Päikesesüsteemide klassifikatsioon ja põhielemendid
Päikeseküttesüsteemid on süsteemid, mis kasutavad soojusenergia allikana päikesekiirgust. Nende iseloomulik erinevus teistest süsteemidest madala temperatuuriga küte on rakendus eriline element- päikesevastuvõtja, mis on mõeldud päikesekiirguse püüdmiseks ja selle muundamiseks soojusenergia.
Päikesekiirguse kasutamise meetodi järgi jaotatakse päikese madala temperatuuriga küttesüsteemid passiivseteks ja aktiivseteks.
Päikeseküttesüsteeme nimetatakse passiivseteks, milles hoone ise või selle üksikud piirded (kollektorhoone, kollektorsein, kollektorkatus jne) toimivad elemendina, mis võtab vastu päikesekiirgust ja muudab selle soojuseks (joonis 3.4)) .
Riis. 3.4. Passiivne madala temperatuuriga päikeseküttesüsteem "kollektorsein": 1 - päikesekiired; 2 – poolläbipaistev ekraan; 3 - õhusiiber; 4 - kuumutatud õhk; 5 - jahutatud õhk ruumist; 6 - seinamassiivi enda pikalaineline soojuskiirgus; 7 - seina musta kiirgust vastuvõttev pind; 8 - rulood.
Aktiivseks nimetatakse päikeseenergia madala temperatuuriga küttesüsteeme, milles päikesevastuvõtja on iseseisev eraldiseisev seade, mis ei ole hoonega seotud. Aktiivsed päikesesüsteemid võib jagada järgmisteks osadeks:
- otstarbe järgi (sooja veevarustus, küttesüsteemid, soojus- ja külmavarustuse kombineeritud süsteemid);
- kasutatud jahutusvedeliku tüübi järgi (vedelik - vesi, antifriis ja õhk);
- töö kestuse järgi (aastaringselt, hooajaliselt);
- vastavalt skeemide tehnilisele lahendusele (ühe-, kahe-, mitmeahelaline).
Õhk on laialdaselt kasutatav jahutusvedelik, mis ei külmu kogu tööparameetrite ulatuses. Soojuskandjana kasutamisel on võimalik kombineerida küttesüsteeme ventilatsioonisüsteemiga. Õhk on aga väikese soojusvõimsusega jahutusvedelik, mis toob kaasa metallikulu suurenemise süsteemide paigaldamisel õhuküte võrreldes veesüsteemidega.
Vesi on soojusintensiivne ja laialdaselt kättesaadav jahutusvedelik. Kuid temperatuuril alla 0°C on vaja lisada antifriisi. Lisaks tuleb arvestada, et hapnikuga küllastunud vesi põhjustab torustike ja aparatuuri korrosiooni. Kuid metalli tarbimine vee-päikesesüsteemides on palju väiksem, mis aitab suurel määral kaasa nende laiemale kasutamisele.
Hooajalised sooja vee päikesesüsteemid on tavaliselt üheahelalised ja töötavad suvel ja üleminekukuudel, positiivse välistemperatuuriga perioodidel. Olenevalt hooldatava objekti eesmärgist ja töötingimustest võib neil olla täiendav soojusallikas või ilma selleta hakkama saada.
Päikesesüsteemid hoonete kütmiseks on tavaliselt kahe- või enamasti mitmeahelalised ning erinevate ahelate jaoks saab kasutada erinevaid soojuskandjaid (näiteks päikesekontuuris antifriisi vedelike vesilahused, vahekontuurides vesi ja õhk tarbijaahelas).
Hoonete soojuse ja külmaga varustamiseks mõeldud aastaringsed kombineeritud päikesesüsteemid on mitmeahelalised ja sisaldavad täiendavat soojusallikat traditsioonilise orgaanilisel kütusel töötava soojusgeneraatori või soojustrafo näol.
elektriskeem päikeseküttesüsteem on näidatud joonisel 3.5. See sisaldab kolme tsirkulatsiooniahelat:
- esimene ahel, mis koosneb päikesekollektoritest 1, tsirkulatsioonipumbast 8 ja vedelsoojusvahetist 3;
- teine ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8 ja soojusvahetist 3;
- kolmas ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8, vesi-õhk soojusvahetist (küttekehast) 5.
Riis. 3.5. Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm: 1 - päikesekollektor; 2 - säilituspaak; 3 - soojusvaheti; 4 - hoone; 5 - kütteseade; 6 - küttesüsteemi alaõpe; 7 - sooja veevarustuse varusüsteem; 8 - tsirkulatsioonipump; 9 - ventilaator.
Päikeseküttesüsteem töötab järgmiselt. Päikesekollektorites 1 soojendatud soojusvastuvõtukontuuri jahutusvedelik (antifriis) siseneb soojusvahetisse 3, kus antifriisi soojus kandub toimel soojusvaheti 3 rõngakujulises ruumis ringlevale veele. sekundaarahela pumbast 8. Kuumutatud vesi siseneb akumulatsioonipaaki 2. Vesi võetakse akumulatsioonipaagist sooja vee etteandepumba 8 abil, viiakse vajadusel dublieris 7 vajaliku temperatuurini ja siseneb hoone soojaveevarustussüsteemi. Säilituspaaki toidetakse veevärgist.
Kütmiseks suunatakse vesi akumulatsioonipaagist 2 kolmanda ahela 8 pumba abil küttekehasse 5, mille kaudu õhk juhitakse ventilaatori 9 abil ja soojenemisel siseneb see hoonesse 4. päikesekiirguse või päikesekollektorite tekitatud soojusenergia nappuse korral lülitatakse töö sisse varu 6.
Päikese soojusvarustussüsteemi elementide valiku ja paigutuse määravad igal juhul kliimategurid, rajatise eesmärk, soojuse tarbimise režiim ja majandusnäitajad.
Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad
Kontsentreerivad päikesevastuvõtjad on sfäärilised või paraboolsed peeglid (joon. 3.6), valmistatud poleeritud metallist, mille fookusesse on paigutatud soojust vastuvõttev element (päikesekatel), mille kaudu ringleb jahutusvedelik. Soojuskandjana kasutatakse vett või mittekülmuvaid vedelikke. Kasutades vett soojuskandjana öösel ja külmal perioodil, tuleb süsteem tühjendada, et vältida selle külmumist.
Päikesekiirguse püüdmise ja muundamise protsessi kõrge efektiivsuse tagamiseks peab kontsentreeriv päikesevastuvõtja olema pidevalt suunatud rangelt Päikesele. Selleks on päikesevastuvõtja varustatud jälgimissüsteemiga, sealhulgas päikese suunaanduriga, elektroonilise signaali muundamisseadmega, elektrimootoriga koos käigukastiga päikesevastuvõtja konstruktsiooni kahes tasapinnas pööramiseks.
