مجمع الطاقة الشمسية من الزجاجات البلاستيكية: دليل خطوة بخطوة لتجميع جهاز شمسي

ما هو مجمع الطاقة الشمسية

تم تطوير عدد من التصاميم والحصول على براءات اختراع:

1. مسطحة.
2. أنبوبي.
3. أنابيب مفرغة.
4. الترموسيفونات.

من الأسهل صنع المجمّع الشمسي الذي يعمل بنفسك في تصميم مسطح أو أنبوبي.

كيفية تجميع التثبيت؟ تتكون كتلة جامع واحدة (رقمها معروف بالفعل تقريبًا من الحسابات التي تم إجراؤها وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه) من العناصر التالية:

• مجموعة من العناصر الأنبوبية من النحاس أو الألومنيوم ؛
• لوحة ماصة
• مبيت معزول حرارياً مختوم ؛
• الأغطية التي يمكن تصنيعها من البوليمر الشفاف المقاوم للحرارة أو الزجاج المقسّى.

تحدد فعالية العزل كفاءة المجمع. يمكن زيادتها إذا تم توفير دائرة تخزين في الدائرة ، والتي يمكن أن توفر الحرارة في الأيام الملبدة بالغيوم أو لتشغيل أنظمة التبريد.

عملية التصنيع والتركيب اللاحق لمجمعات الطاقة الشمسية ممكنة ليس فقط للسقف ، ولكن أيضًا للجدران الجنوبية للمبنى. في هذه الحالة ، يتم تزويد العلب بثقوب لتسهيل تدفق الهواء. عندما يرتفع الهواء الساخن إلى أعلى الجدار ، سيتم توجيهه إلى قنوات تهوية المبنى للتوزيع.

أنواع مجمعات الطاقة الشمسية

الجهاز القياسي له شكل صفيحة معدنية توضع في علبة بلاستيكية أو زجاجية. يتراكم سطح هذه اللوحة الطاقة الشمسية ، ويحتفظ بالحرارة وينقلها لتلبية الاحتياجات المنزلية المختلفة: التدفئة ، وتسخين المياه ، وما إلى ذلك. هناك عدة أنواع من المجمعات المتكاملة.

تراكمي

جامعي التخزين يسمى أيضا thermosyphon. مثل هذا المجمع الشمسي الذي يعمل بنفسك بدون مضخة هو الأكثر ربحية. لا تسمح إمكانياتها بتسخين الماء فحسب ، بل تسمح أيضًا بالحفاظ على درجة الحرارة عند المستوى المطلوب لبعض الوقت.

يتكون مجمع الطاقة الشمسية للتدفئة من عدة خزانات مملوءة بالماء ، والتي توجد في صندوق عازل للحرارة. الخزانات مغطاة بغطاء زجاجي ، تخترق من خلاله أشعة الشمس وتسخن الماء. هذا الخيار هو الأكثر اقتصادا وسهولة في التشغيل والصيانة ، ولكن كفاءته في فصل الشتاء تكاد تكون معدومة.

مسطحة

يمثل P صفيحة معدنية كبيرة - ماصة ، توجد داخل علبة من الألومنيوم بغطاء زجاجي.سيكون المجمع الشمسي المسطح الذي يعمل بنفسك أكثر كفاءة عند استخدام غطاء زجاجي. تمتص الطاقة الشمسية من خلال الزجاج المقاوم للبَرَد ، والذي ينقل الضوء جيدًا ولا يعكسه عمليًا.

يوجد داخل الصندوق عازل حراري ، والذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من فقدان الحرارة. تتميز اللوحة نفسها بكفاءة منخفضة ، لذا فهي مغطاة بأشباه الموصلات غير المتبلورة ، مما يزيد بشكل كبير من معدل تراكم الطاقة الحرارية.

