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
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
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.
- 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.
Воздушные солнечные коллекторы Solar Fox
Воздушные солнечные коллекторы Solar Fox — оборудование, которое собрали в России с учетом географических, климатических и социальных особенностей.
Воздушный солнечный коллектор – оборудование для вентиляции и отопления строений различного назначения, работающее исключительно на солнечной энергии. Воздушные солнечные коллекторы Solar Fox делятся на два типа по своему назначению: для отопления (модели с маркировкой CSF) и вентиляции (модели VSF). Но при этом устройства солнечной вентиляции и солнечного отопления незначительно отличаются принципом работы и спецификой монтажа.
|
|
|
|
- При попадании солнечных лучей на лицевую сторону коллектора, гелиоколлектор нагревается.
- Солнечная панель вырабатывает ток и запускает вентилятор.
- Через входные отверстия в коллектор из помещения втягивается воздух.
- Воздух прогревается в гелиоколлекторе, его температура при этом поднимается на 10-40ºС.
- Вентилятор нагнетает прогретый воздух в комнаты.
- Разогретые воздушные массы вытесняют холодный воздух, который отводится через естественные зазоры или вытяжное отверстие.
Механический выключатель дает возможность отключать устройство, если отопление помещений не требуется. Обратный клапан, входящий в комплектацию коллектора, не позволяет теплым воздушным массам покидать помещение.
Как работают приборы солнечного отопления, зависит от соблюдения рекомендаций по расположению устройств.
При выборе места расположения учитывается количество падающей тени. Оптимальное положение для крепления коллектора – южная стена. Допустим монтаж на юго-восточной или юго-западной стороне. Рекомендуется горизонтальное расположение коллектора, но возможно и вертикальное размещение устройства.
- Солнечные лучи попадают на лицевую сторону коллектора, гелиоприемник нагревается.
- Солнечная панель вырабатывает ток, включается вентилятор, который забирает воздух с улицы, через специальное отверстие.
- Внутри коллектора установлен фильтр, который дополнительно очищает воздух.
- Воздух прогревается в гелиоприемнике и нагнетается внутрь помещения.
- Возникает принудительная циркуляция воздушных масс в комнатах, за счет чего углекислый газ удаляется через естественные щели или специально предусмотренное выходное отверстие.
Существует несколько схем крепления воздушных солнечных коллекторов. Устройство можно разместить на стене или крыше. Схема крепления выбирается, исходя из характеристик объекта и пожеланий клиента. В любом случае обеспечивается качественное вентилирование и дополнительный прогрев помещений.
Воздушный солнечный коллектор подбирается исходя из целей клиента и площади дома. Многообразие отопительных и вентиляционных моделей позволяет найти эффективное решение для:
- Жилых построек: домов, дач, загородных коттеджей сезонного или постоянного проживания, времянок.
- Хозяйственных помещений: гаражей, бань, подвалов, чердаков, погребов, складов, ангаров, овощехранилищ.
- Объектов специального назначения: оранжерей, питомников, теплиц.
Принцип действия воздушных солнечных коллекторов прост и понятен, при этом устройства способны заменить традиционное электрическое оборудование: кондиционеры, конвекторы, осушители воздуха (зависит от типа помещения).
С помощью коллекторов с успехом решаются следующие задачи:
- Установление в помещении здорового микроклимата: поддержание оптимального температурно-влажностного режима, комфортного для человека, животных, растений.
- Создание дополнительного отопления, в том числе в домах временного проживания, на сезонных объектах, не электрифицированных зданиях.
- Полноценный воздухообмен и вентилирование: постоянный приток свежего, чистого и теплого воздуха и удаление углекислого газа, неприятных запахов, застоявшихся воздушных масс.
Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт
Статьи по теме
Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт. Что такое солнечный коллектор.
Солнечный коллектор — это устройство для сбора даровой солнечной энергии и использования ее для нагрева теплоносителя. В качестве теплоносителя в солнечных коллекторах используют обычную воду, которая после нагрева попадает в систему горячего водоснабжения вашего дома. Главное отличие солнечных коллекторов от солнечных батарей в том, что солнечные батареи вырабатывают электричество (за счет фотоэффекта), а солнечные коллекторы вырабатывают сразу тепло.
Существует несколько типов солнечных коллекторов, но не все из них применяются в быту. Наиболее широко в настоящее время распространены плоские солнечные коллекторы и вакуумные солнечные коллекторы. Обычно их устанавливают на крышах зданий или загородных домов по возможности с южной стороны – там, где больше всего солнечного света. Также в комплекте с солнечными коллекторами ставится бак для аккумулирования в нем нагретой воды. От бака к коллектору вода поступает либо естественным путем, либо с помощью циркуляционного насоса.
Плоские солнечные коллекторы
Плоские солнечные коллекторы обычно содержат элементы, поглощающие солнечный свет (чаще всего черного цвета), прозрачное покрытие (закаленное стекло или рифленый поликарбонат) и слой термоизоляции. Внутри такого коллектора находятся полиэтиленовые или медные трубки, по которым циркулирует нагреваемая солнечным светом вода. В идеальных условиях плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—200 °C. Плоские коллекторы достаточно дешевы, очень хорошо работают летом, не требуют очистки от снега и льда зимой, могут устанавливаться на любые крыши под любым углом. Однако не лишены плоские солнечные коллекторы и некоторых недостатков – например, они хуже работают зимой, а установить собранный плоский солнечный коллектор на крышу – не самая легкая работа.
Вакуумные солнечные коллекторы
В таких коллекторах вода прогоняется по специальным вакуумным трубкам. Внешняя поверхность таких трубок прозрачная, внутренняя поверхность покрыта специальным веществом, которое и собирает солнечное излучение, а между внутренней и внешней поверхности трубки находится вакуум. Т.е. по своей сути такая трубка мало чем отличается от обычного термоса. Как известно, тепло в термосе сохраняется очень хорошо, поэтому воду в такой вакуумной трубке в идеальных условиях можно нагреть уже до 250—300 °C, тем самым сильно повысив эффективность солнечного коллектора.
Существуют также вакуумные солнечные коллекторы с тепловыми трубками. Эффективность таких коллекторов еще выше, они способны вскипятить воду даже зимой при отрицательных температурах.
Вакуумные солнечные коллекторы хорошо работают даже зимой при температуре -30 °C и при низкой освещенности. Кроме того, монтировать их проще. Однако вакуумные солнечные коллекторы более дороги, требуют регулярной очистки от снега, а угол ската крыши, на которые они устанавливаются, должен быть не менее 20°. Т.е. на популярные сейчас дома в стиле хай тек с плоскими крышами установить такие коллекторы можно будет только на специальных стойках, обеспечивающих нужный угол.
Вообще говоря, использование солнечных коллекторов для отопления достаточно эффективно даже в нашей холодной стране. В весенне-летне-осенний период, с марта по сентябрь, на большей части территории России в среднем дневная мощность солнечного излучения составляет 4…5 кВт•ч/м² (например в солнечной Испании эти цифры не намного больше, там 5,5…6 кВт•ч/м²,). Имея такую мощность солнечного света, солнечный коллектор площадью 2 кв.м. может нагреть до 100 л воды, причем не только на широте Сочи, но и в Приморье, Забайкалье и даже в Сибири. Даже с учетом того, что в зимнее время мощность солнечной энергии может снижаться в разы, использование солнечных коллекторов любых типов весьма эффективно и достаточно выгодно с точки зрения затрат на отопление своего загородного дома. Однако пока у нас в стране, в отличие от например Германии, Австрии, Кипра, Испании и США солнечные коллекторы для отопления домов почти не используются.
Наиболее эффективно использование солнечных коллекторов в паре с воздушным отоплением домов, например с системой воздушного отопления дома Антарес Комфорт. В этом случае мы получим солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт для загородных домов.
Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт. Схема установки отопления.
Схема такого отопления показана на рисунке:
Солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт работает следующим образом:
Нагреваемая солнечным светом вода постоянно перемещается (циркулирует по-научному) между солнечным коллектором (1) и баком-аккумулятором (13). Из бака-аккумулятора горячая вода с помощью циркуляционного насоса прогоняется через установленный в агрегате воздушного отопления АВН (9) водяной нагреватель-теплообменник НВ (10), где нагревает воздух, прогоняемый вентилятором (11) через водяной нагреватель. Нагретый воздух по жесткому магистральному воздуховоду (3) и гибким шумоглушащим воздуховодам (2,14) подается в комнаты дома. Остывший воздух по обратным гибким шумоглушащим воздуховодам (7) забирается из комнат, смешивается с небольшим количеством свежего воздуха с улицы, подаваемым по специальному воздуховоду для вентиляции (15), очищается фильтром (12) и снова прогонятся через водяной нагреватель-теплообменник НВ (10). Этот цикл непрерывно повторяется. Работает солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт под управлением электронного программируемого термостата (4) и блока автоматики БА (5).
