعالة، لذلك فمن الأفضل لشراء جودة المنتج. تذكر أن هذه جامعات تتطلب صيانة منتظمة المتخصصة ولا تتسامح مع الأضرار الميكانيكية. لذلك، إذا كنت تسير لتثبيت مثل هذا الترف، تكون على استعداد للتكاليف.

مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة: وهو أفضل

مجمعات الطاقة الشمسية هي أنظمة لجمع الحرارة من الشمس. ومن هذه الأجهزة التي هي أكثر ملاءمة للاستخدام لتسخين المياه: يتم تسخين المبرد في نفوسهم. ثم يمكن أن تغذي في نظام التدفئة (أفضل – في الطابق الدافئ) أو إمدادات المياه الساخنة.

هيكليا، أي تركيب يتكون من الألواح الشمسية نفسها وخزان للمياه الساخنة (الدبابات تأتي مع مبادل حراري عند استخدام التجمد كمبرد). في المناطق مع أيام مشمسة قليلة، يمكن تثبيت سخان النسخ الاحتياطي في خزان المياه. في معظم الأحيان هو سخان. ولكن عليك أن تتذكر أن تحتاج إلى ربط المصدر الثاني ليس بالتوازي، ولكن في سلسلة. وعندئذ فقط سوف تعمل فقط إذا كانت الطاقة الشمسية لتسخين لدرجات الحرارة المحددة ليست كافية. في هذه الحالة، فإن النظام تستهلك مصادر مقتصد للطاقة.

الرسم التخطيطي لتسخين منزل مع جامعي الطاقة الشمسية

حسب الهيكل، المجمعات الشمسية للتدفئة هي:

هناك أيضا محاور جامعي، ولكن هذه هي بالفعل أنظمة من النوع الصناعي، وتتألف من مجموعة من المرايا مكافئ شنت على دعم المحمول. يتم تنظيم وضع المرايا بواسطة نظام تتبع يعطي الأوامر إلى الماكينات التي تغير وضع المرايا بعد حركة الشمس. هذه الأنظمة قادرة على تسخين المبرد حتى 120-250 درجة مئوية، ولكنها معقدة للغاية ومكلفة. للتدفئة المنزلية ليست مناسبة.

مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة هي إطار معدني، إذا تم عرضه من أسفل إلى أعلى، يتم إصلاحها:

شقة جامع الدائرة

• لوحة الجسم؛
• طبقة من العزل الحراري؛
• الطبقة العاكسة (غير متوفرة في جميع النماذج)؛
• لوحة من جامع الحرارة (امتصاص الحرارة أو آخر يسمى لوحة ماصة) التي هي ملحومة أنابيب التبادل الحراري؛
• شفافة غطاء ضوء نقل (الزجاج المقسى مع 95٪ نفاذية الضوء أو البولي كربونية لا أقل).

أيضا على الجسم هناك التفريغ وأنبوب مدخل – من خلالها يسود المبرد.

هناك نماذج مفتوحة – بدون غطاء. ميزتهم الوحيدة هي سعر منخفض، لكنها غير فعالة جدا وغير صالحة تماما في درجات الحرارة السلبية. نظرا لعدم وجود غطاء، فإن طلاء الامتصاص ينهار بسرعة، بحيث جامعات مفتوحة تخدم عدة مواسم، وبسبب ميزاتها يمكن استخدامها لتسخين المياه في حوض السباحة أو في الحمام. فهي عديمة الفائدة للتدفئة.

ظهور جامع شقة

مبدأ تشغيل مجمع الطاقة الشمسية هو كما يلي: أشعة الشمس تمر تقريبا تقريبا من خلال الزجاج الواقي العلوي. من هذه الأشعة، يتم تسخين امتصاص الحرارة. الحرارة، بطبيعة الحال، هو مشع، ولكن تقريبا لا يخرج: الزجاج هو شفافة لأشعة الشمس، الحرارة لا تمر (موقف “في” على المخططات). اتضح أن الطاقة الحرارية لا تبدد، ولكن يبقى داخل لوحة. من هذه الحرارة الحرارة أنابيب الصرف هي ساخنة، ومنهم يتم نقل الحرارة إلى الناقل الحرارة المتداولة من خلالهم.

