Коллекторное отопление двухэтажного дома: Коллекторная система отопления частного двухэтажного дома

. Наиболее распространенной системой непрямого усиления является стена тромба. Тепловая масса, кирпичная стена толщиной 6-18 дюймов, расположена сразу за однослойным или двухслойным стеклом, обращенным на юг, которое устанавливается на расстоянии примерно 1 дюйма или меньше перед поверхностью стены.Солнечное тепло поглощается темной внешней поверхностью стены и сохраняется в массе стены, откуда излучается в жилое пространство. Солнечное тепло мигрирует через стену, достигая ее задней поверхности ближе к вечеру или ранним вечером. Когда температура в помещении падает ниже температуры поверхности стены, в комнату излучается тепло.

Рабочие вентиляционные отверстия в верхней и нижней части стены аккумулирования тепла позволяют теплу конвекционно проходить между стеной и стеклом в жилое пространство. Когда форточки закрываются на ночь, жилое пространство нагревается лучистым теплом от стены.

Пассивное солнечное охлаждение

Пассивные солнечные системы охлаждения работают за счет уменьшения нежелательного притока тепла в течение дня, обеспечения немеханической вентиляции, обмена теплого внутреннего воздуха на более прохладный внешний воздух, когда это возможно, и сохранения прохлады ночи до умеренных теплых дневных температур. Самые простые системы пассивного солнечного охлаждения включают выступы или шторы на окнах, выходящих на южную сторону, тени деревьев, тепловую массу и поперечную вентиляцию.

Оттенок

Чтобы уменьшить нежелательный приток тепла летом, все окна должны быть затенены навесом или другими приспособлениями, такими как навесы, ставни и решетки. Если навес на окне, выходящем на южную сторону, выступает на половину высоты окна, солнечные лучи будут блокироваться летом, но все равно будут проникать в дом зимой.Солнце находится низко над горизонтом во время восхода и заката, поэтому выступы на окнах, выходящих на восток и запад, не так эффективны. Постарайтесь минимизировать количество окон, выходящих на восток и запад, если охлаждение является серьезной проблемой. Для затенения таких окон можно использовать растительность. Ландшафтный дизайн в целом можно использовать для уменьшения нежелательного поступления тепла летом.

Тепловая масса
Тепловая масса используется в конструкции с пассивным охлаждением для поглощения тепла и умеренного повышения внутренней температуры в жаркие дни.Ночью тепловую массу можно охладить с помощью вентиляции, чтобы на следующий день она была готова снова поглотить тепло. Можно использовать одну и ту же тепловую массу для охлаждения в жаркое время года и обогрева в холодное время года.

Вентиляция
Естественная вентиляция поддерживает температуру в помещении, близкую к температуре наружного воздуха, поэтому это эффективный метод охлаждения только тогда, когда температура в помещении равна или выше температуры наружного воздуха. Климат определяет лучшую стратегию естественной вентиляции.

В местах, где дует ветер и днем ​​требуется вентиляция, открывайте окна на той стороне здания, которая обращена к ветру, и на противоположной стороне, чтобы создать поперечную вентиляцию. При проектировании разместите окна в стенах, выходящие на преобладающий ветер и противоположные стены. Стены крыльев также можно использовать для создания вентиляции через окна в стенах, перпендикулярных преобладающим ветрам. Сплошная вертикальная панель размещается перпендикулярно стене между двумя окнами. Он ускоряет естественную скорость ветра за счет разницы давлений, создаваемой стенкой крыла.

В таком климате, как Новая Англия, где ночные температуры обычно ниже, чем дневные, сосредоточьтесь на том, чтобы приносить прохладный ночной воздух, а затем закрывать дом для горячего наружного воздуха в течение дня. Механическая вентиляция — это один из способов поступления прохладного воздуха в ночное время, но конвективное охлаждение — другой вариант.

Конвективное охлаждение
Самая старая и простая форма конвективного охлаждения предназначена для подачи холодного ночного воздуха извне и вытеснения горячего внутреннего воздуха.Если преобладают ночные бризы, то высокое вентиляционное отверстие или открытое с подветренной стороны (стороне, противоположной ветру) пропускают горячий воздух под потолком. Низкие вентиляционные отверстия на противоположной стороне (сторона, обращенная к ветру) позволят прохладному ночному воздуху проникать, чтобы заменить горячий воздух.

В местах, где нет сильных бризов, все еще можно использовать конвективное охлаждение путем создания тепловых труб. Тепловые дымоходы спроектированы с учетом того, что теплый воздух поднимается вверх; они создают теплую или горячую зону воздуха (часто за счет солнечной энергии) и имеют высокое выходное отверстие для выхлопных газов.Горячий воздух выходит из здания через высокое вентиляционное отверстие, а более холодный воздух втягивается через нижнее вентиляционное отверстие.

Есть много разных подходов к созданию эффекта теплового дымохода. Один из них — солярий, выходящий на юг, с вентиляцией наверху. Воздух забирается из жилого помещения через соединительные нижние вентиляционные отверстия и выводится через верхние вентиляционные отверстия солярия (верхние вентиляционные отверстия из солярия в жилое пространство и все работающие окна должны быть закрыты, а тепловая стена солярия должна быть затемнена).

Строительство солнечных коллекторов, мозговой штурм и разработка Часто задаваемые вопросы (FAQ)

** Я есть интерес к солнечному отоплению помещений и / или солнечному отоплению бытового потребления водяное отопление, но действительно ли стоит стремиться к солнечной энергии?

Вы уверены, что это так! Вот лишь несколько из множества веских причин, чтобы насладиться солнечными батареями.Предложений солнечной энергии:

— Мера самодостаточности. Приятно иметь еще один вариант, чтобы согреться в наших семьях во время зимой и есть горячая вода круглый год.

— Возможность быть хорошими управляющими с нашей планетой Земля и способ оставить благополучную среду обитания для наших детей и их. Здесь столько ископаемого топлива, ушел, он ушел. Возможно, мы создаем другие проблемы для самих себя по пути, поскольку мы сжигаем ископаемое топливо (загрязнение, глобальные утепление и т. д.).

— Неиссякаемый подача топлива. В итоге, чистые, возобновляемые альтернативы будут единственными альтернативами. Это огромная проблема, и тот факт, что любой может использовать недорогое, легко доступные материалы, помогающие решить проблему, замечательны! Солнце сильное, дает много полезного тепла и восходит каждое утро.

— Потрясающий количество награды, удовольствия и удовлетворения! Я не могу этого не подчеркнуть! Хотя солнечная энергия — это то, что нужно по целому ряду причин, одна из лучших — это то, что солнечная энергия ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ВЕСЕЛЫЙ, интересный и увлекательно! Получение бесплатного тепла вызывает неподдельный, продолжительный кайф, любезность солнца, особенно с проектом, который вы построили сами! Ваши друзья тоже будут впечатлены!

— Недорогой хобби с большой отдачей !.Вы можете построить простые солнечные системы за бесценок, но в большой схеме, даже вложив несколько Тысяча долларов в солнечной энергии — это деньги, потраченные очень не зря. Я наслаждался Радиолюбитель с 14 лет увлекаюсь астрономией, астрофотографией и у меня есть очень хороший телескоп. Я вложил больше чем вдвое больше в каждом из этих интересов, чем то, что у меня есть в солнечной энергии. Я могу честно говорят, что работа над солнечными проектами доставила мне наибольшее удовольствие, имел в любом хобби, которым я занимался! Солнечная энергия — это очень весело, интересно, она помогает учиться. окружающая среда с множеством возможностей для экспериментов, многократно окупает ваши инвестиции и чрезвычайно сытно.

— Отлично окупаемость! Я не упомянул много об экономии денег. Имея хобби, которое окупает нас во многих случаях наши вложения в удовольствие — это БОЛЬШОЙ дополнительный выгода, но даже если солнечная энергия не окупит нас, это правильно, потому что он чистый, возобновляемый, веселый и интересно. Вернуть доллары в карманы — это просто глазурь. на торте!

Строительство солнечных проектов дает нам возможность оставаться в тепле, экономить деньги, думать, учиться, мозговой штурм, общение с другими которые разделяют наши интересы и наслаждаются плодами наших время, потраченное на наши солнечные хобби.Нет ничего похожего на чувствуя, как свободный горячий воздух выходит из коллектора через руки, обогревая дом или принимая горячий душ с подогретой водой вашим проектом! Наши солнечные проекты будут продолжать приносить нам это чудесное возвращение на десятилетия. Строительство солнечных батарей — это увлекательное хобби, которое требует заботится о нашей планете и платит нам тоже! Солнечные проекты очень полезны, и время потрачено не зря.

** Банка Вы вкратце объясните простыми словами, как работает солнечная энергия?

Когда солнце сияет на горячих вещах.Если материал черный, он впитывает больше солнечной энергии и становится еще горячее. Если черный материал утеплен под прозрачным остеклением типа стекла, оргстекла, поликарбоната, и т.д., даже в разгар зимы становится ДЕЙСТВИТЕЛЬНО жарко! Все мы делать — это брать тепло, которое солнце дает ежедневно, и используя воздух или жидкость для отвода тепла от горячего материала и перевезти его туда, где он нам нужен.

Вот некоторые больше базовой информации о солнечной энергии и экскурсия по солнечным проектам на сайте наш дом в видео на YouTube:

** Стоит ли начинать с солнечной энергии в небольших масштабах?

Да, солнечная энергия — отличное дополнение к традиционным методам отопления и легко интегрируется с существующими, обычные системы.Когда ваш солнечный обогреватель нагревается ваш дом, чтобы обычное отопление работало реже, или ваша горячая вода, нагретая солнечными батареями, снижает нагрузку на водонагреватель, вы экономите деньги и помогаете окружающей среде. Даже если вы начинаете с одной маленькой солнечной панели, вы приобретете уверенность и опыт с солнечной батареей, и каждая БТЕ, которую генерирует панель, на одну БТЕ меньше, чем вам придется заплатить за.

** Я не совсем «сделай сам».Солнечные коллекторы сложно построить?

Нет! В Фактически, единственный электроинструмент, использованный для создания нашего первого солнечного горячего воздуха Коллекционером были дрель и лобзик. Все детали и материалы вам нужно, доступны в вашем местном хозяйственном магазине или заказываются онлайн (ссылки на онлайн-источники находятся внизу этого ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ).

** Я уже достаточно прочитал и готов приступить к работе! Является имеется простой в сборке, недорогой, высокопроизводительный коллектор горячего воздуха дизайн, который вы бы порекомендовали?

Да, есть на самом деле я бы порекомендовал два дизайна.На нашей стороне при боковом тестировании, коллекторы с оконным экраном внутри для передачи тепло пока работает лучше всего. Для традиционного дизайна 4 ‘X 8’ я бы построил коллектор с двумя или тремя слоями, поглотитель экрана.

— Лучшая сравнительная производительность
— На сегодняшний день наименее дорогая (25-футовый рулон шириной 4 фута, алюминиевый экран всего около 29 долларов в Home Depot). Экран из стекловолокна ровный дешевле и отлично работает, но мы не уверены в краске при действительно высоких температурах.
— Самая простая и быстрая сборка на сегодняшний день
— Самый низкий перепад давления (наименьшее сопротивление воздушному потоку, кроме черного коробка) Это означает, что вы можете получить больший воздушный поток для большей эффективности, чем вы столкнетесь с вентилятором того же размера и другими типами коллектора.

Здесь примеры того, как построить сборщик экрана:

Мой двухслойный коллектор экрана из стекловолокна: http://groups.yahoo.com/group/SimplySolar/photos/album/1082811597/pic/list?mode=tn&order=ordinal&start=1&dir=asc

Гэри Resa’s, трехслойный сборщик экранов: http: // www.builditsolar.com/Experimental/AirColTesting/ScreenCollector/Building.htm

Для длинного низкого коллектора я бы построил водосточную трубу из алюминия конструкции .