Кроме водяного нагревателя НВ (10) в агрегат воздушного отопления АВН (9) можно установить еще и электрический нагреватель НЭ (8). Если холодной зимней ночью или в пасмурный день мощности солнечного коллектора будет недостаточно для отопления дома, то электрический нагреватель догреет воздух до нужной температуры.
Использование солнечных коллекторов в системе воздушного отопления Антарес Комфорт может снизить стоимость отопления загородного дома электричеством примерно на 30%.
Если вы хотите более подробно узнать о том, что такое воздушное отопление дома – посмотрите соответствующий раздел (воздушное отопление дома). А в разделе система воздушного отопления дома Антарес Комфорт подробно рассказано о нашей системе воздушного отопления, ее основных преимуществах и особенностях.
Купить солнечное воздушное отопление Антарес Комфорт в Москве можно, либо позвонив в группу компаний Антарес, либо написав нам на электронную почту.
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Нашим партнером ООО «Спецэнергомонтаж-ДВ»
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом.
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом.
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы:Нашим партнером ООО «Спецэнергомонтаж-ДВ»
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом.
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом.
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом по нашим инструкциям.
| |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом.
| |
Солнечная водонагревательная система МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Нашими партнерами. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Нашими партнёрами. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Нашими партнёрами. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом с помощью наших сотрудников и инструкций. | ||
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | ||
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом | |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | |
| Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | |
| Солнечная водонагревательная система с солнечными коллекторами «Сокол» в г. Волгограде. Демонстрационная зона расположена в черте города Волгограда на территории Лечебно Клинического Корпуса (ЛКК) Волгоградской ГосСельхозАкадемии Монтаж системы: Самостоятельно клиентом. | |
Солнечная водонагревательная система Монтаж системы: Нашими партнёрами . |
Воздушный солнечный коллектор для отопления
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.
На КПД воздушного коллектора существенно влияет время года. Так, в декабре коэффициент полезного действия поддерживается на уровне 50%, в октябре и марте увеличивается до 75%.
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
Классификация осуществляется по различиям корпуса коллекторов. Заводской воздухонагреватель обычно имеет надувной каркас, с двумя съемными панелями. При необходимости модуль легко демонтируется, разбирается и переносится на другое место. Сделать своими руками конструкцию надувного типа навряд ли получится.
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 изготовления модулей для нагрева жилого или хозяйственного здания потребуются несколько комплектующих:
- Внешний блок — собирается из фанеры, ДСП и деревянных брусков. По внешнему виду напоминает обыкновенный коробок.
- Дно — изготавливают из профнастила. Лист металла обрабатывают специальной черной краской с высоким коэффициентом светопоглащения. Абсорбирующую поверхность можно сделать из разрезанных алюминиевых банок. Дно обшивают изоляционным материалом, чтобы избежать тепловых потерь.
- Ребра радиатора — используются для лучшей абсорбции тепла. При изготовлении используют тонкие листы алюминия, меди. Можно установить уже готовый радиатор из старого холодильника.
- Крышка коллектора — делается из сотового поликарбоната, отличающегося хорошей светопропускной способностью и одновременно удерживающая тепло внутри коллектора. Чтобы сэкономить, в качестве покрытия можно использовать обычное стекло. Теплоэффективность при этом будет нижем чем у коллекторов, закрытых поликарбонатом.
- Теплоизоляция корпуса — по периметру каркас обшивают пенополистиролом.
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.
Интернет-каталог
АТМОСФЕРА-ОНЛАЙН — интернет-каталог компании АТМОСФЕРА. Следите за нашими изменениями в продуктовых линейках и размещайте ваши заказы прямо с сайта. Приобретая товары атмосфера будьте уверены, что вы становитесь обладателем товаров высокого качества по доступным ценам.
Надежность. Мы уверены в нашем продукте. Мы используем лучшую автоматику, комплектующие и основные узлы. Мы знаем, что наши энергогенерирующие системы будут надежно работать на благо наших Клиентов и через десятки лет после их установки. Именно поэтому мы даем гарантию на наши системы от 5 до 15 лет.
Лучшая цена + высокая производительность.
Основные комплектующие гелиосистем ATMOSFERA® производятся на заводе в Китае под жестким контролем технических специалистов. На локальных складах представительств системы ATMOSFERA® комплектуются немецкой и итальянской автоматикой и рабочими станциями.
Таким образом, мы оптимизируем затраты на производство и имеем возможность предложить лучшую цену на рынке с сохранением высокого качества оборудования и обслуживания. Наш основной канал коммуникации — рекомендации наших Клиентов, выставки и Интернет. Мы там, где наши Клиенты. Поэтому, мы не закладываем в стоимость продукции баснословные затраты на рекламу, а наши Клиенты платят в разы меньше за аналогичное оборудование всемирно известных европейских брендов.
Качественный сервис. ATMOSFERA® гарантирует своим клиентам оперативное и экономное решение любых задач, связанных с монтажом и обслуживанием гелиосистем, как фирменных, так и установленных другими компаниями.
Обучение. Мы постоянно учимся сами и помогаем нашим Партнерам и Клиентам в получении новейшей технической информации о современных энергосберегающих технологиях.
Неоспоримые факты. Использование энергосберегающего оборудования ATMOSFERA® это:
- экологичность;
- стабильное получение энергии;
- автономность;
- экономия ресурса основного генерирующего оборудования;
- защищенность от повышения тарифов на энергоресурсы со стороны государства или монополистов.
Описание технологического процесса и технологической схемы сепарации, страница 19
3.6 Установка подготовки воздуха КИП и А
3.6.1 Назначение
Установка подготовки воздуха КИП и А (см. схему 9.268.0020.000С3) предназначена для обеспечения питанием:
— пневматических и пневмогидравлических приводов кранов шаровых с давлением воздуха питания 4,0…8,0МПа;
— пневмоприводов клапанов регулирующих с давлением воздуха питания 0,4…0,6МПа, а также для подачи воздуха в шкаф запальный при розжиге горелок факельной системы.
Схема пневмогидравлическая принципиальная установки подготовки воздуха КИП и А представлена в приложении №2 на рисунке 6.
3.6.2 Состав оборудования
Установка подготовки воздуха КИП и А включает:
— блок компрессоров импульсного воздуха БКИВ, Q=300нм3/ч, Рвых=8МПа и 0,6МПа, 11830´3825´3200мм;
— установку ресиверов импульсного воздуха УРИВ, состоящую из двух ресиверов Р1, Р2 объемом, V=3м3, Ру=8МПа, 3000´3825´2590мм;
— воздухосборник Е62 воздуха КИП, V=25м3, Ру=1,2МПа, Н=6530; D=2400;
— коллектор импульсного воздуха с запорной арматурой;
— коллектор воздуха КИП с запорной арматурой.
3.6.3 Устройство и работа
Блок компрессоров импульсного воздуха БКИВ предназначен для компремирования, осушки и подачи воздуха:
— в установку ресиверов импульсного воздуха и поддержания в ней постоянного рабочего давления 4,0…8,0МПа;
— в емкость Е62 воздуха КИП и поддержания в ней рабочего давления 0,4…0,6МПа.
Устройство и работа БКИВ приведена в 09.4900.000ТО “Блок компрессоров импульсного воздуха. Техническое описание и инструкция по эксплуатации”. Установка ресиверов импульсного воздуха является буферной емкостью общестанционного коллектора импульсного воздуха и предназначена для создания подпора и питания коллектора в рабочем и аварийном режимах.
Установка УРИВ состоит из двух ресиверов Р1 и Р2 объемом 3м3 каждый. Давление воздуха в ресиверах – 4,0…8,0МПа. От превышения давления сверх допустимого, ресиверы защищены клапанами предохранительными КП1 и КП2. Контроль давления в ресиверах осуществляется при помощи манометров. Подача импульсного воздуха в коллектор осуществляется через вентили ВН5, ВН6.
Коллектор импульсного воздуха представляет собой трубопровод Ду50 с раздаточными трубопроводами (Ду15, Ду25), запорной арматурой (кранами шаровыми) и импульсными трубопроводами Ду8.
Воздухосборник Е62 воздуха КИП и А является буферной емкостью общестанционного коллектора воздуха КИП и предназначена для создания подпора и питания коллектора в рабочем и аварийном режимах.