Kontsentreeruvate päikesevastuvõtjatega süsteemide eeliseks on võime tekitada suhteliselt kõrgel temperatuuril (kuni 100 °C) soojust ja ühtlast auru. Puuduste hulgas on ehituse kõrge hind; vajadus peegeldavate pindade pideva tolmust puhastamise järele; töötada ainult valgel ajal ja seetõttu on vaja suuri akusid; suur energiatarve Päikese kursi jälgimissüsteemi juhtimiseks, mis on proportsionaalne genereeritud energiaga. Need puudused takistavad lai rakendus aktiivsed madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemid koos kontsentreeritud päikesevastuvõtjatega. IN Hiljuti kõige sagedamini kasutatakse madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemide jaoks lamedaid päikesekollektoreid.
Lamedad päikesekollektorid
Lameplaat päikesekollektor – lameda konfiguratsiooniga neelava paneeli ja lameda läbipaistva isolatsiooniga seade päikesekiirguse energia neelamiseks ja selle soojuseks muundamiseks.
Tasapinnalised päikesekollektorid (joonis 3.7) koosnevad klaasist või plastikust kattest (ühekordne, kahekordne, kolmekordne), päikesepoolselt küljelt mustaks värvitud soojust neelavast paneelist, tagaküljest isolatsioonist ja korpusest (metall, plastik, klaas) , puidust).
Soojust vastuvõtva paneelina saate jahutusvedeliku jaoks kasutada mis tahes metall- või plastlehte, millel on kanalid. Soojust vastuvõtvad paneelid on valmistatud kahte tüüpi alumiiniumist või terasest: lehttoru ja stantsitud paneelid (toru lehes). Plastpaneele, mis on tingitud haprusest ja kiirest vananemisest päikesevalguse toimel, samuti madala soojusjuhtivuse tõttu, ei kasutata laialdaselt.
Riis. 3.6 Päikesevastuvõtjate kontsentreerimine: a - paraboolkontsentraator; b – paraboolse küna kontsentraator; 1 - päikesekiired; 2 - soojust vastuvõttev element (päikesekollektor); 3 - peegel; 4 – jälgimissüsteemi ajamimehhanism; 5 - jahutusvedelikku varustavad ja tühjendavad torustikud.
Riis. 3.7. Lame päikesekollektor: 1 - päikesekiired; 2 - klaasimine; 3 - keha; 4 - soojust vastuvõttev pind; 5 - soojusisolatsioon; 6 - hermeetik; 7 - soojust vastuvõtva plaadi enda pikalainekiirgus.
Päikesekiirguse toimel kuumutatakse soojust vastuvõtvad paneelid temperatuurini 70–80 ° C, mis ületavad ümbritseva õhu temperatuuri, mis suurendab paneeli konvektiivset soojusülekannet. keskkond ja oma kiirgus taevasse. Jahutusvedeliku kõrgemate temperatuuride saavutamiseks kaetakse plaadi pind spektraalselt selektiivsete kihtidega, mis neelavad aktiivselt päikese lühilainekiirgust ja vähendavad spektri pikalainelises osas enda soojuskiirgust. Sellised "mustal niklil", "mustal kroomil", alumiiniumil vaskoksiidil, vasel vaskoksiidil ja teistel põhinevad struktuurid on kallid (nende maksumus on sageli proportsionaalne soojust vastuvõtva paneeli enda maksumusega). Teine võimalus lameplaatkollektorite jõudluse parandamiseks on soojuskadude vähendamiseks tekitada soojust neelava paneeli ja läbipaistva isolatsiooni vahele vaakum (neljanda põlvkonna päikesekollektorid).
Töökogemus päikesepaigaldised päikesekollektoritel põhinev uuring näitas selliste süsteemide mitmeid olulisi puudusi. Esiteks on see kollektsionääride kõrge hind. Nende töö efektiivsuse suurendamine selektiivsete katete, klaaside läbipaistvuse suurendamise, evakueerimise ja jahutussüsteemi seadme tõttu osutuvad majanduslikult kahjumlikuks. Oluliseks puuduseks on vajadus klaasi sagedaseks puhastamiseks tolmust, mis praktiliselt välistab kollektori kasutamise tööstuspiirkondades. Päikesekollektorite pikaajalisel kasutamisel, eriti in talvised tingimused, esineb nende sage rike, mis on tingitud klaasi valgustatud ja pimendatud alade ebaühtlasest laienemisest, mis on tingitud klaaside terviklikkuse rikkumisest. Samuti esineb suur protsent kollektori rikkeid transportimisel ja paigaldamisel. Kollektoriga süsteemide oluliseks puuduseks on ka ebaühtlane koormus aasta ja päeva jooksul. Kollektorite töökogemus Euroopa ja Venemaa Euroopa osa tingimustes, kus hajuskiirgus on suur (kuni 50%), näitas, et aastaringset kiirgust ei ole võimalik luua. autonoomne süsteem sooja veevarustus ja küte. Kõik keskmistel laiuskraadidel päikesekollektoritega päikesesüsteemid nõuavad suurte akumulatsioonipaakide paigaldamist ja täiendava energiaallika kaasamist süsteemi, mis vähendab nende kasutamise majanduslikku mõju. Sellega seoses on kõige otstarbekam neid kasutada kõrge keskmise päikesekiirguse intensiivsusega (mitte alla 300 W/m2) piirkondades.
Keskmiselt aastaringselt, olenevalt kliimatingimustest ja laiuskraadist, on päikesekiirguse voog maapinnale vahemikus 100 kuni 250 W / m 2, saavutades tippväärtused keskpäeval selge taevas, peaaegu igas (olenemata laiuskraadist) kohas, umbes 1000 W / m 2. Tingimustes keskmine rada Venemaal "toob" päikesekiirgus maapinnale energiat, mis vastab ligikaudu 100-150 kg standardkütusele m 2 kohta aastas.
Venemaa Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Instituudis kaasaegsete tarkvaratööriistade ja tüüpiliste ilmaandmete abil tehtud lihtsaima päikeseenergiaga veeküttepaigaldise matemaatiline modelleerimine näitas, et Kesk-Venemaa reaalsetes kliimatingimustes on soovitatav kasutada hooajalist lamedat päikeseenergiat. veesoojendid, mis töötavad märtsist septembrini. Paigalduse puhul, mille päikesekollektori pindala ja akumulatsioonipaagi mahu suhe on 2 m 2 /100 l, on tõenäosus, et sel perioodil soojendatakse vett päevas vähemalt temperatuurini 37 °C, 50–90%, kuni temperatuur vähemalt 45 ° C - 30-70%, kuni temperatuur vähemalt 55 ° C - 20-60%. Maksimaalsed tõenäosusväärtused viitavad suvekuudele.
"Sinu Päikeseline maja» arendab, täiendab ja tarnib nii passiivse kui ka aktiivse jahutusvedeliku ringlusega. Nende süsteemide kirjelduse leiate meie veebisaidi vastavatest jaotistest. Tellimine ja ostmine toimub läbi.