— Хороший исполнитель. У нас нет рядом сравнительных показатели производительности, однако, Скотт Смит сделал очень подробные измерения и расчеты, которые показывают проектные работы по алюминиевому водостоку Очень хорошо.Вы найдете полную информацию о конструкции и Данные Скотта, документирующие характеристики, приведены в нижней части страницы здесь: http://www.n3fjp.com/solar/solarhotair.htm
— Очень легко построить
— Материал водосточной трубы позволяет создать длинную и низкую конструкцию. Это дает практически неограниченную гибкость в проектировании. параметры.

** Я хотел бы изучить список всех распространенных солнечных коллекторов горячего воздуха. конструкции.Не могли бы вы дать мне краткое изложение этих дизайнов и представление об их относительной производительности?

Готова поспорить, Гэри Здесь собраны все самые свежие данные:

http://www.builditsolar.com/Experimental/AirColTesting/Index.htm

Пока ты там обязательно нажмите ссылку на мое видео на YouTube, выделив конструктивные характеристики высокопроизводительного коллектора горячего воздуха!

** Солнечная горячий воздух, солнечная горячая вода и солнечная электрическая энергия — все это варианты.Который лучший?

Все три варианта отличные проекты, я построил все три, и у каждого из них есть свои преимущества. Одна из целей группы электронной почты SimplySolar заключается в том, чтобы решения были как можно более простыми, поэтому на воздушной и водной основе системы получают здесь наибольшее внимание. Они очень безопасны, намного дешевле и предлагают гораздо более быструю окупаемость.

Воздух и вода панели на основе одинакового размера, каждая захватывает примерно одинаковое количество тепла.Вот основные моменты, которые следует учитывать при выборе:

Факторы, которые следует учитывать для воздуха:

Air Pros:

— Очень просто для сборки
— Защита от замораживания не нужна
— Наименее дорогая с самой быстрой окупаемостью
— Нет необходимости в аккумуляторе тепла, так как тепло используется немедленно
— Почти мгновенное нагревание при ярком солнце

Air Cons:

— Панели обычно расположены ближе к дому, хотя получен с наружным захоронением воздуховод
— хранение тепла сложнее
— больше Требуются воздуховоды
— Большие отверстия в доме
— Сложно для использования на солнечной энергии для горячего водоснабжения

Факторы, которые следует учитывать для воды (гидроника):

Плюсы воды:

— Лоты гибкости в размещении панелей
— Создавайте такие большие, как вы например,
— Легко пронести маленькие трубы в дом
— Легко переносить тепло куда нужно
— Возможность хранить тепло в простой в сборке резервуар для хранения тепла (который можно использовать одновременно для ГВС и отопления помещений)
— Еще есть тепло в пасмурные дни (если их не слишком много подряд)
— Тепло можно распределять в более контролируемом и комфортном путем установки системы лучистого обогрева под полом
— проще для изоляции трубы
— Используя панели для отопления помещений и горячая вода, годятся круглый год

Минусы воды:

— Незначительно сложнее построить, чем воздух, но не намного.
— Заморозить требуется защита — достигается либо установкой слива спина системы, чтобы вода была в теплой среде, когда солнце не светит, не добавляет антифриз и постоянно выходит из воды в петле.
— Если вы хотите хранить тепло (необязательно), вы нужен резервуар для хранения тепла. Они легкие и недорогие строить, но им потребуется место в подвале, ползите пространство, гараж или на открытом воздухе.
— Для отопления помещений вы необходимо установить распределительную систему, например, под пол лучистого обогреватель или обогрев плинтуса (но это можно сделать легко и недорого).

Таким образом, для недорогого настоя быстрого нагрева, пока солнце сияющая, воздушная — отличный вариант. Для более контролируемого распределения тепла с накоплением и возможностью обогрева вашего дома на солнечной энергии горячая вода, водная система — это то, что нужно.У них обоих есть их место, и я с радостью использую здесь оба.

** С какого солнечного проекта проще всего начать и что это такое? разумное развитие солнечных проектов?

Каждый дом — это разные, как и цели каждого энтузиаста солнечной энергии, но в целом говоря, прогресс среднего человека через солнечные проекты со временем, учитывая простоту, стоимость, усилия и сложность, может быть примерно так:

1.Строить коллектор горячего воздуха для обогрева помещений зимой. Вы можете начать маленький и обогрейте отдельную комнату, или сделайте большую панель, чтобы обогреть больше вашего дома. Это займет заботиться о ваших потребностях в отоплении во время солнечной части каждый солнечный день. Строить очень легко и недорого — просто недорогой коллектор, вентилятор, защелкивающийся выключатель и воздуховод. Защита от замерзания не вызывает беспокойства. Просто выпустите тепло в дневное жилое пространство, где вы проводите больше всего времени, или, при желании, отводить его в несколько комнат.Вы могли бы остановиться прямо здесь, на шаге 1 или 1A, и наслаждайтесь значительными преимуществами солнечной энергии. в течение многих десятилетий.

1А. Для тем, кто не хочет или не нуждается в хранении тепла, но хочет распространять их тепло через лучистые полы, вместо того, чтобы создавать горячий воздух коллектор, построить водяной коллектор, циркулировать нагретый воды через систему обогрева под полом, а затем обратно в коллектор.Резервуар для хранения тепла не требуется.

2. Солнечная бытовая горячая вода. Вам понадобится резервуар для хранения тепла, поэтому это требует больше места и усложняет систему. Не то чтобы это было сложно — это не так, но есть нечто большее. Хотя большинство из нас тратит на отопление помещений больше, чем на бытовое отопление. отопление горячей водой, окупаемость нагрева воды для бытового потребления составляет все еще очень хорошо, так как горячая вода используется круглый год.Тепловой резервуар для горячей воды на солнечных батареях должен быть достаточно маленьким. легко поддерживать высокую температуру (в идеале по соседству 120F) — вероятно, 200 галлонов или меньше.

3. Космос отопление с теплоаккумулятором. Это большой проект. Вы будете нужен коллектор более 15% площади вашего дома еще до того, как тепловыделение даже станет предметом рассмотрения — 255 кв. футов коллектора для дома площадью 1700 квадратных футов.Танк должен быть большим, но его можно хранить при более низкой температуре и быть эффективным для излучающего тепла под полом (90F). Что будет повысить эффективность вашего коллектора. Вы также нужна система распределения тепла, например, лучистая под полом, Опять же, это не сложно, не должно быть дорогим и, безусловно, в пределах способность большинства из нас, но по сравнению с простотой шагов 1 или 1A, это намного больше.

** Как быстро окупятся мои инвестиции в солнечную энергетику и как много я могу сэкономить?

В зависимости от как мы используем тепло, наши местные тарифы на коммунальные услуги и погодные условия, наши сроки окупаемости будут разными. Тем не менее, мы может принять некоторые разумные средние значения и рассчитать прогнозы следующим образом:

Начнем с этими предположениями:

— The sun обеспечивает 300 БТЕ тепла в час на квадратный фут коллектора
— Средний коллектор имеет КПД 50%, возвращая 150 БТЕ. за квадратный фут
— Средняя стоимость электроэнергии в США 1n 2009 — 12.05 центов за киловатт-час (http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/epm/table5_6_a.html)
— 3,412 БТЕ = 1 Вт
— Погодные условия в среднем 15 дней с 4 часами солнца в месяц

С такими предположениями мы можем рассчитать стоимость квадратного фута коллектора следующим образом:

–720 солнечных часов в год X 150 БТЕ в час = 108000 БТЕ на квадрат фут в год
— 108000 БТЕ / 3.412 Вт эквивалента = 31 653 ватт-эквивалента на квадратный фут в год
— 31 653 / 1000 = 31,65 киловатт на квадратный фут в год
— 31,65 X 12,05 цента = 3,81 доллара на квадратный фут в год экономии.

На основе этих расчеты и предположения, просто возьмите общую стоимость вашей системы за квадратный фут и разделите его на 3,81 доллара. Если ваша стоимость составляет 4 доллара США за квадратный фут окупаемость составит чуть более года.Если твой стоимость составляет $ 11,50 за квадратный фут, ваша система окупится через 3 года.

Короткая окупаемость финансовые стимулы для инвестирования в солнечную энергетику уже убедительны, но добавьте к общему пожизненному доходу от инвестиций и случая твердый как скала. Добавим еще два предположения:

— Ваш коллектор прослужит 35 лет
— Затраты на электроэнергию вырастут на 6% годовых

На основе предположения, подробно описанные выше, значение энергии, генерируемой ваш сборщик стоит 3 доллара.81 за квадратный фут в год на основе энергии 2009 г. расходы. Если в следующем году затраты на электроэнергию вырастут на 6%, стоимость составит 4,04 доллара, а общая сумма за два года составит 7,85 доллара. Выполните тот же процесс через 35 лет и кумулятивно составляет 424,57 доллара за квадратный фут!

На основании этого стоимость, если вы построите 100 квадратных футов коллектора, ваш совокупный Снижение затрат на электроэнергию за 35 лет составит 42 457 долларов! Строить 200 квадратных футов, и вы можете рассчитывать на сэкономить 84914 долларов!

Ли вы выберите создание большого массива или одной маленькой панели, каждая БТЕ, которая вы генерируете с помощью солнечной энергии, на одну БТЕ меньше, чем вы должны покупать ваша коммунальная компания.Гораздо веселее хранить эти доллары в кармане!

** Банка Я что-то делаю с окнами своего дома, чтобы превратить их в солнечные коллекторы?

Окно в в доме уже стоит очень хороший солнечный коллектор. Для наших целей разница между остеклением окон и солнечным коллектором небольшая остекление. Он уже собирает примерно столько же солнечной энергии, сколько коллектор. панель в том же месте будет собирать, и она уже доставляет энергия прямо в дом — нет необходимости в вентиляторах, каналах или насосах или трубопровод.

Остекление окон работает так же, как остекление на солнечной батарее, так же, как и материал внутри вашего дома работает так же, как поглотители в панели. Добавление абсорбирующая поверхность на внутренней стороне окна может даже вызвать больше потеря тепла, так как более высокие температуры возле окна увеличивают потери через стекло.

** Сделать у вас есть ссылка на веб-страницу, которая будет кормить ложкой базовую конструкцию шаги по созданию и установке солнечных систем?

Вы делаете ставку! Вы будете здесь вы найдете много основной информации и изображений, посвященных нашей солнечной конструкции. 101 стр .:

http: // www.n3fjp.com/solar/construction101/construction101.htm

** я живут в солнечном, но холодном климате. Будет солнечно жарко у меня работает воздушная или водяная система?

Да! Правильно спроектированный коллектор будет работать даже при высоких температурах. ниже или даже ниже -30 F. Тепло, выделяемое из коллектора больше зависит от времени пребывания на солнце, а не на улице температура.Если вы находитесь в очень холодном климате, подумайте о строительство вашего коллектора с дополнительной изоляцией и остеклением. У нас есть люди на Аляске и в Канаде в группе SimplySolar которые получают отличные результаты от своих самодельных устройств.

Чем холоднее ваш климата, тем больше пользы вы получите от системы отопления помещения. Солнечная энергия может быть особенно эффективной во время «плеча». в зимние месяцы, обеспечивая большую часть, если не все ваши потребности в отоплении.

** Что какую краску я могу использовать в моем коллекторе?

Я использовал elcheapo, Quick Color, плоская черная аэрозольная краска, дороже Плоская черная аэрозольная краска Rustoleum, и я перепутала Home Depot банка внешней плоской черной краски, которую я нанес валиком. Все работали нормально.

** Что самая большая проблема в установке солнечной системы?

У каждого из нас есть индивидуальные солнечные цели, у каждого свои эстетические вкусы, каждый дома разные, и все мы живем в разном климате.Там много отличных, легко создаваемых «формочек для печенья» варианты на выбор для солнечных батарей, но самая большая проблема можно делать выбор. Вам также нужно будет выбрать размер вашей панели (панелей) и то, как вы собираетесь использовать собранные нагревать. Очень легко увязнуть в попытках построить окончательный сборщик / система и никогда ничего не строить.

Это было так очень верно для меня.Много раз я почти сдавался аналитический паралич в попытках решить, что я хочу делать. Что, в сочетании с моим неуместным страхом, что все это каким-то образом трудно, почти удержал меня от действительно веселых и очень стоящих солнечных проекты.