Емкость Е62 защищена от превышения давления сверх допустимого клапаном предохранительным КП901. Контроль давления в емкости осуществляется при помощи манометра, установленного на емкости. Подача воздуха в коллектор КИП осуществляется через кран шаровой КШ916.
Коллектор воздуха КИП представляет собой трубопровод Ду50 с раздаточными трубопроводами (Ду15, Ду25), запорной арматурой (кранами шаровыми) и импульсными трубопроводами Ду8.
БКИВ оборудован системой локальной автоматики обеспечивающей автоматический запуск, контроль и регулирование работы блока, а также предупреждение аварийных ситуаций с выдачей информации на пульт управления УКПГ.
3.6.4 Описание схемы автоматизации
Схема автоматизации выполнена совмещенной со схемой пневмогидравлической принципиальной системы подготовки воздуха КИП и А и представлена в приложении №2 на рисунке 6.
По оборудованию системы подготовки воздуха КИП и А осуществляется контроль следующих параметров:
— на ресиверах импульсного воздуха Р1, Р2 предусмотрен контроль давления воздуха местными показывающими манометрами МП4-У;
— на емкости Е62 предусмотрен контроль давления местным показывающим манометром МП4-У;
— на коллекторе подачи импульсного воздуха к пневмоприводам кранов шаровых предусмотрена установка датчика Метран-43Вн-ДИ (поз. РЕВР901) с выдачей предупредительной сигнализации при понижении давления менее 3,0МПа, также контроль давления осуществляется дублирующим местным показывающим манометром МП4-У;
Солнечные воздушные коллекторы — Solar Tribune
Солнечные коллекторы горячего воздуха монтируются на южных 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. Солнечный коллектор горячего воздуха чаще всего используется 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 меньшим количеством обогрева 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 ДанииДля 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 кондиционирования 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, 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.
Nakoair Солнечный коллектор воздухонагревателя OS20 ЖК-термостат Кондиционер Кондиционирование Вытяжной вентилятор Вентилятор Осушитель Помещение Нагревательная панель Осушитель Тепловой насос свежий Очиститель вентиляции очиститель —
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 поднялась 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 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 степени 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, вызывая у них ощущение сухости, лихорадки, депрессии, кашля, охриплости и боли в горле.
- Снижение загрязнения воздуха и выбросов парниковых газов в результате использования ископаемого топлива для отопления.
- Безопасность: низкое напряжение, отсутствие огня, отсутствие электричества в доме, отсутствие дыма и пыли.
Солнечные панели SunMate — обогрейте свой дом БЕСПЛАТНОЙ энергией солнца
Рут И.Дж. Болдан, Motley, MN — «Моя пассивная солнечная тепловая панель SunMate полностью удовлетворительна. Когда он был установлен на южной стороне моего дома 7 ноября, солнечное отопление включилось в 10:00 и выключилось в 15:00, создавая 5 часов 80-градусного тепла, проникающего в мой дом в течение 22 солнечных дней в этом месяце. . В большинстве случаев солнечная панель была единственным нагревательным элементом.Сейчас 10 марта. Жара увеличилась, начинается в 9:00. и отъезд в 17:00. Колонна нагрева диаметром 6 дюймов, входящая в отверстие порта, всегда имеет угол 80 градусов. В этом 2007 году я купил 95 галлонов пропана за 190 долларов. Сравните это с более чем 1200 долларов, потраченных на пропан в прошлом году.
Пассивные солнечные панелипросты в установке, работают тихо и эффективно и быстро окупаются за счет экономии пропана. Если учесть тот факт, что солнце свободно для нашего использования, солнечное тепло не содержит загрязняющих веществ, панель работает эффективно, и когда вы сравниваете стоимость солнечного тепла по сравнению с пропановым теплом — мне кажется очевидным, что за солнечным теплом будущее для человечества. ”
Джейсон, Массачусетс — «Солнечные панели SunMate работают хорошо. Это отличное вложение. В прошлую пятницу было около 20-х годов, и весь день в нашем доме держали температуру 70 градусов! Воздух из вентиляционных отверстий может достигать 118 градусов в хороший солнечный день. Я сожалею только о том, что не купил их раньше! »
Бернард Ваксман, штат Миссури — «Я подумал, что вы, возможно, захотите получить мою обратную связь по вашим панелям SunMate. Мы наконец установили два из них примерно в середине ноября 2008 года.Они обеспечивали теплом территорию площадью более 900 квадратных футов. При ярком солнечном свете и температурах от средних до верхних 20 ° F наша печь не включалась до позднего полудня, когда печь разогревала помещение до температуры около 66 ° F утром. Я действительно думаю, что требование о площади до 750 квадратных футов на панель — это довольно преувеличение в зависимости от температуры наружного воздуха и того, насколько хорошо изолирована площадь. Кстати, у нас R-50 в потолке и R-27 в стенах.Я был удивлен тем, насколько хорошо панели работают даже в дни с небольшой облачностью. Пока есть достаточно солнца, чтобы получить некоторые тени, панели все равно будут выделять тепло.
Оглядываясь назад, я бы, вероятно, установил три панели, чтобы лучше нагревать в частично пасмурные дни и немного повышать температуру в дни с полным солнцем. Тогда будет достаточно дополнительного тепла, чтобы наша печь не заработала до позднего вечера.
В любом случае, спасибо за изготовление панелей, и я надеюсь, что вы продаете их много.Кстати, вам может быть интересно увидеть мою веб-страницу, описывающую наш опыт работы с панелями ». http://photosbybmw.com/ Tutorial_pages / solar_heat.html ”
Солнечные воздухонагреватели с тепловыми накопителями
Солнечная энергия может быть преобразована в различные формы энергии, либо в тепловую, либо в электрическую. Солнечная энергия преобразуется непосредственно в электрическую с помощью фотоэлектрических модулей, а солнечный коллектор преобразует солнечную энергию в тепловую.Солнечный коллектор работает, поглощая прямое солнечное излучение и преобразовывая его в тепловую энергию, которая может храниться в форме явного тепла или скрытого тепла или комбинации явного и скрытого тепла. Было проведено теоретическое исследование для оценки различных аккумуляторов тепловой энергии, обычно используемых в солнечных воздухонагревателях. В ходе исследований было обнаружено, что накопители в горных породах являются теплоаккумуляторами низкого типа, тогда как материалы с фазовым переходом — теплоаккумуляторы с высоким уровнем тепла.Помимо этого, было изучено и обсуждено несколько других теплоаккумулирующих материалов для получения более низких и высоких оценок с точки зрения тепловых характеристик специально для солнечных нагревателей.
1. Введение
Поскольку солнечное излучение по своей природе является зависящим от времени энергетическим ресурсом, хранение энергии имеет важное значение, если солнечная энергия должна удовлетворять потребности в энергии в ночное время или в дневные периоды облачного покрова и вносить значительный вклад в общие потребности в энергии. Поскольку лучистая энергия может быть преобразована в различные формы и может быть сохранена, например: тепловая энергия, химическая энергия, кинетическая энергия или потенциальная энергия.Как правило, выбор носителя информации зависит от конечного использования энергии и процесса, используемого для удовлетворения этого приложения. Оптимальная емкость накопительного устройства для данного солнечного процесса зависит от временной зависимости доступности солнечной энергии, характера нагрузки, стоимости вспомогательной энергии и стоимости компонентов процесса. Все эти факторы должны быть тщательно взвешены для конкретного приложения, чтобы прийти к дизайну системы (включая размер хранилища), который минимизирует конечную стоимость доставки энергии [1, 2].
Хранение солнечной энергии важно для будущего успеха использования солнечной энергии. Основная проблема заключается в выборе материалов с подходящими теплофизическими характеристиками, в которых солнечная энергия может храниться в виде тепла [3]. Материалы можно разделить на два основных типа (рис. 1): те, которые накапливают энергию в виде явного тепла, и те, которые претерпевают изменение состояния или физико-химические изменения при некоторой температуре в практическом диапазоне температур, обеспечиваемых солнечным светом. коллекторы тепла от 90 до 120 ° F [4].Если мы говорим о тепловых накопителях тепла, специально предназначенных для солнечных тепловых приложений, то (i) СВС: как явное тепло в твердых телах (например, в камнях или в жидкостях, таких как вода). Таким образом, теплоаккумулирующая среда испытывает повышение температуры без изменения ее фазы, (ii) LHS: в виде скрытой теплоты плавления подходящих химических соединений (например, парафиновых восков и неорганических солей). Теплоаккумулирующая среда поглощает добавленное тепло и претерпевает фазовый переход из твердого в жидкое состояние при желаемой температуре в пределах рабочего диапазона температур [5].
