Рад арматуре и колектора у једносмерном генератору

Специфичности употребе соларних колектора

Главна карактеристика соларних колектора, која их разликује од осталих врста генератора топлоте, је циклична природа њиховог рада. Ако нема сунца, нема ни топлотне енергије. Као резултат, такви ставови су пасивни ноћу.

Просечна дневна производња топлоте директно зависи од дужине дневних светлосних сати. Ово друго је одређено, прво, географском ширином подручја, а друго, годишњим добом. Током летњег периода, који је врхунац осунчавања на северној хемисфери, колектор ће радити са максималном ефикасношћу. Зими његова продуктивност опада и достиже минимум у децембру-јануару.

Зими се ефикасност соларних колектора смањује не само због смањења трајања дневног светла, већ и због промене угла упада сунчеве светлости. Колебања у перформансама соларног колектора током целе године треба узети у обзир приликом израчунавања његовог доприноса систему за снабдевање топлотом.

Још један фактор који може утицати на продуктивност соларног колектора су климатске карактеристике региона. На територији наше земље има много места где се 200 или више дана у години сунце крије иза дебелог слоја облака или иза вела магле. У облачном времену перформансе соларног колектора не падају на нулу, јер је у стању да захвати расејану сунчеву светлост, али се значајно смањује.

Колекторски систем водоснабдевања

Ако је колектор укључен у систем, онда ће се било који уређај инсталирати у струјно коло, на њега ће се поставити посебна грана. Истовремено се повећава укупна дужина цеви, али појављују се следећи позитивни аспекти:

1. У свим тачкама уноса воде увек ће постојати стабилан и једнак притисак;
2. Када прислушкујете излаз колектора редуктора у овој грани, погодан за било коју водоводну инсталацију, можете подесити притисак и он ће се разликовати од укупне вредности;
3. Сваки урез између колектора и тачке одвода воде представља један комад цеви који се може тајно причврстити у под, у зид или у зидну нишу;
4. Било који водовод се може искључити без заустављања целокупног довода хладне воде или топле воде ради поправке или замене.

Недостаци колекторског кола:

1. Веће дужине цеви аутоматски повећавају хидраулички отпор у линији;
2. Због повећања дужине линије, колектор неће радити у режиму природне циркулације воде, што може утицати на избор или промену система грејања;
3. Ако је немогуће направити систем цеви тајно фиксираним у зидовима или нишама, онда велика накупина цеви може приморати да промени унутрашњост или чак дизајн просторија.

Принцип рада и врсте соларних колектора

Сада је време да кажемо неколико речи о структури и раду соларног колектора. Главни елемент његовог дизајна је адсорбер, који је бакарна плоча са завареном цеви. Упијајући топлоту сунчевих зрака који падају на њу, плоча (а са њом и цев) брзо се загрева. Ова топлота се преноси на течни носач топлоте који циркулише кроз цев, а који је, даље, преноси даље по систему.

Способност физичког тела да апсорбује или одбија сунчеве зраке првенствено зависи од природе његове површине. На пример, површина огледала савршено одражава светлост и топлоту, али црна, напротив, апсорбује. Због тога се на бакарну плочу адсорбера наноси црни премаз (најједноставнија опција је црна боја).

Како соларни колектор ради

1. Соларни колектор. 2. Пуфер резервоар. 3. Врућа вода.

4. Хладна вода. 5. Контролер. 6. Измењивач топлоте.

7. Пумпа за воду. 8. Хот стреам. 9. Хладни поток.

Такође је могуће повећати количину топлоте примљене од сунца избором тачног стакла које прекрива адсорбер. Обично стакло није довољно прозирно. Поред тога, блешти, одражавајући неке од сунчеве светлости која је пала. У соларним колекторима, по правилу, покушавају да користе посебно стакло са малим садржајем гвожђа, што повећава његову прозирност. Да би се смањио удео светлости која се одбија од површине, на стакло се наноси антирефлексни премаз. И тако да прашина и влага не уђу унутар колектора, што такође смањује пропусност стакла, кућиште је направљено запечаћено, а понекад чак и напуњено инертним гасом.