Как вы планируете ваш проект, когда вы достигаете точек нерешительности, которые отказываются проясняйтесь, подбрасывайте монетку, спрашивайте мнение или делайте то, что вы делаете принять решение и продолжать двигаться вперед, даже если все еще кажется немного неясным.Удивительно, как все кажется, попадает в фокус, когда вы действительно начинаете строить свой проект.

Здание солнечное Системы горячего воздуха или горячей воды могут быть очень легкими, если вы легко выберете построен вариант конструкции. Мой коллектор горячего воздуха просто алюминиевые водосточные трубы окрашены в черный цвет под остеклением. Моя горячая вода коллектор — это просто трубка pex под алюминиевым оребрением под остеклением.

Солнце делает вещи горячие.Он делает вещи ДЕЙСТВИТЕЛЬНО горячими, когда окрашивается в черный цвет под остекление. Все, что мы делаем, — это восстанавливаем это тепло. Если вы помните о простоте того, что мы делаем, процесс теряет свой страх.

Помните:

— Многие из этих конструкций очень легко построить.

— То, что вы делаете, не высечено из камня. Вы всегда можете изменить свой проект позже (что является частью удовольствия).

— Имейте в виду, что большая часть ваших затрат и усилий будет рама и остекление, которые останутся такими же, что бы вы ни поставили внутри него.Если что-то не получится, вы просто будете модифицировать внутренности коллектора, не начиная с нуля.

— Не смотрите на деньги, которые вы тратите, как на расходы. смотреть на это как покупка билета, чтобы развлечься новым хобби. Это действительно веселье!

— Это недорогое хобби. Большинство из нас не ломают банк строительство солнечных коллекторов, и как только они будут запущены, они будут платить нас обратно много раз!

— Расслабьтесь и наслаждайтесь!

** Как большие должны быть мои солнечные панели?

Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны определиться со своей целью.Вы хотите нагреть сингл комната, весь ваш дом или его часть?

Часто цитируемый эмпирическое правило состоит в том, что у вас может быть до 10% квадратных футов площади, которую вы нагреваете в размере коллектора, прежде чем он сделает смысл чтобы начать думать о хранении тепла. Если ты собираешься только греть комната 10 X 20, на 200 квадратных футов жилой площади вам понадобится около 20 квадратных футов коллектора или, например, панель размером 4 на 5 футов.

Обогрев вашего для всего дома с солнечной батареей потребуется больше панелей. За 1700 квадратных футов дома, вы можете построить 170 квадратных футов коллектора без необходимость хранения тепла или, например, панель 10 ‘X 17’ множество. Хорошая новость заключается в том, что, делая это сами, мы можем построить в любых размерах, которые нам нравятся, чтобы удовлетворить наши потребности а также эстетика наших домов и дворов. Квадрат, длинный и тонкие, или короткие, и толстые, все работает нормально!

Должен отметить что «правило 10%» обычно применяется к южной стороне окна.Вполне вероятно, что вы получите больше тепла на квадратный метр. фут от солнечной панели, чем от окна, поэтому эти примерные размеры вероятно выше, чем необходимо.

** Должен ли я начать с малого и построить небольшую панель в качестве теста?

С одной стороны, каждый генерируемый вами BTU с солнечной батареей — на одну БТЕ меньше, за которую вам придется платить, поэтому любой размер панель хорошая панель.Тем не менее, многие из нас начали в солнечная энергия, построив небольшие тестовые панели, убедившись, что солнечная энергия действительно работает ну и расширяемся оттуда. Мы любим экспериментировать и пробовать новые конструкции, иногда с небольшими тестовыми панелями, но если вы новичок к солнечной энергии и хотите начать отопление дома или горячее водоснабжение содержательно мы рекомендуем начинать хотя бы с Панель размером 4 на 8 футов и конструкция уже доказали свою эффективность.А 32 квадратная футовая панель таких размеров будет достаточно большой, чтобы обеспечить много полезного тепла, и это действительно не будет стоить намного дороже, чем строительство панель меньшего размера. Кроме того, вы не будете тратить время на небольшой панель, а затем придется начинать заново на более крупной панели, удваивая ваши усилия и увеличение вашей стоимости. Вам непременно будет приятно с результатами!

** Как мои панели должны быть ориентированы?

Есть много солнца летом, оно светит намного дольше, и наш спрос на тепла намного меньше.Имея это в виду, оптимизируйте свои панели на зиму, когда очень нужно тепло. Как правило, чем ближе на юг лучше и вертикальная или почти вертикальная ориентация для низкого зимнего солнца лучше всего подходит. Если ваши панели нацелены с 11:00 до 13:00 вы будете почти идеальны. Углы 10:00 и 14:00 тоже хороши, только теряя около 10% 12:00 ориентация. Если вы стремитесь к совершенство, вот несколько инструментов, которые помогут:

http: // solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.php

http://www.builditsolar.com/Tools/RadOnCol/radoncol.htm

Тем не менее, там широкий диапазон ориентации и углов наклона, которые будут работать хорошо.

** Насколько важно это ориентировать мои панели прямо на юг?

При принятии решения по ориентации коллектора, если единственным критерием является угол наклона солнца, конечно, лучше всего юг.Но в нашем реальном мире в Помимо угла наклона солнца, есть несколько других факторов, которые будет входить в ваше решение о том, как лучше всего сориентировать вашу панель.

— Коэффициенты , ваша самая южная стена или крыша не совсем южные, но в самом худшем случае ваша стена находится в пределах 45 градусов южнее и это, вероятно, намного ближе к югу, чем это. Использование дома стена (или постройка коллектора прямо перед стеной) предлагает несколько преимуществ, в том числе приятная эстетика, изоляция от дом и совсем недалеко до вашего дома.

— Ты утром может быть тень от ближайшего дерева или строения или днем, поэтому имеет смысл сориентировать вашего коллекционера в пользу утреннее или вечернее солнце по мере необходимости. Это был мой случай здесь.

Итак, какой узкий у нас есть цель, прежде чем мы получим значительное снижение производительности?

Отличные новости это то, что у нас есть окно на 30 градусов (15 градусов к востоку или западу от юга) в которых мы находимся в пределах 98% или лучше от оптимальной производительности! В Фактически, разверните это окно до 60 градусов, и мы все еще в пределах 90% или лучше оптимума!

Когда я анализировал Размещение коллектора для моего коллектора Pex 24 ‘X 8’ Я использовал Gary’s калькулятор для определения результатов на юг (12:00 PM по солнечной полдень), 15 градусов (11:00 утра / 13:00 солнечного дня) и 30 градусов выкл. (10:00 / 14:00, солнечные часы).Это предполагает угол наклона 60 градусов. угол, чтобы максимизировать зимнее солнце.

Цель широкий. Не волнуйтесь, если ваш коллекционер не совсем юг. Любая цель, способная поразить широкую стенку сарая, будет служить Вы хорошо!

** Что какие варианты дизайна солнечного коллектора?

Вы можете просмотреть здесь много дизайнов.Проверяйте почаще, так как добавляются новые за все время:

http://www.builditsolar.com

http://groups.yahoo.com/group/SimplySolar/photos/album/0/list

** Я не могу поставить коллекторы на свой дом, но у меня во дворе солнце. Жестяная банка Я строю коллекторы подальше от дома во дворе?

Да, действительно что открывает возможности для очень большого и эффективного коллектора массивы! Я построил эту панель размером 24 на 8 футов (192 квадратных футов) у меня на заднем дворе:

http: // www.n3fjp.com/solar/BigProject/BigProject.htm

Взгляните в этом воздушном солнечном сарае:

http://groups.yahoo.com/group/SimplySolar/photos/album/742/pic/list

И эта вода версия:

http://www.motherearthnews.com/Do-It-Yourself/2007-12-01/Solar-Heating-Plan-for-Any-Home.aspx

Вы также можете используйте свое творчество для создания панелей, которые будут интегрированы в ваш сад которые будут полностью скрыты живой изгородью и т. д., сзади.

** Я живите по соседству с общественным объединением. Может солнечная панели строятся «незаметными способами»?

Да эта солнечная коллектор всего около фута в высоту и 24 фута в длину. Его это на земле, хорошо скрывается и отлично работает!

http://www.n3fjp.com/solar/solarhotair.htm

Также эти дней, у нас действительно есть ветер в спинах для принятия соседства.Все недовольны своими счетами за коммунальные услуги, а Грин — в!

Если вы планируете солнечный проект, сначала расскажите о нем своему соседу, но используйте немного тактичность. Вместо того, чтобы первым делом упоминать планы вашей группы, когда вы видите своего соседа во дворе, спросите его / ее, есть ли у них их последний счет за коммунальные услуги. После того, как вы сочувствовали вместе за несколько минут о стоимости и высоких тарифах расскажите соседу вам просто нужно что-то с этим сделать и воплотить свои планы в разговор.К этому моменту ваш сосед может быть готов тоже начать солнечный проект! Конечно, спланируйте свой проект так что конечный результат будет не только функциональным, но и привлекательным.

** я новичок в группе SimplySolar, и я все еще собираю свои мысли. Вы действительно хотите услышать от меня?

Совершенно верно! На SimplySolar много дружелюбных людей. группа, увлеченная солнечной батареей и готовая помочь.Мы нравится обсуждать солнечные проекты, и это мотивирует и вдохновляет для всех! Пожалуйста, поделитесь своими мыслями и вопросами с нас. Ждем встречи с вами!

** Есть есть способ хранить тепло для круглосуточного отопления?

Да, это называется хранение тепла. Благо вода чистая, дешевая, легко циркулирует и отлично хранит тепло.Вот ссылка с отличными деталями конструкции:

http://www.builditsolar.com/Projects/SpaceHeating/SolarShed/Tank/Tank.htm

Вот список вариантов термомассовых материалов с последующим их объемным нагревом емкость, (кДж / м³.к):

Вода — 4186
Бетон — 2060
Песчаник — 1800
Блоки из спрессованного грунта — 1740
Утрамбованная земля — ​​1673
ПС лист (прессованный) — 1530
Кирпич — 1360
Земляная стена (саман) — 1300
AAC — 550

** Что основные шаги для установки солнечной системы?

1.Решить ваша цель

А. Отопление помещений в зимнее время
B. Внутренний Водяное отопление
С. Оба зимние. отопление помещений и нагрев воды для бытового потребления

2. Выбрать расположение и размер массива панелей (чем больше, тем лучше)

А. На вашей крыше
B. Вертикально у стены
C. Монтаж на земле в вашем дворе

3.Решить хотите ли вы построить воздушную или водяную (гидравлическую) систему (партии критериев для рассмотрения в нашем файле часто задаваемых вопросов выше)

4. Решить на дизайн коллектора, который вы хотели бы построить. Есть слишком много, чтобы перечислять здесь, но на www.builditsolar.com есть масса вариантов. Есть варианты конструкции коллектора, которые очень легко построить, не требует пайки меди и т. д.

5.Если вы строите систему на водной основе, решите, собираетесь ли вы построить резервуар для хранения тепла (обычно требуется для горячего водоснабжения) или просто пропустите нагретую воду прямо из коллектора через вашу систему отопления под полом или плинтус, а затем вернитесь в ваш коллекционер.

6. Решить как вы собираетесь распределять тепло. С воздушной системой, просто выпустите его в комнату, которую хотите отапливать.С водой системы, системы отопления под полом (которые очень просты и недороги для установки) являются наиболее распространенными. Плинтус с подогревом тоже вариант.

7. Марка список материалов, которые вам понадобятся для вашей системы

8. Заказать Ваши материалы

9. Сборка ваша система!

** Я хотят быть полностью независимыми от коммунальной компании.Является что возможно?

Солнечная самая экономически выгодно при использовании вместе с обычными методами нагрева в качестве резервной копии. Пока ваши солнечные батареи поддерживают ваш дом теплее, чем установлено на вашем термостате, ваша печь не будет работать. К быть полностью независимым от коммунальной компании, вы должны построить достаточно большие панели, чтобы обеспечить 100% тепла на самых холодных день года, что означает остальное время, которое они предоставляют больше тепла, чем вам действительно нужно, так что это не самая большая стоимость эффективный подход.