Использование систем TES важно для солнечных энергетических систем из-за колебаний количества потребляемой солнечной энергии. Для одной установки может потребоваться несколько классов хранилищ, в зависимости от типа и масштаба самой солнечной электростанции и характера ее интеграции с обычными коммунальными системами. В системах отопления и горячего водоснабжения вода и PCM являются основными носителями информации. Также используются почва, камни и другие твердые вещества. Некоторые ПКМ вязкие и коррозионные, поэтому их необходимо изолировать внутри контейнера, чтобы использовать в качестве теплоносителя.Также используются различные твердые вещества; Наиболее распространены частицы горных пород размером от 20 до 50 мм. Хорошо спроектированные уплотненные горные породы имеют несколько желательных характеристик для хранения энергии. «» Между воздухом и твердым телом велик, стоимость накопительного материала низкая, проводимость слоя низкая, когда поток воздуха отсутствует, и большая площадь теплопередачи может быть достигнута с низкими затратами за счет уменьшения размер частиц. Системы TES предназначены для хранения тепловой энергии при средних (38–304 ° C) и высоких температурах (120–566 ° C).TES нефти и породы, в которой энергия хранится в смеси нефти и породы в резервуаре, дешевле, чем TES расплавленной нитратной соли, но ограничивается низкотемпературными применениями. Выбор типа ТЭС зависит от различных факторов, таких как срок хранения, экономическая целесообразность, условия эксплуатации [6]. И LHS, и SHS, или тепловые аккумуляторы с обоими свойствами используются для различных задач солнечного нагрева, таких как приготовление пищи с помощью солнечной энергии, сушка с помощью солнечной энергии, выдержка древесины и солнечное отопление помещений.Здесь обсуждались эти теплоаккумулирующие материалы, а также их тепловые свойства для солнечных воздухонагревателей (SAH), которые обычно используются для солнечной сушки и обогрева помещений.
2. Тепловые накопители для солнечных воздухонагревателей
Количество солнечной энергии, падающей на поверхность земли, зависит от сезона, местных погодных условий, местоположения и ориентации поверхности, но в среднем составляет около 1000 Вт / м. 2 (если поглощающая поверхность перпендикулярна лучу излучения при ясном небе).Есть несколько способов поглощения и использования этого бесплатного, чистого, возобновляемого и долговременного источника энергии. Солнечные коллекторы поглощают и передают энергию солнца в пригодную для использования или сохраняемую форму. Солнечные тепловые коллекторы могут быть разной формы в зависимости от их применения. FPC являются наиболее распространенными типами солнечных коллекторов и обычно используются в качестве SAH для предварительного нагрева воздуха в бытовых или промышленных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Существует много конструкций FPC, но, как правило, все они состоят из четырех основных частей: (i) плоского пластинчатого поглотителя, который поглощает солнечную энергию, (ii) прозрачной крышки, которая пропускает солнечную энергию и снижает потери тепла из поглотителя, ( iii) теплоноситель (воздух или вода), протекающий через коллектор для отвода тепла от поглотителя, и (iv) теплоизолирующая подложка [7].Существуют различные типы солнечных воздухонагревателей, которые могут быть классифицированы, как показано на рисунке 2.
Если мы говорим о SAH, то он состоит из плоского пластинчатого абсорбера (обычно черного цвета), одного воздуховода и один выходной канал для впуска и выпуска воздуха, изоляция для уменьшения тепловых потерь и прозрачная стеклянная крышка для попадания солнечного излучения внутрь нагревателя (или для тепловой ловушки). Вспомогательная энергия также может использоваться в качестве дополнения к солнечной энергии или для обеспечения непрерывной и эффективной работы гибридной солнечной системы.Цель исследования — найти наиболее подходящий теплоаккумулирующий материал для ПАУ. Существуют различные конструкции SAH, среди которых несколько основных конструкций SAH с тепловыми накопителями тепла обсуждаются ниже.
Лалуде и Бухберг [8] показали, что концепция сотового пористого слоя является эффективным средством для солнечного нагрева воздуха. При проектировании необходимо знать наилучшие размеры ячейки и толщину покрытия стенок с учетом наклона коллектора, времени года, максимальной температуры нагретого воздуха и.Стоимость собранной полезной энергии была минимизирована для значений толщины покрытия стенки от 0–4 до 0,8 гвоздя, отношения глубины ячейки к расстоянию от 4 до 10 и отношения ширины ячейки к расстоянию от 7 до 10. Исследование конструкции фермы SAH Система сушки сельскохозяйственных культур продемонстрировала метод определения наилучших значений температуры воздуха, воздушных потоков и площади солнечного нагревателя, чтобы минимизировать затраты на удаление влаги на фунт. Юринак и Абдель-Халик [9] представили простой метод определения размеров накопителей энергии с фазовым переходом (таких как Na 2 SO 4 · 10H 2 0, Na 2 HPO 4 · 12H 2 O и P116) или каменное хранилище для воздушных солнечных систем отопления.Эффективная теплоемкость блока с фазовым переходом была получена как функция его массы, скрытой теплоты, удельной теплоемкости и температуры плавления. Затем эффективная теплоемкость может использоваться вместе с любым удобным методом проектирования систем с явными накопителями тепла, например методом диаграмм, для оценки тепловых характеристик системы, использующей PCES.
Sillman [10] использовала годовое хранилище с активным SAHS, чтобы обеспечить хранение солнечного тепла в летнее время для использования зимой. Представлены результаты комплексного компьютерного моделирования работы активных САХС с длительным хранением горячей воды.Уникальной особенностью было исследование систем, используемых для обеспечения резервного тепла в пассивные солнечные и энергосберегающие здания, а также для удовлетворения стандартных тепловых нагрузок. Результаты показали, что производительность системы увеличивается линейно по мере увеличения объема хранилища, вплоть до того момента, когда резервуар для хранения становится достаточно большим, чтобы хранить все тепло, собранное летом. В отличие от систем дневного хранения, системы с годовым хранением показывают лишь незначительное уменьшение отдачи по мере увеличения размера системы. Годовые системы хранения, обеспечивающие почти 100% солнечного тепла, могут стоить столько же или меньше за единицу тепла, сколько 50% дневная солнечная система.Саез и Маккой [11] разработали математическую модель для моделирования динамического температурного отклика насадочной колонны на произвольную зависящую от времени температуру входящего воздуха. Модель включает осевую тепловую дисперсию, а также внутричастичную проводимость, особенности, которыми обычно пренебрегают, но могут быть важны в приложениях солнечной энергии. Результаты модели выгодно сравниваются с экспериментальными данными, найденными в литературе. Модель была использована для оптимизации аккумулирования тепла в системе бункера для породы (колонна, заполненная галькой) с учетом реалистичной переходной температуры на входе.
Bansal et al. [12] исследовали тепловые характеристики ПАВ, состоящих из пористого текстильного поглотителя между двумя пленками ПВХ. Количество утеплителей сильно зависит от характеристик ткани, образующей поглотитель, и от изоляции тыльной стороны. Для падающего солнечного излучения 687 Вт / м 2 на поверхности коллектора, повышение температуры воздуха, протекающего через солнечный коллектор, на 16–6 ° C со скоростью 800 м 3 / ч (что дает почти 71%).Далее было обнаружено, что линейное приближение для уравнения Хоттеля-Блисса приводит к ошибочным оценкам параметров коллектора, когда поглотитель был пористым, для коллектора того же типа с более плотной тканью в качестве поглотителя; однако такое приближение, как обычно, дает правильные численные значения характеристических параметров коллектора. Sodha et al. [13] предложили и проанализировали систему воздушного отопления, которая отличается от обычных систем тем, что ее можно использовать в ночное время.Система состоит из прямоугольного металлического (затемненного и застекленного) лотка, который заполнен водой и потоками воздуха, контактирующими с его нижней стороной. Были получены явные выражения для параметров, описывающих работу системы в двух случаях, а именно: (а) когда система все время остается открытой и (б) когда сверху использовалась изоляционная крышка для уменьшения тепловых потерь вверх во время выключения / отключения. низкие солнечные часы.
