Воздушный солнечный коллектор: Воздушный солнечный коллектор купить по низким ценам

Содержание

Как сделать воздушный солнечный коллектор для отопления дома (видео)

Используя недорогие подручные материалы и простое оборудование, можно собрать эффективный воздушный солнечный коллектор для обогрева дома.

Устройство работает по простому принципу: черная поверхность поглощает солнечное тепло и отдает его воздуху. Пока на коллектор светит солнце, абсорбер нагревает нагнетаемый вентиляторами холодный домашний воздух. В помещение возвращается уже нагретый воздух — благодаря такой вентиляции температура в помещении постепенно повышается.

Воздушный солнечный коллектор обычно устанавливают на крышу или на южную стену дома, предварительно сделав четыре отверстия диаметром около 10 см, объясняет кандидат технических наук, автор многочисленных публикаций об энергосбережении и книги «Энергосберегающие коттеджи» Юрий Дудикевич.

«Через нижние отверстия в стене прохладный домашний воздух будет подаваться на коллектор, нагреваться и возвращаться обратно в помещение через верхние отверстия, — объясняет специалист. — На выходе коллектора устанавливаются обратные клапаны, которые блокируют движение воздуха при отключенных вентиляторах».

Согласно подсчетам эксперта, воздушный солнечный коллектор позволяет получать 1,5 кВт*ч тепловой энергии на один квадратный метр площади. «Например, 10 коллекторов, площадью два метра каждый, могут давать 30 кВт*ч в солнечный день, — объясняет украинский инженер. — В декабре, когда температура воздуха на улице достигала -6 ° С, суммарная выходная тепловая энергия коллектора в течение солнечного дня (7:00) составила 6 кВт*ч, а эффективность — не менее 50%, а в октябре коэффициент полезного действия устройства повысился до 75 %».

Теплый воздух из солнечного нагревателя лучше направить под пол, советует эксперт. «Устроить это можно посредством плоских прямоугольных воздуховодов шириной 30 и высотой 5 сантиметров, — объясняет Юрий Дудикевич. — Их можно изготовить своими руками из оцинкованной жести, к тому же они имеют большую площадь поверхности, чем круглые трубы, и поэтому лучше отдают тепло».

При этом необходимо обязательно обернуть в теплоизоляцию каналы и пол, отмечает специалист, добавляя, что отличными свойствами обладает природный утеплитель из извести и костры льна или конопли.

Воздушный солнечный коллектор может использоваться не только для обогрева дома, но и для отопления парников, сушки неотапливаемых помещений, сушки фруктов и овощей, а также древесины весной, летом и осенью.

Читайте также: Как самим делать водяные солнечные коллекторы знают селяне Закарпатья

По словам эксперта, воздушный коллектор – самым дешевым средством обогрева дома. «За водяную солнечную систему надо отдать не менее 4 тыс. евро, а воздушный аналог, который не уступает по эффективности, можно сделать собственноручно за 100 евро, — отмечает Юрий Дудикевич. — Такие устройства благодаря доступным материалам можно собирать даже на уроках труда в школе».

Для изготовления воздушного солнечного коллектора нужны базовые знания, а также материалы и инструменты, которые можно купить в ближайшем магазине или найти в собственном хозяйстве.

Чтобы смастерить солнечный воздушный обогреватель, который может работать и зимой, понадобится деревянная рама с фанерным дном, изоляционная и рефлектирующая пленка, металлический лист, зачерненная сетка и лист прозрачного поликарбоната. К тому же нужны два вентилятора, и два обратных клапана, которые устанавливаются на выходе из коллектора.

Фанерное днище размером 1500х1500 мм нужно раскроить на две части: 1050х1500 мм и 450х1050 мм (соединяются между собой планкой сечением 20х40 мм) и вырезать четыре отверстия для движения вентилируемого воздуха (можно использовать форматно-раскроечный станок).

В днище устланном изоляционной пленкой с теплоотражающим свойствам необходимо просверлить снизу два отверстия диаметром 10 см для забора холодного домашнего воздуха и два отверстия сверху — для отвода горячего воздуха из коллектора. «В нижние отверстия мы будем монтировать вентиляторы, с помощью которых холодный воздух будет втягиваться в коллектор, а на верхние позже установим обратные клапаны, которые будут блокировать движение воздуха при отключенных вентиляторах», — объясняет Юрий Дудикевич.

Утепление фанерного днища рамы изоляционной и рефлектирующой пленкой помогает уменьшить теплопотери коллектора. Алюминизированная пленка отражает тепловые лучи, которые поступают от нагретого абсорбера.

Основной элемент коллектора — абсорбер – окрашенный в черный цвет металлический лист.

К внутренней стороне абсорбера прибивается металлическая сетка, которая меняет структуру воздушного потока, создаваемого вентиляторами, и вся эта конструкция монтируется к раме коллектора.

«Втянутый в коллектор холодное домашний воздух движется вдоль сетки, прогревается и становится температурно однородным», — объясняет Юрий Дудикевич.

Далее присоединяем питание к вентиляторам и монтируем их в отверстия, которые будут находиться снизу.

«Два вентилятора Домовент ВКО-100 создают воздушный поток скоростью 200 м3/ч, — объясняет эксперт. — Мощность одного вентилятора составляет 14 Вт при дневных солнечных поступлениях на коллектор от 3 кВт*ч и больше».

Для установки воздушного коллектора необходимо просверлить в стене четыре отверстия диаметром 10 см.

И наконец — для уменьшения теплопотерь абсорбер накрываем листом прозрачного поликарбоната, который имеет защитную пленку от губительного ультрафиолетового излучения.

Читайте также: Как сделать солнечный водонагреватель из пустых бутылок знают в Аргентине (видео)

Видео: как собрать воздушный коллектор своими руками из пивных банок

<div id="yandex_rtb_3" class="lazy lazy-hidden yandex-adaptive classYandexRTB"></div> <script type="text/javascript">if(rtbW>=960){var rtbBlockID="R-A-744254-3";} else{var rtbBlockID="R-A-744254-5";} window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({renderTo:"yandex_rtb_3",blockId:rtbBlockID,pageNumber:3,onError:(data)=>{var g=document.createElement("ins");g.className="adsbygoogle";g.style.display="inline";if(rtbW>=960){g.style.width="580px";g.style.height="400px";g.setAttribute("data-ad-slot","7683656859");}else{g.style.width="300px";g.style.height="600px";g.setAttribute("data-ad-slot","7683656859");} g.setAttribute("data-ad-client","ca-pub-5948177564140711");g.setAttribute("data-alternate-ad-url",stroke2);document.getElementById("yandex_rtb_3").appendChild(g);(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});}})});window.addEventListener("load",()=>{var ins=document.getElementById("yandex_rtb_3");if(ins.clientHeight =="0"){ins.innerHTML=stroke3;}},true);</script>

Источник: ecotown.com.ua

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Солнечный коллектор своими руками: воздушный и плоский

Использование солнечной энергии для отопления дома хорошо всем, кроме того, что стоят эти системы очень уж недешево. Но многие системы при наличии хотя бы относительно «прямых» рук, желания, времени и некоторого количества денег, достаточно просто реализуются самостоятельно. Рассмотрим несколько вариантов тепловых коллекторов, сделанных умельцами своими руками.

Воздушный солнечный коллектор, сделанный своими руками

Воздушные коллекторы любой конструкции использовать как основное отопление не удастся: слишком низкая эффективность. А все потому, что теплоемкость воздуха во много раз меньше, чем воды. Но в качестве дополнительного источника тепла для снижения расходов за отопление — это вполне возможно.

Этот воздушный коллектор занимает всю южную стену. Благо, выходит она на задний двор и ничем не затенена. Скажем сразу: получилось неплохо по эффективности. При дневной температуре +2

oC на выходе воздух был +65^oC.

Итак, очищаем, ровняем, на всю поверхность стены прикрепляем черную плотную пленку (от 100 до 200 мк). Для лучшего эффекта можно под пленку теплоизоляцию набить, так будет нагрев еще более значительным. Но без изоляции стена будет служить теплоаккумулятором, так что можно и так.

Как сделать воздушный коллектор для отопления (для увеличения размера кликните по фото)

Вверху справа и слева делаем два отверстия, через которые будет происходить обмен воздуха. По контуру каждого из них набиваем бруски. Бруски (20*40 мм) крепим и по периметру стены, и на расстоянии примерно 80 см снизу и сверху поперек стены. По опыту эксплуатации можно уже сказать, что лучше поперечные промежуточные бруски не делать сплошными, а оставлять зазоры в 15-20 см. Получится своеобразный лабиринт. К нижним и верхним брускам крепим заглушки для выбранного профиля профнастила.

Теперь на собранную раму устанавливаем гофрированные листы, окрашенные в черный цвет. Цвет может стать проблемой — нет у нас в продаже такого. Но выйти из положения можно, покрасив поверхность черной термостойкой краской.

Для крепления листов профнастила и одновременно, для устройства лабиринта нужно в местах стыка листов прибивать вертикальные планки. Только они не должны доходить до поперечных перекладин. Так будет воздух свободнее двигаться и эффективность его нагрева повысится.

Это уже почти финал

Закрепив листы профнастила, все стыки хорошо нужно загерметизировать. С боков заложить кусками пенополистирола, плотно забить щели чем-то, все это замазать герметиком. Тоже проделать внизу и вверху. С местами стыка листов все чуть проще: заполняем герметиком. Черный герметик, больше подходит по цвету, но это жаростойкий, дорогой. А те, что дешевле — красного цвета. Наверное, можно все залить силиконом, но в данном случае использован черный.

Теперь поверх профнастила набиваем каркас для стекла. Чем больше будет лист стекла, тем большую его толщину нужно брать. Это не очень хорошо с финансовой точки зрения. К тому же светопропускание у толстого стекла меньше. Потому решетку собираем под не очень большие фрагменты стекол. Слишком маленькие куски — это тоже нехорошо: много стыков. Много стыков — значит, через них может утекать тепло, и к тому же швы отнимают полезную площадь, через которую попадает в наш воздушный коллектор солнце. Чтобы бруски не портили картину, и также служили общему делу собирания тепла, их красим в черный цвет.

На готовую и высохшую решетку крепим стекла (можно использовать прозрачный пластик, но нужно смотреть чтобы он хорошо пропускал свет). Нормальная толщина стекла 3-5 мм. Все стыки заделываем силиконовым герметиком. Герметик распределить ровно не получилось, потому все заклеено еще и черным скотчем. Хотя, наверное, зря. Зато получилось красиво. Осталось только собрать воздуховод. Сложного тут ничего нет: приделываете гофро-рукав или собираете конструкцию из жести, к ней крепите вентилятор. В этом варианте был использован канальный, а крепить его пришлось при помощи кусков от старой велосипедной камеры. Вот и все, воздушный коллектор для отопления своими руками собран.

Плоский солнечный коллектор из шланга

Каждый, наверное, замечал, что в оставленном на солнце шланге вода сильно нагревается. И это можно использовать для нагрева горячей воды. Летом таким образом можно нагревать воду в бассейне или для дома. Зимой, к сожалению, ничего не выйдет, но идея проста до неприличия.

Некоторые умудряются греть воду в черной трубе, скрученной змейкой делать (кликните по картинке чтобы увеличить ее размер)

Просто сворачиваете черный (обязательно) шланг в плоскую бухту, закрепляете его каким-то образом и устанавливаете на крыше. Некоторые умельцы умудряются разложить его просто на черепице, другие делают небольшие кассеты из тонкого листового металла или фанеры. Красят кассеты в черный цвет, а на них уже закрепляют шланг. Крепить можно любым доступным методом. Хоть одиночными фиксаторами, хоть ленточными, можно использовать металлическую ленту и саморезы. Крепеж любой, но надежный — система работает с насосом, так что давление будет серьезное.

Способы крепления труб для тех, кому такая идея понравилась (кликните по картинке чтобы увеличить ее размер)

Несколько этих кассет размещаете на крыше. Концы заводите на две гребенки: подающую, где будет течь холодная вода и отводящую, где собираться будет уже нагретая. На подающем трубопроводе установлен циркуляционный насос. С системой, кажется, все понятно. Вот только учтите, что воды в каждой такой кассете будет прилично: не перегрузите кровлю.

Подробнее о солнечных коллекторах и их видах читайте тут. Возможно, вас заинтересует статья о солнечных батареях.

Вот еще один вариант в видео- формате самодельного солнечного коллектора. Для отопления дома зимой его нужно будет усовершенствовать, но для весеннего или осеннего варианта этот неплохо работает.

Тепловой коллектор своими руками

Идей и разных модификаций самодельных солнечных коллекторов немало. Это еще одна из них. Чуть измененная версия представленного выше варианта. Тут на обширном листе толстой фанеры закреплены трубки. Фанера предварительно окрашена в черный цвет. Трубы негибкие, потому использованы фитинги, схема укладки — змейка. Времени на сборку пошло немало. Все дело в правильном подключении. Для использования с естественной циркуляцией контур слишком длинный, потому обязательна установка циркуляционного насоса.

Этот плоский коллектор требует терпения: соединение труб на фитингах

Возможно, вам будет интересно, как сделать солнечную батарею своими руками.

Итоги

Все эти самодельные солнечные коллекторы легки в изготовлении и не требуют больших затрат. Но все конструкции идеальны, но это — рабочие модели. В каждом из них вы можете изменить то, что вам кажется неправильным, и потом с полным правом говорить, что эту модель солнечного коллектора вы не только сделали своими руками, но и сами ее усовершенствовали.

Воздушные солечные коллекторы в Москве

Дом

Загородный дом для круглогодичного использования экономит средства за счет экономии на отоплении, улучшает микроклимат, нет сквозняков, так как не нужно открывать окна для проветривания

Дом (дача)

Для сезонного использования не перемерзает, проветривает, устраняет лишнюю влагу и просушивает, дом не промерзает, а соответственно не разрушается и намного дольше будет служить владельцам. Весной после зимы в доме свежий воздух(затхлость отсутствует).

Квартира

Дополнительный обогрев и проветривание, снижение сквозняков, особенно полезно, когда в квартире маленькие дети, свежий воздух, тепло и не нужно открывать окна для проветривания

Баня

Банщики оценят, прогрев парной существенно ускоряется, дров нужно меньше, после банных процедур в бане сухо и тепло, а значит баня не гниет и служит владельцу долгие годы

Гараж

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в гараже способствует просушке и проветриванию помещения, а соответственно авто находиться в сухости и тепле, коррозии меньше, авто намного дольше остается в хорошем состоянии

Ангар

Применение воздушного солнечного коллектора Solar-B-Energy будет способствовать прогреву площади, снижению коррозии, сохранности оборудования и товарно-материальных ценностей

Теплица

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в теплице способствует более раннему урожаю, уменьшению расходов на обогрев в зимнее время и ране весеннее и поздно осеннее

Зимний сад

Применение солнечного коллектора Solar-B energy уменьшает потребление энергии для поддержания нужной температуры в зимнем саду в холодное время года

Фермы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в аграрных комплексах животноводства способствует вентиляции, нагнетанию свежего теплого воздуха в помещения животноводства, уменьшению потребления кормов, за счет более создания более теплой воздушной массы, неприятный запахов меньше, соответственно персоналу и животным более комфортно там находиться

Склады

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в складских помещения способствует лучшей сохранности продукции хранимой в складских помещениях, меньшим издержкам на отопление

Промышленные помещения

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в промышленных помещениях способствует уменьшению расходной части на отопление и вентиляцию

Отели гостиницы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в гостиничных комплексах снижают издержки на отопление и вентиляцию, улучшают микроклимат, устраняют неприятные запахи и сырость

Торговые центры

Использование воздушных солнечных коллекторов Solar-B Energy в торгово-развлекательных комплексах будет способствовать существенному снижению издержек на отопление и вентиляцию комплекса.

Подвалы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy устраняют затхлость, плесень и грибок, лишнюю сырость, способствует лучшему хранению продовольствия

Спорткомплексы

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в спортивных комплексах снижает издержки на отопление и вентиляцию, нагнетанию большего объема свежего воздуха, лучшему самочувствию спортсменов и соответственно более эффективной тренировке

Бассейны

Применение солнечного коллектора Solar-B energy в бассейных комплексах устраняет переувлажненный воздух, снижает издержки на отопление и вентиляцию

Солнечные коллекторы Solar-B energy можно интегрировать в уже действующую систему вентиляции. Это особенно актуально для зданий и помещений в которых уже есть действующая система вентиляции

Использование солнечной энергии для коммунальных нужд набирает популярность. Объясняется это экономией денежных средств, доступностью технологий. Компания Solar B Energy занимается производством и реализацией воздушных солнечных коллекторов с октября 2017 года. Приоритетной задачей является предоставление доступных средств для организации отопления и вентиляции за счет использования энергии Солнца. Заметная экономия для потребителей, защита окружающей среды, сохранение расходуемых ресурсов планеты – главные направления развития компании.