عند صنع مجمّع شمسي لحوض سباحة بيديك ، يُفضل غالبًا استخدام جهاز متكامل مسطح. ومع ذلك ، فإنه لا يتعامل بشكل أسوأ مع المهام الأخرى ، مثل: تسخين المياه للاحتياجات المنزلية وتدفئة المساحات. المسطح هو الخيار الأكثر استخدامًا. من الأفضل عمل ماص يعمل بنفسك لمجمع شمسي من النحاس.

سائل

يتضح من الاسم أن المبرد الرئيسي فيها هو السائل. يتم تصنيع مجمّع الطاقة الشمسية المائي بيديك وفقًا للمخطط التالي. من خلال صفيحة معدنية تمتص الطاقة الشمسية ، تنتقل الحرارة عبر الأنابيب الملحقة بها إلى خزان به ماء أو سائل غير متجمد أو مباشرة إلى المستهلك.

يوجد أنبوبان متصلان باللوحة. من خلال إحداها ، يتم توفير الماء البارد من الخزان ، ومن خلال الخزان الثاني ، يدخل السائل المسخن بالفعل إلى الخزان. يجب أن تحتوي الأنابيب على فتحات مدخل ومخرج. يسمى مخطط التسخين هذا بأنه مغلق.

عندما يتم توفير الماء الساخن مباشرة لتلبية احتياجات المستخدم ، فإن هذا النظام يسمى الحلقة المفتوحة.

غالبًا ما تستخدم تلك غير المزججة لتسخين المياه في المسبح ، لذا فإن تجميع مثل هذه المجمعات الشمسية الحرارية بيديك لا يتطلب شراء مواد باهظة الثمن - المطاط والبلاستيك سيفي بالغرض.تتميز الألواح الزجاجية بكفاءة أعلى ، لذا فهي قادرة على تدفئة المنزل وتزويد المستهلك بالماء الساخن.

هواء

تعتبر الأجهزة الهوائية أكثر اقتصادا من نظائرها أعلاه التي تستخدم الماء كمبرد. لا يتجمد الهواء ولا يتسرب ولا يغلي مثل الماء. في حالة حدوث تسرب في مثل هذا النظام ، فإنه لا يسبب الكثير من المشاكل ، ولكن من الصعب تحديد مكان حدوثه.

إنتاج افعل ذلك بنفسك ليس مكلفًا للمستهلك. تعمل الألواح الشمسية المغطاة بالزجاج على تسخين الهواء الموجود بينها وبين اللوح العازل للحرارة. بشكل تقريبي ، هذا مجمع مسطح به مساحة للهواء بالداخل. يدخل الهواء البارد إلى الداخل ، ويتم توفير الهواء الدافئ للمستهلك تحت تأثير الطاقة الشمسية.

هذه الخيارات متينة وموثوقة وأسهل في الصيانة من الأجهزة التي تستخدم السائل كمبرد. للحفاظ على درجة حرارة الهواء المطلوبة في القبو أو لتسخين الدفيئة باستخدام مجمّع شمسي ، يكون هذا الخيار مناسبًا تمامًا.

بناء أنبوب مرن

لإنشاء مجمّع شمسي موثوق به ، يتم استخدام مواد عالية الجودة فقط. لهذا الغرض ، تناسب الأنابيب المعدنية البلاستيكية أو الخراطيم العادية المستخدمة في الري. يمكن أن يتكون المجمع من عدة وحدات. يجب وضع الأنابيب وتثبيتها بإحكام.

هذا التصميم هو الأبسط. عيبه الرئيسي هو الحاجة إلى استخدام مضخة. لأن الدوران الطبيعي مستحيل في مثل هذا التصميم. إذا كانت الأنابيب طويلة جدًا ، فستكون المقاومة الهيدروليكية أكبر من قوة الرأس الناتجة عن اختلاف درجة الحرارة.

لاحظ أن تركيب المضخة لا يمثل أي مشكلة. علاوة على ذلك ، فإن مثل هذا النظام يؤتي ثماره بسرعة كبيرة.

تركيب حمام السباحة

يمكن أيضًا استخدام الإصدار المدروس من المجمع لتسخين المياه في المسبح. يجب توصيله بنظام ترشيح مزود بمعدات الضخ. سيتم تسخين السائل المتداول في الداخل قبل دخول حوض السباحة.