Bhargava et al. [14] представили экспериментальное исследование вместе с теоретической моделью двойного остекления FP-SAH, соединенного последовательно с интегрированным блоком коллектора-накопителя горных пород.Были сделаны прогнозы относительно влияния «» и количества остекления на характеристики SAH. Максимальные и составили 32,6% и 27,1% соответственно. Модель вполне соответствовала экспериментальным наблюдениям. Гарг и др. [15] модифицировал теорию матричного воздухонагревателя с задней пластиной, исследовал роль отдельных компонентов и изучил различия в производительности для воздуха, идущего вниз, и воздуха, текущего вверх через матрицу. Система сравнивалась с SAH традиционной конструкции с потоком между двумя пластинами.Максимум составил 72,19% при массовом расходе 200 (кг · м −2 час −1 ). Sharma et al. [16] представили экспериментальное исследование улучшения тепловых характеристик SAH с его воздуховодом, заполненным почерневшими матрицами проволочного экрана. Были проведены испытания, чтобы охватить широкий диапазон влияющих параметров, включая геометрию проволочных экранов, массовый расход и входные потоки солнечной энергии в реальных условиях окружающей среды. Было исследовано влияние этих параметров на тепловые характеристики, и результаты были сопоставлены с результатами плоских FPC.Максимальное улучшение составило 55%. Рицци и Шарма [17] разработали и изготовили простую систему хранения солнечных коллекторов (кирпичей), интегрированную с FP-SAH. Цели заключались в том, чтобы (а) изучить возможность использования различных материалов для изолированного основания, прозрачных покрытий, собирающей пластины, коробчатой конструкции, потенциальных кандидатов для СВС и так далее, (б) разработать подходящее хранилище солнечных коллекторов средней емкости. агрегат (воды, железа, камня, бетона, кирпича, Al 2 O 3 и т. д.), и (c) обсудить конструктивные особенности исследуемой системы.
Согласно ASHRAE [18], производство тепловой энергии солнечными системами воздушного отопления не всегда совпадает с потреблением или потреблением энергии. Чтобы компенсировать это несоответствие между временем генерации и использования, необходимы подсистемы аккумулирования тепла. Подсистемы хранения функционируют как аккумуляторы, накапливая избыточную энергию, генерируемую солнечными энергетическими системами, для последующего использования, когда солнечные энергетические системы не работают.Подсистемы аккумулирования тепла также обеспечивают интерфейс между подсистемами коллектора, системами отопления помещений и системами нагрева технической воды. Когда потребление энергии близко соответствует выработке энергии, например, высокая дневная нагрузка в течение 6 или 7 дней в неделю, минимальное накопление тепла или его отсутствие может быть приемлемым. Аббуд и др. [19] исследовали, что SAHS при постоянной температуре на выходе коллектора 50 ° C и 40 ° C обеспечивает на 2–12% больше солнечного тепла в жилом здании в год, чем та же система при обычных постоянных расходах.Два режима работы обеспечивали подачу воздуха в жилое помещение с примерно одинаковой среднемесячной температурой от 37 ° C до 41 ° C. При постоянной температуре коллектора аккумулирование тепла в «каменном дне» позволяет избежать холода и недоступности накопленного тепла, что обычно встречается при работе с постоянным расходом. Работа при постоянной температуре привела к лучшему температурному расслоению при хранении, чем в системах с постоянным расходом. Годовая солнечная фракция, обеспечиваемая работой при постоянной температуре 40 ° C и полноразмерной (18.53 м 3 ) пласт породы был 0,60 по сравнению с 0,53 при работе с постоянным потоком. Уменьшение объемов хранения снизило долю солнечной энергии до 0,47 уровней постоянного расхода и постоянной температуры 40 ° C. Fath [20] представил тепловые характеристики SAH простой конструкции. Обычный абсорбер FP был заменен набором трубок, заполненных TES (Sunoco-P116 и глауберова соль). Площадь теплопередачи предложенной интегрированной системы и «» были увеличены, а «» уменьшены. На основе простого анализа переходных процессов были разработаны явные выражения для температур поглотителя SAH и стеклянного покрытия, эффективного получаемого тепла и как функции времени.Система показала 63,35% дневной нормы (на Sunoco-P116), и (5 ° C выше) продлилась примерно на 16 часов по сравнению с обычным FP-SAH.
Chauhan et al. [21] протестировали солнечную сушилку (мощностью 0,5 тонны на партию), соединенную с каменным слоем SAH, которая может работать даже в темное время суток. SAH был получен 31 совокупный солнечный световой час при скорости воздуха 250 кг / ч 2 . Тепло, накопленное в горном слое SAH, может быть эффективно использовано для нагрева входящего воздуха для сушки без солнечного света.Aboul-Enein et al. [22] представили переходную модель для FP-SAH с теплоаккумулятором и без него. Влияние конструктивных параметров SAH, таких как длина, ширина, расстояние между пластиной абсорбера и стеклянной крышкой, а также толщина и тип накопительного материала (песок, гранит и вода), на выпускную и среднюю температуры проходящего воздуха были учился. Было обнаружено, что поток воздуха уменьшается с увеличением расстояния между зазорами и воздухом. Повышение эффективности нагревателя при хранении было достигнуто при оптимальной толщине материала для хранения.Таким образом, SAH использовался в качестве источника тепла для сушки сельскохозяйственных продуктов, и процесс сушки будет продолжаться в течение ночи вместо реабсорбции влаги из окружающего воздуха. Enibe [23] были спроектированы и оценены производительность (при естественной конвекции) пассивной системы нагрева воздуха на солнечной энергии, которая потенциально может применяться при сушке сельскохозяйственных культур и инкубации яиц птицы, состоящей из одинарного остекления FPSC, интегрированного с системой хранения тепла PCM парафинового типа. . ПКМ был приготовлен в модулях, равномерно распределенных по пластине абсорбера.Система была испытана в дневных условиях без нагрузки в диапазоне 19–41 ° C и дневном общем диапазоне облучения 4,9–19,9 МДж м –2 . Пиковое повышение температуры нагретого воздуха составляло около 15 К, в то время как максимальная скорость воздушного потока и пиковая совокупная полезная эффективность составляли около 0,058 кг / с –1 и 22%, соответственно. Thakur et al. [24] были проведены экспериментальные испытания на SAH с насадочным слоем с низкой пористостью. Канал уплотненного слоя имел алюминиевый лист толщиной 2 мм и несколько слоев сеток из проволочной сетки, расположенных один над стороной алюминиевого листа, а под ним — 50 мм термоколя и фанеру толщиной 12 мм.Корреляции были разработаны для фактора Колберна и ff для низких диапазонов пористости от 0,667 до 0,880 и диапазона Re от 182 до 1168. Было обнаружено, что уменьшение пористости является фактором увеличения объемного.
Abbaspour-sani [25] объяснил, что блоки со слоем насадки наиболее подходящие для хранения SAH. В этих системах накопитель получает тепло от коллектора во время периода сбора и отводит тепло в здание в процессе извлечения. Был представлен метод определения размера PBS в SAHS (рис. 3).Дизайн был основан на кривых, которые были созданы для хранилища, используемого в CSU Solar House-II, путем моделирования. При моделировании с почасовыми метеорологическими данными учитывались основные параметры, такие как поперечный слой, диаметр частиц и средняя пористость. Результаты сравнивали с анализом диаграммы. Озтюрк и Демирель [26] исследовали тепловые характеристики SAH с проточным каналом, заполненным кольцами Рашига. Уплотнение улучшило передачу тепла от пластины потоку воздуха под ней.Пластина поглотителя из алюминия была покрыта черной краской. Характерный диаметр колец Рашига, изготовленных из черной трубки из поливинилхлорида (ПВХ), составлял 50 мм, а глубина насадочного слоя в проточном канале составляла 60 мм. Скорость рекуперации тепла из PB-SAH варьировалась от 9,3 до 151,5 Вт · м -2 , в то время как скорость тепловой эксергии, извлеченной из PB-SAH, варьировалась от 0,04 до 8,77 Вт · м -2 во время периода зарядки. Было обнаружено, что среднесуточная эффективность нетто-энергии и эксергии составила 17.51 и 0,91% соответственно. Энергетическая и эксергетическая эффективность PB-SAH увеличивалась по мере увеличения двух жидких теплоносителей.
Naphon [27] исследовал характеристики теплопередачи и рабочие характеристики двухпроходного FP-SAH с пористой средой и без нее. Было рассмотрено влияние теплопроводности пористой среды на характеристики теплопередачи и рабочие характеристики. SAH с пористой средой дает на 25,9% больше, чем без пористой среды. Теплопроводность пористой среды существенно влияла на тепловые характеристики SAH.Модель была подтверждена путем сравнения с экспериментальными данными предыдущих исследователей со средними ошибками 18,4% и 4,3% для SAH с пористой средой и без нее, соответственно. Wang et al. [28] представили своего рода новый высокотемпературный накопительный нагреватель PCM. Была проведена серия экспериментов для проверки характеристик теплового заряда и разряда этого нагревателя. Al Si 12 был использован в качестве подходящей теплонакопительной среды, и температура воздуха была обнаружена около 135 ° C. Нагреватель был экономичным для отопления жилых помещений из-за низкой стоимости эксплуатации.Эль-Себайи и др. [29] исследовали тепловые характеристики двойного стекла и двойного прохода SAH с уплотненным слоем. Для проверки предложенной математической модели были выполнены сравнения экспериментальных и теоретических результатов, а также сравнения тепловых характеристик системы без насадочного слоя и с насадочным слоем (над или под пластиной поглотителя). Некоторые эксперименты были также выполнены с использованием лома железа в качестве PBM. Значения с гравием оказались на 22–27% выше, чем без насадки.Среднегодовые значения и оказались на 16,5% и 28,5% выше, чем в системе без уплотненного слоя, что указывает на улучшение производительности нагревателя при использовании PBM.
