Güneş enerjisiyle ısı temini, dünyanın birçok gelişmiş ülkesinde her geçen gün daha popüler hale gelen bir konut binasını ısıtma yöntemidir. Bugün güneş termal enerjisi alanındaki en büyük başarılar Batı ve Orta Avrupa ülkelerinde övünebilir. için Avrupa Birliği topraklarında geçen on yıl yenilenebilir enerji sektöründe yıllık %10-12 oranında bir büyüme var. Bu gelişmişlik düzeyi çok önemli bir göstergedir.

Güneş kollektörü

Güneş enerjisinin en belirgin uygulamalarından biri, su ve havayı ısıtmak (ısı taşıyıcı olarak) için kullanılmasıdır. Soğuk havaların hüküm sürdüğü iklim bölgelerinde, konforlu konaklama insanların her konut binası için ısıtma sistemlerini hesaplamaları ve düzenlemeleri gerekmektedir. Çeşitli ihtiyaçlar için sıcak su temini olmalı, ayrıca evler ısıtılmalıdır. Tabii ki, en iyi seçenek burada iş nerede şemanın uygulaması olacak otomatik sistemlerısı kaynağı.

Büyük hacimli günlük makbuzlar sıcak suüretim sürecinde gerekli endüstriyel Girişimcilik... Örnek olarak, tüketilen tüm enerjinin neredeyse yüzde 20'sinin sıvı bir ısı taşıyıcının 100 o C'yi aşmayan bir sıcaklığa ısıtılması için harcandığı Avustralya'yı verebiliriz. Bu nedenle, Batı'nın bazı gelişmiş ülkelerinde ve daha büyük ölçüde İsrail'de, Kuzey Amerika, Japonya ve tabii ki Avustralya, güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri hızla yayılıyor.

Yakın gelecekte, enerjinin gelişimi kuşkusuz güneş radyasyonunun kullanımına yönelik olacaktır. Yoğunluk Güneş radyasyonu Dünya yüzeyinde metrekare başına ortalama 250 watt. Ve bu, sağlamak için olmasına rağmen ev ihtiyaçları en az sanayileşmiş bölgelerde bir kişi metrekare başına iki watt yeterlidir.

Güneş enerjisi ile fosil yakıtların yanmasını kullanan diğer enerji endüstrileri arasındaki avantajlı fark, alınan enerjinin çevre dostu olmasıdır. Güneş enerjisi ekipmanının çalışması, atmosfere zararlı emisyonların salınmasını gerektirmez.

Ekipman uygulama şeması seçimi, pasif ve aktif sistemler

Güneş radyasyonunu bir ev için ısıtma sistemi olarak kullanmak için iki şema vardır. Bunlar aktif ve pasif sistemlerdir. Pasif güneş ısıtma sistemleri, güneş ışınımını doğrudan emen ve ondan ısı üreten elemanın evin yapısı veya bireysel bölümleri olduğu sistemlerdir. Bu elemanlar, belirli bir şema temelinde inşa edilmiş bir çit, çatı, binanın ayrı bölümleri olarak hizmet edebilir. Pasif sistemler mekanik hareketli parçalar kullanmazlar.

Aktif sistemler, bir evi ısıtmanın zıt şeması temelinde çalışır, aktif olarak mekanik cihazlar kullanırlar (pompalar, motorlar, kullanıldıklarında gerekli gücü de hesaplarlar).

Tasarımda en basit ve daha az maliyetli finansal plan devreyi monte ederken pasif sistemlerdir. Bu tür ısıtma şemaları, evin ısıtma sisteminde güneş radyasyonunun emilmesi ve daha sonra dağıtılması için ek cihazların kurulumunu gerektirmez. Bu tür sistemlerin çalışması, yaşam alanının doğrudan güney tarafında bulunan ışık ileten duvarlar aracılığıyla doğrudan ısıtılması ilkesine dayanmaktadır. Ek işlevısıtma, bir şeffaf ekran tabakası ile donatılmış evin çit elemanlarının dış yüzeyleri tarafından gerçekleştirilir.

Güneş radyasyonunu dönüştürme sürecini başlatmak için Termal enerji ana işlevin oynadığı şeffaf bir yüzeye sahip güneş kollektörlerinin kullanımına dayanan bir yapı sistemi kullanın " Sera etkisi", Cam tutmak için kullanılır termal radyasyon, çünkü oda içindeki sıcaklığı arttırırlar.

