Устройство солнечного коллектора: Солнечный коллектор: открытый, вакуумный, плоский. Принцип работы

Содержание

Устройство и установка солнечного вакуумного коллектора

Энергия солнца является экологически чистым, универсальным и дешевым источником энергии, по сравнению с традиционными источниками. Рост интереса к этому виду энергии обусловлен, с одной стороны, постоянным ростом цен на топливо ( природный газ и нефть), с другой стороны -ужесточением контроля и норм по выбросу вредных веществ в окружающую среду.

Солнечные коллекторы, это, безусловно, самый зеленый способ производства горячей воды. Солнечные водонагреватели, как правило, используется в сочетании с традиционными нагревателями, так как погода влияет на эффективность нагрева воды. Традиционные нагреватели лишь подстраховывают солнечные водонагреватели, в зимние и пасмурные дни.

Вакуумный солнечный коллектор (солнечный водонагреватель) используется с целью сбора солнечной энергии и преобразованием её в тепловую энергию. Солнечный коллектор состоит из отдельных вакуумных трубок, которые располагаются параллельно друг другу.

Вместе с теплосборником, креплением и рамой они формируют солнечный вакуумный коллектор.

Конструкция вакуумных трубок похожа на конструкцию термоса: одна трубка вставлена в другую с большим диаметром. Между ними вакуум, который представляет совершенную термоизоляцию. Внутренняя трубка покрыта специальным селективным слоем, который хорошо абсорбирует (поглощает) солнечную энергию а вакуум препятствует потерям тепла. Медная трубка запаяна и содержит небольшой объем легкокипящей жидкости.

Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть – наконечник, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура (незамерзающей жидкости). Конденсат стекает вниз, и процесс «испарения–конденсации» повторяется.

Вакуумные трубки сделаны из высококачественного, сверхпрочного боросиликатного стекла, что обеспечивает защиту их от града и механических повреждений. Данная трубка устойчива к замораживанию и работоспособна без повреждений до -50°С.

Испарение жидкости начинается при достижении температуры внутри трубки +30°С.

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками в зависимости от давления и использования делятся на :

— Солнечный коллектор система без давления;

— Солнечный коллектор система под давлением;

— Солнечный коллектор одноконтурный;

— Солнечный коллектор двухконтурный;

— Солнечный водонагреватель, сплит-система;

— Солнечный коллектор всесезонный.

За счёт солнечной энергии такая система способна обеспечивать до 100 % ежедневной потребности в ГВС в летний период. За счёт вакуума потери тепла в атмосферу минимальные.

Солнечный коллектор системы без давления является самой простой системой ГСВ , не нуждается в постоянной подкачке воды (заправляется периодически), так как расположен выше точки разбора воды.

Внимание: солнечный коллектор с вакуумными трубками системы без давления эксплуатируется только в теплое время года (при положительной температуре окружающей среды), на зимний период воду из системы необходимо сливать.

Такие коллекторы используются для обеспечения горячего водоснабжения в загородных домах и дачах и пансионатах при условии потребления воды только при положительных температурах наружного воздуха.

Место установки солнечного коллектора -крыша дома и других строений (плоская / скатная)

Емкостной бак для воды двухслойный. Внешний слой сделан из нержавеющей или окрашенной стали, диаметр 460 мм. Внутренний слой — из нержавеющей стали 0,41 мм толщиной, диаметром 360 мм. Между стенками бака в качестве утеплителя используется полиуретан 50 мм толщиной. Подпорная рама металлическая с гальваническим покрытием. Электронагреватель установлен в баке для воды и включается, когда для подогрева воды недостаточно солнечной энергии. Контроллер осуществляет интеллектуальный контроль и автоматическую работу системы: регулирует уровень воды в баке (открывает клапан подачи воды из водопровода), обеспечивает поддержание заданных параметров температуры нагрева жидкости в баке (включает электронагреватель при недостаточности нагрева воды).

Данная система отличается от рассмотренной выше конструкцией бака солнечного проточного водонагревателя.

Бак проточного водонагревателя на солнечном коллекторе двухконтурный, и является конструкцией бак в баке. Между стенками внутреннего и внешнего баков находиться теплоизолятор. В середине внутреннего бака находится медный змеевик, через который проходит подогреваемая вода из водопроводной сети. Концы этого змеевика выведены наружу с разных сторон бака. Внутренний бак заполняется водой или антифризом, который подогревается всё теми же вакуумными трубками с тепловыми стержнями. Уровень воды или теплоносителя в баке поддерживается автоматически контроллером.

Принцип работы проточного водонагревателя:

Вакуумные трубки с тепловыми стержнями нагревают теплоноситель внутри бака, вокруг змеевика. Эта вода используется только, как внешний теплоноситель для змеевика. Когда потребитель открывает кран горячей воды, то она, под давлением водопроводной сети, проходит через множество витков змеевика и разогревается.

Преимущества водонагревателя:

1) При нагреве воды внутри бака — система готова к работе

2) Горячая вода из бака не расходуется и постоянно подогревается трубками коллектора (расходуется вода внутри змеевика), нет перерывов в работе нагревателя

3) Не требуется располагать водонагреватель выше точек потребления горячей воды

4) При использовании антифризов для заполнения внутреннего бака, водонагреватель становится все сезонным.

Сплит-система состоит из:

-солнечного коллектора с вакуумными трубками, внутри которых находится медный нагревательный элемент,

-насосной станции,

-контроллера,

-расширительного бачка,

-датчиков,

-бака для воды с двумя теплообменниками, ТЭНом.

Характеристика Солнечной водонагревательной Сплит- системы :

1. Солнечный коллектор отделен от водяного бака, бак может быть установлен в любом месте;

2. Солнечный коллектор может быть установлен на зданиях различными способами и стилями;

3. Применяет U-образные вакуумные трубы солнечного коллектора, использует антифриз для преобразования тепла с высоким антифризным эффектом;

4. Интеллектуальная система контроля, надежная и удобная;

5. Хранение большого объема воды, достаточный поток воды;

6. Многофункциональный интерфейс отопительной системы может быть соединен с дополнительным ресурсом отопления, работающий не на солнечной энергии.

7. Возможность эксплуатации в любое время года;

8. Возможность работы в регионах с умеренным климатом, в том числе в зимний период, при низких температурах;

Внимание: сплит-система не является полной заменой традиционно применяемым системам отопления, а используется для предварительного нагрева теплоносителя в системе отопления.

Количество вырабатываемой солнечным коллектором тепловой энергии зависит в основном от угла наклона и ориентации установки. Критерием ориентации является азимут.

Угол наклона – это угол между горизонталью и батареей.

При установке на скатной крыше угол наклона задается скатом кровли. Наибольшее количество энергии воспринимается панелью коллектора при расположении его плоскости под прямым углом к направлению инсоляции. Поскольку угол инсоляции зависит от времени суток и года, ориентацию плоскости коллектора следует выполнять в соответствии с высотой Солнца в период поступления наибольшего количества солнечной энергии.

На практике углы наклона принимаются между 30 и 45?.

Азимут

описывает отклонение плоскости коллектора от направления на юг; если плоскость коллектора ориентирована на юг, то азимут = 0?.

Самого высокого коэффициента энергоотдачи (КПД) солнечной установки в Санкт-Петербурге и Ленинградской области можно добиться при ее расположении в южном направлении с наклоном 30-35? к горизонтали.

Важной частью гелиоустановки является поддерживающая конструкция для солнечных коллекторов. Она обеспечивает правильный угол наклона, а также необходимую жесткость конструкции. Поддерживающие конструкции с солнечными модулями должны выдерживать порывы ветра и другие неблагоприятные воздействия окружающей среды.

Принцип работы вакуумного солнечного коллектора

Вакуумный гелиоколлектор преобразовывает энергию солнечных лучей в тепло, которое пригодно для бытового использования. Причем делает он это, в отличие от солнечных панелей, в любое время года, в любую погоду и с минимальными теплопотерями.

Устройство вакуумных солнечных коллекторов

Базовый набор элементов устройства:

  • длинная прозрачная труба, из которой выкачан воздух;
  • нагреваемый элемент в виде медного стержня, который размещен внутри прозрачной трубы с вакуумом;
  • система распределителей, которая объединяет стержни и внешние трубы, позволяет аккумулировать тепло со всех нагреваемых элементов;
  • каркас или рамка, на которую крепится под нужным углом конструкция из трубок.