Упркос свим овим триковима, ефикасност соларних колектора још увек је далеко од 100%, што је због несавршености њиховог дизајна. Загрејана адсорбер-плоча зрачи део примљене топлоте у околину, загревајући ваздух у контакту са њом. Да би се губици топлоте свели на минимум, адсорбер мора бити изолован. Потрага за ефикасним начином изолације адсорбера водила је инжењере да створе неколико врста соларних колектора, од којих су најчешћи равни и цевасти вакуумски колектори.

Равни соларни колектори

Равни соларни колектори.
Дизајн равног соларног колектора је изузетно једноставан: то је метална кутија прекривена стаклом на врху. По правилу, минерална вуна се користи за топлотну изолацију дна и зидова кућишта. Ова опција је далеко од идеалне, јер није искључен пренос топлоте од адсорбера до стакла помоћу ваздуха унутар кутије. Са великом температурном разликом унутар колектора и споља, губици топлоте су прилично значајни. Као резултат, равни соларни колектор, који савршено функционише у пролеће и лето, постаје изузетно неефикасан зими.

Равни соларни колекторски уређај

1. Улазна цев. 2. Непробојно стакло.

3. Апсорпциони слој. 4. Алуминијумски оквир.

5. Бакарне цеви. 6. Топлотни изолатор. 7. Излазна цев.

Цевасти вакуумски соларни колектори

Цевасти вакуумски соларни колектори.
Соларни вакуумски колектор је плоча састављена од великог броја релативно танких стаклених цеви. Унутар сваког од њих налази се адсорбер. Да би се искључио пренос топлоте гасом (ваздухом), цеви се евакуишу. Због одсуства гаса у близини адсорбера, вакуумски колектори имају мале губитке топлоте чак и по леденом времену.

Уређај вакуумског разводника

1. Топлотна изолација. 2. Кућиште измењивача топлоте. 3. Измењивач топлоте (колектор)

4. Запечаћени чеп. 5. Вакуумска цев. 6. Кондензатор.

7. Апсорбујућа плоча. 8. Топлотна цев са радном течношћу.

Примене соларних колектора

Главна сврха соларних колектора, као и било који други генератори топлоте, је грејање зграда и припрема воде за систем за снабдевање топлом водом. Остаје да откријемо која врста соларних колектора је најприкладнија за обављање одређене функције.

Као што смо сазнали, равни соларни колектори имају добре перформансе у пролеће и лето, али зими су неефикасни. Из овога следи да је њихово коришћење за грејање, чија се потреба појављује управо с почетком хладног времена, непрактично. То, међутим, не значи да уопште не постоји посао са овом опремом.

Равни колектори имају једну неспорну предност - знатно су јефтинији од вакуумских модела, стога, у случајевима када се планира сунчева енергија користити искључиво лети, има смисла да их се набави.Равни соларни колектори савршено се носе са задатком припреме воде за снабдевање топлом водом лети. Још чешће се користе за загревање воде на угодну температуру у отвореним базенима.

Цевасти вакуумски колектори су свестранији. Доласком зимске хладноће, њихове перформансе се не смањују толико као код равних модела, што значи да се могу користити током целе године. То омогућава употребу таквих соларних колектора не само за снабдевање топлом водом, већ и у систему грејања.

Поређење равних и вакуумских соларних колектора.

Трошкови опреме

Многи власници кућа греше у уверењу да је разводник котларнице вредан невероватног новца. У водоводним продавницама можете пронаћи многи модели без икаквих звона, што ће коштати само 200-500 рубаља. Таква опрема неће имати регулационе механизме, термо главе и друге додатне елементе, а пројектовани су за највише 2-3 круга.

Модели са проширеном функционалношћу коштаће власника куће или индустријске зграде који жели да организује надлежни систем грејања, отприлике 4-5 хиљада рубаља. Дугачка цев са неколико горњих и доњих излаза биће у комплету са термо главама, мерачима протока, стрелицама и другим деловима. Такве структуре често производе руски произвођачи или жигови суседних земаља. Најскупља је увозна опрема са аутоматским подешавањем, која ће коштати 10-16 хиљада рубаља.