Принцип работы

Основой служит преобразование энергии солнечных лучей в полезную тепловую и кинетическую энергии. Достигается это путем специального элемента – гелиоабсорбера. Поверх него установлено светопропускающий материал, который усиливает температурное воздействие. От попадания лучей, элемент нагревается, запускается процесс преобразования энергии. Происходит запуск вентилятора, который забирает холодный воздух из помещения или с улицы. Зависит от того, в каком режиме запущен воздушный коллектор.

Поступивший воздушный поток нагревается и поступает обратно в помещение. Тем самым инициируется процесс воздухозамещения. В зависимости от режима, производится циркуляция, либо нагрев. Таким образом, для работы вентилятора, нагрева, циркуляции используется только энергия Солнца. Устройство не требует подключения к электрической сети, работает абсолютно автономно. Для включения и отключения предусмотрена кнопка.

Разновидности

Производят воздушные солнечные коллекторы в Москве. Собственное оборудование позволяет не только вести конкурентную ценовую политику, но и поддерживать широкий ассортимент товара. Каталог содержит значительное количество модификаций, нацеленных на удовлетворение потребностей наибольшего числа заинтересованных людей. По своей функциональности агрегаты делятся на три типа:

SB V — проветривают помещение прогретым свежим уличным воздухом (режим улица/помещение).
SB H — циркуляция и прогрев воздушных масс внутри помещения (режим помещение/помещение).
SB VH Универсальные, может использоваться в режиме теплого проветривания и обогрева. Менять режим можно тогда, когда это необходимо, прямо из помещения, одним нажатием.

Такое разделение дает возможность выбрать модель непосредственно для индивидуальных нужд и не переплачивать за дополнительные функции.

Также имеется подразделения по мощности. В зависимости от этого показателя, воздушный солнечный коллектор обслуживает помещения разной площади. Подобрать оптимальный вариант для индивидуального здания не составит труда. Для построек большой площади предусмотрена установка нескольких устройств. Компания Solar B Energy предоставляет услуги расчета проекта оптимального монтажа нескольких агрегатов.

Преимущества солнечных коллекторов Solar-b-energy

Использование альтернативных источников энергии выгодно как для физических, так и для юридических лиц. Обусловлено это следующими преимуществами:

Отсутствие необходимости питания от электрической сети. Воздушный коллектор может работать автономно, соответственно его можно использовать на удаленных объектах, где отсутствуют коммуникации
Долговечность. При производстве используются новейшие технологии и материалы, что позволяет работать устройствам свыше 10 лет без обслуживания.
Высокий уровень пожаробезопасности. Отсутствие переменного тока, а также повышенных температур в работе, нейтрализует риск возгорания.
Экономичность. Установка коллектора освобождает от оплаты услуг коммунальным службам, позволяет экономить на проектировании, установке и обслуживании стандартных систем вентиляции.
Доступная стоимость. Собственное производство, а также расположение компании позволяют предложить оптимальную цену клиентам.
Гарантийное обслуживание. Срок гарантии – 5 лет. Это доказывает долговечность материалов, качество сборки.

Solar B Energy предлагает купить воздушные коллекторы у отечественного производителя на выгодных условиях. Использование для организации систем вентиляции и отопления в промышленных зданиях и сооружениях позволят значительно снизить себестоимость производимого продукта, оптимизировать расходы на организацию и ведение бизнеса.

Использование в загородных домах дает возможность поддерживать круглогодично температуру и циркуляцию воздуха в помещениях. Таким образом, устраняется затхлость, плесень, грибок. Поддерживается оптимальный уровень влажности, что значительно повышает сроки службы помещения и предметов интерьера.

Воздушные солнечные коллекторы Solar Fox

Воздушные солнечные коллекторы Solar Fox — это системы вентиляции, осушения и обогрева помещений любой площади, которые работают на энергии солнца!

В нашей компании вы можете купить воздушный солнечный коллектор Solar Fox для помещений любой площади.

OOO «Гелио-Крым» является представителем производителя в Крыму.
Смотрите наши контакты на сайте производителя: www.solarfox-energy.com/dilery

Принцип работы циркуляционного воздушного коллектора для отопления

Солнечная энергия – источник тепла, запускающего процесс вентилирования и обогрева помещения. Вырабатываемая при помощи солнечной батареи, она активизирует вентилятор в коллекторе. После этого во внутренней полости устройства давление резко снижается – это приводит к тому, что в коллектор подается воздух из помещения.

Материал внутренней полости накапливает тепло, стекло по принципу теплицы удерживает его внутри солнечного коллектора, поэтому воздушная масса быстро и эффективно прогревается солнцем.

Главное преимущество такой системы – автономная работа без привязки к сети электроснабжения. Механизм запускается, как только на панель солнечной батареи попадают солнечные лучи. Кроме того, управление работой может осуществляться при помощи выключателя, входящего в комплект. Он устанавливается внутри помещения и при переключении разрывает цепь питания и обесточивает устройство при необходимости летом.

Теплый воздух, проникая в комнату, нагревает помещение и находящиеся в нем предметы.

Рекомендуемое расположение коллектора – горизонтально. При этом входное и выходное отверстие коллектора желательно располагать в разных помещениях для обеспечения хорошей конвекции воздуха. Входное и выходное отверстия должны располагаться как можно ниже, около 50 см. от пола.

Принцип работы вентиляционного воздушного коллектора:

Вентиляционный воздушный коллектор – удачное решение для обогрева помещений. Используя только солнечную энергию, он осуществляет забор воздуха с улицы, его нагревание и подачу в здание. Вы можете подобрать модель, способную поднять температуру входящего воздуха на 15-25 градусов.

Решаемые задачи:

подает свежий воздух в помещение
эффективно борется с сыростью, грибком и плесенью
повышает температуру в помещении
устраняет неприятные запахи
полностью безопасен
работает БЕЗ подключения к электросети
существенно снижает расходы на отопление

Цена воздушных солнечных коллекторов:

Модель	Площадь помещения	Размер коллектора	Цена модели
SF1-VC	25 м²	500х700	17830р.
SF2-VC	50 м²	700х1000	26597р.
SF3-VC	80 м²	700х2000	36318р.
SF4-VC	100 м²	1000х2000	44205р.
SF5-VC	150 м²	1000х2950	58820р.

Стоимость воздушного коллектора можно уточнить на сайте производителя:
http://solarfox-energy.com/vozdushniy-solnechniy-kolletor-cena/

Воздушный солнечный коллектор с аккумулятором тепла

Отопление частного дома можно организовать различными способами. Чаще всего это подключение к центральной системе теплоснабжения или установка индивидуальных отопительных приборов, которые нагревают теплоноситель путем сжигания газа, жидкого или твердого топлива. Реже владельцы небольших коттеджей для обогрева используют электрические котлы и различные типы тепловентиляторов, направляя воздушный поток в жилое помещение.

Сегодня существуют альтернативные методы отопления, например, устройства, которые превращают солнечное излучение в тепловую энергию. Солнечные коллекторы для отопления дома достаточно эффективны, полностью экологичны и не требуют особого ухода.

Почему использовать солнечное отопление выгодно

Система отопления от солнечных коллекторов имеет несколько очень значимых достоинств:

солнечное тепло бесплатно и им можно пользоваться во всех уголках планеты, несмотря на климатические условия;
использование энергии солнца предполагает затраты исключительно на приобретение установки, все остальное время солнечный коллектор работает полностью автономно;
конструкция системы автономного отопления с солнечным коллектором достаточно проста, поэтому ее можно даже сделать своими руками.

Важно понимать, что самодельный коллектор и аккумулятор тепловой энергии будет иметь достаточно низкий КПД по сравнению с промышленными образцами, но все равно позволит значительно сэкономить средства на горячем водоснабжении дома.

Самый простой расчет показывает, что коллектора площадью 3 м2 достаточно не только для создания источника горячей воды в небольшом частном доме, но и для его отопления в период межсезонья. Это ощутимо снижает затраты на использование энергоресурсов, а следовательно, и ваш семейный бюджет.

Устройство гелиоустановки

Солнечные коллекторы для отопления и создания горячего водоснабжения дома состоят из следующих компонентов:

устройство для нагрева воды или другого теплоносителя;
аккумулятор тепловой энергии;
контур для перемещения тепловой энергии теплоносителем.

Солнечный коллектор для обустройства отопления представляет собой систему трубок с теплоносителем, в качестве которого выступает воздух, вода, пропилен-гликоль или любая другая незамерзающая жидкость. В качестве аккумулятора тепловой энергии выступает емкость со змеевиком, по которому циркулирует поступивший из коллектора теплоноситель. Тепловой контур служит для объединения устройства нагрева воды, воздуха или антифриза с аккумулятором тепла.

Принцип работы

Солнечная энергия попадает в коллектор, где нагревает теплоноситель, который циркулирует в гелиоустановке. После нагрева он попадает в аккумулятор тепла, где происходит теплообмен между змеевиком и водой. Нагретая вода из аккумулятора поступает в систему отопления или горячего водоснабжения дома.

Циркуляция воды в гелиосистеме происходит самотеком или при помощи циркуляционного насоса (в зависимости от назначения системы и способа установки бака-аккумулятора по отношению к коллектору).

Естественное движение воды или воздуха по контуру обусловлено принципом конвекции, когда после нагрева жидкость стремится вверх от коллектора к аккумулятору тепла.

Если брать в расчет, что гелиосистема будет использоваться только для горячего водоснабжения, то кроме солнечного коллектора и аккумулятора тепла больше ничего не нужно. Если систему планируется использовать для отопления дома, то для прокачки теплоносителя через радиаторы может потребоваться насос.

Типы поглотителей тепла

Современная промышленность освоила производство нескольких типов нагревательных теплообменников для солнечных отопительных систем:

Все они работают по одному принципу, но имеют некоторые конструктивные особенности и разницу в КПД. Для правильного выбора того или иного типа гелиоустановки необходимо знание их особенностей и грамотный расчет. Рассмотрим каждый тип солнечного коллектора более подробно.

Плоский нагревательный теплообменник

Такой тип солнечного коллектора для отопления состоит из плоского, теплоизолированного с трех сторон короба, заполненного адсорбирующим тепло веществом. Внутри этого вещества находится теплообменник из тонкостенных металлических труб, по которому циркулирует вода или пропилен-гликоль.

Конструкция плоского поглотителя солнечной энергии и расчет необходимых его параметров достаточно просты, поэтому именно этот вид «нагревателя», используют для изготовления отопительной гелиосистемы своими руками.

Вакуумный теплообменник

Вакуумный поглотитель тепла состоит из стеклянных труб, внутри которых находятся трубки меньшего диаметра с адсорбентом, аккумулирующим солнечное тепло. Внутри трубок с адсорбентом проложены металлические трубочки, по которым движется теплоноситель.

Между стеклянной трубкой большого диаметра и трубкой с аккумулирующим тепло веществом создан вакуум, который препятствует утечке тепла из адсорбента в атмосферу.

КПД такой установки самый высокий среди всех типов солнечных коллекторов. Исходя из мощности устройства производят расчет его необходимой площади для нагрева теплоносителя.

Воздушный коллектор для обогрева дома

В таком устройстве в качестве теплоносителя используется воздух, циркуляция которого осуществляется как естественным способом, так и при помощи вентилятора. Как правило, воздушный коллектор используют исключительно для обогрева в период межсезонья небольших дачных построек, так как такая конструкция имеет достаточно низкий КПД. Кроме того, для нагрева воды и создания горячего водоснабжения дома эта установка не подходит, поэтому используется нашими соотечественниками крайне редко.

Несмотря на низкую эффективность воздушный поглотитель имеет два достоинства: простую конструкцию и отсутствие теплоносителя (воды), а вместе с ней и коррозии, течей, проблем с замерзанием и пр.

Создание солнечного коллектора своими руками

Для создания плоского поглотителя солнечного тепла потребуется достаточно сложный расчет необходимой площади теплообменника, объема емкости и длины контура. Самостоятельный расчет требует соответствующих знаний, опыта и исходных данных. Для упрощения задачи вам будет представлено три основных типоразмера гелиосистемы:

объем аккумуляторного бака в 100-150 л длина трубы теплообменника 7 м, площадь коллектора 2 м2;
объем аккумуляторного бака в 150-300 л длина трубы теплообменника 9 м, площадь коллектора 3 м2;
объем аккумуляторного бака в 200-400 л длина трубы теплообменника 12 м, площадь коллектора 4 м2.

Инструкция по самостоятельной сборке.

Короб

Сделать его можно из фанерного или пластикового листа и деревянных реек, закрепленных по его периметру в качестве бортов.

Теплообменник

Для его изготовления необходимо сварить решетку или согнуть из металлических труб, которые и будут использоваться для нагрева теплоносителя. Готовое изделие закрепить скобами на второй лист пластика или фанеры и окрасить черной матовой краской.

Приклеить утеплитель по всей площади короба.

Сборка

Установить теплообменник в подготовленный короб. Сверху поглотителя установить стекло, предварительно промазав места его соприкосновения с коробом герметиком на основе силикона. Самодельный поглотитель солнечного тепла готов.

Изготовление аккумулятора тепла

Из медной трубы следует сделать змеевик, после чего поместить его в подготовленную емкость, предварительно проделав отверстия для входа и выхода теплоносителя. Вывести через уплотнения из аккумулятора концы теплообменника.

Утепление

Необходимо тщательно утеплить бак-аккумулятор минеральной ватой.

Для сохранности утеплительного слоя закрыть его листом оцинкованного металла, создав своеобразный «чехол».

Монтаж

Следует изготовить опорную конструкцию под аккумулятор тепла и установить рядом с ним готовый солнечный коллектор. После чего все устройства соединить тепловым контуром.

Запуск системы

Для нагрева воды и подачи ее в здание следует заполнить систему антифризом, а аккумулятор тепла водой. Через 20-30 минут вода в баке начнет нагреваться, после чего ее можно использовать для отопления помещения или других нужд.

Воздушные коллекторы в зимнее время года сокращают расход топлива (газа, электричества), на котором работает котёл до 52%. Летом модуль работает на поддержание влажностного микроклимата и кондиционирование помещений.

Как устроен воздушный коллектор

Принцип работы основан на простых физических законах. Солнечные лучи проникая в атмосферу земли практически не отдают тепла. Нагрев воздуха происходит после того как ультрафиолет попадает на твердые поверхности. Под действием солнечных лучей грунт и другие предметы нагреваются. Происходит теплообмен.

Устройство воздушных солнечных коллекторов использует описанное явление, аккумулируя тепло и направляя его в помещение. В конструкции присутствуют следующие детали:

корпус с теплоизоляцией;
нижний экран, абсорбер;
радиатор с аккумулирующими ребрами;
верхняя часть из обычного стекла или поликарбоната.

В конструкцию коллектора входят вентиляторы. Основное предназначение: нагнетание нагретого воздуха в жилые помещения. В процессе работы вентиляторов создается принудительная конвекция, за счет которой холодные воздушные массы поступают в блок коллектора.

Принцип обогрева и его эффективность

Абсорберы воздушных коллекторов делают черного цвета, для увеличения интенсивности нагрева под воздействием солнечного излучения. Температура воздуха в коллекторе достигает 70-80°С. Тепла с избытком хватает для полноценного обогрева помещений небольшой площади.

Принцип действия воздухонагревателя следующий:

воздух закачивается с улицы в корпус коллектора принудительным способом;
внутри блока установлены абсорберы, отражающие тепло, поднимающие температуру внутри ящика до 70-80°С;
происходит нагрев воздуха;
разогретые воздушные массы принудительно нагнетаются в отапливаемые помещения.

В заводских моделях обеспечение циркуляции воздуха осуществляется при помощи вентиляторов, подключенных к солнечным батареям. Как только ультрафиолетовое излучение становится достаточно интенсивным, чтобы выработать некоторое количество электроэнергии, турбины включаются. Коллекторы начинают работать на обогрев. Зимой интенсивность излучения Солнца снижается.

Дом не сможет полностью функционировать на солнечном воздушном отоплении. Воздухонагреватели используются как дополнительный источник тепла. При правильных расчетах одна установка (данные взяты из технических характеристик воздушных солнечных коллекторов Solar Fox) обеспечит следующую экономию, за отопительный сезон:

газ до 315 м³;
дрова до 3,9 м³.

Система солнечного воздушного обогрева компенсирует около 30% необходимого для здания тепла. Полная окупаемость достигается в течение 2-3 лет. Если учесть, что принцип работы связан с использованием установки и для кондиционирования воздуха, а в течение года вырабатывается около 4000 кВт, целесообразность использования становится еще очевиднее.

