Arbeidet til ankeret og samleren i en DC-generator

Det spesifikke ved bruk av solfangere

Hovedfunksjonen til solfangere, som skiller dem fra andre typer varmegeneratorer, er den sykliske naturen til driften. Hvis det ikke er sol, er det heller ikke varmeenergi. Som et resultat er slike holdninger passive om natten.

Gjennomsnittlig daglig varmeproduksjon avhenger direkte av lengden på dagslystiden. Sistnevnte bestemmes for det første av områdets geografiske breddegrad, og for det andre av sesongen. I løpet av sommerperioden, som er toppen av isolasjon på den nordlige halvkule, vil samleren arbeide med maksimal effektivitet. Om vinteren faller produktiviteten og når et minimum i desember-januar.

Om vinteren reduseres effektiviteten til solfangere ikke bare på grunn av en nedgang i varigheten av dagslys, men også på grunn av en endring i innfallsvinkelen til sollys. Svingninger i solfangerytelsen gjennom året bør tas i betraktning når man beregner bidraget til varmesystemet.

En annen faktor som kan påvirke solfangerenes produktivitet er klimatiske trekk i regionen. På vårt lands territorium er det mange steder hvor 200 eller flere dager i året solen er gjemt bak et tykt lag med skyer eller bak et tåkeslør. I overskyet vær faller ikke solfangeren til null, siden den er i stand til å fange spredt sollys, men den avtar betydelig.

Collector vannforsyningssystem

Hvis en samler er inkludert i systemet, uansett hvilken enhet som er installert i kretsen, vil det bli lagt en egen gren til den. Samtidig øker den totale lengden på rørene, men følgende positive aspekter vises:

1. På alle punkter i vanninntaket vil det alltid være et stabilt og like trykk;
2. Når du tapper inn i kollektoruttaket på reduseringsanordningen i denne grenen, som passer for alle rørleggerartikler, kan du justere trykket, og det vil være forskjellig fra totalverdien;
3. Hver innkobling mellom oppsamleren og vannuttakspunktet er et enkelt rørstykke som kan hemmelig festes i gulvet, i veggen eller i en veggnisje;
4. Alle rørleggerartikler kan slås av uten å stoppe hele kaldtvannet eller varmtvannsforsyningen for reparasjon eller utskifting.

Ulemper med samlekretsen:

1. Lengre rørlengder øker automatisk den hydrauliske motstanden i ledningen;
2. På grunn av økningen i ledningens lengde, vil samleren ikke fungere i modus for naturlig vannsirkulasjon, noe som kan påvirke valget eller endringen av varmesystemet;
3. Hvis det er umulig å lage rørsystemet hemmelig festet i vegger eller nisjer, kan en stor opphopning av rør tvinge til å endre interiøret eller til og med utformingen av lokalet.

Prinsippet for drift og typer solfangere

Det er på tide å si noen ord om strukturen og prinsippet til solfangeren. Hovedelementet i designet er en adsorber, som er en kobberplate med et rør sveiset til den. Absorberer varmen fra solstrålene som faller på den, og plata (og med den røret) varmes raskt opp. Denne varmen overføres til den flytende varmebæreren som sirkulerer gjennom røret, som igjen transporterer den videre gjennom systemet.

Den fysiske kroppens evne til å absorbere eller reflektere solstrålene, avhenger først og fremst av overflaten. For eksempel reflekterer en speiloverflate perfekt lys og varme, men en svart absorberer tvert imot. Det er derfor et sort belegg påføres adsorberens kobberplate (det enkleste alternativet er svart maling).

Hvordan solfangeren fungerer

1. Solfanger. 2. Buffer tank. 3. Varmt vann.

4. Kaldt vann. 5. Kontroller. 6. Varmeveksler.

7. Vannpumpe. 8. Varm strøm. 9. Kald strøm.

Det er også mulig å øke mengden varme som mottas fra solen ved å velge riktig glass som dekker adsorberen. Vanlig glass er ikke gjennomsiktig nok. I tillegg glir det og reflekterer noe av sollyset. I solfangere prøver de som regel å bruke spesialglass med lavt jerninnhold, noe som øker gjennomsiktigheten. For å redusere andelen lys som reflekteres av overflaten, påføres et antireflekterende belegg på glasset. Og slik at støv og fuktighet ikke kommer inn i samleren, noe som også reduserer gjennomstrømningen av glasset, blir saken forseglet, og noen ganger til og med fylt med en inert gass.