Sistem türlerinden yalnızca birinin kullanılmasının tamamen haklı olmayabileceğine dikkat edilmelidir. Genellikle dikkatli bir hesaplama, entegre sistemler aracılığıyla ısı kaybında ve bir binanın enerji gereksinimlerinde önemli azalmalar elde etmenin mümkün olduğunu gösterir. Genel çalışma hem aktif hem de pasif sistemler pozitif nitelikleri birleştirerek maksimum etkiyi verecektir.

Tipik olarak, verimlilik hesaplamaları, güneş radyasyonunun pasif kullanımının evinizin ısıtma ihtiyaçlarını yaklaşık yüzde 14-16 oranında karşılayacağını göstermektedir. Böyle bir sistem, ısı üretim sürecinin önemli bir parçası olacaktır.

Ancak, belirli olmasına rağmen olumlu özellikler pasif sistemler, binanın ısı ihtiyacının tam olarak karşılanabilmesi için ana olanaklar, yine de aktif ısıtma ekipmanlarının kullanılması gerekmektedir. Fonksiyonu doğrudan güneş ışınımının absorpsiyonu, birikimi ve dağılımı olan sistemler.

Planlama ve hesaplama

Tercihen bina tasarımı aşamasında, güneş enerjisi (kristal güneş pilleri, güneş kollektörleri) kullanan aktif ısıtma sistemleri kurma olasılığını hesaplayın. Ancak yine de, bu an zorunlu değildir, böyle bir sistemin kurulumu, yapım yılı ne olursa olsun, halihazırda mevcut bir göreve de mümkündür (başarının temeli, tüm planın doğru hesaplanmasıdır).

Ekipmanların montajı yapılır Güney tarafı evde. Bu düzenleme, kışın gelen güneş radyasyonunun maksimum absorpsiyonu için koşullar yaratır. Güneşin enerjisini dönüştüren ve sabit bir yapı üzerine kurulan fotoseller, en çok, ısıtılan binanın coğrafi konumuna eşit bir açıyla dünya yüzeyine göre kurulduklarında etkilidir. Çatının eğim açısı, evin güneye dönüş derecesi - bunlar, tüm ısıtma şemasını hesaplarken dikkate alınması gereken önemli noktalardır.

Güneş pilleri ve güneş kollektörleri, enerji tüketilen yere mümkün olduğunca yakın kurulmalıdır. Banyo ve mutfağı ne kadar yakın inşa ederseniz, ısı kaybının o kadar az olacağını unutmayın (bu seçenekte, her iki odayı da ısıtacak bir güneş kolektörü ile yapabilirsiniz). İhtiyacınız olan ekipmanın seçimini değerlendirmek için ana kriter verimliliğidir.

Aktif güneş enerjisi sistemleri aşağıdaki kriterlere göre aşağıdaki gruplara ayrılır:

1. Yinelenen bir kontur uygulamak;
2. İşin mevsimselliği (yıl boyunca veya belirli bir mevsimde);
3. Fonksiyonel amaç - ısıtma, tedarik sıcak su ve birleşik sistemler;
4. Uygulanan ısı taşıyıcı sıvı veya havadır;
5. Devre sayısının (1, 2 veya daha fazla) uygulamalı teknik çözümü.

Genel ekonomik veriler, ekipman türlerinden birinin seçiminde ana faktör olarak hizmet edecektir. Tüm sistemin yetkin bir termal hesaplaması, doğru bir şekilde belirlemenize yardımcı olacaktır. Hesaplama, güneş enerjisiyle ısıtma ve (veya) sıcak su temini organizasyonunun planlandığı her bir odanın göstergeleri dikkate alınarak yapılmalıdır. Binanın konumu, iklimsel doğal koşullar, yerinden edilen enerji kaynağının maliyetinin büyüklüğü dikkate alınmaya değer. Doğru hesaplama ve iyi seçimısı tedarik organizasyon şemaları - rehin ekonomik fizibilite güneş enerjisi ekipmanlarının uygulanması.

Güneş ısıtma sistemi

Kullanılan en yaygın ısıtma şeması, emilen enerjiyi özel bir kapta - bir pilde biriktirme işlevini sağlayan güneş kollektörlerinin montajıdır.

Bugüne kadar en yaygın çift ​​devreli devreler kollektördeki soğutucunun cebri sirkülasyon sisteminin kurulu olduğu konutların ısıtılması. Çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Sıcak su depolama tankının üst noktasından sağlanır, işlem fizik kanunlarına göre otomatik olarak gerçekleşir. Soğuk Akar su tankın alt kısmına basınç verilir, bu su tankın üst kısmında biriken ısıtılmış suyu değiştirir ve daha sonra evin sıcak su besleme sistemine girerek ev ihtiyaçlarını ve ısınma ihtiyaçlarını karşılar.