قواعد لموقع جامعي شقة

وينبغي أن يقع جامعو هذا النوع بزاوية 90 درجة فيما يتعلق بأشعة الضوء الساقطة. وكلما كانت هذه الزاوية أكثر دقة، كلما زادت حرارة النظام. فمن الواضح أنه على سقف ثابت فإنه من المستحيل للحفاظ على هذه الزاوية بشكل دائم، ولكن تحتاج إلى ترتيب لوحة بحيث ضوء يسقط على ذلك قدر الإمكان. هناك أجهزة مكلفة جدا أن تغيير موقف لوحة نسبة إلى الشمس، والحفاظ على زاوية الأمثل من أشعة الشمس. تسمى أنظمة التتبع.

تظهر النظم الشمسية كفاءة أكبر إذا كانت أشعة الشمس تسقط في زوايا قائمة

سعر جامع شقة يعتمد إلى حد كبير على المواد المستخدمة. لذلك يمكن أن تكون القضية الألومنيوم أو مصنوعة من الصلب المجلفن. حالة الألومنيوم هو الأفضل، ولكن يكلف أكثر. وهناك أيضا حالات البوليمر. وهي تتميز بقوة عالية وموثوقية.

أنابيب التبادل الحراري والمواد من لوحة– الحرارة جامع لها تأثير كبير على الكفاءة. فهي الألومنيوم (هذه الألواح هي أرخص) والنحاس. النحاس هو أكثر تكلفة، ولكن أيضا أكثر دواما، لديهم أيضا كفاءة أعلى. بالنسبة لروسیا، حتی في المناطق الجنوبیة، فمن المستحسن استخدامھا. وبما أن العزل، حتى في الجنوب، نادرا ما يكون مفرطا، ولكنه ليس دائما كافيا للتدفئة.

سعر جامع مسطح يعتمد على المواد التي يتم تصنيعها

ومن المهم أيضا لتغطية لوحة من جامع الحرارة: أقرب إلى اللون الأسود المطلق سيكون، وأقل سوف تنعكس الأشعة وأكثر من ذلك سوف تنتج عن الحرارة. ولذلك، تعمل التكنولوجيا باستمرار على تحسين هذا الطلاء. في النماذج الأولى كان الطلاء الأسود المعتاد، اليوم – أسود النيكل الرش.

في وجهة نظر منفصلة، ​​يمكن للمرء أن يميز المجمعات الشمسية البلاستيكية. في أبسط نسخة، وهذه هي اثنين من ألواح البولي، والتي يتم إصلاحها إلى إطار من الألومنيوم. بينهما الزعانف الملحومة أو تنصهر، وخلق متاهة في لوحة لتيار المياه. في الجزء العلوي من لوحة هناك مدخل، في الجزء السفلي – منفذ. في الجزء العلوي، يتم سكب الماء البارد، الذي يمر عبر المتاهة، يسخن ويخرج في درجة حرارة أعلى من خلال أقل واحد. يستخدم النظام لتسخين المياه في الصيف. بسبب انخفاض المقاومة الهيدروليكية، فإنه يعمل بشكل جيد جدا في نظام الجاذبية. هذا النوع من سخان المياه بالطاقة الشمسية – خيار مثالي لتوريد الماء الساخن إلى البيوت في موسم الحديقة.

جامعات البلاستيك تعمل على تسخين المياه. وهناك خيار كبير للمنزل الصيف أو فيلا

ولكن أحيانا جامعي البلاستيك تسمى جامعي كاملة للتدفئة. فقط في لهم الغطاء العلوي مصنوع من الزجاج، ولكن من نفس البولي أو غيرها من البلاستيك، وهو أمر جيد لنقل أشعة الشمس. هذه النماذج هي أقل عرضة للخطر: البلاستيك أقوى من الزجاج (حتى تصلب).

في أنظمة التدفئة، واحدة من المهام الأساسية هي ضمان الحفاظ على الحرارة ومنع فقدانها. للقيام بذلك، وتستخدم سخانات مختلفة والبيئات لمنع تبديد الطاقة الحرارية. العازل الحراري الأكثر فعالية هو فراغ. ويستخدم هذا المبدأ في أنبوبي أو، كما يطلق عليها، جامع فراغ الشمسية. ولكن فراغ جامع الشمسية يمكن أن يكون من أربعة تعديلات. لديهم نوع مختلف من أنبوب زجاجي وقنوات حرارة مختلفة.