Til tross for alle disse triksene, er effektiviteten til solfangere fortsatt langt fra 100%, noe som skyldes ufullkommenheten i designet. Den oppvarmede adsorberplaten utstråler en del av den mottatte varmen ut i miljøet, og varmer opp luften i kontakt med den. For å minimere varmetap, må adsorbatoren være isolert. Søket etter en effektiv måte å isolere adsorberende ledet ingeniører til å lage flere typer solfangere, hvorav de vanligste er flate og rørformede vakuumopsamlere.

Flate solfangere

Flate solfangere.
Utformingen av en flat solfanger er ekstremt enkel: det er en metallboks dekket med glass på toppen. Som regel brukes mineralull til varmeisolering av bunnen og veggene i saken. Dette alternativet er langt fra ideelt, siden overføring av varme fra adsorbereren til glasset ved hjelp av luften inne i esken ikke er ekskludert. Med stor temperaturforskjell inne i kollektoren og utsiden, er varmetap ganske betydelig. Som et resultat blir en flat solfanger, som fungerer perfekt om våren og sommeren, ekstremt ineffektiv om vinteren.

Flat solfangerenhet

1. Innløpsrør. 2. Sikkerhetsglass.

3. Absorpsjonslag. 4. Aluminiumsramme.

5. Kobberrør. 6. Varmeisolator. 7. Utløpsrør.

Tubular vakuum solfangere

Tubular vakuum solfangere.
En solsuger er et panel som består av et stort antall relativt tynne glassrør. En adsorber er plassert inne i hver av dem. For å utelukke overføring av varme med gass (luft), evakueres rørene. Det er på grunn av fravær av gass i nærheten av adsorberne at vakuumfangere er preget av lave varmetap selv i frostvær.

Vakuum manifold enhet

1. Varmeisolasjon. 2. Varmevekslerhus. 3. Varmeveksler (samler)

4. Forseglet plugg. 5. Vakuumrør. 6. Kondensator.

7. Absorberende plate. 8. Varmeledning med arbeidsvæske.

Søknader om solfangere

Hovedformålet med solfangere, som alle andre varmegeneratorer, er å varme opp bygninger og forberede vann til et varmtvannsforsyningssystem. Det gjenstår å finne ut hvilken type solfangere som er best egnet til å utføre en bestemt funksjon.

Flat solfangere, som vi fant ut, har god ytelse om våren og sommeren, men er ineffektive om vinteren. Av dette følger det at det er upassende å bruke dem til oppvarming, hvor behovet vises nettopp med utbruddet av kaldt vær. Dette betyr imidlertid ikke at det ikke er noen virksomhet i det hele tatt for dette utstyret.

Flatsamlere har en ubestridelig fordel - de er betydelig billigere enn vakuummodeller, og i tilfeller der det er planlagt å bruke solenergi utelukkende om sommeren, er det fornuftig å kjøpe dem.Flate solfangere takler perfekt oppgaven med å forberede vann til varmtvannsforsyning om sommeren. Enda oftere brukes de til å varme vann til en behagelig temperatur i utendørsbassenger.

Rørformede vakuumopsamlere er mer allsidige. Med ankomsten av vinterkulde reduseres ikke ytelsen så mye som for flate modeller, noe som betyr at de kan brukes hele året. Dette gjør det mulig å bruke slike solfangere ikke bare til varmtvannsforsyning, men også i varmesystemet.

Sammenligning av solfangere med flat og vakuum.

Kostnad for utstyr

Mange huseiere tar feil i troen på at et fyrrom manifold er verdt fantastiske penger. I rørleggerbutikker kan du finne mange modeller uten bjeller og fløyter, som bare koster 200-500 rubler. Slike utstyr vil ikke ha reguleringsmekanismer, termiske hoder og andre tilleggselementer, og de er designet for maksimalt 2-3 kretser.

Modeller med utvidet funksjonalitet vil koste eieren av et hus eller en industribygning som ønsker å organisere et kompetent varmesystem, omtrent 4-5 tusen rubler. Et langt rør med flere topp- og bunnuttak vil være komplett med termiske hoder, strømningsmåler, piler og andre deler. Slike strukturer produseres ofte av russiske produsenter eller varemerker fra nabolandene. Det dyreste er importert utstyr med automatisk justering, som vil koste 10-16 tusen rubler.

Tilrettelegging av solfangere

Effektiviteten til en solfanger avhenger direkte av hvor mye sollys som faller på adsorberen. Det følger av dette at samleren skal være plassert i et åpent rom, der skyggen fra nabobygninger, trær nær fjell osv. Aldri faller (eller i det minste lengst).