Tek ailelik bir ev için, genellikle 400 ila 800 litre kapasiteli bir depolama tankı kurulur. Bu tür hacimlerin ısı taşıyıcısını ısıtmak için, bağlı olarak doğal şartlar güneş kollektörünün yüzey alanını doğru hesaplamak gerekir. Ekipmanın kullanımını ekonomik olarak haklı çıkarmak da gereklidir.

Güneş enerjisiyle ısıtma sistemi kurmak için standart ekipman seti aşağıdaki gibidir:

• doğrudan kendim Güneş kollektörü;
• Sabitleme sistemi (destekler, kirişler, tutucular);
• Depolama tankı;
• Isı taşıyıcının aşırı genleşmesini telafi eden tank;
• Pompa kontrol cihazı;
• Pompa (valf seti);
• Sıcaklık sensörleri;
• Isı değişim cihazları (büyük hacimli şemalarda kullanılır);
• Isı yalıtımlı borular;
• Emniyet ve kontrol valfleri;
• Uydurma.

Isı emici panellere dayalı sistem. Bu tür paneller genellikle yeni inşaat aşamasında kullanılır. Kurulumları için sıcak çatı adı verilen özel bir yapı inşa etmek gerekir. Bu, çatı elemanları ekipman gövdesinin yapı taşları olarak kullanılırken panellerin doğrudan çatı yapısına monte edilmesi gerektiği anlamına gelir. Böyle bir kurulum, bir ısıtma sistemi oluşturma maliyetlerinizi azaltacaktır, ancak cihazların ve çatının birleşim yerlerinin yüksek kalitede su geçirmezliğini gerektirecektir. Bu ekipman yükleme yöntemi, işin tüm aşamalarını dikkatlice tasarlamanızı ve planlamanızı gerektirecektir. Borulama, depolama tankının yerleştirilmesi, pompanın montajı, eğimlerin ayarlanması ile ilgili birçok sorunu çözmek gerekiyor. Bina en başarılı şekilde güneye döndürülmezse, oldukça fazla kurulum sorununun çözülmesi gerekecektir.

tüm proje güneş sistemleriısıtma farklı derecelerde diğerlerinden farklı olacaktır. Sadece sistemin temel ilkeleri değişmeden kalacaktır. Bu nedenle, doğru bir liste sağlayın gerekli parçalar için tam kurulum tüm sistem imkansızdır, çünkü kurulum işlemi sırasında ek eleman ve malzemelerin kullanılması gerekebilir.

Sıvı ısıtma sistemleri

Sıvı ısı taşıyıcı bazında çalışan sistemlerde, biriktirme maddesi olarak sıradan su kullanılır. Güneş kollektörlerinde enerji absorpsiyonu gerçekleşir. düz tasarım... Enerji depolama tankında birikir ve ihtiyaç oldukça tüketilir.

Enerjiyi depolama cihazından binaya aktarmak için sudan suya veya sudan havaya ısı eşanjörü kullanılır. Sıcak su sistemi, ön ısıtma tankı adı verilen ek bir tank ile donatılmıştır. Su, güneş radyasyonu ile ısıtılır ve daha sonra geleneksel bir su ısıtıcısına girer.

Hava ısıtma sistemi

Böyle bir sistem, ısı taşıyıcı olarak havayı kullanır. Soğutucunun ısıtılması düz bir güneş kollektöründe gerçekleştirilir ve daha sonra ısıtılan hava, ısıtılan odaya veya emilen enerjinin gelen sıcak hava tarafından ısıtılan özel bir memede toplandığı özel bir depolama cihazına girer. Bu özelliği sayesinde sistem, güneş ışınımının olmadığı gece saatlerinde dahi evin ısısını sağlamaya devam ediyor.

Cebri ve doğal sirkülasyon sistemleri

Doğal sirkülasyonlu sistemlerin çalışmasının temeli, soğutucunun bağımsız hareketidir. Artan sıcaklığın etkisi altında yoğunluğunu kaybeder ve bu nedenle üst parça cihazlar. Ortaya çıkan basınç farkı, ekipmanın çalışmasını sağlar.

Güneş enerjisi santrallerinin kullanımına bağlı olarak konutların ısıtma, soğutma ve sıcak su temini görevleri, idari binalar, sanayi ve tarım tesisleri. Güneş enerjisi santralleri aşağıdaki sınıflandırmaya sahiptir:

• amaca göre: sıcak su tedarik sistemleri; ısıtma sistemleri; sıcak ve soğuk tedarik amaçlı birleşik tesisler;
• kullanılan ısı taşıyıcı tipine göre: sıvı; hava;
• çalışma süresine göre: yıl boyunca; mevsimsel;
• üzerinde teknik çözümşemalar: tek devre; çift ​​devre; çoklu devre.