لذلك تبدو الألواح الشمسية الأنبوبية

اليوم يستخدم أساسا نوعين من الأنابيب: محوري (الأنابيب في الأنابيب) أو قلم نافورة. يشبه أنبوب محوري الترمس في هيكل: اثنين من قوارير هي ملحومة بشكل محكم معا من طرف واحد، بين الجدران – مساحة نادرة – فراغ. تودع طبقة ماصة على جدار لمبة الثانية. في ذلك، يتم تحويل أشعة الشمس إلى طاقة حرارية. الجدار الداخلي للمبة مع ارتفاع درجات الحرارة، والهواء داخل المصباح الدفء من ذلك، ومن ذلك، بدوره، المبرد الذي يتداول من خلال قناة الحرارة ساخنة. بسبب نظام نقل الحرارة المعقدة، سخانات مع هذه الأنابيب لديها كفاءة عالية جدا. ولكنها تستخدم في كثير من الأحيان. لسبب أن العمل يمكن أن يكون في أي وقت، حتى في الصقيع الشديد ويكون فقدان الحرارة الصغيرة (بسبب فراغ)، مما يحسن من كفاءتها.

أنبوب النافورة هو مجرد لمبة واحدة، ولكن مع سمك الجدار أكبر. داخل إدراج قناة الحرارية، والتي لتحسين نقل الحرارة يتم توفيرها مع لوحة مسطحة أو قليلا متعرجا من المواد ماصة. وبعد ذلك يتم إخلاء الأنبوب. هذا النوع لديه كفاءة أعلى، ولكن أكثر تكلفة بكثير من تلك المحورية. وبالإضافة إلى ذلك، استبدال أكثر صعوبة عندما الأنبوب هو خارج النظام.

قلم نافورة – داخل لوحة تشبه ريشة

اليوم، هناك نوعان من القنوات الحرارية الشائعة:

الدائرة القناة الحرارة حرارة الأنابيب

نظام أنبوب الحرارة هو أنبوب مجوف مع طرف ضخمة في نهاية واحدة. يرصد هذا غيض من مادة مع نقل الحرارة جيدة (في معظم الأحيان النحاس). يتم توصيل النصائح في حافلة واحدة – متعددة. الحرارة تأخذ وسط نقل الحرارة المتداولة من خلال مشعب. ويمكن تنظيم تداول المبرد بواسطة أنبوب واحد أو اثنين.

داخل الأنبوب هو بسهولة الغليان المسألة. في حين أن درجة الحرارة منخفضة، هو في الحالة السائلة في الجزء السفلي من قناة الحرارة. كما يبدأ التسخين، يبدأ الغليان، جزء من المادة يمر في حالة الغازية، يرتفع. الغاز الساخن يعطي قبالة الحرارة إلى المعدن من طرف ضخمة، يبرد، يصبح السائل وتدفق أسفل الجدار. ثم تسخن مرة أخرى، وما إلى ذلك.

في جامعي الأنبوب مع قناة التدفق المباشر، يتم استخدام نظام التبادل الحراري أكثر تقليدية: هناك أنبوب على شكل حرف U على طول الذي يتحرك المبرد. تمر من خلال ذلك، فإنه يسخن.

U- نوع المبادلات الحرارية تظهر أداء أفضل، ولكن العيب الرئيسي هو أنها جزء لا يتجزأ من النظام. وإذا تلف أنبوب واحد في الألواح الشمسية، فمن الضروري تغييره تماما.

المبادلات الحرارية الأنابيب الحرارة هي أقل كفاءة، ولكنها تستخدم أكثر من ذلك بكثير في كثير من الأحيان يرجع ذلك إلى حقيقة أن النظام هو وحدات وأي تغييرات أنبوب التالفة ببساطة شديدة. ببساطة من مشعب يحصل على واحد، في مكانها هو وضع آخر. كما يحدث، يمكنك أن ترى في الفيديو. غريبا كما قد يبدو، يتم تجميع أنبوب فراغ لجمع الطاقة الشمسية بهذه الطريقة. وليس هناك تناقض هنا. يتم استخدام لمبة محورية ببساطة والفراغ بين جدرانه، وليس حول قناة الحرارة.