Классифицируют их в зависимости от вида внешних трубок, а также свойств нагреваемых элементов. Трубки бывают перьевыми и коаксиальными, а элементы — прямоточными U-образными и типа heat pipe. Из-за вакуумной среды эти устройства сложно изготовить самостоятельно. Но есть несколько видов солнечных коллекторов, которые можно изготовить дома.

Основная характеристика солнечного коллектора — это мощность. На нее влияют два фактора: полезная площадь нагреваемого элемента и уровень инсоляции для конкретной местности, где будет установлен прибор. Уровень инсоляции измеряется в килоВаттах в час на метр квадратный. А примерная полезная площадь стандартной вакуумной трубки равняется 0,093 метрам квадратным. Перемножив эти два значения, вы получите показатель мощности гелиоколлектора.

Принцип работы вакуумного солнечного коллектора

Вакуумный гелиоколлектор можно представить себе как прозрачный термос с необычайно высокими термоизоляционными свойствами. Медный теплоноситель хорошо прогревается благодаря прозрачности внешней оболочки, а вакуумная среда не позволяет теплу уйти. Теплопотери, которые несет прибор, составляют всего 5%.

Поскольку все стержни соединены между собой, то мало того что тепло не уходит, так еще возникает аккумулирующий эффект. Поэтому даже при неблагоприятных для других солнечных устройств условиях (облачность, дождь, низкие температуры) такой гелиоколлектор собирает достаточно тепла для отопления дома.

Применяются вакуумные солнечные коллекторы для отопления дома зимой, а также для круглогодичного нагрева воды. Летом устройство может вырабатывать лишнее тепло, которое невозможно накопить и сохранить. Чтобы не разбирать конструкцию, несколько трубок коллектора нужно обернуть материей или закрыть чехлами. Это решит проблему с переизбытком тепла.

Преимущества и недостатки

Поскольку вакуум — один из самых эффективных природных изоляторов, то потери тепла в вакуумных приборах стремятся к нулю. Это главное достоинство подобных коллекторов. Но у них есть также другие преимущества:

  • высочайший уровень поглощения солнечных лучей;
  • способность к накоплению тепла до 300 градусов;
  • устойчивость к атмосферным явлениям, включая сильный ветер и низкие температуры;
  • высокий КПД даже в холодном климате с небольшим количеством ясных дней;
  • большой срок эксплуатации и возможность замены пришедших в негодность элементов.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость как готовых устройств, так и отдельных элементов. Кроме того, вакуумные солнечные коллекторы зимой следует регулярно очищать от снега, а в другое время года протирать от пыли. Своевременный уход очень важен, так как прозрачность внешней оболочки влияет на производительность коллектора.

Вакуумный гелиоколлектор — это высокоэффективное устройство, которое служит для получения тепловой энергии из солнечной и помогает сэкономить на отоплении и нагреве воды.

Солнечный коллектор: устройство, конструкция, монтаж

Солнце, как источник получения энергии, ежедневно предоставляет человечеству возможность получать эту энергию практически в неограниченном количестве. При этом в ближайшие столетия эта энергия, в отличии от ископаемого топлива, не исчезнет. Поэтому многие специалисты предлагают все новые технологии, позволяющие использовать солнечную энергию на пользу человеку. Уже сейчас имеются опытные образцы самолетов, которые способны накапливать солнечную энергию за счет солнечных батарей, установленных на корпусе самолета, и проделывать при этом межконтинентальные перелеты. Более простые системы по преобразованию солнечной энергии позволяют отапливать помещения и снабжать электроэнергией жилые дома. Одно из таких устройств – солнечный коллектор.

Солнечный коллектор – устройство, которое получает энергию от Солнца, преобразовывает ее в тепловую, которая передается по теплоносителю для обогрева дома, бассейна или используется для подогрева воды. Подогрев воды – одно из наиболее перспективных направлений в использовании солнечных коллекторов. Во-первых расход горячей воды остается практически неизменным в течении всего года. Во-вторых солнечный коллектор даже в холодные месяцы способен поднимать температуру воды на 50…60%, а в летние – на все 100%. В-третьих, в жаркие летние месяцы можно полностью отказаться от подогрева воды с иcпользованием газа или электроэнергии. Обогрев помещений необходим не круглый год, поэтому более рационально использовать солнечные коллекторы именно для подогрева воды, а в качестве дополнительного источника тепла коллекторы подключать лишь при низкой температуре.

Солнечный коллектор состоит из покрытого избирательного абсорбера (алюминиевых или медных пластинок или трубок), поглощающего солнечные лучи и преобразующего солнечную энергию в тепловую, размещенного в термоизолированном ящике с прозрачными стенками. Через абсорбер коллектора протекает теплоноситель (смесь воды и антифриза), который циркулирует между коллектором и резервуаром с горячей водой. Тепловая энергия посредствам насоса переносится из коллектора в резервуар. Для прозрачного покрытия солнечного коллектора используют безосколочное стекло, обладающее высоким коэффициентом пропуска солнечных лучей. Ко всему прозрачное покрытие коллектора способствует отводу тепла через процесс конвекции. Стекло вместе с корпусом защищает абсорбер от неблагоприятных погодных условий. Для корпусов применяют оцинкованную сталь или алюминий. На обратной стороне и стенках абсорбера размещают теплоизоляционный слой (минеральная вата, стекловата или пена из полиуретана), существенно сокращающий потери тепла.

Система солнечной установки на основе солнечного коллектора состоит из следующих элементов:
— расширительного бака;
— солнечного регулятора;
— датчиков температуры жидкости в коллекторе и резервуарах;
— системы подключения к холодной воде;
— циркуляционного насоса;
— водостока горячих вод.

Вакуумный солнечный коллектор. Устройство и принцип действия

Абсорбер в солнечном коллекторе – металлические трубки или пластины, покрытые специальным напылением черного цвета. Как известно, черный цвет лучше всего поглощает солнечные лучи. Абсорбер для большей эффективности покрывается никелем, черным никелем, хромом или слоем, состоящим из титана-оксида-нитрида.

Конструкция солнечных коллекторов

Конструктивно выделяют два вида солнечных коллекторов: плоские и трубные. В плоских коллекторах абсорбер изготавливается из плоских пластин, внутри которых циркулирует теплообменник. В трубных коллекторах абсорбер представляет собой трубки, размещенные в стеклянных вакуумных ударопрочных трубках или закрытых стеклом. В процессе нагрева жидкость внутри трубок испаряется, а образовавшийся пар, поднимаясь по тепловым трубам, подает в сборную трубу через теплообменник.

Установка и монтаж солнечных коллекторов

Как уже отмечалось, солнечная энергия абсолютно бесплатна. Однако оборудование, которое способно преобразовать энергию Солнца, все еще достаточно дорогое. Не смотря на это, солнечные коллекторы все чаще можно встретить на крышах жилых домов. Причина этого — мизерные затраты на работу и обслуживание насоса для теплообменника при эксплуатации. Кроме того, такая энергия абсолютно безопасна для окружающей среды из-за отсутствия вредных выбросов и практически неиссякаема. Простота конструкции солнечного коллектора позволяет создать такую систему из подручных средств.

Солнечный коллектор для обогрева своими руками

Устройство солнечного коллектора и принцип работы

Долгие годы человечество работает над тем, чтобы получить самую дешевую и эффективную энергию. Солнечные коллекторы — одно из достижений, полученных в результате труда лучших умов. Благодаря данной разновидности источников альтернативной энергетики можно значительно сэкономить на оплате коммунальных счетов и получить максимум пользы. Сегодня мы рассмотрим, устройство солнечного коллектора, его типы и конструкции.

Принято различать 2 основных вида солнечных коллекторов:

  • вакуумные;
  • плоские

Приспособления работают по принципу трансформации световой энергии в тепловую. Потенциал солнечных коллекторов позволяет поглощать до 90% энергии и обеспечивать до 75% КПД.

Каждая из разновидностей обладает своими преимуществами и лучше проявляет себя в различных погодных условиях. Поэтому для того, чтобы изделие приносило максимальную пользу необходимо качественно определить потребности, а также оценить климат региона, где планируется размещение.

Устройство вакуумных солнечных коллекторов

Вакуумный солнечный коллектор — представляет собой эффективный источник энергии для местности, характеризующейся ветреностью и холодной погодой. Основой конструкции выступает рама и вакуумные трубки, которые производятся из очень прочного и надежного боросиликатного стекла. Изделие отличается прекрасной теплоизоляцией, показатель теплопотерь максимально низкий за счет того, что в гелиосистеме есть две стеклянные трубки, разделяющиеся вакуумной прослойкой. Внешняя часть трубки прозрачная, на внутреннюю наносят специальное покрытие, которое обеспечивает лучшее поглощение.