Güneş enerjisiyle ısıtma sistemlerinde en yaygın olarak kullanılan ısı taşıyıcılar sıvılar (su, etilen glikol çözeltisi, organik madde) ve havadır. Her birinin belirli avantajları ve dezavantajları vardır. Hava donmaz, sızıntı ve ekipman korozyonu ile ilgili büyük problemler oluşturmaz. Ancak havanın yoğunluğunun ve ısı kapasitesinin düşük olması, hava tesisatlarının boyutları nedeniyle soğutucunun pompalanması için güç tüketimi sıvı sistemlere göre daha fazladır. Bu nedenle, çalıştırılan güneş enerjisi ısıtma sistemlerinin çoğunda sıvılar tercih edilir. Konut ve ortak ihtiyaçlar için ana ısı taşıyıcı sudur.

Güneş kollektörleri, dış hava sıcaklığının negatif olduğu dönemlerde çalışırken, ya soğutucu olarak antifriz kullanmak ya da bir şekilde soğutucunun donmasını önlemek (örneğin, suyun zamanında boşaltılması, ısıtılması, güneş enerjisinin yalıtılması yoluyla) gereklidir. kolektör).

Kırsal evleri, çok katlı ve apartman binalarını, sanatoryumları, hastaneleri ve diğer tesisleri donatmak için yedekli bir ısı kaynağına sahip yıl boyunca güneş enerjisi sıcak su tesisatları kullanılabilir. Örneğin öncü kamplar için duş kurulumları, pansiyonlar, jeologlar, inşaatçılar, çobanlar için mobil kurulumlar gibi mevsimlik tesisler, genellikle pozitif dış sıcaklığın olduğu dönemlerde yılın yaz ve geçiş aylarında çalışır. Tesisin tipine ve çalışma koşullarına bağlı olarak yedekli bir ısı kaynağına sahip olabilirler veya onsuz yapabilirler.

Güneş enerjili sıcak su temin sistemlerinin maliyeti, nesnenin maliyetinin %5 ila %15'i arasında olabilir ve şunlara bağlıdır: iklim koşulları, ekipmanın maliyeti ve gelişme derecesi.

Isıtma sistemlerine yönelik güneş enerjisi tesisatlarında ısı taşıyıcı olarak hem sıvılar hem de hava kullanılmaktadır. Çok devreli güneş santrallerinde farklı devrelerde farklı ısı taşıyıcılar kullanılabilir (örneğin güneş devresinde - su, dağıtım devresinde - hava). Ülkemizde ısı temini için su güneş enerjisi tesisatları yaygındır.

Isıtma sistemleri için gerekli olan güneş kollektörlerinin yüzey alanı genellikle sıcak su sistemleri için kollektörlerin yüzey alanının 3-5 katı olduğundan bu sistemlerin kullanım oranı özellikle yaz mevsiminde daha düşüktür. Bir ısıtma sistemi için kurulum maliyeti, nesne maliyetinin %15-35'i kadar olabilir.

Kombine sistemler, ısıtma ve sıcak su temini için yıl boyunca kurulumların yanı sıra ısı pompası ve ısı ve soğuk tedarik için ısı borusu modunda çalışan kurulumları içerebilir. Bu sistemler henüz endüstride yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Kollektör yüzeyine gelen güneş radyasyonu akısının yoğunluğu, güneş enerjisi tedarik sistemlerinin ısı mühendisliğini ve teknik ve ekonomik göstergelerini büyük ölçüde belirler.

Güneş radyasyon akısının yoğunluğu gün boyunca ve yıl boyunca değişir. Bu biri karakteristik özellikler güneş enerjisi kullanan sistemler ve güneş enerjisi santralleri için özel mühendislik hesaplamaları yaparken hesaplanan E değerinin seçimi belirleyicidir.

Olarak tasarım şeması güneş enerjisi tedarik sistemleri, çeşitli sistemlerin çalışmasının özelliklerini dikkate almayı mümkün kılan Şekil 3.3'te gösterilen şemayı göz önünde bulundurun. Güneş kollektörü 1, güneş ışınımının enerjisini ısıya dönüştürür, bu ısı eşanjörü 3 vasıtasıyla depolama tankına 2 aktarılır. Isı eşanjörü, depolama tankının kendisinde yer alabilir. Soğutma sıvısının sirkülasyonu bir pompa ile sağlanır. Isıtılmış soğutucu, sıcak su kaynağına ve ısıtma sistemlerine girer. Güneş radyasyonunun olmaması veya olmaması durumunda, sıcak su temini veya ısıtma 5 için bir yedek ısı kaynağı açılır.