هناك خيارات يُسمح فيها برفض تركيب خزان. يمكن تنفيذ هذا النهج إذا كان الماء المسخن مخصصًا حصريًا للاستخدام خلال ساعات النهار بكميات صغيرة. على سبيل المثال ، يبلغ طول الدائرة مائة وخمسين مترًا. في هذه الحالة ، يبلغ مؤشر القطر الداخلي ستة عشر ملم. في هذا التصميم ، يتم وضع ثلاثين لترًا من السائل. إذا كان التصميم يتكون من عدة مقصورات متصلة بنظام واحد ، فسيكون هناك الكثير من المياه الساخنة.

مجمع الطاقة الشمسية - الماء أو الهواء

كل من السخانات فعالة ، ويختلف فقط الغرض الرئيسي ومبدأ التشغيل:

• مجمّع المياه - يستخدم لتلبية احتياجات أنظمة التدفئة تحت الأرضية بالماء الساخن ودرجات الحرارة المنخفضة. يتم تقليل كفاءة العمل في فترة الشتاء بشكل كبير. يستمر الفراغ المسخن بشكل غير مباشر ومجمعات الألواح المتصلة بخزان عازل في تجميع الحرارة على مدار العام. العيب الرئيسي هو التكلفة العالية لمجمع الطاقة الشمسية وتركيبها وأنابيبها.
• مشعب تهوية الهواء - له تصميم بسيط وجهاز يمكن صنعه بشكل مستقل إذا رغبت في ذلك. الغرض الرئيسي: تدفئة المكان. بالطبع ، هناك مخططات تسمح باستخدام الحرارة المستلمة لإمداد الماء الساخن ، ولكن في نفس الوقت ، تنخفض كفاءة مجمعات الهواء بمقدار النصف تقريبًا.المزايا: تكلفة منخفضة للمجموعة والتركيب.

تعمل أنظمة تسخين الهواء بالطاقة الشمسية خلال النهار فقط. يبدأ تسخين الهواء حتى في الطقس الغائم ، مع وجود سحب كثيفة وأثناء هطول الأمطار. لا يتوقف تشغيل سخانات الهواء في الشتاء.

هذا مثير للاهتمام: ما الفرق بين الحمام الروسي والساونا الفنلندية (فيديو)

من مواسير نحاسية

جامع مع أفعواني نحاسي ، منجد من الداخل بألواح من نفس المادة ، فعال للغاية. ربما يكون الأكثر فاعلية من تلك التي وجدناها على الشبكة. يتم لحام الأنابيب والشرائط بمكواة لحام ذاتية التولد خاصة عند اللحامات والمفاصل ، لذلك كان ماص النحاس هو المرحلة الأكثر استهلاكا للوقت ، والتي استغرقت يومين.

تم اسوداد النحاس بوضعه في حمام من بيرسلفات البوتاسيوم:

تم عزل العلبة ، وتم ربط ورق الألمنيوم بالجدار الخلفي ليعكس الحرارة. جميع الفجوات محكمة الغلق:

تم نقل الهيكل إلى مكانه ، لذلك تم لفه بغشاء لاصق عادي ، وفقط بعد النقل والتوصيل تم تركيب الزجاج:

النتيجة: في مناخ جنوبي حار ، وتحت أشعة مباشرة ، يصبح النحاس ساخنًا ، ويتم تسخين الماء إلى درجة الغليان ، بل كانت هناك آثار ملحوظة لانصهار العناصر الهيكلية للبوليمر. يُنصح بخلط السائل البارد في الحمام باستخدام ممتص شمسي من هذا النوع ، والذي من الضروري توفير برميل منفصل به أو تزويده من صنبور.