Уређење соларних колектора

Ефикасност соларног колектора директно зависи од количине сунчеве светлости која пада на адсорбер. Из овога следи да би колектор требало да буде смештен на отвореном простору, где сенка од суседних зграда, дрвећа смештеног у близини планина итд. Никада не пада (или барем најдуже).

Није важно само место колектора, већ и његова оријентација. Најсунчанија „страна“ наше северне хемисфере је јужна, што значи да би идеално била „огледала“ резервоара бити строго окренута ка југу. Ако је то технички немогуће учинити, онда би требало да одаберете правац што је ближе југу - југозападу или југоистоку.

Не треба изгубити из вида такав параметар као што је угао нагиба соларног колектора. Вредност угла зависи од одступања положаја Сунца од зенита, што је заузврат одређено географском ширином подручја у којем ће опрема радити. Ако угао нагиба није правилно подешен, тада ће се оптички губици енергије знатно повећати, јер ће се значајан део сунчеве светлости одбити од стакла колектора и, према томе, неће доћи до апсорбера.

Узбудни намотаји

Уређај за једносмерну струју може да се користи само у малим електричним машинама. Пре свега, јер је за уређаје мале снаге дозвољена употреба трајних магнета. У другим случајевима, само соленоиди - калеми са језгром - или намоти узбуде могу створити магнетни ток довољне чврстоће. По врсти хране коју једу генератори се могу поделити у следеће класе:

• са независним узбуђењем;
• самоузбуђен.

За прву операцију потребан је помоћни извор струје. Ово је главни недостатак ове врсте машина, па је њихова употреба ограничена. У генераторима са независним побуђивањем, намотаји се напајају из арматуре. Електричне машине распоређене према овој шеми, се редом деле на три врсте:

• шант (са паралелним побуђивањем);
• серијски (са серијским);
• сложени генератори (са паралелним и серијским завојницама побуде).

Како одабрати соларни колектор праве снаге

Ако желите да се систем грејања вашег дома избори са задатком да одржава угодну температуру у просторијама, а из славина је потекла топла, не млака вода, а истовремено планирате да користите соларни колектор као генератор топлоте, потребно је унапред израчунати потребну снагу опреме.

Истовремено, биће потребно узети у обзир прилично велик број параметара, укључујући сврху колектора (снабдевање топлом водом, грејање или њихова комбинација), потребе за топлотом објекта (укупна површина грејаних просторија или просечна дневна потрошња топле воде), климатске карактеристике региона, карактеристике колекторске инсталације.

У принципу, прављење таквих прорачуна није тако тешко. Учинак сваког модела је познат, што значи да лако можете да процените број колектора потребних за снабдевање куће топлотом. Компаније које се баве производњом соларних колектора имају информације (и могу их пружити потрошачу) о промени снаге опреме у зависности од географске ширине подручја, угла нагиба „огледала“, одступања њихова оријентација из правца југа итд., што омогућава да се изврше потребне корекције при израчунавању перформанси колектора.

При одабиру потребног капацитета колектора, веома је важно постићи равнотежу између недостатка и вишка произведене топлоте. Стручњаци препоручују да се усредсредите на максимални могући капацитет колектора, односно, у прорачунима користите индикатор за најпродуктивнију летњу сезону. То се противи жељи просечног корисника да узме опрему са маргином (односно да израчуна по снази најхладнијег месеца), тако да топлота из колектора буде довољна и у мање сунчане јесење и зимске дане.

Међутим, ако одаберете соларни колектор са повећаном снагом, тада ћете се на врхунцу његових перформанси, односно по топлом сунчаном времену, суочити са озбиљним проблемом: произвешће се више топлоте него што се потроши, а то прети прегревањем кола и друге непријатне последице ... Постоје две могућности за решавање овог проблема: или инсталирајте соларни колектор мале снаге и паралелно зими повежите резервне изворе топлоте или купите модел са великом резервом снаге и обезбедите начине за одвођење вишка топлоте у пролећно-летњој сезони .