В странах ЕС широкое распространение получило конструкторское решение «солнечная стена». Конструкция заключается в следующем:

в здании одна из стен изготавливается из аккумулирующего материала;
перед панелью устанавливается стеклянная перегородка;
в течение дня тепло аккумулируется, после чего отдается в помещение ночью.

Для усиления конвекции, солнечный коллектор делается не во всю стену. Вверху и внизу предусматривают раздвижные шторки.

Солнечный коллектор — водяной или воздушный

Каждый из нагревателей эффективен, отличается только основное предназначение и принцип работы:

Водяной коллектор — применяется для обеспечения потребностей в ГВС и низкотемпературных систем теплых полов. Эффективность работы в зимний период существенно снижается. Вакуумные и панельные коллекторы косвенного нагрева, подсоединенные к буферной емкости, продолжают аккумулировать тепло в течение всего года. Главный недостаток, высокая стоимость гелиоколлектора, монтажа и обвязки.
Воздушный вентиляционный коллектор — отличается простой конструкцией и устройством, которое при желании можно изготовить самостоятельно. Основное предназначение: обогрев помещений. Конечно, существуют схемы, позволяющие использовать полученное тепло для ГВС, но при этом эффективность воздушных коллекторов падает практически вдвое. Преимущества: низкая стоимость комплекта и установки.

Солнечные воздушные системы отопления работают только днем. Нагрев воздуха начинается даже в пасмурную погоду, при сильной облачности и во время дождя. Работа воздухонагревателей зимой не прекращается.

Как и из чего сделать воздушный коллектор

Главное достоинство солнечных воздухонагревателей, в простоте конструкции. При желании можно сделать самодельное солнечное воздушное отопление частного дома, затратив на это минимум средств.

Для начала потребуется сделать расчеты производительности, затем подобрать тип конструкции и выбрать материалы для изготовления. Корпус и абсорберы можно изготовить из подручных средств, существенно сэкономив бюджет.

Как сделать расчёты коллектора

Вычисления выполняются следующим образом:

каждый м² от площади коллектора даст 1,5 кВт/час тепловой энергии, при условии, что будет солнечная погода;
для полноценного обогрева помещения требуется 1 кВт тепловой энергии на 10 м².

Приблизительный расчет мощности покажет, что для отопления жилого дома на 100 м² необходимо установить коллекторы общей площадью 7-8 м².

Для обеспечения максимальной производительности надо определить сторону дома с максимальной интенсивностью ультрафиолетового излучения. Практика показывает, что оптимальное место для установки — это скат кровли или южная стена здания.

Типы конструкции коллектора

В домашних условиях выполняют сборку неразборного корпуса. Это деревянный ящик с абсорбером, радиатором и верхним прозрачным экраном. При изготовлении используют подручные средства: профнастил, алюминиевые пивные банки, обычное стекло.

Материалы для изготовления коллектора

Для нагнетания воздуха в отапливаемые помещения устанавливают 2-4 вентилятора. Подойдут кулеры, снятые со старого компьютера.

Установка и подключение воздушного коллектора

Для монтажа воздухонагревателей нужно подготовить поверхность стены, сделав 4 отверстия под воздуховоды. Внутри здания гофрированные трубы разводят по комнатам, направляя в сторону пола.

Самодельные воздушные солнечные коллекторы для отопления дома подключаются к электросети, через трансформатор. При наличии навыков в качестве источника питания можно установить аккумулятор на солнечных батареях.

Теплоэффективность изготовленных своими руками воздухонагревателей существенно ниже, чем у заводской продукции. При отсутствии специальных навыков лучше использовать готовые модули. Как показывают реальные отзывы о коллекторах, оптимальный вариант для покупки из представленных на отечественном рынке: Solar Fox, Солнцедар и ЯSolar-Air.

Воздухонагреватели не используются в качестве основного источника тепла и выполняют исключительно вспомогательную функцию. В домах с солнечными воздушными коллекторами изначально устанавливают котел, покрывающий потребности в отоплении на 100%.

При грамотных расчетах и интенсивной эксплуатации, вложения окупятся в течение 1-2 лет. В случае самостоятельного изготовления коллектора, затраты вернутся уже в середине первого отопительного сезона.

Пошаговая инструкция изготовления воздушного коллектора

Изготовление солнечного воздухогрейного коллектора из квадратной трубы:

Из нескольких теплоаккумулирующих сред для теплоаккумуляторов воздушного типа наиболее известными и употребимыми являются камни. Хотя применение этого материала кажется сравнительно дешевым и легким решением, однако, это не всегда так. Наиболее существенным преимуществом камней является их низкая стоимость (если камней действительно много).

В зависимости от конструкции и размеров отсека для камней могут потребоваться камни размером до 100 мм. На 1 м 2 коллектора требуется 35. 180 кг камней из-за их малой теплоемкости. Огромное количество камней усложняет проблему их транспортировки и перегрузки, а также требует отсека, достаточного по размеру, чтобы вместить их. При 30% пустот объем камней, необходимый для аккумулирования того же количества тепла, что и бак с водой, должен быть в 2,5 раза больше.

Большая периметральная площадь этих отсеков-аккумуляторов влечет за собой более высокие строительные расходы и большие потери тепла. Потенциальная возможность более значительных потерь тепла из больших отсеков с камнями по сравнению с меньшими по размеру водяными баками, тем не менее, компенсируется сравнительно медленным естественным движением тепла через камни в отличие от постоянного движения воды внутри большого бака при изменении температуры (например, из-за потери тепла).

Одним из серьезных ограничений в использовании камней является недостаточность их универсальности как рабочих тел для других целей помимо аккумулирования тепла, они, например, не могут служить теплоносителем для подогрева воды, охлаждения и даже отопления жилого помещения. Один из немногих и наиболее распространенных способов приготовления горячей воды в этом случае заключается в установке небольшого (0,1. 0,4 м 3 ) неизолированного водяного бака между камнями. Теплообмен протекает медленно, но продолжается круглые сутки.

Методы солнечного охлаждения применимы тогда, когда камни удерживают прохладу для дальнейшего использования. Эту прохладу можно получить путем:

циркуляции холодного ночного воздуха;
воздуха, охлажденного ночной радиацией;
воздуха, охлажденного внепиковыми холодильными компрессорами.

Воздушные теплоаккумулирующие системы ограничивают способ передачи тепла окружающему пространству.

На рис. 1 показан купольный дом, спроектированный фирмой Тотал энвайронментал экшн, в котором отсек с камнями расположен в пределах помещения. Передача тепла из отсека в помещение происходит медленно путем естественной конвекции из комнаты в нижнюю часть отсека и оттуда через верх, а при необходимости, при помощи небольших вспомогательных вентиляторов (куполообразная форма была выбрана заказчиком, а отдельно стоящий солнечный коллектор указывает на ограничения, накладываемые строительным участком).

Воздушные солнечные коллекторы (расположенные отдельно) и теплоаккумулятор с твердой засыпкой в купольном доме:
A – панели солнечного коллектора;
B – контейнер теплоаккумулятора с кирпичным или каменным щебнем;
C – подземный изолированный канал для подачи воздуха

Местоположение теплового аккумулятора с камнями может явиться серьезным ограничением в их использовании. Если теплоаккумулятор размещается в подвале здания, то расходы на сооружение отсека необязательно должны быть включены в общую стоимость системы солнечного теплоснабжения. Однако, если под тепловой аккумулятор отводится подвал, предназначенный для других целей, или жилое помещение, то стоимость сооружения такого отсека добавляется к стоимости системы. На рис. 2 показано использование контейнера-аккумулятора с засыпкой из камней в качестве архитектурного элемента здания. В доме Джорджа Лефа (Денвер, Колородо) этот способ применен довольно удачно. Однако из-за большого веса контейнеров или отсеков для камней под ними должны предусматриваться прочные фундаменты.

Засыпка, содержащаяся в вертикальном цилиндре из фиброкартона

На рис. 3 представлен разрез дома в Бостоне, выполненного по проекту фирмы Тотал энвайронментал экшн на средства фирмы АИА Рисерч корп. Американского института архитекторов. Площадка для дома представляет собой крутой северный склон холма с высокими зданиями к югу. Солнечный коллектор устанавливается как можно выше, чтобы не попасть в тень от соседних зданий. Вследствие своих больших размеров и массы теплоаккумулирующий отсек с камнями находится на нижнем этаже здания.

Разрез солнечного дома (Бостон)

В проекте предусмотрен довольно простой способ передачи тепла к отсеку и от него. На рис. 4, где показана схема солнечной системы, теплый воздух из солнечного коллектора поступает в верхнюю часть отсека. Он затягивается внутрь, выходит снизу и поступает обратно в коллектор. Для обогрева дома прохладный воздух поступает в нижнюю часть отсека и нагревается по мере подъема между камнями. Самые теплые камни наверху нагревают воздух до наибольшей степени. На рис. также показан цикл отопления на жидком топливе, в котором комнатный воздух обходит отсек с камнями. Обычно, аккумуляторный отсек не должен нагреваться отопителем, за исключением случаев, когда он располагается внутри жилого помещения.

Схема системы солнечного теплоснабжения для дома в Бостоне;
A – режим поглощения солнечной энергии. Воздух поступает через дно солнечного коллектора и выходит через верх. Нагретый воздух подается вниз, проходя через тепловой аккумулятор с камнями и нагревая его, и возвращается обратно в коллектор;
B – режим отопления помещения. Воздух засасывается из жилого помещения и поступает в нижнюю часть теплоаккумулятора. При прохождении через камни он нагревается и поступает обратно в жилое помещение;
C – режим дублирующего отопления. Отопитель, работающий на жидком топливе, нагревает воздух, поступающий из жилого помещения через приточную камеру в нижней части теплового аккумулятора. Нагретый воздух поступает в жилое помещение через верхнюю камеру теплоаккумулятора;
D – бак для приготовления горячей воды находится внутри теплоаккумулирующей среды, которая играет роль или нагревателя, или подогревателя в зависимости от уровня температуры теплоаккумулятора

Одна из важных причин того, что теплый воздух подается из солнечного коллектора в верхнюю часть отсека, заключается в стремлении обеспечить температурную стратификацию. Это дает возможность нагревать комнатный воздух до наивысшей возможной температуры при помощи самых теплых камней, находящихся в верхней части отсека. Если теплый воздух будет поступать через низ отсека, даже без перемещения внутри него, то тепло из нижней части распределится равномерно по всему отсеку, что вызовет в нем общее понижение температуры. Подача комнатного воздуха в то же место, что и теплого воздуха из коллектора, будет способствовать этому выравниванию тепла по отсеку, а не нагреву воздуха в целях отопления здания.

Форма отсека теплового аккумулятора имеет особое значение при использовании камней в качестве теплоаккумулирующей среды. Вообще, чем больше расстояние, которое воздуху требуется пройти через камни, тем больше должен быть размер камней для уменьшения перепада давления и снижения необходимой мощности вентилятора. Например, если отсек представляет собой высокий цилиндр (см. рис. 2), то требуются камни большего размера. Если высота цилиндра более 2,5 м, то размер камней должен быть по крайней мере 50 мм; для более высоких цилиндров размер камней должен быть еще больше. Для приземистых, горизонтальных отсеков, которые обычно устанавливаются в подвалах, может подойти гравий диаметром 25. 50 мм (рис. 5).

Форма отсека теплового аккумулятора:
а – вертикальный отсек;
1 – теплый воздух из солнечного коллектора; 2 – размер камней в поперечнике 50. 100 мм; 3 – холодный воздух к коллектору;
б – горизонтальный отсек;
1 – теплый воздух из солнечного коллектора; 2 – холодный воздух к коллектору; 4 – гравий в поперечнике 25. 50 мм; 5 – теплый воздух к дому; 6 холодный воздух из дома

Предлагаемые выше размеры в большей степени зависят от скорости проходящего через камни воздуха. Чем меньше скорость воздуха, тем мельче должны быть камни и тем толще их слой. По сути дела, увеличение перепада давления проходящего через камни воздушного потока прямо пропорционально увеличению скорости воздуха. Разумеется, чем меньше камни в поперечнике, тем больше суммарная площадь поверхности камней, которая получает тепло от воздуха. Вообще, камни или булыжники должны быть достаточно большими, чтобы поддерживать низкий перепад давления при достаточно хорошем теплообмене.

В теплоаккумулирующих системах воздушного типа можно также использовать небольшие контейнеры для воды, которые можно разместить на стеллажах, полках или каким-либо другим способом, чтобы дать воздуху возможность беспрепятственно обтекать их. Такими контейнерами могут являться пластмассовые, стеклянные, алюминиевые емкости, бутыли, банки. Проблема укладки или размещения контейнеров решается разными путями, но, пожалуй, наиболее успешным является установка их на поддоны с последующим продуванием воздуха по горизонтали между поддонами (рис. 6).

Отсек теплового аккумулятора для воздушных систем, в которых применяются небольшие контейнеры с водой:
1 – поступление воздушного потока; 2 – контейнеры с водой; 3 – полки; 4 – выход воздушного потока; 5 – отсек аккумулятора

Можно разместить небольшие контейнеры между балками перекрытий (пустоты здесь выступают в качестве воздушных коробов) или использовать вертикальные пустоты теплоаккумулятора, служащие перегородками между помещениями или элементами наружнымх стен. И опять, при размещении теплоаккумулятора внутри отапливаемого помещения все потери тепла из него поступают в здание. На рис. 7 показан разрез дома, спроектированного фирмой «Тотал энвайронментал экшн» (Миннеаполис, Массачусетс). В этом проекте воздух, циркулируя в замкнутом контуре, проходит вверх через вертикальный, обращенный на юг солнечный коллектор, а затем опускается вниз через вертикальный объем, заполненный небольшими контейнерами с водой.

Вертикальные воздушные солнечные коллекторы и водяной теплоаккумулятор контейнерного типа в Джиллис-хаус:
1 – отсек; 2 – солнечный коллектор

Стену такой конструкции нелегко приспособить для камней, и в этом заключается одно из главных преимуществ контейнеров с водой. Другое преимущество в том, что для воды требуется меньший объем пространства, для аккумуляции того же количества тепла, что и камни. Утечка воды вряд ли вызовет проблемы, поскольку в одном месте протечки потеря воды составит не более нескольких литров.

Проект солнечного дома для Миннеаполиса:
1 – комната отдыха; 2 – общая комната; 3 – спальня; 4 – тепловой аккумулятор; 5 – солнечный коллектор для приготовления горячей воды; 6 – солнечный коллектор; 7 – столовая; 8 – гараж

По контракту с АИА Рисерч корп. фирма Тотал энвайронментал экшн использовала саму конструкцию дома для аккумулирования тепла. Система, показанная на рис. 8, разработана для Миннеаполиса.

Солнечные воздушные коллекторы | AW-Therm.com.ua

С. Михненко

Солнечные воздушные коллекторы приобретают все большее число сторонников. Это решение, которое открывает намного больше возможностей, чем жидкостные фототермальные коллекторы. Они действительно заслуживают того, чтобы на них обратили более пристальное заинтересованное внимание

Солнечные воздушные коллекторы (СВК) – это тепловой абсорбер, в котором в качестве рабочего тела используется воздух, а в качестве источника тепла – солнечное излучение. Холодный воздух попадает в систему каналов, где он нагревается солнечным теплом, и затем поступает в обогреваемое помещение.

Доступно каждому

СВК – это настолько просто, что домашние умельцы сами берутся изготавливать их буквально из подручных материалов. В ход идут даже пустые алюминиевые банки (рис. 1). Автор этой конструкции поделился своими разработками в социальной сети и сообщил, что осенью и весной в таком «подоконном» коллекторе воздух нагревается от 10-12 ºС до 80–85 ºС, а зимой в солнечный день от –15ºС на входе в СВК до +40–45ºС на выходе в помещение. Если в теплый сезон такой солнечный нагреватель уже не нужен – его просто убирают.

Рис. 1. Самодельный подоконный СВК из алюминиевых банок

Когда в ЕС разрабатывали нормы и стандарты по отоплению и теплоизоляции, то выяснилось, что их первые версии содержали существенно завышенные нормы. Оказалось, что сначала не учли все количество солнечного тепла, падающего снаружи на оболочку здания и попадающего внутрь через окна. Это исправили и ввели термин solar gain – количество «дарового» тепла от солнечной радиации, которого даже зимой бывает настолько много, что от него нужно защищаться, и которое нужно обязательно принимать во внимание при всех тепловых расчетах для зданий и сооружений.

Простой солнечный воздушный коллектор состоит из воздухопроводов, хорошо поглощающих солнечное излучение. Затем эта тепловая энергия передается воздуху. Нагретый в СВК воздух соединяется с вентиляционным каналом, подающим его внутрь здания.