Tihti küsitakse, kas päikeseenergiat on võimalik kasutada küttepaigaldised kütmiseks Venemaal. Selle kohta on kirjutatud eraldi artikkel - "Päikeseenergia toetus küttele"
Jätka lugemist
Energiahindade tõusuga muutub üha olulisemaks alternatiivsete energiaallikate kasutamine. Ja kuna küte on paljude jaoks peamine kuluartikkel, siis räägime eelkõige küttest: maksta tuleb praktiliselt aasta läbi ja märkimisväärseid summasid. Kui soovite raha säästa, tuleb esimese asjana meelde päikesesoojus: võimas ja täiesti tasuta energiaallikas. Ja selle kasutamine on üsna realistlik. Pealegi on seadmed kallid, kuid kordades odavamad kui soojuspumbad. Räägime lähemalt, kuidas saab päikeseenergiat maja kütmiseks kasutada.
Päikeseküte: plussid ja miinused
Kui räägime päikeseenergia kasutamisest kütmiseks, siis tuleb meeles pidada, et päikeseenergia muundamiseks on kaks erinevat seadet:
Mõlemal valikul on oma omadused. Kuigi peate kohe ütlema, kumma valite, ärge kiirustage olemasolevast küttesüsteemist loobuma. Päike tõuseb loomulikult igal hommikul, kuid teie päikesepatareid ei saa alati piisavalt valgust. Kõige mõistlikum lahendus on kombineeritud süsteemi tegemine. Kui päikeseenergiat on piisavalt, siis teine soojusallikas ei tööta. Nii kaitsed ennast ja elad sisse mugavad tingimused ja salvestada.
Kui pole soovi või võimalust kahte süsteemi paigaldada, peaks teie päikeseküttel olema vähemalt kaks korda suurem võimsusreserv. Siis võid kindlalt öelda, et sooja saab igal juhul.
Päikeseenergia kütmiseks kasutamise eelised:
Puudused:
- Sissetuleva soojuse hulga sõltuvus ilmast ja piirkonnast.
- Garanteeritud kütmiseks vajate süsteemi, mis töötab paralleelselt päikeseküttesüsteemiga. Paljud kütteseadmete tootjad pakuvad seda võimalust. Eelkõige pakuvad Euroopa seinale paigaldatavate gaasikatelde tootjad ühist kasutamist päikeseküttega (näiteks Katlad Baxi). Isegi kui olete paigaldanud seadmed, millel see võimalus puudub, saate kontrolleri abil küttesüsteemi tööd koordineerida.
- Alguses kindlad finantsinvesteeringud.
- Perioodiline hooldus: torud ja paneelid tuleb puhastada kleepunud prahist ja pesta tolmust.
- Mõned vedelad päikesekollektorid ei saa töötada väga madalad temperatuurid Oh. Tugevate külmade ootuses tuleb vedelik kurnata. Kuid see ei kehti kõigi mudelite ja mitte kõigi vedelike kohta.
Nüüd vaatame üksikasjalikumalt kõiki päikesekütteelementide tüüpe.
Päikesekollektorid
Päikesekütteks kasutatakse päikesekollektoreid. Need paigaldised kasutavad päikese soojust soojusülekandevedeliku soojendamiseks, mida saab seejärel kasutada kuuma vee küttesüsteemis. Spetsiifilisus seisneb selles, et maja kütmiseks mõeldud päikeseenergia boiler toodab ainult temperatuuri 45–60 ° C ja näitab suurimat efektiivsust 35 ° C juures väljalaskeava juures. Seetõttu soovitatakse selliseid süsteeme kasutada koos sooja veega põrandatega. Kui te ei soovi radiaatoritest loobuda, suurendage sektsioonide arvu (umbes kaks korda) või soojendage jahutusvedelikku.
Maja sooja veega varustamiseks ja vee soojendamiseks võite kasutada päikesekollektoreid (lamedad ja torukujulised)
Nüüd päikesekollektorite tüüpidest. Struktuuriliselt on kaks modifikatsiooni:
- tasane;
- torukujuline.
Igas rühmas on erinevusi nii materjalides kui ka disainis, kuid neil on sama tööpõhimõte: torudest jookseb jahutusvedelik, mida soojendab päike. Lihtsalt kujundused on täiesti erinevad.
Lamedad päikesekollektorid
Nendel päikeseküttesüsteemidel on lihtne disain ja seetõttu saab neid soovi korral oma kätega teha. Tugev põhi on kinnitatud metallraamile. Peal asetatakse soojusisolatsioonikiht. Isoleeritud kadude ja korpuse seinte vähendamiseks. Seejärel tuleb adsorberi kiht – materjal, mis neelab hästi päikesekiirgust, muutes selle soojuseks. See kiht on tavaliselt must. Adsorberile kinnitatakse torud, mille kaudu jahutusvedelik voolab. Ülevalt on kogu see struktuur suletud läbipaistva kaanega. Katte materjaliks võib olla karastatud klaas või mõni plastik (enamasti on see polükarbonaat). Mõne mudeli puhul võib katte valgust läbilaskev materjal läbida eritöötluse: peegelduvuse vähendamiseks muudetakse see mitte siledaks, vaid kergelt matiks.
Lameda päikesekollektori torud asetatakse tavaliselt madu sisse, seal on kaks auku - sisse- ja väljalaskeava. Võimalik on ühe- ja kahetoruühendus. See meeldib teile nii. Kuid normaalseks soojusülekandeks on vaja pumpa. Võimalik on ka gravitatsioonisüsteem, kuid see on jahutusvedeliku väikese kiiruse tõttu väga ebaefektiivne. Just seda tüüpi päikesekollektoreid kasutatakse kütteks, kuigi sellega saab tõhusalt soojendada vett sooja tarbevee jaoks.
On olemas gravitatsioonikollektori variant, kuid seda kasutatakse peamiselt vee soojendamiseks. Seda disaini nimetatakse ka plastikust päikesekollektoriks. Need on kaks läbipaistvast plastikust plaati, mis on korpuse külge hermeetiliselt kinnitatud. Sees on labürint vee liigutamiseks. Mõnikord värvitakse alumine paneel mustaks. Seal on kaks auku - sisse- ja väljalaskeava. Vesi antakse sees, kui see läbi labürindi liigub, soojendab seda päike ja see väljub juba soojana. Selline skeem töötab hästi veepaagiga ja soojendab kergesti vett sooja tarbevee jaoks. See kaasaegne asendus tavaline tünn, mis on paigaldatud suvisele dušile. Ja tõhusam asendus.
Kui tõhusad on päikesekollektorid? Kõigi tänaste kodumaiste päikeseenergiapaigaldiste hulgas näitavad need tipptulemused: nende efektiivsus on 72-75%. Kuid mitte kõik pole nii hea:
- nad ei tööta öösel ja ei tööta hästi pilves ilmaga;
- suured soojuskaod, eriti tuulega;
- madal hooldatavus: kui midagi ebaõnnestub, peate muutma olulist osa või kogu paneeli.