Также внутри вакуумной трубки есть запаянная медная трубка, которая содержит теплоноситель, сохраняющийся под низким давлением. На конструкции присутствуют теплопроводящие ребра, выступающие в качестве элемента передающего тепло от поглотителя.

Плоский солнечный коллектор устройство и принцип работы

Состоит из алюминиевой рамы, визуально похож на прочное стекло. Нижняя часть плоского солнечного коллектора предусматривает наличие теплоизолятора (как правило стекловата), позволяющего эффективно сохранять полученное тепло. Над теплоизолятором располагаются медные трубки. Они припаяны к нижней части абсорбера. Защитный слой — закаленное стекло, наделенное отличной пропускной способностью.

Устройство воздушных солнечных коллекторов

Технологии не стоят на месте, и специалисты находят новые решения и создают инновационные технологии. В качестве теплоносителя в основном применяют воду, и реже воздух. У каждого из этих вариантов есть свои преимущества и причина отдать предпочтение тому или иному теплоносителю. Хоть вода и обеспечивает большую эффективность и производительность, существуют случаи, когда лучше отдать предпочтение устройствам, в которых применяется воздух. Воздушные солнечные коллекторы, как правило, выполнены в виде плоских гелиосистем. Соответственно устройство воздушных солнечных коллекторов, аналогичное плоским коллекторам.

Основные преимущества воздушных солнечных коллекторов

  1. Воздух не замерзает поэтому особенно удобен в холодное время года.
  2. Данный теплоноситель не токсичен.
  3. Не требуется использование антифриза.

Если Вы нуждаетесь в дополнительной консультации и помощи при выборе оптимального решения, касающегося альтернативной энергетики, свяжитесь с нами, по номеру телефона, указанному на сайте и специалисты “Вольт и Джоуль” с радостью помогут Вам!

← Предыдущая статья Следующая статья →

Подогрев воды солнечным коллектором для бассейна и душа

Устройство солнечного коллектора

Солнечный коллектор для дачи

Солнечный коллектор представляет собой большую пластинчатую солнечную батарею, которая нагревает воду из подведенного трубопровода и направляет ее к месту потребления.

Для дачных участков принято использовать солнечные коллекторы вакуумного типа, которые работают без давления. Они автоматически набирают воду и нагревают ее до указанной температуры.

Солнечный коллектор для дачи

Солнечный коллектор состоит из емкости для нагрева воды (бака), контроллера, вакуумных трубок и специальной рамы.

Модуль солнечного коллектора

Водонагревательный бак изготовлен из нержавеющей стали (изнутри) и окрашенной стали (снаружи), толщина стенок бака примерно 40 мм. Между внутренней и внешней стенкой бака находится 5-сантиметровый слой утеплителя, как правило, это полиуретан. Объем бака для подогрева воды необходимо выбирать, учитывая количество купающихся (если это душ) и объем чаши (у бассейна). Лучше выбирать объем бака  с небольшим запасом.

Контроллер представляет собой небольшой компьютер с дисплеем, на котором устанавливается необходимая температура нагрева. Помимо этого контроллер регулирует количество воды в баке и при необходимости открывает клапан для наполнения бака. Так же контроллер поддерживает заданную температуру воды на протяжении всего периода работы.

Рама изготовлена из металла и служит для того, что бы фиксировать солнечный модуль на крыше дома либо другой постройке. Поддерживающая рама должна быть надежно зафиксирована на поверхности, что бы порывы ветра и другие виды природного воздействия не сорвали ее с места.

Вакуумные трубки являются исполнительным органом солнечного коллектора и изготовлены из прочного боросиликатного стекла, обладающего высоким качеством. Вакуумные трубки имеют схожую конструкцию с обыкновенным термосом. Они принимают тепло от солнечных лучей и накапливают это тепло в себе. Вакуумные трубки обладают высокой термостойкостью, а так же защищены от таких погодных явлений как повреждение градом, снежными наносами и т.д.

Вакуумная трубка

Особенности работы солнечных коллекторов

Конструкция солнечного коллектора позволяет обеспечивать 100% объем подогретой воды для бассейна и летнего душа.

Следует отметить, что вакуумный солнечный коллектор обладает наибольшей производительностью, но имеет существенный нюанс – работает только при плюсовой температуре. В связи с этим подогрев воды может осуществляться только в весенне-осенний период, хотя в принципе эти месяца нам и нужны для отдыха и работы на даче.

Итак, солнечный коллектор вакуумного типа работает следующим образом:  вакуумные трубки, которые расположены ниже бака с водой, соединены двумя контурами с баком. Один контур подает самотеком воду с бака к трубкам, а когда вода нагреется, то увеличившись в объеме, она будет подниматься через второй контур в бак. Это и есть весь бесперебойный цикл работы солнечного коллектора.

Обращаем ваше внимание на то, что установка модуля с вакуумными трубками является важным моментом, т.к. при неправильном угле установки солнечные лучи не будут попадать на трубки, а значит, подогрев воды не будет осуществляться.

Рекомендации по установке солнечного коллектора

Как мы уже говорили, солнечный коллектор вместе с баком необходимо устанавливать на небольшой высоте, что бы осуществить самотечное поступление воды к месту купания.

Ориентация солнечного коллектора

Что бы солнечные лучи как можно дольше в течение дня попадали на модуль с вакуумными трубками, необходимо правильно подобрать месторасположение коллектора.

Рекомендации по установке солнечного коллектора следующие:

  • Месторасположение солнечного коллектора не должно быть в тени на протяжении всего дня.
  • Солнечный коллектор необходимо устанавливать с наименьшим отклонением от юга, в идеале азимут должен составлять 0о . Если дома расположен правильно по отношению к сторонам света, то в идеале скат крыши направлен строго  на юг и север (если крыша двухскатная), что нам и нужно.
  • Угол установки солнечных модулей относительно горизонтальной плоскости так же влияет на эффективность нагрева воды. Чаще всего угол наклона панелей соответствует углу ската крыши, и если это угол вас не удовлетворяет, необходимо закрепить раму солнечного коллектора под наиболее подходящим углом (обычно это 50-60о).

Вот и все что хотелось рассказать вам о наиболее популярных солнечных коллекторах для подогрева воды в бассейне и душе. Существуют так же другие системы нагрева воды от солнца, но о них мы поговорим немного позже!

Рекомендуем так же ознакомиться со статьей: водонагревательные бойлеры для частного дома!

Как сделать солнечный коллектор для дома (дачи) своими руками: устройство, конструкция, использование ( отпление воды), установка, монтаж

Солнечный коллектор представляет собой устройство, с помощью которого энергия солнца преобразуется в тепловую энергию. Коллектор используется для получения горячей воды, обогрева помещений, поддержания необходимой температуры воды в бассейне и т.д. В этой статье я расскажу вам о солнечном коллекторе: что это такое, как его сделать, установить и использовать.


В древности люди поклонялись солнцу, считая его божеством. На сегодняшний день люди уже давно научились использовать солнечное тепло: в бочках нагревают воду для летнего душа, шторы на окнах открывают пошире, чтобы в комнате было светлее. Рассмотрим на практике один из вариантов использования солнца — устройство солнечного коллектора.

Коллектор состоит из короба, радиатора из металлических труб, стекла и утеплителя.

Технология сборки коллектора
Для начала сделаем короб для коллектора. С этой целью можно использовать толстую фанеру, дерево или сваренный короб из металла. Учтите, что от размеров короба зависит его емкость: чем больше короб, тем больше воды в нем будет нагреваться.

Расскажем подробно, как сделать из толстой фанеры коллектор следующих размеров: ширина 100 см, высота, 170 см, толщина короба 20 см.

Материалы и инструменты:

  • Лобзик
  • Шуроповерт
  • Саморезы
  • Силикон сантехнический
  • Трубы водопроводные (металлические, тонкостенные, 16×1.5 мм)
  • 2 резьбы на 1 дюйм
  • Фанера 12 мм
  • Брусок 50×50 мм
  • Утеплитель (минеральная вата)
  • Лист оцинковки
  • Рейки (две рейки длиной 170 см и две — 100 см)
  • Стекло толщиной от 10 мм, размеры — 95×165 см.