تصنيع الماصات

نقوم بتجميع الأنابيب على النحو التالي:

1. يتم قطع الجدار الذي يغطي الجزء العلوي من الجرة (حيث يوجد ثقب) بمقص معدني إلى "بتلات" ، والتي تنثني إلى الداخل. من الملائم ثني "البتلات" عن طريق وضع العلبة على أنبوب بلاستيكي بأقصى قطر ممكن (للمرور داخل العلبة).
2. في الجزء السفلي من كل علبة مع مثقاب مخروطي ، تحتاج إلى عمل 3 ثقوب بقطر 20 مم ، بحيث تكون مراكزهم عند رؤوس مثلث متساوي الأضلاع.
3. الآن يمكنك جمع الأنابيب من العلب - 8 قطع. في كل. يجب أن تكون العلب محكمة الغلق باستخدام مانع تسرب للمدخنة بدرجة حرارة عالية مثل الهاون عالي الحرارة. يجب تطبيق هذه التركيبة على سطح مبلل ومزيل الشحوم مسبقًا. يتم تسوية التركيبة بالأصابع ، وارتداء قفازات مطاطية ، والتي يجب أيضًا ترطيبها بالماء.

من أجل أن تكون الأنابيب متساوية تمامًا ، أثناء التجميع ، يجب وضع العلب في قالب مطروح من لوحين ويكون له شكل زاوية متساوية الزاوية. يتم تثبيته بزاوية طفيفة على العمودي (يمكنك الاتكاء على الحائط).

على الأنبوب المُجمَّع حديثًا والموجود في القالب ، يجب تثبيت وزن من الأعلى حتى تتم معالجة المادة المانعة للتسرب تمامًا.

ما هو المجمع الشمسي؟

في جوهرها ، هذه هي معدات المناخ التي تُستخدم لإنتاج الماء الساخن مع استخدامه لاحقًا في نظام السباكة والتدفئة. مبدأ تشغيل مثل هذا النظام هو تغيير كثافة الماء أثناء تسخينه ، مما يؤدي إلى دفع السائل الساخن لأعلى.

الفرق الرئيسي بين هذه الأنظمة هو أن الموارد الطبيعية تستخدم للتدفئة ، ولا سيما الطاقة الشمسية ، وهي مجانية تمامًا. ويتيح لك المجمع الشمسي المصمم بشكل صحيح استخراج هذه الطاقة حتى في يوم بارد أو في طقس غائم. لذلك ، فإن استخدام مثل هذا الجهاز ممكن ليس فقط في الصيف ، ولكن حتى في الخريف والشتاء.

جهاز تجميع الطاقة الشمسية

يشتمل تصميم نظام تجميع الطاقة الشمسية الكامل بالضرورة على العديد من العناصر الأساسية - وهذه هي:

• جهاز لاستخراج الطاقة الشمسية.
• حاوية لتجميع الماء الساخن ؛
• مبادل حراري؛
• هيكل العزل الحراري ، مما يقلل من معدل تبريد المبرد.

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.

خصائص المجمع الشمسي الفراغي للتدفئة المنزلية في الشتاء

المجمع الشمسي الفراغي هو جهاز معقد إلى حد ما. يتم تمثيل عنصر العمل الرئيسي بمصباح غالي الثمن يمتص الضوء بسطح شفاف ، حيث يوجد الأنبوب. أساس العمل هو مبدأ الترمس. تسمح القارورة المفرغة لضوء الشمس بالمرور إلى الأنبوب الداخلي ، حيث لا يوجد هواء ، مما يتيح لك توفير ما يصل إلى 95٪ من الحرارة.

مجمعات الطاقة الشمسية الفراغية. أغلى ثمناً ، لكن العمل حتى في الشتاء

الجزء السفلي من الفراغ الداخلي أنابيب لتجميع الطاقة الشمسية يحتل مادة مانعة للتجمد ، والتي تنتقل إلى حالة غازية عند تسخينها. في الجزء العلوي ، يتم نقل الحرارة إلى مجمّع مع سائل تبريد. في الوقت نفسه ، يبرد التجمد ويتكثف ، ويعود إلى حالته الأصلية.

