Немного теории:
Основным элементом гелиосистем является солнечный коллектор (гелиоколлектор). Именно в поглощающей панели гелиоколлектора под воздействием солнечного излучения (инфракрасной составляющей) происходит преобразование солнечной энергии в тепловую, в результате, панель разогревается, а прокачиваемый через ее каналы жидкий теплоноситель отбирает полученное тепло. Прозрачная изоляция (стекло) и теплоизоляционный слой уменьшают потери тепловой энергии. В двухконтурных системах нагретый в коллекторе теплоноситель поступает во внутренний (или внешний) теплообменник бака-аккумулятора, где передает полученную тепловую энергию воде. Затем, охладившийся теплоноситель возвращается в коллектор и вновь нагревается - цикл замыкается. Теплоноситель непрерывно циркулирует между коллекторами и баком до тех пор, пока достаточно солнечной энергии, чтобы нагревать воду.От эффективности солнечного коллектора в значительной степени зависит эффективность работы всей системы. Чем больше солнечной энергии поглотит гелиоколлектор, и чем меньше он ее потеряет, тем эффективнее будет работать система. (Взято с сайта www.sintsolar.com.ua)
В принципе интересуют больше плоские: выгодно ли их использовать,можно ли изготовить в домашних условиях, если да, то может у кого-нибудь схема есть(хочу себе собрать и поставить).... Может у кого-то стоят гелиосистемы, напишите впечатления о работе: достоинства, недостатки и т. д. Давайте обсудим.
Блин, это уже дежавю. Сегодня буквально писал: главный недостаток - практически полное отсутсвие солнечных дней в зимний период.
Хотя, если задуматься, при отсутсвии звёзд на небе(пасмурно), к утру не так холодно, как при их наличии(ясно). В итоге - то, на то и выходит: днём при солнышке коллектора нагрели, ночью всё потеряли. Или при другом раскладе: днём ничего не нагрели, но и ночью ничего не потеряли. Абзац.
Ну как утверждает производитель и при пасмурной погоде, через облака всё-равно проходит инфракрасный спектр тем самым нагревая коллектор, покрытый "высокоселективным" покрытием,при условии плюсовой температуры окр.воздуха. Ночью остывает только теплоноситель, кот. днем быстро нагревается.
По моему, для наших условий это не подходящее решение. Солнца зимой практически не видно, температура ниже 0. А бывает и ниже -20.
Если хотите попробовать, то вам понадобится пара листов алюминия (можно и железа), минеральная вата, деревянный ящик и немного труб. В одном из листов делают два отверстия и вваривают или привинчивают штуцеры - это нижний лист. Два листа соединяются между собой параллельно, с зазором 10-20 мм (можно и больше), торец герметизируют. Соединение может быть на сварке, но может быть и на стяжке болтами - вставляется пластиковый брус подходящего сечения, смазанный герметиком. Панель без штуцеров зачерняется - для алюминия можно предварительно обработать щелочью а затем покрасить черной матовой краской. конструкция прячется в деревянный ящик, утепленный мин. ватой. Понятно, что черная сторона не утепляется а ящик с этой стороны закрывают стеклом.
Вот это простейшая солнечная батарея. К ней еще цепляют бак - с соблюдением законов гидравлики. Т.е. от низа бака трубка снижается к тепловой панели и от верха панели снижается к баку. Стекло иногда меняют на стеклопакеты (можно и навороченные).
faktor, спасибо за совет. Действительно пасмурных дней зимой много, а вот морозов за зимний период, набежит ну от силы на месяц(сейчас например +2). Кстати производители покрывают поверхость коллектора высокоселективным покрытием у которого поглощение "тепла" больше чем у чёрной краски, вы не знаете, что за покрытие, состав? Хотелось бы изготовить коллектор из медных трубок, но точной схемы нет. У нас в городе стоят гелиосистемы для подогрева воды в душевых на различных предприятиях. Недавно видел в частном секторе 4 коллектора на крыше дома, на днях буду проезжать данный район, может удастся поговорить с хозяином, тогда отпишусь! С уважением.
К сожалению, я давно перестал интересоваться этими апаратами. Надо в инете пробить. Меня вот что интересует - почему трубки? у них ведь суммарная поверхность меньше, чем у плоской панели. Только из-за веса? или еще что?
В стеклопакетах из трех стекол можно применять наполнение из углекислого газа. Вот только не помню в каком слое и в какой концентрации. Получается "парниковый" эффект с отражением ИК излучения пластины обратно. Такую систему в былые времена предлагали использовать в оконных стеклопакетах, но видно навороченные - с гелием более рентабельны. А вакуумировать такой пакет нельзя - площадь большая стекло будет лопаться.
