Arbejdet med ankeret og samleren i en jævnstrømsgenerator

Specifikationerne ved brug af solfangere

Det vigtigste træk ved solfangere, der adskiller dem fra andre typer varmegeneratorer, er den cykliske karakter af deres drift. Hvis der ikke er sol, er der heller ingen varmeenergi. Som et resultat er sådanne holdninger passive om natten.

Den gennemsnitlige daglige varmeproduktion afhænger direkte af dagslysets længde. Sidstnævnte bestemmes for det første af områdets geografiske bredde og for det andet af sæsonen. I sommerperioden, som er toppen af ​​isolation på den nordlige halvkugle, vil samleren arbejde med maksimal effektivitet. Om vinteren falder produktiviteten og når et minimum i december-januar.

Om vinteren falder solfangernes effektivitet ikke kun på grund af et fald i varigheden af ​​dagslystimer, men også på grund af en ændring i indfaldsvinklen for sollys. Udsving i solfangerpræstationer gennem året bør tages i betragtning ved beregning af dets bidrag til varmeforsyningssystemet.

En anden faktor, der kan påvirke solfangerens produktivitet, er de klimatiske træk i regionen. På vores lands område er der mange steder, hvor solen er skjult bag et tykt lag af skyer eller bag et tågeslør i 200 eller flere dage om året. I overskyet vejr falder solfangerens ydeevne ikke til nul, da den er i stand til at fange spredt sollys, men det falder betydeligt.

Collector vandforsyningssystem

Hvis en samler er inkluderet i systemet, uanset hvilken enhed der er installeret i kredsløbet, vil der blive lagt en separat gren til det. Samtidig øges rørets samlede længde, men følgende positive aspekter vises:

1. På alle punkter i vandindtaget vil der altid være et stabilt og lige tryk;
2. Når der tappes i reduktionsbeholderens udløb i denne gren, der er egnet til enhver VVS-armatur, kan du justere trykket, og det vil være forskelligt fra den samlede værdi;
3. Hver indskæring mellem opsamleren og vandets aftrækningspunkt er et enkelt rørstykke, der kan hemmeligt fastgøres i gulvet, i væggen eller i en vægniche;
4. Enhver VVS-armatur kan slukkes uden at stoppe hele koldt vand eller varmt vandforsyning til reparation eller udskiftning.

Ulemper ved kollektorkredsløbet:

1. Længere rørlængder øger automatisk den hydrauliske modstand i ledningen;
2. På grund af stigningen i ledningens længde fungerer samleren ikke i tilstanden med naturlig vandcirkulation, hvilket kan påvirke valg eller ændring af varmesystemet;
3. Hvis det er umuligt at gøre rørsystemet hemmeligt fastgjort i vægge eller nicher, kan en stor ophobning af rør tvinge til at ændre interiøret eller endda lokalets design.

Princippet om drift og typer solfangere

Nu er det tid til at sige et par ord om solfangerens struktur og funktion. Hovedelementet i dets design er en adsorber, som er en kobberplade med et rør svejset til det. Ved at absorbere varmen fra solens stråler, der falder ned på den, opvarmes pladen (og med den røret) hurtigt. Denne varme overføres til den flydende varmebærer, der cirkulerer gennem røret, som igen transporterer den videre langs systemet.

Den fysiske legems evne til at absorbere eller reflektere solens stråler afhænger primært af overfladens natur. For eksempel reflekterer en spejloverflade perfekt lys og varme, men en sort absorberer tværtimod. Derfor påføres en sort belægning på adsorberens kobberplade (den enkleste mulighed er sort maling).

Sådan fungerer solfangeren

1. Solfanger. 2. Buffertank. 3. Varmt vand.

4. Koldt vand. 5. Controller. 6. Varmeveksler.

7. Vandpumpe. 8. Hot stream. 9. Kold strøm.

Det er også muligt at øge mængden af ​​varme, der modtages fra solen, ved at vælge det rigtige glas, der dækker adsorberen. Almindeligt glas er ikke gennemsigtigt nok. Derudover blænder det og reflekterer noget af det indfaldende sollys. I solfangere forsøger de som regel at bruge specielt glas med lavt jernindhold, hvilket øger dets gennemsigtighed. For at reducere andelen af ​​reflekteret lys af overfladen påføres en antireflekterende belægning på glasset. Og så støv og fugt ikke kommer ind i samleren, hvilket også reducerer glasets gennemstrømning, er sagen forseglet og undertiden endda fyldt med en inaktiv gas.