Порядок работ:

  • Для начала раскраиваем фанеру лобзиком. Нам нужно получить лист следующих размеров: ширина — 100 см, высота — 170 см.
  • Далее выкраиваем еще два куска с размерами 170×20 см и 100×20 см. Таким образом, у нас получается основа короба.
  • По углам самого большого куска размером 100×170 см прикручиваем саморезами четыре куска бруса высотой 19 см. В результате выходит конструкция, напоминающая стол на коротких «ножках».
  • Прикручиваем еще четыре куска бруса, соединив «ножки» между собой в замкнутый прямоугольник. Эти куски прикручиваются так, чтобы они плотно лежали на большом листе.

Действуем по следующей схеме:

  • Далее укладываем на дно минеральную вату, а на сам утеплитель — лист оцинковки. Лист следует вырезать так, чтобы он помещался внутрь короба, оставляя края бруса свободными. То есть, возвращаясь к схеме, лист оцинковки должен закрывать желтый цвет на рисунке, оставляя свободным коричневый.
  • Переходим к трубам. Можно соединить металлические трубы резьбовыми соединениями, но лучше, во избежание подтеканий, сварить их газосваркой. Если у вас нет газосварки, сделайте заказ на проведение работ в ближайшем сварочном цеху. Радиатор должен иметь следующие размеры: ширина — 85 см, высота — 155 см. Расстояние между трубами будет составлять 2-3 см. Конструкция выполняется в форме змеевика, концы которого (входное и выходное отверстия) имеют резьбовое соединение на 1 дюйм и выходят за края короба.
  • Красим внутренние стенки бруса, оцинкованный лист и радиатор черной краской.
  • Закрываем короб стеклом: на брус наносим силикон и укладываем сверху стекло. Наносим силикон сверху на стекло и открытый брус, прижимаем его деревянными рейками. Концы реек предварительно стоит подрезать под углом 45º для лучшей стыковки.
  • Прикручиваем рейки к брусу.

Все, в принципе коллектором можно пользоваться.

Рекомендации по установке и эксплуатации коллектора

Устанавливаем коллектор в таком месте, где он будет постоянно находиться под лучами солнца.

Теперь осталось только подключить к устройству воду и отвести от него линию на потребителя. (Подробное описание технологии врезки можно найти здесь).

В итоге вы будете получать горячую воду из своего коллектора. Для того чтобы увеличить объем получаемой горячей воды, можно соорудить несколько коллекторов и компенсатор. Компенсатором может служить металлическая 200 литровая бочка, размещенная недалеко от коллекторов и надежно теплоизолированная.

2.2 Типы и элементы концентрирующих коллекторов

2.

2 Типы и элементы концентрирующих коллекторов

Любая общая установка для преобразования солнечной энергии включает приемник — устройство, которое может преобразовывать солнечное излучение в другой вид энергии. Это может быть либо поглотитель тепла (для сбора тепловой энергии), либо фотоэлектрический элемент (для преобразования света в электрическую энергию). В первом случае тепловое излучение поглощается для нагрева среды (жидкости), которая передает эту поглощенную энергию генератору.Во втором случае свет вызывает фотоэлектрический эффект в материале солнечного элемента, который генерирует электрический ток. В обеих этих ситуациях количество энергии, доступной для преобразования, ровно столько, сколько солнечный источник обеспечивает на единицу площади преобразователя.

Если нам нужно больше энергии для использования, у нас есть два варианта. Первый вариант — увеличить масштаб системы (например, увеличив количество приемников). Другими словами, мы должны расширить территорию завода, что потребует дополнительных затрат на строительство, обслуживание, техническое обслуживание и может потребовать дополнительной земли, дополнительных материалов и т. Д.В некоторой степени это было сделано, но иногда этого недостаточно для удовлетворения потребностей в энергии, особенно если ограничением является площадь земли. Второй вариант — сконцентрировать поток излучения. Этого можно достичь, поместив концентратор (обычно какое-то оптическое устройство) между источником света (солнцем) и приемником. По общей терминологии, солнечный коллектор — это система обработки солнечного света, которая включает в себя концентратор и приемник в своей установке; он также характеризуется апертурой — площадью поперечного сечения, через которую солнечный свет попадает в систему.

Наиболее распространенными концентраторами являются отражатели (зеркала) и рефракторы (линзы), которые изменяют и перенаправляют падающий луч солнечного света. Конструкция концентрирующей оптики варьируется. Некоторые примеры концентрирующих коллекторов, в которых используются зеркала различной формы, показаны на рис. 2.3, применительно к преобразованию солнечной энергии в тепловую.

Рисунок 2.3. Типы концентрирующих коллекторов солнечного света: (а) трубчатые поглотители с диффузным обратным отражателем, (б) трубчатые поглотители с зеркальными выступающими отражателями, (в) плоский приемник с плоскими отражателями (V-образный желоб), (г) многосекционный плоский концентратор, (д) составной параболический концентратор (е) параболический желоб, (ж) концентратор Френеля, (з) решетчатые отражатели (гелиостаты) с центральным приемником.Концентрация света на приемнике достигается за счет формирования отражателей (зеркал) вокруг приемника (обозначенных синими кружками).

Кредит: Марк Федкин — модифицированный по Даффи и Бекман, 2013 г.

Процесс концентрации света подразумевает, прежде всего, что поток энергии увеличивается за счет ограничения его на меньшей площади. Это дает несколько важных преимуществ:

  • достижения более высоких температур для коллекторов тепла;
  • уменьшены тепловые потери с поверхности приемника за счет уменьшения приемной площади;
  • более высокая степень преобразования энергии может быть достигнута на меньшей площади.

Концентрация подразумевает ограничение потока солнечного излучения на меньшей площади по сравнению с исходной апертурой.

Существует два основных класса солнечных концентраторов: с визуализацией и без визуализации . Концентраторы изображений называются отображающими, потому что они создают оптическое изображение солнца на приемнике. Концентраторы без формирования изображения не создают такое изображение, а скорее рассеивают солнечный свет по всей площади приемника.Концентраторы без визуализации имеют относительно низкий коэффициент концентрации (<10) по сравнению с концентраторами для визуализации.

Все оптические инструменты, предназначенные для управления солнечным светом с целью его концентрации и эффективного использования, основаны на фундаментальных принципах оптики, которые вы, возможно, помните из курсов физики. Если вам необходимо освежить свои знания об этих основах, прежде чем мы изучим принципы концентрации света, обратитесь к следующему материалу и видео:

Чтение и видео-задание

Интернет-статья: «Отражение и преломление света», Science Primer 2011-2013.

На этой странице есть хорошее пояснительное видео, которое я предлагаю вам посмотреть.

Из различных типов концентраторов, перечисленных выше, в основном следующие четыре технологии были приняты для использования на объектах CSP коммунального масштаба [Mendelsohn et al., 2012]:

  1. Параболический желоб
  2. Солнечная башня
  3. Блюдо параболическое
  4. Линейный отражатель Френеля

Все они представляют собой концентраторы изображений, которые допускают относительно высокие температуры концентрации: около 400 o C для параболических желобов, до 650 o C для тарелок Стирлинга и выше 1000 o C для солнечных электростанций.Для сравнения, концентраторы без визуализации будут работать максимум до 200 o C. Эти технологии будут представлены более подробно в уроках 7 и 8 этого курса.

Существуют также разработки для составных параболических коллекторов без визуализации (CPC), которые будут использоваться в промышленных масштабах для низкотемпературных приложений [Baig et al. , 2009], но эта технология не так широко распространена из-за ее умеренных концентрационных возможностей. Его гибкость в отношении использования непучкового излучения и более мягкие технические требования к размещению концентраторов по-прежнему привлекательны, поэтому эта технология также будет включена в наше рассмотрение.

Концентрированные фотоэлектрические устройства — это еще один технологический класс, в котором используется концентрированный свет, но эти устройства будут рассмотрены отдельно в уроках 5 и 6 этого курса.