يتميز المجمع الشمسي الفراغي بكفاءة عالية في ظروف الإضاءة السيئة ودرجات حرارة أقل من -37 درجة مئوية. لقد تم تصميمه خصيصًا لخطوط العرض الشمالية ويمكن أن يعمل في غياب الإشعاع الشمسي المباشر. للتشغيل الفعال ، يحتاج الهيكل إلى رعاية مستمرة ، والتي تتمثل في تنظيف سطحه من التلوث.

العيب الرئيسي هو ارتفاع تكلفة البناء. إذا فشل أنبوب واحد على الأقل ، فسيكون الإصلاح مشكلة ، حيث يتم تركيب جميع المنتجات في سلسلة.

مخطط "الصيف"

هذا الخيار مناسب للاستحمام الصيفي. إذا كان موجودًا في الشارع ، فيجب تركيب الحاوية التي تتراكم فيها المياه الساخنة هناك.

إذا كنا نتحدث عن الأسلاك داخل المبنى ، فيجب تركيب الحاوية مع السائل في المنزل.

يعمل المخطط قيد النظر على أساس التداول الطبيعي. يجب تركيب المجمع أسفل الخزان ، حيث يتراكم الماء الدافئ ، حوالي متر واحد. ويرجع ذلك إلى كثافات مختلفة من السوائل الباردة والساخنة. لتوصيل المجمع بالخزان ، من الضروري استخدام الأنابيب ذات المقطع العرضي 0.75 بوصة وما فوق.

للحفاظ على الماء في حالة دافئة بشكل فعال ، يجب عزل جدران الخزان. لهذا الغرض من الضروري استخدام الصوف المعدني. يجب ألا يقل سمكها عن عشرة سنتيمترات. إذا كان السقف أعلى المرجل ، فمن الضروري استخدام البولي إيثيلين بشكل إضافي للعزل.

هذا المخطط لا يسمى "الصيف" من أجل لا شيء. إنها قادرة على تسخين الماء فقط في الموسم الدافئ. خلال فترة البرد ، يجب تصريف السائل من النظام. خلاف ذلك ، يمكن أن يؤدي تجميده إلى إتلاف خط الأنابيب المستخدم.

عملية تجميع مجمعات الطاقة الشمسية محلية الصنع

تبدأ بداية تجميع منتج الطاقة الشمسية هذا مع تصنيع الملف. إذا تمكنت من التقاط ملف جاهز ، فسيستغرق التجميع النهائي وقتًا أقل بكثير. يجب غسل الملف المختار جيدًا تحت الماء الجاري (ويفضل أن يكون ساخنًا) لغسل جميع الانسدادات من الداخل والتخلص من بقايا الفريون. إذا لم تجد الأنابيب المناسبة ، يمكنك شراء الكمية المناسبة من المتجر. لكن في هذه الحالة ، سيتعين عليك عمل الملف نفسه. لعمل ذلك ، قم بقطع الأنابيب إلى الطول المطلوب. بعد ذلك ، باستخدام انتقالات الزاوية ، قم بلحامها في شكل هيكل ملف. علاوة على ذلك ، حتى يمكن توصيل المجمع بنظام إمداد المياه ، انتقالات لحام السباكة إلى حواف الملف. هناك عدة خيارات لشكل الملف وتصميمه ، على سبيل المثال ، يمكنك لحام الأنابيب على شكل "سلم" (إذا كنت تنوي تنفيذ هذا الخيار ، فقم بشراء محولات غير ركنية ، فستحتاج إلى المحملات) .

تجميع مجمع الطاقة الشمسية

بعد ذلك ، على صفيحة معدنية مُعدة مسبقًا ، تقوم بتطبيق طلاء انتقائي بطلاء أسود غير لامع ، ويُنصح بالقيام بذلك في طبقتين على الأقل. انتظر حتى يجف تدفق الهواء للطلاء وابدأ في لحام الملف (الجانب غير المصبوغ). يجب أن يتم لحام هيكل الملف بالكامل بطول الأنابيب بالكامل ، ومن خلال القيام بذلك ، فإنك تضمن نقل الحرارة الأكثر كفاءة ، ونتيجة لذلك ، أقصى نقل للحرارة إلى نظام إمداد المياه. إذا فعلت كل شيء بشكل صحيح ، فسيعمل المجمع الشمسي الذي قمت بتجميعه كما هو مخطط له.