Sellest hoolimata toimub eramaja päikesekütmine sageli just nende päikesepatareide abil. Sellised paigaldised on populaarsed lõunapoolsetes riikides, kus talvel on aktiivne kiirgus ja positiivne temperatuur. Meie talveks need ei sobi, aga sisse suvehooaeg näidata häid tulemusi.
Õhukollektor
Seda seadet saab kasutada kodu õhu soojendamiseks. Struktuurilt on see väga sarnane ülalkirjeldatud plastikkollektoriga, kuid õhk ringleb ja soojeneb selles. Sellised seadmed on riputatud seintele. Need võivad toimida kahel viisil: kui päikeseküttekeha on õhukindel, võetakse ruumist õhk, soojendatakse ja suunatakse tagasi samasse ruumi.
On veel üks variant. See ühendab kütte ventilatsiooniga. Õhukollektori väliskorpuses on augud. Nende kaudu siseneb struktuuri külm õhk. Labürindi läbides soojeneb see päikesekiirte mõjul ja seejärel soojenedes siseneb see tuppa.
Maja selline küte on enam-vähem efektiivne, kui paigaldus hõlmab kogu lõunaseina ja sellel seinal pole varju.
Torukujulised kollektorid
Ka siin ringleb jahutusvedelik läbi torude, kuid kõik need soojusvahetustorud sisestatakse klaaskolbi. Kõik need on ühendatud kollektoriga (kollektoriga), mis tegelikult on kamm.
Torukujulise kollektori skeem (pildi suurendamiseks klõpsake)
Torukollektoritel on kahte tüüpi torusid: koaksiaalsed ja sulgedega. Koaksiaal - toru torus - asetsevad üksteise sisse ja nende servad on tihendatud. Toas on kahe seina vahele loodud haruldane õhuvaba keskkond. Seetõttu nimetatakse selliseid torusid ka vaakumtorudeks. Pliiatsi torud on tavaline toruühelt poolt pitseeritud. Ja neid kutsutakse sulgedeks, sest soojusülekande suurendamiseks sisestatakse neisse neelamisplaat, millel on kumerad servad ja mis meenutab mõneti sulge.
Lisaks saab soojusvahetid sisestada erinevatesse korpustesse. erinevat tüüpi. Esimesed on Heat-pipe termokanalid (Hit pipe). See on terve süsteem päikesevalguse muundamiseks soojusenergiaks. Soojustoru on õõnes vasktoru väikese läbimõõduga, ühest otsast suletud. Teisel on tohutu jootraha. Toru täidetakse madala keemistemperatuuriga ainega. Kuumutamisel hakkab aine keema, osa sellest läheb gaasilisse olekusse ja tõuseb torust üles. Teel toru köetavatest seintest kuumeneb see üha rohkem. Sisse kukkuma ülemine osa kuhu see mõneks ajaks jääb. Selle aja jooksul kannab gaas osa soojusest massiivsele otsale, jahtub järk-järgult, kondenseerub ja settib, kus protsess kordub uuesti.
Teine viis - U-tüüpi - on traditsiooniline jahutusvedelikuga täidetud toru. Siin pole uudiseid ega üllatusi. Kõik on nagu tavaliselt: ühelt poolt siseneb jahutusvedelik, läbides toru, soojeneb see päikesevalgusest. Vaatamata oma lihtsusele on seda tüüpi soojusvaheti tõhusam. Kuid seda kasutatakse harvemini. Ja kõik sellepärast, et seda tüüpi päikeseveeboilerid on üks tervik. Kui üks toru on kahjustatud, tuleb kogu osa välja vahetada.
Heat-pipe süsteemiga torukollektorid on kallimad, näitavad vähem efektiivsust, kuid neid kasutatakse sagedamini. Ja kõik sellepärast, et kahjustatud toru saab paari minutiga vahetada. Veelgi enam, kui kolb on koaksiaalne, saab toru ka parandada. See võetakse lihtsalt lahti (ülemine kork eemaldatakse) ja kahjustatud element (soojuskanal või pirn ise) asendatakse hooldatavaga. Seejärel sisestatakse toru oma kohale.
Milline kollektor on kütmiseks parem
Lõunapiirkondade jaoks koos pehme talv ja suur hulk päikesepaistelisi päevi aastas, parim variant on lamekollektor. Sellises kliimas näitab see suurimat tootlikkust.
Sobib karmima kliimaga piirkondadele torukujulised kollektorid. Ja selleks karmid talved Heat-pipe süsteemid on sobivamad: soojendavad isegi öösel ja isegi pilvise ilmaga, kogudes enamus päikesekiirguse spekter. Nad ei karda madalat temperatuuri, kuid täpset temperatuurivahemikku tuleb selgitada: see sõltub soojuskanalis olevast ainest.
Need süsteemid võivad õige arvutamise korral olla elementaarsed, kuid sagedamini säästavad nad lihtsalt küttekulusid teisest, tasulisest energiaallikast.
Teine lisaküte võib olla õhukollektor. Seda saab teha kogu seina ulatuses ja seda on lihtne oma kätega rakendada. Sobib suurepäraselt garaaži või suvila kütmiseks. Pealegi ei pruugi ebapiisava kütmisega seotud probleemid tekkida mitte talvel, nagu eeldate, vaid sügisel. Pakase ja lumega on päikese energia kordades suurem kui pilvise vihmase ilmaga.
Päikesepaneelid
Kui kuuleme sõnu "päikeseenergia", mõtleme ennekõike patareidele, mis muudavad valguse elektriks. Ja seda teevad spetsiaalsed fotoelektrilised muundurid. Neid toodab tööstus erinevatest pooljuhtidest. Kõige sagedamini selleks koduseks kasutamiseks Kasutame ränist päikesepatareisid. Neil on kõige rohkem madal hind ja näitavad üsna korralikku jõudlust: 20-25%.
Mõnes riigis eramaja päikesepaneelid - tavaline nähtus
Päikesepaneelide otsene kasutamine kütteks on võimalik ainult siis, kui boiler vm küttekeha elektril, mille ühendate selle vooluallikaga. Samuti saab päikesepaneelid koos elektriakudega integreerida kodu elektrivarustussüsteemi ja seeläbi vähendada igakuiseid arveid kasutatud elektri eest. Põhimõtteliselt on täiesti reaalne nende paigaldiste abil pere vajaduste täielik rahuldamine. See võtab lihtsalt palju raha ja ruumi. Keskmiselt alates ruutmeeter paneelid saavad 120-150W. Seega loe kokku mitu ruutu katust või külgneval territooriumil peaksid olema hõivatud selliste paneelidega.