Численное исследование новой комбинированной энергетической системы, включающей солнечный коллектор с параболической тарелкой, двигатель Стирлинга и термоэлектрическое устройство — Mehrpooya — 2021 — International Journal of Energy Research

Согласно новым выводам, использование чистых источников энергии, таких как солнечная энергия, для обеспечения энергией (как электричества, так и тепла) человеческому обществу имеет важное значение. С другой стороны, выбор подходящей технологии для преобразования солнечной энергии в полезную энергию в виде отдельных или комбинированных систем является фундаментальным вопросом. Индивидуальные солнечные энергетические системы имеют низкую производительность. Однако их использование в гибридных энергетических системах с другими устройствами для выработки энергии является ключевым решением и демонстрирует высокую производительность. Настоящая работа обеспечивает работу новой комбинированной энергетической системы, состоящей из параболического тарельчатого солнечного коллектора (PDC), двигателя Стирлинга (SE) и термоэлектрического устройства (TD) при различных параметрах.Солнце является основным источником энергии в этой системе, где солнечный свет фокусируется на фокусную точку PDC с помощью зеркал параболической формы. Таким образом, полезная тепловая энергия вырабатывается PDC, а затем подается на SE. Рабочая жидкость двигателя нагревается этим теплом и преобразуется в механическую энергию. Затем механическая энергия преобразуется в электричество генератором, подключенным к SE, а избыточное тепло уходит из двигателя. Выхлоп SE передается на горячий конец ТЭГ и производит дополнительную электроэнергию.Кроме того, модуль TEC поглощает тепло охлажденной окружающей среды и вырабатывает охлаждающую энергию (потребляя электроэнергию от TEG). Следовательно, предлагаемый комбинированный процесс обеспечивает электричество, тепло и охлаждение. Работа основана на следующих трех сценариях: (1) производительность системы оценивается в постоянных климатических условиях, (2) климатические данные из пяти различных городов Европы и Азии используются для работы системы и (3) этот сценарий представляет собой общий сравнение двух различных гибридных энергетических систем, управляемых PDC и линейным рефлектором Френеля (LFR).Кроме того, предусмотрена многокритериальная оптимизация для получения оптимальной производительности разработанной гибридной системы. Результаты оптимизации показали, что оптимальная общая выработка электроэнергии и общий КПД составили 26,21 кВт и 39,17% соответственно. Также было установлено, что среднесуточная полезная мощность, вырабатываемая PDC в Москве 14 июня, составляет 373,97 Вт / м 2 , что примерно на 11,1%, 1,55%, 33,3% и 14,23% больше, чем в Тегеране, Пекине, Женеве и других странах. Киев соответственно. Кроме того, повышение температуры абсорбера PDC улучшает характеристики SE и TD и, следовательно, улучшает работу в целом.Кроме того, с точки зрения количества PDC система в городах Тегеран, Пекин и Москва имеет лучшее обоснование по сравнению с двумя другими городами (Женева и Киев).

Использование сотовых структур для плоского солнечного коллектора за счет снижения потерь тепла естественной конвекцией

  • Арнольд, Дж. Н., Эдвардс, Д. К., 1978, «Влияние размера ячеек на естественную конвекцию в наклонных прямоугольных ячейках с высоким L / D с обогревом. и охлаждение на противоположных сторонах », документ ASME № 18-WA / HT-5.

  • Бухберг, Х., Лалуде, О.А., и Эдварс, Д.К., 1971, «Рабочие характеристики прямоугольных сотовых солнечно-тепловых конвекторов», Solar Energy, Vol. 13. С. 213–221.

    Артикул Google ученый

  • Кейн, Р.Л., Холланд, К.Г.Т., Райтби, Г.Д., и Унни, Т.Е., 1977, «Свободная конвекция теплопередачи через наклонные сотовые панели», ASME J. of Heat Transfer, Vol. 99. С. 86–91.

    Google ученый

  • Чартеры, W.W.S. и Петерсон Л.Ф., 1972, «Подавление свободной конвекции с использованием сотовых ячеистых материалов», Solar Energy, Vol. 13. С. 353–361.

    Артикул Google ученый

  • Холландс, K.G.T., 1965a, «Использование сотовых устройств в плоских солнечных коллекторах», Solar Energy, Vol. 9, № 3, с. 159–164.

    Артикул Google ученый

  • Холландс, К.Г.Т., 1965b, «Сотовые устройства в плоских пластинчатых солнечных коллекторах», Solar Energy, Vol.9, № 3, с. 554–558.

    Артикул Google ученый

  • Холландс, К. Г.Т., 1973, «Естественная конвекция в горизонтальных тонкостенных сотовых панелях», J. of Heat Transfer, ASME, series C, Vol. 95. С. 439–444.

    Google ученый

  • Мейер, Б.А., Митчелл, Дж. У., и Эль-Вакиль, М. М., 1979, «Естественная конвекция теплопередачи в корпусах с умеренным соотношением сторон», ASME J.теплообмена. Vol. 101. С. 655–659.

    Google ученый

  • Парк, С.Ю., 1986, «Влияние размеров сот на производительность солнечного коллектора», магистерская диссертация, Университет Инха.

  • Солнечный коллектор / цена / панельный | ESCOO

    По нашему мнению, плоский солнечный коллектор — это устройство, которое поглощает тепловую энергию солнечного излучения и передает тепло рабочему телу. Это специальный теплообменник, в котором рабочее тело обменивается теплом с дальним солнцем.Эти устройства в основном используются для активного солнечного нагрева и позволяют нагревать воду для личного пользования. Коллекторы пластинчатых солнечных панелей состоят из сердечника пластины поглотителя тепла, оболочки, прозрачной крышки, изоляционного материала и сопутствующих деталей. Они имеют модный внешний вид, высокую производительность, многофункциональность, простую установку и высокую надежность при полевых испытаниях. Предлагаем солнечные коллекторы, дизайнерские солнечные водонагреватели, системы эмалированных резервуаров для воды и др. Предлагаем более выгодные цены!

    плоский солнечный коллектор

    Что такое солнечные коллекторы?

    Солнечный коллектор — это описанное устройство для сбора и / или концентрации солнечного излучения от Солнца.Эти устройства в основном используются для активных солнечных панелей и позволяют нагревать воду для личного пользования. Эти коллекторы обычно устанавливаются на крышах, поскольку они подвержены различным погодным условиям и должны быть очень прочными.

    Что такое солнечный коллектор и как он работает?

    Внутренняя часть солнечного коллектора иногда откачивается, энергия, содержащаяся в интервалах солнечного коллектора, в основном изогнута и поэтому нагревает агент, содержащийся в трубках. Трубки иногда делают из меди, а пластинчатая броня окрашена в черный цвет, чтобы поглощать солнечное излучение.

    Какие бывают солнечные коллекторы?

    • Трубчатые вакуумные коллекторы — наиболее эффективный, но дорогой тип солнечных коллекторов для горячей воды.
    • Плоские пластинчатые нагреватели периодического действия, также известные как замкнутые системы интегрированного коллектора-накопительного резервуара, имеют резервуары или трубы в изолирующей коробке, застекленные жидкостью на южной стороне для улавливания энергии солнца.
    • Плоский коллектор представляет собой коробку, покрытую стеклом или пластиком и имеющую на дне металлическую пластину-поглотитель.Стекло или покрытия на поглощающих пластинах помогают пассивному солнечному водонагревателю лучше поглощать и сохранять тепло.

    Эти солнечные коллекторы можно использовать по-разному, но все они построены с учетом одних и тех же основных условий. Обычно в солнечных тепловых коллекторах используются материалы, которые собирают и фокусируют энергию солнца и используют ее для теплоотдачи воды. Одним из самых простых параболических желобов этих устройств является использование черного материала вокруг трубопровода, по которому течет вода.

    Черные материалы очень хорошо поглощают солнечное излучение и когда они нагревают воду вокруг них. Это очень простая конструкция системы для промышленных приложений, но плоская панель может стать очень сложной. Поглощающие пластины могут использоваться, если не требуются высокие температуры на выходе коллектора, но устройства, в которых обычно используются отражающие материалы для фокусировки солнечного света, позволяют применять более высокие температуры.

    1. Трубчатая пластинчатая теплоизоляционная пластина

    Теплопоглотитель трубной решетки представляет собой плоскую пластину теплоотвода солнечного коллектора, которая формируется путем соединения выхлопной трубы и плоской пластины определенным образом, а затем сваривается с верхней и нижние неглазурованные коллекторы.Это тип конструкции теплопоглощающей пластины, которая широко используется в стране и за рубежом.

    2. Теплопоглощающая пластина с крыльчатой ​​трубкой

    Теплопоглотитель с крыльчатой ​​трубкой изготавливается путем экструзии и вытягивания матрицы в полосу теплопоглотителя с ребрами по обеим сторонам металлической трубки (как на правом рисунке), а затем сваривается с верхним и нижним коллекторами, чтобы сформировать пластину теплопоглотителя. Алюминиевый сплав обычно используется в качестве материала теплопоглощающей пластины плоского солнечного коллектора.
    Преимуществами теплопоглотителя с крыльчатой ​​трубой являются: высокая тепловая эффективность, трубка и пластина интегрированы, без комбинированного теплового сопротивления; сильное сопротивление давлению, трубка из алюминиевого сплава может выдерживать более высокое давление.