Тем не менее, это определенно возможная и амбициозная долгосрочная цель! Ваша система потребует больше квадратных футов солнечной панели, и вам придется добавить теплоаккумулятор в самые холодные месяцы. Если вы только что отваживаетесь на солнечную энергию, мы рекомендуем отопление в солнечный день в качестве вашей первой цели и позволяя вашему коммунальному предприятию удовлетворить ночной спрос. Сюда вам не нужно беспокоиться о накоплении тепла или создании действительно большая панель для начала.Дополнительные солнечные панели легко построить, так что, как только ваши дневные потребности будут удовлетворены, вы всегда можете добавить их. Здесь некоторые вещи, которые следует учитывать для «круглосуточной» солнечной отопление:

Как уже упоминалось выше, практическое правило (обычно применяемое к окнам) заключается в том, что вы может иметь до 10% квадратных футов вашего дома в коллекторе размер, прежде чем использовать теплоаккумулятор. Это означает что для дома площадью 1700 квадратных футов вы можете построить 170 квадратных футов коллектора (например, панель 10 X 17) без необходимости хранение тепла.(Правило 10% применяется к окнам, выходящим на юг. и меньший размер коллектора может быть всем, что вам нужно. Пожалуйста, посмотри «Насколько большими должны быть мои солнечные панели?» вопрос выше для более подробной информации.) Панель такого размера должна нагреть весь ваш дома в дневные часы!

Допустим, что вы строите панель 10 X 17 и минимальную температуру, которую вы хотите у вас дома 68 градусов. Имея это в виду, вы устанавливаете свой обычный термостат до 68.Предположим, что в течение 4-5 часов ежедневно Январским солнцем ваша система согреет ваш дом до 74 градусов. В Повышение температуры на 6 градусов (74 — 68 = 6) соответствует хранению. Ваш стены, пол и мебель имеют термальную массу, которая помогает хранить это тепло. В зависимости от того, насколько хорошо утеплен ваш дом, может потребоваться пара часов или больше, чтобы ваш дом потерял эти 6 градусов.

Если предположить 4 часа солнечного света в январе и 2 часа для вашего домой, чтобы вернуться к 68, вы получаете 6 часов солнечного отопления (1/4 24-часового дня).После этого ваше обычное тепло вернется. Это означает, что в самый холодный месяц, январь, вы сокращаете свой счет / спрос на 25%!

С более длинным дней и более высоких температур, вы сократите свой счет более чем на 25% в ноябре и феврале, и НАМНОГО больше в октябре, марте и Апрель. Фактически, в те месяцы при достаточно утепленной дома, вы, вероятно, уже будете поставлять почти 100% тепла с вашей существующей панелью! Вы также испытаете больше экономия в январе, если ваш дом хорошо изолирован и требуется больше чем за два часа, чтобы сбросить эти 6 градусов.

Действительно идёт 100% независимость, конечно, возможна, но это намного больше проект, который должен быть разработан с учетом условий января. В качестве ОЧЕНЬ приблизительная оценка, для 100% солнечного отопления в январе солнечная размер панели должен быть примерно в четыре раза больше, чем размер панели, предназначенной для дневное отопление. Это означает, что для дома площадью 1700 квадратных футов в январе вам понадобится примерно в 4 раза больше правила 10% или 680 квадратов. ножки панели и хранения.Это отличная долгосрочная цель, но начните с дневного обогрева и посмотрите, как работает система. Это даст вам 25% -ную скидку в самый холодный месяц, который имеет большое значение, сокращение более чем на 25% во время «плеча» месяцев », и большая часть инфраструктуры будет создана для добавить оттуда!

** Есть что я могу сделать, чтобы уменьшить необходимый размер коллектора?

Да, тем лучше Ваш дом утеплен, тем меньше у вас будет требований к отоплению система.В некоторых случаях легче улучшить интерьер вашего дома. изоляция. В других случаях легче построить больше панелей. Вы можете решить это исходя из ваших индивидуальных обстоятельств.

** Как заставить вентилятор (или водяной насос для жидкостных систем) включить включается и выключается автоматически?

Вот два варианты:

Диск с оснасткой такой переключатель вентилятора за 6 долларов.50:

https://www.pexsupply.com/pex/control/search?SEARCH_STRING=snap+disc

Преимущество: Недорого!

Недостаток: Вы должны подвести электричество к коллектору

или

А дифференциал такой датчик за 143,20 доллара (плюс стоимость двух датчиков):

http://kingsolar.com/catalog/mfg/heliotrope/dtt94.html

Преимущество: Вилка и играйте — просто подключите нагнетательный вентилятор или насос к устройству.Ты нужно только протянуть провод небольшого калибра, такой как провод динамика, к датчик на вашем коллекторе.

Недостаток: Стоит на 134,70 доллара больше, чем дисковый переключатель вентилятора с защелкой.

** Как я могу измерить производительность моих панелей?

Солнце поражает правильно ориентированная панель со скоростью около 300 БТЕ в час на квадрат ступня. Коллектор, работающий со 100% КПД, обеспечит все это тепло, но 100% невозможно, потому что часть света отражается обратно, тепло теряется через остекление и стенки коллектора, и т.п.Обычно считается, что коллектор работает с КПД 50%. хороший. Рассчитать эффективность ваших панелей несложно используя эти таблицы Excel:

Air: http://www.n3fjp.com/solar/HotAirEfficiencyCalculator.xls

Вода: http://www.n3fjp.com/solar/HotWaterEfficiencyCalculator.xls

** Сделать у вас есть таблица Excel, которая поможет спроектировать резервуар для хранения тепла:

Да, эта таблица предоставит вам объем, вес, емкость хранения тепла и другие полезная информация для любого заданного набора размеров:

http: // www.n3fjp.com/solar/tank.xls

** «Что оптимальный воздушный поток через воздухосборник?

Хорошая цель составляет примерно от 2,5 до 3 кубических футов в минуту на квадратный фут коллектора.

Выход солнечный коллектор — это повышение температуры, умноженное на величину воздушного потока или объема (кубических футов в минуту (CFM) воздушного потока). Допустим, коллектор A поднимает температуру на 30 градусов при 160 CFM и коллектор B поднимает температуру 60 градусов на 80 CFM.Воздух в коллекторе B становится теплее, потому что он движется. медленнее и больше времени проводит в коллекторе. Воздух в коллекторе B нагревается вдвое больше, чем A, но движется вдвое медленнее, поэтому оба коллектора имеют одинаковый выход. В этом смысле, воздушный поток не критичен.

Где воздушный поток действительно вступает в игру с общей эффективностью коллектора. В чем горячее становится коллектор, тем больше тепла вы теряете, потому что излучения через остекление, стороны и заднюю часть коллектора, а также любые воздуховоды.Чем выше расход воздуха, тем прохладнее и эффективнее будет ваш коллектор, что сделает его более эффективны и возвращают больше тепла в ваш дом.

Может также быть точкой, где у вас такой сильный воздушный поток, что выход становится неудобно круто. Наш принудительный горячий воздух, тепло природным газом ставит через вентиляционные отверстия выходит около 120 градусов воздуха, что достаточно тепло. Мы раньше в предыдущем доме был тепловой насос, выпускавший воздух где-то в 80-е гг.Утепляет дом нормально, но прохладнее движение воздуха было не таким комфортным. Это субъективный ответ, но я думаю, что оптимальный выход составляет где-то около 100 градусов — достаточно прохладно для эффективного коллектора и достаточно тепло, чтобы чувствовать себя хорошо когда вы проходите мимо выхода.

Вы можете использовать эта таблица Excel для оценки расхода воздуха в вашей системе.

http://www.n3fjp.com/solar/HotAirEfficiencyCalculator.xls

1. Введите размер вашего коллектора

2. Введите ожидаемая температура на входе

3. Введите желаемая температура на выходе (я использую 100 градусов)

4. Если вы знаете эффективность своего коллектора, измените объем воздушного потока ценности, пока вы не приблизитесь к своей цели эффективности. Если вы этого не сделаете Знайте КПД вашего коллектора, 50% — разумное предположение.

кубических футов за минуту объема воздуха, который поможет вам достичь целевого уровня эффективности ваш оптимальный воздушный поток.

Имейте в виду что заказывая воздуходувку, вы захотите, чтобы она была больше, чем этот номер. Воздушный поток значительно уменьшается при движении через повороты коллектора и воздуховода.

** Как Могу ли я измерить фактический поток воздуха в моей системе?

Анемометр даст наиболее точные результаты, но вот недорогой метод, который даст вам разумную оценку кубических футов в минуту (CFM).Эта таблица сделает все расчеты ниже для вас: http://www.n3fjp.com/solar/AirflowBagTestCalculator.xls:

1. Получить самый большой мешок для мусора, который вы можете (мы примем 30 галлонов за это упражнение)

2. Быстро наденьте сумку на розетку вашей системы и измерьте, как долго она требуется для его заполнения

3. Разделить галлонов на 7,48. Их 7.48 галлонов на кубический фут, Таким образом, мешок для мусора на 30 галлонов вмещает 4 кубических фута объема воздуха (30 / 7,48 = 4)

4. Разделить 60 секунд на количество секунд, затраченных на наполнение мешка и затем умножьте на объем

Если потребуется 3 секунды, чтобы заполнить наш мешок на 30 галлонов, расход воздуха рассчитывается следующим образом:

60 секунд / 3 секунды для заполнения X 4 кубических фута объема воздуха = 80 кубических футов на минута

** Я хочу измерить расход воздуха анемометром.Как преобразовать показания анемометра в кубические футы в минуту (CFM):

Большинство анемометров считайте расход воздуха в милях в час (MPH) или футах в минуту (FPM). An анемометр не даст вам кубических футов в минуту, так как это варьируется в зависимости от размера воздуховода. Вот как можно преобразовать погонные футы в минуту (или 5,280/60 миль в час для преобразования миль в час в FPM) для любого раунда размер воздуховода до кубических футов в минуту (CFM). Мы будем использовать 6 » круглый воздуховод в качестве примера.

1. Перейти здесь для определения объема цилиндра:

http://www.online-calculators.co.uk/volumetric/cylindervolume.php

2. Введите радиус (1/2 диаметра) в поле радиуса. За наших Пример диаметра 6 дюймов, 3 дюйма. Введите высоту 12 дюймов. поле (поскольку мы хотим знать объем в одном погонном футе воздуховод). Выберите дюймы в качестве единицы измерения и нажмите рассчитать.Мы обнаруживаем, что 339,43 кубических дюйма находятся в каждом погонном футе воздуховод.

3. Определить какая часть кубического фута находится в одном погонном футе круглого воздуховода. Кубический фут равен 12 дюймов X 12 дюймов X 12 дюймов = 1728 кубических футов. дюймы. 339,43 / 1,728 = 0,196. Это означает, что требуется чуть более пяти погонных футов круглого, 6-дюймового воздуховода равняется одному кубическому объему фут воздуха.

4. Кому преобразовать показания в футах в минуту, полученные с вашего анемометра до кубических футов в минуту, просто возьмите показание FPM и умножьте это раз.196.

Например, если вы читаете 430 футов в минуту, 430 X .196 = 84 кубических футов в минуту.

** Есть Лучше настроить вентилятор так, чтобы он выталкивал воздух в мой горячий воздух коллектор или через мой коллектор воздух тянет?

Основная причина что лучше потянуть воздух, потому что в непрофессиональном термины, если толкнуть, воздух «врезается» во все локти и другие препятствия, уменьшающие воздушный поток.Вытягивание этого эффекта не вызывает. (Инженер ОВКВ говорит здесь.) Основная причина, по которой вы выбрали бы выталкивание воздуха, заключается в том, чтобы вентилятор находится на холодном конце воздушного потока. В зависимости от спецификации вентилятора, это может длиться дольше. Любой вариант подойдет.

** Что это оптимальный поток воды или гликоля через жидкость (гидронная) коллекционер?

Кроме того, коллекторы с параллельным потоком обычно имеют меньшее сопротивление потоку, чем змеевидные коллекционеры. Мой бег к моему змеевому коллекционеру и назад около 300 футов, плюс еще 300 футов в коллекторе, плюс около 100 футов теплообменного змеевика в баке.В качестве в результате мой расход очень низкий — всего около галлона в минуту. Тем не менее, я собираю много тепла.

