كيف تصنع مجمّع شمسي للتدفئة بيديك: دليل خطوة بخطوة

مجمع الهواء الشمسي: جهاز مخطط التصميم

من أجل صنع مجمّع شمسي هوائي من الوسائل الموجودة في أي منزل ، فأنت بحاجة إلى القليل.

سوف تحتاج:

• ألواح خشبية ، قضبان ، خشب رقائقي ؛
• مسامير أو مسامير أو مشابك أخرى ؛
• علب حديد للمشروبات
• الطلاء الأسود؛
• زجاج.

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى إعداد صندوق خشبي بالأبعاد المطلوبة (الطول × العرض). يجب أن يكون عمق الصندوق أكبر بقليل من قطر العلب المخططة للاستخدام. يمكن تثبيت جدران الصندوق بمسامير أو أي أدوات تثبيت مناسبة. بعد ذلك ، في الجزء العلوي والسفلي من الصندوق ، مع التراجع عن 10-15 سم من الجدران العلوية والسفلية ، تحتاج إلى تثبيت أرفف ، بطولها بالكامل حفر ثقوب لعلب مساوية لقطرها.

من الضروري قطع الثقوب في العلب وقطع العنق والقاع ، وبالتالي الحصول على أنبوب عبر يشبه مجرى هواء صغير. تحتاج إلى توصيل العلب عن طريق إدخال العلبة الثانية في الجزء السفلي الفارغ من العلبة الأولى ، والعلبة التالية بداخلها ، وهكذا بطول الصندوق بالكامل. ثم أدخل الأنبوب الناتج من العلب في الصندوق من خلال الفتحات المحفورة لهذا الغرض. وبالتالي ، من الضروري ملء الصندوق بالكامل بالعلب ، دون احتساب المسافة بين الجدار العلوي والجرف العلوي الذي توصل به العلب ، والمسافة بين الرف السفلي والجدار السفلي.

يجب تثبيت الوصلات بين الرفوف العلوية والسفلية مع العلب بمسامير من خلال حفر الرف جنبًا إلى جنب مع جدار العلبة. يدخل الهواء الخارج من الغرفة المساحة بين الجدار العلوي للصندوق والجرف العلوي ، حيث من الضروري توفير ثقوب ، ويفضل أن يكونا زوجين. بالمرور عبر العلب والتسخين ، سيدخل الهواء مساحة مماثلة بين الرف السفلي والجدار ، حيث سيدخل الغرفة من خلال الفتحات ، وهنا سيكون من الضروري توفير مروحة. وبالتالي ، يجب أن تتم عملية كاملة لتدوير الهواء والتدفئة.

يجب إزالة الشحوم من الصندوق نفسه والعلب المثبتة ورسمها بطلاء أسود غير لامع (يمكنك استخدام أرخصها) لخلق انطباع بهيكل واحد وزيادة معدل التسخين.

مرحلة التجميع المسؤول

تتمثل الخطوة الأخيرة في تجميع العلبة ، والتي ستربط جميع مكونات الجهاز في هيكل واحد. باستخدام لوح من الخشب الرقائقي والكتل الخشبية ، تحتاج إلى هدم صندوق قوي. في القضبان الخشبية المستخدمة ، قم بقطع الأخاديد مسبقًا ، ثم ستقوم بإدخال شاشة من البولي كربونات فيها (عمق الأخدود حوالي 0.5 سم). يمكن عمل منافذ الأنبوب بعد تثبيت جميع المكونات الرئيسية. بعد ذلك ، في الصندوق الخشبي الذي تم تجميعه بالفعل ، لإنشاء جيب هوائي ، يمكنك وضع عازل من الصوف المعدني. قم بتركيب لوح بملف فوق الصوف المعدني. ثني حواف الصوف القطني بحيث لا يلمس الملف جدران الصندوق. يجب أيضًا أن يكون بين لوحة التسخين ولوحة البولي كربونات مسافة بينهما ولا تلامس بعضهما البعض.

تتمثل المرحلة الأخيرة في معالجة الجسم بمحلول خاص مقاوم للماء والمينا (باستثناء الجزء الأمامي).

جامع الطاقة الشمسية من الإطارات القديمة

هذا كل شيء ، مجمع الطاقة الشمسية الذي يعمل بنفسك جاهز. لتنشيطه ، ضعه على هيكل داعم ، مع توجيه الجزء الأمامي منه نحو الشمس بحيث تسقط الأشعة على الجزء الأمامي في أقصى زاوية صحيحة. على السطح ، قم بتثبيت خزان لتراكم المياه ، وسيكون بمثابة خزان. إلى الجزء العلوي من الخزان ، قم بتشغيل خرطوم متصل بالأنبوب العلوي للمشعب ، إلى أسفل الأنبوب السفلي. من خلال توصيل المياه وفقًا لهذا المخطط ، ستضمن التشغيل في وضع الدوران الطبيعي.وفقًا لقوانين الفيزياء ، سيرتفع الماء الساخن نحو الخزان ، والماء البارد الذي يتم إزاحته سيدخل المجمع للتدفئة في الملف. لا تنس أنه من الضروري إرفاق خرطوم وصمام بالخزان لسحب الماء من الخزان ، وكذلك لملئه بخرطوم جديد.