Şekil 3.3. Güneş ısısı besleme sistemi şeması: 1 - güneş kollektörleri; 2 - sıcak su depolama tankı; 3 - ısı eşanjörü; 4 - yerden ısıtmalı bina; 5 - yedekleme (ek enerji kaynağı); 6 - pasif güneş sistemi; 7 - çakıl pili; 8 - amortisörler; 9 - fan; 10 - akış sıcak hava binaya; 11- binadan sirküle edilen hava temini

Güneş enerjisiyle ısıtma sisteminde, NPP "Rakip" tarafından geliştirilmiş termal özelliklere sahip yeni nesil "Raduga" güneş kollektörleri, ısı emici bir panel üzerinde seçici bir kaplama kullanılması nedeniyle kullanılır. paslanmaz çelikten ve yüksek optik özelliklere sahip ekstra güçlü camdan yapılmış yarı saydam bir kaplama.

Sistem bir ısı taşıyıcı olarak kullanır: ısıtma mevsimi boyunca pozitif sıcaklıklarda veya antifrizde su (güneş enerjisi devresi), su (ikinci yerden ısıtma devresi) ve hava (üçüncü güneş hava ısıtma devresi).

Yedek kaynak olarak bir elektrikli kazan kullanıldı.

Güneş enerjisi besleme sistemlerinin verimliliğini artırmak, aşağıdakilerin kullanılmasıyla sağlanabilir: farklı yöntemler termal enerji birikimi, güneş enerjisi sistemlerinin termal kazanlar ve ısı pompası tesisatları ile rasyonel kombinasyonu, aktif ve pasif geliştirme sistemlerinin kombinasyonu Etkili araçlar ve otomatik kontrol yöntemleri.

B3TPEN31 Grubu öğrencileri tarafından hazırlanmıştır.

Solar ısıtma sistemleri, termal enerji kaynağı olarak güneş radyasyonu kullanan sistemlerdir. Onların karakteristik fark diğer düşük sıcaklıklı ısıtma sistemlerinden, özel bir elemanın kullanılmasıdır - güneş radyasyonunu yakalamak ve onu termal enerjiye dönüştürmek için tasarlanmış bir güneş alıcısı.

Güneş radyasyonu kullanma yöntemine göre, güneş düşük sıcaklıklı ısıtma sistemleri pasif ve aktif olarak ayrılır.

Pasif

Pasif güneş enerjisi sistemleri, binanın kendisinin veya bireysel muhafazalarının (kolektör binası, kollektör duvarı, kollektör çatısı vb.) güneş ışınımını alan ve ısıya dönüştüren bir eleman olarak görev yaptığı pasif sistemler olarak adlandırılır.

Pasif düşük sıcaklıklı güneş enerjisi ısıtma sistemi “duvar toplayıcı”: 1 - güneş ışınları; 2 - ışın geçirgen ekran; 3 - hava damperi; 4 - ısıtılmış hava; 5 - odadan soğutulmuş hava; 6 - duvar dizisinin kendi uzun dalga termal radyasyonu; 7 - siyah ışını algılayan duvar yüzeyi; 8 - panjur.

Aktif

Düşük sıcaklıklı güneş enerjisi ısıtma sistemleri, güneş kollektörünün binaya ait olmayan bağımsız ve ayrı bir cihaz olduğu aktif sistemler olarak adlandırılır. Aktif güneş sistemleri alt bölümlere ayrılabilir:

amaca göre (sıcak su tedarik sistemleri, ısıtma sistemleri, ısıtma ve soğuk tedarik amaçlı kombine sistemler);

kullanılan soğutucu tipine göre (sıvı - su, antifriz ve hava);

çalışma süresine göre (yıl boyu, mevsimlik);

şemaların teknik çözümüne göre (tek, iki, çok devreli).

Güneş enerjisiyle ısıtma sistemlerinin sınıflandırılması

çeşitli kriterlere göre sınıflandırılabilir:

randevuyla:

1. sıcak su temin sistemleri (DHW);

2. ısıtma sistemleri;

3. birleşik sistemler;

Kullanılan soğutma sıvısı türüne göre:

1. sıvı;

2. hava;

Çalışma süresine göre:

1. yıl boyunca;

2. mevsimsel;

Planın teknik çözümüne göre:

1. tek devre;

2. çift devre;

3. çoklu devre.