وهناك نوع منفصل من جامعات الأنابيب الشمسية هي وحدات التدفئة المباشرة. وتسمى أيضا “أنبوب الرطب”. في هذا التصميم، يتناوب الماء بين القارتين، يتم تسخينه من جدرانه، ثم يدخل الخزان. هذه النباتات بسيطة ورخيصة، لكنها لا يمكن أن تعمل تحت ضغط متزايد أو في درجات الحرارة السلبية (تجميد المياه ورشقات القوارير). هذا الخيار للتدفئة ليست مناسبة، يمكنك استخدامه لتسخين المياه في الموسم الدافئ.

بواسطة أنابيب التبادل الحراري الداخلي، يمكن أن تتناثر المياه والتجمد. يمكنك استخدام المياه في المناطق التي لا توجد فيها درجات الحرارة السالبة أو من المتوقع أن يعمل النظام بشكل حصري خلال الموسم الحار (في البيوت الريفية، على سبيل المثال). ولكن مع الاستخدام الموسمية قبل الحفظ لفصل الشتاء من لوحات فمن الضروري أن تستنزف كل المياه. في جميع الحالات والمناطق الأخرى، فمن الضروري لملء التجمد أو محلولها المائي (يعتمد على الحد الأدنى لدرجات الحرارة في المنطقة).

وينبغي أن نتذكر أنه عند استخدام التجمد في خزان التخزين، وسوف يكون هناك لفائف، وسيتم توفير دوران المبرد من قبل مضخة. هذا النظام يسمى “مغلق”: وفقا للنظام الشمسي، يتحرك المبرد على طول كفاف مغلق.

إذا تدفق التجمد من خلال جامع، هناك مبادل حراري في الخزان

ويخاف الكثيرون من الاعتماد على وجود الكهرباء. وينبغي أن يقال أن هناك نماذج من مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة مع الدورة الدموية الطبيعية. كفاءتها أقل بسبب انخفاض سرعة المبرد، لكنها فعالة جدا. ومع ذلك، من أجل تنظيم التدفئة عالية الجودة، ستكون هناك حاجة إلى مناطق كبيرة.

بالنسبة لأولئك الذين ليسوا مرتاحين مع انخفاض في الكفاءة، وهناك طريقة أخرى للخروج: توفير الطاقة الاحتياطية. في أبسط نسخة، هذا هو امدادات الطاقة غير المنقطعة مع عدة بطاريات السيارات. وهذا يعطي عدة ساعات من العمل دون كهرباء في الشبكة. لعمل أطول، سوف تحتاج إلى مولد. هناك خيار ثالث: المضخات التي تعمل من الطاقة الشمسية. لكنها لا تزال نادرة. والطريقة الرابعة: لوضع البطارية الشمسية والبطاريات، والتي ستكون مصدر الطاقة الاحتياطية.

عندما يتم استخدام الماء كمبرد، فإنه يتدفق من خزان للتجميع الشمسي، حيث يتم تسخينها. يتم إرجاع ساخنة إلى الخزان، ومن ثم يذهب مباشرة إلى نظام التدفئة وإمدادات المياه الساخنة. منذ يتم استهلاك المياه من النظام، ويسمى “فتح”. المياه في ظل هذا النظام هي آمنة في المصطلحات البكتيرية والبيولوجية: في أنابيب التبادل الحراري تسخن لدرجات الحرارة العالية، حتى يتسنى لجميع الميكروبات يموت.

وليست هناك دائما فرصة أو الرغبة في ترتيب نظام تدفئة كامل، تشكل جميع النظم الشمسية جزءا منه، وقد نوقش أعلاه. ولكن يمكنك حفظ على تدفئة المباني دون الجهاز من النظام. وتساعد في هذا جامعي الهواء. استبدال تماما التدفئة التقليدية، فهي ليست قادرة على، ولكن خفض التكاليف يمكن.