المجمعات المسطحة

مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة عبارة عن إطار معدني يتم إصلاحه عند رؤيته من الأسفل إلى الأعلى:

• لوحة الجسم
• طبقة عازلة للحرارة
• طبقة عاكسة (غير موجودة في جميع النماذج) ؛
• لوحة تجميع الحرارة (بالوعة الحرارة أو تسمى أيضًا لوحة الامتصاص) ، والتي يتم لحام أنابيب التبادل الحراري بها ؛
• غطاء شفاف لنقل الضوء (زجاج مقسّى بنفاذية ضوء 95٪ أو بولي كربونات ليس أقل شفافية).

يوجد أيضًا على الجسم مخرج وأنبوب مدخل - يدور سائل التبريد من خلالها.

هناك نماذج مفتوحة - بدون غطاء. ميزتها الوحيدة هي السعر المنخفض ، لكنها غير فعالة للغاية وغير قابلة للتشغيل تمامًا في درجات الحرارة المنخفضة. نظرًا لعدم وجود غطاء ، يتم تدمير طبقة الامتصاص بسرعة ، لذلك تعمل المجمعات المفتوحة لعدة مواسم ، وبسبب خصائصها ، يمكن استخدامها لتسخين المياه في حمام السباحة أو في الحمام. لا فائدة منها للتدفئة.

مبدأ تشغيل مجمع الطاقة الشمسية المسطح هو كما يلي: تمر أشعة الشمس بالكامل تقريبًا عبر الزجاج الواقي العلوي. من هذه الأشعة ، يسخن المشتت الحراري. يتم إشعاع الحرارة بالطبع ، لكنها تكاد لا تخرج: الزجاج شفاف لأشعة الشمس ، ولا يسمح بمرور الحرارة (الموضع "ج" في المخططات). اتضح أن الطاقة الحرارية لا تتبدد ، بل يتم تخزينها داخل اللوحة. من هذه الحرارة ، يتم تسخين أنابيب التبادل الحراري ، ويتم نقل الحرارة منها إلى المبرد المتداول من خلالها.

قواعد موقع المجمعات المسطحة

يجب وضع المجمعات من هذا النوع بزاوية 90 درجة بالنسبة لأشعة الضوء الساقط. كلما تم تعيين هذه الزاوية بدقة ، زادت الحرارة التي يجمعها النظام. من الواضح أنه من غير الواقعي الحفاظ على هذه الزاوية باستمرار على سقف ثابت ، لكنك تحتاج إلى وضع اللوحة بحيث يسقط الضوء عليها لأطول فترة ممكنة.هناك أجهزة باهظة الثمن تعمل على تغيير موضع اللوحة بالنسبة للشمس ، مما يحافظ على الزاوية المثلى لحدوث أشعة الشمس. يطلق عليهم أنظمة التتبع.

على ماذا يعتمد السعر

يعتمد سعر المجمع المسطح إلى حد كبير على المواد المستخدمة. لذلك يمكن أن يكون الجسم من الألومنيوم أو الصلب المجلفن. يفضل هيكل من الألومنيوم ، لكنه يكلف أكثر. هناك أيضا حالات البوليمر. تتميز بالقوة العالية والموثوقية.

أنابيب التبادل الحراري ومواد لوحة تجميع الحرارة لها تأثير كبير على الكفاءة. هم الألومنيوم (هذه الألواح أرخص) والنحاس. النحاسية أغلى ثمناً ، لكنها أيضًا أكثر متانة ، كما أنها تتمتع بكفاءة أعلى. بالنسبة لروسيا ، حتى بالنسبة لمناطقها الجنوبية ، فمن المستحسن استخدامها. نظرًا لأن التشمس ، حتى في الجنوب ، نادرًا ما يكون مفرطًا ، فهو لا يكفي دائمًا للتدفئة.