Карактеристике

Разводни разводник у водоводној мрежи омогућава вам аутономно повезивање одређеног броја уређаја на један улаз. Штавише, сваки уређај има личну везу, а млаз воде се одсече директно у колекторској цеви.

Поред чињенице да вам присуство дистрибутера омогућава да са једне тачке искључите довод воде за једну или неколико водоводних јединица у стану, таква шема је погодна у друштвеним зградама, тржним центрима или хотелима: ако негде тече, блокирање протока воде у одговарајућем цевоводу могуће је чак и без приступа просторијама у којима се инцидент догодио.

Мане снабдевања водом кроз разводник:

1. Дужина употребљених водоводних цеви биће неколико пута дужа него код традиционалне шеме, што ће повећати трошкове инсталације.
2. Цеви се не могу поставити у зид, односно структура ће заузети простор и смањити корисну површину, а то је проблем за мале станове или нестамбене просторе.

Стагнација система

Хајде да разговарамо мало више о проблемима повезаним са вишком произведене топлоте. Дакле, рецимо да сте инсталирали довољно моћан соларни колектор који може у потпуности да пружи топлоту систему грејања вашег дома. Али дошло је лето и потреба за грејањем је нестала. Ако можете искључити напајање електричног котла или искључити довод горива за гасни котао, онда немамо струју преко сунца - не можемо га „искључити“ када постане превруће.

Стагнација система је један од главних потенцијалних проблема соларних колектора. Ако се из круга колектора не узима довољно топлоте, расхладна течност се прегреје. У одређеном тренутку, потоњи може да прокључа, што ће довести до прекида његове циркулације дуж кола. Када се расхладна течност охлади и кондензује, систем ће наставити са радом. Међутим, нису све врсте течности за пренос топлоте које прелазе из течног у гасовито стање и обрнуто. Неки, услед прегревања, добијају желеу сличну конзистенцију, што онемогућава даљи рад кола.

Само стабилно уклањање топлоте коју ствара колектор помоћи ће да се избегне стагнација. Ако је прорачун снаге опреме правилно направљен, вероватноћа проблема је практично нула.

Међутим, ни у овом случају није искључена појава више силе, стога треба унапред предвидети методе заштите од прегревања:

1. Уградња резервног резервоара за акумулирање топле воде. Ако је вода у главном резервоару система за снабдевање топлом водом достигла задати максимум, а соларни колектор и даље даје топлоту, аутоматски ће се пребацити и вода ће почети да се загрева већ у резервном резервоару. Створена залиха топле воде може се касније користити за домаће потребе, по облачном времену.

2. Гријана вода у базену. Власници кућа са базеном (било у затвореном било у отвореном) имају изврсну прилику да уклоне вишак топлотне енергије. Запремина базена је неупоредиво већа од запремине било ког складишта за домаћинство, што значи да се вода у њему неће толико загрејати да више неће моћи да апсорбује топлоту.

3. Испуштање топле воде. У недостатку могућности корисног трошења вишка топлоте, можете једноставно испустити загрејану воду у малим деловима из резервоара за довод топле воде у канализацију. Истовремено, хладна вода која улази у резервоар смањиће температуру целокупне запремине, што ће и даље уклањати топлоту из кола.

4. Спољни измењивач топлоте са вентилатором. Ако соларни колектор има велики капацитет, вишак топлоте такође може бити веома велик. У овом случају, систем је опремљен додатним кругом напуњеним расхладним средством. Овај додатни круг је повезан са системом помоћу измењивача топлоте опремљеног вентилатором и постављеног изван зграде. Ако постоји ризик од прегревања, вишак топлоте улази у додатни круг и кроз измењивач топлоте се „баца“ у ваздух.

5. Испуштање топлоте у земљу. Ако поред соларног колектора кућа има и топлотну пумпу са земаљским извором, вишак топлоте може се усмерити у бунар. Истовремено решавате два проблема одједном: с једне стране заштитите колекторски круг од прегревања, с друге стране враћате резерву топлоте у земљишту исцрпљеном током зиме.