Det er ikke bare plasseringen til samleren som betyr noe, men også dens orientering. Den mest "solrike" siden på den nordlige halvkule er den sørlige, noe som betyr at "speilene" i reservoaret ideelt sett bør dreies strengt mot sør. Hvis det er teknisk umulig å gjøre dette, bør du velge retningen nærmest mulig sør - sørvest eller sørøst.

Man bør ikke miste en slik parameter som hellingsvinkelen til solfangeren. Verdien på vinkelen avhenger av avviket fra solens posisjon fra seniten, som igjen bestemmes av breddegraden til området der utstyret skal betjenes. Hvis hellingsvinkelen ikke er riktig innstilt, vil det optiske energitapet øke betydelig, siden en betydelig del av sollyset reflekteres fra samlerglasset og derfor ikke når absorberen.

Spenningsviklinger

DC-generatorenheten har potensial til å bare brukes i små elektriske maskiner. Først av alt, for bruk av enheter med lav effekt er bruk av permanente magneter tillatt. I andre tilfeller er det bare solenoider - spoler med en kjerne - eller magnetiseringsviklinger som kan skape en magnetisk strøm av tilstrekkelig styrke. Etter hvilken type mat de spiser generatorer kan deles inn i følgende klasser:

• med uavhengig spenning;
• selvopphisset.

For den første operasjonen kreves en hjelpestrømkilde. Dette er den største ulempen med denne typen maskiner, så bruken av dem er begrenset. I generatorer med uavhengig eksitasjon drives viklingene fra ankeret. Elektriske maskiner arrangert i henhold til denne ordningen, er i sin tur delt inn i tre typer:

• shunt (med parallell eksitasjon);
• seriell (med serie);
• sammensatte generatorer (med parallelle og seriens eksitasjonsspoler).

Hvordan velge en solfanger med riktig kraft

Hvis du vil at varmesystemet i hjemmet ditt skal takle oppgaven med å opprettholde en behagelig temperatur i lokalene, og varmt, ikke lunkent vann rant fra kranene, og samtidig planlegger å bruke en solfanger som en varmegenerator, du må beregne nødvendig utstyrskraft på forhånd.

Samtidig vil det være nødvendig å ta hensyn til et ganske stort antall parametere, inkludert formålet med samleren (varmtvannsforsyning, oppvarming eller deres kombinasjon), objektets varmebehov (totalt areal av oppvarmede rom eller gjennomsnittlig daglig varmtvannsforbruk), klimatiske trekk i regionen, funksjoner i samlerinstallasjonen.

I prinsippet er det ikke så vanskelig å gjøre slike beregninger. Ytelsen til hver modell er kjent, noe som betyr at du enkelt kan estimere antall samlere som kreves for å gi huset varme. Bedrifter som driver produksjon av solfangere har informasjon (og kan gi den til forbrukeren) om endring i kraften til utstyret, avhengig av områdets geografiske bredde, hellingsvinkelen til "speilene", avviket til orienteringen fra sørretningen osv., som gjør det mulig å gjøre de nødvendige korrigeringene når man beregner samlerens ytelse.

Når du velger ønsket kollektorkapasitet, er det veldig viktig å oppnå en balanse mellom mangel og overskudd av generert varme. Eksperter anbefaler å fokusere på maksimalt mulig samlekapasitet, det vil si å bruke indikatoren for den mest produktive sommersesongen i beregningene. Dette strider mot den gjennomsnittlige brukerens ønske om å ta utstyr med en margin (det vil si å beregne med kraften i den kaldeste måneden), slik at varmen fra samleren er nok selv på mindre solrike høst- og vinterdager.

Men hvis du velger en solfanger med økt kraft, vil du på toppen av ytelsen, det vil si i varmt solfylt vær, møte et alvorlig problem: mer varme vil produseres enn forbrukes, og dette truer overoppheting av kretsen og andre ubehagelige konsekvenser ... Det er to muligheter for å løse dette problemet: installer enten en solcellepanel med lav effekt og koble til varmekilder parallelt om vinteren, eller kjøp en modell med en stor kraftreserve og sørg for måter å tømme overskuddsvarme på vår-sommersesongen .

Funksjoner av

Distribusjonsmanifolden i vannforsyningsnettverket lar deg autonomt koble et antall enheter til en inngang. Videre har hver enhet en personlig forbindelse, og vannstrålen blir kuttet direkte i samlerøret.

