Savo rankomis statome saulės kolektorių (23 nuotraukos)

Saulė yra galingiausias energijos šaltinis Žemėje. Kiekvieną sekundę jis siunčia mums daugiau nei 80 tūkstančių milijardų kilovatų. Tai yra kelis tūkstančius kartų daugiau, nei pagamina visos pasaulio elektrinės. Žmonės visada stengėsi rasti būdą, kaip saulės energiją pritaikyti savo poreikiams. Jau ankstyvaisiais viduramžiais jie žinojo, kaip pasigaminti ugnį lęšių pagalba, o šiais laikais ant stogo montuojamas indas, dažytas juodai, šildo vandenį ir tarnauja kaip vasaros dušas kaimuose ir vasarnamiuose. Beje, tai yra paprasčiausias saulės kolektorius - paprastas ir originalus prietaisas, leidžiantis saulės energiją naudoti vandeniui šildyti ar šildyti. Jei dizainas šiek tiek pagerės, bus pakankamai karšto vandens visiems namų ūkio poreikiams ir namo šildymui. Norėdami tai padaryti, turite suprasti saulės kolektoriaus principą.

Kaip veikia saulės kolektorius?

Šių prietaisų veikimo principas grindžiamas saulės spinduliuotės energijos pavertimu šiluma:

1. saulės spinduliai šildo aušinimo skystį, cirkuliuojantį kolektoriuje per plonus vamzdelius;
2. šildomas aušinimo skystis (vanduo arba antifrizas) patenka į laikymo baką;
3. rezervuare jis šildo buitinėms reikmėms skirtą vandenį;
4. atšaldytas aušinimo skystis grįžta į kolektorių.

Saulės kolektoriaus veikimo principą galima palyginti su automobilio aušinimo sistema - šilumos perteklius iš radiatoriaus pašalinamas iš veikiančio variklio ir išleidžiamas keleivių salono šildymui. Bet, jei automobiliui svarbu pirmiausia pašalinti šilumą iš variklio, tada, montuojant saulės kolektorių, būtina efektyviai jį taupyti.

Saulės kolektorių naudojimo privalumai ir trūkumai

Pasaulio mokslininkai sutinka, kad iš saulės gaunamos energijos dalis tik didės, ir nurodomi šie faktai:

• saulė yra neišsenkantis ir nemokamas energijos šaltinis;
• saulės energijos naudojimas nedaro aplinkos taršos ir neprisideda prie šiltnamio efekto padidėjimo;
• saulės energiją galima naudoti visur, jai nereikia transportavimo;
• šiuolaikiniai mokslo pokyčiai leidžia efektyviai kaupti gaunamą energiją;
• saulės kolektoriams reikia minimalios priežiūros;
• kolektoriaus įtaisas yra gana paprastas ir nebrangus.

Tuo pačiu metu mokslininkai atkreipia dėmesį į sunkumus, susijusius su saulės energijos naudojimu:

• kolektoriaus efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo insoliacijos lygio;
• įrangos montavimas pareikalaus tam tikrų pradinių išlaidų;
• žiemą žymiai padidėja šilumos nuostoliai.

Kitas reikšmingas trūkumas yra galimybė energiją priimti tik dienos metu.

Saulės kolektorių tipai

Aukščiau mes trumpai aprašėme dvigubos grandinės kolektoriaus veikimo principą: aušinimo skystis teka viena grandine, o vanduo teka per antrą. Šis prietaisas gali būti vienos grandinės. Jame kaip šilumnešis naudojamas tik vanduo, kuris vėliau sunaudojamas. Vienos grandinės kolektorius netinkamas naudoti žiemą, nes vanduo užšaldys ir plyš vamzdžiai.

Be skirstymo į kolektorius į viengubas ir dvigubas grandines, yra ir kitų visuotinai priimtų klasifikacijų. Taigi saulės kolektoriai skirstomi pagal darbo principą:

• plokščias;
• vakuumas;
• oras;
• mazgai.

Išsamiau apsvarstykite jų struktūrą ir veikimo principą.

Plokščias saulės kolektorius

Šis paprastas prietaisas primena sumuštinį su šiais sluoksniais:

• aliuminio rėmas su tvirtinimo detalėmis;
• šilumos izoliacija;
• sugeriantis paviršių sugeriantis;
• variniai vamzdžiai;
• apsauginis stiklas.

Sugerianti plokštė yra nudažyta juodai ir maksimaliai absorbuoja saulės spinduliuotę, o specialus grūdintas stiklas, dengiantis visą konstrukciją, sumažina energijos nuostolius, sukurdamas šiltnamio efektą ir šildydamas sugeriamąjį sluoksnį.

Plokšti saulės kolektoriai yra paprasto dizaino, patikimi, tačiau mažai efektyvūs.

Vakuuminis saulės kolektorius

Vakuuminių vamzdžių saulės kolektorių veikimo principas yra skirtingas.

Skirtingai nuo plokščių kolektorių, šilumą vakuuminiuose kolektoriuose kaupia hermetiškai uždaryti vamzdžiai ir šilumos kolektorius. Stiklinis vamzdžių paviršius su specialia danga efektyviai sugeria saulės energiją, kuri šildo aušinimo skystį vamzdžių viduje. Dulkių siurblys apsaugo nuo šilumos nuostolių dirbdamas izoliatoriumi. Per šilumos kolektorių cirkuliuojantis skystis patenka į akumuliacinę talpą, kad šildytų vandenį, o po to grįžta atgal į vakuuminių vamzdžių sistemą.