Алкилани и др. [30] представили теоретическую модель воздуха за счет процесса разряда тепловой энергии из блока PCM, который состоит из расположенных в линию отдельных рядов цилиндров, содержащих соединение парафинового воска с порошком Al (рис. 4). Система спроектирована одинарным стеклопакетом, интегрированным с блоком ПКМ, который был разделен на цилиндры в виде емкости-поглотителя, установленной в коллекторе в поперечном потоке прокачиваемого воздуха.При моделировании в помещении предполагалось, что ПКМ изначально находится в жидкой фазе, нагретой имитатором солнечного излучения, в то время как воздух прокачивается по цилиндрам при комнатной температуре, температуре воздуха на выходе и времени замораживания ПКМ; представляют собой важные факторы. Было начато 8 шагов от 0,05 до 0,19 кг / с.
Prasad et al. [31] исследовали SAH с уплотненным слоем, используя проволочную сетку в качестве упаковочного материала (рис. 5). Данные, относящиеся к теплопередаче и характеристикам трения, были собраны для значений расхода воздуха от 0 до 0.От 0159 до 0,0347 кг / с-м 2 для 8 комплектов матриц с различными геометрическими параметрами. SAH с уплотненным слоем сравнивали с таковым для обычного SAH, чтобы определить усиление, которое составляет порядка 76,9–89,5%. Экспериментальные данные были использованы для построения корреляций для фактора Колберна и ff как функции геометрических параметров пласта и потока Re. Слой с самым низким значением пористости (0,599) имеет наилучшее значение между 53,3% и 68,5%. Диапазон увеличения оказался от 89.Минимум от 5% до максимум 76,9% в исследованном диапазоне пористости.
Singh et al. [32] обсудили несколько математических моделей, таких как; Двухфазная модель (модель Шумана), модель внутричастичной проводимости и дисперсии, однофазная модель, эквивалентность двухфазной и однофазной моделей, модель Котье и Фарбера, модель Сагара и Накахара и модель Муммы и Марвина, в литературе для прогнозирования тепловые характеристики системы накопления энергии с уплотненным слоем для SAH.В документе показаны различные модели для прогнозирования тепловых характеристик и, следовательно, они полезны для выбора подходящей модели. Сараванакумар и Майилсами [33] представили тепловые характеристики FP-SAH с накопителями тепла и без них. Солнечный коллектор с принудительной конвекцией, интегрированный с другим материалом СВС, был разработан и испытан на его производительность. Система состоит из FP-SAH с теплоаккумулятором и центробежного вентилятора для увеличения коллектора и (10–20%). Гравий с металлическими отходами дает лучшую эффективность, чем другие складские материалы.Солнечный коллектор с принудительной конвекцией больше подходил для сушки качественного высушенного продукта даже в пасмурном климате. Тяги и др. [34] представили анализ характеристик SAH с PCM и без него, а именно парафинового воска и масла Hytherm. Для изучения сравнительных характеристик этой экспериментальной системы использовались три различных варианта: без PCM, с PCM и с маслом Hytherm. Оказалось, что в случае с ТЭС выше, чем в случае без ТЭС, кроме того, температура на выходе с парафином несколько выше, чем с маслом Hytherm.Было отмечено, что в случае аккумулирования тепла было (от 20% до 53%) выше, чем в случае без ТЭС, кроме того, в случае парафинового воска было немного выше, чем в случае с маслом Hytherm. .
Zhao et al. [35] разработали модель SAHS через TRNSYS для площади застройки 3319 м 2 . Система воздушного отопления потенциально могла быть применена для обогрева помещений в отопительный сезон и горячего водоснабжения в течение всего года в Северном Китае с использованием галечного слоя и резервуара для хранения воды в качестве накопителя тепла.Были разработаны пять различных рабочих режимов, основанных на различных рабочих условиях, которые управлялись посредством включения / выключения вентилятора и дополнительного нагревателя, а также посредством ручного управления воздушными заслонками. Результаты показали, что спроектированная солнечная система может удовлетворить 32,8% потребности в тепловой энергии в отопительный сезон и 84,6% потребления энергии в сезон без отопления, при средней годовой доле солнечной энергии 53,04%. Алкилани и др. [36] изучали участие TES в накоплении солнечной энергии для нагрева воздуха за счет энергии, полученной от солнца.Обзор суммировал предыдущие работы по SAH с материалами для хранения, включая теплицу, инкапсуляцию и последние разработки в области хранения солнечной тепловой энергии с воздухом в качестве теплоносителя. Оказалось, что для оптимальных тепловых характеристик SAH требуется ПКМ с высокой скрытой теплотой. Дубовский и др. [37] представили анализ трубчатого теплообменника, в котором используется скрытая теплота PCM. При этом ПКМ был расплавлен внутри трубок, в то время как воздух проходил через ряды трубок (рис. 6).Явная теплоемкость жидкого ПКМ и материала трубок считалась небольшой по сравнению со скрытой теплотой плавления. Было получено аналитическое решение и проведено сравнение с результатами численного решения. Были найдены простые формулы для общих параметров теплообмена, таких как скорость теплопередачи, запасенная энергия и общее время плавления. Модель предсказала результаты для отдельных трубок в зависимости от их расположения в системе.
Dolado et al. [38] протестировали термоциклирование воздушного теплообменника из PCM (органического и парафинового) в реальном масштабе времени.Была модифицирована экспериментальная установка, ранее спроектированная и использованная для тестирования реальных прототипов воздушных теплообменников ПКМ. Для устройства TES было измерено 7 различных воздушных потоков в диапазоне от 3 до 25 Па. Анализ собранных данных позволяет разработать эмпирическую модель устройства и прийти к ряду практических правил. На основе экспериментальных результатов была разработана эмпирическая модель в качестве инструмента проектирования для приложений, в которых используется такая технология: экологичное жилье, процессы отверждения и сушки, промышленное производство, HVAC и естественное охлаждение.Алкилани и др. [39] обсуждали, что процесс TES может уменьшить несоответствие времени или скорости между энергоснабжением и потреблением энергии путем разработки SAH, интегрированного с чистым парафиновым воском и композитным ПКМ парафин-воск-Al. Система имела застекленный изолированный воздуховод, воздушный насос и набор капсул из PCM, которые поглощают излучение и сохраняют тепловую энергию для разряда по требованию при отсутствии излучения. Два случая были протестированы для используемого носителя информации; массовая доля Al составляла 0,5%, а размер частиц порошка составлял 70 мкм мкм.Экспериментальные результаты показали, что время зарядки сокращается примерно на 70% при использовании композита парафин-алюминий. Достигнутые максимальные величины 71,9 и 77,18% при равных 0,05 и 0,07 кг сек. -1 для чистого парафинового воска и соединения соответственно. Время выгрузки было сокращено за счет добавления порошка Al в воск. После добавления порошка Al значение увеличивалось. Charvat et al. [40] провели имитационные исследования поведения САУ с интегрированной LHS. Модель коллектора создана с использованием связи между TRNSYS-17 и MATLAB.LHS (PCM) был интегрирован с солнечным поглотителем. Модель абсорбера LHS была создана в MATLAB, а модель самого SAC была создана в TRNSYS (Type 56). Накопление тепла в виде ПКМ привело к более низким температурам воздуха на выходе из коллектора в солнечные часы и более высоким температурам воздуха после захода солнца, когда ПКМ выделял тепло, накопленное в течение дня. Моделирование проводилось для ПКМ с температурой плавления 40 ° C. Были построены и испытаны два экспериментальных солнечных коллектора с параметрами, аналогичными тем, которые использовались при моделировании.