    3. Поглотитель тепла змеевидной трубки

    Преимущества теплопоглотителя змеевидной трубки: отсутствие дополнительного сварочного коллектора — это особые потребности заказчика в энергии для уменьшения возможности утечки; тепловой КПД
    Высокое, без комбинированного термического сопротивления; чистая вода, медная труба не подвергнется коррозии; обеспечить качество, весь производственный процесс для достижения механизации; сильное сопротивление давлению, медная труба выдерживает более высокое давление.
    Недостатки теплопоглотителя змеиной трубы следующие: сопротивление потоку большое, проход для жидкости не параллельный, а последовательный; сварка сложная, и сварной шов получается не прямой, а кривой.

    4. Теплопоглотитель с плоской коробкой

    Теплопоглощающая пластина плоского коробчатого типа формируется путем раздельного прессования двух металлических пластин, а затем сваривается в одну, образуя теплопоглощающую пластину. Материалом теплопоглощающей пластины может быть нержавеющая сталь, алюминиевый сплав, оцинкованная сталь и т. Д.

    Дефекты пластины теплоотвода плоского короба: процесс сварки затруднен, легко возникают проблемы провара или неправильной сварки; плохая стойкость к давлению, пайка не выдерживает повышенного давления; плохие динамические характеристики, большое сечение жидкостного канала, пластина-поглотитель тепла имеет большую теплоемкость; Иногда качество воды гарантировать непросто, алюминиевый сплав и гальванизированная сталь подвержены коррозии.

    5. Солнечные коллекторы с вакуумными трубками

    В этом типе солнечных коллекторов используется серия вакуумных трубок для нагрева воды.Эти трубки используют вакуум или вакуумное пространство для улавливания солнечной энергии, сводя к минимуму потери тепла в окружающую среду. У них есть внутренняя металлическая трубка, используемая в качестве поглощающей пластины, которая соединена с тепловой трубкой для передачи тепла, собираемого от солнца, воде. Эта тепловая труба по существу представляет собой трубу с жидкостью под определенным давлением

    6. Плоские солнечные коллекторы

    Боковые и нижние стороны коллектора обычно покрыты теплоизоляцией, чтобы минимизировать потери тепла в другие части коллектора.Солнечное излучение проходит через прозрачный стеклянный материал и попадает на поглощающую пластину. Пластина нагревается для передачи тепла воде или воздуху между стеклом и поглощающей пластиной. Иногда на эти теплопоглощающие пластины наносят специальные покрытия, которые лучше поглощают и удерживают тепло, чем традиционные черные покрытия.

    Характеристики

    • Высокая тепловая эффективность
    • Взрывобезопасность
    • Новая технология
    • Небольшие потери энергии
    • Простота эксплуатации

    Дизайн солнечного коллектора Руководство YouTube

    Руководство по покупке солнечных коллекторов

    • Солнечная энергия Плоский коллектор изготавливается методом лазерной сварки для улучшения его характеристик и внешнего вида.Лазерная сварка абсорбционных трубок обеспечивает очень высокое механическое соединение, позволяющее выдерживать высокие температурные градиенты и тепловое расширение. Эти коллекторы изготовлены из самого высокого абсорбирующего покрытия в отрасли, а именно покрытия из паровой фазы.
    • Строительный алюминиевый уголок внутри коллектора оснащен специальными зажимами и заклепками для обеспечения высокой устойчивости. В коллекторе не используется кремний. Прессованные детали из ребристого алюминиевого сплава и гладкие уплотненные прокладки из EPDM обеспечивают водонепроницаемость.Это обеспечивает легкий доступ к коллектору в любое время и в любом месте для обслуживания или ремонта.
    • Омыватель стекла на оборудовании обеспечивает долгий срок службы и исключает проникновение воды! Он также снабжен общей установочной рамкой.

    Для чего нужен солнечный коллектор?

    гелиотермические коллекторы воздушного отопления. Легкие солнечные воздухонагреватели состоят из поглощающей ткани, время от времени имеющей избирательную поверхность, которая улавливает солнечное излучение и передает эту тепловую энергию воздуху посредством теплопроводной передачи тепла.

    Что такое вакуумный солнечный коллектор?

    Коллектор вакуумный электротехнический. Солнечный коллектор ETC с вакуумной трубкой преобразует солнечную энергию в доступное тепло в солнечной системе водяного отопления. Эту энергию можно использовать для домашнего и коммерческого горячего традиционного нагрева воды для бытовых нужд, подогрева плавательных бассейнов, отопления помещений при проектировании солнечных коллекторов и даже для кондиционирования воздуха.

    Параметры продукта

    это наши активные солнечные коллекторы Описание параметров продукта

    9023 K
    Модель es 01 es 02 es 03
    Размеры (Ш * Д * В) 2000 * 1060 * 80 мм 2000 * 1060 * 80 мм 2000 * 1060 * 80 мм
    Площадь абсорбера ㎡ 2 2 2
    Площадь абсорбера ㎡ 1.8 1,8 1,8
    Коэффициент преобразования% 77,3 79,8 72,8
    Коэффициент потерь a1w / K 3,9 3,653 3,653 0,0052 0,0065 0,021
    Содержание жидкости L 2,22 2,22 3
    Максимальное рабочее давление МПа 1 1 1 1 03
    Вес нетто кг 33 33 32

    Каковы недостатки солнечных коллекторов?

    опасности солнечного электричества, Непредсказуемость ископаемого топлива напугала крупных игроков в области простых типов теплообменников на изучение возможностей возобновляемых и дешевых источников энергии. наибольшее финансирование явно направлено в сторону солнца, ветра и гидроэнергетики. в то время как гидроэнергетика все еще регулирует мир энергетики, солнечная энергия отдает явное предпочтение недорогой энергии, шагающей в будущее.

    Итак, что такое солнечная сила? это энергия, полученная от солнца. Технологии возобновляемой электроэнергии, включая солнечные элементы и эффективность основных компонентов плоской панели, используются для использования солнечной энергии для обеспечения мягкого тепла, горячего водоснабжения и энергоснабжения домов, организаций и промышленных предприятий

    Какова площадь апертуры солнечного коллектора?

    Площадь проема коллектора. Площадь отверстия концентрирующего солнечного коллектора — это область, в которую солнечное излучение проходит через отверстие.Из-за влияния угла падения или тени солнечные панели коллектора не включают в себя уменьшенную площадь. Пройдя через отверстие, он может поглощать солнечный свет.

    Сколько стоит солнечный коллектор

    цена нашего плоского солнечного коллектора между $ 20 $ 185 .

    Одинарный вакуумный трубчатый коллектор обычно стоит от 1100 до 2400 долларов за покупку — хороший способ удержать от 40 до 80 галлонов воды. Для получения большего количества воды необходимо будет установить несколько коллекторов в цепочку, и заряд устройства будет увеличиваться для каждой доставленной машины.

    Панели солнечного коллектора

    Прекрасное создание и продуманный дизайн гарантируют, что плоские панели HTP соответствуют высочайшим стандартам надежности, теплоотдачи и экономии средств. Плоский коллектор имеет низкопрофильную компоновку (профиль 80 мм / 3,15 ″) , который смешан с ультралегкой изоляцией из вспененного меламина, что делает его одной из самых легких плоских панелей на метр 2 на рынке.

    Большинство ключевых преимуществ солнечных панелей — это около 11-15% экологичности.Эффективность панелей измеряется с помощью солнечного параболического аппарата, количество дневного света, попадающего на панель, преобразуется в электричество.
    солнечные коллекторы — или панели — собирают энергию, излучаемую с помощью солнечной энергии, и преобразуют ее в полезное тепло в форме горячей воды

    активных солнечных коллекторов

    активных солнечных коллекторов — это машина, которая собирает солнечные лучи из области, в которой солнце попадает и фокусирует лучи в одной точке. Структуры серии sun попадают в фундаментальные корпорации, которые влекут за собой плоские коллекторы и концентрирующие коллекторы.

    солнечные системы воздушного отопления используют воздух, потому что он является рабочей жидкостью для поглощения и передачи солнечной энергии. Солнечные коллекторы могут без промедления обогревать отдельные комнаты или потенциально могут предварительно нагреть воздух, поступающий в вентилятор с рекуперацией тепла или через воздушный змеевик теплового насоса с воздушным источником.

    Недостатки плоского пластинчатого коллектора

    Главный недостаток плоского пластинчатого коллектора состоит в том, что из-за отсутствия оптического восприятия место, откуда тепло выходит неуместно, является огромным.также по той же причине невозможно достичь высоких температур, и в результате эффективность улавливания обычно низкая.

