Havadaki güneş kollektörleri: özellikleri ve üretim yöntemleri. Hava kaynaklı güneş enerjisi kolektörleri Egzoz borularından hava kaynaklı güneş enerjisi kolektörleri

Güneş kollektörü nedir

Bir güneş kolektörünün görevi, güneş ışınımının termal enerjisini toplamak ve onu bir tür maddeye aktarmak, bu da onu daha sonra "muhatap" a aktarmaktır. Bu maddeye soğutucu denir ve sıvı (çoğunlukla su) veya gaz (neredeyse her zaman hava) olabilir.

Su, ısı kapasitesi havadan çok daha yüksek olduğundan daha etkili bir soğutucudur, ancak kullanımı bazı zorluklarla ilişkilidir: yazın aşırı ısıyı boşaltmak veya kışın donmaya karşı koruma. Hava bu kadar enerjiyi aktaramayacaktır ancak hava kolektörlerinin tasarımı çok daha basittir, çok daha güvenilir ve emniyetlidir. Ve kendi ellerinizle güneş enerjili hava toplayıcı yapmak, su kolektörü yapmaktan çok daha kolaydır. Bu arada hava, insanların kullanmaya başladığı ilk soğutucudur. Havanın soğutucu olarak ne gibi avantajları vardır:

• Hava donma ve kaynamaya maruz kalmaz.
• Hava zehirli değildir.
• Havanın herhangi bir özel niteliğe sahip olmasına gerek yoktur (su sistemlerine antifriz eklenir), her zaman mevcuttur;

Havalı olanlar hem konut binalarının hem de bodrum katlarının, garajların ve depolama tesislerinin hava ısıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Havalı güneş enerjisi sistemlerinin tam olarak hangi ülkelerde en yaygın şekilde kullanıldığı şemada çok net bir şekilde gösterilmektedir.

Ekonomik açıdan en gelişmiş ülkelerin Güneş'in havayı ısıtma yeteneklerini hiç ihmal etmedikleri açıktır. Ve ne yazık ki biz hâlâ diğer %4,3'lük kesimin arasındayız.

Havadaki güneş kolektörünün tasarımı ve çalışma prensibi

Güneş enerjisi hava kolektörü birkaç ana parçadan oluşur:

• Kolektör yapısının tamamı, mutlaka bir ısı yalıtkanıyla donatılmış, dayanıklı ve sızdırmaz bir mahfazaya yerleştirilmiştir. Kollektörün içinde sıkışan ısı dışarı “sızmamalıdır”.
• Herhangi bir kolektörün ana kısmı, aynı zamanda soğurucu veya soğurucu olarak da adlandırılan güneş enerjisi alıcı panelidir. Bu panelin görevi güneş enerjisini alıp daha sonra havaya aktarmak olduğundan ısı iletkenliği en yüksek malzemeden yapılmış olması gerekir. Günlük yaşamda mevcut olan bu tür özellikler bakır ve alüminyumdur, daha az sıklıkla çeliktir. Daha iyi ısı transferi için emicinin alt kısmı mümkün olduğu kadar büyük yapılır, böylece kaburgalar, dalgalı yüzeyler, delikler ve diğer yöntemler kullanılabilir. Güneş enerjisinin daha iyi emilmesi için emicinin alıcı kısmı koyu mat renkte boyanır.
• Kolektörün üst kısmı, temperli cam veya pleksiglas veya polikarbonat cam olabilen şeffaf yalıtımla hava geçirmez şekilde kapatılmıştır.

Güneye doğru yönlendirilirler ve yüzeye öyle bir eğim verirler ki, maksimum güneş enerjisi miktarı yüzeye düşer. Uzmanların söylediği gibi - maksimum güneş ışığı için. Soğuk dış hava doğal olarak veya zorla alıcı kısma girer, emicinin kanatçıklarından geçer ve ısıtılmış odaya giden hava kanalına bağlanmak için bir flanşla donatılmış başka bir parçadan çıkar. Güneş kollektörleri için çok sayıda tasarım seçeneğinin bulunduğunu ve yukarıda açıklananın yalnızca örnek olarak gösterildiğini belirtmekte fayda var.

Güneş kollektörleri kullanılarak hava ısıtılması, iklim bölgemizdeki ana ısıtmanın yerini tamamen alamaz, ancak soğuk ve güneşli kış günlerinde bile çok iyi bir yardımcı olacaktır.

Popüler güneş kollektörü modellerinin fiyatları

Güneş panelleri

Kurulum yerinin ve kullanılabilir alanın belirlenmesi

Her şeyden önce, güneş enerjisi hava kolektörünün kurulum yerine karar vermeniz gerekir çünkü bu, performansını büyük ölçüde etkileyebilir. Çeşitli faktörler dikkate alınmalıdır:

• Hava kanallarındaki kayıplar kollektörün kullanımını kullanışsız hale getirebileceğinden, güneş enerjisi hava kollektörü ısıtılan havanın akacağı yere mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir.
• Maksimum güneş ışığının sağlanması için kollektör evin veya başka bir binanın güney tarafına ve mümkünse belirli bir eğime yerleştirilmelidir. Bu mümkün değilse, mümkün olduğunca güney tarafına yakın bir yere kurmaya çalışmalısınız. Güneşlenmenin azimut ve kurulum açısına bağımlılığı şemada gösterilmiştir.

• Çevredeki nesneler, binalar ve bitkiler, kollektör yüzeyinin doğal aydınlatmasını engellememelidir.

Tüm koşulları sağlayan seçilen lokasyonda güneş kolektörünün hangi alana yerleştirilebileceğini görmelisiniz. Açıkçası, toplayıcı alan ne kadar büyükse o kadar verimli olacaktır.

Bir toplayıcı emici tasarımının seçilmesi

Emici (soğurucu), herhangi bir güneş kolektörünün en önemli parçasıdır ve performansı büyük ölçüde tasarımına bağlı olacaktır. Fabrika modelleri, yüksek derecede seçici özel bir kaplamaya sahip özel alaşımlardan yapılmış parçalar kullanır, ancak bu esas olarak yüksek fiyatı belirler. Görevimiz, mevcut olan ve yine de işleviyle iyi başa çıkacak - güneş ısısını yakalayıp havaya aktaracak bir malzeme bulmaktır.