يعد طلاء لوحة تجميع الحرارة أمرًا مهمًا أيضًا: فكلما اقتربنا من اللون الأسود المطلق ، ستنعكس الأشعة أقل وينتج المزيد من الحرارة. لذلك ، يعمل الفنيون باستمرار على تحسين هذا الطلاء.

في النماذج الأولى ، كان الطلاء أسودًا عاديًا ، لكنه اليوم طلاء أسود من النيكل.

الفتحات البلاستيكية

في نوع منفصل ، يمكن تمييز المجمعات الشمسية البلاستيكية. في أبسط إصدار ، هذان هما لوحان من البولي كربونات مثبتان على إطار من الألومنيوم. فيما بينها ، تكون الأضلاع ملحومة أو ملحومة ، مما يخلق متاهة لتدفق المياه في اللوحة. يقع المدخل في الجزء العلوي من اللوحة ، والمخرج في الجزء السفلي.يتم سكب الماء البارد في الجزء العلوي ، والذي يمر عبر المتاهة ، حيث ترتفع درجة حرارته ويخرج بدرجة حرارة أعلى من خلال المتاهة السفلية. يستخدم النظام لتسخين المياه في الصيف. نظرًا لانخفاض المقاومة الهيدروليكية ، فإنه يعمل بشكل جيد جدًا في نظام تدفق الجاذبية. يعد هذا النوع من سخانات المياه بالطاقة الشمسية خيارًا مثاليًا لتزويد منزل صيفي بالماء الساخن خلال موسم الحديقة.

لكن في بعض الأحيان تسمى المجمعات الكاملة للتدفئة مجمعات الطاقة الشمسية البلاستيكية. إنها فقط أن الغطاء العلوي فيها ليس مصنوعًا من الزجاج ، ولكن من نفس البولي كربونات أو غيرها من البلاستيك الذي ينقل ضوء الشمس جيدًا. هذه النماذج أقل عرضة للخطر: البلاستيك أكثر متانة من الزجاج (حتى المقسى).

تجهيز الأنظمة التي تعمل بمجمعات الطاقة الشمسية بالأتمتة

لا تضمن تفاصيل تشغيل التركيبات الشمسية ، والبيانات الأولية المتغيرة باستمرار (الموسم ، والظروف الجوية ، وما إلى ذلك) استقرار المعلمات (درجة الحرارة ، وتدفق الناقل الحراري ، وغيرها) ، الأمر الذي يتطلب إدراج أنظمة التحكم في مخطط التثبيت.

تقدم الأجهزة الإلكترونية مثل وحدة التحكم ، بناءً على تحليل درجة الحرارة في أماكن معينة من مخطط التثبيت ، أوامر لفتح / إغلاق الصمامات وتشغيل / إيقاف تشغيل وحدات الضخ لتحديد الحركة المثلى لسائل التبريد على طول الدائرة. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا تم تجاوز درجة حرارة الماء في خزان تخزين المبرد ، فسوف توقف وحدة التحكم حركتها على طول الدائرة ، مما يوقف فقدان الحرارة التي يمكن تصريفها في البيئة من خلال المجمع.

مبدأ عمل السخانات الشمسية

قبل الشروع في تصنيع نظام شمسي محلي الصنع ، يجدر بنا دراسة تصميم مجمعات الطاقة الشمسية المصنوعة في المصنع - الهواء والماء.تستخدم الأولى للتدفئة المباشرة للمساحة ، وتستخدم الأخيرة كسخانات مياه أو مبرد غير متجمد - مضاد للتجمد.