På trods af alle disse tricks er solfangernes effektivitet stadig langt fra 100%, hvilket skyldes ufuldkommenheden i deres design. Den opvarmede adsorberplade udstråler en del af den modtagne varme ind i miljøet og opvarmer luften i kontakt med den. For at minimere varmetab skal adsorbenten isoleres. Søgen efter en effektiv måde at isolere adsorberende ledte ingeniører til at skabe flere typer solfangere, hvoraf de mest almindelige er flade og rørformede vakuumopsamlere.

Flade solfangere

Flade solfangere.
Designet af en flad solfanger er ekstremt enkel: det er en metalkasse dækket med glas ovenpå. Som regel bruges mineraluld til varmeisolering af bunden og væggene i kassen. Denne mulighed er langt fra ideel, da overførsel af varme fra adsorptionsmiddel til glasset ved hjælp af luften inde i kassen ikke er udelukket. Med en stor temperaturforskel inden i solfangeren og udvendigt er varmetabet ret betydeligt. Som et resultat bliver en flad solfanger, der fungerer perfekt om foråret og sommeren, ekstremt ineffektiv om vinteren.

Flad solfanger enhed

1. Indløbsrør. 2. Sikkerhedsglas.

3. Absorptionslag. 4. Aluminiumsramme.

5. Kobberrør. 6. Varmeisolator. 7. Udløbsrør.

Tubular vakuum solfangere

Tubular vakuum solfangere.
En solvakuumopsamler er et panel, der består af et stort antal relativt tynde glasrør. En adsorber er placeret inde i hver af dem. For at udelukke overførsel af varme med gas (luft) evakueres rørene. Det skyldes manglen på gas i nærheden af ​​adsorberne, at vakuumopsamlere er kendetegnet ved lave varmetab, selv i frostvejr.

Vakuum manifold enhed

1. Termisk isolering. 2. Varmevekslerhus. 3. Varmeveksler (opsamler)

4. Forseglet stik. 5. Vakuumrør. 6. Kondensator.

7. Absorberende plade. 8. Varmeledning med arbejdsvæske.

Ansøgninger om solfangere

Hovedformålet med solfangere er som enhver anden varmegenerator at opvarme bygninger og forberede vand til et varmt vandforsyningssystem. Det er stadig at finde ud af, hvilken type solfangere der er bedst egnet til at udføre en bestemt funktion.

Som vi fandt ud af, har flade solfangere gode resultater om foråret og sommeren, men de er ineffektive om vinteren. Heraf følger, at det er upassende at bruge dem til opvarmning, hvis behov vises nøjagtigt ved begyndelsen af ​​koldt vejr. Dette betyder dog ikke, at der overhovedet ikke er nogen forretning med dette udstyr.

Flade samlere har en ubestridelig fordel - de er betydeligt billigere end vakuummodeller, derfor er det fornuftigt at købe dem i tilfælde, hvor det er planlagt at bruge solenergi udelukkende om sommeren.Flade solfangere klarer perfekt opgaven med at forberede vand til varmt vandforsyning om sommeren. Endnu oftere bruges de til at varme vand til en behagelig temperatur i udendørs pools.

Rørformede vakuumopsamlere er mere alsidige. Med ankomsten af ​​vinterkulde falder deres præstationer ikke så meget som i tilfældet med flade modeller, hvilket betyder, at de kan bruges hele året rundt. Dette gør det muligt at bruge sådanne solfangere ikke kun til varmt vandforsyning, men også i varmesystemet.

Sammenligning af flade og vakuum solfangere.

Omkostninger til udstyr

Mange husejere tager fejl i troen på, at et kedelrumsrør er fantastiske penge værd. I VVS-butikker kan du finde mange modeller uden klokker og fløjter, som kun koster 200-500 rubler. Sådant udstyr har ikke reguleringsmekanismer, termiske hoveder og andre yderligere elementer, og de er designet til maksimalt 2-3 kredsløb.

Modeller med udvidet funktionalitet koster ejeren af ​​et hus eller en industribygning, der ønsker at organisere et kompetent varmesystem, cirka 4-5 tusind rubler. Et langt rør med flere top- og bundudløb vil være komplet med termiske hoveder, flowmålere, pile og andre dele. Sådanne strukturer produceres ofte af russiske producenter eller varemærker fra nabolande. Det dyreste er importeret udstyr med automatisk justering, som koster 10-16 tusind rubler.

Arrangering af solfangere

Effektiviteten af ​​en solfanger afhænger direkte af, hvor meget sollys der falder på adsorberen. Det følger heraf, at samleren skal placeres i et åbent rum, hvor en skygge fra nabobygninger, træer i nærheden af ​​bjerge osv. Aldrig falder (eller i det mindste i længst tid).