    • гладко для производства
    • Низкая плата
    • Собирает каждый луч и рассеивает излучение
    • полностью постоянное (не требуется современное устройство позиционирования или слежения)
    • Незначительное обслуживание
    • Эффективно

    Каким образом солнечный коллектор преобразовывает энергию?

    коллекторы солнечной энергии
    Основной проблемой любого солнечного устройства является солнечный коллектор.это устройство, которое поглощает поступающее солнечное излучение, преобразует его в тепло и передает тепло жидкости (обычно воздух, вода или масло), протекающей через коллектор.

    Почему солнечные коллекторы черные?

    солнечные панели имеют синий цвет из-за типа кремния (поликристаллический), который используется для определенного набора солнечных панелей. Синий цвет во многом обусловлен антибликовым покрытием, которое позволяет улучшить поглощающий потенциал и эффективность солнечных панелей. Черные солнечные панели (монокристаллические) часто бывают более эффективными, так как черные поверхности обязательно пропускают свет.

    Насколько эффективны солнечные коллекторы?

    солнечные тепловые кредиторы — это структуры преобразования солнечного излучения, которые собирают и преобразуют солнечное электричество в тепло, с эффективностью, зависящей от рабочей температуры и обычно варьирующейся от 30% до 80%.

    Какова функция солнечного коллектора?

    Солнечный коллектор — это инструмент, который собирает и / или концентрирует солнечное излучение от солнца. эти устройства, как правило, используются для солнечного обогрева и позволяют нагревать воду для служебного пользования.

    Вам может понравиться:

    Типы солнечных коллекторов: 2 типа

    Следующие пункты выделяют фокусирующие и нефокусирующие типы солнечных коллекторов.

    1. Коллектор фокусирующего типа:

    Фокусирующий коллектор — это устройство для сбора солнечного излучения с высокой интенсивностью солнечного излучения на энергопоглощающей поверхности. Фокусирующий коллектор представляет собой плоскую пластинчатый коллектор особой формы, в которой между солнечным излучением и поглотителем находится отражающая поверхность (коллектор).

    Таким образом, фокусирующий коллектор состоит из фокусирующего устройства, приемника и следящего устройства. Теоретически может быть достигнута температура, ограниченная температурой фотосферы Солнца. Однако на практике эти агрегаты способны отдавать многие сотни тепла. Текущая технология включает концентраторы слежения за одной осью.

    Параболический отражатель:

    Систематическая схема параболического отражателя показана на рис. 1.5.

    Солнце получает почти параллельное излучение. Они отражаются параболическим рефлектором и фокусируются на сосуде, наполненном водой. Вода нагревается за счет солнечного излучения. Иногда температура становится высокой; вода испаряется, образуя пар.

    Фокусирующие коллекторы могут быть двух типов:

    (а) Линия фокусировки

    (б) Точечная фокусировка.

    На практике линия представляет собой коллекторную трубу, а точка представляет собой небольшой сосуд, как показано на рис.1.6, через который жидкость течет для переноса тепла.

    Зеркальный коллектор:

    Другой вид фокусирующего коллектора, в котором на плоское основание установлено большое количество плоских или слегка изогнутых зеркальных лент. Угол наклона отдельных зеркал регулируется таким образом, чтобы они отражали солнечное излучение на той же фокальной линии, как показано на рис. 1.7.

    Солнце получает почти параллельное излучение. Это показано на рис.1.8. В этой системе солнечное излучение, падающее на землю, фокусируется на сосуд (котел), установленный на высокой башне, с помощью большого количества плоских зеркальных отражателей, которые поворачиваются вокруг оси, известной как гелиостат.

    Зеркала устанавливаются на земле и ориентированы таким образом, чтобы отражать прямой луч излучения на судах. Это производит высокотемпературные жидкости. Падающая на сосуд радиация нагревается черными трубами, по которым циркулирует рабочая жидкость.Рабочее тело используется для привода турбины для производства механической энергии.

    2. Коллектор нефокусирующего типа:

    Самым простым концентрирующим коллектором является пластинчатый коллектор с зеркальным усилением. Он состоит из плоской пластины, обращенной к зеркалу. Он состоит из плоской пластины, обращенной к зеркалу. Если зеркала установлены под правильным углом; они отражают солнечное излучение на пластине поглотителя.

    Последний принимает отраженное излучение в дополнение к обычному падающему на него излучению.В системе используются насосы или нагнетатели / вентиляторы для передачи тепла. Он состоит из коллектора, теплоносителя, теплоаккумулятора, устройства распределения тепла и их органов управления.

    Плоский коллектор:

    Плоские коллекторы, которые относятся к коллекторам неконцентрирующего типа, удобны и эффективны, когда температура ниже 90 ° C является подходящей для отопления помещений или нагрева воды.

    Они изготавливаются из прямоугольных панелей площадью около 1,7-2,9 м. 2 площади относительно просты в конструкции и просты в установке.Плоские коллекторы поглощают как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. Они эффективны даже в пасмурные дни, когда нет прямого излучения. В коллекторе с плоской пластиной используется почерневший лист металла для поглощения всего солнечного света.

    Металлический лист, окрашенный в черный цвет, действует как черный корпус; тепло, поглощаемое солнечным светом, передается другой жидкости, такой как воздух, вода и т. д. Металлический лист, который действует как абсорбирующая пластина черного тела, должен находиться в хорошем тепловом контакте с трубками, содержащими воду или любую другую жидкость.

    Тепловой контакт между трубками и пластиной обеспечивается прикреплением трубок к нижней части пластины поглотителя, как показано на рис. 1.9. Склеивание может быть выполнено пайкой или пайкой латуни с термической пластиной. На рис. 1.9 показана полная сборка пластинчатого солнечного коллектора.

    Полученное тепло непрерывно передается жидкости. Жидкость нагревается при некоторой повышенной температуре. В плоском пластинчатом коллекторе потери на теплопроводность и конвекцию можно уменьшить, поместив почерневший лист металла в закрытую изолированную коробку, верхняя часть которой покрыта прозрачным стеклянным листом, чтобы позволить солнечному излучению и улавливать его.Коллекторная коробка поддерживает все компоненты и обеспечивает защиту от атмосферных воздействий. Коллектор в сборе в разобранном виде представлен на рис. 1.10.

    Стеклянный лист сверху позволяет пропускать коротковолновое излучение через него, блокируя длинноволновое излучение от поверхности почерневшего листа. Плоские коллекторы используются для широкого спектра низкотемпературных применений, таких как приготовление пищи, нагрев воды, обогрев помещений, сушка зерна и т. Д.

    Обычная солнечная система включает солнечные коллекторы и отдельный накопитель тепла.Энергия транспортируется от коллекторов к хранилищу, а затем от хранилища к блоку утилизации и устройству управления. Поток энергии регулируется встроенными в агрегат системами. Они контролируются с помощью насосов и / или нагнетателя для передачи тепла.

    Передача тепла от пластины коллектора к накопителю может быть достигнута методами естественной конвекции или термосифона, как показано на рис. 1.11. В качестве альтернативы, это может быть выполнено принудительным потоком жидкости с использованием насоса с электрическим приводом, как показано на фиг.1.12 (а) и 1.12 (б).

    В пластинчатом нагревателе коллектора возможны два режима:

    (a) Прямой нагрев накопительного бака [Рис. 1.12 (а)] и

    (b) Косвенный нагрев накопительного бака [Рис. 1.12 (б)].

    На рис. 1.13 (а) показано устройство плоского пластинчатого коллектора, использующего солнечное излучение для нагрева воды / жидкости, протекающей по трубкам. Трубки спаяны с поверхностью металлической пластины, образуя теплопоглощающую поверхность.Точно так же на рис. 1.13 (б) показано размещение коллектора для нагрева воздуха, проходящего через канал.

    Плоские коллекторы

    или вакуумные трубчатые коллекторы?

    В нашем Руководстве по выбору солнечного водонагревателя мы говорили о различных типах солнечных водонагревателей, таких как активные, пассивные, термосифонные и дренажные системы. В этой статье мы обсудим еще один ключевой компонент любой солнечной системы водяного отопления: солнечные тепловые коллекторы. Эти продукты для солнечной энергии важны, поскольку торговые посредники часто классифицируют солнечные водонагреватели по коллекторам.В этой обучающей статье мы сравниваем и противопоставляем два основных типа солнечных тепловых коллекторов: плоские пластинчатые нагреватели и вакуумные трубчатые нагреватели.

