Әртүрлі күн коллекторларының конструкцияларын салыстыру

Күн коллекторының ауданы.

"Сокол" күн коллекторының ауданы 2 м2. Күнге қараған жағы арнайы жарық сіңіргіш қабатпен жабылған және жылудың 95% дерлік сіңірілуіне ие. Артқы жағы (көлеңкелі жағы) 50 мм минералды жүнмен оқшауланған.

Көлеңке жағында орын алатын жылу шығынын есептейік. Минералды мақтаның жылу беру коэффициенті 0,035 Вт/м*°С-қа тең. Қалыңдығы мен температураның төмендеуін ескере отырып, мысалы, 45 ° C, біз 35 Вт-қа тең шығындарды аламыз. Күн коллекторының ұштары, құбырлар және т.б. шамамен бірдей мөлшерде сәулеленеді.Арнайы селективті жабынның және шыны мен абсорбер арасындағы дұрыс таңдалған қашықтықтың арқасында жылу сәулеленуі мен ауа конвекциясы минималды болады. Нәтижесінде 100-120 Вт екі метрлік күн коллекторының жылу шығынын аламыз.

Атмосфера әрқашан мөлдір бола бермейді және коллектор әрқашан мінсіз таза бола бермейді. Сондықтан есептеу үшін біз 800 Вт / м2-ге тең күн энергиясының ағынын аламыз, жылу шығынын алып тастаймыз және 700 Вт / м2 шамасын аламыз. Ауданы 2м2 жазық коллектор үшін нақты жылу қуаты 1300-1400 Вт құрайды.

Автоматика болған жағдайда жалпақ панельді күн коллекторлары қыздырылатын сұйықтықтың температурасынан бірнеше градустан асатын температурада жұмыс істей бастайды. Бұл әсіресе бассейндерді және суық салқындатқыштарды жылытуға қатысты (мысалы, жылу сорғылары үшін).

Диаметрі 47 мм және ұзындығы 1,8 м болатын 18 түтігі бар қытайлық типтік вакуумдық коллектордың абсорбер ауданы небәрі 0,047м*1,8м*18= 1,522 м2 екенін есте ұстаған жөн. Сертификаттау орталықтарының нақты деректеріне сүйене отырып, олардың ең жақсы тиімділігі 75% болғанда, 1000 Вт/м2 қолайлы ауа райы жағдайында вакуумдық түтіктері бар бір күн коллекторы тек 1100 Вт қуат өндіреді. Бұлардан жоғары мәндерді физикалық түрде алу мүмкін емес, энергия еш жерден алынбайды. Атмосфера әрқашан мөлдір бола бермейді және коллектор әрқашан мінсіз таза бола бермейді. Сондықтан есептеу үшін 800 Вт/ м2-ге тең күн энергиясы ағынының мәнін алу керек. Ауданы 1,52 м2 вакуумдық түтік коллекторы үшін нақты жылу қуаты 900 Вт құрайды.

Сапалы жазық күн коллекторының конструкциясы.

Жазық коллектор күн радиациясын сіңіретін элементтен, мөлдір жабыннан және жылу оқшаулағыш қабаттан тұрады.

Сіңіргіш элемент абсорбер деп аталады; ол жылу өткізгіш жүйемен байланысқан.

Мөлдір элемент (шыны) әдетте металдардың мөлшері азайтылған шыңдалған шыныдан жасалады.

Коллекторда ағып жатқан жылу тасымалдағышқа түсетін энергия неғұрлым көп берілсе, оның тиімділігі соғұрлым жоғары болады.

Оны арттыру үшін инфрақызыл спектрде жылу шығармайтын арнайы оптикалық жабындар қолданылады.

Коллектордың тиімділігін арттырудың стандартты шешімі сонымен қатар жылу өткізгіштігінің жоғары болуына байланысты қаңылтыр мыс абсорберін қолдану болды.

Ваккумды күн коллекторының құрылымы

Шыны вакуумдық түтіктер құрылымы бойынша термостар болып табылады – бір түтік екіншісінде орналасқан, олардың арасында техникалық вакуум бар. Шыны түтікке алюминийдің жұқа парақтары бар шыны түтіктерге жалғанған мыс термотүтікшелер салынған.

Термотүтік - құрамында аз мөлшерде "жеңіл қайнайтын сұйықтық" бар жабық мыс құбыр. "Жеңіл қайнайтын сұйықтық" ретінде қарапайым, төмен қысымды су қолданылады.

Жылу әсерінен сұйықтық шамамен 30°C температурада буланып, вакуумдық түтіктің жылуын алады. Булар бастың жоғарғы жағына көтеріледі, онда олар конденсацияланады және жылуды қатпайтын сұйықтығы бар негізгі контурдың салқындатқышына береді. Конденсат төмен қарай ағып, бәрі қайталанады.

Бірақ температураның одан әрі жоғарылауымен будың тығыздығы артады, ал судың тығыздығы төмендейді. Критикалық нүктеде тығыздық біркелкі болады және конденсация мен булану процесі тоқтайды, кіріс энергиясы мыс штангасының қабырғасы арқылы ғана беріледі, оның қалыңдығы аз болса, тасымалдау тиімділігі төмен болады.

Күн коллекторының қабылдағышы қалыңдығы әдетте небәрі 4 см минералды жүн оқшаулағышы бар мыс, қаңылтыр қаңылтырмен жабылған.

Вакуумдық күн коллекторының тиімділігі қос шынының шағылысуы мен жұтылуының жоғалуынан және жұтылу қабатының сәулеленуіне байланысты жылудың жоғалуынан тұрады. Сондай-ақ, тиімсіздік ішкі шыны ыдыстың бетін күн қыздыратындықтан алынады, одан жылу шыны арқылы (нашар жылу өткізгіш) жұқа алюминий пластиналарға мыс түтікке беріледі.

Минералды мақтадан жасалған коллекторлық қабылдағыштың оқшаулауы арқылы жылу шығыны айтарлықтай.

Түтіктердің цилиндрлік пішініне байланысты күн сәулелері түтік осіне перпендикуляр тұрақты бетке түседі, бірақ түтік осіне перпендикуляр емес барлық басқа сәулелер шағылысады. Түтіктер осьтерінің жазықтықтарына (түтіктер бойымен) қатысты бұрыш бойымен шағылысу жазық күн коллекторларымен бірдей болады.

Апертураның (жұмыс бетінің) вакуумдық су жылытқыштағы күн коллекторының жалпы ауданына қатынасы жазық күн коллекторына қарағанда екі есе аз.

Диаметрі 47 мм және ұзындығы 1,8 м болатын 18 түтігі бар қытайлық типтік вакуумдық коллектордың абсорбер ауданы небәрі 0,047м*1,8м*18= 1,522 м2 екенін есте ұстаған жөн.

Коллектордың температурасы мен қоршаған ортаның айырмашылығына байланысты әр түрлі конструкциялардағы күн коллекторларының нақты тиімділігі.

Кез келген дизайндағы күн коллекторын таңдағанда, олардың айырмашылықтарын, құнын, нақты тиімділігін, мақсаттарын және пайдалану климатын ескеру қажет.

Мінсіз конструкциялар жоқ! Дизайнға сенімді күн коллекторлары бар жүйелерді орнату және пайдалану бойынша үлкен тәжірибесі бар мамандарға сену керек.