Немного школьной физики

Теплопроводность воды приблизительно в 28 раз больше теплопроводности воздуха. При этом удельная теплоемкость воздуха примерно в 4 раза меньше удельной теплоемкости воды, а плотностьводы больше плотностивоздуха примерно в 816 раз.

Из этого следует, что как теплоноситель воздух менее выгоден, чем вода. Чтобы перенести одинаковое количество теплоты с воздухом, его нужно подать в сотни раз больше, чем воды. При этом между жидкостным теплоносителем и воздухом имеется «посредник». Но мы живем именно в воздушной среде. И нагревать, в конце концов, нужно именно воздух.

СВК обычно используется как дополнительный обогреватель для экономии на отоплении. Вспомните, как нагревается воздух в припаркованном на солнце автомобиле. Примерно то же самое происходит и в СВК.

Солнечный коллектор, работающий на воздухе – это отличная альтернатива жидкостным системам. В работе СВК практически нет ограничений – воздух в качестве теплоносителя не закипает и не замерзает. Такого понятия как «стагнация гелиосистемы», вынуждающая инженеров идти на дорогостоящие конструктивно-технологические решения в жидкостных коллекторах, просто нет.

Быстрый прогрев воздуха в помещении до нужной температуры – тоже одна из особенностей СВК. Несмотря на то, что воздух имеет меньшую теплоемкость, чем вода, он подвижен, хорошо регулируется (по температуре и количеству). Воздух обеспечивает быстрое изменение температуры и более равномерное распределение тепла внутри помещений. Он безопасен в пожарном отношении. Нагретый воздух можно распределять по каналам вентсистем.

На широте Киева

Как много тепла можно сэкономить, применяя СВК? Для этого количество солнечного тепла, падающего на землю, например, на широте Киева (~ 1384,05 кВт·ч/м²/год), умножим на КПД солнечного коллектора ~ 65–70 %. В результате получим выработку тепла одним квадратным метром солнечного коллектора около 900 кВт·ч. Показанная на рис. 1 самоделка потенциально может выработать до 2 МВт·ч тепла в год. Это немало.

Поступление солнечного тепла в течение года неравномерно. На широте Киева зимой поступает 14 %, весной — 29 %, летом -36 %, а осенью — 21 % от всего годового количества солнечной радиации. В январе-феврале эта цифра снижается до 3 % от суммы годового solar gain, и с 1 м² СВК за это время удастся собрать около 30 кВт·ч тепловой энергии.

Тем не менее, СВК отлично работают именно в холодном климате. Особенно – когда погода неустойчива и возможно неожиданное понижение температуры или заморозки. Вот три фото (рис. 2 а, б, в) частных домов, оборудованных СВК. Один — в г. Ричмонде, штат Миннесота, (45°27′ с. ш.), два других – в г. Метуен (42°43′ с. ш.) и г. Оберн (42°12′ с. ш), штат Массачусетс, США. Все находятся намного севернее широты г. Киева (50° 25′ с. ш.).

Рис. 2. СВК на стенах жилых зданий:
а) г. Ричмонд, Миннесота, США; б) г. Метуен, Массачусетс, США; в) г. Оберн, Массачусетс, США

Основные схемы

СВК выполняют по разным схемам – с забором наружного воздуха, с забором внутреннего воздуха; с перепуском. Их выполняют с остеклением и без. Они бывают пассивные и активные.

Есть три основные схемы подключения СВК: рис. 3 – с притоком наружного воздуха (а), с рециркуляцией внутреннего воздуха (б), с подмешиванием нагретого в СВК воздуха в вентиляционный канал (в) и их сочетания.

Если СВК использовать зимой для нагрева воздуха, циркулирующего только внутри помещения, то это значит, что 2 коллектора (рис. 1) площадью по 2,5 м² в самые холодные месяцы года (январь – февраль) смогут обеспечить для донагрева в среднем 150 кВт·ч, а за всю зиму – 630 кВт·ч, весной – 1,3 МВт·ч, за осень – 0,95 МВт·ч. В ночное время перепуск воздуха можно отключать.

Рис. 3. Основные схемы подключения настенного СВК

Поскольку теплоноситель в СВК – это воздух, то, естественно, его очень часто используют совместно с системой вентиляции.

Если СВК подключить к каналу геотермальной гравитационной системы естественной вентиляции (рис. 3, в), то это значительно увеличит тягу в нем за счет увеличения перепада температур между притоком и выпуском и стабилизирует ее работу в межсезонье.

Пассивные схемы (рис. 3, 4) – это недорогое решение, его можно довольно просто применить в уже построенном доме.

Рис. 4. СВК с рекуператором тепла

При подключении по рециркуляционной схеме (рис. 3, б) или по схеме с подмешиванием воздуха из вентканала (рис. 3, в), можно получить систему очистки воздуха, многократно прогоняя внутренний воздух через систему фильтров, присоединенную к патрубкам СВК. Комбинированные схемы (рис. 4, 5), как правило, выполняются по схеме с рекуператором тепла. СВК с рекуператорами можно устанавливать как на стенах, так и на крышах.

Рис. 5. СВК в комбинации с рекуператором тепла воздуха, теплообменником для ГВС, аккумулятором тепла и воздушной печью

Активные СВК
Активная система с СВК (рис. 5, 6, 7) для циркуляции воздуха имеет привод вентилятора. В активной системе нет необходимости «правильно» размещать по вертикали впускные и выпускные отверстия, так как воздух всасывается или нагнетается принудительно, и гравитационные и конвекционные потоки, как в естественной системе, не используются. Поэтому СВК в активной системе можно устанавливать на наклонной крыше под самый конек, а затем нагретый воздух направлять вниз вентилятором.
Рис. 6. Когенерационная СВК в комбинации с PV-модулем, рекуператором тепла воздуха, теплообменником для ГВС
Еще один способ, который сейчас набирает популярность – это комбинация солнечного фотовольтаического коллектора (PV-панели) и расположенного снизу СВК. Суть этого метода заключается в рекуперации тепла, отбираемого с нижней (затененной) стороны PV-модулей (его часто бывает в 3 – 4 раза больше, чем электроэнергии, произведенной модулем).
Рис. 7. Активная СВК с системой слежения за температурой и вентилятором переменного расхода
Тут имеется очевидное техническое преимущество – помимо получения электричества от PV-панели, а от СВК – тепловой энергии (когенерация), отбор и рекуперация тепла воздушным коллектором улучшает режим работы и КПД PV-модуля. СВК позволяет PV-системе работать ближе к его наилучшей эффективности (обычно это около 25 ºС). Это уменьшает общий период окупаемости всей комбинированной системы. Избыточное тепло, которое поступает в помещение «не вовремя», можно сбросить в емкость ГВС. Если СВК имеют большую площадь, причем располагаются на стенах, по-разному ориентированным по сторонам света, то имеет смысл установить систему автоматики (рис. 7), следящую за работой системы. На рынке представлен большой выбор различных универсальных датчиков и программируемых контроллеров, которые можно подобрать к вентилятору с переменной скоростью, и затем собрать такую активную систему самому.
Сейчас имеется огромное число конструктивных решений для СВК. Постоянно появляются новые оригинальные предложения (например, как на рис. 8).
Рис. 8. СВК в виде съемной оконной фрамуги из алюминиевого профиля
Барьерные функции СВК
Помимо генерации тепла СВК может выполнять барьерные и теплозащитные функции. В этом случае СВК занимает всю поверхность стены или крыши. Наружная поверхность СВК и стена здания образуют так называемый фасад с двойной оболочкой (ФДО). Таким путем можно «накрыть» стены, крыши и наклонные элементы зданий. Наружная часть ФДО выполняет с одной стороны барьерную функцию (защита внутренней части – т.е. собственно стены здания от намокания), с другой – это теплопоглощающая поверхность, хорошо пропускающая тепло на свою внутреннюю сторону. Ее обычно выполняют с мелкой перфорацией.
ФДО внутри разделен на вертикальные секции. Наружная поверхность ФДО нагревается солнечным теплом и передает его воздуху между наружной и внутренней стенками. Нагретый воздух активно поднимается вверх, откуда его отбирают внутрь для подогрева здания. Очень часто, как и в обычных СВК, горячий воздух здесь используется в сочетании с системой вентиляции – непосредственно или косвенно, через рекуператор. Восходящий поток горячего воздуха в полости ФДО энергично подсушивает стену здания, улучшая его теплоизоляционные характеристики.
Это свойство высоко оценили в странах с суровым климатом – в Канаде, на севере США, в Германии и Скандинавии. СВК типа «солнечная стена» здесь не только используется для отопления или подогрева воздуха в системе вентиляции, сколько выполняет энергосберегающие функции.
На рис. 9 показаны примеры применения СВК в виде ФДО – в аэропорту Торонто, Канада, на крыше и наклонной стене производственного здания в г. Бутбей Харбор, Мэн, США, в средней школе в г. Шервуде, Массачусетс, США, на базе ВМС США в Портсмуте. Здание авиационной администрации в аэропорту Торонто удостоено серебряного сертификата LEED – за высокие энергосберегающие и экологические свойства.
Рис. 9. СВК типа «солнечная стена» на фасадах общественных и производственных зданий в Канаде и США
Важное свойство сочетания СВК–ФДО в том, что в жаркое время года эта система охлаждает здание. Вверху и внизу системы устроены заслонки, которые обычно закрыты в холодное время. Воздух через перфорированные отверстия (в некоторых профильных системах выполнены специальные щели) в режиме работы СВК проникает в межфасадное пространство ФДО, поднимается вверх и поступает в распределительные каналы для обогрева. В жаркое время года верхние и нижние заслонки полностью открываются, каналы для обогрева перекрываются, и нагретый воздух интенсивно вентилирует межфасадный зазор. Избыточное тепло уносится вверх, а само здание не перегревается. Автоматика регулирует поворот наружных заслонок и степень открывания каналов для забора теплого воздуха внутрь здания. Ночью заслонки закрываются, и СВК–ФДО служит буфером, препятствующим потере тепла зданием.
Перспективное решение
СВК появились и начали активно применяться не так давно. Намного позже, чем, например фотовольтаические и жидкостные фототермальные коллекторы. Все особенности и преимущества СВК еще не раскрыты. Специальные исследования, проведенные в США и Канаде, показали, что системы СВК (фасадные и модульные) уменьшают энергопотребление здания примерно на 10–50 % от обычной тепловой нагрузки на отопление зимой и охлаждение летом. Совместное использование СВК с системами отопления, вентиляции и климатизации, а также в качестве наружного защитного щита здания, весьма перспективно.
В Украине технологию СВК активно продвигают энтузиасты экологического строительства. Однако в нашей стране уже имеются компании, предлагающие эту разновидность солнечной техники в промышленном исполнении.
Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.
Просмотрено: 12 876
Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.
Солнечные коллекторы. Какие они бывают?
Классический солнечный коллектор представляет собой металлические пластины черного цвета, установленные на крыше дома. Цвет и положение коллектора предполагает максимальное поглощение и накапливание солнечной энергии. Эти металлические пластины помещаются в корпус, изготовленный из стекла или пластмассы. Наклон к южной стороне, при установке позволит увеличить количество поглощаемой радиации. Проще говоря, солнечный коллектор – это миниатюрная теплица, которая накапливает солнечную энергию под стеклянной панелью. Солнечная радиация распределяется по поверхности равномерно, по этому, чем больше площадь коллектора, тем больше энергии будет поглощено.
На сегодняшний день солнечная энергетика развита достаточно обширно, это дает возможность устанавливать солнечные панели различных комплектаций и размеров. Этот аспект позволяет солнечным коллекторам обеспечивать хозяйственные нужды человека, такие как отопление и снабжение горячей водой.
К примеру, существует несколько отдельных видов солнечных коллекторов, которые различаются, в зависимости от температуры, до которой они способны достигать:
Коллекторы низких температур. Такие коллекторы дают достаточно низкие температуры – не выше 50 С. Такие коллекторы, широко применяются для подогрева воды в бассейнах, и в других случаях, когда не требуется слишком высокая температура воды.

Коллекторы средних температур. Такой тип коллекторов способен нагревать воду от 50 до 80 С. Зачастую, такой коллектор представляет собой плоскую остекленную пластину, в которой с помощью жидкости происходит теплопередача или же это коллекторы-концентраторы. В последних тепло концентрируется и может использоваться для нагрева воды в жилых секторах.Представлен коллектор-концентратор, в большинстве случаев, вакуумированным трубчатым коллектором

Коллектор высоких температур. Зачастую имеют форму параболических тарелок. Такое устройство, в большинстве случаев используется большими предприятиями, которые генерируют электричество и распределяют его для городских электросетей

Интегрированный коллектор
Накопительный интегрированный коллектор
На данный момент одним из самых простых видов солнечных коллектором является емкостной коллектор, который еще называются термосифонным коллектором. Такое название, данный генератор получил за счет того, что он одновременно может и аккумулировать тепло и хранить определенное, уже нагретое, количество воды. Такие коллекторы, зачастую используются для начального нагрева воды, которая впоследствии нагревается до необходимой температуры стандартными установками (газовыми, электрическими колонками и т.д.). Такой метод позволяет экономить на потреблении электричества, за счет того, что в бак котла поступает уже подогретая вода.
Рассмотрим основные плюсы такого вида коллекторов. Первое – это, конечно же, экономия на электричестве. Второе – это возможность использовать достаточно дешевую альтернативу солнечной водонагревательной системе. Третьим плюсом стоит отметить простоту использования коллектора – минимум технического обслуживания, за счет отсутствия в нем движущихся частей (насосов и прочего).
Такие коллекторы бывают также «Integrated Collector and Storage», или, проще говоря, интегрированными коллекторами-накопителями. Такой вид коллектора, зачастую представлен одним или несколькими баками, которые заполнены водой. Эти баки помещаются в теплоизоляционный ящик и накрываются стеклянной крышкой. Порою, в этот же ящик помещаются прибор-рефлектор, который позволяет увеличивать солнечное излучение. Принцип действия данного устройства достаточно прост – солнечный свет, проходя через стекло, нагревает воду. Такая простота функционирования обуславливает достаточно не большую цену самого устройства. Однако стоит помнить, что в холодное время года, воду стоит защищать от замерзания, или же сливать.
Плоские коллекторы
Такие коллекторы, пожалуй, самые популярные для использования в бытовых условиях, для нагрева воды и в отопительных системах. Внешне, такое устройство выглядит как обычный металлический ящик. Однако внутри него находиться черная платина, которая поглощает солнечный свет. Крышка у этого ящика должна быть в обязательном порядке, стеклянной или пластмассовой, дабы лучше пропускать солнечную энергию.
Остекление плоского солнечного коллектора может быть прозрачным или матовым. Зачастую, все же, отдается предпочтение матовому остеклению, поскольку такое стекло позволяет пропускать только свет. А также, содержание железа в стекле должно быть очень низким, что бы позволить пропускать большую часть поступающего света, в коллектор. Принцип действия заключается в том, что солнечный свет, попадая на пластину, тепловоспринимающую пластину, которая и вырабатывает тепло. Стекло служит теплоизоляцией, а для повышения КПД коллектора, его стенки прокладывают теплоизолятором. Такая конструкция, позволяет снизить тепловые потери до минимума.
Пластина абсорбента, или же пластина, поглощающая солнечный свет, зачастую окрашена в черный цвет, дабы увеличить количество поглощаемой солнечной энергии, ведь тот факт, то темные тела притягивают ее больше – ни для кого не секрет. Проходя через стекло, и попадая на поглощающую пластину, солнечная радиация превращается в тепловую энергию. Далее, чтобы продолжить процесс, полученное тепло передается тепловому носителю. Тепловым носителем может выступать воздух или жидкость, которые циркулируют в трубах. К сожалению, даже полностью черные поверхности, способны отражать около 10% солнечной радиации, падающей на нее. Дабы избежать этого, абсорбирующие пластины покрываются дополнительно специальным покрытием, которое призвано удерживать солнечный свет попадающие на пластину. Такое покрытие служит дольше обычной краски и позволяет повысить КПД коллектора. В состав такого селективного покрытия входит слой аморфного полупроводника, который наноситься на металлическое основание пластины.
Абсорбирующие пластины изготавливаются из металла, который наилучшим образом проводит тепло. Высокий уровень теплопроводности металла позволит уменьшить теплопотери при передаче переработанной энергии теплоносителю. К списку таких металлов можно причислить медь и алюминий. Разница между ними заключается в том, что медная пластина способна лучше проводить тепло, и более устойчива к коррозиям, в отличии от алюминиевой пластины.