Det er ikke kun placeringen af ​​samleren, der betyder noget, men også dens orientering. Den mest "solrige" side på vores nordlige halvkugle er den sydlige, hvilket betyder, at reservoirets "spejle" ideelt set skal drejes strengt mod syd. Hvis det er teknisk umuligt at gøre dette, skal du vælge retningen så tæt som muligt mod syd - sydvest eller sydøst.

Man bør ikke miste en sådan parameter som solfangerens hældningsvinkel af syne. Vinkelens værdi afhænger af afvigelsen fra Solens position fra zeniten, som igen bestemmes af bredden af ​​det område, hvor udstyret skal betjenes. Hvis hældningsvinklen ikke er indstillet korrekt, vil det optiske energitab stige betydeligt, da en betydelig del af sollyset reflekteres fra solfangerglasset og derfor ikke når absorberen.

Spændingsviklinger

DC-generatorenheden har potentiale til kun at blive brugt i små elektriske maskiner. Først og fremmest, for anvendelse af enheder med lav effekt er brugen af ​​permanente magneter tilladt. I andre tilfælde er det kun magnetventiler - spoler med en kerne - eller excitationsviklinger, der kan skabe en magnetisk strøm af tilstrækkelig styrke. Efter den type mad, de spiser generatorer kan opdeles i følgende klasser:

• med uafhængig spænding;
• selvspændt.

Til den første operation kræves en hjælpestrømkilde. Dette er den største ulempe ved denne type maskine, så deres anvendelse er begrænset. I generatorer med uafhængig magnetisering drives viklingerne fra ankeret. Elektriske maskiner arrangeret i henhold til denne ordning, er skiftevis opdelt i tre typer:

• shunt (med parallel excitation);
• seriel (med serie)
• sammensatte generatorer (med parallelle og serie excitationsspoler).

Sådan vælger du en solfanger med den rigtige effekt

Hvis du vil have dit varmesystem til at klare opgaven med at opretholde en behagelig temperatur i lokalerne, og varmt, ikke lunkent vand strømmer fra vandhanerne og samtidig planlægge at bruge en solfanger som en varmegenerator, du skal beregne den krævede udstyrseffekt på forhånd.

På samme tid vil det være nødvendigt at tage højde for et ret stort antal parametre, herunder formålet med opsamleren (varmt vandforsyning, opvarmning eller deres kombination), objektets varmebehov (samlet areal af opvarmede rum eller gennemsnitlige daglige forbrug af varmt vand), klimatiske træk i regionen, funktioner i samlerinstallationen.

I princippet er det ikke så svært at foretage sådanne beregninger. Udførelsen af ​​hver model er kendt, hvilket betyder, at du nemt kan estimere antallet af samlere, der kræves for at give huset varme. Virksomheder, der beskæftiger sig med produktion af solfangere, har oplysninger (og kan give dem til forbrugeren) om ændringen i udstyrets effekt afhængigt af områdets geografiske bredde, "spejlens" hældningsvinkel, afvigelsen af deres orientering fra den sydlige retning osv., hvilket gør det muligt at foretage de nødvendige korrektioner ved beregning af solfangerens ydeevne.

Når man vælger den nødvendige solfangerkapacitet, er det meget vigtigt at opnå en balance mellem mangel og overskud af genereret varme. Eksperter anbefaler at fokusere på den maksimale mulige samlekapacitet, det vil sige ved hjælp af indikatoren for den mest produktive sommersæson i beregningerne. Dette strider mod gennemsnittets brugers ønske om at tage udstyr med en margen (det vil sige at beregne ud fra kraften i den koldeste måned), så varme fra solfangeren er tilstrækkelig, selv på mindre solrige efterårs- og vinterdage.

Men hvis du vælger en solfanger med øget effekt, vil du på toppen af ​​dens ydeevne, det vil sige i varmt solrigt vejr, stå over for et alvorligt problem: der produceres mere varme end forbrugt, og dette truer overophedning af kredsløbet og andre ubehagelige konsekvenser ... Der er to muligheder for at løse dette problem: installer enten en solfanger med lav effekt og tilslut backup-varmekilder parallelt om vinteren, eller køb en model med en stor strømreserve og sørg for måder til at aflade overskydende varme i forår-sommersæsonen .

Funktioner af

Fordelingsmanifolden i vandforsyningsnetværket giver dig mulighed for autonomt at forbinde et antal enheder til en indgang. Desuden har hver enhed en personlig forbindelse, og vandstrålen afskæres direkte i opsamlingsrøret.