مبدأ التدفئة مع الهواء المسخنات

وفي أبسط حالة، يكون جهاز تجميع الطاقة الشمسية للهواء صفين، بينه متاهة، يتم من خلالها تدفق الهواء. لوحة الخارجي لديه ثقوب (الثقوب) التي يمر الهواء البارد. تمر من خلال المتاهة، فإنه يسخن ثم من خلال ثقب في جدار المنزل يحصل داخل. ويمكن تشغيل النظام باستخدام مروحة (تداول القسري) أو بدونه. كل ذلك يعتمد على التكوين.

تركيب سخان الهواء الشمسية في كثير من الأحيان على الجدار الجنوبي (من الممكن التداول الطبيعي بسبب ارتفاع تيارات الهواء الدافئ)، ولكن يمكن أيضا أن يتم ذلك على السطح (مع مروحة).

خيار آخر للتدفئة باستخدام جهاز تجميع الطاقة الشمسية

ارتفاع الحرارة في تلك الأجهزة، فإنك لن تحصل على: كفاءة بهم صغيرة جدا، ولكن إلى 30-45 س Savanoriu شارع أيام باردة أو ما يصل إلى 50 درجة مئوية في الهواء في الأيام الحارة يمكن أن يكون الحرارة. فقط للحصول على تأثير جيد، جامعي الهواء يجب أن يكون أكثر من حجم لائق. لزيادة يرصد كفاءة الجدار الثاني من المواد التي تمتص الحرارة التي تستخدم في جمع لوحة مسطحة. أيضا، يتم عزل الجدار الخلفي، ومنع تبديد الحرارة. ولكن الكفاءة لا تزال منخفضة: الهواء هو 4000 مرة أقل حرارة المستهلكة من المياه.

جامعات شقة قابلة للتطبيق في المناطق مع عدد كبير من الأيام المشمسة والاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة ليلا. فهي غير فعالة في الطقس غائم أو عاصف: خسائر الحرارة من سطح كبير كبيرة. على الرغم الحديثة تجميع الطاقة الشمسية المسطحة ومحاولة لجعل محكم، وحتى بعض بالمكنسة الكهربائية، ولكن في درجات حرارة منخفضة لا تزال السخانات الشمسية أنبوبي أكثر كفاءة.

تبدو الأنابيب الأكثر شعبية في القسم مثل هذا

النباتات أنبوبي لديها إنتاجية أقل. ولكن فقدان الحرارة هو صغير. زائد هو أيضا قدرتها على التقاط أشعة الشمس المتناثرة، وحتى بعض أجزاء أخرى من الطيف من أشعة الشمس: أنها تحسنت قليلا حتى في الليل. ونتيجة لذلك، فهي أكثر فعالية في المناطق الشمالية. أنها دافئة حتى في الليل، ناهيك عن يوم ملبد بالغيوم. ولذلك، لا لبس فيه: بالنسبة للمناطق الوسطى، وخاصة، الشمالية، مجمعات الطاقة الشمسية لتدفئة المنزل اختيار أنبوبي فقط. ولكن أي منها – والامر متروك لكم.

أكثر المجمعات الشمسية كفاءة لتدفئة المنزل هي مع أنبوب ريشة وقناة الحرارة على شكل حرف U. لكنها أغلى، ولا تخضع للإصلاح. تتغير اللوحة بأكملها فقط.

هذا الهاتف هو أكثر كفاءة، ولكن إذا كان واحد على الأقل في لوحة معطوب، لديك لتغيير اللوحة بأكملها

أسوأ قليلا من حيث الكفاءة هي نفس أنابيب نافورة، ولكن مع نظام أنابيب الحرارة. لكنها لا تزال باهظة الثمن، وإذا فشل سخان، سيكون لديهم لتغيير أنبوب كله، والتي ليست رخيصة.

الأنابيب المحورية الأكثر شعبية هي مبادل حراري أنابيب الحرارة: أنها تكلف أقل، فإنها ببساطة تغيير، وحتى يمكن إصلاحها. إذا كان مبادل حراري معطوب، يتم إزالته ببساطة، يتم تثبيت واحد جديد، وأنبوب بعد التجمع (حركة البخار) هو مرة أخرى جاهزة للتشغيل. وبالمثل تأتي عندما تلف المصباح: فقط يتم تغييره. بشكل عام، وإن لم يكن النظام الأكثر إنتاجية (جميع أنواع أخرى لديها كفاءة عالية)، ولكن الأكثر للإصلاح.