Плоские солнечные коллекторы бывают жидкостными или воздушными. А в зависимости от наличия остекления, и тот и другой вид бывает как остекленным, так и не остекленным.
Жидкостные коллекторы
В солнечных коллекторах этого типа, теплоносителем выступает жидкость. Солнечная энергия, перерабатывается в поглощающей пластине в тепло, и передается жидкости, которая течет по трубам, прикрепленным к пластине. Эти трубы могут идти параллельно друг другу, но на каждой, в обязательном порядке должно быть входное и выходное отверстие. Существует возможность расположение труб в виде змеевика. Такое положение уменьшает количество соединительных отверстий, что, в свою очередь, снижает вероятность протекания. Таким образом, змеевидное расположение обеспечивает более равномерный поток жидкости-теплоносителя. Однако, могут возникать сложности при спуске жидкости перед похолоданием, поскольку в изгибах трубы может остаться жидкость.
Простые системы жидкостных солнечных коллекторов предполагают использование обычной воды, которая сразу же, нагреваясь в коллекторе, поступает пользователю. Такие модели называют «разомкнутыми» или «прямыми» системами. Однако применение таких коллекторов неудобно в регионах с низким температурным режимом. Поскольку, при снижении температуры ниже точки замерзания – необходимо сливать воду. В этот период систему использовать невозможно. Альтернативой является использование незамерзающих жидкостей вместо воды. Этот вид системы жидкостных солнечных коллекторов использует жидкие теплоноситель, который, поглощая тепло, направляется в теплообменник. Зачастую теплообменником является водяной бак, конструкция которого предполагает передачу тепла воде. Такую систему называют «замкнутой» или «непрямой».
Остекление жидкостных коллекторов позволяет нагревать воду для бытовых нужд, и для отопления дома, поскольку их КПД выше, чем у неостекленных аналогов. Неостекленные коллекторы, зачастую используют для нагрева воды в бассейнах. В последних приборах не требуется нагревать температуру до высоких температур. Это позволяет использовать менее дорогие материалы, такие как пластмасса и резина.
Воздушные коллекторы
Теплоносителем в воздушных коллекторах выступает воздух, а он не замерзает и не кипит, в отличие от воды. Этот факт позволяет избежать проблем, которым подвержены жидкостные коллекторы. К тому же, утечка в системе воздушных коллекторов приносит намного меньше трудностей, хотя, конечно же, обнаружить ее достаточно сложно. Стоит помнить, что перед материалами, используемыми в воздушных солнечных коллекторах, не стоят особо сложные эксплуатационные задачи. По этому, в воздушных системах возможно использование более дешевых материалов.
Конструкция воздушных коллекторов, представляет собой сочетание плоских коллекторов. Такой прибор используется в основном для просушки сельскохозяйственной продукции, или же для отопления помещений. Металлические панели и многослойные неметаллические экраны могут послужить поглощающими пластинами в конструкции воздушных коллекторов. Теплоноситель проходит через стенки поглотителя с помощью естественной конвекции, или с помощью специального вентилятора.
Теплопроводимость воздуха, на порядок хуже, чем проводимость тепла, жидкостью. По этому, поглотитель получает значительно меньше тепла от воздуха, чем от жидкости. Вентилятор, присоединенный к поглощающей пластине, позволяет увеличить поток воздуха, таким образом, улучшая теплоотдачу. Однако и в этой конструкции есть свои недостатки. Для работы вентиляторов, необходимо дополнительно использовать электроэнергию, а это, в свою очередь увеличивает затраты на работу системы. В условиях холодного климата, необходимо направлять воздух между поглощающей пластиной и утепленной стенкой коллектора, это позволяет избежать потерь тепла. Но не стоит применять такою циркуляцию, если, все же, воздух в помещении, нагревается на 17 С больше, чем воздух на улице. В этом случае, воздух может спокойно циркулировать без потерь эффективности.
Поговорим о достоинствах воздушных коллекторов. В первую очередь – это простота и надежность. Воздушные коллекторы имеют достаточно простое устройство, благодаря этому снижается уровень необходимости технического обслуживания, при этом увеличивая их безусловную надежность. При достойных условиях эксплуатации, срок службы качественного воздушного коллектора колеблется от 10 до 20 лет. За счет того, что теплоносителем выступает воздух, исключается необходимость использования теплообменника и термоизоляции в холодное время года.
Однако не все так красочно, в сфере солнечных воздухонагревателей. Все дело в том, что применение таких установок распространено исключительно для отопления помещений и просушки сельскохозяйственной продукции, причем, в основном, в развивающих странах. Причиной этому стало то, что существуют некоторые ограничения, для использования в промышленных условиях. Начнем с того, что по сравнению с жидкостными, воздушные коллекторы занимают достаточно большую площадь, за счет низкого уровня удельной теплоемкости. К тому же, требуется оборудовать длинный воздуховод для эффективной работы коллектора. И самая главная трудность – это необходимость использования электроэнергии для прогонки воздуха через функциональные части коллектора. Еще иногда встречаются сложности с аккумулированием самой теплоты. Все эти проблемы, даже в регионах с достаточным количеством солнечных дней, приводит к значительному увеличению стоимости на эксплуатацию и установку воздушных коллекторов.
Принцип действия солнечных коллекторов
Элементарный воздушный коллектор
Воздушные солнечные коллекторы делятся на две группы, в зависимости от способа циркуляции воздуха. В самом простейшем случае, поток теплоносителя (воздуха) в коллекторе проходит как раз под поглотителем. Таким образом, данный коллектор позволяет повысить температуру воздуха, не больше чем на 3-5 С. Причиной такого низкого КПД является потери тепла на конвекцию и излучение.
Любой прозрачный материал, с низкой проводимостью инфракрасного излучения, позволяет снижать уровень теплопотерь, при накрывании им поглотителя. Все дело в том, что поток воздуха, образовывается или под поглотителем, или между поглотителем и данным прозрачным покрытием. Прозрачная крышка (из особого стекла или пластмассы) позволяет не на много снижать уровень излучения тепла с поглотителя. Однако, это снижение конвективных тепловых потерь, может позволить увеличить температуру до 20-50 С. Но и этот параметр будет зависеть от интенсивности солнечной энергии попадающей в коллектор и качества воздушного потока. Как плюс к этому всему, наблюдается, также снижение тепловых потерь на излучение, за счет снижения температуры поглотителя. Но стоит помнит, что при этом происходит еще и снижение возможности абсорбента поглощать энергию, за счет его запыления, в том случае, если поток воздуха проходит с обеих сторон.
Накрытый поглотитель в воздушном коллекторе
Отказ от остекления металлического ящика и теплоизоляции, в некоторых случаях, позволяет существенно снижать затраты. Дело в том, что изготовляется такой коллектор из перфорированного металла черно цвета. Такой материал позволяет улучшать качество теплообмена. Принцип этого процесса заключается в том, что этот металл нагревается достаточно быстро, а вмонтированный вентилятор втягивает теплый воздух, через отверстия в металлических листах. Коллекторы такого типа, достаточно часто используются в жилых домах. Зачастую размеры такого прибора составляют 2,4 м?0,8 м, при этом скорость нагрева воздуха составляет 0,002 м3/с. Даже в солнечный зимний день, температура воздуха, который нагревается в коллекторе, может достигать разницы в 28 ?С по сравнению с наружным. К тому же, стоит учесть, что в значительной мере улучшается качество воздуха, поскольку нагревается непосредственно воздух, поступающий снаружи.
Одним из главных плюсов подобных коллекторов, является тот факт, что они достаточно эффективны. КПД некоторых промышленных моделей может достигать 70%. А их стоимость снижается, за счет уменьшается количество используемых материалов.
Вакуумированный солнечный коллектор
Плоские солнечные коллекторы, изначально создавались для использования в местах с большим количеством солнечной энергии. При плохой погоде, их эффективность достаточно не значительна. Холодная, ветреная, пасмурная погода – не позволяют работать таким коллекторам в полную мощь. Но и это не все – повышенная влажность в значительной мере неблагоприятно сказывается на состоянии внутренних деталей такого коллектора. А это влечет за собой уменьшение срока службы коллектора, а также ухудшение эффективности его работы. Дабы устранить такие недостатки были созданы вакуумированные солнечные коллекторы.
Современные вакуумированные солнечные коллекторы способны нагревать воду, для обеспечения хозяйственных нужд. Принцип действия такого прибора заключается в следующем: солнечная энергия, проходя через наружную трубку, попадает в поглощающую трубку, где и происходит превращение солнечной энергии в тепло. А далее, переработанное тепло передается теплоносителю (жидкости). Сам коллектор представляет собой сочетание определенного количества параллельных рядов стеклянных трубок. К каждой из этих трубок прикрепляется трубчатый поглотитель с селективным покрытием (аналог пластины-поглатителя в вышеописанных плоских коллекторах). Нагретая в коллекторе жидкость поступает в бак накопитель, и уже там отдает все полученное тепло воде.
Трубки в вакуумированном коллекторе можно менять. Добавлять или даже убирать, в зависимости от необходимости. Это позволяет называть такие коллекторы модульными. Но стоит помнить, что между трубками коллектора должен быть вакуум, что бы уменьшить потери тепла в процессе конвекции. Однако, радиационная потеря тепла остается. Уточним, что радиационная потеря тепла – это то тепло, которое идет на нагревание поверхностей рабочих частей коллектора. Но не стоит думать, что эти потери существенно повлияют на эффективность работы коллектора. Радиационная потеря достаточно мала, по этому можно уверенно считать, что рабочие характеристики вакуумированного коллектора достаточно велики.
На данный момент, создано большое количество вакуумированных коллекторов, которые имеют различные комплектации, а, следовательно, и разные эксплуатационные характеристики и особенности.
Создание вакуумированного коллектора – это достаточно сложный и трудоемкий процесс. Особенные трудности вызывает запайка оболочки коллектора. Проблема заключается в том, что по сей день не найдено достаточно эффективного метода создания эффективной высоковакуумной системы, при не больших затратах.
Стоит помнить, что такие вакуумированные коллекторы достаточно эффективны, по сравнению с обычными плоскими коллекторами. Все дело в том, что эффективность работы вакуумированного коллектора не зависит от качества радиации, т.е. как в условиях прямой, так и рассеянной радиации, данный коллектор работает одинаково эффективно. К тому же, вакуумное строение коллектора позволяет свести к минимуму потери тепла. Помимо всего вышесказанного, такие приборы достаточно долго и качественно служат, полностью обеспечивая все хозяйственные нужды человека.
Концентраторы
Фокусирующий солнечный коллектор
Концентраторы или же коллекторы отличаются от предыдущих описанных коллекторов тем, что их принцип действия заключается в концентрации солнечных лучей. Делается это за счет зеркальных поверхностей, которые направляют солнечную энергию конкретно на поглотители. Температура, которая обеспечивается концентраторами значительно выше, чем максимальная температура плоских коллекторов. Но стоит помнить, что концентраторы могут воспринимать исключительно прямую солнечную радиацию, по этому. В пасмурную погоду их использование не возможно. Такой тип коллекторов-концентраторов, особенно эффективен в регионах близких к экватору и в пустынных районах с большим количеством солнечных дней.
Для более эффективной работы концентратора, используется специальный прибор, который отслеживает направление солнечных лучей и поворачивает прибор к солнцу. В зависимости от оси, по которой может вращаться, такой коллектор различают одноосные и двуосные следящие устройства. Первые предполагают вращение устройства с востока на запад, а вторые, предполагают поворот устройства во все четыре стороны света, для того что бы точно отслеживать направление солнца в течение всего года. Данные коллекторы-концентраторы, в основном используются в промышленных условиях. Причиной этому стала достаточно большая стоимость этого устройства, а также необходимость постоянного технического обслуживания. Для бытового применения, они просто не приемлемы.
Солнечные печи и дистилляторы.
Солнечная печь
Помимо всех вышеописанных приборов, существуют также приборы, которые имеют достаточно простую структуру, и узкую сферу применения. К примеру, такие приборы могут выступать в роли солнечной печи, для приготовления пищи, или солнечного дистиллятора – прибора достаточно дешево очищающего воду любого состояния.
Поговорим про солнечные печи. Они достаточно просты, как при эксплуатации, таки при изготовлении. Солнечные печи представляют собой достаточно хорошо теплоизолированную коробку, которая покрыта материалом, отражающим свет (фольгой, например). Эта коробка накрывается стеклом и оборудована внешним отражателем. Кастрюля черного цвета послужит поглотителем, поскольку может намного быстрее нагреваться. Такие печи, можно использовать для стерилизации воды, при кипении.
Что касается солнечных дистилляторов, то они могут в результате своей работы предоставлять дистиллированную воду достаточно дешево, притом, что брать воду, можно практически из любого источника. Принцип работы солнечного дистиллятора лежит в основе процесса испарения, а сам прибор использует солнечную энергию, с целью ускорить этот процесс. За день работы, небольшой солнечный дистиллятор может произвести около 10 литров идеально чистой воды.
На данный момент солнечная энергия используется достаточно обширно. Одним из самых эффективных примеров его использования является метод нагрева воды солнечной энергией. Несколько миллионов жителей нашей планеты, уже достаточно долго и давно используют солнечные коллекторы для обеспечения своих нужд. Такие приборы достаточно эффективны, не требуют особых затрат на эксплуатацию, к тому же не приносят вреда окружающей среде.
Солнечные воздушные коллекторы — Solar Tribune
Солнечные коллекторы горячего воздуха монтируются на обращенных к югу вертикальных стенах или крышах. Солнечное излучение, достигающее коллектора, нагревает пластину поглотителя. Воздух, проходящий через коллектор, забирает тепло от пластины поглотителя.
Замерзание, перегрев и протечки менее опасны для солнечных коллекторов, чем для жидкостных коллекторов. Но поскольку жидкость является лучшим проводником тепла, солнечные коллекторы, использующие воду или теплоноситель, больше подходят для нагрева горячей воды для дома.Солнечные коллекторы горячего воздуха чаще всего используются для отопления помещений. Есть два типа воздухосборников: застекленные и неглазурованные.
Фото: Министерство энергетики США
Застекленные коллекторы воздуха
Застекленные коллекторы нагревают воздух за счет циркуляции. Вентилятор перемещает холодный воздух из дома в коллектор. Пройдя через коллектор, нагретый воздух возвращается в дом. Существует несколько конструкций системы:
проход воздух проходит от одной стороны абсорбера к другой.Эта система имеет наибольшую площадь поверхности, что делает ее эффективным способом передачи тепла. Однако более низкое давление может потребовать большей мощности вентилятора. Износ некоторых типов поглощающих материалов после многих лет воздействия солнечного излучения может ухудшить качество воздуха и производительность.
задний, передний и комбинированный канал в этих случаях воздух направляется либо к задней, либо на переднюю, либо к обеим сторонам поглотителя. Эта система более склонна к накоплению пыли, что в конечном итоге снижает эффективность поглотителя.В холодную погоду воздух, проходящий мимо остекления, также склонен к потерям тепла.
Неглазурованные воздухосборники
Неглазурованный солнечный коллектор воздуха относительно недорог. Эти коллекторы лучше всего подходят для помещений с высокими требованиями к вентиляции и меньшими потребностями в обогреве помещений. Поэтому эти коллекторы чаще всего используются в коммерческих целях и менее подходят для использования в жилых помещениях.
Солнечные воздушные коллекторы SolarVenti Professional
Модели SolarVenti Professional, используемые на заводе в Дании
Для больших коммерческих и профессиональных зданий
SolarVenti ^® Профессиональные солнечные коллекторы воздуха значительно сокращают эксплуатационные расходы на отопление и осушение больших коммерческих и профессиональных зданий.
SolarVenti ^® Professional может быть интегрирован с существующими системами обработки воздуха ( HVAC : Отопление, вентиляция и кондиционирование ) или разработан специально для оптимизации требований HVAC в новом здании.
Функция
Солнечный коллектор нагревается за счет солнечного излучения.
Энергия солнечного излучения передается в здание в виде свежего, предварительно нагретого воздуха.
Воздух поступает в коллектор через запатентованную заднюю стенку с двойной перфорацией.Воздух проходит через абсорбер, сделанный из черного технического материала, устойчивого к высоким температурам. Материал также является эффективным воздушным фильтром.
Уникальной особенностью этого коллектора является преобразование солнечной энергии в теплый свежий воздух. Воздушный зазор между задней стенкой и поглотителем обеспечивает достаточное тепловое сопротивление для передачи тепловой энергии входящему воздуху, устраняя необходимость в изоляции.
Преимущества
Быстрая окупаемость
Мощное осушение и бесплатный дополнительный подогрев свежего воздуха, что приводит к снижению энергопотребления
Улучшает работу существующих систем вентиляции
Особенно подходит для применения в профессиональных и коммерческих зданиях.
Приложения
Подогрев свежего воздуха :
для складов и складских помещений
для промышленных и сельскохозяйственных зданий
для коммерческих зданий, офисов, магазинов и т. Д.
для спортивных клубов, спортзалов, бассейнов и гидромассажных ванн
в учреждения (сельские дома, музеи, больницы, школы и т. Д.)
в гостиницы, большие общественные дома, большие рестораны и т. Д.
и :
Сушка хранимой древесины, биомассы, зерна и кормовых продуктов
Хранение коллекций винтажных и классических автомобилей в сухом виде
Загрузки
Новый сертификат для SolarVenti Professional. См. Новый сертификат DIN CERTCO для SV Professional и прочтите здесь, что означает этот сертификат.
На этапе проектирования необходимо учесть кровельные вытяжки, мансардные окна и другое техническое оборудование на крыше
Преимущества профессиональных устройств SolarVenti ^®
Активное солнечное отопление
Улучшение здоровья и эффективности
Низкие затраты на установку
Нет затрат на осушение
Гарантированная окупаемость
Размещение профессиональных модулей SolarVenti ^®
Установка рядом с вентиляционными установками
SolarVenti ^® Professional разработан для крыш (или грунтовых) с небольшим уклоном или без него.
SolarVenti ^® Professional оптимально устанавливается лицом как можно ближе к югу.
Возможно отклонение до 45 градусов относительно юга, просто увеличив площадь солнечных коллекторов.
Размеры в мм: (Д x Ш x Г) 1004 x 1970 x 300
Вес на модуль в кг: 10
Войлок / поглотитель 1,25 м ² поглотитель / фетр на м ² коллектор :
2 мм черный полиэстер
Крышка: 10 мм Поликарбонат (устойчивый к УФ)
Перепад давления:
25 Па /50 м ³ / м ² коллектор
75 Па /100 м ³ / м ² коллектор
175 Па /150 м ³ / м ² коллектор
КПД: 70% при расходе воздуха 125 м ³ / м ² коллектор
Макс.выходная энергия: Прибл. 842 Вт / м ² коллектор
Средняя мощность:
500 <кВтч / м ² (зависит от типа системы управления)
Другие рекомендации: Макс. длина каждого ряда коллекторов: 20 метров. Для больших объемов воздуха рекомендуется использовать большее количество рядов коллекторов.
Сравнение лучших строительных конструкций солнечных коллекторов горячего воздуха своими руками
Горячий Коллекторы воздуха — Выбор лучший