مشعب الهواء

يعد مجمع الهواء أحد أكثر التطورات نجاحًا. لكن الألواح الشمسية من النوع الجوي نادرة جدًا. هذه الأجهزة ليست مناسبة للتدفئة المنزلية أو إمدادات الماء الساخن. يتم استخدامها لتكييف الهواء. الناقل الحراري هو الأكسجين ، والذي يتم تسخينه تحت تأثير الطاقة الشمسية. يتم التعرف على الألواح الشمسية من هذا النوع بلوحة فولاذية مضلعة مطلية بظل غامق. مبدأ تشغيل هذا الجهاز هو الإمداد الطبيعي أو التلقائي للأكسجين للمنازل الخاصة. يسخن الأكسجين بمساعدة الإشعاع الشمسي أسفل اللوح ، مما ينتج عنه تكييف الهواء.

يُسمح بتثبيت مجمع الهواء في المنازل الخاصة والمباني التجارية.

تصنيف درجة الحرارة

غالبًا ما يتم تصنيف المعدات الشمسية للمنزل وفقًا لنوع المبرد. اليوم في السوق العالمية يمكنك أن تجد أنظمة سائلة وهوائية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقسيم المجمعات وفقًا لنظام درجة حرارة التشغيل ، أي يتم تطبيق التصنيف وفقًا لدرجة حرارة التسخين القصوى لعناصر العمل. هناك أنواع الأنظمة التالية:

• درجة حرارة منخفضة - يتم تسخين حامل الحرارة لمجمعات الطاقة الشمسية حتى 50 درجة مئوية ؛
• درجة حرارة متوسطة - لا تتجاوز درجة حرارة السائل المتداول 80 درجة مئوية ؛
• درجة حرارة عالية - يمكن أن ترتفع درجة الحرارة القصوى لمادة نقل الحرارة إلى 300 درجة.

يعد الخياران الأولان أكثر ملاءمة للاستخدام المنزلي ، بينما تُستخدم نماذج المجمعات ذات درجة الحرارة المرتفعة في كثير من الأحيان في قطاعي الصناعة والتصنيع في الاقتصاد. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في أنظمة تسخين المياه ذات درجة الحرارة العالية ، تكون عملية تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة معقدة للغاية. في الوقت نفسه ، تحتل هذه التركيبات الشمسية مساحات كبيرة. لا يستطيع كل مالك عقار "داشا" تحمل مثل هذه الرفاهية.

أنواع سخانات المياه بالطاقة الشمسية وخصائصها

سخانات المياه بالطاقة الشمسية هي مجموعة من المعدات لتسخين المياه باستخدام الطاقة الشمسية. اسم آخر لهذه الأجهزة هو مجمعات الطاقة الشمسية. على عكس الألواح الكهروضوئية التي تستخدم ضوء الشمس لإنتاج الكهرباء ، تتلقى السخانات الشمسية على الفور طاقة حرارية ، والتي تنقلها إلى سائل تبريد (ماء ، مضاد للتجمد ، إلخ).

يشكلون نظامًا كاملاً يتكون من العناصر التالية:

• جامع. لوحة تستقبل الطاقة الحرارية وتنقلها إلى المبرد.
• خزان. وعاء يتراكم فيه الماء الساخن ويتم استبدال المبرد المبرد بتدفق مسخن حديثًا.
• دائرة التدفئة. نظام الرادياتير التقليدي أو التدفئة الأرضية ، مما يحقق طاقة المبرد. في بعض أنواع الأنظمة ، لا يتم تضمين دائرة التسخين في حجم نظام التجميع ، حيث تستقبل الطاقة في خزان التخزين ، والذي يكون في هذه الحالة مبادلًا حراريًا.

حسب نوع الدورة الدموية

يسمح لك دوران المبرد بتلقي الطاقة الحرارية مقابل الطاقة المنبعثة في الجو الداخلي للمنزل. هناك نوعان:

1. طبيعي. يتم استخدام حركة الطبقات السائلة الساخنة إلى أعلى مع استبدالها بطبقات أكثر برودة.لا يتطلب أي أجهزة أو استخدام الكهرباء ، ولكنه يعتمد على العديد من العوامل - الموضع النسبي للمجمع والتخزين وعناصر النظام الأخرى ودرجة الحرارة وما إلى ذلك. حركة السوائل غير مستقرة وقادرة على الزيادة والنقصان.
2. قسري. يتم توجيه التدفقات بواسطة مضخة دوران. يوجد وضع مستقر بمعدل تدفق ثابت ، والذي يسمح لك بتوفير وضع ثابت لتدفئة المنزل.

حسب نوع المجمع

هناك تصميمات لهواة الجمع بكفاءة وقدرات مختلفة وطريقة نقل الحرارة. بينهم:

1. فتح. صواني طويلة مسطحة أو مزاريب مصنوعة من البلاستيك الأسود يدور فيها الماء. كفاءة المجمعات المفتوحة منخفضة للغاية ، لكن البساطة والرخص الرخيص يساهمان في شعبيتها. تستخدم لتسخين المياه للاستحمام أو المسبح في الهواء الطلق.
2. أنبوبي (ثيرموسيفون). العنصر الرئيسي هو أنبوب متحد المحور مع طبقة مفرغة بين الطبقات الخارجية ، والتي تعزل محتويات الأنابيب بشكل موثوق. التصميم فعال ولكنه مكلف ولا يمكن إصلاحه.
3. مسطحة. هذه حاويات مغلقة مع لوحة علوية شفافة. السطح الداخلي مغطى بطبقة من مستقبل الطاقة الحرارية ، والتي تنقلها إلى الماء ، والتي تتحرك داخل الأنابيب الملحومة إلى المستقبل. تصميم بسيط وفعال ، يتم فيه إنشاء فراغ أحيانًا للعزل الحراري ، من أجل تأثير أكبر.

