Încălzitoarele solare de apă (CB) sunt, de fapt, colectoare solare - concentratoare, care sunt utilizate în principal pentru încălzirea apei într-un sistem de încălzire și în diferite rezervoare. În viața de zi cu zi, astfel de sisteme sunt numite un dispozitiv de stocare solară sau un colector solar termic.
Montat încălzitor de apă pe acoperișul clădirii
Potrivit oamenilor de știință, energia solară care intră pe Pământ depășește cu 30 de mii de ori consumul de energie al populației planetei și este mult mai mult decât rezervele de combustibil de pe glob. Dar fluxul de radiații solare ajunge să fie împrăștiat și are o concentrație scăzută. Chiar și în vremea însorită din sudul țării, densitatea energiei solare pentru anul este de 1400-1600 kWh, iar la amiază nu depășește 1800 W / m². În nord, această cifră pentru anul este de 550-1200 kWh, iar la amiază este de 1000 W / m². Prin urmare, calculul colectorilor solare ia în considerare cantitatea de soare și cantitatea necesară de apă pe zi, în funcție de numărul de persoane care trăiesc în casă.
Deși omenirea a folosit energia soarelui pentru diverse nevoi de mii de ani, inclusiv pentru încălzirea apei, toate aceste acțiuni au fost ineficiente și omul nu a atins niciodată rezultatul dorit. Prin urmare, devine necesară utilizarea mai eficientă a acestei surse de energie ieftine și necostisitoare.
Pe această bază, o nouă ramură a energiei - energia solară. al cărei scop este să utilizeze mai eficient energia termică a Soarelui pentru nevoile umane. Se dezvoltă în special în țările în care este imposibil sau dificil să se profite de energia apei și a vântului, nu există rezerve de cărbune și de petrol. Obiectele principale ale energiei solare sunt unitățile solare, care sunt proiectate să transforme energia solară într-un alt tip de energie și sunt împărțite în două tipuri principale:
- Colectoare solare - pentru producerea energiei termice;
- Baterii solare - pentru generarea de energie.
Schema primită a funcționării încălzitorului solar de apă
Încălzitorul solar de apă constă dintr-o parte exterioară (colector solar) și o parte interioară, numită rezervor de schimbător de căldură. De exemplu, pentru o casă se lucrează în conformitate cu acest principiu: un rezervor de schimbător de căldură cu ajutorul unui colector extern încălzește apa care intră în sistemul de încălzire. Apa din rezervor poate fi de asemenea folosită ca apă caldă pentru alte nevoi. Dar aici este necesar să se ia măsuri suplimentare pentru ca rezervorul de căldură, împreună cu energia solară, să funcționeze și din alte surse de încălzire la domiciliu, când energia solară nu va fi suficientă. Există încălzitoare de apă solare de casă pentru casa de la sticle de plastic sau alte absorbante, dar eficiența lor lasă mult de dorit.
Există următoarele tipuri de încălzitoare solare de apă, pe baza tipului de colector:
Conform metodei de instalare și asamblare, se disting sistemele active și pasive.
Incalzitoare solare de apa cu colectoare plate
Încălzitor solar solar
Un colector solar simplu (SC) este un absorber direct al radiației solare pentru încălzirea apei. Absorbantul din colector este o placă metalică sau cauciuc turnat de înaltă calitate, cu tuburi de colectare și distribuire care trebuie să fie rezistente la o scădere a temperaturii de la -50 ° C la +120 ° C și menținând flexibilitatea și flexibilitatea. Fluxul incident al energiei solare ridică temperatura absorberului. Pentru a evita pierderile de căldură, colectorii sunt acoperiți cu o grosime de sticlă de cel puțin 4 mm, cu o transmitanță ridicată a luminii K> 92%. Colectoarele solare plate au o suprafață mare, proporțională cu suprafața apei încălzite, în raport de 0,5-0,8 până la unul.
Colector solar colector vid - o varietate de SC, în care vidul permite creșterea izolației termice a colectorului. Țevi de cupru utilizate cu pereți, rezistenți la presiune ridicată, sunt realizați sub forma unui meandru și au supape pentru a păstra și a crea un vid în ele.
Incalzitoare solare de apa cu colectori de vid
Sistemul de încălzire cu apă solar cu vid
Vacuumele colectoare solare sau colectoarele cu tuburi vid au aceeași funcție ca cele plate. În ele, fluxul de radiație solară intră pe suprafața interioară a tuburilor de sticlă. Tuburile sunt evacuate, iar suprafața lor interioară este acoperită cu un absorbant. Datorită vacuumului și absorbantului intern, nu apare pierderea de căldură. Încălzirea din colector este transferată în schimbătorul de căldură. Lichidul din tubul schimbătorului de căldură este încălzit. O parte din lichid este transformat în abur, care intră în condensator, unde este din nou transformat într-un lichid. Se întoarce din nou la schimbătorul de căldură. În timpul procesului de condensare, căldura este eliberată, care este transferată în fluxul de apă încălzită.