Päikesekütte omadused
Paljud inimesed kahtlevad päikeseküttesüsteemi paigaldamise otstarbekuses. Peamine argument on see, et see on kallis ja ei tasu end kunagi ära. Peame nõustuma tõsiasjaga, et see on kallis: seadmete hinnad on üsna kõrged. Kuid keegi ei keela teil alustada väikesest. Näiteks selleks, et hinnata enda sarnase paigalduse tegemise idee tõhusust ja praktilisust. Kulud on minimaalsed ja teil on vahetu kogemus. Siis otsustad, kas tegeled selle kõigega või mitte. Siin on asi: kõik negatiivsed sõnumid on teoreetikutelt. Alates praktikud ei kohanud ühtki. Otsitakse aktiivselt võimalusi täiustamiseks, ümbertöötamiseks, kuid keegi ei öelnud, et idee on kasutu. See räägib millestki.
Nüüd, kui päikeseküttesüsteemi paigaldamine ei tasu end kunagi ära. Kuigi tasuvusaeg
Sillad meie riigis on suured. See on võrreldav päikesekollektorite või akude elueaga. Aga kui vaadata kõigi energiakandjate hinnakasvu dünaamikat, siis võib eeldada, et see taandub peagi üsna vastuvõetavatele tingimustele.
Nüüd tegelikult sellest, kuidas süsteemi luua. Kõigepealt tuleb kindlaks teha oma kodu ja seitsme soojuse ja sooja vee vajadus. Päikeseküttesüsteemi arvutamise üldine metoodika on järgmine:
- Teades, millises piirkonnas maja asub, saate teada, kui palju päikesevalgust langeb aasta igal kuul 1m 2 pinnale. Eksperdid nimetavad seda insolatsiooniks. Nende andmete põhjal saate seejärel hinnata, kui palju päikesepaneele vajate. Kuid kõigepealt peate kindlaks määrama, kui palju soojust on vaja sooja tarbevee valmistamiseks ja kütmiseks.
- Kui teil on kuumaveearvesti, siis teate igakuiselt kulutatud kuuma vee kogust. Näidake kuu keskmise tarbimise andmeid või arvutage maksimaalne tarbimine - see, kes seda soovib. Samuti peaksid teil olema andmed maja soojuskadude kohta.
- Heitke pilk päikesekütteseadmetele, mida soovite paigaldada. Omades andmeid nende toimivuse kohta, saate ligikaudselt määrata oma vajaduste katmiseks vajalike elementide arvu.
Lisaks päikesesüsteemi komponentide arvu määramisele on vaja kindlaks määrata paagi maht, kuhu kogutakse kuuma vee jaoks kuuma vett. Seda saab hõlpsasti teha, teades oma pere tegelikke kulutusi. Kui teil on paigaldatud soojaveearvesti ja teil on andmeid mitme aasta kohta, saate arvutada keskmise tarbimise päevas (kuu keskmine tarbimine jagatud päevade arvuga). See on ligikaudu teie jaoks vajaliku paagi suurus. Kuid paaki tuleb võtta umbes 20% varuga. Igaks juhuks.
Kui sooja veevarustust või arvestit pole, saate kasutada tarbimismäärasid. Üks inimene tarbib keskmiselt 100-150 liitrit vett päevas. Teades, kui palju inimesi majas alaliselt elab, arvutate paagi vajaliku mahu: määr korrutatakse elanike arvuga.
Peab kohe ütlema, et Kesk-Venemaa jaoks on ratsionaalne (tasuvuse mõttes) päikeseküttesüsteem, mis katab umbes 30% soojuse vajadusest ja varustab täielikult. kuum vesi. See on keskmine tulemus: mõnel kuul tagab päikesesüsteem kütte 70-80%, mõnel (detsember-jaanuar) aga vaid 10%. Ja jällegi sõltub palju päikesepaneelide tüübist ja elukohapiirkonnast.
Ja see ei ole ainult "põhja" või "lõuna" küsimus. See puudutab päikesepaisteliste päevade arvu. Näiteks väga külmas Tšukotkas on päikeseküte väga tõhus: päike paistab seal peaaegu alati. Inglismaa märksa pehmemas kliimas igaveste ududega on selle efektiivsus ülimalt madal.
;
Tulemused
Vaatamata paljudele kriitikutele, kes räägivad päikeseenergia ebaefektiivsusest ja liiga pikast tasuvusajast, kõik rohkem inimesi vähemalt osaliselt üle kantud alternatiivsed allikad. Lisaks säästmisele köidab paljusid sõltumatus riigist ja selle hinnapoliitika. Et mitte asjatult investeeritud summasid kahetseda, võite esmalt läbi viia katse: teha oma kätega üks päikesepatareipaigaldistest ja otsustada ise, kui palju see teid köidab (või mitte).
Päikeseküte on elamu kütmise viis, mis muutub iga päevaga üha populaarsemaks paljudes, enamasti arenenud maailma riikides. Päikesesoojusenergia valdkonnas on tänapäeval suurimad edusammud Lääne- ja Kesk-Euroopa. Euroopa Liidu territooriumil on viimasel kümnendil taastuvenergiatööstuses toimunud aastane kasv 10-12%. Selline arengutase on väga oluline näitaja.
päikesekollektor
Päikeseenergia üks ilmsemaid rakendusi on selle kasutamine vee ja õhu soojendamiseks (soojuskandjatena). Kliimapiirkondades, kus valitseb külm ilm, mugav elamine inimesed on kohustatud arvutama ja korraldama iga elamu küttesüsteemid. Neil peaks olema sooja veevarustus erinevate vajaduste jaoks, pealegi tuleb maju kütta. kindlasti, parim variant siin on skeemi rakendus, kus nad töötavad automatiseeritud süsteemid soojusvarustus.
Tootmisprotsessis on vaja suures koguses sooja vett päevas tööstusettevõtted. Näitena võib tuua Austraalia, kus ligi 20 protsenti kogu tarbitavast energiast kulub soojusülekandevedeliku kuumutamisele temperatuurini, mis ei ületa 100 o C. Sel põhjusel on osa lääne arenenud riikidest ja suuremal määral Iisraelis Põhja-Ameerika, Jaapanis ja loomulikult Austraalias on päikeseküttesüsteemide tootmise laienemine väga kiire.
Lähitulevikus on energeetika areng kahtlemata suunatud päikesekiirguse kasutamise kasuks. Päikesekiirguse tihedus maapinnal on keskmiselt 250 vatti ruutmeetri kohta. Ja seda hoolimata asjaolust, et kahest vatist ruutmeetri kohta piisab kõige vähem tööstuspiirkondade inimese majanduslike vajaduste rahuldamiseks.
Päikeseenergia ja teiste fossiilkütuste põlemisprotsesse kasutavate energiatööstuste eeliseks on saadava energia keskkonnasõbralikkus. Päikeseseadmete tööga ei kaasne kahjulike heitmete sattumist atmosfääri.
