Воздушный солнечный коллектор с аккумулятором тепла

Конструкция и принцип работы

Солнечный воздушный коллектор представляет собой полый короб, одна из стен которого закрыта стеклом. Внутри установлены трубки, по которым циркулирует воздух. Входное отверстие находится в нижней части, а выходное – в верхней. Как правило, они размещены по диагонали, чтобы обеспечить максимальную эффективность.

Механизм работы устройства прост – воздух находится в изолированном объеме, нагревается от солнечного света и поступает в помещение. В некоторых воздушных солнечных коллекторах есть возможность забора воздуха с улицы, таким образом, они в некотором роде выполняют роль вентиляционной системы.

Устройство.

Солнечный воздушный коллектор (СВК) – это тепловой абсорбер, в котором в качестве рабочего тела (теплоносителя) используется воздух, а в качестве источника тепла – солнечное излучение. Холодный воздух попадает в систему каналов, где он нагревается контактируя с поверхностью абсорбера, нагретой солнечным теплом, и затем поступает в обогреваемое помещение.

Рис.2

Солнечные воздушные коллектора делятся на три основные группы по системе циркуляции воздуха: внутренняя циркуляция/рециркуляция (забор холодного воздуха происходит внутри отапливаемого помещения) (Рис.2б), внешняя циркуляция (забор холодного воздуха осуществляется с улицы) (Рис.2а), комбинированная циркуляция (забор холодного воздуха может осуществляться из обоих источников по очереди или одновременно) (Рис.2в).

По способу организации теплового потока в солнечном воздушном коллекторе эти устройства делятся на два типа: с естественной циркуляцией (пассивный тип) и с принудительной циркуляцией (активный тип). В первом типе, в организации движения воздуха действуют законы конвекции и гравитации, во втором типе, движение воздуха осуществляется при помощи вентилятора.

В современных солнечных воздушных коллекторах устанавливают миниатюрную фотоэлектрическую (солнечную) панель, от которой происходит питание вентилятора 12В/12Вт постоянного тока. Это снижает пожароопасность системы до нуля, по сравнению с питанием вентилятора от 220В домашней сети.

Солнечные воздушные коллекторы, продаваемые на рынке в России, представляют собой плоские коробчатые устройства (похожи на плоские водяные коллектора), состоящие из: алюминиевой рамы, фронтального прозрачного стекла, абсорбера (металлическая пластина окрашенная в черный или темно-синий цвет, иногда гофрированной и/или с перфорацией), коробчатых воздуховодов, утеплителя (плита из стеклянной или базальтовой ваты), пластиковой задней стенки, вентилятора, фотоэлектрической мини-панели, обратного воздушного клапана, выключателя и провода, вытяжного блока и крепежных элементов (Рис.3).

Предлагаем ознакомиться  Монтаж дренажных лотков цена работы

Рис.3

Как видно на фото воздушного солнечного коллектора, в его конструкции нет ничего сложного. Основной элемент – солнцеприёмная панель или поглотитель. Она принимает энергию солнца и передаёт её воздуху.

Конструкцию направляют к югу и наклоняют так, чтобы добиться наибольшей инсоляции. Попадание холодных воздушных масс в приёмную часть происходит в естественном или принудительном порядке.

Далее они, проходя через рёбра адсорбента, оказываются в воздуховоде, идущем внутрь дома. При этом в процессе передвижения они нагреваются от солнечной энергии.

Рассмотрим краткую инструкцию создания воздушного солнечного коллектора своими руками:

  • Определяемся с местом монтажа аппарата.
  • Выбираем конструкционное решение абсорбера устройства.
  • Делаем корпус и его изоляцию.
  • Мастерим направляющие для поглотителя.
  • Изготавливаем сами солнцеприёмные панели.
  • Собираем коллектор.

Для создания поглотителя или адсорбера подойдут обычные жестяные пивные банки.

Пример расчёта солнечного воздушного коллектора можно отыскать в Интернете.

Такой агрегат может работать как часть вентиляционной системы дома, или отдельно от вентиляции здания.

Лучше всего использовать при подобной системе отопления достаточно мощный вентилятор – так нагретый воздух будет более интенсивно перемещаться через коллектор.

Эффективность

Рис.1 Солнечный воздушный коллектор

Многие задаются вопросом – насколько эффективно можно использовать воздушный солнечный коллектор для отопления дома и сколько от него можно получить тепла? Увы, одного ответа на этот вопрос нет. Производительность коллектора зависит от многих факторов, а именно:

  • Утепление корпуса коллектора;
  • Свойства стекла;
  • Внутреннее строение;
  • Ориентация по сторонам света;
  • Наклон по горизонтали.

Корпус воздушного солнечного коллектора должен быть утеплен не только по сторонам, но и с тыльной стороны – так он не будет охлаждаться от стены, если прикреплен к ней. Все швы и соединения должны быть герметичными.

Для лучшей теплоизоляции стоит использовать двойное остекление, а для работы при температурах ниже -25 – тройное. Сейчас есть стекла с покрытием, которое не выпускает инфракрасное излучение. Они помогают сохранить до 50% тепла, что намного повысит температуру воздуха. Для этих целей подойдет и специальная пленка, которая клеится на стекло.

Каких-то точных расчетов и замеров никто не проводил, поэтому количество тепла, которое можно получить от воздушного коллектора, нельзя выразить в цифрах. Но практика показывает, что в холодную безоблачную погоду он может прогреть воздух до 70 градусов.

В солнечную погоду и при отрицательной температуре можно обеспечить воздушным солнечным коллектором отопление гаража, теплицы, производственного помещения. Если он и не сможет перекрыть нужды в обогреве, то частично их компенсирует.