حسب نوع دائرة الدوران

1. مفتوح - يستخدم لتوفير الماء الساخن لمنطقة سكنية. الناقل الحراري في هذه الحالة هو الماء ، والذي يستخدم لتلبية الاحتياجات المنزلية المختلفة ، وبالتالي لم يعد يدخل الدائرة.
2. نظام الدائرة الواحدة - يستخدم للتدفئة المنزلية. المبرد المسخن بهذه الطريقة يستخدم كمادة مضافة لسائل التبريد الذي يتم تسخينه بالطريقة التقليدية. في هذه الحالة ، يمر المبرد المسخن إلى نظام التسخين ، وبعد ذلك يتم نقله مرة أخرى إلى خزان الاستقبال وإلى المجمع.
3. نظام التسخين مزدوج الدائرة هو الأكثر تنوعًا. يمكن استخدامه للتدفئة في الشتاء أو لإمداد المياه.

نظام تدفئة وإمداد بالمياه مزدوج الدائرة

يمكنك أيضًا اختيار أحد المبردات الممكنة - الماء أو الزيت أو مضاد التجمد. بعد المجمع ، يمر المبرد عبر مبادل حراري ، حيث تنتقل الحرارة إلى الدائرة الثانية. المبرد الثاني المستخدم مستخدم بالفعل للغرض المقصود منه - للتدفئة أو إمداد المياه.

المبرد

لمثل هذه سخانات المياه ، يتم استخدام مبردات مختلفة: مضاد التجمد ، سائل التشحيم والماء.

طلب

أنظمة الطاقة الشمسية تكتسب شعبية تدريجيا. بمساعدتهم ، حلوا العديد من المشاكل:

• تسخين السائل إلى درجة الحرارة المطلوبة.
• تحسين أداء نظام التدفئة.
• سخان مياه لحمام السباحة للاستحمام الصيفي.
• تسخين السائل لاحتياجات أخرى.

جهاز الامتصاص أهم جزء في النظام

يسمى جزء المجمع الشمسي الذي يستقبل الحرارة ويتراكمها وينقلها إلى المبرد بالممتص. من هذا العنصر تعتمد كفاءة النظام بأكمله.

يتكون هذا العنصر من النحاس أو الألومنيوم أو الزجاج ، يليه الطلاء. تعتمد فعالية جهاز الامتصاص على الطلاء أكثر من اعتماده على المادة التي صنع منها. أدناه ، في الصورة ، يمكنك أن ترى ما هي الطلاءات المتاحة ومدى فعالية امتصاص الحرارة.

يشير وصف النظام إلى أقصى امتصاص ممكن للطاقة الشمسية التي تقع على جهاز الامتصاص. "α" هي أقصى نسبة امتصاص ممكنة. "ε" هي النسبة المئوية للحرارة المنعكسة.

حسب نوع المبنى

تختلف أجهزة الامتصاص أيضًا في نوع الجهاز ، والآن يوجد نوعان فقط:

ريشة - مرتبة على النحو التالي. تربط الألواح الأنابيب بسائل التبريد ببعضها البعض. يمكن ربط الأنابيب نفسها في نظام واحد بعدة طرق. هذا نوع بسيط من الامتصاص يمكنك صنعه بنفسك.

إسطواني - في هذه الحالة ، يتم وضع الطلاء على السطح الزجاجي للقارورة ويستخدم في مجمعات الفراغ. بفضل هذا الجهاز ، تتركز الحرارة بشكل أكبر في وسط الأنبوب حيث يوجد مزيل الحرارة أو القضيب. يعمل هذا النظام بكفاءة أعلى من نظام القلم.

هل من الممكن استخدام المجمع الشمسي في الشتاء

لاستخدام الجهاز على مدار العام ، تحتاج إلى معرفة المزيد حول كيفية عمل مجمع الطاقة الشمسية في فصل الشتاء. الفرق الرئيسي هو المبرد. نظرًا لأن الماء يمكن أن يتجمد في أنابيب الدائرة ، فيجب استبداله بمضاد التجمد. يعمل مبدأ التسخين غير المباشر مع تركيب غلاية إضافية. بعد ذلك ، الرسم التخطيطي هو:

• بعد تسخين مانع التجمد ، سيأتي من البطارية الموجودة بالخارج في ملف خزان المياه ويسخنه.
• ثم يتم توفير الماء الدافئ للنظام ، وتبريده مرة أخرى.
• تأكد من تركيب مستشعر ضغط (مقياس ضغط) وفتحة تهوية وصمام تمدد لتخفيف الضغط الزائد.
• كما هو الحال في الإصدار الصيفي ، لتحسين الدورة الدموية ، من الضروري توفير مضخة دورانية.

جامع الطاقة الشمسية على سطح المنزل في الشتاء

كيف تصنع سخان مياه شمسي بيديك

الجهاز عبارة عن مشعاع أنبوبي يبلغ قطره 1 بوصة ويوضع في صندوق خشبي. يمكن عزل الهيكل حرارياً بالرغوة. بمساعدة صفائح حديدية مجلفنة ، من الضروري عزل الجزء السفلي من الجهاز بشكل إضافي. احرص على طلاء الخامات باللون الأسود لتسريع عملية التسخين ، باستثناء الغطاء الزجاجي المطلي باللون الأبيض.

كحاوية للمياه ، يمكنك استخدام برميل حديدي كبير ، يتم وضعه في صندوق مصنوع من الخشب أو الخشب الرقائقي. يجب ملء الفراغ. لهذا الغرض ، تعتبر نشارة الخشب والرمل والطين الموسع وما إلى ذلك مناسبة.