Есть есть много различных конструкций солнечных коллекторов горячего воздуха на выбор откуда, но что лучше?
Это кажется простым вопросом.Если температура на выходе моего коллектора горячее твоего, должно быть лучше, правда? Не так быстро ! Есть множество людей, особенно на YouTube, рекламируют действительно высокие показатели производительности с их дизайном, но если вы продуть через свои коллекторы больше, чем глоток воздуха, их выход температура может упасть как скала!
Вдоль с повышением температуры есть еще одна не менее важная переменная.Это количество воздуха, проходящего через коллектор, которое обычно измеряется в кубических футах в минуту (CFM).
В основные термины, если мой коллекционер такой же горячий, как ваш, но у вас в два раза больше воздух, проходящий через ваш коллектор, ваш тоже работает дважды! Если бы я увеличил свой воздушный поток до уровня твоего, моя температура повысилась бы. будет только половиной того, что у вас есть.
Оба повышение температуры и воздушный поток являются неотъемлемой частью сравнения коллекторов горячего воздуха . Это действительно важная концепция, о которой нужно помнить. В качестве как только кто-то скажет вам, насколько горяч их коллекционер, первый Вам должно быть интересно, через сколько воздуха они проходят Это. Если это не так много, жаркие температуры, которые они рекламируют ничего не значат. Тот же принцип применяется к водосборникам. тоже.
В в этот момент вы можете подумать, что пока мы измеряем нашу температуру Поднимитесь и отрегулируйте поток воздуха, это должно быть несложно для сравнения коллекционер спектаклей.Опять же, не так быстро! Мы учли для двух самых больших переменных, но ни в коем случае не для всех. Здесь еще несколько:
— Даже в идеально солнечные дни высокие тонкие облака которые практически невидимы, могут довольно сильно изменять интенсивность солнца. немного.
— На улице может быть холоднее у меня дома, чем ваш, что немного влияет на производительность.
— Коллекционеры могут быть по разным углы наклона или не совсем в одном направлении, что также влияет на интенсивность солнечного света, падающего на коллектор.
— Оно в вашем доме может быть более ветрено, отводит больше тепла от остекления
The единственный надежный способ определить производительность одного коллектора другому — сравнивать их бок о бок в идентичных условиях.
Гэри Resa из www.builditsolar.com в Монтане, и я, здесь, в Мэриленде, намеревались сделать это в совместные усилия. Вот фотография моего тестового сборщика, состоящего из из трех отсеков 4 х 8 футов.Каждый отсек имеет герметичное разделение. от других, и каждый питается индивидуально.

Мой трехсекционный тестовый коллектор (экран еще не установлен в отсеке 1)
Это просто потрясающе! Здесь мы в 21 веке и есть еще тонны плодородной почвы для экспериментов солнечным любителем / энтузиаст. Есть много дизайнов и материалов, которые стоит попробовать и возможность учиться и вносить свой вклад к искусству и науке DIY-солнечной энергии!
Энтузиасты в других областях, таких как астрономия на заднем дворе или любительское радио, уже несколько десятилетий помогают продвигать эти дисциплины как на любительском, так и на профессиональном уровне.Между тем, солнечная энергия — это одинаково весело, интересно, очевидно, необходимо, дешевле в освоении и на самом деле многократно окупает ваши инвестиции; тем не менее, повсюду есть возможности для любителей солнечной энергии на заднем дворе, которые еще предстоит изучить! Кроме того, доступны налоговые льготы. В то время как налоговое законодательство обычно меняется каждый год, большинство пакетов программного обеспечения для подготовки личных налогов автоматически оснащены для этого. Если у вас есть интерес к экспериментам с солнечной батареей, присоединяйтесь к нам. Ваши идеи могут иметь значение в большем масштабе, чем вы можете себе представить, и вы получите много удовольствия на этом пути!
Перед мои рекомендации — сначала несколько предисловий
Мы практически не затронули процесс тестирования.По факту, мы все еще ищем лучшие способы проведения тестов, не говоря уже о том, чтобы пробовать различные варианты наших нынешних типов поглотителей. Тогда у нас есть бесчисленное множество других материалов, которые стоит попробовать. Подробнее люди, тестирующие различные конструкции или подтверждающие наши тесты, быть чрезвычайно полезным в продвижении процесса вперед! Итак, вам может быть интересно почему я уже предлагаю некоторые выводы и рекомендации. Там Причин несколько: 1. Этот процесс тестирования может занять всю жизнь в течение нескольких из нас Прямо сейчас только двое или трое из нас делают эти тесты. Если люди будут ждать «окончательного» ответа, они никогда ничего не построят. Это как ждать, чтобы купить компьютер, пока процессоры не перестанут становиться лучше — у тебя никогда не будет! 2. Хотя у нас чертовски много предстоящих испытаний, мы определили хотя бы некоторые разумные данные о прямом сравнительном тестировании с четырьмя разные, популярные, коллекционные конструкции, — обратный эталонный коллектор, пустой ящик, вентилируемый потолок и коллектор из стекловолокна.Кроме того, пока у нас нет параллельных сравнительных цифр, у нас есть очень хорошие данные по 5-й конструкции — алюминиевой водосточной трубе, составленные в основном Скоттом S и, в меньшей степени, я. Кроме того, у нас есть кое-что из первых рук опыт построения различных коллекторов и оценка их расходы. Это хорошие окончательные данные, которые помогают сделать наши выводы на данный момент. 3. Я продолжаю получать много писем по электронной почте с просьбой предоставить данные о производительности. обновления и рекомендации по дизайну от людей, которые хотят начать их коллекционеры.Они задаются вопросом, что я бы порекомендовал сейчас, исходя из того, что мы узнали до сих пор.
Текущий Рекомендации
Некоторые из вас могут быть весьма заинтересованы в деталях тестирования и Я включил их ниже, но для тех, кому интересно выводы и рекомендации на данный момент, если бы кто-то спросил меня сегодня какой тип коллектора горячего воздуха я бы порекомендовал построить, я бы ответьте им так:
Для традиционного дизайна 4 ‘X 8’ я бы построил коллектор с двух- или трехслойным алюминиевый оконный экран.
— Лучшая сравнительная производительность
— На сегодняшний день наименее дорогая (рулон 25 футов шириной 4 фута, алюминиевый экран всего около 29 долларов в Home Depot). Экран из стекловолокна ровный дешевле и отлично работает, но мы не уверены в краске при действительно высоких температурах.
— Самая простая и быстрая сборка на сегодняшний день
— Самый низкий перепад давления (наименьшее сопротивление воздушному потоку, кроме черного коробка) Это означает, что вы можете получить больший воздушный поток для большей эффективности, чем вы столкнетесь с вентилятором того же размера и другими типами коллектора.
Здесь Вот несколько примеров того, как создать сборщик экрана:
Мой двухслойный сборщик экрана: http://groups.yahoo.com/group/SimplySolar/photos/album/1082811597/pic/list?mode=tn&order=ordinal&start=1&dir=asc
Гэри Трехслойный коллектор Resa: http://www.builditsolar.com/Experimental/AirColTesting/ScreenCollector/Building.htm
Видео на YouTube детали конструкции поглотителя экрана:

Для длинного низкого коллектора я бы сделал алюминиевый водосточный желоб.
— Хороший исполнитель. У нас нет рядом сравнительных показатели производительности, однако, Скотт С. сделал несколько очень подробных измерения и расчеты, которые показывают проектные работы по алюминиевому водостоку Очень хорошо. Вы найдете полную информацию о конструкции и Данные Скотта, документирующие характеристики, приведены в нижней части страницы здесь: http://www.n3fjp.com/solar/solarhotair.htm
— Очень легко построить
— Материал водосточной трубы позволяет создать длинную и низкую конструкцию.Это дает практически неограниченную гибкость в проектировании. параметры.
Видео на YouTube с подробным описанием конструкция солнечного коллектора с водосточной трубой из алюминия:

Хотя это также хорошие характеристики, я бы отговорил людей от конструкции обратного канала из-за чрезвычайно высокого падения давления.
Я бы определенно отговорил людей от черного ящика из-за плохой сравнительной производительности.
Вентилируемый потолок выглядит очень хорошо, а также хороший выбор. Однако я бы выбрал экран, потому что экран работает немного лучше, это намного дешевле, проще и быстрее строить.
Итак, вот оно. На основании того, что я знаю сегодня, это мои рекомендации.
Нам есть чему поучиться. Кто знает, что может произойти в будущем, но если вы планируете построить коллектор, не ждите. Экран и водосточные коллекторы просты в сборке и отлично работают.В это время, чем дольше вы ждете, тем больше солнечных дней проходит, прежде чем вы когда-либо имейте коллекционер, чтобы они сияли. Любые коллектор будет работать бесконечно лучше чем никакой коллектор!
Что о алюминиевых водосточных коллекторах по сравнению с экраном?
Вопросов все время вспоминают, как сравнивают алюминиевые водосточные водостоки сборщикам экрана. Алюминиевый водосточный коллектор это супер дизайн, который стал очень популярным.Там было много хороших отчетов о конструкции водосточной трубы, я думаю, в часть, потому что коллектор водосточной трубы имеет много ингредиентов удачный дизайн:
— Он удерживает нагретый воздух, содержащийся в водосточных трубах, на значительном удалении от остекления. Не смешивается с воздухом вне водосточных труб внутри коллектор на всех
— Возле остекления совсем нет движущегося воздуха
— Водосточная труба полностью охватывает воздушный поток, поэтому для воздуха остается много площади теплопередачи, по сравнению с
— Его очень легко запечатать, поэтому нет проникновения наружного воздуха

я не проводилось параллельного тестирования коллектора водосточной трубы по сравнению с скрин в моем тестовом сборщике.Я думал об этом, но потом понял, что конфигурация в сборщике тестов не будет репрезентативной как люди строят длинную невысокую конструкцию с водосточными трубами. Оба дизайна Работа отлично, поэтому я думаю, что выбор сводится к размерам коллектор, который вы планируете построить. Я бы выбрал водосточный коллектор для длинный коллектор и экран для высокого коллектора.

Тестирование Детали
Гэри Resa из www.builditsolar.com и я работал над этим проектом совместными усилиями. Нам бы понравился , если бы вы присоединились к нам! Вот ссылка на детали и результаты теста Гэри:
http://www.builditsolar.com/Experimental/AirColTesting/Index.htm
Мои такие следует:
Вот ютуб Видео с обобщением характеристик высокопроизводительного, горячего коллектор и наши результаты:
:
Испытательное помещение — Использование справочника для сравнения:
Как объяснено выше, есть множество переменных, которые проводят параллельное тестирование проблема, но мы с Гэри хотели придумать способ для людей которые географически отделены друг от друга, чтобы иметь возможность вносить свой вклад со значимыми, сравнительными данными.Мы также хотели иметь базовый уровень для сравнения различных дизайнов в наших собственных местах на разных дни и неизбежно разные условия.
Что мы решили нужно было для каждого построить базовый, сборщик ссылок, который легко дублируется, так что относительная производительность должна быть идентичной. Сборщик ссылок никогда не будет изменен. Другой коллекционеры будут работать с эталонным стандартом бок о бок боковые испытания, сравниваются первичный результат — повышение температуры.Другими словами, если эталон повышает температуру 50 градусов, а коллектор B поднимает температуру на 60 градусов с тот же воздушный поток, можно сказать, что коллектор B превосходит эталонный стандарт на 20% (10/50).
В настоящее время мы используют схему обратного прохода для сборщика ссылок, задокументированную подробно на сайте Гэри. Обратный проход работает хорошо, но мы рассматривают возможность выбора другой ссылки конструкция, потому что обратный проход требует намного большего давления для перемещения воздух, чем другие конструкции.
Расход воздуха
С точным датчики, измеряющие температуру на входе и выходе из коллектора это легко. Другое дело — измерение расхода воздуха. Мы пробовали тесты мешков, измеряя напряжение компьютерных вентиляторов и вставка анемометра в воздушный поток. Сумка-тест может быть наиболее точным, но это не вариант для моей конфигурации здесь. Эти два коротких видео показывают, как я балансирую поток:

I я также вставляю анемометр Kestrel в воздушный поток в качестве вторичного проверьте воздушный поток.
Результаты Пока
Так Я сравнил эталонный обратный проход со стекловолоконным экраном и вентилируемые конструкции софитов здесь. Кроме того, Гэри также сравнил черный ящик и получил данные для этого. Усреднение измерений Вот мои результаты по стандарту обратного прохода за два дня, экран из стекловолокна и вентилируемый потолок:
Итак, двухслойный сетчатый коллектор из стекловолокна превосходит обратный проход в среднем на 7.5%, что дает явное преимущество перед эталонный обратный канал и вентилируемый коллектор софита. Кроме того, это был самый простой, быстрый и дешевый сборщик сделать.
Это где мы находимся так далеко. Надеюсь обновить эту страницу как дополнительную проводятся тесты. Прямо сейчас коллектор экрана из стекловолокна это поглотитель тепла, который нужно бить. Как ты думаешь, ты сможешь подойти с дизайном, который может? Я хотел бы увидеть, как вы это делаете! Приносить это дальше, мы все победим !!!
Если вы заинтересованы в мозговом штурме и тестировании солнечных проектов, или вы новичок в солнечной энергии и нуждаетесь в помощи, чтобы начать работу, мы бы хотели, чтобы вы подписались:
SimplySolar — Солнечная энергия Форум и группы электронной почты!
Это оказывается, что есть и другие люди вроде меня, которым тоже нравится обмениваться идеями и учиться на опытах друг друга! Если у вас есть интерес к мозговому штурму солнечные проекты, которые легко и недорого построить и дружелюбный по соседству, или вам нужна помощь с проектом, который у вас есть в процессе, присоединяйтесь к нам!
Изначально для этой цели я создал группу электронной почты SimplySolar.Группа электронной почты сослужила нам хорошую службу, но рост и интерес к группе электронной почты, чтобы лучше сохранять контент организованы и дают участникам возможность легко следить только за темы, которые их интересуют, мы только что создали новый Simply Solar он-лайн форум! SimplySolar — это мозговой штурм и обмен способами использования солнечного тепла в простые способы, которыми средний домовладелец, который, возможно, не очень «Сделай сам» (например, я), может использовать, чтобы положить деньги обратно в карманы, зеленый вернуться в окружающую среду и весело провести время! Если солнечная энергия волнует вас, мы будем рады, если вы присоединитесь к нашему форуму:
Нажмите посетить или присоединиться к Форуму Simply Solar
или подпишитесь в нашу электронную почту!
Нажмите, чтобы присоединиться к SimplySolar
Почему мы больше не продаем солнечные воздухонагреватели / Солнечное отопление
За последние несколько лет мы продали много солнечных воздухонагревателей некоторым из наших самых восторженных потребителей энергии.
Солнечный воздухонагреватель нагревает воздух и перемещает его в ваш дом с помощью небольшого вентилятора.
Важно не путать разные типы солнечных батарей:
Солнечный воздухонагреватель — нагревает воздух.
Солнечный водонагреватель — нагревает воду.
Solar PV (Photovoltaic) Panel — производит электричество.
Фотография солнечного воздухонагревателя, который мы продавали. Маленькая солнечная фотоэлектрическая панель, видимая в верхней части солнечного воздухонагревателя, приводила в действие циркуляционный вентилятор.
Воздухонагреватели
были (и остаются) доступным решением для отопления с нулевыми эксплуатационными расходами для многих наших прошлых клиентов.
Несмотря на их полезность, мы решили удалить солнечных воздухонагревателей из нашего ассортимента по следующим причинам:
1) Солнечные фотоэлектрические панели сейчас намного дешевле солнечных воздухонагревателей.
Таким образом, теперь мы рекомендуем использовать вашу главную крышу (выходящую на север) для солнечных панелей, а не , а не , солнечные панели для горячей воды или солнечные панели для нагрева воздуха.Другими словами, вам, как правило, лучше установить больше фотоэлектрических панелей и использовать эффективный электрический обогреватель, подобный одному из этих, в помещениях, где это необходимо.
2) Солнечные воздухонагреватели не работают ночью.
В отличие от эффективного резервуара для горячей воды, солнечные воздухонагреватели не сохраняют тепло на потом. Они работают только днем. Это ограничение отпугивало многих потенциальных клиентов (т. Е. Тот факт, что им в любом случае обычно требовалось установить еще одну систему отопления).
3) Проходы в крыше и воздуховоды плохо сказываются на эффективности.
Если вы не установите солнечный воздухонагреватель осторожно, вы можете создать тепловые потери (утечки), которые в конечном итоге будут работать против вас в ночное время. Вы можете прочитать больше о важности защиты от сквозняков и изоляции в Домашней книге Energy Freedom.
4) Установка солнечного отопления может быть сложной задачей.
Что еще более важно, большинство трейдеров с ними не знакомы, поэтому их установка — непростой процесс.
5) Солнечные воздухонагреватели работают хорошо, только если они установлены близко к комнате, которую они обогревают.
Это связано с тем, что вентиляторы недостаточно мощны, чтобы перемещать нагретый воздух на большие расстояния. И проблема в том, что ваши самые холодные комнаты обычно находятся далеко от того места, где лучше всего работает солнечный воздухонагреватель.
6) Солнечные обогреватели обычно работают только под прямыми солнечными лучами.
В то время как солнечные фотоэлектрические панели по-прежнему будут производить определенный процент своей мощности в пасмурную погоду.
Исключения — где солнечные обогреватели все еще могут быть полезными
Есть еще несколько случаев, когда солнечные воздухонагреватели могут быть вашим предпочтительным выбором для обогрева.Я могу вспомнить два примера:
Настенные установки, где требуется дополнительное тепло в соседнем помещении. Это означает, что вы напрямую не конкурируете с местом на крыше для солнечных панелей. Это также сводит к минимуму потери в воздуховоде и упрощает процесс установки. С другой стороны, вы также можете установить окно в том же помещении с аналогичным преимуществом обогрева (и лучшим обзором).
Автономные или редко используемые жилые помещения для вентиляции. Солнечные воздухонагреватели могут хорошо работать в этих местах, поскольку они не подключены к электросети и по сути работают сами по себе.Например, загородный дом.
Как работают солнечные воздухонагреватели?
График работы хорошо спроектированного солнечного воздухонагревателя.
Солнечное отопление — особенности, которые нужно искать
Регулятор расхода воздуха — Воздух поступает извне или рециркулирует изнутри для максимального увеличения температуры?
Автономное питание — Питание вентилятора от сети или от встроенной фотоэлектрической панели?
Управление термостатом — Можно ли регулировать включение и выключение агрегата с помощью термостата?
Крышный солнечный воздухонагреватель.
Солнечный нагреватель — Руководство по установке
Для достижения наилучших результатов солнечные воздухонагреватели следует устанавливать на внешней стене или крыше (обращенной на север или запад).
Загрузите архивную копию нашего руководства по установке (PDF).
Настенный солнечный воздухонагреватель.
Рекомендуемые энергоэффективные обогреватели
Самый энергоэффективный обогреватель — это дом с хорошей изоляцией и защитой от сквозняков, который также пропускает солнечную радиацию в нужное время.
Кроме того (изоляция, защита от сквозняков и хорошая ориентация), мы рекомендуем:
Все вышеперечисленные обогреватели могут напрямую или косвенно питаться от солнечных фотоэлектрических панелей. Самое замечательное в этом подходе заключается в том, что вы можете эффективно обнулить свои счета за электроэнергию.
Хотите узнать, как обнулить свои счета за электроэнергию?
См. Полное руководство в книге Energy Freedom Home. Или начните прямо сейчас , купив наши энергомониторы, светодиодные фонари и энергосберегающие приборы.
Разработка и оценка инновационного солнечного коллектора воздуха с прозрачным абсорбером и крышкой
Применение солнечных коллекторов — популярный инструмент для использования солнечной энергии. В этой работе плоский солнечный воздушный коллектор был исследован под прямым солнечным излучением с целью повышения термической эффективности солнечного воздушного коллектора с решетчатой стеклянной крышкой, перфорированными алюминиевыми листами абсорбера (пористость 0,0177, 0,0314 и толщина поглотителя 1,25, 2,5. мм), что лучше всего подходит для солнечной сушилки.Было оценено влияние пористости и толщины на характеристики поглотителя коллектора. Были приняты шесть уровней массового расхода воздуха (от 0,0056 до 0,0385 кг · м ^-2 с ^-1). Испытания проводились в трех повторностях в дни с очень ясным небом в сентябре и октябре. Результаты экспериментов показали, что термический КПД коллектора увеличивался за счет увеличения пористости поглотителя. Поглотитель с меньшей пористостью показал лучший тепловой КПД при меньшем потоке воздушной массы.При минимальном расходе воздуха эффективность абсорбера с пористостью 0,0177 и 0,0314 составляла 0,31 и 0,29 соответственно, тогда как при максимальном расходе эффективность демонстрировала огромные изменения 0,83 и 0,88 соответственно. Этот солнечный воздухонагреватель можно использовать для сушки сельскохозяйственных продуктов, обогрева теплиц и т. Д.
1. Введение
Солнечные воздухонагреватели по своей природе обладают низким тепловым КПД из-за низкой теплоемкости и низкой теплопроводности воздуха по сравнению с жидкостными солнечными коллекторами [1].Многие исследователи пытались повысить эффективность солнечных воздухонагревателей, обеспечивая тесную теплопередачу между воздухом и поглощающей средой. Основная проблема — низкий коэффициент теплопередачи между поглотителем и воздухом, что снижает тепловой КПД [2]. Улучшение конструкции солнечных коллекторов приведет к повышению производительности системы. В солнечных коллекторах использовались различные абсорбирующие пластины и системы остекления, о которых сообщалось в литературе, пористый (просвечивающий) абсорбер и непористый, а также различные типы остекления.Основным недостатком непористого поглотителя является отсутствие полной теплопередачи между поглотителем и жидкостью, что приводит к низкому тепловому КПД, поскольку коэффициент конвективной теплопередачи между воздухом и пластиной поглотителя довольно низкий, следовательно, температура пластины поглотителя будет высокой. и радиационные потери довольно велики. В пористом типе поглощение солнечного лучистого тепла и тепловая конвекция между воздухом и поглотителем может эффективно усилить воздух, проходящий через поглотитель коллектора, что улучшает качество коэффициента теплопередачи и тепловой КПД, поэтому он будет лучше по тепловым характеристикам в сравнение с непористым поглотителем-коллектором [3].Пористые поглотительные пластины изучались в различных исследованиях, таких как поглотитель из резаной алюминиевой фольги [4], проволочные сетки [5, 6], розничное стекло [7], куски угля [8], полые сферы [9], страницы, изготовленные из черного синтетического волокна [10] и плотной черной хлопчатобумажной ткани [11]. Преимущество пористого поглотителя связано с меньшим рассеиванием тепловой энергии в окружающую среду за счет поглощения и глубины проникновения солнечного излучения [1].
В исследовании, проведенном Whilier, 1964 [12], на солнечном воздушном коллекторе было обнаружено, что использование прозрачного слоя покрытия необходимо для повышения экономической эффективности коллектора.Zomorodian et al., 2001 [11], исследовали коллектор с толстым поглотителем из черной хлопчатобумажной ткани и решетчатой стеклянной крышкой с вертикальным расстоянием между решетчатыми стеклянными листами (прозрачной крышкой) 3, 5, 7 и 9 мм для уменьшения потерь тепла от верхней части. часть коллектора и для увеличения теплового КПД.
При исследовании влияния направления ветра на тепловые характеристики было обнаружено, что термический КПД повышается, когда ветер дует перпендикулярно направлению канавок, а самый низкий коэффициент достигается, когда ветер дует вдоль канавок.Влияние этого изменения направления ветра на тепловой КПД составляло от 10 до 20 процентов [13].
Используя программное обеспечение FLUENT для оценки пластин числовой сетки с теплопередачей параллельно потоку всасывания, было обнаружено, что тепловые характеристики зависят от шести безразмерных параметров. Одна из этих размерных групп была x = t / D , отношение толщины к диаметру отверстия. Увеличение этого параметра увеличивает площадь поверхности теплопередачи внутри отверстия, что приводит к большей теплопередаче в поглощающую пластину и приводит к увеличению теплового КПД поглотителя [14].
Для увеличения коэффициента теплопередачи между поглотителем и воздухом были оценены три перфорированных алюминиевых листа с различной пористостью и толщиной 1,25 мм. Для уменьшения тепловых потерь с верхней поверхности использовался один слой простой стеклянной крышки. В результате этого исследования были представлены две лучшие пористости для листов абсорбера для лучшего теплового КПД в различных рабочих условиях [15].
Для уменьшения радиационных и конвекционных потерь и уменьшения сильного воздействия воздушного потока на верхнюю часть коллектора и направление обдува, настоящее исследование проводилось на решетчатой стеклянной крышке (прозрачной крышке) с металлическим прозрачным поглотителем солнечной энергии. воздухонагреватель для уличных условий.
2. Материалы и методы
Этот прозрачный солнечный воздушный коллектор состоял из оптически прозрачного слоя из нескольких узких стеклянных листов, имеющих решетчатую форму в виде крышки коллектора с двойным остеклением, пористого алюминиевого листового поглотителя, прессованного деревянного каркаса, покрытого дном. слой утеплителя из стекловаты толщиной 50 мм. Опытный коллектор экспериментального размера показан на рисунке 1.

2.1. Стеклянная крышка
Входящий воздух подавался через щели, образованные решетчатой крышкой коллектора.Это всасывание воздуха восстанавливает часть коротковолнового излучения, поглощаемого стеклянными листами, и вызывает лучшее охлаждение кусков стеклянного покрытия. Более того, поскольку воздух проходит вниз через абсорбер с более равномерно распределенным рисунком, пластина абсорбера будет более равномерно охлаждаться охлаждающей жидкостью. Десять листов стекла (20 × 70 см) толщиной 4 мм и вертикальным расстоянием между прорезями (воздушным зазором) 4 мм использовались в качестве решетчатой стеклянной крышки с двойным остеклением [11], как показано на рисунках 2 и 3.

2.2. Пластина абсорбера
В данном исследовании два пористых алюминиевых абсорбера с эффективной площадью поверхности 106 × 75 см, пористостью 𝑃1 = 0,0177 (диаметр отверстия 3 мм и шаг 2 см) и 𝑃2 = 0,0314 (диаметр отверстия 2 мм и шаг 1 см). и толщины 1 = 1,25 и 2 = 2,5 мм использовались для исследования влияния пористости и толщины на тепловой КПД коллектора. Расположение отверстий на обоих поглотителях имело квадратную форму, как показано на фиг. 4. Поверхности поглотителей затем были окрашены в черный матовый цвет.

2.3. Установка абсорбера
Для поддержания равномерного расхода воздуха через пластину абсорбера вдоль и поперек направления воздушного потока площадь поперечного сечения между абсорбером и стеклянной крышкой в направлении потока поддерживалась постоянной, 1 = 2, как в Рис. 2.
Поглотитель
был смонтирован в корпусе коллектора в виде наклонной пластины. Для установки стеклянной крышки был изготовлен деревянный каркас прямоугольной формы (внутренние размеры 70 × 105 см, высота передней стенки 2 см, высота задней стенки 9 см), рисунок 3.Для установки корпуса коллектора и воздушного редуктора был возведен табурет из металлического краеугольного камня длиной 105, 70, 65 см соответственно. Этот колесный носитель также использовался для изменения угла наклона пластины амортизатора на юг, как показано на рисунке 1.
2.4. Контрольно-измерительные приборы
В данном исследовании 12 интеллектуальных датчиков температуры (SMT-160 ± 0,5 ° C) использовались для измерения температуры в различных местах абсорбера, входящего и выходящего воздуха. Два датчика на отверстии для впуска воздуха, датчик на выходе для воздуха и шесть наверху и внизу пластины абсорбера симметрично рядом с отверстиями абсорбера для измерения температуры воздуха до и после прохождения через пористый абсорбер.Вдоль направления воздушного потока на пластине абсорбера были установлены три затемненных датчика для контроля температуры корпуса абсорбера.
Центробежный вентилятор с постоянной скоростью (Парма, 1400 об / мин, 50 Гц, Италия) использовался в качестве источника воздушного потока, подключенного к инвертору (N50-015SF, 1,5 кВт, Корея) для изменения скорости воздушного потока. Скорость воздушного потока измеряли с помощью анемометра (Lutron, Тайвань) в трубе из ПВХ (внутренний диаметр 10 см), соединенной с выходным каналом коллектора. Скорость воздушного потока была преобразована в расход воздуха путем умножения средней скорости воздушного потока на площадь поперечного сечения внутреннего воздуховода.Кроме того, для измерения интенсивности солнечного излучения использовался пиранометр кремниевого типа (Caselia, w, 0–2000 ± 1 w, Великобритания).
2,5. Методика эксперимента
Испытательная установка находилась на сельскохозяйственном факультете Ширазского университета. Наклон коллектора и пиранометра с учетом (1) и в соответствии с 30 градусной широтой шираза был установлен на 45 градусов к югу [1] 𝛼 = местная высота +15. (1)
В каждой серии экспериментов (каждый поглотитель) измерялся тепловой КПД коллектора для шести уровней расхода воздуха (0.0056, 0,0118, 0,018, 0,0235, 0,029 и 0,0385 кг · м ^-2 с ^-1). Для установки каждой скорости потока использовался инвертор для изменения оборотов двигателя, затем скорость вентилятора была изменена и получен другой поток.
Испытания проводились (сентябрь-октябрь 2010 г.) в трех повторностях в дни с очень ясным небом с 11 до 13 часов, при условии, что солнечное излучение и тепловые условия окружающей среды не показали значительных изменений за это время, [16].
3. Результаты и обсуждение
Для расчета теплового КПД коллектора применялась формула (2). 𝜂 = ̇𝑚𝑐𝑝𝑇0 − 𝑇𝑖𝐺𝑇.(2)
Чтобы оценить значительное влияние соответствующих параметров на термический КПД, данные были проанализированы с помощью программного обеспечения SPSS (версия 16). Результаты показаны в Таблице 1. Результаты показали, что влияние скорости воздушного потока, пористости и толщины поглотителя было очень значительным на тепловой КПД солнечного воздухонагревателя. Показано, что тепловой КПД коллектора увеличивается за счет увеличения потока воздушного потока для четырех поглотителей (2 пористости и 2 толщины), как на рисунке 5.При низких и средних расходах воздуха возрастающая скорость очень значительна, тогда как эта тенденция сохраняется при более высоких расходах, но с уменьшающейся скоростью. Об этой тенденции изменения сообщили многие другие исследователи.
11
Переменная df Сумма квадратов F
99 **
P 1 0,009 242,393 **
Th 1 0,006 177,936 **
0,06 90𝐹68
84,428 **
𝐹 ∗ 𝑇ℎ 5 0,001 7,517 **
𝑃 ∗ 𝑇ℎ 1 0,000 4,972 5 0.001 3,168
Ошибка 48 0,002
** Уровень значимости 1%.