Hava, tüm çalışma parametreleri aralığında yaygın olarak kullanılan, donmayan bir soğutma sıvısıdır. Isı taşıyıcı olarak kullanıldığında, ısıtma sistemlerini bir havalandırma sistemi ile birleştirmek mümkündür. Bununla birlikte, hava, sistemlerin cihazı için metal tüketiminde bir artışa yol açan düşük ısılı bir soğutucudur. hava ısıtma Su sistemleri ile karşılaştırıldığında.

Su, ısıyı tutan ve yaygın olarak bulunan bir ısı taşıyıcıdır. Ancak 0°C'nin altındaki sıcaklıklarda, üzerine donma önleyici sıvılar eklemek gerekir. Ek olarak, oksijenle doymuş suyun boru hatlarında ve aparatlarda korozyona neden olduğu unutulmamalıdır. Ancak su güneş sistemlerinde metal tüketimi çok daha düşüktür, bu da daha geniş uygulamalarına büyük ölçüde katkıda bulunur.

Mevsimlik güneş enerjili sıcak su sistemleri genellikle tek devrelidir ve yaz ve geçiş aylarında, dış sıcaklığın pozitif olduğu dönemlerde çalışır. Sahip olabilirler ek kaynak servis edilen nesnenin amacına ve çalışma koşullarına bağlı olarak ısıtın veya onsuz yapın.

Binalar için güneş enerjisi ısıtma sistemleri genellikle çift devreli veya çoğu zaman çok devrelidir ve farklı devreler için farklı ısı taşıyıcıları kullanılabilir (örneğin, güneş devresinde - ara devrelerde donmayan sıvıların sulu çözeltileri) - su ve tüketici devresinde - hava).

Binaların ısı ve soğuk tedariki için yıl boyunca kombine güneş enerjisi sistemleri çok devrelidir ve geleneksel fosil yakıtlı ısı üreteci veya ısı transformatörü şeklinde ek bir ısı kaynağı içerir.

Güneş enerjisiyle ısı besleme sisteminin şematik bir diyagramı Şekil 4.1.2'de gösterilmektedir. Üç sirkülasyon devresi içerir:

güneş kollektörleri 1, bir sirkülasyon pompası 8 ve bir sıvı ısı eşanjöründen 3 oluşan birinci devre;

bir depolama tankı 2, bir sirkülasyon pompası 8 ve bir ısı eşanjöründen 3 oluşan bir ikinci devre;

bir depolama tankı 2, bir sirkülasyon pompası 8, bir su-hava ısı eşanjörü (hava ısıtıcısı) 5'ten oluşan üçüncü devre.

Güneş enerjisi besleme sisteminin şematik diyagramı: 1 - güneş kollektörü; 2 - depolama tankı; 3 - ısı eşanjörü; 4 - bina; 5 - hava ısıtıcısı; 6 - ısıtma sistemi için yedekleme; 7 - sıcak su temin sisteminin iki katı; 8 - sirkülasyon pompası; 9 - hayran.

işleyen

Güneş enerjisi ısıtma sistemi aşağıdaki gibi çalışır. Güneş kollektörlerinde 1 ısıtılan ısı alıcı devrenin ısı taşıyıcısı (antifriz), ısı eşanjörüne 3 girer, burada antifriz ısısı, ısı eşanjörünün 3 halka şeklindeki boşluğunda dolaşan suya aktarılır. ikincil devrenin pompasının 8 hareketi. Isınan su akümülatör tankına 2 girer. Akümülatör tankından su sıcak su besleme pompası 8 tarafından alınır, gerekirse yedekte 7 gerekli sıcaklığa getirilir ve binanın sıcak su tedarik sistemine girer. Depolama tankının makyajı su besleme sisteminden gerçekleştirilir.

Isıtma için, depolama tankından 2 gelen su, üçüncü devrenin 8 pompası tarafından, fan 9 yardımıyla havanın geçtiği ve ısıtıldığında binaya 4 girdiği ısıtıcıya 5 verilir. güneş radyasyonu veya güneş kollektörleri tarafından üretilen ısı enerjisi eksikliği, yedek devreye alınır 6.

Her bir özel durumda güneş enerjisi tedarik sisteminin elemanlarının seçimi ve düzenlenmesi, iklim faktörleri, nesnenin amacı, ısı tüketimi modu ve ekonomik göstergeler tarafından belirlenir.

Tek devreli bir termosifon güneş enerjisi sıcak su temin sisteminin şematik diyagramı

Sistemlerin bir özelliği, bir termosifon sistemi olması durumunda, depolama tankının alt noktasının, kollektörün üst noktasının üzerinde ve kollektörlerden 3-4 m'den daha uzak olmayacak şekilde ve pompa sirkülasyonu ile yerleştirilmesi gerektiğidir. soğutucu, depolama tankının yeri keyfi olabilir.

