用我们自己的双手建造一个太阳能收集器(23张)

太阳是地球上最强大的能量来源。它每秒给我们发送超过8万亿千瓦的电力。这是世界上所有电厂的数千倍。人们一直试图找到一种方法来应用太阳能来满足他们的需求。早在中世纪早期,他们就能够借助镜头获得火焰,而现在屋顶上的黑色漆面能够使水变暖,并在村庄和别墅中充当夏季淋浴。顺便说一下,它是最简单的太阳能收集器 - 一种简单而原始的设备,可以使用太阳能来加热水或加热。如果结构略有改善,热水将满足所有家庭需求,并为房屋供暖。要做到这一点,你需要了解太阳能集热器的原理。

太阳能收集器的游泳池

太阳能电池

太阳能集热器如何工作?

这些设备的操作原理是基于将辐射太阳能转化为热能:

  1. 太阳光线通过细管将在收集器中循环的冷却剂加热;
  2. 加热的冷却液(水或防冻液)进入储罐;
  3. 在罐中加热用于家庭需要的水;
  4. 冷却后的冷却液返回到收集器。

太阳能集热器的原理可以与汽车冷却系统相比较 - 通过散热器产生的过量热量从运行的发动机转移并用于加热机舱。但是,如果对于汽车来说很重要,首先,为了从发动机中去除热量,那么当建造太阳能集热器时,有必要有效地存储它。

太阳能收集器的私人住宅

太阳能集热器双回路

太阳能集热器环保

使用太阳能集热器的优点和缺点

世界科学家认为,从太阳获得的能源份额只会增加,并给出以下事实:

  • 太阳是取之不尽,用之不竭的能源;
  • 太阳能的使用不会导致环境污染,也不会增加温室效应;
  • 太阳能随处可用,不需要运输;
  • 现代科学发展可以有效地积累收到的能量;
  • 太阳能收集器需要最少的维护;
  • 收集装置相对简单并且便宜。

同时,科学家们也注意到使用太阳能的困难:

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  • 收藏家的效率直接取决于日照水平;
  • 设备的安装将需要一定的初始成本;
  • 在冬季,热量损失显着增加。

另一个显着的缺点是仅在白天获得能量的可能性。

用于热水的太阳能收集器

太阳能集热器集线器

太阳能集热器的类型

以上,我们简要描述了双回路收集器的作用原理:一种冷却剂流过一个回路,另一种则是水。该设备可以是单回路。其中只有水作为冷却剂,随后被消耗。单回路收集器不适合在冬季使用,因为水会冻结和破裂管。

除了将收集器分成单回路和双回路收集器之外,还有其他普遍接受的分类。因此,太阳能收集器根据以下工作原理进行划分:

  • 平;
  • 真空;
  • 空气;
  • 集中。

让我们更详细地考虑它们的结构和操作原理。

屋顶上的太阳能集热器

太阳能收集器功能强大

平板太阳能集热器

这个简单的设备类似于以下层的三明治:

  • 带紧固件的铝框架;
  • 隔热;
  • 吸收性表面吸收剂;
  • 铜管;
  • 防护玻璃。

吸收板被涂成黑色并提供对太阳辐射的最大吸收,并且覆盖整个结构的特殊钢化玻璃使能量损失最小化,产生温室效应并加热吸收层。

平板式太阳能集热器设计简单,可靠,但效率低。

太阳能集热器

太阳能集热管

安装太阳能集热器

真空太阳能集热器

基于真空管的太阳能收集器具有不同的工作原理。

与平板式收集器不同,真空收集器中的热量积聚了密封管和集热器。具有特殊喷涂的管子的玻璃表面有效吸收太阳能,从而加热管内的冷却剂。通过充当绝缘体,真空防止热损失。通过集热器,循环液体进入储罐加热水,然后返回到真空管系统。

与平面类似物相比,真空元件允许在这种类型的收集器中提供更高的效率。

太阳能集热器用于水加热

单回路太阳能集热器

空气太阳能集热器

这种类型的收集器效率不高,因为空气的热容量较低。但是它们可以全年使用,因为冬天的空气不会冻结。

空气歧管的设计更简单,更可靠。空气式收集器可作为住宅建筑,生产设施,蔬菜商店,仓库,车库,酒窖加热。

空气收集器的设计和工作原理与扁平类似物几乎没有区别:带有循环冷却剂的铜管系统用肋条代替了受热板。

面板与蜂窝状聚碳酸酯相似。面板的肋条之间通过空气并在此过程中升温。加热的空气被送入室内,放出热量并返回收集器。面板由高导热率的材料制成 - 铜,铝,钢。

在冬季寒冷的俄罗斯气候区的情况下,空气收集器不会完全加热房屋,但作为额外的自由热源,它可以显着节省加热成本。

太阳能集热器加热

太阳能集热器

太阳能收集器膜

如何用自己的双手制作太阳能收集器?

太阳能集热器的功率直接取决于其面积,但随着面积的增加,购置成本也将增加。在某些情况下,从即兴材料制造太阳能收集器会更有利可图。其效果相对较小,但在材料上的支出不会影响家庭预算。如果可以防止热量损失,请尽快支付任何自制设计。在家制造空气或平板太阳能集热器是最容易的。

首先,你需要确定安装它的地方:

  • 面板需要严格按照一定的角度朝南,以确保最大的日照。如果可以改变面板的角度,则该装置的效率将会更高,重点在于此期间太阳位置的高度。因此,在冬季,倾斜角度应该是最大的,并且在夏季,面板应该以更小的角度站立。
  • 收集器面板应尽可能靠近房间安装,并加热以减少热量损失。收集器有效安装在房屋屋顶的南坡或山前。这最大限度地减少了热量损失,但是必须在屋顶进行额外的钻孔。
  • 选择安装收集器的地方不应被栅栏,树木或其他结构遮挡。

应该记住的是,由于太阳在地平线上的低位,在冬季阴影更长。

选择最佳位置后,您需要确定将用作散热片的材料。对于自制的空气收集器,铝罐适合饮用。这些设施是显而易见的 - 铝具有很高的导热性并且易于切割,罐头具有标准尺寸并且彼此连接。

太阳能收集器平

聚碳酸酯制成的太阳能集热器

小屋的太阳能收集器

收集必要数量的罐子后,必须彻底清洗,干燥,切割颈部和底部的开口,用胶水密封剂粘合并涂成黑色。

长度和宽度的罐子数量应与面板的大小相对应。将电池罐堆放在面板中后,您需要组织供气和排气管道。要做到这一点,您可以使用现成的管道,这些管道用于安装通风装置。在系统组装期间,有必要提供面板后侧和上部玻璃的绝缘。它可以用一块聚碳酸酯来代替。

准备好的收集器可以连接到房间的通风系统或自动进入。为了提高效率,风扇连接到它。这种歧管的入口和出口处的温度差可以达到35度。

除了空气,你也可以安排热水。加热器可以是铸铁或铝电池,HDPE管或软管。如果水库正在计划中
全年使用时,应将系统制成双回路,并作为冷却剂填充防冻液或任何其他冷却液。

家中或太阳能集热器的夏季住宅中的设备可以显着降低供暖成本并完全满足热水需求。

太阳能集热器真空

太阳能收集器空气

太阳能收集器的乡间别墅

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