تجميع الطاقة الشمسية: مبدأ التشغيل وطرق التطبيق. مجمعات الطاقة الشمسية للمنزل

كل يوم من أقرب نجم لدينا إلى الأرض يتلقى الطاقة بقدر ما تنفق البشرية كلها خلال السنة من حيث الأنواع الأحفورية. يتم نقل الطاقة الحرارية عن طريق الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء.

إحدى محاولات ترويض تدفق الحرارة والضوء من الفضاء هو نظام التبادل الحراري الحراري. وببطء ولكن بثبات، فإن مجمعات الطاقة الشمسية لتدفئة المنزل تكتسب شعبية مع المستهلكين ودفع مصادر التدفئة التقليدية. وبالنسبة للمفهوم المتنامي للمنازل الذكية، وهذا هو جزء لا يتجزأ من المعدات الهندسية. في توافره على نطاق واسع يلعب دور زيادة مانوفاكتورابيليتي الإنتاج، ونتيجة لذلك، وخفض التكلفة. حوالي 70٪ من السوق العالمية لاستخدام الأنظمة الشمسية في الصين. في المناطق الجنوبية من هذا البلد، تقريبا على كل سقف يمكنك ان ترى جامع الشمسية. سعر منتجات جارنا الشرقي هو أقل بكثير من تلك الأوروبية، ونوعية مقبولة تماما.

في بلدان البحر الأبيض المتوسط، حيث عدد الأيام المشمسة أكثر من 300 في السنة، ويمكن العثور على مجمع للطاقة الشمسية للتدفئة والتدفئة المياه على كل سقف تقريبا. ليس هناك شك في فعالية هذا المصدر الحراري في المناطق الجنوبية من روسيا. ويعتبر مناخ الحزام الأوسط غير موات لمحطات الطاقة هذه. ومع ذلك، الدراسات والتجارب تثبت جدوى استخدام النظم الهليولوجية. وأجري عمل خاص في معهد درجات الحرارة العالية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم. متوسط ​​كثافة تدفق الطاقة الشمسية، اعتمادا على المنطقة المناخية، هو 150-300 واط / متر مربع. م تصل مؤشرات الذروة إلى 1000 واط / متر مربع. م.

تم اختيار البيانات الأولية لحساب كفاءة النظام الشمسي لتكون نسبة السطح في 2 كم مربع. م من جامع إلى حجم 100 لتر من خزان. ويقدر احتمال تسخين المياه يوميا في النظام بالمؤشرات التالية:

• إلى درجة حرارة +37 درجة مئوية – 50-90٪.
• إلى درجة حرارة +45 درجة مئوية – 30-70٪.
• إلى درجة حرارة + 55 درجة مئوية، 20-60٪.

هذه الأرقام الجافة تشير إلى أنه في الفترة الباردة من السنة، فإن جمع الطاقة الشمسية، حتى مع أصغر عدد من الأيام المشمسة، يوفر ما يصل إلى 60٪ من الطاقة لتسخين المنزل.

أنواع محولات الطاقة الشمسية

تم تصميم المجمع الشمسي لتحويل طاقة ضوء النهار إلى طاقة حرارية. المواد التطبيقية وحلول التصميم التي تهدف إلى الحد الأقصى امتصاص الطاقة الشمسية، وتحويلها إلى حرارة، ونقل فعالة لاستخدامها مرة أخرى. كمبرد يستخدم كسائل غير تجميد خاص، والهواء الجوي. دوران المبرد إجباري وطبيعي. في هذه الحالة إذا، الحراري، النظام الطبيعي ينطبق نقل الحرارة، وينبغي وضع تجميع الطاقة الشمسية تحت دبابة العازلة، على سبيل المثال على قطعة أرض مجاورة. ويستخدم هذا المخطط عند تسخين المباني الصغيرة أو المؤقتة. تتطلب أنظمة الحجمي استخدام مضخة لتعميم السوائل. ويمكن استخدام مثل هذا المخطط لتركيب نظام إمدادات المياه الساخنة.