Doğal afetler tarafından sağlanan “yeşil” enerjinin kullanımı, kullanım maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. Örneğin, düzenleyerek güneş enerjisiyle ısıtmaözel bir evde, neredeyse ücretsiz ısı taşıyıcılı düşük sıcaklıklı radyatörler ve yerden ısıtma sistemleri tedarik edeceksiniz. Katılıyorum, bu zaten tasarruf ediyor.

Önerdiğimiz makaleden “yeşil teknolojiler” hakkında her şeyi öğreneceksiniz. Yardımımızla, güneş enerjisi tesisatlarının türlerini, yapım yöntemlerini ve çalışma özelliklerini kolayca anlayabilirsiniz. Dünyada yoğun olarak çalışılan ancak ülkemizde çok fazla talep görmeyen popüler seçeneklerden biri mutlaka ilginizi çekecektir.

Dikkatinize sunulan inceleme demonte edildi Tasarım özellikleri sistemleri, bağlantı şemaları ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Yapısının gerçeklerini değerlendirmek için bir güneş ısıtma devresinin hesaplanmasına bir örnek verilmiştir. Yardım etmek bağımsız ustalar fotoğraf setleri ve video ektedir.

Ortalama olarak, dünya yüzeyinin 1 m2'si saatte 161 watt güneş enerjisi alır. Tabii ki, ekvatorda bu rakam Arktik'tekinden çok daha fazla olacaktır. Ek olarak, güneş radyasyonunun yoğunluğu mevsime bağlıdır.

Moskova bölgesinde, Aralık-Ocak aylarında güneş radyasyonunun yoğunluğu Mayıs-Temmuz aylarından beş kattan fazla farklılık gösterir. ancak modern sistemler o kadar verimli ki dünyanın hemen her yerinde çalışabilirler.

Güneş termal kollektörleri ne için kullanılır? Bunları nerede kullanabilirsiniz - koleksiyonerlerin uygulamaları, uygulamaları, artıları ve eksileri, özellikler, yeterlik. Kendiniz yapmak mümkün mü ve ne kadar haklı. Uygulama şemaları ve perspektifler.

Randevu

koleksiyoncu ve Güneş pili 2 farklı cihazlar... Pil, güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesini, pillerde biriktirilmesini ve evsel ihtiyaçlar için kullanılmasını kullanır. Bir ısı pompası gibi güneş kollektörleri, dönüşümü suyu ısıtmak veya ısıtmak için kullanılan Güneş'ten çevre dostu enerjiyi toplamak ve depolamak için tasarlanmıştır. V endüstriyel ölçekliısıyı elektriğe dönüştüren güneş termik santralleri yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

Cihaz

Koleksiyoncular üç ana bölümden oluşur:

• paneller;
• kamera;
• depolama tankı.

Paneller, dış cam duvarlı bir kutuya yerleştirilmiş boru şeklinde bir radyatör şeklinde sunulmaktadır. İyi aydınlatılmış herhangi bir yere yerleştirilmelidirler. Sıvı, panel radyatöre girer, daha sonra ısınır ve ön odaya hareket eder, burada soğuk su, sistemde sabit dinamik basınç oluşturan sıcak su ile değiştirilir. Bu durumda, soğuk sıvı radyatöre girer ve sıcak olan depolama tankına girer.

Standart paneller her koşula kolayca uyum sağlar. Özel montaj profilleri yardımıyla sınırsız sayıda arka arkaya paralel olarak monte edilebilirler. Alüminyum montaj profillerinde delikler açılır ve panellere alttan cıvata veya perçin ile sabitlenir. İşin tamamlanmasından sonra güneş yutucu paneller montaj profilleri ile birlikte tek bir rijit yapı oluşturmaktadır.

Güneş enerjisi ile ısıtma sistemi iki gruba ayrılır: hava ile ve sıvı ısı taşıyıcı ile. Kollektörler radyasyonu yakalar ve emer ve onu termal enerjiye dönüştürerek, ısının odaya dağıldığı depolama elemanına aktarır. Sistemlerden herhangi biri eklenebilir yardımcı ekipman(sirkülasyon pompası, basınç sensörleri, emniyet valfleri).

