Альтернативные источники энергии и энергосбережение - [33]
А вот летом, когда солнечного тепла в избытке, получаемое тепло можно использовать только для сушки кормов или древесины, например. Никому не придет в голову обогревать дом в летний зной. Вот и получается, что воздушный солнечный коллектор будет большую часть года просто простаивать.
Именно поэтому большее распространение получили солнечные коллекторы с жидким теплоносителем (водяные).
Подобную систему необходимо снабжать датчиками температуры, чтобы отключать вентиляторы, когда на коллектор не падает солнечный свет. Иначе в пасмурную погоду и ночью вы вместо нагрева получите эффективное охлаждение помещения.
Наверняка многие из вас видели, а некоторые возможно и применяют этот тип солнечного коллектора. Конструкция весьма простая — железная бочка, окрашенная в черный цвет и заполненная водой. Вода в такой бочке за день нагревается на солнце, а вечером можно принять теплый душ (рис. 2.9).
Рис. 2.9.Солнечный коллектор типа «бочка»
Проблем у такой конструкции множество.
Нагревание происходит медленно из-за малой площади, на которую падает солнечный свет. Из-за отсутствия теплоизоляции такая бочка очень «быстро остывает. Так что если захотите принять душ поздним вечером или утром, то только холодный.
Если у кого-то уже имеется такая бочка, вы можете ее усовершенствовать. Бочка заключается в стеклянный ящик, который не будет препятствовать ее нагреванию, но будет существенно замедлять остывание. Северную сторону бочки, на которую никогда не попадает солнце, можно утеплить более основательно, например, минеральной ватой. Такое простейшее усовершенствование также значительно ускоряет нагрев воды и существенно повышает максимальную температуру. Не обожгитесь!
Эта гелиосистема была сконструирована болгарским инженером С. Станиловым и публиковалась в журналах «Направи сам» (НРБ) и «Моделист-Конструктор» (1989, № 10). В конструкцию гелиосистемы входят (рис. 2.10):
♦ солнечный коллектор, состоящий из двух одинаковых блоков (при необходимости количество блоков можно увеличить);
♦ накопитель горячей воды;
♦ аванкамера.
Рис. 2.10.Гелиосистема в сборе
При проектировании солнечного водонагревателя использовалось несколько хорошо известных принципов. Так, например, для самого нагревателя — «парниковый эффект», то есть свойство солнечных лучей беспрепятственно проходить сквозь прозрачную среду в замкнутое пространство и превращаться в тепловую энергию, уже не способную преодолеть обратно прозрачную «крышу» установки.
А в гидравлической системе служит термосифонный эффект, то есть свойство жидкости при нагревании подниматься вверх, вытесняя при этом более холодную воду и заставляя ее перемещаться к месту нагрева.
Следует также отметить, что при разработке учитывался и эффект накопления и сохранения тепловой энергии: в установке «уловленная» солнечная энергия, преобразованная в тепловую, аккумулируется и сохраняется длительное время.
Все составные элементы водонагревателя должны быть доступны для изготовления своими силами и из таких полуфабрикатов или сырья, материалов, которые можно приобрести в открытой продаже либо подобрать из металлолома.
Рассмотрим принципы работы гелиосистемы (рис. 2.11 и рис. 2.12).
Рис. 2.11. Гидравлическая схема гелиосистемы
Рис. 2.12.Устройство солнечного коллектора
Теплоотражатель (оцинкованное кровельное железо или белая жесть) Теплоизолятор (пенопласт, стекло- или шлаковата) Усиление днища (деревянный брусок сечением 30x50 мм)
Коллектор — это трубчатый радиатор, заключенный в короб, одна из сторон которого застеклена. Радиатор сварен из стальных труб:
♦ для подводящей и отводной используются водопроводные трубы на 1 или на 3/4 дюйма;
♦ для решетки — тонкостенные трубы меньшего диаметра, например, труба 016x1,5 мм. Всего для одной решетки требуются 15 таких труб длиной около 1600 мм.
Короб коллектора — деревянный, собран из досок толщиной 25–30 мм и шириной 120 мм. Днище короба — из фанеры или же оргалита, оно усилено рейками сечением 30x50 мм. Короб рекомендуется тщательно теплоизолировать!
Сделать это можно с помощью упаковочного или строительного пенопласта: он укладывается на дно, поверх него закрепляется лист белой жести или оцинкованного кровельного железа, и сверху укладывается радиатор. Закрепляется радиатор в коробе хомутами из стальной полосы.
Трубы радиатора и металлический лист на дне короба окрашиваются черной матовой краской.
Покровное стекло желательно герметизировать, с тем, чтобы потери тепла за счет конвекции были минимальными. С внешней стороны короб желательно окрасить серебрянкой, с тем, чтобы уменьшить потери на теплоизлучение.
Все соединения — как сварные, так и резьбовые — должны быть строго герметичными. Соединение труб — стандартное, с помощью муфт, тройников и уголков с герметизацией пенькой и краской.
Накопителем теплоносителя может служить бак емкостью 200–300 л. В принципе для этой цели годится и любая подходящая бочка.
Если невозможно подобрать емкость нужной вместимости, используйте две-три, соединив их с помощью труб в единую систему.