Ud over det faktum, at tilstedeværelsen af ​​en distributør giver dig mulighed for at slukke for vandforsyningen til en eller flere VVS-enheder i en lejlighed fra et punkt, er en sådan ordning praktisk i sociale bygninger, indkøbscentre eller hoteller: hvis et sted flyder, blokering af vandstrømmen i den tilsvarende rørledning er mulig, selv uden adgang til det sted, hvor hændelsen opstod.

Ulemper ved vandforsyning gennem manifolden:

1. Længden af ​​de anvendte vandrør vil være flere gange længere end med den traditionelle ordning, hvilket øger installationsomkostningerne.
2. Rør kan ikke placeres i væggen, henholdsvis strukturen vil tage plads og reducere det anvendelige område, og dette er et problem for små lejligheder eller lokaler.

Systemstagnation

Lad os tale lidt mere om de problemer, der er forbundet med et overskud af genereret varme. Så lad os sige, at du har installeret en tilstrækkelig kraftig solfanger, der fuldt ud kan levere varme til dit varmesystem. Men sommeren er kommet, og behovet for opvarmning er forsvundet. Hvis en el-kedel kan slukkes, og en gaskedel kan afbryde brændstofforsyningen, har vi ingen magt over solen - vi kan ikke "slukke for den", når den bliver for varm.

Systemstagnation er et af de største potentielle problemer for solfangere. Hvis der ikke tages nok varme fra kollektorkredsløbet, bliver kølevæsken overophedet. På et bestemt tidspunkt kan sidstnævnte koge, hvilket vil føre til afslutning af dets cirkulation langs kredsløbet. Når kølevæsken køler ned og kondenserer, genoptager systemet driften. Imidlertid overfører ikke alle typer varmeoverføringsvæsker roligt overgangen fra en væske til en gasformig tilstand og omvendt. Nogle, som et resultat af overophedning, får en gelélignende konsistens, hvilket gør det umuligt at arbejde videre med kredsløbet.

Kun en stabil fjernelse af varmen produceret af solfangeren hjælper med at undgå stagnation. Hvis beregningen af ​​udstyrets effekt udføres korrekt, er sandsynligheden for problemer praktisk talt nul.

Men selv i dette tilfælde er forekomsten af ​​force majeure ikke udelukket, derfor bør der på forhånd forventes metoder til beskyttelse mod overophedning:

1. Installation af en reservetank til akkumulering af varmt vand. Hvis vandet i varmtvandsforsyningssystemets hovedtank har nået det indstillede maksimum, og solfangeren fortsætter med at levere varme, skifter det automatisk, og vandet begynder allerede at varme op i reservetanken. Den skabte forsyning med varmt vand kan bruges til husholdningsbehov senere i overskyet vejr.

2. Opvarmet poolvand. Ejere af huse med swimmingpool (hvad enten det er indendørs eller udendørs) har en fremragende mulighed for at fjerne overskydende varmeenergi. Puljens volumen er uforligneligt større end volumenet på enhver husholdningsopbevaringsenhed, hvilket betyder, at vandet i det ikke bliver så meget, at det ikke længere er i stand til at absorbere varme.

3. Tømning af varmt vand. I mangel af muligheden for at bruge overskydende varme nyttigt kan du simpelthen dræne det opvarmede vand i små portioner fra lagertanken til varmt vandforsyning i kloakken. Det kolde vand, der kommer ind i beholderen, sænker temperaturen på hele volumenet, hvilket fortsætter med at fjerne varmen fra kredsløbet.

4. Ekstern varmeveksler med blæser. Hvis solfangeren har en stor kapacitet, kan overskydende varme også være meget stor. I dette tilfælde er systemet udstyret med et ekstra kredsløb fyldt med kølemiddel. Dette ekstra kredsløb er forbundet til systemet ved hjælp af en varmeveksler udstyret med en ventilator og monteret uden for bygningen. Hvis der er risiko for overophedning, kommer overskydende varme ind i det ekstra kredsløb og "kastes" ud i luften gennem varmeveksleren.

5. Udledning af varme i jorden. Hvis huset ud over solfangeren har en jordvarmepumpe, kan den overskydende varme ledes ind i brønden. På samme tid løser du to problemer på én gang: På den ene side beskytter du solfangerkredsløbet mod overophedning, på den anden side gendanner du varmereserven i jorden udtømt om vinteren.