افعل ذلك بنفسك أدوات ومواد لسخان المياه

لإنشاء سخان مياه بالطاقة الشمسية ، يلزم توفير المواد والأدوات التالية:

• زجاج بإطار
• كرتون البناء تحت القاع.
• الخشب أو الخشب الرقائقي لصندوق تحت برميل ؛
• اقتران؛
• حشو للمساحة الفارغة (الرمل ، نشارة الخشب ، إلخ) ؛
• الزوايا الحديدية للبطانة.
• أنبوب المبرد
• السحابات (على سبيل المثال ، المشابك) ؛
• صاج مجلفن
• خزان حديدي بحجم كبير (300 لتر يكفي) ؛
• طلاء أسود ، أبيض وفضي مطلي ؛
• قضبان خشبية.

عملية تصنيع سخان المياه الشمسي

إن عملية صنع مجمّع شمسي بيديك ليست مثيرة فحسب ، بل تجلب أيضًا الكثير من الفوائد. سيمكن الجهاز الذي تم إنشاؤه من الاستخدام الرشيد للإشعاع الشمسي لحل المشكلات الاقتصادية المختلفة. تفاصيل إنشاء المجمع على مراحل هي كما يلي:

1. تحتاج أولاً إلى عمل صندوق للخزان ، والذي يحتاج إلى التعزيز بالقضبان.
2. يتم تطبيق مادة العزل الحراري من الأسفل ، والتي يتم تثبيت لوح معدني فوقها.
3. يتم وضع المبرد في الأعلى ، والذي يجب تثبيته بشكل صحيح باستخدام أدوات التثبيت المعدة.
4. يجب تلطيخ أصغر الشقوق في جسم الهيكل وإغلاقها.
5. يجب طلاء الأنابيب والصفائح المعدنية باللون الأسود.
6. تم طلاء البرميل والصندوق بالفضة وبعد التجفيف ، يتم تركيب الخزان في هيكل خشبي.
7. تمتلئ المساحة الفارغة بحشو جاهز.
8. لضمان الضغط المستمر ، يمكنك شراء غرفة مائية ذات عوامة مثبتة في خزان تخزين المياه.
9. يجب وضع التصميم في مساحة مشمسة بزاوية مع الأفق.
10. علاوة على ذلك ، فإن النظام متصل ببعضه بواسطة الأنابيب (يعتمد عددها ومادتها على حجم ونوع المشروع).
11. لتجنب تكوين جيوب هوائية ، يجب أن تبدأ في ملء الجزء السفلي من المبرد.
12. وفقًا لمثل هذا النظام ، يتحرك الماء الساخن إلى أعلى ، مما يؤدي إلى إزاحة الماء البارد ، والذي يدخل بعد ذلك إلى المبرد ويسخن.

إذا تم حساب كل شيء بشكل صحيح ، فسيخرج الماء الدافئ من أنبوب المخرج بعد فترة. لا تنس أن الطقس المشمس شرط أساسي. لذلك ، يمكن أن تكون درجة الحرارة داخل نظام سخان المياه حوالي 70 درجة. سيكون الفرق بين درجة حرارة الماء عند المدخل والمخرج 10-15 درجة. في الليل ، يوصى بمنع وصول الماء لتجنب فقدان الحرارة.

أداء مثل هذا الجهاز أدنى بكثير من تخزين السخانات. ستكون كفاءة أي جهاز محلي الصنع أقل بكثير ، ولكن إذا لم تكن هناك حاجة لشراء مثل هذا النظام الباهظ الثمن ، فيمكنك القيام بكل شيء بنفسك.

الطاقة الشمسية هي مصدر بديل للحرارة

إن فكرة استخدام الطاقة الشمسية للتدفئة ليست جديدة.علاوة على ذلك ، فقد تم إثبات ملاءمة استخدامه من قبل الأمريكيين والصينيين والإسبان والإسرائيليين واليابانيين.

السوق مليء بالعروض الخاصة بالمنشآت المختلفة لتحويل الطاقة الشمسية واستخدامها الإضافي للاحتياجات المنزلية.

تُستخدم أنظمة الطاقة الشمسية بشكل نشط كمصدر رئيسي للحرارة في العديد من دول العالم. في خطوط العرض لدينا ، لا يزال يستخدم كإضافة إلى نظام التدفئة.

تعتمد تكلفة الأنظمة على نوعها ومساحتها والمواد المستخدمة في التصنيع. من عام إلى آخر ، هناك اتجاه تنازلي ثابت في أسعار جميع أنواع التركيبات الشمسية - أنظمة الطاقة الشمسية.

هذا يجعلهم في متناول عامة الناس. هذا ليس كل شخص مستعدًا لإجراء مثل هذا الشراء.

ولكن ، إذا رغبت في ذلك ، يمكنك بناء نظام تدفئة شمسي فعال بيديك ، وإنفاق أموال أقل بكثير.

أصبح نظام التدفئة المألوف الذي أدى وظائفه بشكل مثالي لسنوات عديدة أكثر تكلفة. والسبب في ذلك هو الارتفاع العالمي في أسعار موارد الطاقة حول العالم. الرغبة الطبيعية التي تنشأ من المالك هي التوفير في التدفئة ، والتي تستهلك حصة كبيرة من ميزانية الأسرة.

لذلك يمكن لنظام التسخين الشمسي أن يحل محل الوقود الصلب المعتاد أو الغاز أو أي وقود آخر. كل هذا يتوقف على نوع وحجم الغرفة التي سيتم استخدامها فيها.