يتكون نظام التدفئة من المكونات التالية:

• يقوم المجمع الشمسي بتحويل طاقة الشمس إلى طاقة حرارية.
• يقوم خط الإمداد بتوصيل المبرد إلى خزان التخزين.
• المضخة الكهربائية تدور السائل نقل الحرارة.

في خزان التخزين يتم نقل الحرارة من الدائرة الشمسية إلى الدائرة من نظام التدفئة بالبخار من المنزل. في هذه الحاوية، يمكن وضع عنصر التسخين المزدوج، الذي يتحول تلقائيا إذا كانت الظروف الجوية لا تعزز التدفئة من المبرد إلى المعلمات المحددة. السائل من تركيب الطاقة الشمسية يلبي المتطلبات المتضاربة. يجب أن تكون مقاومة للصقيع، ولكن في نفس الوقت لا تتبخر في درجة حرارة عالية ولا تكون سامة. في معظم التركيبات، يتم استخدام وسط نقل الحرارة يتكون من 60٪ من الماء المقطر و 40٪ غليكول. تسمح الأتمتة دون مشاركة شخص للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في الداخل وتجنب ارتفاع درجة حرارة المبرد.

أنظمة فراغ لديها جهاز معقد إلى حد ما. عنصر العمل الرئيسي هو مكلفة ضوء– استيعاب أنبوب من تصميم خاص. أساس مبدأ الترمس. سطح أنبوب فراغ شفافة. انها تسمح في ضوء الشمس على الانبوب الداخلي. من الفضاء بينهما، يتم ضخ الهواء خارج، وغياب الغاز يسمح لتخزين ما يصل الى 97٪ من الحرارة.

في الجزء السفلي من الانبوب الداخلي هناك الحرارة الناقل السائل، والتي، عند تسخينها، يمر بسرعة إلى حالة الغازية. في الجزء العلوي من أنبوب نقل الحرارة إلى جامع يحدث، بينما المبرد يبرد و، التكثيف، يعود إلى حالتها الأصلية. فالأنظمة التي تستخدم الأنابيب المفرغة لديها كفاءة عالية إلى حد ما في درجات حرارة تقل عن -37 درجة مئوية وسوء الإضاءة. هذا الجهاز يتطلب التنظيف في الوقت المناسب من الثلوج وتركيب بدقة في زاوية معينة. كما ينبغي تنظيف الشرائح الواضحة دوريا من التلوث. تم تصميم المجمع الشمسي المفرغ خصيصا لخطوط العرض الشمالية. يعمل بشكل فعال في غياب أشعة الشمس المباشرة.

والمجمع الشمسي المسطح عبارة عن لوحة مكتفية ذاتيا تتألف من ثلاثة مكونات:

• امتصاص الإشعاع الشمسي. هو رسمت مع طلاء أسود أو طلاء خاص.
• العلوي طلاء شفاف. مصنوعة من الزجاج المقسى أو البولي.
• نظام الأنابيب، التي من خلالها يتم تبريد سائل التبريد في ذلك. وعادة ما تكون مصنوعة من النحاس.

الجانب الخلفي من لوحة لديه طلاء العزل الحراري الفعال. ويرتبط واحد أو أكثر من هذه اللوحات إلى خط إمدادات خزان البطارية. هذا النوع من النظام لديه تكلفة منخفضة نسبيا والأداء الجيد في المواسم الدافئة. الجانب السلبي هو كفاءة منخفضة في درجات الحرارة السلبية وفقدان الحرارة ملحوظا.

في خطوط العرض الجنوبية، حيث أكبر عدد من أيام واضحة، ما يسمى المكثف قد انتشر. وهو نظام من عاكسات مكافئ تقع على سطح منحني واحد وتركيز أشعة الشمس في نقطة معينة. لأقصى قدر من الكفاءة، مطلوب تغيير في الموقف في طائرتين، بعد حركة الشمس في السماء على مدار اليوم. لا يتم تطبيق المجمعات الشمسية لمنازل التدفئة من هذا التصميم.