6. Изолација соларног колектора од директне сунчеве светлости. Са техничке тачке гледишта, ова метода је једна од најједноставнијих. Наравно, не вреди се пењати на кров и ручно покривати колектор - тешко је и небезбедно. Много је рационалније инсталирати даљински управљану ролетну, попут ролетне. Можете чак повезати и управљачку јединицу пригушивача на регулатор - у случају опасног повећања температуре у кругу, разводник ће се аутоматски затворити.

7. Испуштање расхладне течности. Овај метод се може сматрати кардиналним, али је истовремено прилично једноставан. Ако постоји ризик од прегревања, расхладна течност се помоћу пумпе одводи у посебан резервоар интегрисан у системско коло. Када услови поново постану повољни, пумпа ће вратити расхладну течност у круг и колектор ће бити обновљен.

Уградња блока разводника

Изводи се уградња грејног колектора у непосредној близини котла... Цеви радијатора из грејача често се полажу дуж пода, након чега се конструкција бетонира и изолује, што минимизира губитак топлоте. Сам колекторски блок је постављен у посебно припремљену штитну или зидну нишу. Посебни поклопац може бити на шаркама или уградити, заједно са утискивањем врата и бока, или отворен. Ако не постоји могућност монтирања ормара, тада је блок колектора причвршћен на зид на малој висини од пода.

Ако је зграда вишеспратна, тада ће дистрибутер бити инсталиран на сваком спрату куће, што ће омогућити грејање било које собе. Такав систем ће вам омогућити да регулишете, повежете и искључите један или више радијатора за грејање, целу собу, пуни круг. Ово елиминише потребу за искључивањем довода расхладне течности на друге изворе грејања. Спремишта, ходници, ходници, гардеробе користе се као просторије за уградњу разводног разводника.

Остале компоненте система

Није довољно једноставно сакупљати топлоту зрачену од сунца. И даље га треба транспортовати, акумулирати, пренети потрошачима, све ове процесе треба надгледати итд. То значи да поред колектора смештених на крову, систем садржи и многе друге компоненте, које су можда мање уочљиве, али не мање важно. Усредсредимо се на само неколико њих.

Носач топлоте

Функцију расхладне течности у колекторском кругу може вршити вода или течност против смрзавања.

Вода има низ недостатака који намећу одређена ограничења у њеној употреби као расхладног средства у соларним колекторима:

• Прво, на негативним температурама се учвршћује. Да бисте спречили да смрзнута расхладна течност пукне цеви круга, са приближавањем хладног времена мораће да се испразни, што значи да зими нећете добити ни мале количине топлотне енергије од колектора.
• Друго, не превисока тачка кључања воде може проузроковати честу стагнацију лети.

Течност која се не смрзава, за разлику од воде, има знатно нижу тачку смрзавања и неупоредиво већу тачку кључања, што повећава погодност употребе као носача топлоте. Међутим, на високим температурама, „смрзавање“ може да се подвргне неповратним променама, па га треба заштитити од прекомерног прегревања.

Пумпа прилагођена за соларне системе

Да би се осигурала принудна циркулација расхладне течности дуж колекторског круга, потребна је пумпа прилагођена соларним системима.

Измењивач топлоте ПТВ

Пренос топлоте из круга соларног колектора на довод топле воде или на грејни медијум система грејања врши се помоћу измењивача топлоте. По правилу, резервоар велике запремине са уграђеним измењивачем топлоте користи се за акумулирање топле воде. Рационално је користити резервоаре са два или више измењивача топлоте: ово ће омогућити узимање топлоте не само из соларног колектора, већ и из других извора (гасни или електрични котао, топлотна пумпа итд.).

Класични дијаграм ожичења

Уобичајена шема повезивања за цеви за довод воде око куће је трослојна или секвенцијална: цевовод је преусмерен са главног успона, на који су потребни уређаји и опрема повезани кроз чарапе и славине.

Ова технологија повезивања је корисна у следећим тачкама:

1. Минимална укупна дужина цеви;
2. Низак хидраулички отпор у водоводном систему.

У пракси се ова шема није доказала са најбоље стране - испоставило се да је боље имплементирати везу преко чешља. Недостатак традиционалне везе је тај што када се истовремено отвори неколико вентила, притисак у једном од њих или у оба пада.