Ve bu kadar uygun fiyatlı bir malzeme, sıradan bir alüminyum Coca-Cola kutusu, bira veya diğer içeceklerdir. Gerekli miktarda boş kapların nasıl toplanacağını açıklamayacağız, bunun yerine alüminyum kutuların emici olarak kullanılmasına izin veren harika özelliklere odaklanacağız:

• Öncelikle kutular alüminyumdan yapılmıştır (çelik çok nadirdir) ve çok yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.
• İkincisi, herhangi bir içeceğin tüm kutuları aynı boyutlara sahiptir: alt çap 66 mm, üst çap 59 mm, 0,5 litrelik kutunun yüksekliği 168 mm'dir.
• Üçüncüsü, kutular ambalaj içinde üst üste yerleştirilecek, yani birbirine tam oturacak şekilde yapılmıştır.
• Ve son olarak kutuların yapıldığı ince alüminyum, erişilebilir aletlerle kolayca işlenebiliyor.

Gerekli sayıda alüminyum kutu biriktiğinden deterjanla iyice yıkanmalı ve kurutulmalıdır. Aksi takdirde, gelecekte baş edilmesi daha zor olacak hoş olmayan bir koku yayacaklardır.

Kolektör gövdesi imalatı ve ısı yalıtımı

Kollektörün mevcut alanına bağlı olarak genel boyutları hesaplanır. Bu makalede, genel boyutları yaklaşık 1400 * 670 mm olacak şekilde 8 x 8 0,5 litrelik alüminyum kutu ölçülerinde bir güneş enerjili hava kollektörünün yapılması önerilmektedir. 21 mm kalınlığında, standart boyutta 1525*1525 mm olan bir kontrplak levha, tüm güneş kolektörünü yapmak için yeterlidir ve kontrplağın kalınlığı yapının gerekli sağlamlığını ve sağlamlığını sağlayacaktır.

İhtiyacınız olan durumu yapmak için:

Kontrplak levhayı dikkatlice işaretleyin. Koleksiyoncu için ihtiyacınız olacak:

• Arka duvar 1400*670 mm ölçülerindedir.
• İki yan duvar 1400*116 mm.
• İki uç duvar 630*116 mm.
• 630*116 mm kutular için iki kılavuz.

İşaretlerken, parçaların kenarlarının daha fazla işlenmesi için her iki tarafta 3-5 mm'lik bir pay verilmesinin gerekli olduğu dikkate alınmalıdır. Kesimin hatasız gerçekleşmesini sağlamak için parlak bir kalemle çizgiler çizmek daha iyidir.

Kontrplağı daire testereyle kesmek en iyisidir ve diskteki dişler ne kadar küçükse o kadar iyidir. Daha eşit bir sonuç için kesme Fabrika kenarlı sunta levha olarak kullanılabilecek bir kılavuz kullanabilirsiniz. Kılavuz, kelepçelerle bir kontrplak levhaya sıkılabilir.

Kesim liflerin üzerinden geçiyorsa, önce üst katmanı metal bir cetvel boyunca keskin bir bıçakla kesmek daha iyidir, bu şekilde daha az talaş olacaktır. Levhayı parçalara ayırdıktan sonra, kenarlar düz değilse, bir şablona göre bir freze makinesi kullanılarak tamamen eşit ve dik olana kadar işlenebilir.

Çerçeveyi birleştirmenin zamanı geldi. Bunu yapmak için ihtiyacınız var:

• Kolektörün arka duvarına iki yan duvar takın. 6,3*50 mm mobilya vidalarıyla sabitleyebilirsiniz - bunlara onay da denir. Bunu yapmadan hemen önce 4 mm çapında bir matkaptan geçmelisiniz. Sabitlemek için sıradan vidaları ve çeşitli açıları kullanabilirsiniz. Kollektörün sızdırmaz bir mahfazası olmalıdır, bu nedenle yapıştırılan yüzeylerin silikon dolgu macunu ile kaplanması tavsiye edilir.

• Uç duvarlar arka duvara ve ardından yan duvarlara tutturulur. Daha sonra doğru montaj ve ölçüler kontrol edilir.

Kollektörün arka ve yan duvarları yalıtılmalıdır ve bunun için 2 cm kalınlığındaki ekstrüde polistiren köpük (EPS) idealdir. Yalıtımı duvarlara yapıştırmadan önce kontrplakın antiseptik ile işlenmesi veya basitçe boyanması gerekir. çünkü bu yerlerde nem yoğunlaşabilir.

EPS levhalar kontrplak yüzeyine montaj köpüğü, akrilik "sıvı çiviler", "Master" yapıştırıcı, "Moment" yapıştırıcı ile yapıştırılabilir - her durumda güvenli bir şekilde yapışacaktır. Önemli olan, yapıştırıcının açıklamasında yapıştırılacak yüzeylerden biri olarak köpük plastiğin belirtilmesidir. Yalıtımı yapıştırırken tüm derzlerin tamamen kapalı olduğundan emin olmak gerekir. Gerekirse gelecekte poliüretan köpükle "üflenebilirler".

Kollektörün tüm iç yüzeyi yalıtıldıktan sonra, fiberglas veya polietilen köpük ve alüminyum folyodan yapılmış bir taban olan yansıtıcı ısı yalıtımı ile kaplanabilir. Çoğu zaman bu malzemeler çok uygun olan bir yapışkan tabana sahiptir ve eğer değilse uygun herhangi bir bileşime yapıştırılabilirler. Birleşim yerleri alüminyum bant ile bantlanmalıdır.

Emici için kılavuzların yapılması

Alüminyum kutulardan yapılan kolonların geometrilerini doğru bir şekilde koruyabilmesi için onlara kılavuzların yapılması gerekmektedir. Bunu yapmak için, önceden aşağıdaki gibi işaretlenmesi ve delinmesi gereken 630 * 116 mm'lik iki parça kontrplak kesilmiştir:

• Üstten 53 mm geriye çekilin ve uzun kenara paralel bir çizgi çizin.
• Ortaya çıkan çizgiyi her biri 70 mm olan 9 eşit parçaya bölün ve işaretleri koyun. Bunlar deliklerin merkezleri olacak.
• 57 mm çapında bir taç-kupa ahşap matkabı kullanarak kontrplakta delikler açmanız gerekir. Ancak bundan önce, boyutlar değişebileceğinden kutunun altındaki stabilite destek halkasının çapını ölçmek daha iyidir. Gerekirse farklı bir matkap seçin. Kavanoz deliğe oldukça sıkı oturmalıdır. Çalışırken matkabın üzerine sert bir şekilde bastırmayın ve periyodik olarak dinlenmesine izin verin.