Seadmete rakendusskeemi, passiivsete ja aktiivsete süsteemide valik
Päikesekiirguse kasutamiseks kodu küttesüsteemina on kaks skeemi. Need on aktiivsed ja passiivsed süsteemid. Passiivsed päikeseküttesüsteemid - need, milles päikesekiirgust otseselt neelavaks ja sellest soojust moodustavaks elemendiks on maja enda konstruktsioon või selle üksikud osad. Nendeks elementideks võivad olla tara, katus, teatud skeemi alusel ehitatud hoone eraldi osad. Passiivsetes süsteemides ei kasutata mehaanilisi liikuvaid osi.
Aktiivsed süsteemid töötavad vastupidise kodukütte skeemi alusel, nad kasutavad aktiivselt mehaanilisi seadmeid (pumbad, mootorid, nende kasutamisel arvutavad ka vajaliku võimsuse).
Disainilt kõige lihtsam ja odavam rahalised tingimused kui paigaldusahelad on passiivse toimega süsteemid. Sellised kütteringid ei nõua täiendavate seadmete paigaldamist päikesekiirguse neelamiseks ja järgnevaks jaotamiseks kodu küttesüsteemis. Selliste süsteemide töö põhineb põhimõttel otseküte elamispind otse läbi lõunaküljel asuvate valgust läbilaskvate seinte. Täiendavat küttefunktsiooni täidavad maja piirdeelementide välispinnad, mis on varustatud läbipaistvate ekraanide kihiga.
Päikesekiirguse soojusenergiaks muundamise protsessi käivitamiseks kasutatakse läbipaistva pinnaga päikesevastuvõtjate kasutamisel põhinevat konstruktsioonide süsteemi, kus põhifunktsiooniks on "kasvuhooneefekt", kasutatakse klaasi võimet säilitada soojuskiirgust. , mis tõstab ruumis temperatuuri.
Tuleb märkida, et ainult ühte tüüpi süsteemi kasutamine ei pruugi olla täiesti õigustatud. Tihti näitab hoolikas arvutus, et integreeritud süsteemide kasutamisega on võimalik oluliselt vähendada soojuskadusid ja vähendada hoone energiavajadust. Nii aktiivsete kui ka passiivsete süsteemide üldine töö positiivsete omaduste kombinatsiooni kaudu annab maksimaalse efekti.
Tavaliselt kasutatav efektiivsusarvutus näitab, et päikesekiirguse passiivne kasutamine tagab ligikaudu 14–16 protsenti teie kodu küttevajadusest. Selline süsteem on soojuse tootmise protsessi oluline osa.
Siiski, hoolimata teatud positiivseid jooni passiivsed süsteemid, peamised võimalused soojas hoone vajaduste täielikuks rahuldamiseks, on siiski vaja kasutada aktiivkütteseadmeid. Süsteemid, mille ülesanne on otsene päikesekiirguse neeldumine, akumuleerimine ja jaotamine.
Planeerimine ja arvutamine
Arvutage välja päikeseenergiat kasutavate aktiivsete küttesüsteemide (kristallilised päikesepatareid, päikesekollektorid) paigaldamise võimalus, eelistatavalt hoone projekteerimisetapis. Kuid ikkagi pole see hetk kohustuslik, sellise süsteemi paigaldamine on võimalik ka olemasolevale ülesandele, olenemata selle ehitamise aastast (edu aluseks on kogu skeemi õige arvutamine).
Seadmete paigaldamine toimub maja lõunaküljel. See asukoht loob tingimused sissetuleva päikesekiirguse maksimaalseks neeldumiseks talvel. Päikese energiat muundavad ja fikseeritud konstruktsioonile paigaldatavad fotoelemendid on kõige tõhusamad, kui need on paigaldatud maapinna suhtes köetava hoone geograafilise asukohaga võrdse nurga all. Katuse nurk, maja pöörde aste lõunasse - need on olulised punktid, mida tuleb kogu kütteskeemi arvutamisel arvesse võtta.
Päikese fotoelemendid ja päikesekollektorid tuleb paigaldada energiatarbimiskohale võimalikult lähedale. Pea meeles, et mida lähemale vannitoa ja köögi ehitad, seda väiksem on soojakadu (sel juhul saad hakkama ühe päikesekollektoriga, mis soojendab mõlemat tuba). Vajaliku varustuse valiku hindamise peamine kriteerium on selle tõhusus.
Päikesesüsteemide kütmine aktiivne tegevus jagunevad järgmistesse rühmadesse vastavalt järgmistele kriteeriumidele:
- varuahela kasutamine;
- Töö hooajalisus (aastaringselt või teatud hooajal);
- Funktsionaalne otstarve - kütte-, soojavee- ja kombineeritud süsteemid;
- Soojuskandjaks kasutatakse vedelikku või õhku;
- Rakendatud tehniline lahendus ahelate arv (1, 2 või rohkem).
Üldised majandusandmed on ühe seadmetüübi valimisel peamiseks teguriks. Kogu süsteemi pädev soojusarvutus aitab teil õigesti otsustada. Arvutamine tuleb läbi viia, võttes arvesse igaühe näitajaid konkreetsed ruumid kus on planeeritud päikesekütte ja (või) sooja veevarustuse korraldamine. Tasub arvestada hoone asukohta, klimaatilisi looduslikke tingimusi, ümberasustatud maksumuse suurust energiaressurss. Soojusvarustuse korraldamise skeemi õige arvutus ja edukas valik on päikeseenergia seadmete kasutamise majandusliku otstarbekuse võti.
Päikeseküttesüsteem
Kõige sagedamini kasutatav kütteskeem on päikesekollektorite paigaldamine, mis näevad ette neeldunud energia kogumise spetsiaalsesse konteinerisse - akusse.
Praeguseks on kõige levinumad eluruumide kaheahelalised kütteskeemid, milles sunnitud süsteem jahutusvedeliku ringlus kollektoris. Selle tööpõhimõte on järgmine. Soe vesi tarnitakse kohast ülemine punkt mahuti, toimub protsess vastavalt füüsikaseadustele automaatselt. Külm Jooksev vesi toimetatakse rõhuga paagi alumisse ossa, see vesi tõrjub välja paagi ülemisse ossa kogutud soojendatud vee, mis seejärel siseneb maja soojaveevarustussüsteemi, et katta oma majapidamis- ja küttevajadusi.
Ühepereelamule paigaldatakse tavaliselt 400 kuni 800 liitrine akumulatsioonipaak. Selliste mahtude soojuskandja soojendamiseks olenevalt looduslikud tingimused on vaja õigesti arvutada päikesekollektori pindala. Samuti on vaja seadmete kasutamist majanduslikult põhjendada.