    Статьи по теме:

    Руководство по выбору солнечного водонагревателя

    Солнечные водонагреватели: высокоэффективные возобновляемые источники энергии

    Что такое солнечный коллектор?

    Энергия Солнца поступает на Землю в виде электромагнитного излучения в виде инфракрасного, видимого и ультрафиолетового света.Солнечный тепловой коллектор , также называемый солнечным коллектором , представляет собой устройство, которое собирает тепло, поглощая солнечный свет. Это одно из ключевых устройств в системе солнечного нагрева воды. Существует два основных типа коллекторов: плоские солнечные коллекторы и солнечные вакуумные трубчатые коллекторы .

    Чаще используются плоские солнечные коллекторы. В этих устройствах застекленный коллектор с плоской пластиной монтируется на изолированных, защищенных от атмосферных воздействий коробках, снабженных темной поглощающей пластиной под одной или несколькими пластиковыми или стеклянными крышками (известными как остекление).С другой стороны, солнечные коллекторы с вакуумными трубками содержат ряды трубок, которые построены путем заключения металлических трубок-поглотителей внутри прозрачных стеклянных трубок. Воздух в пространстве между двумя трубками удаляется для создания вакуума, который предотвращает конвективные или кондуктивные потери тепла. В оставшейся части этой обучающей статьи мы сравниваем на основе различных критериев эти два основных солнечных тепловых коллектора для солнечного нагрева воды.

    Стоимость

    Стоимость, очевидно, является одним из наиболее важных факторов при выборе солнечного водонагревателя.Преимущество явно проявляется в коллекторах с плоскими пластинами. Вакуумные трубчатые коллекторы обычно стоят на 20-40% дороже плоских пластинчатых коллекторов.

    КПД

    Поскольку в вакуумных трубчатых коллекторах отсутствуют потери тепла за счет конвекции и теплопроводности, эти системы нагревают воду более эффективно, чем плоские поглотители. Обратите особое внимание на термин «эффективность», который означает эффективность нагрева на единицу активного поглотителя, а не общую эффективность устройства или мощность. Отношение площади поглотителя и общий размер коллектора вместе определяют активную площадь.Хотя вакуумные трубчатые коллекторы имеют более высокий КПД, особенно зимой, плоские пластинчатые коллекторы могут соответствовать своей эффективности летом, когда существует небольшая разница между температурой нагретой воды и температурой окружающей среды.

    Коэффициент площади поглотителя

    При описании коллектора часто используется общий размер, например 4 x 7 кв. Футов. Это размер всего устройства. Однако более важным фактором является размер абсорбера, в котором фактически нагревается жидкость, который является активной абсорбирующей площадью.

    Посмотрите на соотношение площадей поглотителя. Это определяется как размер поглотителя, деленный на размер брутто. Соотношение для плоских пластинчатых коллекторов обычно превышает 90%, в то время как соотношение для вакуумных трубчатых коллекторов обычно составляет от 60% до 80%. Следовательно, два коллектора с одинаковым размером брутто могут иметь очень разный общий КПД в зависимости от того, являются ли они плоской пластиной или откачиваемой трубкой. Коллектор с плоской пластиной, хотя он менее эффективен в расчете на единицу абсорбции, может работать так же хорошо, как его конкурент, из-за большей площади абсорбера.

    Защита от перегрева и замерзания

    В вакуумированном солнечном водонагревателе риск замерзания отсутствует. Даже если в устройстве используется вода, конструкция системы делает невозможным его замораживание. Однако перегрев — серьезная проблема, потому что вы не можете слить откачанные трубки так, как это делаете с коллекторами с плоской пластиной. Для предотвращения перегрева в откачиваемом солнечном водонагревателе необходимо приобрести отвал тепла .

    Чувствительность

    Цилиндрические вакуумные трубки благодаря своей форме могут эффективно поглощать солнечный свет в широком диапазоне направлений.В течение дня падающий свет проходит через коллектор довольно непрерывно под разными углами. Таким образом, откачанные трубчатые коллекторы более эффективно работают в пасмурные или дождливые дни. Напротив, плоские коллекторы более чувствительны к направлению входящего излучения. Этим системам необходимы стеллажные системы для оптимизации угла наклона.

    Работа на снегу

    Хотя низкие потери тепла в вакуумированных трубках обычно рассматриваются как преимущество, они могут отрицательно сказаться на характеристиках водонагревателя на снегу.Высокая инсоляция этих систем предотвращает избыточное тепло от таяния снега или инея на коллекторе. С другой стороны, плоские пластинчатые коллекторы менее эффективны и, следовательно, выделяют больше тепла, таяя снег быстрее, чем вакуумные трубные системы. Поскольку эффективность водонагревателя снижается из-за снежного покрова, препятствующего проникновению солнечного света, плоские коллекторы имеют преимущество в заснеженных областях.

    Установка

    Установка плоских пластинчатых коллекторов затруднена.Тяжелые коллекторы, имеющие форму панелей, необходимо поднять на крышу и смонтировать. В то же время вакуумные трубчатые коллекторы, в которых используются легкие отдельные трубки, намного проще собрать.

    Прочность

    Конвекция вызывает коррозию. Поскольку в откачанных трубчатых коллекторах нет воздуха, в этих устройствах также может отсутствовать конвекция. Это делает их более прочными, чем плоские коллекторы. В настоящее время на большинство солнечных тепловых коллекторов предоставляется 10-летняя гарантия производства и 25-летняя гарантия 80% мощности.

    Техническое обслуживание

    Вакуумные трубчатые коллекторы практически не требуют обслуживания. Если в трубке пропадет вакуум, можно просто заменить компонент. С другой стороны, если плоский коллектор поврежден, вся пластина должна быть заменена. Это может стоить вам значительных затрат времени и денег.

    Выбор между вакуумными трубчатыми коллекторами и плоскими пластинчатыми коллекторами

    У вас кружится голова после обдумывания выбора? Мы можем попытаться облегчить ваш выбор с помощью следующих двух таблиц.В первом кратко сравниваются два типа солнечных водонагревателей.

    Таблица 1: Сравнение характеристик плоских и вакуумных солнечных коллекторов

    Сверхпрозрачный аэрогель, разработанный для более качественных и менее дорогостоящих солнечных коллекторов

    Мы можем много слышать о фотоэлектрических панелях, но солнечные коллекторы также весьма полезны — устройства собирают тепло от солнечного света, которое используется в таких приложениях, как отопление домов . Теперь MIT объявил о разработке нового материала, который может сделать их дешевле и эффективнее, чем когда-либо.

    В настоящее время солнечные коллекторы часто включают в себя массив отражателей, которые фокусируют солнечный свет на одно центральное устройство сбора. Это устройство, в свою очередь, включает в себя прозрачный лист стекла поверх темного теплопоглощающего материала с вакуумом в пустом пространстве между ними. Однако такие установки могут быть дорогими и сложными, к тому же большая часть собранного тепла просто уходит обратно через стеклянную панель.

    Имея это в виду, команда Массачусетского технологического института разработала аэрогель на основе диоксида кремния для замены стекла.

    Материал достаточно прозрачный, чтобы пропускать солнечный свет лот , но он также имеет достаточно высокие изоляционные свойства, чтобы удерживать тепло внутри. В результате, когда коллектор, содержащий аэрогель, был протестирован на крыше MIT при наружных зимних температурах ниже 0 ºC (32 ºF), теплопоглощающий материал внутри него смог поддерживать температуру 200 ºC (392 ºF).

    Тестовое устройство, установленное на крыше в Массачусетском технологическом институте, подтвердило эффективность аэрогеля

    Lin Zhao

    .

    Состоящий из «обильных и недорогих» ингредиентов, аэрогель изначально представляет собой жидкость, которая быстро высыхает.Остается материал, который в основном состоит из воздуха и имеет очень маленькие промежутки между зернами кремнезема из-за быстрого высыхания. Это качество делает его намного более прозрачным, чем другие изолирующие аэрогели, со степенью светопропускания более 95 процентов — напротив, ранее разработанные аэрогели могли пропускать только около 70 процентов.

    Сейчас есть надежда, что после дальнейшего развития технологии солнечные коллекторы, содержащие аэрогель, можно будет использовать для нагрева воды в трубах, а затем эту воду перекачивать через домашние системы отопления.Однако, прежде чем это произойдет, необходимо снизить стоимость процесса сушки — в настоящее время требуется специализированное устройство, известное как сушилка для критических точек, и оно не подходит для промышленного производства коллекторов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *