Het feit dat zomerse zonnestralen ons veel gratis warmte kunnen geven, komt vaak op in de zomer, tijdens de periode van hevige hitte en asfalt en brandende muren in de zon. Bij helder zomerweer kan per vierkante meter dalen van 600 naar 800 watt / uur. Dit is veel. Als u vermenigvuldigt met de oppervlakte van de zonovergoten binnenplaats of het dak, kunt u met behulp van een zonnecollector energie verzamelen die vergelijkbaar is met de behoeften voor het verwarmen van een huis.
Benoeming van zonnecollectoren ↑
Zonnewarmtecollectoren maken het mogelijk om energie te verzamelen en de ontvangen warmte in de juiste richting te sturen:
- Warm water voor douche, bad en keuken;
- Ruimteverwarming van een kleine gesloten kas of tuin van elk ontwerp, bijna het hele jaar door;
- Aanzienlijke toevoeging aan het huisverwarmingscircuit bij koud weer en bijna volledige voorziening op koele herfstdagen.
De collector is ontworpen om zonne-energie op te vangen in de handigste vorm voor gebruik. Conventioneel, volgens het apparaat van de zonnecollector, kunnen hun ontwerpen worden onderverdeeld in drie hoofdgroepen:
- Vacuüm multi-tube of plat met geforceerde of natuurlijke circulatie van het koelmiddel. Meestal zijn dit stationaire constructies die zijn ontworpen voor seizoenswerk.
- Air zonnecollectoren, de eenvoudigste en lichtste. De opgehoopte warmte wordt door een luchtstroom van het verwarmde oppervlak van de collector afgevoerd.
- In de derde versie van de ontwerpen van zonnecollectoren kan de ontvangen warmte worden gebruikt om deze om te zetten in elektriciteit, variërend van thermo-koelunits tot complexe machines met stoom-elektrische apparaten.
De laatste groep producten vindt zelden vraag bij de bevolking vanwege de hoge kosten en complexiteit van de dienstverlening..
Hoe een volstroom zonnecollector werkt ↑
De eenvoudigste versie van het platte ontwerp van de zonnecollector is een full-flow versie met een tweelaags koellichaam. Het apparaat zelf is door het werkingsprincipe vergelijkbaar met een zomerhuisversie van de douche, waarvan de basis een vat is dat op het buitenoppervlak is verwerkt met bitumineuze mastiek of zwarte verf.
Om de hoeveelheid verzamelde zonne-energie te vergroten, is het ontwerp van de zonnecollector gemaakt in de vorm van een platte container van relatief kleine dikte, 5-7 cm, de breedte en lengte van het apparaat hangt af van de specifieke behoeften van het collectorvermogen. Een van de muren is gemaakt van geanodiseerd aluminium en zwart geverfd als roet, kleur, zonder een enkele sprankeling. Dit is het zogenaamde ontvang- of werkoppervlak van de verzamelaar. Aan de binnenkant van het werkende deel van de collector worden vaak dunne ribben van aluminium of plastic gemaakt, die de warmteafvoer van energie van de wand van het werkoppervlak naar het koelmiddel verbeteren – water of antivries.
Om vervuiling en verliezen op het werkoppervlak te verminderen, wordt een dunne transparante film of een plaat van plastic of glas met goede thermische isolatieprestaties geïnstalleerd. Aan de binnenkant wordt een dergelijke bescherming bespoten met een spiegellaag van aluminium, wat uiteindelijk warmteverlies door reflectie en convectie vermindert.
Het ontwerp van een vlakke zonnecollector kan een sandwichwand hebben van poedergrafiet, metaalvezels en wapeningshars in plaats van een conventionele aluminiumplaat. Een dergelijk materiaal heeft een goede thermische geleidbaarheid en een hoge oxidatieweerstand..
Dergelijke constructies moeten op een versterkt frame worden gemonteerd, meestal aan de zonnige kant van het dak of de muur van het huis.
Vacuümverwarmingssystemen ↑
Ondanks al zijn eenvoud, betrouwbaarheid en lage kosten, hebben platte zonneboilers alleen een relatief goede warmteproductiviteit op een zonnige dag. Voor hogere breedtegraden of in het vroege voorjaar – late herfst, halveert de warmteproductiviteit.
Vacuümsystemen hebben in vergelijking met vlakke zonnecollectoren een hoger rendement. Het ontwerp is gebaseerd op een individueel thermisch element – een vacuümbuis, het werkingsprincipe van zo’n zonnecollector is gebaseerd op een apparaat dat bekend is in de natuurkunde – een warmtepijp, die vrij complex en grillig is, maar effectief in gebruik. Een ontwerpkenmerk is ultrahoge thermische geleidbaarheid, waardoor alle warmte die aan het ene uiteinde van de buis is gevallen, wordt opgevangen en geconcentreerd in een kwestie van momenten aan het andere uiteinde.
Het vacuümelement is een langwerpige kolfbuis van duurzaam glas, aan de binnenkant wordt een spiegelcoating gespoten. Dankzij de eenrichtingsspiegel dringt de stroom van zonne-energie vrij door de binnenkant van de lamp en kan niet ontsnappen, maar wordt effectief geabsorbeerd door het koperen uiteinde van de warmtepijp die in het lamphuis is geplaatst. Om de verliezen te verminderen, werd de lucht uit de glazen bol weggepompt. Het centrale koperelement brengt de energie die wordt ontvangen van de lichtstroom over naar de warmtedragerstroom, meestal antivries, of rechtstreeks naar de watertank.
Voordelen van vacuüm zonnecollectoren ↑
Voordelen bij het omzetten van zonne-energie in de heatpipe-versie:
- De efficiëntie van absorptie en conversie van zonnewarmte is 3-4 keer hoger dan bij vlakke en luchtcollectoren;
- Werkt prima in het temperatuurbereik van 0-50overC, terwijl andere typen zonnecollectoren volgens gebruikersrecensies een werkinterval van 20 hebbenoverMET;
- Minimale gevoeligheid voor de richting en invalshoek van zonlicht. Voor normaal gebruik van de zonnecollector volstaat het om door de zon te worden verlicht, zelfs onder een acute invalshoek van zonlicht, voor andere ontwerpen van zonnecollectoren bij het overschrijden van de optimale verlichtingshoek met meer dan 20over efficiëntie daalt met 10% per uur.
- Door het lage gewicht van het ontwerp van de zonneaandrijving kunt u het rechtstreeks op het dak installeren, zelfs zonder speciale ondersteuning.
Bij het plannen van een acquisitie is het de moeite waard om bij benadering de oppervlakte van de zonnecollector te berekenen, gebaseerd op de verhouding: een vierkante meter geeft ongeveer 50-55 liter warm water per dag, maar geen kokend water. Meer accurate informatie is te vinden op de websites van bedrijven die betrokken zijn bij de productie van zonnecollectoren. Daar kunt u informatie krijgen over de kosten van producten. Elk bedrijf bewijst de superefficiëntie en lage kosten van zijn producten. Een vacuümapparaat met 15 elementen kost ongeveer 15-20 duizend. roebel voor verwarmingsvermogen van 1,3-1,5 kW en opslagtank 80-100 liter.
De interessante kenmerken van dergelijke systemen van zonnecollectoren zijn de mogelijkheid om de werking van elke vacuümlamp onafhankelijk te testen, zonder speciaal gereedschap. Het is voldoende om ’s avonds in de rusttoestand een handpalm op de onderkant van de buis te plaatsen. Als het element lange tijd koud blijft en er geen vorstachtige plaque is in het afdichtingsgebied van de kolf, wordt het apparaat geacht te werken.
Heet water uit de tank kan worden geleverd door zwaartekracht, maar meestal is er een boosterpomp met laag vermogen geïnstalleerd, waarmee u de tank snel kunt vullen na gebruik van warm water. In serieuzere ontwerpen wordt de zonnecollector gecombineerd met een warmteaccumulator en een elektronisch systeem voor het bewaken en regelen van warm water en verwarming. De kosten van dergelijke systemen zijn maar liefst 1000EUR. Garantie voor systemen met warmtepijpen is in de regel 5 tot 25 jaar, afhankelijk van het kwaliteitsniveau van de materialen die in het apparaat worden gebruikt.
Luchtcollectoren ↑
Hoe complexer het ontwerp, hoe duurder het is om te werken en hoe groter de kans op onverwachte storingen. In dit opzicht is het ontwerp van collectoren met luchtwarmteoverdracht kampioenen in eenvoud en betrouwbaarheid. In feite is een luchtverdeelstuk een set verticale kanalen of pijpen met een matzwarte afwerking. De collector gebruikt het principe van versnelling van verwarmde lucht in een verticale buis.
De voordelen en voordelen van een constructie in de lucht zijn onder meer:
- De hoogste betrouwbaarheid en eenvoud van ontwerp;
- Klein gewicht van het apparaat, flexibele installatie en installatiegemak;
- Het minimale energieverbruik voor ventilatorwerking, in sommige gevallen kan de ventilator worden uitgeschakeld en wordt de verwarming uitgevoerd door zwaartekracht.
Het collectorontwerp bestaat uit een groot aantal dunwandige aluminium buizen met een gezwart mat oppervlak. De buisbatterij heeft een centrale toevoer van koude en afzuigende hete luchtkanalen; in de koude is een centrifugaalventilator zonder weerstand geïnstalleerd. Indien nodig kan het worden uitgeschakeld en creëert het in deze staat praktisch geen weerstand tegen de bewegende luchtstroom.
Het apparaat heeft een luchtinlaat waarmee u de hoeveelheid en de verhouding van de buitenlucht en de verwarmde kamer kunt aanpassen.
Bij warmteproductie zijn luchtcollectoren praktisch inferieur aan platte systemen, ze vereisen verticale buisopstelling en maximale blootstelling aan de zon. Het vermogen kan eenvoudig worden aangepast door het aantal buizen van de warmtewisselaar te selecteren. Vaak zijn zonnecollectoren in de lucht onmisbaar bij het verwarmen en ventileren van verschillende opslagruimtes, worden ze gebruikt voor het drogen van een verscheidenheid aan groente- en fruitproducten.