** В чем разница между коллекторами с параллельным потоком и змеевиковыми коллекторами?

В серпантине коллектор, жидкость движется по единственному пути, извиваясь взад и вперед через коллектор. Вот пример змеевика коллектор:

В коллектор с параллельным потоком, жидкость имеет несколько трубок для перемещения через:

Основная преимущества параллельного потока — лучший обратный слив и меньший поток сопротивление.Достоинством змеевидного течения может быть простота конструкции. и возможность использовать такие материалы, как PEX. И параллельные, и серпантинные проточные конструкции улавливают примерно такое же количество тепла.

** Как уберечь ли меня от замерзания воды в панелях зимой?

Самый распространенный способы решения проблемы защиты от замерзания в гидравлических системах используют смесь гликоля и воды, создавая систему, в которой стекает вся вода назад, когда насос выключается или каким-либо образом сохраняет тепло панели.Конечно, это не проблема с коллекторами горячего воздуха.

Вот краткое краткое изложение преимуществ и недостатков каждого варианта:

Слив обратно (жидкость стекает обратно в резервуар для хранения тепла при отключении насоса)

Преимущества:

— Не надо нужен гликоль
— Не нужна катушка в аккумуляторе тепла бак, так как воду можно забирать прямо из бака
— Подробнее эффективная передача тепла без змеевика
— Нет необходимость в расширительном баке или другом способе компенсации любого давления построить

Недостатки:

— The главный недостаток — большой — нужно тщательно проектировать систему, чтобы вся жидкость стекала обратно.Значит, коллекционер должен быть выше резервуара, а все наружные проходы к коллектору должен наклоняться вверх. Кроме того, все трубы внутри коллектора также должен наклоняться.
— Достаточно сильная помпа (помпа с высокий напор) требуется для подъема жидкости в коллектор.

гликоль / вода смесь (жидкость всегда в коллекторе)

Преимущества:

— Ты Коллекционер можно разместить где угодно.
— Вы можете проектировать змеевиковый коллектор, не беспокоясь о наклонах труб
— Вам не нужен такой мощный насос (как высокий напор)

Недостатки:

— Потребность гликоль
— Требуется змеевик в резервуаре для хранения тепла
— Меньше эффективная теплопередача при необходимости использования змеевика (хотя и приличного размер змеевика работает нормально)
— Нужен расширительный бачок или другой метод компенсации любого повышения давления (не сложный или дорогой, но кое-что нужно иметь в виду.Я просто использую небольшой открытый резервуар (старая банка для чая со льдом))

Обогрев панель с источником энергии:

Обычно это выполняется путем включения помпы для циркуляции теплой воды из ваш резервуар для хранения тепла через панель, когда температура близится к замерзанию.

Недостатки вот:

— Ваш система потребляет энергию или тепло, которое вы собрали, чтобы согреться.
— Если когда-либо произошел сбой системы или отключение электроэнергии, вы можете будет сделано до весны.

Я использовал оба дренажная система с змеевидными медными коллекторами, а также гликоль в моем коллекторе PEX. Когда я впервые занялся этим, занимаясь система гликоля показалась мне более сложной и сложной. На самом деле это не сложнее, и у вас есть возможность поставить коллекционер, где бы я ни хотел (в моем случае более 100 футов от дом) сделал простое решение.

** Солнечная тепло — такая прекрасная альтернатива и важный шаг, который мы должны все беру. Почему я не вижу больше рекламы солнечной энергии? (На самом деле, Я не думаю, что этот вопрос когда-либо задавали. но это важно рассматривать).

Хотя солнечная энергия — отличный проект, вы не увидите многого в пути рекламы, чтобы побудить вас сделать это.Имейте в виду, что там должно быть экономическим стимулом для компаний покупать рекламу. За исключением солнечных компаний, которые обычно не иметь критическую массу, чтобы позволить себе крупномасштабную рекламу кампании, у кого-либо нет причин платить за солнечную рекламу. Фактически, каждая солнечная панель, которую вы строите, забирает деньги из Карман коммунального предприятия.

Кроме того, можно добавить солнечную батарею в ваш дом с помощью основных строительных материалов намного дешевле вами.Я понимаю, что во многих случаях только стоимость доставки для сборного коллектора вся стоимость самодельного коллектора.

Собираюсь с установленная солнечная компания — прекрасный вариант, если у вас нет время или желание построить свой собственный, но добавление солнечной энергии действительно очень полезный проект, который большинство людей может выполнить самостоятельно.

** Сделать у вас есть ссылки для заказа деталей, которых нет в наличии?

Вы ставите:

Провод калибра 22 для удаленных датчиков
http: // www.gigaweb.com/products/view/1282/1000-22-gauge-2-conductor-speaker-wire.html

8 «Алюминий Прошивка
http://www.amazon.com/Amerimax-66008-Aluminium-Versa-Flashing/dp/B000DZBFVA/ref=sr_1_6?ie=UTF8&s=hi&qid=1254614675&sr=8-6

Дифференциал Контроллер
http://www.altestore.com/store/Solar-Water-Heaters/Differential-Temperature-Controllers/Delta-T-AC-DTC-Corded-w-Plug/p6837/

Fantec Fan
http: // www.radon.biz/fantechhp2190replacesthebulkyoldstylehp190.aspx

Гликоль: Cryo-Tek
http://kscdirect.com/item/HER+35281/HERCULES+CHEMICAL+CO.%252CINC_1GL+CRYO-TEK+-100+ANIT+FREEZE%250A

PEX
http://www.pexsupply.com/

Pex-Al-Pex
http://www.pexsupply.com/Mr-PEX-814-1-2-PEX-AL-PEX-Tubing-300-ft-coil-3843000-p

Изоляция труб
https://www.pexsupply.com/Thermacel-Pipe-Insulation-812000

Насосы
http: // www.pexsupply.com/Taco-Cast-Iron-Pumps-289000

Фитинги Sharkbite
https://www.pexsupply.com/SharkBite-Fittings-595000

Переключатель мгновенного действия Контроль нагрева диска
https://www.pexsupply.com/pex/control/search?SEARCH_STRING=snap+disc

Остекление Suntuf
http://www.homedepot.com/h_d1/N-5yc1vZ1xh7/R-100021329/h_d2/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10051&catalogId=10053

Тепловой накопитель Танк — как построить!
http: // www.builditsolar.com/Projects/SpaceHeating/SolarShed/Tank/Tank.htm

Есть лоты дополнительные ссылки здесь:
http://tech.groups.yahoo.com/group/SimplySolar/links

SimplySolar — Солнечная энергия Форум и группы электронной почты!

Это оказывается, есть и другие люди вроде меня, которым тоже нравится обмениваться идеями и учиться на опытах друг друга! Если у вас есть интерес к мозговому штурму солнечные проекты, которые легко и недорого построить и дружелюбный по соседству, или вам нужна помощь с проектом, который у вас есть в процессе, присоединяйтесь к нам!

Изначально для этой цели я создал группу электронной почты SimplySolar.Группа электронной почты сослужила нам хорошую службу, но рост и интерес к группе электронной почты, чтобы лучше сохранять контент организованы и дают участникам возможность легко следить только за темы, которые их интересуют, мы только что создали новую программу Simply Solar он-лайн форум! SimplySolar — это мозговой штурм и обмен способами использования солнечного тепла в простые способы, которыми средний домовладелец, который, возможно, не очень «Сделай сам» (например, я), может использовать, чтобы положить деньги обратно в карманы, зеленый вернуться в окружающую среду и весело провести время! Если солнечная энергия волнует вас, мы будем рады, если вы присоединитесь к нашему форуму:

Нажмите посетить или присоединиться к Форуму Simply Solar

или подпишитесь в нашу электронную почту!

Нажмите, чтобы присоединиться к SimplySolar

С уважением,
Скотт Дэвис

Солнечное отопление для дома, фермы и малого бизнеса: основные сведения о сборе, хранении и использовании

Университет Пердью

Служба расширения сотрудничества

West Lafayette, IN 47907

Л.W. Turner, аспирант по исследованиям, и

Содержание

Солнечные коллекторы
     Типы плоских коллекторов

Эффективность коллектора
     Как можно повысить эффективность?

Из чего сделан солнечный коллектор?
     Материалы обложки
     Пластины абсорбера
     Конструкция корпуса
                         
Сколько солнечной энергии доступно?

Хранение солнечной энергии
     Разумное хранение битов
     Хранение тепла плавления

Возможные приложения

Отопление помещений

Солнечная система отопления

Проектирование солнечной системы отопления
     Нагревательная нагрузка
     Уровень изоляции и требования к изоляции дома

Расчет солнечной системы отопления
     Требуется коллекторная площадь
     Требуемый объем хранилища
     Солнечные тепловые системы без накопителей
     Калибровка коллектора

А как насчет солнечного тепла для животноводства?

Применение технологического тепла

Сушка зерна
     Калибровка коллектора

Отопление горячей водой

Выбор системы обогрева или сушки

 

Сегодня существует много разных подходов к решению этой задачи. энергосбережения.Мы все больше осознаем ограничения ископаемого топлива, на которое мы полагаемся в большей части наших энергетические потребности. В ответ на «энергетический кризис» появились новые источники. были исследованы — ядерные, ветровые, геотермальные, биотопливные и солнечные.

Из общего количества энергии, потребляемой в Соединенных Штатах, около 12% идет в сторону отопления домов. Использование в сельском хозяйстве составляет около 3%. от общей суммы. Было установлено много различных типов солнечных систем отопления. предложил удовлетворить некоторые из этих потребностей.Новые компании входят в рынок каждый год с системой улавливания «бесплатного» тепла от солнце.

Как домовладельцам, бизнесменам и фермерам выгодно понять, как работают эти системы и как выбрать одну из них, твои нужды. Описание того, как собирается солнечное тепло, сколько стоит доступны, и то, как система может быть спроектирована, должно помочь вам в оценка использования энергии солнца.

СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ

Есть два основных типа коллекторов солнечной энергии, используемых для нагрев воздуха или воды.Это коллектор плоского типа. и концентрирующий коллектор. (Рисунок 1). Концентрирующий коллектор фокусирует прямые солнечные лучи, падающие на отражатель на меньшую поглощающую площадь, плоский коллектор не требует фокусировки излучения. Он поглощает прямые лучи и также способен поглощать диффузное излучение — то есть часть энергии солнца, которая фильтруется через облака или отражается от других объектов.Благодаря эффекту фокусировки концентрирующий коллектор может нагреть абсорбер до гораздо более высокой температуры, чем может плоский коллектор. Но из-за использования только прямых лучей, коллектор-концентрат должен постоянно «отслеживать» или «следовать» за солнце по небу. Коллектор с плоской пластиной может оставаться неподвижным. так как он не требует прямого излучения для работы.

Рисунок 1. Два основных типа солнечных коллекторов.

Плоские коллекторы способны обеспечить умеренный температуры, необходимые для обогрева или охлаждения помещения, примерно до 250 ° F.У них есть преимущества использования как прямого, так и рассеянного солнечного света. радиация, нет необходимости отслеживать путь солнц по небу, и требует меньшего обслуживания. Они механически проще, чем концентрирующий тип. По этим причинам плоский коллектор логичный выбор для отопления помещений.

Существует много различных конструкций плоских коллекторов, но все имеют две общие характеристики. Это: (1) тарелка для поглощают лучистую энергию солнца, вызывая увеличение плиты температура, и (2) циркулирующая жидкость, такая как воздух или вода, которая улавливает тепло, поглощаемое пластиной, и передает его в точку использование или хранение.

Типы плоских коллекторов

Две жидкости, наиболее часто используемые для поглощения и переноса тепло — воздух и вода. Коллектор воздуха может быть таким же простым, как голый лист металла (как металлическая крыша), окрашенный в тускло-черный цвет для поглощения максимально возможная энергия, с воздухом, продуваемым снизу в воздуховоде некоторых введите как на рисунке 2a.