Päikeseküttesüsteemi paigaldamise standardvarustus on järgmine:
- Otse päikesekollektor ise;
- Kinnitussüsteem (toed, talad, hoidikud);
- mahuti;
- Paak, mis kompenseerib soojuskandja liigset paisumist;
- Pumba juhtimisseade;
- Pump (ventiilide komplekt);
- Temperatuuriandurid;
- Soojusvahetusseadmed (kasutatakse suurte mahtudega skeemides);
- Soojusisolatsiooniga torud;
- Ohutus- ja juhtimistarvikud;
- Paigaldamine.
Süsteem, mis põhineb soojust neelavatel paneelidel. Selliseid paneele kasutatakse reeglina uue ehituse etapis. Nende paigaldamiseks on vaja ehitada spetsiaalne konstruktsioon, mida nimetatakse kuumaks katuseks. See tähendab, et paneelid tuleb paigaldada otse katusekonstruktsiooni, kasutades katuseelemente seadme korpuse lahutamatute elementidena. Selline paigaldus vähendab teie kulusid küttesüsteemi loomisel, kuid nõuab kvaliteetset tööd seadmete ja katuse ühenduskohtade hüdroisolatsioonil. See seadmete paigaldamise viis nõuab kõigi tööetappide hoolikat kavandamist ja kavandamist. Lahendada on vaja palju torustikuga, akumulatsioonipaagi paigutamisega, pumba paigaldamisega, kallete reguleerimisega seotud probleeme. Üsna palju paigaldusprobleeme tuleb lahendada, kui hoonet ei pöörata just kõige edukamalt lõuna poole.
Üldiselt on päikeseküttesüsteemide projekt ühel või teisel määral teistest erinev. Muutumatuks jäävad vaid süsteemi aluspõhimõtted. Seetõttu esitage vajalike osade täpne loend täielik paigaldus kogu süsteem on võimatu, kuna paigaldamise ajal võib osutuda vajalikuks kasutada täiendavaid elemente ja materjale.
Vedelküttesüsteemid
Vedela soojuskandja baasil töötavates süsteemides kasutatakse salvestuskandjana tavalist vett. Energia neeldumine toimub lamedates päikesekollektorites. Energia salvestatakse akumulatsioonipaaki ja kasutatakse vastavalt vajadusele.
Energia ülekandmiseks salvestusseadmest hoonesse kasutatakse vesi-vesi või vesi-õhk soojusvahetit. Kuuma veevarustussüsteem on varustatud lisapaagiga, mida nimetatakse eelsoojenduspaagiks. Vesi kuumeneb selles päikesekiirguse toimel ja siseneb seejärel tavapärasesse veesoojendisse. 
Õhkküttesüsteem
Selline süsteem kasutab soojuskandjana õhku. Jahutusvedelikku soojendatakse lamedas päikesekollektoris ning seejärel siseneb soojendatud õhk köetavasse ruumi või spetsiaalsesse salvestusseadmesse, kus neeldunud energia salvestatakse spetsiaalsesse otsikusse, mida soojendab sissetulev kuum õhk. Tänu sellele funktsioonile jätkab süsteem maja soojaga varustamist ka öösel, kui päikesekiirgus puudub.
Sund- ja loomuliku tsirkulatsiooniga süsteemid
Loodusliku tsirkulatsiooniga süsteemide töö aluseks on jahutusvedeliku iseseisev liikumine. Temperatuuri tõusu mõjul kaotab see oma tiheduse ja kaldub seetõttu seadme ülemisse ossa. Sellest tulenev rõhuerinevus paneb seadmed tööle.
Kirjeldus:
Sotši olümpiarajatiste projekteerimisel on eriti oluline keskkonnasõbralike taastuvate energiaallikate ja ennekõike päikesekiirguse energia kasutamine. Sellega seoses on kogemus passiivsete päikeseküttesüsteemide väljatöötamisel ja rakendamisel elamutes ja ühiskondlikud hooned Liaoningi provintsis (Hiina), kuna geograafiline asukoht ja kliimatingimused sellest Hiina osast on võrreldavad Sotši omadega.
Hiina Rahvavabariigi kogemus
Zhao Jinling, cand. tehnika. Sci., Daliani polütehniline ülikool (PRC), tööstusliku soojus- ja elektrisüsteemide osakonna praktikant,
A. Ya. Shelginsky, tehnikadoktor. teadused, prof., teadus. Juhataja, MPEI (TLÜ), Moskva
Sotši olümpiarajatiste projekteerimisel on eriti oluline keskkonnasõbralike taastuvate energiaallikate ja ennekõike päikesekiirguse energia kasutamine. Sellega seoses pakuvad huvi passiivsete päikeseküttesüsteemide arendamise ja rakendamise kogemus Liaoningi provintsis (Hiina) elamutes ja avalikes hoonetes, kuna selle Hiina osa geograafiline asukoht ja kliimatingimused on võrreldavad Sotši omadega. .
Taastuvate energiaallikate (TAV) kasutamine soojusvarustussüsteemides on praegu asjakohane ja väga paljutõotav, eeldusel, et seda küsimust käsitletakse pädevalt, kuna traditsioonilised energiaallikad (nafta, gaas jne) ei ole piiramatud. Sellega seoses on paljud riigid, sealhulgas Hiina, minemas üle keskkonnasõbralike taastuvate energiaallikate kasutamisele, millest üks on päikesekiirguse soojus.
Päikesekiirguse soojuse tõhusa kasutamise võimalus Hiina Rahvavabariigis sõltub piirkonnast, kuna kliimatingimused erinevad osad riigid on väga erinevad: alates parasvöötme mandriosast (lääne ja põhjaosa) kuumade suvede ja karmide talvedega, subtroopilisest riigi keskosas kuni troopilise mussoonini lõunarannikul ja saartel, määrab selle territooriumi geograafiline asukoht, kus objekt asub. asub (tabel).
| Tabel Päikeseressursside jaotus Hiinas |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
Liaoningi provintsis on päikesekiirguse intensiivsus 5000 kuni 5850 MJ/m2 aastas (Sotšis umbes 5000 MJ/m2 aastas), mis võimaldab hoonete kütte- ja jahutussüsteeme aktiivselt kasutada vastavalt kasutusviisile. päikesekiirguse energiast. Sellised päikesekiirguse ja välisõhu soojust muundavad süsteemid võib jagada aktiivseteks ja passiivseteks.
Passiivsed päikeseküttesüsteemid (PSTS) kasutavad soojendatud õhu loomulikku tsirkulatsiooni (joonis 1), st gravitatsioonijõude.
Aktiivsetes päikeseküttesüsteemides (joonis 2) kasutatakse selle töö tagamiseks täiendavaid energiaallikaid (näiteks elekter). Päikesekiirguse soojus siseneb päikesekollektoritesse, kus see osaliselt akumuleerub ja kandub üle vahesoojuskandjale, mis transporditakse pumpadega ja jaotatakse ruumidesse.