Unii colectori de vid sunt proiectați structural astfel încât colectorul să fie prezentat sub forma unei cutii de mică adâncime și este umplut cu tuburi de sticlă. Aceste tuburi cu pereți dubli creează efectul că un tub este în interiorul celuilalt. Aerul din spațiul dintre cele două tuburi este pompat și este creat un vacuum. În plus, tubul interior are o suprafață acoperită cu un strat de absorbant (absorbant), iar acest strat se află într-un vid între cele două tuburi. Tubul interior este umplut cu un lichid volatil. Sub influența fluxului de radiație solară, lichidul se evaporă la capătul fierbinte al tubului, iar vaporii trec la capătul rece al tubului, se condensează și se transformă într-un lichid. Acest ciclu închis de lichid-vapori-condens-lichid se repetă pe o perioadă nedeterminată, atâta timp cât acționează energia solară. La fiecare ciclu, energia termică este transferată în apa încălzită.
Incalzitoare solare de apa cu colectori de plastic
Colectoarele solare din plastic sunt fabricate din polietilenă a mărcii PEVP prin metoda ștanțării fabricii. Aceste colectoare sunt ieftine și practice. Acestea pot fi conectate direct la un sistem de alimentare cu apă caldă. Nu au acoperiri de izolare termică, deci nu sunt folosite în sezonul rece. Ele nu pot fi instalate în regiuni cu vânt puternic.
Instalarea și aplicarea încălzitoarelor solare
Instalarea încălzitoarelor de apă se face prin amplasarea colectoarelor solare pe acoperișul caselor și al altor clădiri sau pe pereți sub formă de vârfuri sau pe suprafața pământului pe diferite modele. Partea din față a panourilor și cutiile colectorilor trebuie instalate în direcția sudului. Unghiul de înclinare a planului panourilor este ales diferit pentru teren. Depinde de latitudinea geografică.
Pe suport: schema de incalzitoare solare de apa functioneaza
Sisteme active și pasive
Sistemul pasiv al încălzitoarelor solare de apă se caracterizează prin faptul că absorbția și acumularea apar în elementele de proiectare. Razele soarelui sunt direcționate direct spre obiect fără ajustarea lor. Nu există mecanisme și alte părți de conducere. Este simplu și ieftin. Dar un astfel de sistem funcționează neuniform și nu suficient. Un exemplu primitiv al unui astfel de sistem este un rezervor înnegrit deasupra unui duș de vară pentru încălzirea apei.
Sistemele solare monocurent cu circulație naturală funcționează în modul pasiv. Cu circulație naturală, se utilizează un sistem termosifon: lichidul de răcire fierbinte, conform legilor mecanicii, se ridică în sus la rezervorul de stocare. În consecință, în acest sistem, rezervorul de stocare trebuie instalat deasupra colectorului solar, ceea ce uneori creează neplăceri. Acest defect este eliminat prin utilizarea modului activ.
Sistemul activ al încălzitoarelor solare de apă este atunci când razele solare intră în dispozitive speciale și transformă energia termică a parametrilor necesari. Consumatorul și rezervorul de stocare transferă sistematic energie termică. Modul activ este realizat prin utilizarea circulației forțate a sistemelor solare cu circuit unic și cu două circuite. Motoarele electrice vor fi utilizate pentru a roti panourile și pompele de masaj, iar echipamentele de măsură, monitorizare și control vor fi utilizate.
O schemă simplă pentru conectarea colectoarelor solare
concluzie
Incalzitoarele de apa solara au gasit aplicatii largi in Europa, Israel, Arabia Saudita, Malta si alte tari. Pe piața internă, împreună cu produsele unor astfel de companii cunoscute precum VIESMANN, SOLVIS, VAILANT, sunt prezentate și produse de înaltă calitate ale producătorilor ruși. Incalzitoarele de apa solara sunt echipamente ecologice, cu costuri reduse si o mare durabilitate. Potrivit Web-ului, panoul colectorului solare făcut din Rusia, cu o suprafață de absorbție de 188 m² în vara la latitudinea orașului Lviv, la un unghi de pantă de 35 de căldură până la 55 de grade și 141 de litri de apă. Dacă intenționați să faceți un colector solar cu propriile mâini, atunci pe diferite site-uri puteți găsi instrucțiuni, desene și scheme pentru asamblarea încălzitoarelor de apă din seria do-it-yourself.