Второй тип, называемый коллектором на крышке (рис. 2b), использует крышка из стекла, пластика или стекловолокна с циркуляцией воздуха между крышкой и пластиной поглотителя.Потери тепла от поглотителя пластину в наружный воздух (из-за ветра, дующего по поверхности и отводя часть тепла) уменьшается за счет крышки, которая действует как барьер между ветром и поглотителем.

Третий тип, называемый закрытой подвесной пластиной (рис. 2c), имеет воздух циркулировал как над пластиной абсорбера, так и под ней. Это обеспечивает вдвое большая площадь поверхности для передачи тепла от пластины поглотителя в воздух. Верхняя крышка снижает потери на конвекцию (потери от ветра поперек поверхности), как в типе покрытой пластины.

Рисунок 2. Типичные конфигурации для солнечных коллекторов воздушного типа.

В большинстве коллекторов изоляция задней части коллектора необходимо для уменьшения теплопотерь (теплопотери через задняя часть коллектора). Крышки типа b и c также уменьшают радиационные потери тепла от передней части коллектора.

Те же основные компоненты воздухосборника присутствуют в водосборник — пластина-поглотитель и перекачивающая жидкость.В разница в том, как жидкость проходит через абсорбер.

Основной водосборник состоит из абсорбирующей пластины, обычно с прикрепленными водяными трубками, крышкой и изоляцией позади пластину поглотителя, как показано на рисунке 3. Тепло от пластины поглотителя перемещается водой, циркулирующей в трубках.

Рисунок 3. Конфигурация солнечного коллектора водяного типа.

Другой тип водосборника не имеет водяных трубок.Вода просто стекает по поглотителю в листе или в открытом канале если поглотитель гофрированный. Типы трубок обычно больше эффективен, но открытый канал обычно стоит меньше. Замерзание во время периоды неиспользования в зимнее время — проблема при использовании воды тип коллектор. Чтобы обойти эту проблему, сборщик должен либо сливать, когда он не используется, или в воду необходимо добавить антифриз. Другие проблемы с солнечными водонагревателями включают протечки труб. и сантехника и коррозия металла.По этим причинам плюс тот факт, что для отопления помещений не требуется теплообменник, солнечный воздух обогреватели являются наиболее распространенным выбором для животноводческих помещений.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОЛЛЕКТОРА

КПД солнечного коллектора определяется как отношение количество собираемого полезного тепла к общему количеству солнечной радиации удары по поверхности коллектора в любое время.

                                     солнечная энергия
                                      собраны
Таким образом, КПД коллектора = ------------------------
                                полное солнечное поражение
                                  поверхность коллектора
 

Это соотношение умножается на 100 и выражается в процентах. эффективность.Например, если вы получаете 800 БТЕ / фут ² в течение заданного день, то КПД в процентах составляет:

            400 БТЕ
--------- x 100% = 50%
            800 БТЕ
 

Поскольку «то, что входит, должно выходить наружу», другой способ взглянуть на понятие эффективности состоит в том, чтобы определить ее как количество выходящих можно использовать для отопления дома, сарая и т. д., деленное на общую доступный.

Остальное «то, что было доступно», оказывается в убытках.Там — потери на отражение от крышки, тепловые потери вверх от коллектора, а тепловые потери от кожуха и трубопроводов вокруг коллекционер. Чем больше можно уменьшить эти потери, тем больше полезного тепла. от коллектора, и тем больше КПД.

Скорость потока воздуха или воды в коллекторе также влияет на эффективность. Если теплоноситель течет медленно, он становится горячее, потому что дольше остается в коллекторе.Это вызывает он теряет больше тепла в окружающую среду, так как есть большой разница температур между жидкостью и окружающей средой. Если жидкость течет слишком быстро, у нее может не хватить времени контакта, чтобы поглощают достаточно тепла, чтобы быть полезным или эффективным. Оптимальный скорость потока для каждого конкретного коллектора и применения.

Приведены некоторые типичные значения КПД коллекторов воздушного отопления. в таблице 1.

Таблица 1 КПД солнечного воздухонагревателя

      Тип КПД 
 ------------------------------------------------
    Тип пластиковой трубки 25%
    Голая пластина 30%
    Покрытая тарелка 35%
    Крытая, подвесная плита 40%
    2 крышки, подвесная пластина 45%
 -----------------------------------------------
 

Эти показатели эффективности рассчитаны на весь день, то есть процент от общей суммы, доступной за день, которую может собрать разные типы в тот день.КПД для воды типа солнечной энергии коллекционеры сопоставимы.

Как можно повысить эффективность?

Есть несколько модификаций основных коллекторов, которые повысит эффективность. Если коллектор будет работать на более более 50 ° F разницы между температурой наружного воздуха и температура жидкости коллектора, эффективность может быть увеличена путем добавления дополнительная крышка. Каждая дополнительная крышка снижает конвекцию и радиационные потери.Но при добавлении крышки стоимость увеличивается и потери на отражение от стекла или другого материала увеличиваются. Опять же, необходимо найти оптимальное количество крышек. Для дома Для применения лучше всего подходят две крышки, а для более низких температур требований достаточно одной крышки.

Еще одна возможность — избирательные поглощающие поверхности. В абсорбер обработан химически, так что он поглотит большую часть радиация, падающая на него, но не будет повторно излучать большую часть поглощает тепло в окружающую среду.Эта концепция несколько аналог одностороннего стекла или зеркала, в котором вы можете видеть сквозь в одном направлении, но получать отраженное или зеркальное изображение от Другие. Этот вид лечения довольно дорогой, но особенно для более высоких температур повышает эффективность.

Отражатели можно использовать для увеличения количества излучения поражая лицо коллекционера. Возможны другие модификации включая различные более эффективные конструкции пластин поглотителя — стекло внахлест, гофрированная, оребренная или склеенная трубка в листе дизайн.

Повышение эффективности следует сравнивать с увеличением в стоимости и / или требованиях к обслуживанию системы. Обычно чем эффективнее коллектор, тем он дороже. Меньше эффективный, но и менее затратный коллектор может оказаться более эффективным. рентабельно при доставке заданного количества тепла. Как новый дизайн, производство и установка связаны с относительной стоимостью эффективность альтернативных коллекторов, несомненно, изменится.

ИЗ ЧЕГО СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР?

Солнечные коллекторы строятся из самых разных материалы и в большом разнообразии дизайна. Используемые материалы должны быть способным поворачивать погоду, как крыша или стена, и выдерживать неблагоприятное воздействие солнечного излучения. Должен быть устойчивость к коррозии или засорению из-за кислотности, щелочности или жесткость воды или водно-незамерзающей смеси и замерзание корпус водосборников; осаждение пыли и влаги в корпус воздухозаборников и поломка остекления (прозрачного крышка) из-за града, теплового расширения или по другим причинам.Цель должен быть для дизайна, который даст полезный и экономичный производство тепла с минимумом ремонта, обслуживания и замена компонентов.

Покровные материалы

Стекло чаще всего используется в качестве покрытия солнечных коллекторов, используемых для отопление помещений жилых домов или промышленных или общественных зданий Приложения. Это хороший передатчик падающих солнечных лучей. излучения, но почти не пропускает лучистого тепла от поглотителя поверхность к окружающей среде.Это так называемая «теплица». эффект, или эффект «тепловой ловушки», о котором вы, возможно, слышали. Этот эффект объясняет, почему в теплый летний день внутри вашей машины становится жарко. Оконное стекло задерживает тепло в машине. Все жара не в ловушке, хотя. Стекло поглотит часть излучаемого тепла. от поглотителя, что приведет к повышению температуры стекла, и некоторое количество тепла будет потеряно из-за разницы температур между стекло и окружение.Стекло снижает потери на конвекцию.

Оконное стекло как одинарной, так и двойной прочности обычно используется. Он имеет коэффициент пропускания солнечного излучения 87%. Это означает, что 87% поступающей солнечной радиации может проходить через стекло, остальное либо отражается, либо поглощается стеклом.

Там, где существует большая опасность поломки из-за града или вандализма, проволочная сетка в полдюйма использовалась для защиты стекло от повреждений.Экран затемняет стекло и уменьшает эффективная площадь коллектора примерно на 15%, поэтому общая площадь должна быть соответственно увеличился. Обычно нет большой проблемы с поломка, однако, кроме случаев, когда скоба ударяется о стеклянную поверхность справа углы.

Пластиковые пленки или листы также используются в качестве покрывающих материалов. Только Сейчас доступно несколько типов кулачков, которые выдерживают солнечные лучи более чем год или два. Коэффициент пропускания солнечного излучения составляет 92%, но пластмассы не работают так же хорошо, как тепловая ловушка, позволяя 30% длинноволновое излучение, которое будет излучаться в окружающую среду от поглотитель.Для низкотемпературных применений, таких как сушка зерна или для временных установок, однако, пластмассы имеют определенные преимущества. Они способны выдерживать ветровые нагрузки, град и т. Д. и их легче установить и дешевле, чем стекло. Они обеспечивают конвекционный барьер, как стекло. В некоторых проектах с две крышки, используется один слой стекла вместе со слоем пластика под.

Стекловолокно для теплиц чаще всего используется в качестве покрытия в животноводческие постройки.Он работает так же, как стекло. за исключением того, что коэффициент пропускания солнечного излучения несколько меньше (примерно 80% против 87% для стекла). Также он более устойчив к поломка из-за расширения или сжатия корпуса.

Пластины абсорбера

Желательные характеристики абсорбирующей пластины: (1) абсорбировать как как можно больше солнечной лучистой энергии, (2) терять как можно меньше тепло, насколько это возможно в окружающую среду, и (3) для передачи тепла сохраняется до жидкости.

Пластина поглотителя, окрашенная в черный цвет, будет поглощать больше энергии излучения, чем любой другой цвет тарелки. Черная поверхность имеет впитывающую способность для солнечное излучение около 95%. Используйте плоскую черную краску для уменьшить возможное отражение.

Чтобы уменьшить количество тепла, излучаемого от пластины к в окружающей среде можно использовать селективные покрытия. Эти покрытия впитывают такое же количество лучистой энергии, что и обычные черные поверхности, но излучают, или излучать, тем более.

Для низкотемпературных применений, таких как сушка зерна или плавание подогрев бассейна, селективные покрытия, как правило, неэкономичны. В температура достаточно низкая, чтобы потери из-за излучения от пластины маленькие. Для отопления дома использование селективной поверхности может устраняет необходимость в дополнительной крышке для получения повышенная эффективность от данного коллектора.

Обычно для коллекторных пластин используются медь, алюминий, и сталь.Медь самая дорогая, но и самая высокая теплопроводность. Сталь наименее дорогая, а также самая низкая проводимость из трех. Для водогрейных коллекторов, особенно важна проводимость. Для меди вода трубки (которые прикреплены к пластине абсорбера — см. рис. 4) могут быть расположены дальше друг от друга, чем для материала с меньшей проводимостью. Еще одно важное соображение — это соединение водяных трубок с пластина.Паяльное соединение должно быть хорошим, иначе эффективность снизится. страдать. Такое соединение представляет большую проблему с алюминием. Некоторые в тарелках используется конструкция из трубок в листе, как и во многих полках холодильников. раньше (см. рисунок 5), что обеспечивает хороший тепловой контакт.

Рисунок 4. Пластина абсорбера для водяных коллекторов.

Рисунок 5. Другой вариант солнечного коллектора водяного типа.

Если вся площадь поглотителя охвачена трансмиссией жидкости, проводимость пластины гораздо менее важна.Для воздуха коллекторы, дерево и пластмассы также использовались в качестве пластин-поглотителей. Как правило, они не так эффективны, как металлы, но иногда приемлемы, так как стоимость за фут ² коллектор может быть уменьшен. Площадь поверхности пластины также влияет теплопередача в воздушных коллекторах. Многие конструкции включают плавники или гофры для увеличения этой площади, тем самым увеличивая теплопередачу (см. рисунок 6).

Рисунок 6.Варианты конструкции пластины поглотителя для солнечных батарей воздушного типа. коллекционеры.