Võimalikud on nullkütte ja külma tarbimisega süsteemid, kus siseõhu vastavad parameetrid tagatakse ilma täiendavate energiakuludeta, mis on tingitud:
- vajalik soojusisolatsioon;
- valik ehitusmaterjalid vastavate soojus- ja külmasalvestusomadustega hooned;
- vastavate omadustega täiendavate soojus- ja külmaakude süsteemis kasutamine.
Joonisel fig. Joonisel 3 on kujutatud hoone passiivse soojusvarustussüsteemi täiustatud tööskeem koos elementidega (kardinad, ventiilid), mis võimaldavad täpsemalt reguleerida siseõhu temperatuuri. Hoone lõunapoolsele küljele on paigaldatud nn Trombe sein, mis koosneb massiivsest seinast (betoon, tellis või kivi) ja klaasvaheseinast, mis paigaldatakse väljastpoolt seinast väikesele kaugusele. Massiivse seina välispind on värvitud tumedaks. Klaasvaheseina kaudu soojendatakse massiivset seina ning klaasvaheseina ja massiivse seina vahelist õhku. Köetav massiivne sein kannab kiirguse ja konvektiivse soojusülekande tõttu kogunenud soojuse tuppa. Seega ühendab see disain kollektori ja soojusakumulaatori funktsioonid.
Klaasvaheseina ja seina vahelises vahekihis olevat õhku kasutatakse jahutusvedelikuna, et varustada ruumi soojusega külmal ajal ja päikesepaistelisel päeval. Vältimaks öisel külmaperioodil soojuse väljavoolu keskkonda ja liigse soojuse sissevoolu päikselised päevad kasutatakse sooja perioodi kardinaid, mis vähendavad oluliselt soojusvahetust massiivse seina ja väliskeskkonna vahel.
Kardinad on valmistatud hõbedase kattega mittekootud materjalidest. Vajaliku õhuringluse tagamiseks kasutatakse õhuklappe, mis asuvad massiivse seina ülemises ja alumises osas. Õhuklappide töö automaatne juhtimine võimaldab säilitada vajalikke soojuse sisse- või väljavoolusid hooldatavas ruumis.
Passiivne päikeseküttesüsteem töötab järgmiselt:
1. Külmal ajal (küte):
- päikesepaisteline päev - kardin on üles tõstetud, klapid on avatud (joonis 3a). See viib massiivse seina kuumutamiseni läbi klaasvaheseina ja õhu soojendamiseni vahekihis klaasist vahesein ja seina. Soojus siseneb ruumi köetavast seinast ja kihis soojendatud õhust, ringledes läbi kihi ja ruumi erinevatel temperatuuridel õhutiheduse erinevusest tingitud gravitatsioonijõudude mõjul (looduslik tsirkulatsioon);
- öö, õhtu või pilvine päev - kardin on maas, klapid on suletud (joonis 3b). Soojusülekanne väliskeskkonda väheneb oluliselt. Temperatuuri ruumis hoiab soojuse vastuvõtmine massiivselt seinalt, mis on kogunud selle päikesekiirguse soojuse;
2. Soojal ajal (jahutamine):
- päikesepaisteline päev - kardin on langetatud, alumised klapid on avatud, ülemised on suletud (joonis 3c). Kardin kaitseb massiivse seina soojenemist päikesekiirguse eest. Välisõhk siseneb tuppa maja varjutatud küljelt ja väljub läbi klaasvaheseina ja seina vahelise kihi keskkonda;
- öö, õhtu või pilvine päev - kardin on üles tõstetud, alumised klapid on avatud, ülemised suletud (joonis 3d). Välisõhk siseneb ruumi maja vastasküljelt ja väljub keskkonda klaasvaheseina ja massiivse seina vahelise kihi kaudu. Sein jahutatakse konvektiivse soojusvahetuse tulemusena vahekihti läbiva õhuga ja soojuse väljavoolu tõttu kiirgusega keskkonda. jahutatud sein sisse päeval toetab vajalikku temperatuuri režiim ruumis.
Hoonete passiivsete päikeseküttesüsteemide arvutamiseks, matemaatilised mudelid mittestatsionaarne soojusülekanne loomuliku konvektsiooni käigus, et tagada ruumidele vajalikud temperatuuritingimused, olenevalt hoone välispiirete termofüüsikalistest omadustest, päikesekiirguse ja välistemperatuuri igapäevastest muutustest.
Usaldusväärsuse kindlakstegemiseks ja saadud tulemuste täpsustamiseks töötas Daliani polütehniline ülikool välja, valmistas ja uuris Dalianis asuva passiivsete päikeseküttesüsteemidega elamu eksperimentaalset mudelit. Trombe sein on paigutatud ainult lõunafassaadile, automaatikaga õhuklapid ja kardinad (joon. 3, foto).
Katse käigus kasutasime:
- väike ilmajaam;
- seadmed päikesekiirguse intensiivsuse mõõtmiseks;
- anemograaf RHAT-301 õhu liikumise kiiruse määramiseks ruumis;
- termomeeter TR72-S ja termopaarid ruumitemperatuuri mõõtmiseks.
Eksperimentaalsed uuringud viidi läbi aasta soojal, ülemineku- ja külmal perioodil erinevates ilmastikutingimustes.
Ülesande lahendamise algoritm on toodud joonisel 1. 4.
Katse tulemused kinnitasid saadud arvutuslike seoste usaldusväärsust ja võimaldasid korrigeerida individuaalseid sõltuvusi konkreetseid piirtingimusi arvestades.
Praegu on Liaoningi provintsis palju elamuid ja koole, mis kasutavad passiivseid päikeseküttesüsteeme.
Passiivsete päikeseküttesüsteemide analüüs näitab, et need on teatud kliimapiirkondades teiste süsteemidega võrreldes üsna paljutõotavad järgmistel põhjustel:
- odavus;
- hoolduse lihtsus;
- usaldusväärsus.
Passiivsete päikeseküttesüsteemide miinusteks on asjaolu, et välisõhu temperatuuri muutumisel väljaspool arvutustes võetud piire võivad siseõhu parameetrid erineda nõutavast (arvutuslikust).
Hea energiasäästuefekti saavutamiseks hoonete sooja- ja külmavarustussüsteemides temperatuuritingimuste täpsema hoidmisega ettenähtud piirides on soovitav kombineerida passiivseid ja aktiivseid päikesesoojus- ja külmavarustussüsteeme.
Sellega seoses on vaja täiendavaid teoreetilisi uuringuid ja eksperimentaalset tööd füüsikaliste mudelite kallal, võttes arvesse varem saadud tulemusi.
Kirjandus
1. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Trombe seinaga täiustatud passiivse päikesemaja dünaamiline soojustõhususe simulatsioon ISES Solar Word Congress, 2007, Peking, Hiina, Vols 1-V: 2234-2237.
2. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Passiivsete päikeseküttesüsteemide dünaamilise soojusvastuse uuring. Harbini Tehnoloogiainstituudi ajakiri (uus seeria). 2007 kd. 14:352–355.
Laadimine...