Работата на котвата и колектора в DC генератор

Спецификата на използването на слънчеви колектори

Основната характеристика на слънчевите колектори, която ги отличава от другите видове топлинни генератори, е цикличността на тяхната работа. Ако няма слънце, няма и топлинна енергия. В резултат на това такива нагласи са пасивни през нощта.

Средното дневно производство на топлина директно зависи от продължителността на светлинните часове. Последното се определя, първо, от географската ширина на района, и второ, от сезона. През летния период, който е пикът на инсолацията в Северното полукълбо, колекторът ще работи с максимална ефективност. През зимата производителността му пада, достигайки минимум през декември-януари.

През зимата ефективността на слънчевите колектори намалява не само поради намаляване на продължителността на светлинните часове, но и поради промяна в ъгъла на падане на слънчевата светлина. Колебанията в работата на слънчевия колектор през годината трябва да бъдат взети предвид при изчисляването на приноса му към системата за топлоснабдяване.

Друг фактор, който може да повлияе на производителността на слънчевия колектор, са климатичните особености на региона. На територията на страната ни има много места, където 200 и повече дни в годината слънцето се крие зад дебел слой облаци или зад воал от мъгла. При облачно време производителността на слънчевия колектор не пада до нула, тъй като той е в състояние да улавя разсеяна слънчева светлина, но значително намалява.

Колекторна водоснабдителна система

Ако в системата е включен колектор, тогава каквото и устройство да е инсталирано във веригата, към него ще бъде положен отделен клон. В същото време общата дължина на тръбите се увеличава, но се появяват следните положителни аспекти:

1. Във всички точки на приема на вода винаги ще има стабилно и равно налягане;
2. Когато почуквате в изхода на колектора на редуктора в този клон, подходящ за всякакви водопроводни инсталации, можете да регулирате налягането и то ще се различава от общата стойност;
3. Всяко врязване между колектора и точката на оттичане на водата представлява едно парче тръба, което може тайно да се фиксира в пода, в стената или в ниша на стената;
4. Всяко водопроводно устройство може да се изключи, без да се спира цялото захранване със студена вода или топла вода за ремонт или подмяна.

Недостатъци на колекторната верига:

1. По-дългите дължини на тръбите автоматично увеличават хидравличното съпротивление в линията;
2. Поради увеличаването на дължината на линията, колекторът няма да работи в режим на естествена циркулация на водата, което може да повлияе на избора или промяната на отоплителната система;
3. Ако е невъзможно да се направи тръбната система тайно фиксирана в стени или ниши, тогава голямо натрупване на тръби може да принуди да промени интериора или дори дизайна на помещенията.

Принципът на работа и видове слънчеви колектори

Сега е моментът да кажем няколко думи за структурата и работата на слънчевия колектор. Основният елемент на неговия дизайн е адсорбер, който представлява медна плоча със заварена към нея тръба. Поглъщайки топлината на падащите върху нея слънчеви лъчи, плочата (а заедно с нея и тръбата) се загрява бързо. Тази топлина се предава на течния топлоносител, циркулиращ през тръбата, който от своя страна я транспортира по-нататък през системата.

Способността на физическото тяло да абсорбира или отразява слънчевите лъчи зависи преди всичко от естеството на повърхността му. Например, огледална повърхност перфектно отразява светлината и топлината, но черна, напротив, абсорбира. Ето защо върху медната плоча на адсорбера се нанася черно покритие (най-простият вариант е черна боя).

Как работи слънчевият колектор

1. Слънчев колектор. 2. Буферен резервоар. 3. Топла вода.

4. Студена вода. 5. Контролер. 6. Топлообменник.

7. Водна помпа. 8. Горещ поток. 9. Студена струя.

Също така е възможно да увеличите количеството топлина, получена от слънцето, като изберете правилното стъкло, покриващо адсорбера. Обикновеното стъкло не е достатъчно прозрачно. Освен това той отблясва, отразявайки част от падащата слънчева светлина. В слънчевите колектори по правило те се опитват да използват специално стъкло с ниско съдържание на желязо, което увеличава неговата прозрачност. За да се намали делът на светлината, отразена от повърхността, върху стъклото се нанася антирефлексно покритие. И така, че прахът и влагата да не попаднат вътре в колектора, което също намалява производителността на стъклото, корпусът е направен запечатан и понякога дори напълнен с инертен газ.