Кришнантх и Муругавел [41] изготовили двухпроходный SAH, интегрированный с TES. Парафиновый воск (с алюминиевыми капсулами) использовался в качестве теплоносителя. Солнечный нагреватель, интегрированный с теплоаккумулятором, обеспечивает сравнительно высокую температуру. КПД SAH, интегрированного с TES, также был выше, чем у воздухонагревателя без TES. Исследование пришло к выводу, что наличие теплоносителя на пластине поглотителя является наилучшей конфигурацией. Картикеян и Велрадж [42] исследовали переходное поведение блока LHS с насадочным слоем, состоящего из цилиндрического резервуара для хранения, заполненного сферическими контейнерами, заключенными в PCM.Была разработана численная модель на основе энтальпии, которая также учитывает тепловой градиент внутри капсул ПКМ, и основные уравнения были дискретизированы с использованием явного метода конечных разностей для решения распределения температуры теплоносителя и ПКМ. Был сделан вывод, что для размера накопителя, выбранного для экспериментального исследования, расход теплоносителя 0,015 кг / с был в состоянии обеспечить почти равномерный тепловой поток во время процессов зарядки и разрядки.Исследование было хорошим для проектирования блоков TES на основе ПКМ с воздухом в качестве теплоносителя, подходящих для солнечной сушки и отопления помещений. Aissa et al. [43] изучали принудительную конвекцию FP-SAH со слоем материала для хранения гранитного камня в климатических условиях Египта-Асуана. Эксперименты проводились при различных массовых расходах воздуха от 0,016 кг / с до 0,08 кг / с в течение пяти жарких летних дней июля 2008 г. Обсуждались изменения,, Nu и распределения температуры вдоль воздухонагревателя.Результаты показали улучшение от 10 до 25 ° C более чем. Тяги и др. [44] представили сравнительное экспериментальное исследование, основанное на анализе энергии и эксергии типичного коллектора SAH с материалом временного накопителя тепловой энергии (THES) и без него, а именно парафином и маслом Hytherm. На основе экспериментальных наблюдений были рассчитаны 1-й закон и 2-й закон эффективности относительно доступного солнечного излучения для трех различных схем, а именно, одной схемы без TES и двух схем с THES (а именно, масло Hytherm и парафин, соответственно.). Было обнаружено, что обе эффективности в случае теплоаккумулирующего материала / жидкости были значительно выше, чем в случае без THES, кроме того, обе эффективности в случае парафинового воска были немного выше, чем у случая с маслом Hytherm.
Bouadila et al. [45] провели некоторые экспериментальные исследования для оценки тепловых характеристик нового коллектора SAH с использованием уплотненного слоя сферических капсул PCM (SN 27) с системой LHS. Солнечная энергия накапливалась в уплотненном слое в течение суток и извлекалась ночью.Экспериментальная установка состоит из абсорбера с насадочным слоем, образованного сферическими капсулами с черным покрытием и закрепленных стальной матрицей. Капсулы имели внешний диаметр 0,077 мкм и были формованы выдуванием из смеси полиолефинов со средней толщиной 0,002 мкм. Ежедневный диапазон колеблется от 32% до 45%, а дневной — от 13% до 25%. Байрак и др. [46] изучали характеристики пористых перегородок, вставленных SAH, с использованием методов анализа энергии и эксергии. Внутри САУ в качестве пассивного элемента использовались пористые перегородки разной толщины.Пенопласты Al с закрытыми ячейками были выбраны в качестве пористых материалов с общей площадью поверхности 50 см 2 . Они были размещены на САУ последовательно и в шахматном порядке. В ходе экспериментов были протестированы пять типов SAH, которые сравнили друг с другом с точки зрения их эффективности. Измеряемые параметры:,, и. Изменение эффективности от случая 1 к случаю 5 наблюдалось от 39,35% до 75,13%. Esakkimuthu et al. [47] исследовали возможность использования PCM (HS-58) в блоке LHS, интегрированном с SAH, для хранения избыточной энергии в часы пикового солнечного сияния, а также для увеличения продолжительности использования SAH за пределами солнечных часов. , для различных массовых расходов.Для конфигурации резервуара-хранилища и размера шара PCM (HS 58) учитывался в исследовании. Значение увеличивалось с увеличением скорости и достигло максимума 65% в полдень.
Saxena et al. [48] разработали SAH, который может работать как на солнечной энергии, так и на вспомогательной энергии (рис. 7). Гранулированный углерод (коэффициент температуропроводности (м 2 / с / 10 6 ) -1,02, коэффициент излучения-0,91, коэффициент поглощения-0,97 и объем пор 1,04 см 3 / г) использовали в качестве материала с высокой теплопоглощающей способностью. который был нанесен в виде тонкого слоя и покрыт флоат-стеклом с высоким сопротивлением, которое действовало как абсорбирующий лоток.Было замечено максимальное значение 68 ° C при средней выходной температуре 57 ° C при естественной конвекции. В то время как в случае принудительной конвекции наблюдался максимум 46 ° C при средней температуре на выходе 33,2 ° C. Сингх и Панвар [49] объяснили, что сбор энергии FP-SAH низок из-за больших тепловых потерь и низкого «» между поглотителем и воздухом, текущим в воздуховоде. Насадочные кровати успешно используются для повышения коэффициентов теплопередачи в SAH, а также могут использоваться для сушки сельскохозяйственных продуктов и обогрева помещений.Обсуждались также теоретические исследования влияния теплопроводности материала и геометрии экрана на изменение температуры тканого экрана из проволоки PB-SAH. Было обнаружено, что тепловые характеристики несколько зависят от теплопроводности материала экрана. Вместо этого это больше зависит от геометрии и коэффициента ослабления матрицы. Низкое значение коэффициента экстинкции желательно для максимального поглощения солнечного излучения и минимальных тепловых потерь. Используемый численный метод анализа был основан на аппроксимации конечных разностей и был решен с помощью компьютерной программы на языке C ++ .
3. Результат и обсуждение
Существует много материалов TES, доступных для применения в солнечной тепловой энергии, некоторые из которых ранее были исследованы экспериментальными испытаниями. Среди этих материалов наиболее распространенными материалами являются горные породы, галька, алюминиевые композиты, вода и парафиновый воск, которые работают как SHS, LHS или оба типа аккумуляторов тепла. Сравнение производительности систем накопления энергии PCM с накопителями энергии из воды и горных пород показало (рис. 8), что система накопления энергии с фазовым переходом обеспечивает гораздо более эффективную TES [50].Экспериментальные испытания проводились для проверки возможности различных материалов TES сохранять тепло от солнца в солнечные часы и выделять энергию в виде тепла в нерабочее время, специально для использования в солнечной энергии. Было замечено, что большинство материалов обладают хорошей способностью сохранять тепло и выделять это тепло (при желаемой температуре) в течение длительного периода в часы, когда солнце не светит, для обогрева. Если мы намеренно говорим о ТЭС в солнечных приложениях, то солнечная энергия также может храниться в изолированных емкостях из камней или гальки, и это удобно для использования в зданиях.Этот тип хранения очень часто используется при температурах до 100 ° C в сочетании с SAH. При изменении температуры на 50 ° C камни и бетон могут сохранять до 36 кДж / кг. Большинство материалов, предлагаемых для хранения энергии при высоких температурах (120–1400 ° C), представляют собой неорганические соли или металлы.
Среди металлов в качестве подходящих примеров были упомянуты алюминий, магний и цинк. Использование металлических сред может быть выгодным там, где требуется высокая теплопроводность, а стоимость имеет второстепенное значение.Если мы посмотрим на использование этих материалов в системах солнечной энергии, таких как солнечная плита, солнечный водонагреватель, солнечный воздухонагреватель и солнечные сушилки, то примечательно, что эти материалы делают конструкцию сложной и дорогостоящей (в некоторых случаях).