• Üst kılavuzda da aynı şekilde işaretlemeler yapılır. Kutunun baş kısmının çapı, arka destek halkasından biraz daha büyüktür (57,4), bu nedenle, delmeden önce bunu bir kumpasla ölçmek ve uygun kap tepesini seçmek ve ardından kutunun üstünü denemek daha iyidir.

Emici imalatı

Kutuları kuruluma hazırlamak için bir dizi işlem gerçekleştirilmelidir:

• Tüm kavanozlar kalıcı bir mıknatısla kontrol edilmelidir. Çok nadiren, ancak sınıflandırılması gereken çelik kutular var.
• Kutunun üst kısmında delikten kenarlara kadar metal makasla kesimler yapılır ve ardından bu “diller” içeriye sokulur. Alüminyumun keskin kenarlarının kesilmesini önlemek için çalışırken eldiven giyin. Bir mengeneye sıkıştırılmış bir parça polimer boru, keskin dillerin kavanozun içine yönlendirilmesine ve deliğin kenarlarının hizalanmasına yardımcı olacaktır. 64 kavanozun tamamını benzer şekilde işliyoruz.

• Alt kısımda çalışma zamanı. Bunu yapmak için, konik bir metal matkap kullanılarak tabana birbirine 120° açıyla yerleştirilmiş yaklaşık 20 mm çapında üç delik açılır. Kavanozun ezilmemesi için elastik bir mandrele (örneğin bir boru yalıtımı parçası) yerleştirilmeli ve ellerinizle sıkıca sıkılmamalıdır. Tüm bankalar bu şekilde işlem görmektedir.

• Kutuları yapıştırmak için, silikat çimento bazlı Yüksek Isı Harcı yüksek sıcaklık yapıştırıcı-sızdırmazlık maddesi kullanmak en iyisidir. Soba, şömine ve bacaların kapatılmasında kullanılır. Belki yangına dayanıklılığı koleksiyoncu için aşırı olacaktır, ancak "yedek cep için iyi değil."

• Kutuların yapıştırma sırasında bir çizgiyi koruyabilmesi için, birbirine 90° açıyla sabitlenmiş iki eşit levhadan bir şablon yapılması gerekir. Kutuları yüzeye sığdırmak için şablon eğik olarak yerleştirilir ve duvara yaslanır.

• Yapıştırmadan önce kutular mevcut herhangi bir solvent (aseton, No. 646, 647) ile yağdan arındırılır. Bu iş en iyi dışarıda yapılır.
• Bir sonraki aşamaya geçmeden önce ellerinize lastik eldiven takmanız ve yakınınızda bir kap su bulundurmanız gerekiyor. Yapıştırılacak yüzeyler nemlendirilir, yapıştırıcı-sızdırmazlık maddesi tabancadan kutunun tabanına eşit bir "sosis" şeklinde sıkılır ve ardından kutunun aşağıda bulunan üst kısmına birleştirilir.

• Nemlendirilmiş eldivenli bir parmak kullanarak, sıkılmış tutkalı, eklemin tamamı ve yanındaki yüzeyin tutkalla kaplanması için düzeltin. Daha sonra tüm bu işlemler bir sütunun (8 adet) tüm kutuları için tekrarlanır. Bundan sonra, tüm kutular şablona yerleştirilir, hizalanır ve bir ağırlıkla üstüne bastırılır.
• Lei sertleştikten sonra sütun çıkarılır ve dikkatlice yatay bir yüzeye yerleştirilir. Kutulardaki diğer sütunlar da benzer şekilde monte edilir.

• Boşluklar tamamen kuruyana kadar güneş kolektörünün arka duvarını ve kutuların kılavuzlarını mat siyaha boyayabilirsiniz. İyi otomobil mağazalarında susturuculara veya fren kampanalarına yönelik bu tür boyaları her zaman bulabilirsiniz.

• Kolektörün yan duvarlarının boyanmasına gerek yoktur, bu nedenle maskeleme bandı yapıştırılmış gazetelerle kaplanmalıdır. Yüzeyler yağdan arındırıldıktan sonra iki kat boya uygulanır.

Hava güneş kollektörünün montajı

• Emici pili monte etmeye başlamanın zamanı geldi. Bunu yapmak için, her sütun önce aşağıdan, sonra yukarıdan ilgili kılavuza uyar. Birleştirmeden önce kutular sızdırmazlık maddesi ile kaplanır ve ardından sızdırmazlık maddesi nemli bir parmakla dengelenir. Bu aşamada özellikle dikkatli olmanız gerekir. Yatay bir yüzeyde toplamak daha iyidir. Montajı yapıp tüm bağlantıları kontrol ettikten sonra iki kılavuzu da lastik bantla dikkatlice sıkıp kurumaya bırakabilirsiniz.
• Emici yapının tamamı kuruduğunda, üst ve alt mesafeler aynı olacak şekilde dikkatlice kaldırılıp kutunun üstüne yerleştirilebilir. Bundan sonra, kılavuzların konumu işaretlenir, çünkü bunları kutuya monte etmek için, sıkıca oturmaları ve arka duvarın kontrplak levhasına yaslanmaları için yalıtımda bir oluk açmanız gerekecektir. Kurulumdan sonra kılavuz şeritler uçlardan yan duvarlara mobilya ile tutturulur. onaylanmış vidalar. Bundan sonra tüm derzler sızdırmazlık maddesi ile kapatılır.

• Hava girişi ve çıkışı için hemen arka duvarda en iyi şekilde yapılmış delikler açmalısınız. Bunun için adsorberin işgal etmediği giriş ve çıkış noktalarında arka duvara kolayca monte edilebilen plastik havalandırma kanalları sisteminde hazır çözümlerin yani flanşlı duvar plakalarının kullanılması en iyisidir. Bunu yapmak için kontrplak levha ve yalıtımda plakanın boyutlarına göre dikdörtgen bir delik açılır ve ardından bir sızdırmazlık maddesi tabakası aracılığıyla vidalarla duvara tutturulur.

• Yuvarlak bir hava kanalına geçme, bir kanal fanı takma, dönüş yapma vb. gerekiyorsa, üreticinin ürün yelpazesinde yerel olarak ayarlanması gereken tüm borular ve bağlantı parçaları bulunur.
• Hava kanallarının giriş ve çıkış noktalarında güneş kolektörünün üst ve alt ön kısımları astarlanmalıdır. Astar bunun için çok uygundur ancak önce tam olarak ölçüye göre kesilmeli, daha sonra kollektörün yan ve uç duvarlarındaki yalıtımın tam olarak astar kalınlığına göre kesilmesi gerekir. Bundan sonra dolgu macununa yapıştırılır ve tüm derzler onunla işlenir.

• Boyama için toplayıcı dikeye yakın bir konumda duraklara yerleştirilir. Boyamadan önce yüzeyler yağdan arındırılır ve kurutulur. Boya, görünür yüzeyin tamamını kaplayana kadar birkaç kat halinde uygulanır. Her katman damlama oluşmayacak şekilde uygulanır. Yüzey olmalıdır koyu siyah ve mat.

• Boya kuruduktan sonra sıra ön camı monte etmeye gelir. Bu amaçlar için akrilik pleksiglas veya polikarbonat cam en uygunudur. İlk önce yüzeye bir cam levha uygulanır, boyutları belirlenir ve ardından kesilir. Kenarlar hemen zımparalanmalı ve tam boyuta ayarlanmalıdır. Kurulumdan önce, özellikle alt yüzey iyice temizlenmeli ve adsorberin bulunduğu bölmeye birkaç torba silika jel yerleştirilmelidir. Camın iç yüzeyinde yoğuşma oluşmasını önleyecektir.
• Camı kesmeden önce, bitişik tüm parçalara işlem yapmanız gerekir: kutunun çevresi ve kılavuzlar dolgu macunu ile. Üstelik dolgunun tüm yüzeye uygulanmasına gerek yoktur, sadece kontrplak levhaların uçlarına uygulanması yeterlidir. Bunu yapmadan önce önceden delikler açmış olan vidaları bir pres rondelasıyla sabitlemek en iyisidir. Ayrıca cam kenarının özel köşe mobilya profili ile kapatılması da tavsiye edilir.

• Havalı güneş kollektörünü takmak için arka duvardaki braketleri vidalayabilirsiniz. Bu, toplayıcının montajını tamamlar.

Güneş enerjisi hava kolektörünün bağlanması

Hava güneş enerjisi kolektörü mevcut bir havalandırma sistemine entegre edilebilir veya tamamen ayrı olarak çalışabilir. Zorunlu havalandırmanın yokluğunda bile, amansız fiziksel yasalar, ısıtılmış havayı toplayıcıya "itmeye" devam edecektir, ancak bu işlem oldukça yavaş ilerleyecektir, bu nedenle saatte en az 150 metreküp kapasiteli bir fan arzu edilir.

Ventilatörün kullanımı iki önemli soruyu gündeme getirir:

1. Fan nereye kurulmalıdır: kollektörün girişine mi yoksa çıkışına mı? Kollektör çıkış sıcaklığını 60-70 °C'ye çıkarırsa (ve bu oldukça mümkündür), o zaman orada duran fan uzun süre dayanmayacaktır. Öte yandan dışarıda duran bir fan atmosferik etkilere maruz kalır ve kontrolü daha zordur. Çoğu durumda, hala iç mekanlara kurulur ve sıcak günlerde, havanın zaten ısıtıldığı durumlarda, fan açılmaz veya bir termal röle aracılığıyla bağlanır.

1. Bir fanın kullanılması bazı şüphecilerin hava ısıtmanın fizibilitesinden şüphe etmesine neden olur. Fan motorunu döndürmek için harcanan enerjiyi odayı ısıtmak için kullanmak daha kolay değil mi? Ancak uygulama, yukarıda açıklanan toplayıcı tasarımının hala etkili ve karlı olduğunu göstermektedir. Dış hava ile kolektör çıkışı arasındaki sıcaklık farkı 35 °C'ye ulaşabilir.

Bir hava kolektörünü çalıştırırken başka bir makul soru ortaya çıkar: Geceleri, kollektörde yalıtım olmadığında, fan çalışmasa bile odaya soğuk hava girecektir. Bu sorunun çözümü oldukça basittir. Havalandırma sistemlerine yönelik bileşenler arasında yalnızca hava akışının basıncı altında açılan özel çek valfler bulabilirsiniz. Fan çalışmadığında vana kapanacaktır. Hava kanalını engellememesi için yalnızca doğru şekilde takılması önemlidir. Dikkat etmeniz gereken dahili valfli fan modelleri de vardır.

Sıcak havayla hızlı bir şekilde ısınmak için, odadaki havanın kolektörden geçip aynı odaya geri döndüğü bir devridaim sistemini düşünebilirsiniz. Bu durumda, havayı toplayıcıya zorlayacak ve içinde vakum oluşturmayacak bir fanın takılması haklıdır. Devridaimin dezavantajı temiz hava akışının olmamasıdır.

Güneş enerjisi hava kollektörünün işletimi ve bakımı

Koleksiyoncunun uzun süre ve hatasız hizmet verebilmesi için iki basit kurala uymalısınız:

• Güneş kollektörünün ön camının periyodik olarak temizlenmesi ve durulanması gerekir.
• Sıcak yaz günlerinde, havanın ısıtılmasına gerek olmadığında, emici yüzeyin aşırı ısınmasını önlemek için kollektörü kalın, açık renkli bir bezle örtmek daha iyidir.
• Fanın boşta çalışmasını önlemek için, hava kanalı bağlantılarının sıkılığını ve bütünlüğünü periyodik olarak kontrol etmeye değer.

Yeni makalemizden nasıl olduğunu öğrenin ve montaj ilkesini ve sırasını da göz önünde bulundurun.

Çözüm

Makaleyi özetlemek gerekirse, birkaç noktaya dikkat etmeye değer:

• Bu makalede önerilen güneş enerjili hava kollektörü modeli pratikte etkinliğini kanıtlamış ve tüm dünyada başarıyla kullanılmaktadır.
• İstenirse daha güçlü bir güneş kolektörü yapabilir veya birkaçını seri olarak bağlayabilirsiniz.
• Hava kaynaklı güneş kollektörleri periyodik olarak kullanılabilir. Örneğin ilkbaharın başlarında veya sonbaharda tarım ürünlerinin kurutulması için.

Video: Havadan güneş kolektörü nasıl yapılır (İngilizce)

Video: Alüminyum kutulardan güneş kolektörü yapımına ilişkin slayt gösterisi

Bu hava toplayıcının yazarının asıl amacı, ilkbahar ve sonbaharda evin ısıtılmasında tasarruf sağlamaktı. Kolektörün evin dış cephesi ile birleşimine odaklanıp, önceki yazıda olduğu gibi küçük yaparsanız, o zaman pek bir işe yaramayacağını, sadece odayı ısıtmak için yeterli olacağını düşündük. Bu nedenle mümkün olan en büyük güneş enerjili hava toplayıcıyı yapmaya karar verdi.

1) 30-40 mm kalınlığındaki levhalar
2) neme dayanıklı kontrplak 10 mm
3) OSB panosu
4) dikdörtgen alüminyum drenaj boruları
5) mineral yün
6) köpük plastik
7) tahta bloklar
8) şeffaf kayrak
9) siyah mat ısıya dayanıklı boya

Bu güneş enerjisi hava kollektörü modelinin ana yapım noktalarını ve çalışma şemasını ele alalım.

Tıpkı önceki durumda olduğu gibi, toplayıcının maksimum uzunluğunun evin uzunluğuna eşit, aynı zamanda daha uzun olmasına karar verildi. Yazarın düşüncelerine göre gelecekteki koleksiyoncunun boyutları etkileyici olduğu için üretimi için uygun malzemeler seçildi. Ana çerçeve olarak 30-40 mm kalınlığında bir tahta kullanıldı. Emicinin yerleştirileceği kutunun arka duvarının 10 mm kalınlığında neme dayanıklı kontrplaktan yapılmasına karar verildi.

Aşağıda güneş enerjisi hava kollektörünün temel çalışma prensibini ve genel görünümünü gösteren bir diyagram bulunmaktadır:

Alüminyum, ısıyı iyi ileten metallerden biri olduğundan ve aynı zamanda çok pahalı olmadığından yazar, bu güneş kolektörünün emicisi olarak alüminyumdan yapılmış dikdörtgen drenaj borularını kullanmaya karar verdi. Yuvarlak sacdan yapılmış sıradan boruların kullanılması da mümkün olsa da, hava toplayıcının verimliliği buna bağlı olacaktır.

Güneş kollektörünün girişi ve çıkışı bir tarafta olduğundan yazar, kolektörün bu kısmını bir bölme kullanarak bölmeye karar vermiştir. bunu ahşaptan yaptı ve ardından arka duvarı alüminyumla kapladı.

Bu bölme sayesinde kollektörde her biri 3 borulu iki hava akışı oluşturulur.

Kollektör oldukça büyüktür ve çoğunlukla ahşap ve metalden yapılmıştır, bu da onu oldukça ağır yapar. Bu nedenle yazar, bunu kurulum yerinde tripod kullanarak yapmanızı önerir, aksi takdirde böyle bir yapıyı tek başına kaldırmak çok zor olduğundan, toplayıcıyı çıkarıp takmak için arkadaşlarınızdan yardım istemeniz gerekecektir.

Evin zemin katının alçak olması ve hava kolektörünün oldukça yüksek çıkması nedeniyle yazar, onu evden biraz uzağa ve açılı yapmaya karar verdi. Eğim, yalnızca emiciyi doğrudan güneş ışığına maruz bırakmakla kalmayacak, aynı zamanda pencerelerin güneş ışığından korunmasını da önlemenize olanak sağlayacaktır. Yazar, güneş kolektörünü sokağa sabitlemek ve açılı tutmak için üç parçalı bir tasarım kullandı. Tutucular kalın ahşap kirişlerden yapılmış ve aşağıdaki fotoğrafta görülebileceği gibi aynı yüksekliğe hizalanmıştır:

Montajı tamamladıktan ve güneş kolektörünü bağladıktan sonra yazar, ısıya dayanıklı mat boya kullanarak onu siyaha boyadı.

Yazar, güneş kolektörü içindeki hava kütlelerinin hareketini sağlamak için güneş kolektörü sisteminin borularından birinin girişine bir kanal fanı yerleştirdi.

Güneş enerjili ısıtma sistemlerinde soğutucu olarak hava kullanılır. Güneş kolektörleri onu ısıtır ve evi ısıtmak veya ısı depolama tankını ısıtmak için gönderir. Hava tipi güneş enerjisiyle ısıtma sistemi, evde güneş enerjisiyle ısıtmayı uygulamanın en basit ve en ucuz yoludur.

Hava ısıtma sisteminin ana özellikleri:

• Isıtma sisteminin tipi – hava-güneş enerjisi ayrı, ör. teknik hava oda havasıyla karışmaz
• Birinci katın hava ısıtmalı zemini
• Havadaki güneş kolektörleri evin çatısına ve güney cephesine entegre edildi.
• Yüksek ısı kapasitesine sahip su mevsimsel ısı akümülatörü.
• Yardımcı ısı kaynağı banyolarda şömine ve kızılötesi film ısıtmadır.
• Güç rezervi en soğuk kış ayları olan Aralık ve Ocak için %30'dur.

Güneş enerjili ısıtma sisteminin ana bileşenleri:

• Çatıya ve güney cepheye entegre güneş enerjili su toplayıcıları
• Su ısı akümülatörü
• Hava dağıtım sistemi

Güneş enerjili hava ısıtma sisteminin özelliği, tüm elemanlarının binanın içine yerleştirilmiş olması ve ayrılmaz bir parçası olmasıdır. Bu, termal enerjinin depolanması ve taşınması sırasında hava kanalı sayısını ve ısı kaybını en aza indirir. Isıtma sisteminin önemli bir avantajı ayrı olmasıdır, yani. Odalardaki hava, soğutucu olarak kullanılan ve güneş kollektörleri, ısı akümülatörü ve yeraltında dolaşan teknik hava ile karışmaz.

• Hareketli hava her evde bulunan toz, bakteri ve mikroorganizmaları taşımaz ve biriktirmez.
• Hava hareketi, ilave gürültü ve cereyan hissi nedeniyle evdeki insanlara rahatsızlık vermez.
• Ayrı bir ısıtma sisteminin tasarımı, zamanla tozun birikebileceği birçok hava kanalının, özellikle yatay olanların yapımını sağlamaz.
• Çatının tam sırtının altında yer alan tek yatay hava kanalı bakım ve temizlik için yeterli büyüklüktedir.

Güneş enerjili hava toplayıcıları

• kış aylarında, dikey yüzeydeki güneş ışınımının yoğunluğu, 38° eğimli çatı yüzeyine göre daha yüksektir;
• kar yağışı durumunda çatıdaki güneş kollektörü tamamen kapatıldığında dikey kolektörler temiz kalarak sabah güneşinin ilk ışınlarıyla havayı ısıtır. Isınan hava yükselerek çatıdaki eğimli güneş kollektörüne girer, onu ısıtır, karı eritir ve kolektör çalışmaya başlar. Eğimli bir çatıya monte edilen diğer düz plakalı kollektörler veya vakum tüpleri bu avantaja sahip değildir ve çok daha geç çalışmaya başlar.

Isıtma için eğimli güneş enerjisi kolektörü çok katmanlı bir çatıdır. Güneş termal enerjisini emen ana eleman, yarı saydam bir malzemeyle kaplanmış, antrasit renkli delikli galvanizli metal levhadır.

Mevsimsel ısı akümülatörü

• hava akışıyla
• duvarlarınızın içinden doğrudan tesise

Hava akış sistemi, ısı akümülatörünü şarj ederken sıcak hava yukarıdan aşağıya ve deşarj sırasında ters yönde hareket edecek şekilde tasarlanmıştır. Bu, ısı akümülatörünün tüm yüksekliği boyunca iyi bir sıcaklık katmanlaşması sağlar: ör. üst kısım her zaman sıcak, alt kısım ise serindir. Sıcak su ön ısıtma tankı üst kısımda bulunur ve ısıtma için sıcak hava üst kısımdan içeri çekilir. Alttaki soğuk kısım ise güneş kollektörlerinden gelen sıcak havadan maksimum termal enerjinin alınmasını sağlar. Bu, tüm sistemin verimliliğini artırır.

Isı dağıtım sistemi

Güneş enerjisiyle ısıtma sistemi tamamen otomatiktir ve dört ana modda çalışır:

• Güneşli bir günde evi ısıtmak
• Isı akümülatörünün ısıtılması
• Bir ısı akümülatörü kullanarak bir evin ısıtılması
• Yaz soğutma modu

1. Güneşli bir günde evi ısıtmak.

2. Isı akümülatörünün ısıtılması.

Odalar yeterince ısıtıldığında, sıcak hava ısı akümülatörünü ısıtmaya başlar. Bu mod esas olarak sonbaharda ve evin sıcak olduğu ve gelecek için ısı depolamanın gerekli olduğu güneşli bir kış gününün ikinci yarısında çalışır. Isı akümülatöründen geçen sıcak hava onu ısıtır. Hava alçaldıkça enerjisini yavaş yavaş serbest bırakır ve mümkün olduğu kadar aşağıya doğru soğur. Isı akümülatörünün alt kısmından hava tekrar güneş kollektörlerine yönlendirilir. Döngü tekrarlanır. Aynı zamanda hava akışlarının hareketi, birinci katın beton zemininin aşırı ısınmasını önleyecek şekilde düzenlenir. Isı akümülatörünün ısıtılması ve birinci katın ısıtılması için her iki hava akışının aynı anda akabileceği de unutulmamalıdır. Ayrıca odaların sıcaklığına, ısı akümülatörüne ve güneş kolektöründen çıkan sıcak havaya bağlı olarak hızlarını sorunsuz bir şekilde değiştirebilir ve ısı akışını yeniden dağıtabilirler. Örneğin, gelen havanın sıcaklığı 600C ise, tüm havanın ısıtma için sağlanması, yaşam alanlarının hızla aşırı ısınmasına yol açacaktır. Aynı zamanda değerli ısıyı kaybetmek akıllıca değildir, bu nedenle havanın bir kısmı ısı akümülatörüne yönlendirilir. Bu sürecin kontrolü tamamen otomatiktir ve hiçbir insan müdahalesine gerek yoktur. Sıcaklık sensörlerinin okumalarına dayanarak, diferansiyel termostat, fanların dönme hızını sorunsuz bir şekilde düzenleyerek sıcak hava akışlarını bir yöne veya diğerine yönlendirir.

3. Evin bir ısı akümülatörü kullanılarak ısıtılması.

Bu mod gece ve bulutlu kış günlerinde çalışır. Geceleri veya uzun süreli bulutlu havalarda, güneş ısısının olmadığı veya önemsiz olduğu zamanlarda, evi ısıtmak için sıcak hava, birinci katın beton zeminini ısıtmak için bir ısı akümülatöründen gelir. Bu durumda, ısı akümülatöründeki hava akışı, ısı yüklendiğinde akan akışın tersine değişir. Bu aynı zamanda ısı akümülatörünün tüm yüksekliği boyunca iyi bir sıcaklık katmanlaşması sağlayarak üst kısmının her zaman sıcak kalmasını sağlar.

4. Soğutma modu.

Zemin ısı eşanjöründen soğutulmuş temiz hava, birinci katın zeminindeki ızgaralar aracılığıyla tesise verilir, birinci katı soğutur ve ısınarak ikinci kata çıkarak sıcak havanın yerini alır. Sıcak havanın çıkışı, çatı katındaki her odanın tepesinden, güneş kollektörlerine girdiği yerden hava girişleri yoluyla gerçekleşir. Kollektörlerde ısıtıldığında hava yukarıya doğru hareket ederek doğal bir çekiş yaratır ve sonunda çatının üst kısmındaki bir boşluktan dışarı çıkar. Bu sayede güneş enerjisiyle ısıtma sistemi, güneş enerjisiyle soğutma sistemi haline gelir ve elektrik veya herhangi bir mekanik hareketli parçaya ihtiyaç duymadan, yalnızca güneş enerjisi ve fizik kanunlarını kullanarak tamamen otomatik olarak çalışır. Güneş doğup kolektörler ısınmaya başladığında içlerinde bir hava akımı oluşur ve hava onları terk ederek evde bir miktar boşluk yaratır. Pencereler ve kapılar kapalıyken eve hava giremez; hava, yer ısı eşanjöründen çekilir ve katlara dağıtılır.

ikinci kattaki odaların üst kısmına soğuk temiz hava verilmekte ve hava çıkışı birinci katın alt kısmından, ardından güneş kollektörlerine ve dışarıya verilmektedir. Bu şemada temiz hava sağlamak için zaten bir fan gerekli olacaktır çünkü Kollektör kapasitesi tüm evi havalandırmaya yetmiyor. Kollektörler sadece sıcak havayı çıkarmak ve soğuk hava sağlamak için çalışır, yaz aylarında ters modda çalışan bir ısıtma sistemi fanı kullanılır.