Въпреки всички тези трикове, ефективността на слънчевите колектори все още е далеч от 100%, което се дължи на несъвършенството на техния дизайн. Нагрятата адсорбираща плоча излъчва част от получената топлина в околната среда, загрявайки въздуха в контакт с нея. За да се сведат до минимум топлинните загуби, адсорберът трябва да бъде изолиран. Търсенето на ефективен начин за изолиране на адсорбера доведе инженерите да създадат няколко вида слънчеви колектори, най-често срещаните от които са плоски и тръбни вакуумни колектори.

Плоски слънчеви колектори

Плоски слънчеви колектори.
Дизайнът на плосък слънчев колектор е изключително прост: той представлява метална кутия, покрита със стъкло отгоре. Като правило минералната вата се използва за топлоизолация на дъното и стените на корпуса. Тази опция далеч не е идеална, тъй като не е изключен преносът на топлина от адсорбера към стъклото посредством въздуха вътре в кутията. При голяма температурна разлика вътре в колектора и отвън, топлинните загуби са доста значителни. В резултат на това плоският слънчев колектор, който функционира перфектно през пролетта и лятото, става изключително неефективен през зимата.

Устройство с плосък слънчев колектор

1. Входна тръба. 2. Предпазно стъкло.

3. Абсорбционен слой. 4. Алуминиева рамка.

5. Медни тръби. 6. Топлоизолатор. 7. Изходна тръба.

Тръбни вакуумни слънчеви колектори

Тръбни вакуумни слънчеви колектори.
Слънчевият вакуумен колектор е панел, съставен от голям брой относително тънки стъклени тръби. Във всеки от тях е разположен адсорбер. За да се изключи преносът на топлина с газ (въздух), тръбите се вакуумират. Поради липсата на газ в близост до адсорберите вакуумните колектори имат ниски топлинни загуби дори при мразовито време.

Устройство за вакуумен колектор

1. Топлоизолация. 2. Корпус на топлообменника. 3. Топлообменник (колектор)

4. Запечатан щепсел. 5. Вакуумна тръба. 6. Кондензатор.

7. Абсорбираща плоча. 8. Топлинна тръба с работна течност.

Приложения на слънчеви колектори

Основната цел на слънчевите колектори, както всеки друг генератор на топлина, е да отопляват сгради и да подготвят вода за система за топла вода. Остава да разберем кой тип слънчеви колектори е най-подходящ за изпълнение на определена функция.

Както установихме, плоските слънчеви колектори имат добри показатели през пролетта и лятото, но са неефективни през зимата. От това следва, че използването им за отопление, нуждата от което се появява точно с настъпването на студеното време, е непрактично. Това обаче не означава, че изобщо няма бизнес за това оборудване.

Плоските колектори имат едно неоспоримо предимство - те са значително по-евтини от вакуумните модели, така че в случаите, когато се планира използването на слънчева енергия изключително през лятото, има смисъл да ги закупите.Плоските слънчеви колектори отлично се справят със задачата да подготвят вода за водоснабдяване през лятото. Още по-често те се използват за затопляне на вода до комфортна температура в откритите басейни.

Тръбните вакуумни колектори са по-гъвкави. С настъпването на зимния студ тяхното представяне не намалява толкова, колкото при плоските модели, което означава, че те могат да се използват целогодишно. Това прави възможно използването на такива слънчеви колектори не само за захранване с топла вода, но и в отоплителната система.

Сравнение на плоски и вакуумни слънчеви колектори.

Разходи за оборудване

Много собственици на жилища грешат в убеждението, че колекторът за котелно помещение си струва страхотни пари. В водопроводните магазини можете да намерите много модели без никакви звънци и свирки, което ще струва само 200-500 рубли. Такова оборудване няма да има регулиращи механизми, термични глави и други допълнителни елементи и те са проектирани за максимум 2-3 вериги.

Моделите с разширена функционалност ще струват на собственика на къща или индустриална сграда, който иска да организира компетентна отоплителна система, приблизително 4-5 хиляди рубли. Дълга тръба с няколко горни и долни изхода ще бъде в комплект с термични глави, разходомери, стрелки и други части. Такива структури често се произвеждат от руски производители или търговски марки от съседни страни. Най-скъпо е внесеното оборудване с автоматично регулиране, което ще струва 10-16 хиляди рубли.