Уважаемый Фактор. Дейтсвительно, предлагаемая Вами конструкция будет работать только при прямом солнечном излучении - масса "сваренных листов" слишком-уж, что-бы работать в облачную погоду. Все конструкторы гелиоколлекторов стремятся минимальной совокупной нагреваемой массе - поэтому лучше применять алюминиевые каналы ( как например в морозильниках ), по которым течет незамерзающая жидкость с малой вязкостью и малой теплоемкостью. Я не оговорился - поскольку тепло передается только от горячего к холодному, то надо перегревать теплоноситель. Это, кстати, одна из причин высокой эффективности вакуумных трубчатых коллекторов - в качестве поглотителя излучения там просто фольга, а тепло передается тепловой трубой минимального внутреннего объема.
Да! Еще момент - раньше предлагали делать поглощающую поверхность, травя щелочью лист и потом покрасив черной краской. Ни в коем случае так не делайте! Во-первых, краска на солнце просто начнет гореть и коптить, во-вторых - у красок высокий коэффициент отражения ( например у черной около 50%). Очень хороший результат получается если металлическую поверхность отполировать до зеркального блеска, и закоптить тонкой сажой. Это уже настоящая селективная поверхность.
PeterHelios Пост: #159733 От 01.Feb.2009 (12:55)
если меллическую поверхность отполировать до зеркального блеска, и закоптить тонкой сажой. Это уже настоящая селективная поверхность.
В свое время я изучал устройство плоских солнечных панелей разработанных Дальневосточной академией наук. Несколько панелей общей площадью 17 кв.м нагревали за день 4 кубовую цистерну с водой до 60 гр. по Цельсию. Система была смонтирована на угольной шахте в г.Партизанске Приморского края. Вода предназначалась для помывки шахтеров. Работала система с апреля по октябрь. Народ был доволен.
Хороший пример. Только в нашем языке есть заковыка - нагревалась до 60 гр. это не значит, что вся вода была 60 гр. Вряд-ли народ был-бы доволен, помываясь 60-ти градусной водой. 60 - это температура верхнего слоя. Исходя из того, что этой водой шахтеры мылись можно принять среднюю т. 38-40 гр., что тоже очень неплохо - с 17 м.кв. 4000 литров теплой воды!
Вода в баке нагревалась вся. А рядом стояла 4 кубовая цистерна с холодной водой для разбавления. Цистерна с горячей водой была снаружи изолированная. Тепло держало долго. Мылось три-четыре смены.
Тем не менее, если в ней специальной мешалки нет, тогда вода в ней рапределяется по слоям с разной температурой - верхние слои потеплее, нижние похолоднее. Исходя из определения " нагревалась до 60 гр." я делаю вывод, что это самый горячий слой. И потом, если даже было приход тепла от 17 МДж/ м.кв. в день ( как в Сочи в июле), тогда Вы получали 289 МДж. в день, чего хватит, чтобы подогреть 4000 кг. воды на 17,24 гр.Ц. Если принять т. входящей воды 20 гр. Ц., тогда получим, что вода нагревалась до 37,24 гр.Ц. - что я предположил, узнав, что водой моются. Напоминаю - это усредненная т., в реальной бочке картина имеет градиент по высоте, поэтому Вам приходилась часть воды разбавлять холодной, а ту часть, которой мыться нельзя ( ниже 35 гр.Ц.) Вы оставляли назавтра, чтобы догревать её. Поэтому и
"Цистерна с горячей водой была снаружи изолированная. Тепло держало долго."
Самое главное - "с апреля по октябрь" а важно с октября по апрель.
Второе. Не хочется мне расчетами заниматься но на практике я знаю, что 100 л воды в не теплоизолированном баке, покрашенном битумной краской за солнечный день нагревается градусов до 55-60. Вечером мыться невозможно, приходится разбавлять. Площадь обращенная к солнцу порядка 0,5 квадрата, начальная температура 12-13 градусов. Нагрев с 5 утра до 8 вечера. Харьковская область.
Следует заметить, что условия нагрева не самые лучшие. С другой стороны и теплый воздух способствует нагреву.
И еще пример. В 15 градусный мороз выходил из подъезда в 8 утра. Железная дверь обращена на восток. Так вот, не смотря на мороз и раннее утро температура двери была около 40 градусов. Поверхность покрашена синей акриловой краской. Температура внутри подъезда - как на улице.
почему не хочется считать? Очень нервы успокаивает!
А если серьезно, нагрев 100 бака, например в Израиле или Австралии до 55-60 гр. Ц. - это пустяк. Там на солнце днем бывает и повыше. Поэтому потери или отрицательные ( т.е. бак поглощает тепло из атмосферы) или их вообще нет. И Харьковской области это тоже в некоторой степени касается - при среднесуточной т.11 гр.Ц., днем может быть и +38 гр. ( 4.09.2008 г. данные метеостанции). В "нетеплоизолированном баке покрашенном битумной краской" битум сам является неплохим изолятором - никаких чудес здесь нет.
Сложнее с дверью - ранним утром она (дверь подъезда) "видит" только инфракрасный спектр звезды по имени солнце. Его энергетика не очень - не более чем 250-300 Вт.м.кв. Это при условии, что действительно мороз больше -10 гр.Ц. - т.е. атмосфера чиста от влаги. Так, что видимо дверь всю ночь грелась водкой.