الخيار المناسب لمخزن الحبوب غير مناسب لمبنى سكني ، والنظام الذي يلبي احتياجات المسكن الصيفي لا يمكنه التعامل مع تدفئة القصر المكون من طابقين.

في بعض الأحيان يكون الاستبدال الكامل للتدفئة التقليدية بالتسخين الشمسي مشكلة.يخشى المالك أن النظام قد لا يكون قادرًا على التأقلم أو لا توجد مساحة كافية لتثبيت العدد المطلوب من الألواح.

لذلك ، غالبًا ما يتم استخدام نظام تدفئة مشترك ، دون التخلي تمامًا عن معدات الغاز (الكهربائية أو غيرها) المركبة. يمكن أن يصل مستوى استبدال التدفئة التقليدية بالتسخين الشمسي إلى 90٪.

كما أن العدد السنوي للأيام المشمسة في المنطقة التي يقع فيها المسكن مهم. علاوة على ذلك ، فإن متوسط ​​درجة الحرارة اليومية ليس مهمًا جدًا.

تمتص العديد من التركيبات الضوء بشكل فعال في أيام الشتاء الباردة (تستخدم مجمعات الطاقة الشمسية مانع التجمد كمبرد).

بالإضافة إلى التدفئة ، فإن تركيب الطاقة الشمسية قادر على تزويد المنزل بالماء الدافئ والكهرباء.

أسعار أجهزة المصنع

يقع نصيب الأسد من التكاليف المالية لبناء مثل هذا النظام على تصنيع المجمعات. هذا ليس مفاجئًا ، حتى في العينات الصناعية للأنظمة الشمسية ، يقع حوالي 60٪ من التكلفة على هذا العنصر الهيكلي. تعتمد التكاليف المالية على اختيار مادة معينة.

وتجدر الإشارة إلى أن مثل هذا النظام غير قادر على تسخين الغرفة ، بل سيساعد فقط في توفير التكاليف من خلال المساعدة في تسخين المياه في نظام التدفئة. نظرًا لتكاليف الطاقة المرتفعة التي يتم إنفاقها على تسخين المياه ، فإن المجمع الشمسي المدمج في نظام التدفئة يقلل بشكل كبير من هذه التكاليف.

تم دمج المجمع الشمسي بكل بساطة في نظام التدفئة وإمداد الماء الساخن (+)

لتصنيعها ، يتم استخدام مواد بسيطة إلى حد ما وبأسعار معقولة. بالإضافة إلى ذلك ، هذا التصميم غير متطاير تمامًا ولا يحتاج إلى صيانة. يتم تقليل صيانة النظام إلى الفحص الدوري وتنظيف زجاج المجمع من التلوث.

المميزات والعيوب

جميع أنواع التركيبات لها خصائصها الإيجابية والسلبية. بالنسبة لمجمعات الطاقة الشمسية أيضًا ، هناك مؤشرات.

الايجابيات:

1. نظام التسخين الشمسي يوفر الطاقة للماء الساخن.
2. يمكن تقليل جزء من تكاليف التدفئة في الشتاء باستخدام الإشعاع الشمسي.

سلبيات:

1. سيتطلب تصنيع نظام إمداد حراري جديد تمامًا ، والذي يجب تثبيته في منشآت التدفئة التقليدية وأجهزة الماء الساخن.
2. لا يمكن أن تضمن الأنظمة الشمسية ذروة الصقيع. هنا سوف تحتاج إلى استخدام الأجهزة التي تحرق الوقود أو التركيبات الكهربائية لتدفئة المكان.

كيف تعمل في الشتاء؟

في أنظمة التدفئة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام مجمعات الفراغ ، ويتم تحديد ذلك من خلال خصائصها التقنية وظروف التشغيل.

العنصر الرئيسي للفراغ المجمع الشمسي عبارة عن أنبوب مفرغوتتكون من:

• أنبوب عازل مصنوع من الزجاج أو أي مادة أخرى تنقل أشعة الشمس بأقل قدر من فقد قوتها ؛
• نحاس ، أنبوب حراري يوضع في داخل الأنبوب العازل ؛
• رقائق الألومنيوم وطبقة امتصاص تقع بين الأنابيب ؛
• غطاء الأنبوب العازل وهو عبارة عن حشية مانعة للتسرب توفر فراغًا في المساحة الداخلية للجهاز.

ويعمل هذا النظام على النحو التالي:

1. تحت تأثير الطاقة الشمسية ، يتبخر الناقل الحراري لدائرة الأنبوب ويرتفع ، حيث يتكثف في المبادل الحراري للمجمع ، وينقل حرارته إلى مبرد الدائرة الخارجية ، ثم يتدفق لأسفل ، وتتكرر العملية.
2. يتم تغذية الناقل الحراري للدائرة الخارجية ، من المبادل الحراري للمجمع الشمسي ، إلى خزان التخزين ، حيث يتم نقل الطاقة الحرارية المستلمة إلى الناقل الحراري لنظام التدفئة وإمداد الماء الساخن.
3. يتم تداول المبرد للدائرة الخارجية عن طريق تركيب مضخة دوران وأنظمة أتمتة تضمن تشغيل النظام في الوضع التلقائي.
4. يشتمل مجمع نظام الأتمتة على وحدة تحكم وأجهزة استشعار وأدوات تحكم توفر المعلمات المحددة لتشغيل النظام (درجة الحرارة ، وتدفق السوائل في نظام DHW ، وما إلى ذلك)

من أجل أن يكون هذا النظام فعالاً ويتعامل مع مجموعة المهام ، بما في ذلك خلال فترة الشتاء ، يوفر النظام تركيب مصادر طاقة زائدة عن الحاجة. قد يكون هذا نظام تسخين إضافي يستخدم ناقل حراري ، كما في الرسم البياني أعلاه ، عندما يتم تسخين الناقل الحراري للدائرة الإضافية باستخدام أنواع مختلفة من الوقود (غاز ، وقود حيوي ، كهرباء). أيضًا ، يمكن إجراء مهمة مماثلة عن طريق تركيب عناصر تسخين كهربائية مباشرة في خزان التخزين. يتم التحكم في تشغيل مصادر الطاقة الاحتياطية بواسطة نظام التشغيل الآلي ، بما في ذلك هذه الأجهزة قيد التشغيل ، حسب الضرورة.