Разположение на слънчеви колектори

Ефективността на слънчевия колектор директно зависи от количеството слънчева светлина, падащо върху адсорбера. От това следва, че колекторът трябва да бъде разположен на открито пространство, където сянка от съседни сгради, дървета, разположени в близост до планини и др., Никога не пада (или поне за най-дълго време).

От значение е не само местоположението на колектора, но и неговата ориентация. Най-"слънчевата" страна в северното ни полукълбо е южната, което означава, че в идеалния случай "огледалата" на резервоара трябва да бъдат обърнати строго на юг. Ако това е технически невъзможно да се направи, тогава трябва да изберете посоката възможно най-близо до юг - югозапад или югоизток.

Човек не трябва да изпуска от поглед такъв параметър като ъгъла на наклона на слънчевия колектор. Стойността на ъгъла зависи от отклонението на положението на Слънцето от зенита, което от своя страна се определя от географската ширина на зоната, в която ще се работи оборудването. Ако ъгълът на наклон не е зададен правилно, тогава загубата на оптична енергия ще се увеличи значително, тъй като значителна част от слънчевата светлина ще се отразява от стъклото на колектора и следователно няма да достигне абсорбера.

Възбуждащи намотки

Устройството за постоянен ток има потенциал да се използва само в малки електрически машини. На първо място, тъй като за устройства с ниска мощност е допустимо използването на постоянни магнити. В други случаи само соленоиди - намотки със сърцевина - или възбуждащи намотки могат да създадат магнитен поток с достатъчна сила. По вида на храната, която ядат генераторите могат да бъдат разделени на следните класове:

• с независимо вълнение;
• самовъзбуден.

За първата операция е необходим спомагателен източник на ток. Това е основният недостатък на този тип машини, така че използването им е ограничено. При генератори с независимо възбуждане намотките се захранват от котвата. Електрически машини, подредени по тази схема, са разделени от своя страна на три вида:

• шунт (с паралелно възбуждане);
• сериен (със сериен);
• генератори на съединения (с паралелни и последователни намотки за възбуждане).

Как да изберем слънчев колектор с правилната мощност

Ако искате отоплителната система на дома ви да се справи със задачата да поддържа комфортна температура в помещенията, а от крановете течеше топла, не хладка вода и в същото време планирате да използвате слънчев колектор като топлинен генератор, трябва предварително да изчислите необходимата мощност на оборудването.

В същото време ще е необходимо да се вземат предвид доста голям брой параметри, включително предназначението на колектора (подаване на топла вода, отопление или тяхната комбинация), нуждите от топлина на обекта (обща площ на отопляваните помещения или среднодневна консумация на топла вода), климатични особености на региона, характеристики на колекторната инсталация.

По принцип извършването на такива изчисления не е толкова трудно. Ефективността на всеки модел е известна, което означава, че можете лесно да прецените броя на колекторите, необходими за осигуряване на къщата с топлина. Фирмите, занимаващи се с производство на слънчеви колектори, разполагат с информация (и могат да я предоставят на потребителя) за промяната в мощността на оборудването в зависимост от географската ширина на района, ъгъла на наклона на "огледалата", отклонението на ориентацията им от южна посока и др., което дава възможност да се направят необходимите корекции при изчисляване на производителността на колектора.

При избора на необходимия капацитет на колектора е много важно да се постигне баланс между липса и излишък на генерирана топлина. Експертите препоръчват да се съсредоточи върху максимално възможния капацитет на колектора, тоест да се използва индикаторът за най-продуктивния летен сезон в изчисленията. Това противоречи на желанието на обикновения потребител да вземе оборудване с марж (т.е. да се изчисли по мощността на най-студения месец), така че топлината от колектора да е достатъчна дори в по-малко слънчеви есенни и зимни дни.

Ако обаче изберете слънчев колектор с увеличена мощност, тогава в пика на неговата производителност, тоест при топло слънчево време, ще се сблъскате със сериозен проблем: ще се произвежда повече топлина, отколкото се изразходва, а това заплашва от прегряване на веригата и други неприятни последици ... Има две възможности за решаване на този проблем: или инсталирайте слънчев колектор с ниска мощност и паралелно свържете резервни източници на топлина през зимата, или закупете модел с голям резерв на мощност и осигурете начини за изхвърляне на излишната топлина през пролетно-летния сезон .