İlk seçeneğin tasarım açısından daha basit ve kullanımı daha ekonomik olduğu, ancak konfor açısından ikinciden daha düşük olduğu unutulmamalıdır. İlk seçenekte havanın aşağıdan yukarıya doğru hareketi ve kademeli olarak ısınması nedeniyle birinci kat her zaman ikinci kata göre daha soğuktur. İkinci seçenekte soğuk hava yukarıdan verildiğinde yavaş yavaş alçalır ve aşağıda bulunan sıcak hava ile karışır. Yavaş yavaş aşağı doğru hareket ederek her iki katı da eşit şekilde soğutur ve sonunda birinci kattaki odanın alt kısmını özel hava girişleri yoluyla terk eder.

Güneş enerjili su ısıtma sistemi

Sıcaklığın her zaman maksimumda olduğu ısı akümülatörünün üst kısmında, sıcak suyun ön ısıtılması için metal bir tank bulunmaktadır. Tank, güneş kolektörlerinden gelen sıcak hava ile suyu doğrudan ısıtmak amacıyla izolasyonsuz olarak tasarlanmıştır.

Tank, suyu çoğu durumda evsel ihtiyaçlar için yeterli olan 40-500C sıcaklığa kadar önceden ısıtmaya yarar. Ayrıca tank arkasına yedek ani elektrikli su ısıtıcısı takılmaktadır.

Güneş enerjili su ısıtma, güneş enerjili hava toplayıcı

Bu tür güneş enerjili hava kolektörlerinin çalışmasının özü termosifon ve sera etkisidir. Bu tip bir güneş kollektörünün nasıl çalıştığını anlamak için sıradan bir seranın çalışma prensibini hatırlamak yeterlidir. Herkes güneş ısısının şeffaf camdan kolaylıkla geçtiğini bilir.

Arabayı güneşte bırakın ve gerçek bir saunaya döneceksiniz çünkü aynı cam, durgun ısının dışarı çıkmasını önler. Şimdi şu: Bacadaki dumanın neden çıktığını da herkes biliyor, neden sıcak bir zemin radyatörlerden daha etkilidir? Sağ! Sıcak hava her zaman yukarıya doğru yönelir. Güneş enerjili hava kolektörünün çalışma prensibi bu iki etkiye dayanmaktadır.

• Aslında güneş kollektörü havayı içeri veya dışarı çekmez. Her şey doğal süreçlerle gerçekleşir.Özel bir emici yalnızca hava girişine yardımcı olabilir. Tabii ki dezavantajı, fanların ek enerji emmesi, doğal konveksiyon prensibiyle çalışan cihazların ise hiç enerji tüketmemesidir. Ayrıca opsiyonel olarak türbülansı artıran özel fanlar emici plaka üzerine lehimlenerek verim artırılabilmektedir.

• Önemli bir nokta da şu havanın ısıyı aktarma kapasitesi suya göre çok daha azdır. Böylece soğutucuya suya göre çok daha az ısı aktarılır.

Isıtma için havalı güneş kolektörlerinin avantajları

Hava toplayıcıların ana avantajı nedir? En belirgin avantajları güvenilirlik ve basitliktir. Orada gerçekten kırılacak hiçbir şey yok. Kollektöre uygun bakım yapılırsa, uygun kalitede ekipmanla 20 yıla kadar dayanabilir. Ana karmaşık unsur burada eksik; hava donmadığı için bir ısı eşanjörüne gerek yok.

Hava toplayıcıyı daha da ucuz hale getirmek için, böyle bir hava ısıtma sistemi genellikle kurulur ve doğrudan evin duvarlarına entegre edilir.

Havalandırma ve geri kazanımlı güneş enerjili hava ısıtma sistemleri arasındaki fark nedir?

Hava kolektörleri, odaya ısı girişi prensibi bakımından birbirinden farklıdır. İki yöntem vardır: havalandırma ve kurtarma.

• Havalandırma: hava dönüşü beklenmez ve binaya yalnızca dışarıdan sıcak hava girer. Bu tür sistemler büyük atölyelerde, hangarlarda veya sebze depolarında kullanılmaktadır.

• Geri kazanım veya yeniden dolaşım: Odanın havası ısıtma devresinde tekrar tekrar dolaşarak havayı sürekli ısıtır. Böyle bir sistem kullanıldığında, hava kanallarına önceden ısıtılmış havayı sisteme geri döndüren özel ısıtma ısıtıcıları entegre edilir. Elbette gelecekteki bir binayı tasarlarken böyle bir ısıtma sistemini düşünmek gerekiyor.

Son olarak, sirkülasyonlu soğutucu ile geleneksel su ısıtmaya göre şüphesiz daha karlı olan hava ısıtmanın ekonomik fizibilitesinden bahsetmek istiyorum.

Kaynak: http://www.amur.info/news/2015/06/01/94774

Eğitim almış bir ekonomist olan Blagoveshchensk sakini Andrey Shukalin, ısıtma maliyetlerini azaltmanın bir yolunu buldu. Buluşu soba, elektrikli ısıtma ve ısı sayaçlı merkezi ısıtmaya sahip olanlar için uygundur. Havadaki güneş kollektörü adını verdiği bir cihaz yarattı. Andrey, cihazı kendi evinde monte etti ve onu verimlilik ve maliyet etkinliği açısından test etti. Blagoveshchensk'li mucit, buluşunun patentini almayı ve seri üretime geçmeyi hayal ediyor.

“Güneş kolektörün karşısında olduğunda maksimum verimlilik. Duvara dikey olarak güney tarafında en uygun şekilde yerleştirilmiştir. Evin ön cephesinin güney tarafında,” diye açıklıyor Andrey. Birçok hesaplama yaptı: doğrudan ve dağınık güneş radyasyonu, elektrik başına termal güç. Kışın güneş ufkun üzerinde alçaktadır. Maksimum ısısı dikey yüzeye ulaşır. Maksimum ısı transferi gerçekleşir. Mucit, Ocak ayında dokuz saat, Mart ayında ise yedi saat boyunca gözlemlerini paylaşıyor.