كيف يعمل المجمع الشمسي؟

يعتمد مبدأ تشغيل المجمع على امتصاص (امتصاص) الطاقة الحرارية للشمس بواسطة جهاز استقبال خاص ونقلها بأقل خسائر إلى المبرد. تستخدم الأنابيب النحاسية أو الزجاجية المطلية باللون الأسود كجهاز استقبال.

بعد كل شيء ، من المعروف أن الأجسام ذات اللون الداكن أو الأسود تمتص الحرارة بشكل أفضل. غالبًا ما يكون المبرد ماء وأحيانًا هواء.حسب التصميم ، فإن مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة المنزلية وإمدادات المياه الساخنة هي من الأنواع التالية:

• هواء؛
• مسطح الماء
• فراغ الماء.

من بين أمور أخرى ، يتميز مجمع الهواء الشمسي بتصميمه البسيط ، وبالتالي بأقل سعر. إنها لوحة - جهاز استقبال للإشعاع الشمسي مصنوع من المعدن ، محاط بعلبة مختومة. الصفيحة الفولاذية مجهزة بأضلاع على الجانب الخلفي لتحسين نقل الحرارة وهي موضوعة في الأسفل مع عزل حراري. يتم تثبيت الزجاج الشفاف من الأمام ، وعلى جوانب العلبة توجد فتحات ذات حواف لتوصيل مجاري الهواء أو الألواح الأخرى ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي:

يجب أن أقول أن تركيب مجمعات الطاقة الشمسية مع تسخين الهواء له خصائصه الخاصة. بسبب كفاءتها المنخفضة ، يجب استخدام العديد من الألواح المتشابهة مجتمعة في بطارية لتدفئة المكان. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج بالتأكيد إلى مروحة ، لأن الهواء الساخن من المجمعات الموجودة على السطح لن ينزل من تلقاء نفسه. يظهر الرسم التخطيطي لنظام الهواء في الشكل أدناه:

هذا مثير للاهتمام: مظلة لشرفة من البولي كربونات: نذكر جميع الفروق الدقيقة

كيف يعمل المجمع الشمسي؟

يعتمد مبدأ تشغيل المجمع على امتصاص (امتصاص) الطاقة الحرارية للشمس بواسطة جهاز استقبال خاص ونقلها بأقل خسائر إلى المبرد. تستخدم الأنابيب النحاسية أو الزجاجية المطلية باللون الأسود كجهاز استقبال.

بعد كل شيء ، من المعروف أن الأجسام ذات اللون الداكن أو الأسود تمتص الحرارة بشكل أفضل. غالبًا ما يكون المبرد ماء وأحيانًا هواء. حسب التصميم ، فإن مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة المنزلية وإمدادات المياه الساخنة هي من الأنواع التالية:

• هواء؛
• مسطح الماء
• فراغ الماء.

من بين أمور أخرى ، يتميز مجمع الهواء الشمسي بتصميمه البسيط ، وبالتالي بأقل سعر. إنها لوحة - جهاز استقبال للإشعاع الشمسي مصنوع من المعدن ، محاط بعلبة مختومة. الصفيحة الفولاذية مجهزة بأضلاع على الجانب الخلفي لتحسين نقل الحرارة وهي موضوعة في الأسفل مع عزل حراري. يتم تثبيت الزجاج الشفاف من الأمام ، وعلى جوانب العلبة توجد فتحات ذات حواف لتوصيل مجاري الهواء أو الألواح الأخرى ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي:

يجب أن أقول أن تركيب مجمعات الطاقة الشمسية مع تسخين الهواء له خصائصه الخاصة. بسبب كفاءتها المنخفضة ، يجب استخدام العديد من الألواح المتشابهة مجتمعة في بطارية لتدفئة المكان. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج بالتأكيد إلى مروحة ، لأن الهواء الساخن من المجمعات الموجودة على السطح لن ينزل من تلقاء نفسه. يظهر الرسم التخطيطي لنظام الهواء في الشكل أدناه:

الجهاز ومبدأ تشغيل مجمع الهواء الشمسي

يتكون مجمع الهواء الشمسي من عدة أجزاء رئيسية:

مخطط عمل مجمع الهواء الشمسي

• يتم وضع هيكل المجمع بأكمله في علبة متينة ومختومة ، ومجهزة بالضرورة بعازل حراري. يجب ألا "تتسرب" الحرارة التي دخلت داخل المجمع إلى الخارج.
• الجزء الرئيسي من أي مجمع هو الألواح الشمسية ، والتي تسمى أيضًا جهاز امتصاص أو ممتص. وتتمثل مهمة هذه اللوحة في تلقي الطاقة الشمسية ثم نقلها إلى الهواء ، لذلك يجب أن تكون مصنوعة من مادة ذات موصلية حرارية عالية. هذه الخصائص المتاحة في الحياة اليومية هي النحاس والألمنيوم ، وغالبًا ما يكون الفولاذ.لنقل الحرارة بشكل أفضل ، يكون الجزء السفلي من جهاز الامتصاص كبيرًا بقدر الإمكان ، لذلك يمكن استخدام الأضلاع والسطح المتموج والتثقيب وطرق أخرى. لامتصاص أفضل للطاقة الشمسية ، يتم طلاء الجزء المتلقي من الممتص بلون داكن غير لامع.
• الجزء العلوي من المجمع محكم الإغلاق بعزل شفاف ، والذي يمكن أن يكون من الزجاج المقسى أو زجاج شبكي أو زجاج بولي كربونات.