Характеристики на

Разпределителният колектор във водопроводната мрежа ви позволява автономно да свържете редица устройства към един вход. Освен това всяко устройство има лична връзка и водната струя се отрязва директно в колекторната тръба.

В допълнение към факта, че наличието на дистрибутор ви позволява да изключите водоснабдяването за един или няколко водопроводни единици в апартамент от една точка, такава схема е удобна в социални сгради, търговски центрове или хотели: ако някъде тече, блокирането на потока вода в съответния тръбопровод е възможно дори без достъп до помещенията, където се е случил инцидентът.

Недостатъци на водоснабдяването през колектора:

1. Дължината на използваните водопроводни тръби ще бъде няколко пъти по-голяма, отколкото при традиционната схема, което ще увеличи цената на инсталацията.
2. Тръбите не могат да се поставят в стената, съответно конструкцията ще заема място и ще намали използваемата площ, а това е проблем за малки апартаменти или нежилищни помещения.

Стагнация на системата

Нека поговорим малко повече за проблемите, свързани с излишък от генерирана топлина. И така, да кажем, че сте инсталирали достатъчно мощен слънчев колектор, който може напълно да осигури топлина на отоплителната система на вашия дом. Но лятото дойде и необходимостта от отопление изчезна. Ако можете да изключите захранването на електрически котел или да спрете подаването на гориво за газов котел, тогава нямаме захранване от слънцето - не можем да го „изключим“, когато стане твърде горещо.

Стагнацията на системата е един от основните потенциални проблеми за слънчевите колектори. Ако не се вземе достатъчно топлина от колекторната верига, охлаждащата течност се прегрява. В определен момент последният може да заври, което ще доведе до прекратяване на циркулацията му по веригата. Когато охлаждащата течност се охлади и кондензира, системата ще продължи да работи. Не всички видове течности за пренос на топлина обаче спокойно пренасят прехода от течно в газообразно състояние и обратно. Някои в резултат на прегряване придобиват желеобразна консистенция, което прави по-нататъшната работа на веригата невъзможна.

Само стабилното отстраняване на топлината, произведена от колектора, ще помогне да се избегне стагнация. Ако изчисляването на мощността на оборудването е направено правилно, вероятността от проблеми е практически нулева.

Въпреки това, дори и в този случай, не е изключено възникването на непреодолима сила, поради което трябва предварително да се предвидят методи за защита срещу прегряване:

1. Монтаж на резервен резервоар за акумулиране на топла вода. Ако водата в основния резервоар на системата за подаване на топла вода е достигнала зададения максимум и слънчевият колектор продължава да подава топлина, той автоматично ще се превключи и водата ще започне да се загрява вече в резервния резервоар. Създаденият запас от топла вода може да се използва за битови нужди по-късно, при облачно време.

2. Затоплена вода в басейна. Собствениците на къщи с плувен басейн (независимо дали е закрит или открит) имат отлична възможност да премахнат излишната топлинна енергия. Обемът на басейна е несравнимо по-голям от обема на всяко домакинско устройство за съхранение, което означава, че водата в него няма да се нагрява толкова много, че вече няма да може да абсорбира топлината.

3. Изтичане на топла вода. При липса на възможност да изразходвате излишната топлина полезно, можете просто да източите нагрятата вода на малки порции от резервоара за съхранение на топла вода в канализацията. Студената вода, влизаща в контейнера, ще понижи температурата на целия обем, което ще продължи да отвежда топлината от веригата.

4. Външен топлообменник с вентилатор. Ако слънчевият колектор има голям капацитет, излишната топлина също може да бъде много голяма. В този случай системата е снабдена с допълнителна верига, пълна с хладилен агент. Тази допълнителна верига е свързана към системата посредством топлообменник, оборудван с вентилатор и монтиран извън сградата. Ако съществува риск от прегряване, излишната топлина влиза в допълнителната верига и се „хвърля” във въздуха през топлообменника.

5. Отделяне на топлина в земята. Ако в допълнение към слънчевия колектор къщата има термопомпа с наземен източник, излишната топлина може да бъде насочена в кладенеца. В същото време решавате два проблема наведнъж: от една страна, предпазвате колекторната верига от прегряване, от друга страна възстановявате топлинния резерв в почвата, изчерпана през зимата.