Можно сделать вывод, что при меньших расходах воздуха коэффициент конвективной теплопередачи между пластиной абсорбера и охлаждающим воздухом имеет более низкий порядок величины, что приводит к более высокой температуре поверхности абсорбера. Более высокая температура поверхности поглотителя увеличивает конвективные и лучистые тепловые потери в верхней части.Эти результаты демонстрируют очень хорошее согласие с исследованиями многих других исследователей [4, 11].
Из-за низкой теплоемкости воздуха, небольшой разницы температур между охлаждающим воздухом и абсорбером, которая возникает при более высоком массовом потоке воздуха, эффективность коллектора увеличивается очень медленно при высоких расходах воздуха. Другими словами, тепловой КПД увеличивается при более высоких скоростях воздушного потока из-за большего контактного объема воздушного потока, что приводит к высокому коэффициенту теплопередачи, и это снижает потери тепла за счет излучения и конвекции, что приводит к увеличению эффективности.Следовательно, необходимо провести точное обоснование между повышением мощности нагнетателя и КПД коллектора при более высоких расходах воздуха.
Обращаясь к рисунку 6, можно сделать вывод, что при увеличении градиента температуры на выходе и окружающего воздуха на единицу солнечной инсоляции тепловой КПД демонстрирует тенденцию к снижению во всех коллекторах. Кроме того, за счет увеличения потока воздушной массы уменьшение разницы между температурой вытяжного и окружающего воздуха на единицу солнечной радиации приводит к увеличению теплового КПД.Этот факт может быть связан с лучшей теплопередачей между пористым поглотителем и всасываемым вниз воздухом, а также с эффектом прохождения охлаждающего воздуха через пластину поглотителя.

Самая пористая пластина поглотителя показала лучший термический КПД по сравнению с другими. Этот факт также показан на Рисунке 6, как и ожидалось. На самом деле эти два графика, рисунки 5 и 6, вполне подтверждаются друг другом.
Максимальный тепловой КПД поглотителя коллекторов с пористостью поглотителя 0.0177 и 0,0314 составили 0,83 и 0,88 соответственно при самых высоких расходах воздуха для более толстого поглотителя.
При минимальном расходе воздуха эффективность поглотителя с пористостью 0,0177 и 0,0314 составила 0,31 и 0,29 соответственно. Этот эффект может быть связан с более низким коэффициентом теплопередачи и более высокой температурой пластины поглотителя, что привело к большим конвекционным и радиационным потерям тепла.
4. Выводы
Решетчатая стеклянная крышка и воздушный солнечный коллектор с двумя различными перфорированными пластинами-поглотителями, двух толщин и с массовым расходом воздуха 0.0056 до 0,0385 кг · м ⁻² с ⁻¹. Максимальный тепловой КПД 0,88 был достигнут для самой пористой и толстой пластины абсорбера при самом высоком массовом расходе воздуха, но при очень низких расходах воздуха пористость абсорбера оказывала обратное влияние на эффективность. Поглотитель с меньшей пористостью продемонстрировал более высокую эффективность.
Номенклатура
𝑃: Пористость абсорбера
∅: Диаметр отверстия
𝐴: Внутренний диаметр поперечного сечения между абсорбером и стеклянной крышкой диаметр
𝛼: Угол наклона коллектора и пиранометра
𝜂: Тепловой КПД коллектора
̇𝑚: Поток массы воздуха на единицу площади коллектора − (кгс − 1 )
𝑐𝑝: Удельная теплоемкость воздуха (jkg∘ − 1C − 1)
𝐺𝑇: Поток излучения на коллекторе (Wm − 2)
𝑇0: Выход температура воздуха (∘C)
𝑇𝑖: Температура воздуха на входе (∘C).
Как построить солнечную панель для воздушного отопления — видео своими руками
Как работают солнечные воздухонагреватели:
Схема солнечного воздухонагревателя © Ecohome
На приведенной выше диаграмме показана основная концепция солнечного воздухонагревателя, и хотя существует множество конструкций, основной принцип тот же — небольшой вентилятор подает внутренний воздух в настенную панель, обращенную на юг. Воздух нагревается, проходя за черной поверхностью, а затем возвращается в кондиционированное пространство с гораздо более высокой температурой.«Бесплатное» пассивное солнечное отопление по бюджету!
Видеоролики
, посвященные солнечным воздухонагревателям своими руками, стали большим хитом на YouTube, в них есть несколько основных идей — солнечные коллекторы из переработанного мусора, солнечные коллекторы с водосточной трубой, экранные солнечные коллекторы или солнечные коллекторы из листового металла. Если у вас нет возможности сделать его самостоятельно, солнечные воздухонагреватели для продажи также доступны в Интернете для покупки, немного покопавшись в Интернете.
Помимо крупных коммерческих установок, наиболее распространенным применением солнечных воздухонагревателей является дополнительное отопление отдельных помещений, например, пристройки, мастерской, гаража или любой другой небольшой хозяйственной постройки.
Причина, по которой мы говорим «дополнительный», заключается в том, что хотя в пасмурные дни можно собрать немного тепла, в основном вы будете чувствовать тепло, когда светит солнце. А без значительного количества тепловой массы для хранения и отвода тепла маловероятно, что что-либо, кроме самых хорошо изолированных зданий, будет поддерживать комфортную температуру в помещении от заката до восхода солнца холодной зимней ночью.
Если вам нужен солнечный воздухонагреватель для обогрева здания без электроэнергии, вы можете получить тепло просто за счет естественной конвекции, когда теплый воздух поднимается вверх, но вы получите гораздо больше тепла, пропустив воздух через него с помощью вентилятора.Вентиляторы не требуют много энергии для работы, поэтому небольшая выделенная фотоэлектрическая панель будет выполнять эту работу, когда нет другой доступной мощности, и будет автоматически приводить в движение вентилятор, когда движение воздуха больше всего необходимо — когда солнце светит на панель. — и остановится ночью, когда панель остынет. Вентиляторы 12 В для охлаждения настольных компьютеров — идеальный способ создать давление в системе и заставить воздух двигаться для солнечных воздухонагревателей, установленных автономно.
Панели солнечных батарей Pop-can: Это не что иное, как гениальное решение, которое может быть единственной веской причиной для оправдания употребления поп-музыки.Однако это довольно трудоемкий процесс — банки необходимо очистить, сделать отверстия в дне, удалить выступы, затем их нужно склеить в стопку и, наконец, покрасить в черный цвет.
Солнечный обогреватель Pop can
Воздух вдувается в камеру в нижней части нагревательной панели и выталкивается вверх через стопки банок в верхнюю камеру, которая собирает нагретый солнцем воздух и направляет его обратно в помещение.
Солнечные коллекторы с водосточной трубой: Как бы то ни было, эта конструкция заменяет стопку банок в солнечной панели воздушного отопления на стандартные водосточные желоба карниза, окрашенные в черный матовый цвет для поглощения солнечных лучей.К нему применяются те же принципы, что и к солнечному коллектору, и, хотя вы потратите больше на материалы, вы сэкономите много труда, и он выглядит аккуратнее. Конечный результат тот же; воздух нагревается, когда он проходит через черные трубы, когда светит солнце.
Солнечный водонагреватель с водосточной трубой © Builditsolar
Солнечный экран или поглотитель тепла из листового металла: В найденных нами конструкциях использовалось 3 слоя экрана для обеспечения единой черной поверхности. Коллекторы экрана обычно не разделяют воздух на отдельные камеры, как в предыдущих двух конструкциях; воздух поднимается вверх по единственной камере за экраном или плоской металлической поверхностью.
Металлический гофрированный воздухонагреватель на солнечных батареях
Из этих двух, мне кажется, дизайн экрана требует немного больше усилий по сравнению с использованием листового металла (как показано выше), который можно было бы сделать с использованием старой металлической кровли и покрасить ее в матовый черный цвет. Помимо трудозатрат, тестирование между коллектором экрана и коллектором банок показало, что коллектор экрана действительно обеспечивает больше тепла, подробнее читайте здесь.
Сколько тепла могут обеспечить солнечные воздухонагреватели?
Это зависит от множества переменных:
Размер солнечной панели: Это определяет объем воздуха, который вы можете обработать, и температуру на выходе.Выбор размера для строительства или покупки будет зависеть от ваших потребностей и от того, сколько места на внешней стене вы можете выделить для панели.
Поглощение солнечного излучения: Панели имеют ограниченное количество тепла, которое они могут собирать, в зависимости от того, насколько отражающей является черная поверхность, и вам будет лучше с матовой краской, чем с глянцевой. Остекление само по себе мгновенно отражает около 10%, но это важно, особенно в областях с движением воздуха, создающим фактор охлаждения ветром зимой, поэтому действительно лучшее, на что вы можете надеяться в общей производительности от солнечной панели для нагрева воздуха, — это поглощение около 80%. доступного света.
Теплопроводность панели: Материалы с более высокой проводимостью улучшают характеристики солнечного воздухонагревателя. Например, черная труба из ПВХ не будет обеспечивать столько тепла, как черная металлическая труба. Даже разные металлы будут иметь разную проводимость. Медь — один из лучших проводников, но она очень дорога и может быть сложной задачей для получения большего диаметра или для получения краски, которой нужно придерживаться, поэтому преимущество повышенной проводимости, скорее всего, не окупит дополнительных затрат.
Чтобы выбрать вариант водосточной трубы для самостоятельной сборки панели солнечного воздухонагревателя, обязательно используйте металл, а не пластик, и если он имеет глянцевую поверхность, стоит покрасить ее в черный матовый цвет.
Производительность дома: Сколько тепла необходимо дому, чтобы согреть жителей, зависит от того, сколько он теряет. Солнечный обогреватель будет обеспечивать больший процент необходимого тепла в доме, если потребность в тепле ниже, поэтому то, насколько хорошо изолирован и герметичен дом, будет решающим фактором того, насколько большим должен быть пассивный солнечный воздухонагреватель, чтобы производить тепло. разница.
Облачность: В областях с регулярной облачностью, например, на северном берегу Ванкувера в Канаде или Пескадеро в Калифорнии, покупка или постройка может не окупить затрат и хлопот. Конечно, срок окупаемости труда и денег, вложенных в одноразовую воздушную отопительную панель, будет намного дольше.
Широта: Чем дальше вы пойдете на север, тем меньше у вас будет солнечных часов в зимний день, поэтому затраты или усилия, необходимые для изготовления панели, перестанут быть целесообразными на определенной более высокой широте — хотя, если панель для сбора тепла является стеной -монтированное и дополнительное отопление может приветствоваться, тогда в северных районах оно все еще может быть целесообразным — любые читатели в северных территориях или на Аляске, которые построили или использовали солнечные панели для нагрева воздуха, могут оставить комментарий ниже!
Недостатки солнечных воздухонагревателей:
Ахиллесова пята большинства генераторов возобновляемой энергии, таких как солнечные воздухонагреватели, — это надежность, но также и хранение энергии.Не всегда дует ветер и не всегда светит солнце (точнее, мы не всегда его видим). Таким образом, главный недостаток солнечных воздухонагревателей заключается в том, что вы получаете тепло только тогда, когда светит солнце.
Короткие зимние дни и непредсказуемая облачность не позволяют полагаться на солнечные воздухонагреватели в качестве основного источника тепла, потому что вы получите все свое тепло в солнечные часы, но тогда вам придется работать по 16 часов без подвода тепла. А более короткие зимние дни означают, что они генерируют наименьшее количество тепла, когда оно вам больше всего нужно, хотя это можно смягчить, установив стену на южную сторону.Во всех домах, кроме наиболее сильно изолированных в более мягком климате, с включенной тепловой массой для хранения тепла, вам, вероятно, понадобится дополнительный источник тепла, такой как высокоэффективные дровяные печи или камины, или, если вы отключены от сети, древесные гранулы без электричества. печь.
Накопление солнечного тепла (тепловые батареи):
Если вы встроили в дом тепловую массу для хранения и выделения тепла, вы можете распределять накопленное тепло в течение более длительного периода времени, и для этого существует множество творческих способов.Придерживаясь темы «сделай сам», например, навесов, гаражей или теплиц, вы можете пропустить нагретый воздух через трубы, залитые песком, кирпичом, каменной кладкой и т. Д., Прежде чем выпустить его прямо в кондиционируемое пространство. Вместо того, чтобы просто нагревать воздух, плотные материалы будут поглощать часть этого тепла и медленно выделять его с течением времени после захода солнца.
Ничего не скажешь, что вы не смогли бы сделать это с пристройкой в вашем доме, просто мы, как правило, немного более придирчивы к окончательному внешнему виду в наших домах.Таким образом, в доме может потребоваться немного более эстетичный дизайн, чем в мастерской или гараже, чтобы хранить часть тепла, вырабатываемого пассивной солнечной системой воздушного отопления.
В частности, теплицы, построенные в холодном климате, имеют тенденцию к перегреву днем, но иногда становятся слишком прохладными ночью для молодых растений. Имейте в виду, что важнее, чтобы корни были в тепле, чем само растение, если, конечно, воздух остается выше нуля. Если вы включите солнечный воздухонагреватель в конструкцию теплицы и передадите часть тепла платформе с тепловой массой, на которой могут разместиться ваши почвенные ящики, вы можете начать вегетационный период раньше.
Также неплохо включить в солнечную панель воздушного отопления какой-либо обходной вентиль, который может выпускать воздух летом, чтобы предотвратить перегрев, когда панель не используется активно — в качестве «варки» панели.
Вы также можете применить принципы пассивного обогрева и охлаждения, разместив панель под карнизом, где она будет полностью освещена низким зимним солнцем, но будет в тени, когда солнце находится высоко над головой и вам не нужно тепло.
Как построить солнечный воздухонагреватель своими руками:
Поисковые запросы в Интернете открывают бесконечный список конструкций и методов сборки для солнечных воздухонагревателей своими руками, то же самое можно сказать и о видеороликах «Сделай сам» на YouTube.Разные дизайны по-разному найдут отклик у разных людей, поэтому выберите тот, который лучше всего соответствует вашим навыкам, набору инструментов и объему внимания. Если в процессе у вас возникнут какие-либо блестящие дизайнерские идеи или модификации для пассивных солнечных воздухонагревателей, поделитесь ими в разделе комментариев ниже.
Посмотрите видео «Сделай сам» ниже, чтобы лучше понять, насколько легко построить солнечные воздушные нагревательные панели.

Amazon.com: Солнечный воздухонагреватель Кондиционер Вытяжной вентилятор Вентиляторная панель Осушитель Тепловой насос Вентиляция Приточный воздухонагреватель Вентиляционная крыша мансарды Гараж Подвал Подвал Деревянное отопление дома Тепловой склад Lodge OS20: Все остальное
В солнечный день температура нагнетаемого воздуха примерно на 40-86 ℉ выше, чем температура приточного воздуха снаружи или в помещении. Кроме того, температура наружного воздуха в полдень повысилась примерно на 50.
В зависимости от модели прибл. В час в комнату подается от 5 до 140 м³ сухого теплого воздуха. Свежий воздух солнечного воздухонагревателя выдавливает мутный воздух из комнаты, сохраняя воздух свежим и богатым кислородом. Избегайте попадания влаги, формальдегида (HCHO), летучих органических соединений, бензола и запаха. Обмен воздуха в помещении возможен в течение 2 часов.
Всегда чистая и свежая семья
Улучшение атмосферы в жилище — введение кислорода и уменьшение углекислого газа; выделять неприятные запахи, которые могут доставлять дискомфорт; контролировать температуру и влажность в помещении.Когда в комнате продолжает течь сухой и теплый воздух, влажность и гниение значительно уменьшаются.
Осушение и увлажнение: Оптимальный уровень (как для комфорта, так и для качества строительства) — это относительная влажность (RF) 40-70%.
Поглотите комнатную влагу и слейте воду из комнаты. Вентиляция + Отопление = Осушение. Убедитесь в ценности вашего загородного дома и деревянной мебели. Особенно подходит для деревянных домов и подвалов.Солнечный воздухонагреватель Nakoair в подвале может в достаточной мере устранить влажность в подвале и продлить срок службы внутренней конструкции и электрического прибора. Проблема: влажные подвалы. Один из первых признаков влажности в подвале — затхлый запах. Влажность скоро разрушит предметы, хранящиеся в подвале, такие как текстиль, картонные коробки или мебель. Чтобы помещения снова стали пригодными для использования, их необходимо регулярно отапливать, механически осушать и вентилировать. Ниже 50 ℉ электрический осушитель замерзнет, и эффект осушения будет намного хуже.Кроме того, осушитель требует охлаждения и потребляет много электроэнергии. Обычно это приводит к высоким эксплуатационным расходам.
Сухой воздух забирает воду из тела, заставляя его чувствовать себя сухим, жарким, подавленным, кашляющим, хриплым и больным в горле.