Çalışma prensibi

Gündüz, termal radyasyon, kollektörde dolaşan soğutucuya (su veya antifriz) aktarılır. Isıtılmış soğutucu, enerjiyi, üzerinde bulunan ve sıcak su temini için su toplayan su ısıtıcısı tankına aktarır. Basit versiyonda, su, sıcak ve sıcak arasındaki yoğunluk farkı nedeniyle doğal olarak dolaşır. soğuk su devrede ve sirkülasyonun durmaması için özel bir pompa kullanılır. Sirkülasyon pompası yapı boyunca sıvının aktif pompalanması için tasarlanmıştır.


Sofistike bir versiyonda kollektör, su veya antifriz ile dolu ayrı bir devreye dahil edilmiştir. Pompa, depolanan güneş enerjisini ısıyı depolamanıza ve gerektiğinde almanızı sağlayan termal olarak yalıtılmış bir depolama tankına aktarırken sirkülasyona başlamalarına yardımcı olur. Enerji yetersizse, elektrik veya Gaz ısıtıcı, otomatik olarak açılır ve gerekli sıcaklığı korur.

Görüntüleme

Evinde güneş enerjisi ile ısıtma sistemi isteyenler öncelikle en çok neye karar vermelidir? uygun tip kolektör.

Düz kollektör

Kapalı kutu olarak sunulur havalı cam ve güneş ısısını emen özel bir katmana sahip. Bu katman, içinden soğutucunun dolaştığı borulara bağlanır. Ne kadar çok enerji alırsa verimliliği o kadar yüksek olur. Panelin kendisindeki ısı kayıplarının azaltılması ve absorber plakalarda en yüksek ısı absorpsiyonunun sağlanması maksimum enerji toplanmasına olanak sağlar. Durgunluğun olmadığı durumlarda, düz kollektörler suyu 200 ° C'ye kadar ısıtabilir. Yüzme havuzlarındaki suyu ısıtmak, evsel ihtiyaçlar ve evi ısıtmak için tasarlanmıştır.

vakum manifoldu

Bu bir cam pildir (bir sıra içi boş tüp). Dış pil şeffaf bir yüzeye sahipken, iç pil radyasyonu hapseden özel bir katmanla kaplanmıştır. Dahili ve harici piller arasındaki vakum ara katmanı, emilen enerjinin yaklaşık %90'ının korunmasına yardımcı olur. Isı iletkenleri özel tüplerdir. Panel ısındığında pilin altındaki sıvı buhara dönüşür ve bu da ısıyı yükselterek kollektöre aktarır. Bu tip bir sistem, düşük sıcaklıklarda ve düşük ışık koşullarında kullanılabildiği için düz kollektörlere göre daha verimlidir. Solar vakum pili, çok katmanlı bir cam kaplama kullanarak ve kollektörlerde vakum oluşturarak soğutucunun sıcaklığını 300 ° C'ye kadar ısıtmanıza olanak tanır.

Isı pompası

Solar ısıtma sistemleri, ısı pompası gibi bir cihazla en verimli şekilde çalışır. enerji toplamak için tasarlanmıştır. Çevre hava koşullarından bağımsız olarak ve evin içine monte edilebilir. Buradaki enerji kaynağı su, hava veya toprak olabilir. Yeterli güneş enerjisi varsa, ısı pompası sadece güneş kollektörleri kullanılarak çalıştırılabilir. kullanma birleşik sistem"Isı pompası ve güneş kollektörü", kollektör tipi önemli değil, ama en çok uygun seçenek bir güneş vakum pili olacak.

daha iyi ne

Güneş enerjisi sistemi her türlü çatıya kurulabilir. Düz kollektörler, tasarımı daha kırılgan olan vakumlu kollektörlerin aksine daha dayanıklı ve güvenilir olarak kabul edilir. Bununla birlikte, düz toplayıcı hasar görürse, tüm emici sistemin değiştirilmesi gerekirken, vakum durumunda yalnızca hasarlı pilin değiştirilmesi gerekecektir.


Bir vakum manifoldunun verimliliği, düz olandan çok daha yüksektir. içinde kullanılabilirler kış zamanı ve bulutlu havalarda daha fazla enerji üretirler. Isı pompası, yüksek maliyetine rağmen oldukça yaygınlaştı. Vakum kollektörlerinin enerji üretim hızı, tüplerin boyutuna bağlıdır. Normalde tüplerin boyutları 58 mm çapında ve 1.2-2.1 metre uzunluğunda olmalıdır. Kollektörü kendi elinizle kurmak oldukça zordur. Bununla birlikte, belirli bir bilgiye sahip olmanın yanı sıra aşağıdaki detaylı talimatlar ekipmanı satın alırken belirtilen sistemin konumunun kurulumu ve seçimi, görevi büyük ölçüde basitleştirecek ve eve güneş ısısı beslemesinin getirilmesine yardımcı olacaktır.