Конструкция корпуса

Кожух может быть деревянным, металлическим или армированным волокном. пластиковый каркас. Для деревянного каркаса основа должна быть влажной. стойкий. Каркасы из листового металла следует покрасить, чтобы избежать коррозии.

Защитное стекло должно быть надежно закреплено атмосферостойким прокладки, которые позволяют стеклу расширяться и сжиматься, при сохранении влаги.Этот компенсатор расширения / сжатия очень важно, так как стекло имеет коэффициент расширения один и в полтора раза больше стали и на два зуба больше дерева. Это соединение не так важно для пластика или стекловолокна. крышки. Утеплитель следует добавить на заднюю и открытые стороны. коллектор, чтобы уменьшить потери тепла в этом направлении.

СКОЛЬКО СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДОСТУПНО?

Количество солнечного света, падающего на внешний слой Земли. атмосфера меняется очень мало в течение года.Как он путешествует через атмосферу к поверхности земли солнечный свет рассеиваются и поглощаются пылью, водяным паром (облаками), молекулами газа, и загрязнители воздуха. Только часть прямых солнечных лучей в конце концов ударился о землю. Потому что атмосферные условия меняются изо дня в день меняется и количество получаемой солнечной энергии.

Сезон года также определяет, сколько солнечной радиации достигает земли. Как показано на Рисунке 7, солнечные лучи падают на Северное полушарие более прямо летом, вызывая больше нагревание и более высокие температуры.Менее прямая солнечная радиация в зимние месяцы также должны пропускать больше атмосферы, которая далее рассеивает и уменьшает количество ударов о землю. В рассеянное излучение, которое в конечном итоге достигает Земли вместе с прямой солнечный свет называется диффузным излучением.

Рисунок 7. Изменение угла падения солнечных лучей в зависимости от сезона.

Поступающая солнечная энергия также колеблется от часа к часу.Зимой большая часть солнечной энергии поступает примерно от 9:00 утра примерно до 3:30 дня. В рамках этого период времени, скорость увеличивается до высокого значения в полдень, а затем снова уменьшается. Графически это показано на рисунке 8.

Рисунок 8. Изменение средней солнечной энергии 21 декабря.

Записей реальной солнечной радиации не так много, как для осадки и температура.Большинство метеостанций, которые измеряют солнечное излучение записывают как общее количество, падающее на горизонтальную поверхность.

В таблице 2 приведены данные, накопленные за 15 лет Индианаполис, штат Индиана, за период 1951-1966 гг. Ценности выражается в БТЕ на квадратный фут в день и является средним значением за все дни В течении месяца. Высокие и низкие измеренные значения излучения являются самые высокие и самые низкие ежемесячные записи за 25-летний период. В процент передачи отражает относительное количество чистых дней.Также показаны средние значения, которые можно ожидать на различные наклонные поверхности, выходящие на юг.

Наибольшее количество солнечной энергии будет получено, если коллектор обращен на юг, что связано с расположением солнца в небо. Чтобы получить максимальное количество солнечной радиации на поверхности зимой в Индиане его следует наклонять под углом 55-60 ° от горизонтали. Летом максимальное количество солнечное излучение попадает в коллектор, наклоненный под углом 25-30 ° от горизонтали (рисунок 9).Если поверхность не выходит на юг наибольший сбор происходит утром или днем, а не в солнечный полдень. Это уменьшит ежедневное общее количество собранной энергии.

Рисунок 9. Рекомендуемые углы наклона для использования зимой и летом. соответственно.

Таблица 2. Среднее солнечное излучение на поверхности в Индианаполисе, Индиана и на 40 градусах северной широты (БТЕ на квадратный фут в день)

                                                           Среднее количество радиационных инцидентов на юге
           Экстрамерный  2  пр.Per-  3  Облицовка поверхности при заданном наклоне
Месяц наземный  1  High Ave Low Cent Trans. 18,4 ° (4/12 крыша) 30 ° 60 ° 90 ° (по вертикали)
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------
ЯНВ 1415 851 610 402 43% 909 1049 1220 1115
ФЕВ 1870 1183 845 660 45 1115 1234 1317 1109
МАР 2540 1397 1155 822 45 1363 1420 1374 1007
АПРЕЛЬ 3165 1758 1540 575 49 1632 1632 1364 758
МАЙ 3585 2263 1890 1433 53 1878 1796 13
ИЮН 3750 2325 2080 1780 56 2026 1914 1413 577
ИЮЛ 3645 2229 2025 1644 56 2013 1923 1488698
Авг 3300 1935 1840 1492 56 1950 1950 1630 905
СЕНТЯБРЬ 2760 1820 1550 1286 56 1828 1966 1844 1351
ОКТ 2100 1363 1120 884 53 1478 1635 1747 1469
1345 870 680 369 44 1012 1170 1360 1241
ДЕКАБРЬ 1270 770 510 361 40 816 959 1148 1087
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------

1.Внеземное излучение определяется как ожидаемое, если
Атмосфера была совершенно прозрачной. Для данного местоположения это
зависит только от времени года.

2. Бейкер, Д. Г. и Д. А. Хейнс. 1969. Солнечная радиация и солнечный свет.
Отношения. Северо-Центральное региональное научное издание № 195, г.
Экспериментальная сельскохозяйственная станция Университета Миннесоты, Сент-Пол,
Минн.

3. Это средний процент внеземного излучения, которое
достигает поверхности земли.

Если вы знаете эффективность для данного коллектора, вы можете рассчитайте среднее количество тепла, которое вы будете получать в день в данный месяц. Например, предположим, что вы живете в Индианаполисе и у вас есть коллектор с КПД 50%. Предположим, вы хотите знать количество энергии, которое вы собираете в среднем за день в декабре с вашим коллектором, установленным на крыше под углом 30 °. Ты бы считайте из таблицы 2 значение 959 БТЕ в день.Вы бы собрали 0,5 х 959 BTU / день = 480 BTU / день в среднем за декабрь на каждый квадрат фут коллекторной площади.

ХРАНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Примерно 50% часов в году любое место находится в тьма. Система солнечного отопления должна быть спроектирована так, чтобы при необходимости обеспечьте тепло. Альтернативы: (1) использовать хранилище система, которая сохранит энергию, собранную в течение дня, чтобы быть используется ночью, (2) использовать другие средства обогрева в нерабочее время, или (3) выберите операции, которые должны выполняться только при ярком солнце, например, обогрев магазина, который используется только в течение дня.Использовать солнечная энергия в ночное время или в пасмурные периоды, накопитель тепла система должна использоваться. Одна из возможных систем — это накопление явного тепла, что является удержанием тепла материалом, как когда скала нагретый, он будет оставаться горячим некоторое время. Другой тип — тепло плавление, или скрытое тепло, хранение, которое включает в себя замораживание или оттаивание вещества.

Явное аккумулирование тепла

Явное аккумулирование тепла — наиболее широко используемая система в настоящее время.Явное хранение тепла включает в себя хранение тепла в вещество в силу изменения температуры. Две системы Обычно для этого метода используются резервуары с водой и слои горных пород.

Вода — недорогой и доступный материал для хранения. системы. Удельная теплоемкость воды составляет 1,0 БТЕ / ° F-фунт, что означает что 1 BTU тепла поднимет температуру фунта воды на 1 градус температуры. Один кубический фут воды весит 62.4 фунта, так что один кубический фут будет хранить 624 БТЕ, если его температура будет повышена 10 ° F.

В более крупном масштабе резервуар для хранения 1500 галлонов будет содержать более 6 тонн воды (12513 фунтов). При повышении температуры на 50 ° F. в танк имел бы вместимость 625 650 БТЕ. С таким перепад температур, важно иметь хорошую изоляцию вокруг резервуаров для хранения. Для перекачки воды необходимо использовать насос. из бака в коллектор, и сила тяжести вернет воду.Если используется антифриз, необходимо установить теплообменник. Иначе, Потребуется 1500 галлонов смеси незамерзающая вода / вода, что будет очень дорого. Теплообменник — это система труда, которая помещается в бак и подсоединяется к коллекторам. Горячий смесь вода / антифриз нагревает змеевики, которые, в свою очередь, нагревают воду в баке. Для извлечения тепла из накопителя горячая вода поднимается к верху резервуара, потому что он менее плотный, чем охладитель вода и ее можно стравить там.Затем он либо распространяется через весь дом или пройти через теплообменник, чтобы нагреть воздух для резиденция.

Для воздухосборников камень обычно используется в качестве хранилища. материал. Удельная теплоемкость породы составляет около 0,20 БТЕ / фунт градусов по Фаренгейту, кубический фут твердой породы весит 140 фунтов, поэтому один кубический фут твердая порода будет хранить 280 БТЕ, если ее температура повысится на 10 градусов F. Было обнаружено, что пласт толщиной от 3/4 до 3 дюймов работает лучше всего. в системе хранения.Диаметры должны быть примерно равны обеспечьте наибольшее количество пустот или пустого пространства между камнями. Это позволяет воздуху проходить и контактировать с большим площадь поверхности для нагрева породы. Также камни должны иметь гладкая поверхность для уменьшения воздушного трения. Пустое пространство в скале кровать такого типа составляет примерно 1/3 от общего объема, поэтому один кубический фут хранилища весит около 105 фунтов. Чтобы получить такой же объем хранилища в качестве резервуара для воды на 1500 галлонов вам потребуется около 625 кубических футов горные породы.Исследования в настоящее время сосредоточены на другом возможном явном тепле. методы хранения, включая бетонные блоки и землю.

Хранение тепла плавления

Хранение тепла плавления включает в себя замораживание или оттаивание вещество. Некоторые соли имеют теплоту плавления от 90 до 118 БТЕ / фунт при определенная температура. Например, для глауберовской соли (Na ₂ SO ₄ 10 H ₂ 0) для растопите один фунт при температуре 91 градус по Фаренгейту.Когда соль затвердевает, она высвобождает это тепло. Высокая теплопоглощающая способность этого материала снижает требуемый размер хранилища существенно. Эквивалентное хранение соли примерно одну четвертую емкости для хранения воды и примерно одну двенадцатую часть размер склада.

Однако есть проблемы. Соли — дорогие материалы и проявили некоторую тенденцию к ухудшению, что затем требует замена через время. Исследователи работают над этими проблемами. и приемлемая система хранения соли может скоро поступить на рынок.В таблице 3 сравниваются различные методы хранения.

Таблица 3 Значения для хранения

  БТЕ / фунт БТЕ / фут  3  БТЕ / галлон 
--------------------------------------------
 Вода 50 3120 417

 Скалы 10,5 1050 ---
 
 Соль 125 12 500 ---
-------------------------------------------
1. Для повышения температуры на 50 ° F; Камень 100 фунт / фут  3 
включая пустоты, соли 100 фунт / фут  3 , вода 62.4 фунта на
фут  3  

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Потенциальные области применения плоских солнечных батарей коллектора варьируются от водяного отопления и подогрева бассейна до сушку зерна и отопление животноводческих помещений, отопление и охлаждение жилых помещений. Есть много разных подходов к использованию солнечная энергия в каждой из этих областей.

ОБОГРЕВ

Отопление помещений с помощью солнечной энергии предполагает использование тепла полученные от солнечного коллектора для повышения температуры помещения до приемлемого или комфортного уровня.

Это может быть комната, дом, механический цех, гараж или животноводческий сарай. Солнечный коллектор может обеспечить все тепло необходимо, или только часть требований.

Есть много различных типов и комбинаций солнечных батарей. коллекторы, жидкости для хранения и перекачки, которые могут быть использованы. Мы будем посмотрите на конструкцию системы отопления для дома, использующей воздух в качестве переносить жидкость и горные породы в качестве хранилища. Затем мы разработаем систему для тот же дом без хранения.Наконец, расширим дизайн принципы, используемые для дома для содержания домашнего скота.

СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Составной частью солнечной системы отопления дома является коллектор. система хранения и средства циркуляции теплоносителя (воздух или вода). Помимо вышеперечисленных компонентов, обычный должна быть включена резервная система для удовлетворения требований к отоплению во время продолжительные периоды облачности или сильного холода.Обеспечить объем хранилища, необходимый для использования солнечной энергии. Одно только отопление здесь, в Индиане, не является ни экономичным, ни практичным. В объем был бы чрезвычайно большим. Более разумный размер для рассмотрения это от трех до пяти дней хранения тепла.