I tillegg til det faktum at tilstedeværelsen av en distributør lar deg slå av vannforsyningen for en eller flere VVS-enheter i en leilighet fra ett punkt, er en slik ordning praktisk i sosiale bygninger, kjøpesentre eller hoteller: hvis et sted flyter, å blokkere vannstrømmen i den tilsvarende rørledningen er mulig selv uten tilgang til lokalene der hendelsen skjedde.

Ulemper med vannforsyning gjennom manifolden:

1. Lengden på vannrørene som brukes, vil være flere ganger lengre enn med den tradisjonelle ordningen, noe som vil øke installasjonskostnadene.
2. Rør kan ikke plasseres i veggen, henholdsvis, strukturen vil ta plass og redusere bruksarealet, og dette er et problem for små leiligheter eller lokaler.

Systemstagnasjon

La oss snakke litt mer om problemene knyttet til et overskudd av generert varme. La oss si at du har installert en tilstrekkelig kraftig solfanger som fullt ut kan gi varmen til ditt varmesystem. Men sommeren har kommet, og oppvarmingsbehovet har forsvunnet. Hvis du kan slå av strømforsyningen til en elektrisk kjele, eller kutte drivstofftilførselen til en gasskjele, har vi ikke strøm over solen - vi kan ikke "slå den av" når den blir for varm.

Systemstagnasjon er et av de største potensielle problemene for solfangere. Hvis det ikke hentes nok varme fra kollektorkretsen, overopphetes kjølevæsken. I et bestemt øyeblikk kan sistnevnte koke, noe som vil føre til at sirkulasjonen slutter langs kretsen. Når kjølevæsken avkjøles og kondenserer, vil systemet gjenoppta driften. Imidlertid overfører ikke alle typer varmeoverføringsvæsker overgangen fra en væske til en gassform rolig og omvendt. Noen, som et resultat av overoppheting, får en geleaktig konsistens, noe som gjør videre drift av kretsen umulig.

Bare en stabil fjerning av varmen som produseres av samleren vil bidra til å unngå stagnasjon. Hvis beregningen av kraften til utstyret gjøres riktig, er sannsynligheten for problemer praktisk talt null.

Imidlertid, selv i dette tilfellet, er ikke forekomst av force majeure ikke utelukket, og det bør derfor på forhånd forutsettes metoder for beskyttelse mot overoppheting:

1. Installasjon av reservoar for oppsamling av varmt vann. Hvis vannet i hovedtanken til varmtvannsforsyningssystemet har nådd det innstilte maksimumet, og solfangeren fortsetter å levere varme, vil den automatisk skifte og vannet vil begynne å varme opp allerede i reservoaret. Den opprinnelige tilførselen av varmt vann kan brukes til husholdningsbehov senere, i overskyet vær.

2. Oppvarmet bassengvann. Eiere av hus med svømmebasseng (innendørs eller utendørs) har en utmerket mulighet til å fjerne overflødig varmeenergi. Volumet av bassenget er uforlignelig større enn volumet til husholdningsoppbevaringsenheter, noe som betyr at vannet i det ikke vil varme opp så mye at det ikke lenger vil være i stand til å absorbere varme.

3. Tømmer varmt vann. I mangel av muligheten til å bruke overflødig varme nyttig, kan du bare tømme det oppvarmede vannet i små porsjoner fra lagertanken for varmtvannstilførsel til kloakken. Samtidig vil det kalde vannet som kommer inn i tanken senke temperaturen på hele volumet, som vil fortsette å fjerne varmen fra kretsen.

4. Ekstern varmeveksler med vifte. Hvis solfangeren har stor kapasitet, kan overskuddsvarmen også være veldig stor. I dette tilfellet er systemet utstyrt med en ekstra krets fylt med kjølemiddel. Denne ekstra kretsen er koblet til systemet ved hjelp av en varmeveksler utstyrt med en vifte og montert utenfor bygningen. Hvis det er fare for overoppheting, kommer overflødig varme inn i tilleggskretsen og "kastes" i luften gjennom varmeveksleren.

5. Utslipp av varme i bakken. Hvis huset, i tillegg til solfangeren, har en varmekilde med grunnkilde, kan overskuddsvarmen ledes inn i brønnen. Samtidig løser du to problemer på en gang: På den ene siden beskytter du kollektorkretsen mot overoppheting, på den andre siden gjenoppretter du varmereserven i jorda som er tømt om vinteren.