В таблице 1 показаны характеристики наиболее часто используемых материалов для аккумулирования тепла, включая минералы песчано-каменные, бетон, огнеупорные кирпичи и ферросплавные материалы, которые будут использоваться в солнечных батареях. Эти материалы имеют рабочие температуры от 150 ° C до 1100 ° C и обладают лучшей теплопроводностью.Все материалы имеют низкую стоимость: от 0,05 до 5,00 долларов США / кг. Единственным недостатком является то, что их теплоемкость довольно низкая, от 0,56 кДж / (кг ° C) до 1,3 кДж / (кг ° C), что может сделать накопитель невероятно большим. Общим преимуществом СВС является его низкая стоимость, варьирующаяся от 0,05 до 5,00 долларов США / кг, по сравнению с высокой стоимостью хранения скрытой теплоты, которая обычно колеблется от 4,28 долларов США / кг до 334,00 долларов США / кг. С другой стороны, материалы LHS (PCM) могут накапливать или выделять большое количество тепла при преобразовании своей фазовой структуры во время процессов плавления или затвердевания.Поскольку энтальпии фазового перехода ПКМ обычно намного выше (в 100–200 раз), чем явное тепло, LHS имеет гораздо более высокую плотность хранения, чем SHS. Эти материалы имеют температуру фазового перехода от 100 ° C до 900 ° C и скрытую теплоту от 124 до 560 кДж / кг. В отличие от СВС, в которых материалы имеют большое повышение / падение температуры при накоплении / высвобождении тепловой энергии, СВС может работать почти изотермически из-за механизма фазового перехода. Это делает LHS подходящим для применения в солнечной тепловой энергии, в то время как наиболее подходящие материалы TES для солнечной тепловой энергии — это те материалы, которые можно обрабатывать как SHS, так и LHS.Благодаря использованию этих материалов система хорошо работает в солнечные часы из-за более высокой чувствительности и в нерабочее время, просто выделяя тепло, поглощаемое в солнечные часы. Если мы рассмотрим лучший материал TES среди всех протестированных материалов, то гранулированный углерод будет очень экономичным, легкодоступным, эффективным материалом TES по сравнению с другими материалами TES и наиболее подходящим для применения в солнечной тепловой энергии. Примечательно, что хранилища горных пород, хранилища галечных слоев или хранилища парафинового воска могут обеспечивать тепло до 90 минут после солнечных часов с любыми дополнительными источниками тепла, в то время как в случае гранулированного углерода было замечено, что этот материал TES успешно поддерживает температура до 125 минут в темное время суток (после снятия источника тепла).Кроме того, диапазон падения температуры после удаления источника тепла (то есть от полного солнечного света до отсутствия солнечного света) в случае гранулированного углерода довольно низок по сравнению с другими материалами.
|
Помимо этого, пригодность гранулированного углерода для использования в солнечной тепловой энергии намеренно достаточно хороша в солнечных плитах и воздухонагревателях для получения и поддержания температуры выше температуры окружающей среды (от 25 до 50 ° C выше). ).Этот материал имеет подходящие качества для использования в качестве ТЭС в солнечных тепловых системах. Он легкодоступен, экономичен, имеет высокий поглотитель тепла, легкий, не имеет проблем с утечками, не представляет опасности для системы и эффективен для сохранения тепла в плохих условиях окружающей среды. Если этот материал используется в SAH в качестве TES, то мы можем получить хорошую температуру для обогрева помещения, сушки или приправы древесины.
4. Заключение
Внимательно читая предыдущую литературу, было замечено, что каждый TES оказывает значительное влияние на тепловые характеристики SAH.Используя эти теплоаккумулирующие материалы, можно повысить термический КПД для обеспечения хорошей производительности SAHS даже в плохих условиях окружающей среды. SHS и LHS являются одними из основных методов TES, рассматриваемых в настоящее время для различных применений солнечного тепла, таких как солнечное приготовление пищи, солнечная сушка, обработка древесины и обогрев помещений. Можно сделать вывод, что горные породы, кирпич, бетон, вода и железный гравий относятся к материалам TES с низким рейтингом для применения в солнечной энергии из-за низкой теплоемкости (коэффициент теплопередачи между потоком жидкости и средой) и низкой стоимости, в то время как PCM, такие как парафиновый воск и глауберова соль, полезны из-за того, что обладают хорошей способностью сохранять сравнительно большое количество тепла в небольшом диапазоне температур без соответствующего большого изменения объема во время перехода, но они намного дороже, чем материалы LHS.Это явное преимущество скрытой теплоты перед явной теплотой из сравнения объема и массы блока аккумулирования, необходимого для хранения определенного количества тепла. Следовательно, они могут быть оценены по более высокому рейтингу материала TES. Помимо этого, материалы, которые могут работать как СВС и ЛГС, лучше всего подходят для ТЭС в солнечных тепловых приложениях, таких как гранулированный углерод. Вероятные материалы также могут быть отнесены к категории материалов с высоким рейтингом из-за высокой теплоемкости и высокой скорости теплопередачи, а также из-за главного преимущества среды, заключающейся в том, что она может хорошо работать в низких условиях окружающей среды для солнечных систем.
Теоретически был проведен обзор SAH с блоками TES, включая системы отопления помещений, солнечную сушку и обработку древесины различными теплоаккумулирующими материалами. Были выполнены SAH, интегрированные с различными материалами TES, и проведены исследования теплопередачи воздуха как теплоносителя и тепловой эффективности. Из этого можно сделать вывод, что недавние исследования были сосредоточены на использовании различных материалов TES для материалов TES от более низкого до более высокого качества для SAHS. Для лучших тепловых характеристик SAH PCM с высокой скрытой теплотой и большой площадью поверхности был признан наивысшим рейтингом.В то время как SHS имеет более низкий рейтинг, лучшие по рейтингу материалы представляют собой комбинацию материалов LHS и SHS, таких как гранулированный углерод, и могут быть отнесены к категории материалов TES со средним рейтингом. Вероятно, материалы представляют собой объединение группы солнечной энергии и аккумуляторов тепла для снижения потерь тепла и стоимости.
Сокращения
SAH: | Солнечный воздухонагреватель | ||
SAHS: | Солнечные системы воздушного отопления | ||
FP: | Плоская пластина | ||
LHS: | Скрытое аккумулирование тепла | ||
SHS: | Явное аккумулирование тепла | ||
TES: | Накопитель тепловой энергии | ||
SAC: | PB409 | PB409 904 кровать. |
Re: | Число Рейнольдса |
: | Коэффициент теплопотерь |
: | Коэффициент теплопередачи | ff | Угол атаки |
: | Падение давления |
: | Массовый расход |
: | КПД |
: | Температура окружающей среды |
: | Температура пластины |
,: | Солнечное излучение. |
Конфликт интересов
Нет никаких финансовых или иных отношений с другими людьми или организациями, которые могли бы ненадлежащим образом повлиять на работу авторов, а также не со стороны учреждения.
Солнечный воздухонагреватель | Солнечная система воздушного отопления
Солнце обеспечивает тепло круглый год, так почему бы не использовать солнечную энергию и зимой! Солнечное воздушное отопление может дополнить вашу обычную систему отопления и может значительно снизить ваши расходы на отопление.Воздух в вашем доме циркулирует через коллектор на внешней стене, где он может нагреться до 30 градусов, прежде чем снова попадет в комнату. Эти коллекторы размером 4×8 футов выглядят как большие двери и должны быть установлены на солнечной южной стене или крыше.
Коллекторы весят около 100 фунтов, поэтому обязательно попросите друга помочь вам с установкой. Да, вам нужно будет проделать два отверстия (диаметром около 5 дюймов) во внешних стенах. В солнечный день воздухонагреватель будет выделять тепло, которое будет накапливаться в мебели, коврах, шторах и т. Д.(Мы называем это «тепловой массой».) Это тепло будет рассеиваться в течение вечера. Один коллектор рекомендуется для обогрева около 750 квадратных футов и обычно прослужит 25-30 лет! Возможно, в это время вам потребуется заменить вентилятор.
В чем разница между воздухонагревателями? И SunMate, и Solarsheat сертифицированы SRCC. Корпорация Solar Rating and Certification Corporation проводит независимые испытания и публикует данные о производительности солнечных коллекторов. Изучая свои варианты, вы заметите одно главное различие между двумя типами рециркуляционных воздухонагревателей, которые мы предлагаем: источник, который питает вентилятор.В некоторых воздухонагревателях (например, в комплекте с настенным креплением Environmental Solar Systems SunMate) есть вентилятор, который подключается прямо к стене. Другие коллекторы (например, застекленный солнечный воздухонагреватель Your Solar Home 1500G) имеют встроенную солнечную электрическую панель, которая питает вентилятор — нет необходимости вообще подключать его к стене! Лучше всего солнечные воздухонагреватели относительно просты в понимании и могут быть установлены подрядчиком или мастером менее чем за день. Обязательно прочтите инструкции по установке каждого из них перед покупкой.Руководство можно найти на вкладке Product Documentation на странице технических характеристик продукта. Чтобы узнать больше о преимуществах этой красивой простой системы, обратитесь к нашему руководству в разделе «Как сделать» или посетите нас в Массачусетсе для занятий по воздушному отоплению.
Шесть причин, почему мы больше не продаем солнечные воздухонагреватели
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.
Воздухонагревателибыли (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, мы теперь рекомендуем использовать вашу главную крышу (выходящую на север) для солнечных фотоэлектрических систем, 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 влияют на эффективность.
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 узнать больше о важности защиты от сквозняков и изоляции в Домашней книге Energy Freedom.
4) Солнечные воздухонагреватели сложно установить.
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 воздухонагреватели 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 воздухонагреватели 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 не конкурируете напрямую с местом на крыше для солнечных фотоэлектрических систем. 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.
Солнечный воздухонагреватель — особенности, которые нужно искать
Регулятор расхода воздуха — Воздух подается снаружи 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 воздухонагреватель — 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 обогревателиСамый 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.