استخدام وحدات الطاقة الشمسية يحل المشاكل مع التدفئة مع محدودية الوصول إلى الغاز أو الكهرباء، مع عدم كفاية إمدادات الطاقة المركزية. كما نظام التدفئة مساعدة، وإمدادات المياه الساخنة في المنزل، كوخ، فيلا، وحمام سباحة يسمح لك لانقاذ أموال كبيرة لأصحابها. نطاق التطبيق مختلف جدا:

• تسخين المباني الصناعية؛
• والتدفئة، وإمدادات المياه الساخنة من المباني السكنية المخصصة للسكن الدائم والمؤقت.
• والمرافق الصحية التدفئة، والقواعد السياحية، والمجمعات الرياضية، والمحلات التجارية الصغيرة المستقلة.
• التدفئة من حمامات مفتوحة ومغلقة؛
• والتدفئة، وإمدادات المياه الساخنة من أماكن المعيشة والعمل المؤقتة.

نظام التدفئة يمكن استخدام ليس فقط السائل، ولكن أيضا في الغلاف الجوي الهواء كما الناقل الحرارة. يتم استخدام جهاز تجميع الطاقة الشمسية لتدفئة جميع أنواع الغرف واعتمادا على التصميم هناك ثلاثة أنواع:

• شقة لديها مبادئ مماثلة مع بناء السائل مماثلة.
• يستخدم هرمي نظام معقد من الأسطح العاكسة.
• وتقع الستائر الفينيسية بين ربط الزجاج والهواء الدافئ المباشر في الغرفة. تستخدم لشريط زجاج المباني.

على عكس الأجهزة السائلة، يمكن أن يتم تجميع الهواء الشمسية من المواد غير المعدنية.

النظام الشمسي لإمدادات المياه الساخنة

يمكن توصيل نظام إمدادات المياه الساخنة بخزان تخزين. الدبابة، وبالتالي، سوف تلعب دور المرجل، والتي، بدورها، سوف تلعب دور مروحة كهربائية بواسطة لفائف التبادل الحراري المدرجة في دائرة التدفئة. عن طريق دوامة، سوف يبدأ المبرد لتسخين المياه في الخزان. وبالتالي، فإن مخطط إمدادات المياه سيكون تراكميا أو تراكميا.

جمع الطاقة الشمسية بأيديهم

أبسط محول للطاقة الشمسية يوفر نقل الحرارة المباشرة من أشعة الشمس المتداولة داخل نظام الأنابيب إلى الماء. وكانت هذه المنتجات تنتجها الصناعة المحلية في بداية هذا القرن. وقد تم تجميع الألواح الشمسية للمنزل من أنبوب نحاسي يبلغ قطره 20 مم. لسهولة التركيب والاستخدام، كان ملتويا في دوامة مسطحة وجود اتصال في كلا الطرفين لربط خط أنابيب الرئيسي أو ببساطة خرطوم حديقة. مثل دوامة يمكن وضعها على منحدر سقف الكوخ. كان حجم الماء الساخن كافيا للاستحمام في نهاية اليوم وغسل الأطباق. مثل هذا جامع الطاقة الشمسية يمكن أن تكون مصنوعة بأيديكم من الأنابيب البلاستيكية السوداء. يتم تصنيع محول هيليو المسطح باستخدام مبادل حراري من ثلاجة قديمة.

تعقيد تشغيل النظام الشمسي هو أن الكفاءة تعتمد على ارتفاع الشمس فوق الأفق، الوقت من السنة واليوم، وجود الغيوم والرطوبة ودرجة حرارة الهواء المحيط. يجب أن يكون الموجه الشمسي لتدفئة الغرفة في مستوى أفقي موجها نحو الجنوب. ويسمح الانحرافات في اتجاه الغرب أو الشرق في غضون 40 درجة. في هذه الحالة، سيتم تخفيض كفاءة التثبيت إلى حوالي 20٪. لعبت دورا هاما من زاوية الميل، الذي ينبغي أن يكون من 35 إلى 45 درجة.

الخيار الأكثر معقولية هو توفير، في مرحلة تصميم منزل جديد، أن يتم تركيب مجمع للطاقة الشمسية على السطح. سعر معدات مماثلة هو أعلى بكثير من التدفئة التقليدية بالبخار. ولكن التكاليف أكثر مما يبررها الاستغلال اللاحق. فترة الاسترداد، إذا كان المنزل معزول وفقا لجميع القواعد والقواعد، في المتوسط ​​خمس سنوات.