يتم توجيه المجمع الشمسي إلى الجنوب ويميل السطح بحيث تصل أقصى كمية من الطاقة الشمسية إلى السطح. كما يقول الخبراء - لأقصى قدر من التشمس. يدخل الهواء الخارجي البارد بشكل طبيعي أو قسريًا إلى الجزء المستقبِل ، ويمر عبر زعانف جهاز الامتصاص ويخرج من الجزء الآخر ، مزودًا بشفة للانضمام إلى مجرى الهواء المؤدي إلى الغرفة الساخنة. وتجدر الإشارة إلى أن هناك الكثير من خيارات تصميم مجمعات الطاقة الشمسية وما ورد أعلاه فقط كمثال.

لا يمكن لتسخين الهواء بمساعدة مجمعات الطاقة الشمسية أن يحل محل التدفئة الرئيسية في منطقتنا المناخية تمامًا ، ولكنها ستكون مساعدة جيدة جدًا حتى في أيام الشتاء الباردة المشمسة.

كيف يعمل المجمع - الأمر بسيط

أي من الهياكل التي تم تناولها في المقالة لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية لها مكونان رئيسيان - مبادل حراري وجهاز بطارية يلتقط الضوء. والثاني يعمل على التقاط أشعة الشمس ، والأول - لتعديلها إلى حرارة.

المجمع الأكثر تقدمًا هو الفراغ. في ذلك ، يتم إدخال أنابيب المراكم في بعضها البعض ، ويتم تشكيل مساحة خالية من الهواء بينهما. في الواقع ، نحن نتعامل مع ترمس كلاسيكي.يوفر مجمع الفراغ ، نظرًا لتصميمه ، عزلًا حراريًا مثاليًا للجهاز. بالمناسبة الأنابيب الموجودة فيه لها شكل أسطواني. لذلك ، فإن أشعة الشمس تسقط عليها بشكل عمودي ، مما يضمن أن المجمع يتلقى كمية كبيرة من الطاقة.

أجهزة التفريغ التدريجي

هناك أيضًا أجهزة أبسط - أنبوبي ومسطحة. يتفوق عليهم الفراغ المتشعب في كل شيء. مشكلتها الوحيدة هي التعقيد المرتفع نسبيًا للتصنيع. يمكنك تجميع مثل هذا الجهاز في المنزل ، لكن الأمر سيستغرق الكثير من الجهد.

المبرد في مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة المعنية هو الماء ، الذي يكلف القليل ، على عكس أي وقود حديث ، ولا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون في البيئة. جهاز لالتقاط أشعة الشمس وتحويلها ، والذي يمكنك صنعه بنفسك ، بمعلمات هندسية 2 × 2 متر مربع ، قادر على تزويدك بحوالي 100 لتر من الماء الدافئ يوميًا لمدة 7-9 أشهر. ويمكن أيضًا استخدام الهياكل كبيرة الحجم لتدفئة المنزل.

إذا كنت ترغب في إنشاء مجمّع للاستخدام على مدار العام ، فستحتاج إلى تثبيت مبادلات حرارية إضافية عليه ، ودائرتين مع عامل مضاد للتجمد وزيادة سطحه. ستوفر لك هذه الأجهزة الدفء في كل من الطقس المشمس والغيوم.

الفرق بين الألواح الشمسية والمجمعات

قبل متابعة وصف الخصائص الرئيسية ونطاق أنظمة الطاقة الشمسية لتسخين المياه ، عليك أن تفهم كيف تختلف الألواح الشمسية عن المجمعات.

1) البطارية الشمسية - الجهاز، التي تولد الكهرباء من طاقة الشمس بمساعدة الخلايا الضوئية شديدة الحساسية ، مجتمعة في نظام مستقل واحد.نظرًا لأن المحولات الكهروضوئية تنتج تيارًا مباشرًا ، يتم استخدام عاكس إضافي ، والذي يسمح لك بالحصول على تيار متناوب مناسب للاحتياجات المنزلية: الكهرباء والإضاءة.

2) مجمع الطاقة الشمسية - نظام تقسيم وظيفي ، وتتمثل مهمته الرئيسية في امتصاص الأشعة تحت الحمراء القريبة وضوء الشمس المرئي. تولد البطاريات تيارًا وتقوم المجمعات بتسخين السائل داخل الأنابيب. هذا هو الاختلاف الرئيسي بينهما.

يتم اختيار المبرد لمجمعات الطاقة الشمسية مع مراعاة الوقت من العام ، وكذلك ميزات التشغيل. بالنسبة للهياكل متعددة الوظائف ، عادةً ما يتم استخدام مضاد التجمد (مضاد التجمد) ، وتملأ أنظمة النوع الموسمي بالماء. اليوم يمكنك شراء خيار أكثر تنوعًا - مجمّع شمسي هجين. هذا الجهاز جذاب لأنه ينتج في نفس الوقت الكهرباء ويسخن الماء. مزايا استخدامه واضحة: يتم تبريد الوحدات الكهروضوئية عن طريق نظام إزالة الحرارة النشط ، بسبب ضعف كمية الكهرباء التي يتم توليدها ، ويتم إنفاق موارد الحرارة الزائدة على تسخين المياه.