6. Isolering af solfangeren fra direkte sollys. Fra et teknisk synspunkt er denne metode en af ​​de enkleste. Det er selvfølgelig ikke værd at klatre op på taget og dække samleren manuelt - det er svært og usikkert. Det er meget mere rationelt at installere en fjernstyret skodde, som en rulleskodde. Du kan endda tilslutte spjældkontrolenheden til controlleren - i tilfælde af en farlig temperaturstigning i kredsløbet lukker samleren automatisk.

7. Tømning af kølevæske. Denne metode kan betragtes som kardinal, men på samme tid er den ganske enkel. Hvis der er risiko for overophedning, drænes kølevæsken ved hjælp af en pumpe i en speciel tank integreret i systemkredsen. Når forholdene igen bliver gunstige, returnerer pumpen kølemidlet til kredsløbet, og samleren genoprettes.

Installation af manifoldblokken

Installation af varmesamler udføres i nærheden af ​​kedlen... Kølerør fra varmeren lægges ofte langs gulvet, hvorefter strukturen er betonet og isoleret, hvilket minimerer varmetabet. Selve manifoldblokken er monteret i et specielt forberedt skjold eller vægniche. En speciel flap kan hængsles eller indbygges, komplet med en dør- og sidestempling eller åben. Hvis der ikke er nogen mulighed for at montere kabinettet, er manifoldblokken fastgjort på væggen i en lav højde fra gulvet.

Hvis bygningen er i flere etager, installeres distributøren på hver etage i huset, hvilket giver mulighed for opvarmning af ethvert rum. Et sådant system giver dig mulighed for at regulere, tilslutte og frakoble en eller flere radiatorer, hele rummet, et fuldt kredsløb. Dette eliminerer behovet for at slukke for kølevæsketilførslen til andre varmekilder. Opbevaringsrum, gange, korridorer, garderobeskabe bruges som lokaler til installation af fordelingsmanifolden.

Andre systemkomponenter

Det er ikke nok at blot samle varmen, der udsendes fra solen. Det skal stadig transporteres, akkumuleres, overføres til forbrugerne, alle disse processer skal overvåges osv. Dette betyder, at systemet ud over samlerne på taget indeholder mange andre komponenter, som måske er mindre synlige, men ikke mindre vigtigt. Lad os fokusere på nogle få af dem.

Varmebærer

Funktionen af ​​kølemiddel i kollektorkredsløbet kan udføres enten af ​​vand eller af en frostvæske.

Vand har en række ulemper, der pålægger visse begrænsninger for dets anvendelse som varmebærer i solfangere:

• For det første stivner det ved negative temperaturer. For at forhindre, at det frosne kølemiddel sprænger rørene i kredsløbet, skal det med koldt vejr drænes, hvilket betyder, at du om vinteren ikke engang modtager små mængder termisk energi fra solfangeren.
• For det andet kan et ikke for højt kogepunkt for vand forårsage hyppig stagnation om sommeren.

Ikke-frysende væske har i modsætning til vand et betydeligt lavere frysepunkt og uforligneligt højere kogepunkt, hvilket øger bekvemmeligheden ved at bruge det som varmebærer. Ved høje temperaturer kan "ikke-frysning" dog gennemgå irreversible ændringer, så det skal beskyttes mod overdreven overophedning.

Pumpe tilpasset solsystemer

For at sikre den tvungne cirkulation af kølevæsken langs kollektorkredsløbet kræves en pumpe tilpasset solsystemer.

Varmtvandsvarmeveksler

Varmeoverførsel fra solfangerkredsen til varmtvandsforsyningen eller til varmesystemet i varmesystemet udføres ved hjælp af en varmeveksler. Som regel bruges en storvolumetank med en indbygget varmeveksler til at akkumulere varmt vand. Det er rationelt at bruge tanke med to eller flere varmevekslere: Dette gør det muligt at tage varme ikke kun fra solfangeren, men også fra andre kilder (gas eller el-kedel, varmepumpe osv.).

Klassisk ledningsdiagram

Det sædvanlige ledningsdiagram for vandforsyningsrør rundt i huset er tee eller sekventielt: en rørledning omdirigeres fra hovedstigrøret, hvortil de nødvendige enheder og udstyr er forbundet via tees og vandhaner.

Denne forbindelsesteknologi er fordelagtig i følgende punkter:

1. Minimum total rørlængde
2. Lav hydraulisk modstand i vandforsyningssystemet.

I praksis har denne ordning ikke bevist sig fra den allerbedste side - det viste sig, at det er bedre at implementere en forbindelse gennem en kam. Ulempen ved den traditionelle forbindelse er, at når flere ventiler åbnes på samme tid, falder trykket i en af ​​dem eller i begge.