Правда, может быть дверь все-таки имела внутреннюю термоизоляцию - и тонкий слой оцинковки снаружи? Тогда синяя дверь вполне успешно поглощала красный спектр, не успевая рассеивать его в атмосферу.Это уже больше похоже. В моем гараже ворота обращенны на запад, и местами покрашены синим металликом - при том, что я нахожусь значительно южнее Харькова, и у меня иногда зимой ворота в гараж теплы на ощупь. Но не 40 гр., никак.
Зимой воду нагревать лучше с помощью тепловых труб: [ссылка] [ссылка]
Насчет температуры воды в цистерне. С помощью естественной конвекции все хорошо перемешивается. Главное правильно к цистерне подсоединить солнечные панели.
вобще то видел в журнале сол.кол. в виде трубок поверх которых была
надета труба с разрезом , внутренние трубки ни чем не были окрашены на фото не видно,
труба(или другая поверхность) не только поглащает излучение,но и излучает
его и если поднести какой нить предмет к окну за которым -30 то он остынет
даже если конвекции нет , если надеть на трубку цилиндр с прорезью то
вобщем либо набейте в яндексе *Абсолютно чёрное тело*
Я опять насчет цистерны.
Кто не в курсе - я не спорю, а рассказываю о граблях. Конвекция воды - весчь реальная, но вы понимаете, что-бы сдвинуть 4 тонны только за счет разности плотностей горячей и холодной воды нужно подвести очень много энергии. Поетому конвекция проявляется в виде любимых на этом сайте "самоорганизующихся вихрей" - т.е. тепленькая водичка тоненькими струйками течет вверх, сквозь холодную. А далее все - теплая собирается вверху, и никуда не течет. Разговоры о том, что с помощью солнца нагрели 4 тонны воды до 60 гр.ц. - в пользу бедных. Даже в космосе, где солнечная постоянная 1350 Вт./м.кв этого не произойдет за один день. Я уже и не вспоминаю о потрепанном Втором начале термодинамики - хотя внимательные видели мой намек ранее. Повторяю сам себя - Что-бы что-то нагревать, нужен более горячий источник энергии! Значит температура в бочке с конечной теплоемкостью всегда будет усредняться с температурой источника энергии. И отсюда понятно, что с набором температуры воды в бочке, КПД гелиоколлектора падает! Если так не понятно, то вспомните т. С Карно - кпд=1-т1/т2.
Vivtor Пост: #159857 От 01.Feb.2009 (23:30)
Зимой воду нагревать лучше с помощью тепловых труб: [ссылка] [ссылка]
Если это реклама, то заранее сорри...
Если нет, то....
Вакуумные трубы н-е-л-ь-з-я использовать на територии СНГ, кроме как в гористой местности. Рассказываю почему -
1. поскольку в вакуумных трубчатых коллекторах теплопотери минимальны, зимой такие коллекторы просто покрываются снегом. В отличие от плоских, которые не так хороши с точки зрения теплоизоляции, зато снег с них стаивает.
2. при первой-же оттепели между трубок накапливается снег и лед, ночью подмерзает, и стеклянные трубки красиво рвет!
Видел три раза!
Поэтому ВСЯ ЕВРОПА ПОЛЬЗУЕТСЯ ПЛОСКИМИ ГЕЛИОКОЛЛЕКТОРАМИ!
PeterHelios, а почему его нельзя использовать как радиатор? Он ведь стойкий к ультрафиолету, подкрасить его с теневой стороны, а по внутренним каналам пустить водичку на прогрев или какую другую жидкость? Вот тебе и коллектор.
Если я правильно понял, Вы предлагаете использовать сотовый поликарбонат как каналы теплообменника? Если плюнуть на КПД - что-же, это возможно. Я даже встречал полностью пластиковые гелиоколлекторы. И даже производитель давал какую-то гарантию на них - вроде 3 года.
Теоретически можно и автомобиль построить полностью из дерева, если очень хочется. Можно и изготовить специальные карбоновые композиты с высокой теплопроводностью - например добавить матрицу из тонких медных проволочек. Добавить термостабилизирующие присадки, победить гидрофобность. Может в этом что-то есть - не знаю, я не химик. Дерзайте, вдруг у Вас получится новый класс материалов для теплообменников!
PS. Я случайно немного поучаствовал в разработке стеклотекстолита, который имеет теплопроводность в 10 раз выше обычного. Насколько я знаю, в серию он не пошел.
Я случайно немного поучаствовал в разработке стеклотекстолита, который имеет теплопроводность в 10 раз выше обычного. Насколько я знаю, в серию он не пошел.
Почему?
предлагаете использовать сотовый поликарбонат как каналы теплообменника?
Нет предела халяве, а всякие разработки не по карману, токо то что занедорого можно примастырить и греться.😊
Gennady |
Post: #159284 - Date: 29.01.09(23:01)