Vakuuminiai elementai leidžia užtikrinti didesnį šio tipo kolektorių efektyvumą, palyginti su plokščiais kolegomis.

Oro saulės kolektorius

Šio tipo kolektoriai neturi didelio efektyvumo, nes oras turi mažesnę šilumos talpą. Bet jie gali būti naudojami ištisus metus, nes oras žiemą nesugeba užšalti.

Oro kolektoriaus konstrukcija yra paprastesnė ir labai patikima. Oro tipo kolektoriai gali būti naudojami gyvenamiesiems pastatams, taip pat pramoninėms patalpoms, daržovių parduotuvėms, sandėliams, garažams ir rūsiams šildyti.

Oro kolektoriaus įtaisas ir veikimo principas mažai skiriasi nuo plokščių analogų: varinių vamzdžių sistema, pro kurią cirkuliuoja aušinimo skystis, pakeičia šilumą priimančią skydą pelekais.

Skydo įtaisas yra panašus į korinio polikarbonato. Tarp plokštės kraštų praeina oras ir procesas įkaista. Šildomas oras tiekiamas į patalpą, jis išskiria šilumą ir grįžta atgal į kolektorių. Plokštės pagamintos iš medžiagų, pasižyminčių dideliu šilumos laidumu - vario, aliuminio, plieno.

Rusijos klimato zonoje, kur žiemos yra šaltos, oro kolektorius visiškai nešildys namo, tačiau kaip papildomas nemokamos šilumos šaltinis gali žymiai sutaupyti šildymo išlaidas.

Kaip padaryti saulės kolektorių savo rankomis?

Saulės kolektoriaus galingumas tiesiogiai priklauso nuo jo ploto, tačiau padidėjus plotui, padidės ir įsigijimo išlaidos. Kai kuriais atvejais yra daug pelningiau patiems pasigaminti saulės kolektorių iš improvizuotų medžiagų. Jos efektyvumas bus palyginti nedidelis, tačiau išlaidos medžiagoms neturės įtakos šeimos biudžetui. Bet kokia namo statyba atsipirks labai greitai, jei įmanoma išvengti šilumos nuostolių. Lengviausias būdas pasidaryti oro ar plokščią saulės kolektorių namuose.

Visų pirma, turite nustatyti jo diegimo vietą:

• Plokštės turi būti nukreiptos griežtai į pietus tam tikru kampu, užtikrinant maksimalią insoliaciją. Prietaiso efektyvumas bus didesnis, jei bus galima pakeisti skydelio pasvirimo kampą, daugiausia dėmesio skiriant saulės padėties aukščiui tam tikru laikotarpiu. Taigi, žiemą polinkio kampas turėtų būti maksimalus, o vasarą plokštės turėtų būti mažesnio kampo.
• Kolektorių plokštės turėtų būti sumontuotos kuo arčiau patalpos, kuri bus šildoma, kad sumažėtų šilumos nuostoliai. Efektyvus kolektoriaus įrengimas ant namo stogo pietinio šlaito arba laiptinėje.Tai sumažina šilumos nuostolius, tačiau stoge reikia padaryti papildomų skylių.
• Šešėlis iš tvorų, medžių ar kitų pastatų neturėtų kristi ant kolektoriui įrengti pasirinktos vietos.

Atminkite, kad žiemą šešėliai yra daug ilgesni dėl žemos saulės padėties virš horizonto.

Pasirinkę optimalią vietą, turite nuspręsti dėl medžiagų, kurios tarnaus kaip šilumos kriauklės. Namų oro kolektoriui tinka aliuminio skardinės gėrimams. Patogumas yra akivaizdus - aliuminis turi aukštą šilumos laidumą ir yra lengvai pjaustomas, bankai turi standartinius dydžius ir yra sujungti.

Surinkus reikiamą skardinių skaičių, jos turi būti kruopščiai nuplaunamos, išdžiovinamos, išpjaunamos skylės kaklelyje ir dugne, klijuojamos klijais-hermetiku ir dažomos juodai.

Skardinių skaičius ilgio ir pločio turėtų atitikti skydelio dydį. Padėjus skardinių akumuliatorių skydelyje, būtina sutvarkyti kanalus oro tiekimui ir išleidimui. Norėdami tai padaryti, galite naudoti paruoštus vamzdžius, kurie parduodami ventiliacijai įrengti. Sistemos surinkimo metu būtina pasirūpinti skydo galinės pusės ir viršutinio stiklo izoliacija. Jį galima pakeisti polikarbonato gabalėliu.

Pagamintą kolektorių galima prijungti prie kambario vėdinimo sistemos arba palikti autonominį. Siekiant didesnio efektyvumo, prie jo prijungtas ventiliatorius. Temperatūros skirtumas tokio kolektoriaus įleidimo ir išleidimo angoje gali siekti 35 laipsnius.

Be oro, galima įrengti ir vandens šildymą. Ketaus arba aliuminio baterijos, PND vamzdis ar žarna gali tarnauti kaip šilumos kriauklės. Jei kolekcininkas planuoja
Naudokite ištisus metus, sistema turėtų būti dvigubos grandinės ir užpildyti antifrizu ar bet kokiu kitu aušinimo skysčiu.

Jūsų namuose ar saulės kolektoriaus name įrengtas prietaisas gali žymiai sumažinti šildymo išlaidas ir visiškai patenkinti karšto vandens poreikį.