كيف تصنع مجمع الطاقة الشمسية بيديك

يمكن صنع مجمع الطاقة الشمسية بيديك ، وبالتالي الحصول على سخان طبيعي وتوفير مبلغ كبير عند دفع ثمن الكهرباء.

سيتكون الإنتاج من عدة مراحل:

• تحديد الهدف - سيكون مجمّع هواء (للتدفئة) أو مجمّع مياه (لتسخين المياه) ؛
• إزالة الأبعاد المطلوبة للمجمع المستقبلي ، وإعداد مخطط التصميم ؛
• تصنيع الجسم وعزله ؛
• تركيب العناصر المكونة للمجمع (أنابيب مفرغة ، مبادل حراري عصامي) ؛
• جهاز فتحات الدخول / الخروج ؛
• تزجيج الهيكل النهائي (يمكنك أيضًا استخدام البولي كربونات أو الفيلم ، لكن الزجاج لا يزال أفضل).

يمكنك استخدام معظم المواد المتوفرة في المنزل ، على سبيل المثال ، كممتص ، غالبًا ما يوجد استخدام لوح مموج مطلي باللون الأسود.

تصميم مجمع الطاقة الشمسية

تصميم مجمع الطاقة الشمسية

الوحدات المدروسة لها تصميم بسيط إلى حد ما. بشكل عام ، يشتمل النظام على زوج من المجمعات ، وغرفة أمامية وخزان تخزين. يتم عمل المجمع الشمسي وفقًا لمبدأ بسيط: في عملية تمرير أشعة الشمس عبر الزجاج ، يتم تحويلها إلى حرارة. تم تنظيم النظام بطريقة تجعل هذه الأشعة غير قادرة على الخروج من الفضاء المغلق.

يعمل المصنع وفق مبدأ التسخين الحراري. في عملية التسخين ، يندفع السائل الدافئ ، ويزيل الماء البارد من هناك ويوجهه إلى مصدر الحرارة. هذا يسمح لك برفض حتى استخدام المضخة ، لأن. سوف يدور السائل من تلقاء نفسه. يقوم التركيب بتجميع الطاقة الشمسية وتخزينها داخل النظام لفترة طويلة.

تُباع مكونات تجميع التثبيت المعني في المتاجر المتخصصة. في جوهره ، مثل هذا المجمع عبارة عن مشعاع أنبوبي مركب في صندوق خاص مصنوع من الخشب ، أحد وجوهه مصنوع من الزجاج.

لتصنيع المبرد المذكور ، يتم استخدام الأنابيب. الصلب هو مادة الأنابيب المفضلة. المدخل والمخرج مصنوعان من الأنابيب المستخدمة تقليديًا في السباكة. عادة ما يتم استخدام أنابيب بوصة ، كما تعمل المنتجات 1 بوصة بشكل جيد.

الشبكة مصنوعة من أنابيب أصغر ذات جدران أرق.القطر الموصى به 16 مم ، سمك الجدار الأمثل 1.5 مم. يجب أن تحتوي كل شواية رادياتير على 5 أنابيب بطول 160 سم لكل منها.

تجميع الطاقة الشمسية

صنع جهاز من الكرتون المضلع

هذا هو تصميم تجميع الطاقة الشمسية أبسط. سوف تقوم ببنائه بشكل أسرع.

المرحلة الأولى. أولاً ، قم بعمل صندوق خشبي بنفس الطريقة كما في الإصدار السابق. بعد ذلك ، ضع قضيبًا على طول محيط الجدار الخلفي (حوالي 4 × 4 سم) ، وضع الصوف المعدني في الأسفل.

المرحلة الثانية. اصنع فتحة خروج في الأسفل.

المرحلة الثالثة. ضع لوح مموج على العارضة وأعد طلاء الأخير باللون الأسود. بالطبع إذا كان في الأصل لونًا مختلفًا.

المرحلة الرابعة. قم بعمل ثقوب على كامل مساحة اللوح المموج لتدفق الهواء.

المرحلة الخامسة. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك طلاء الهيكل بأكمله بالبولي كربونات - سيؤدي ذلك إلى زيادة درجة حرارة التسخين للممتص. لكن لا تنس أنك تحتاج أيضًا إلى توفير منفذ لتدفق الهواء من الخارج.

تكاليف التشغيل الإضافية

استخدام هذا لا يعني أي رعاية أو صيانة بخلاف التنظيف الدوري للأوساخ والثلج في الشتاء (إذا لم يذوب نفسه). ومع ذلك ، ستكون هناك بعض التكاليف المرتبطة:

إصلاح ، كل ما يمكن تغييره تحت الضمان ، يمكن استبدال الشركة المصنعة دون مشاكل ، من المهم شراء تاجر معتمد والحصول على مستندات الضمان.
الكهرباء ، يتم إنفاقها قليلاً على المضخة وجهاز التحكم. بالنسبة للأول ، يمكنك وضع لوحة شمسية واحدة فقط عند 300 وات وستكون كافية (حتى بدون نظام بطارية).
شطف الملفات ، يجب أن يتم ذلك مرة كل 5-7 سنوات

كل هذا يتوقف على جودة الماء (إذا تم استخدامه كحامل للحرارة).