Предлагаем ознакомиться  Воздушный клапан для батареи отопления

Назначение.

Первая функция солнечных воздушных коллекторов это обогрев помещения. Холодный воздух находящийся в нижней части помещения или снаружи попадает в коллектор, где нагревается и через верхний вытяжной блок возвращается в помещение (Рис.4).

Рис.4

Одновременно с выполнением обогрева помещения при использовании наружного воздуха воздушный солнечный коллектор выполняет вторую функцию – вентиляция помещения и приток свежего воздуха. На выходе из воздуховода коллектора в помещение устанавливается фильтр, тогда даже при рециркуляционном режиме, можно получить очистку воздуха в помещении.

Рис.5

Теперь рассмотрим третью функцию солнечного воздушного коллектора, за что его полюбили дачники и прочие владельцы строений, в которых проживание осуществляется не постоянно.

Солнечный воздушный коллектор не дает отсыревать помещениям, система отопления в которых работает периодически. Эту проблему не решить простым проветриванием помещений, так как влажность холодного воздуха выше, а его влагоабсорбционные свойства ниже. Достаточно взглянуть на Психометрическую диаграмму Молье и мы увидим, что когда воздушный коллектор забирает с улицы воздух с температурой -10°С и влажностью 70%, он нагревает воздух на 15°С-40°С, пусть до температуры 10°С, то влажность этого воздуха уменьшается до 15%, а влагоабсорбционные свойства подаваемого в помещение воздуха увеличиваются в 7-9 раз (Рис.5).

Соответственно СВК предохраняет дом от появления плесени, неприятного запаха, от промерзания и соответственно преждевременного разрушения отсыревших конструктивных элементов.

Очень актуальна эта функция воздушного солнечного коллектора так же для бань (Рис.6) и крытых бассейнов (Рис.7).

Рис.6

Воздушный солнечный коллектор с аккумулятором тепла

Рис. 7

Необходимо упомянуть и об еще одной функции воздушных солнечных коллекторов, которая не сильно актуальна для частного домовладения в наших широтах, но всё же.

Помимо генерации тепла солнечный воздушный коллектор может выполнять барьерные и теплозащитные функции.

В этом случае коллектор занимает всю поверхность стены или крыши. Наружная поверхность коллектора и стена здания образуют так называемый фасад с двойной оболочкой. Таким путем можно «накрыть» стены, крыши и наклонные элементы зданий (Рис.8).

Рис. 8

Наружная часть такого фасада выполняет с одной стороны барьерную функцию (защита внутренней части – т.е. собственно стены здания от намокания), с другой – это теплопоглощающая поверхность, хорошо пропускающая тепло на свою внутреннюю сторону. Ее обычно выполняют гофрированной с мелкой перфорацией.

Предлагаем ознакомиться  Основные типы и применение тепловых завес

Такой фасад с двойной оболочкой внутри разделен на вертикальные секции. Наружная поверхность фасада нагревается солнечным теплом и передает это тепло воздуху между наружной и внутренней стенками. Нагретый воздух активно поднимается вверх, где его отбирают внутрь помещений для подогрева здания. Очень часто, как и в обычных солнечных воздушных коллекторах, горячий воздух здесь используется в сочетании с системой вентиляции – непосредственно или косвенно.

Эти свойства высоко оценили в странах с холодным и/или сырым климатом. Солнечный воздушный коллектор типа «солнечная стена» здесь не столько используется для отопления или подогрева воздуха в системе вентиляции, сколько выполняет энергосберегающие функции.

У нас в стране распространение получили индивидуальные солнечные воздушные коллектора не большой площади в применении к сезонным, периодически посещаемым и потому не постоянно отапливаемым объектам: дачи, бани, гаражи, мастерские, студии, склады.

Воздушный солнечный коллектор с аккумулятором тепла

В конце текста необходимо сказать немного о недостатках солнечного воздушного коллектора:

  • воздушный солнечный коллектор работает только при наличии солнца, эффективность его в пасмурные дни будет около нулевой.
  • при низкой температуре, даже в солнечный день, лучше переключать коллектор на режим внутренней циркуляции.
  • при установке коллектора необходимо сверлить одно-два больших отверстия в несущей стене или в крыше (в зависимости от места установки).

Рис.9 Примеры различных вариантов крепления коллекторов на стене дома.

Однако, применяя воздушный солнечный коллектор, мы можем решить следующие проблемы (Рис.9):

  • Вентиляция и фильтрация воздуха в помещениях.
  • Поддержание сухой атмосферы в помещениях, в которых не постоянно работает отопление.
  • Дополнительное отопление помещений.
Вам также может быть интересно:
Воздушный солнечный коллектор с аккумулятором тепла

Крепление солнечных панелей на крыше

При монтаже солнечной электростанции или установке одной панели…

Солнечная энергия для отопления

Вопрос отопления, как мы не раз уже указывали…

Как ухаживать

Чтобы продлить время службы, надо следовать следующим советам:

  • Очистка и промывка наружной прозрачной изоляции солнечного коллектора должны проводиться на регулярной основе.
  • Летом, когда нет нужды в обогреве комнат, чтобы устройство не перегревалось, его необходимо накрыть плотным светлым текстилем.
  • Проверка качества соединений воздуховодов обязана иметь систематический характер.

В заключение отметим, что перед тем, как принять решение установить у себя солнечный воздушный коллектор, необходимо внимательно изучить всю доступную информацию о подобных устройствах и по возможности проконсультироваться со специалистом.

Супер отопление
Adblock detector