6. Изолация на слънчевия колектор от пряка слънчева светлина. От техническа гледна точка този метод е един от най-простите. Разбира се, не си струва да се качвате на покрива и да покривате ръчно колектора - това е трудно и несигурно. Много по-рационално е да инсталирате дистанционно управляем затвор, като ролетна щора. Можете дори да свържете блока за управление на амортисьора към контролера - в случай на опасно повишаване на температурата във веригата, колекторът ще се затвори автоматично.

7. Изтичане на охлаждащата течност. Този метод може да се счита за основен, но в същото време е доста прост. Ако съществува риск от прегряване, охлаждащата течност се източва посредством помпа в специален резервоар, интегриран в схемата на системата. Когато условията станат отново благоприятни, помпата връща охлаждащата течност към веригата и колекторът ще бъде възстановен.

Инсталиране на колекторния блок

Извършва се монтаж на отоплителния колектор в непосредствена близост до котела... Радиаторните тръби от нагревателя често се полагат по пода, след което конструкцията се бетонира и изолира, което свежда до минимум топлинните загуби. Самият колекционен блок е монтиран в специално подготвен щит или стенна ниша. Специална клапа може да бъде шарнирна или вградена, в комплект с щамповане на врата и странично, или отворена. Ако няма възможност за монтиране на шкафа, тогава колекторният блок е фиксиран на стената на малка височина от пода.

Ако сградата е многоетажна, тогава разпределителят ще бъде инсталиран на всеки етаж на къщата, което ще позволи отопление на всяка стая. Такава система ще ви позволи да регулирате, свързвате и изключвате един или повече отоплителни радиатори, цялата стая, пълна верига. Това елиминира необходимостта от изключване на подаването на охлаждаща течност към други източници на отопление. Складовете, коридорите, коридорите, гардеробите се използват като помещения за инсталиране на разпределителния колектор.

Други компоненти на системата

Не е достатъчно просто да се събира топлината, излъчвана от слънцето. Все още трябва да се транспортира, натрупва, прехвърля на потребителите, всички тези процеси трябва да се наблюдават и т.н. Това означава, че в допълнение към колекторите, разположени на покрива, системата съдържа много други компоненти, които може да са по-малко забележими, но не по-малко важно. Нека се съсредоточим само върху няколко от тях.

Топлоносител

Функцията на охлаждащата течност в колекторната верига може да се изпълнява или от вода, или от течност против замръзване.

Водата има редица недостатъци, които налагат определени ограничения за нейното използване като охлаждаща течност в слънчеви колектори:

• Първо, при отрицателни температури той се втвърдява. За да предотвратите спукване на замръзналата охлаждаща течност по тръбите на веригата, с наближаването на студеното време тя ще трябва да се източи, което означава, че през зимата няма да получавате дори малки количества топлинна енергия от колектора.
• На второ място, не твърде високата точка на кипене на водата може да причини чести стагнации през лятото.

Незамръзващата течност, за разлика от водата, има значително по-ниска точка на замръзване и несравнимо по-висока точка на кипене, което увеличава удобството при използването й като топлоносител. При високи температури обаче „незамръзването“ може да претърпи необратими промени, така че трябва да бъде защитено от прекомерно прегряване.

Помпа, пригодена за слънчеви системи

За да се осигури принудителната циркулация на охлаждащата течност по веригата на колектора, е необходима помпа, пригодена за слънчеви системи.

БГВ топлообменник

Преносът на топлина от кръга на слънчевия колектор към водоснабдяването с топла вода или към отоплителната среда на отоплителната система се осъществява посредством топлообменник. Като правило резервоар с голям обем с вграден топлообменник се използва за акумулиране на топла вода. Рационално е да се използват резервоари с два или повече топлообменника: това ще позволи вземането на топлина не само от слънчевия колектор, но и от други източници (газов или електрически котел, термопомпа и др.).

Класическа електрическа схема

Обичайната електрическа схема за водопроводни тръби около къщата е тройна или последователна: тръбопроводът е отклонен от главния щранг, към който са необходими устройства и оборудване, свързани чрез тройници и кранове.

Тази технология на свързване е полезна в следните точки:

1. Минимална обща дължина на тръбата;
2. Ниско хидравлично съпротивление във водоснабдителната система.

На практика тази схема не се е доказала от най-добрата страна - оказа се, че е по-добре да се осъществи връзка чрез гребен. Недостатъкът на традиционната връзка е, че когато се отворят няколко клапана едновременно, налягането спада в единия или в двата.