Kollektör her biri yaklaşık yarım metrekare alana sahip modüllerden oluşmaktadır. “Modüllerin içinde boşluk var ve içinden bir pompayla pompalanan havanın geçtiği bir hava kanalı yapılıyor. İçinden geçer ve ihtiyacımız olan yere gider. Koruyucu üst filmi bulunmaktadır. Kışın soğuk olduğu için zaten ısınmış olan havanın iklim etkisi altında soğumasını önler” diye açıklıyor tasarımcı.

Andrey Shukalin, paradan tasarruf etme arzusundan dolayı hava kaynaklı bir güneş enerjisi kolektörü yaratma fikrini ortaya attı. Elektrikli ısıtma için kendi maliyetlerini azaltmak, evini dondurmak yerine normal şekilde ısıtmak istiyordu. Onun fikrine göre cihazın ucuz olması, hantal olmaması, ancak etkili olması gerekiyordu. Andrey internette bu tür cihazları bulamadı. Geleneksel güneş panelleri seçeneği onun için kabul edilemezdi. Suyu, sobayı, sistemi değil, havayı doğrudan ısıtmak istiyordu. Sadece hava ve mümkün olduğu kadar ekonomik ve çevre dostu.

İlk önce küçük bir yapı monte etti; o kadar etkiliydi ki sıcak havadan biraz erimişti. Daha sonra Andrey modeli geliştirdi ve koleksiyoncunun güncellenmiş bir versiyonunu evinin duvarına monte etti. Etkilidir ancak sabittir. Mucit bunu bir dezavantaj olarak görmektedir; sökülemez veya hareket ettirilemez. Evet ve kışın sabit bir hava kaynaklı güneş kolektörünün kurulması zordur. Neredeyse imkansız. Şimdi Andrey Shukalin, herhangi bir atölyede üretilebilen ve ısıtılması planlanan binaya monte edilebilen ayrı bir modül olan mobil bir örnek gösteriyor.

Evinde elektrikli ısıtıcı bulunan Andrey, icadıyla kışı çoktan geçirdi. Kapalı bir sistemin verimliliği ve çevre dostu olmasının yanı sıra, dedikleri gibi, hava kaynaklı bir güneş kolektörü kullanmanın getirdiği tasarrufları doğrudan kendim deneyimledim. Isıtmada günde 135 ila 220 ruble tasarruf etmeyi başardığını söylüyor. Aynı zamanda, tesisin elektrik tüketiminin kendisi de günde sadece 1 rubleye mal oluyor.

“Evi verimli bir şekilde ısıttım. Elektrik tüketimi az olmasına rağmen evim sıcak. Gece elektrik tüketimim azaldı ve evim artık daha sıcak. Hatta Aralık ayında, Ocak ayında akşam işten eve geldiğimde evde hava kesinlikle 30 dereceydi. Sonra arkadaşlarım hepsini izledi ve Verkhneblagoveshchenskoe'de aynı konut binasında yaptılar. İkinci kat başka bir ısıtmaya gerek kalmadan tamamen ısıtılmaktadır. 20 metrekarelik geniş bir alanı ısıtıyor. Bu yıl orada bir adam yaşadı. Aslında kışın bu yeterliydi. Buna bakıp bunun kötü bir fikir olduğunu söyleyecek kimse henüz çıkmadı. Herkes ilgileniyor. Kimisi garaj, kimisi ev, kimisi yazlık, kimisi depo, kimisi hangar için istiyor. Orada bir şey icat ediyor, nasıl yapacağını düşünüyor. Artık yaz geldi, artık kimse donmuyor, sonbahara yaklaşılacak. İlgilenen çok sayıda taraf var. Evet, çok” diyor Andrey.

Blagoveshchensk sakini, buluşunun patentini almak için başvuruda bulundu. Başvuru kabul edildi. Bu yaz faydalı model belgesi almayı umuyor. Toplayıcıyı geliştirin. Örneğin, hava değişikliklerine bağlı olarak cihazı otomatik olarak açıp kapatacak termal sensörlerle donatın. Ve sonra - havadaki güneş kollektörlerinin seri üretimine başlamak. İcadının talep göreceğine inanıyor.

“Bu durumda metrekare başına maliyet iki, iki buçuk bin civarında. Yani hesapladığımda bu sistemin kendini bir buçuk sezonda amorti ettiği ortaya çıktı. Ancak bir buçuk mevsim ısınma mevsimi olamaz. İki sezon. Analoglar suyu ısıtan güneş kolektörleridir; yaklaşık altı yılda kendilerini amorti ederler. Elektrik üreten – yaklaşık sekiz yıl. Mucit, yel değirmenlerinin de sekiz yaşında olduğunu söylüyor.

Andrei Shukalin şunu itiraf ediyor: Artık ona istikrarlı bir gelir getiren işinin tasarım, icatlar ve ileri teknolojilerin uygulanmasıyla hiçbir ilgisi yok. 90'lı yıllarda popüler olan bir uzmanlığı almış ancak çocukluğundan beri farklı bir şey için çabalayan bir orta düzey yöneticidir. Yaratmayı hayal ediyor.

“AmSU'dan mezun oldum, yüksek öğrenimim var. 1999'da girdi. O zaman mühendis olmaktan başka çare kalmamıştı. Ama bu her zaman bir hobiydi; bir şeyler tasarlamak, bir şeyler icat etmek, bir şeyler inşa etmek. Hobi olarak zaten kendim ve babam için iki ev inşa ettim. Bu koleksiyoncuları ben icat ediyorum. Hala birçok fikir var. Ben de mutlu bir insan olabilmek için hobimi mesleğe dönüştürmek istiyorum” diye paylaştı Andrey Shukalin.

“Şehir Hikayeleri” dizisinden “Eureka” programının kahramanı oldu. Program Alfa Channel'da yayınlandı. Ayrıca Amur.info web sitesinde tam olarak görüntüleyebilirsiniz.

Ücretsiz güneş enerjisini kullanarak paradan tasarruf etmenizi sağlayan cihazlar yaratan tek kişi Andrey Shukalin değil. Krasnodar'da yaşayan Nikolai Driga da aynı anda birçok yenilenebilir kaynaktan güç alan gerçek bir termik santrali kendi elleriyle inşa etti.