6. Isolering av solfangeren fra direkte sollys. Fra et teknisk synspunkt er denne metoden en av de enkleste. Selvfølgelig bør du ikke klatre opp på taket og henge manifolden manuelt - det er vanskelig og usikkert. Det er mye mer rasjonelt å installere en fjernstyrt lukker, som en rulleskodde. Du kan til og med koble spjeldkontrollenheten til kontrolleren - i tilfelle en farlig temperaturøkning i kretsen, lukkes manifolden automatisk.

7. Tøm kjølevæsken. Denne metoden kan betraktes som kardinal, men samtidig er den ganske enkel. Hvis det er fare for overoppheting, tømmes kjølevæsken ved hjelp av en pumpe i en spesiell tank integrert i systemkretsen. Når forholdene blir gunstige igjen, vil pumpen føre kjølevæsken tilbake til kretsen, og samleren vil bli gjenopprettet.

Installere manifoldblokken

Installasjon av varmesamler utføres i nærheten av kjelen... Radiatorrør fra varmeren legges ofte langs gulvet, hvoretter konstruksjonen blir støpt og isolert, noe som minimerer varmetapet. Selve samleblokken er montert i et spesielt forberedt skjold eller veggnisje. Et spesielt skjold kan hengsles eller bygges inn, komplett med dør- og sidestempling eller åpent. Hvis det ikke er mulighet for å montere skapet, er manifoldblokken festet på veggen i lav høyde fra gulvet.

Hvis bygningen er i flere etasjer, vil distributøren installeres i hver etasje i huset, noe som vil tillate oppvarming av ethvert rom. Et slikt system lar deg regulere, koble til og koble fra en eller flere radiatorer, hele rommet, en full krets. Dette eliminerer behovet for å slå av kjølevæsketilførselen til andre varmekilder. Oppbevaringsrom, ganger, korridorer, garderober brukes som lokaler for å installere fordelingsmanifolden.

Andre systemkomponenter

Det er ikke nok å bare samle varmen som utstråles fra solen. Det må fortsatt transporteres, akkumuleres, overføres til forbrukere, alle disse prosessene må overvåkes osv. Dette betyr at i tillegg til samlerne som ligger på taket, inneholder systemet mange andre komponenter, som kan være mindre merkbare, men ikke mindre viktig. La oss fokusere på bare noen få av dem.

Varmebærer

Kjølevæskens funksjon i kollektorkretsen kan utføres enten av vann eller av en frostvæske.

Vann har en rekke ulemper som pålegger bruk av det som kjølevæske i solfangere:

• For det første stivner det ved negative temperaturer. For å forhindre at frossent kjølevæske sprenger rørene i kretsen, må det tømmes med kaldt vær, noe som betyr at om vinteren vil du ikke motta engang små mengder termisk energi fra samleren.
• For det andre kan et ikke for høyt kokepunkt med vann føre til hyppig stagnasjon om sommeren.

Ikke-frysende væske har i motsetning til vann et betydelig lavere frysepunkt og enestående høyere kokepunkt, noe som øker bekvemmeligheten ved å bruke den som varmebærer. Imidlertid kan "ikke-frysing" gjennomgå irreversible endringer ved høye temperaturer, så det bør beskyttes mot overdreven overoppheting.

Pumpe tilpasset solsystemer

For å sikre tvungen sirkulasjon av kjølevæsken langs kollektorkretsen, er det nødvendig med en pumpe tilpasset solsystemer.

Varmtvarmeveksler

Varmeoverføring fra solfangerkretsen til varmtvannsforsyningen eller til varmesystemet til varmesystemet utføres ved hjelp av en varmeveksler. Som regel brukes en storvolumstank med en innebygd varmeveksler til å akkumulere varmt vann. Det er rasjonelt å bruke tanker med to eller flere varmevekslere: Dette vil tillate å ta varme ikke bare fra solfangeren, men også fra andre kilder (gass eller el-kjele, varmepumpe osv.).

Klassisk koblingsskjema

Det vanlige koblingsskjemaet for vannforsyningsrør rundt huset er tee eller sekvensielt: en rørledning blir avledet fra hovedstigerøret, som nødvendige enheter og utstyr er koblet til gjennom tepper og kraner.

Denne tilkoblingsteknologien er gunstig i følgende punkter:

1. Minimum total rørlengde;
2. Lav hydraulisk motstand i vannforsyningssystemet.

I praksis har denne ordningen ikke bevist seg fra den aller beste siden - det viste seg at det er bedre å implementere en forbindelse gjennom en kam. Ulempen med den tradisjonelle forbindelsen er at når flere ventiler åpnes samtidig, faller trykket i en av dem, eller i begge.