العنصر الرئيسي للنظام الشمسي هو المجمع الشمسي نفسه ، والذي يتم تقديمه في 3 إصدارات:

1. سخان مياه مسطح. إنه صندوق مغلق ، معزول من الأسفل. يوجد بالداخل جهاز استقبال حراري (ماص) مصنوع من صفيحة معدنية مثبت عليها ملف نحاسي. من فوق العنصر مغلق بزجاج قوي.
2. تصميم مشعب تسخين الهواء مشابه للإصدار السابق ، فقط الهواء الذي تضخه المروحة يدور عبر الأنابيب بدلاً من المبرد.
3. يختلف جهاز مجمع الفراغ الأنبوبي اختلافًا جوهريًا عن النماذج المسطحة. يتكون الجهاز من قوارير زجاجية متينة توضع فيها الأنابيب النحاسية. ترتبط نهاياتهم بخطين - الإمداد والعودة ، ويتم ضخ الهواء من القوارير.

إضافة. هناك نوع آخر من سخانات المياه الفراغية ، حيث تكون القوارير الزجاجية محكمة الغلق ومملوءة بمادة خاصة تتبخر عند درجة حرارة منخفضة. أثناء التبخر ، يمتص الغاز كمية كبيرة من الحرارة المنقولة إلى الماء. في عملية التبادل الحراري ، تتكثف المادة مرة أخرى وتتدفق إلى قاع القارورة ، كما هو موضح في الصورة.

جهاز أنبوب مفرغ مسخن مباشرة (يسار) وقارورة تعمل عن طريق تبخير / تكثيف السائل

تستخدم الأنواع المدرجة من المجمعات مبدأ النقل المباشر لحرارة الإشعاع الشمسي (خلاف ذلك - التشمس) إلى سائل أو هواء متدفق. يعمل سخان الماء المسطح على النحو التالي:

1. يتحرك الماء أو مضاد التجمد الذي يتم ضخه بواسطة مضخة دائرية عبر مبادل حراري نحاسي بسرعة 0.3-0.8 م / ث (على الرغم من وجود نماذج جاذبية للاستحمام الخارجي).
2. تقوم أشعة الشمس بتسخين الطبقة الماصة وأنبوب الملف المتصل بها بإحكام. ترتفع درجة حرارة المبرد المتدفق بمقدار 15-80 درجة حسب الموسم والوقت من اليوم وطقس الشارع.
3. لاستبعاد فقد الحرارة ، يتم عزل الأسطح السفلية والجانبية للجسم برغوة البولي يوريثان أو رغوة البوليسترين المبثوقة.
4. يؤدي الزجاج العلوي الشفاف 3 وظائف: فهو يحمي الطلاء الانتقائي للممتص ، ولا يسمح للرياح بالهبوط فوق الملف ، ويخلق طبقة محكمة الإغلاق تحتفظ بالحرارة.
5. يدخل المبرد الساخن في المبادل الحراري لخزان التخزين - الخزان المؤقت أو غلاية التدفئة غير المباشرة.

نظرًا لأن درجة حرارة الماء في دائرة الجهاز تتقلب مع تغير الفصول والأيام ، فلا يمكن استخدام مجمّع الطاقة الشمسية للتدفئة والماء الساخن المنزلي مباشرةً. يتم نقل الطاقة المتلقاة من الشمس إلى المبرد الرئيسي من خلال ملف الخزان - المجمع (المرجل).

تزداد كفاءة الأجهزة الأنبوبية بسبب الفراغ والجدار العاكس الداخلي في كل دورق. تمر أشعة الشمس بحرية عبر الطبقة الخالية من الهواء وتسخن الأنبوب النحاسي بمضاد للتجمد ، لكن الحرارة لا يمكنها التغلب على الفراغ والخروج للخارج ، وبالتالي فإن الخسائر ضئيلة. يدخل جزء آخر من الإشعاع إلى العاكس ويركز على خط الماء. وفقًا للمصنعين ، تصل كفاءة التركيب إلى 80٪.

عندما يتم تسخين المياه في الخزان إلى درجة الحرارة المناسبة ، تتحول المبادلات الحرارية الشمسية إلى حوض السباحة باستخدام صمام ثلاثي الاتجاه