Процент потребности в отоплении, обеспечиваемый солнечными батареями. тепло варьируется в зависимости от установки. В целом для климата сравнимые с Индией, солнечные системы были разработаны для обеспечения от двадцати пяти до восьмидесяти пяти процентов от общих потребностей.В решение о том, какой процент поставки солнечного тепла зависит от относительные затраты на топливо, солнечное оборудование и изоляцию.

Схема солнечной системы отопления с накопителем представлена ​​на Рис. 10. Путь, по которому воздух проходит через систему, регулируется. заслонками. Когда светит солнце, через коллектор и нагретый воздух из коллектора согревает жилище. В ночью или в пасмурные дни воздух не направляется через коллектор, но вместо этого проходит через накопитель, который нагревает воздух для обогрева дома.Дополнительный нагревательный элемент работает от обычное топливо и добавляет тепла воздуху, если воздух из коллектор или хранилище недостаточно теплые. Когда слишком много солнечного тепла собираются и, дом не нуждается в тепле, воздух из коллектор продувается через каменное хранилище и возвращается обратно в коллектор. Накопленное тепло впоследствии можно использовать для обогрева дома.

Рисунок 10. Солнечная система отопления с накопителем.

Система без хранилища показана на рисунке 11.В этой системе воздух продувается через коллектор и обогревает жилище. как раньше, когда светит солнце. Когда не может быть солнечного тепла собранный коллектор обходится, а вспомогательный блок принимает над. Поскольку в этой системе нет накопителя, солнечное тепло может только использоваться в течение дня, когда он доступен, а любые излишки собираются нельзя использовать. На рисунке 12 показано, каким может быть коллектор воздушного типа. установлен на крыше.

Рисунок 11.Солнечная система отопления без накопителя.

Рисунок 12. Установка солнечного коллектора воздушного типа на крышу.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ

При проектировании солнечной системы отопления необходимо учитывать несколько моментов. которые необходимо учитывать. Наличие солнечной энергии, что мы уже обсуждали, это, конечно, главное соображение. Нагревательная нагрузка для помещения также важна.

В самой реальной системе степень, в которой структура изолированы, эффективность коллектора, и площадь коллектора и объем хранилища следует учитывать при проектировании системы отопления. Ед. изм.

Нагревательная нагрузка

Нагрузка на отопление зависит от страны, в которой вы находитесь. дюйм. Размер нагрузки измеряется в единицах, называемых градусо-днями. День степени определяется как разница между внутренним дизайном температура и средняя температура наружного воздуха за конкретный день (24 часа).Например, если средняя температура 21 декабря составляет 30 ° F, то 21 декабря количество градусных дней будет 65-30-35. градусные дни. Расчетная внутренняя температура обычно принимается равной 65 ° F при определении количества градусо-дней тепловой нагрузки для дома обогрев. Общее количество дней на получение степени за год указывает на тепловая нагрузка за средний отопительный сезон.

В Индиане среднее количество градусо-дней отопления составляет около 5500 в Индианаполисе.На рисунке 13 показано, как количество дней в градусах в сутки меняется в зависимости от отопительного сезона. Площадь под этой кривой это общая сумма за сезон.

Рис. 13. Изменение количества учебных дней в день в зависимости от средний отопительный сезон.

Уровень изоляции и требования к отоплению дома

Требования к отоплению дома зависят от того, насколько хорошо потолок, стены, окна и т. д. могут противостоять выходящему потоку тепла и при желаемой внутренней температуре.

Способность строительного материала противостоять этому тепловому потоку составляет называется значением «R» материала. Значение R может быть дано на дюйм толщины материала или как общее значение толщина. Некоторые значения R для типичных строительных материалов и Компоненты перечислены в таблице 4.

Таблица 4. Значения R для обычных строительных материалов и компонентов

  Значение изоляции  2 
                                                 На дюйм для толщины
Указанная толщина материала 
-------------------------------------------------- ---------------------------------
1.Утеплитель из батата или одеяла
    Стекловата, минеральная вата
    или стекловолокно 3.70

2. Заливная изоляция.
    Стеклянная или минеральная вата 3,00-3,50
    Вермикулит (вспученный) 2.31-2.27
    Стружка или опилки 2,22
    Бумага или древесная масса 3,70

3. Жесткая изоляция.
    Обшивка из древесного волокна 2.27-2.63
    Пенополистирол экструдированный 4.5
    Пенополистирол формованный 3.57
    Пенополиуретан (состаренный) 6,25
    Стекловолокно 4,00

4. Обычные строительные материалы
    Бетон заливной 0,08
    Фанера 3/8 дюйма 1,25 0,47
    Фанера 1/2 "1,25 0,63
    Оргалит 1/4 "1,00 к 1.37
    Цементно-асбестовая плита 1/8 "0,03
    Выровненный по дереву сайдинг 1/2 "x 8" 0,81
    Сайдинг алюминиевый 0,61
    Плита изоляционная обшивка 1/2 "1,32
    Штукатурка 0,32
    Битумная черепица 0,44
    Деревянная черепица 0.94

5. Оконное стекло, включая состояние поверхности
    Одинарное остекление 0,89
    Стеклопакеты и Штормовые окна 1.79
    Стеклопакет двухкамерный 1.45-1.73

6. Периметр этажа
    Бетон без утеплителя по периметру 1,23
    Бетон с изоляцией по периметру 2 x 24 дюйма. 2,22

7.Воздушное пространство (3/4 дюйма или больше) 0,90

8. Состояние поверхности
    Внутренняя поверхность 0,68
    Наружная поверхность (ветер 15 миль / ч) 0,17
-------------------------------------------------- --------------------------------------
1 Из Справочника по основам ASHRAE, 1972 г. 2 Средняя температура 76 ° F
 

При определении требований к отоплению дома значения R для компоненты должны быть найдены, тогда можно определить тепловые потери.Предположим, что дом построен, как показано на рисунке 14. Значения R будут определяется следующим образом, используя цифры из Таблицы 4.

Рис. 14. Поперечное сечение утеплителя дома.

 1. Окна - одинарное стекло + штормовые окна R = 1,79

 2. Стена - изоляция из войлока 3 1/2 дюйма 3 1/2 x 3,70 12,95
            Обшивка фанерой 0,47
            Алюминиевый сайдинг 0.61
            Штукатурка 0,32
            Внутренняя поверхность 0,68
            Внешняя поверхность 0,17
            Итого 15,2 рэнд

 3. Потолок - битумная черепица.
              Обшивка дерева 3.63
              Вентилируемое приставное пространство
              Штукатурка 0,32
              Изоляция войлока 3 1/2 "12.95
              Внешняя поверхность 0,17
              Внутренняя поверхность 0,68
              Итого 17,75 рэнд

 4. Периметр - бетон, изоляция 2 x 24 дюйма, R = 2,22.
 

Теперь, когда вы знаете значения R для вашего дома, вы можете определить сколько тепла он потеряет. Во-первых, окно, стена и потолок. площади и периметр должны быть определены. Значения R тогда используется для определения количества тепла, теряемого за один градус в день.Чем больше R значение, тем меньше тепла будет потеряно. Потери тепла за сутки составляют рассчитывается следующим образом:

Шаг 1 Определите площади, периметр и объем

 (а) Периметр = 2 х (длина + ширина)
                   = 2 х (30 футов + 65 футов)
                   = 190 '
 (b) Площадь окна = 200 футов  2 

 (c) Площадь двери = пренебрежение

 (d) Площадь стены = (Периметр) x (Высота потолка) -
                     (площадь окна)
                   = (190) х (8) - 200
                   = 1320 футов
 (e) Площадь потолка = длина x ширина.
                   = (65) х (30)
                   = 1950

 (f) Объем дома = 1950 x 8
                   = 15,600 футов  3  

Шаг 2 Определение теплопотерь / градус день

 Площадь
     Теплопотери / градус сутки = ----- x 24 ч / сутки =
                           р

(а) Окна = 200 x 24 = 2681 БТЕ / градус сутки
------
                 1.79



(б) Стена = 1320 x 24 = 2084 БТЕ / градус сутки
-----
                 15,2


(c) Потолок = 1950 x 24 = 2636 БТЕ / градус сутки.
-----
                 17,75


(d) Периметр = 190 x 24 = 2054 БТЕ / градус сутки.
------
                 2,22

(e) Потери инфильтрации = (0,75) x (0,018) x (объем) x 24
                      = (0,75) (0,018) x (15 600) x 24
                      = 5054 БТЕ / градус сутки

(f) Общая потеря тепла / градус день = 14 509 БТЕ / градус день.
 

РАЗМЕР СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Теперь, когда вы определили потери тепла в своем доме, вы можете приступить к определению размеров солнечной системы отопления.Сначала рассмотрим система с теплоаккумулятором, то рассмотрим систему без форма хранения и сравнить конструкции.

Предположим, что мы хотели бы получать 80% необходимого тепла от солнечная энергия. Также предположим, что солнечный коллектор имеет общий КПД 45%. Суммарная тепловая нагрузка за сезон — 5560 градусные дни для Индианаполиса. Восемьдесят процентов от этого составляет 4450 градусов. дней. Чтобы обеспечить такое количество тепла, солнечной системе потребуется: обеспечить все потребности в отоплении ниже отметки 80% на Рисунке 13.Это можно сделать, спроектировав систему для внешнего температура 37 ° F, что совпадает с линией 80% при высокой температуре нагрузка 28 градусных дней в день. Коллектор и хранилище будут размер следующим образом:

A. Требуемая площадь коллектора

    Шаг 1 Общее необходимое количество тепла - БТЕ / день 
         Ранее мы обнаружили, что потери тепла составляют 14 509
         BTU / градус день

         Общие тепловые потери = 14 509 БТЕ x 28 град. Сут.
                         = 406 252 БТЕ / день

    Шаг 2 Тепло, собранное на  2  фута коллектора 
         Предположим, мы установим коллектор на
    крыша.Угол наклона при скате крыши 4/12 составляет
    18,40 ° Из таблицы 2 мы находим, что получим
    816 БТЕ / фут  2  в декабре
         Сумма сбора = (эффективность коллектора)
                              x (БТЕ / фут  2  -день)
                            = 0,45 x 816 БТЕ / фут  2  -день
                            = 367 БТЕ / фут  2  -день

      Шаг 3 Требуемая площадь коллектора 
         Требуемая площадь коллектора
              (требуется общее количество тепла)
            знак равно
              (тепло от коллектора)

              406252 БТЕ / день
знак равно
              367 БТЕ / фут  2  -день
 
            = 1107 футов  2  

Б.Требуемый объем хранения

Предположим, мы хотели бы иметь трехдневное хранение. Это будет позволяют нашей системе обеспечивать тепло в течение трехдневного пасмурного периода. В зимой много пасмурных участков, мы можем не обеспечить 80% отопления на что надеялись из-за нехватки памяти. С другой стороны, мы ограничены по площади и стоимости хранения. Если выполняемые нами расчеты указать относительно небольшой объем хранения, необходимый для трех дней, мы может решить увеличить объем для обработки большего количества дней хранения, чтобы добавить гибкость системы.

  Шаг 1 Необходимый запас тепла (БТЕ) ​​
     Необходимое количество = (количество дней хранения) x
                     (потребность в отоплении БТЕ / день)
                   = 3 х 406 252
                   = 1,218,756 БТЕ

  Шаг 2 Требуемый объем горных пород 

     Объем (хранение БТЕ)
            знак равно
               (Емкость (БТЕ / фут  3 ), таблица)

                1,218,756 БТЕ
            знак равно
                1050 БТЕ / фут  3 

            = 1160 футов  3  

Вес камней составляет 105 фунтов / фут ³ , поэтому общая вес этого объема хранилища будет:

фунт 1 тонна
   1160 футов  3  x 105 ---- x ------- = 60.9 тонн
                   футов  3  2000 фунтов
 

Требуемая площадь коллектора может показаться большой, и это действительно так. Это более чем покрыло бы южную крышу вашего дома. Чтобы уменьшить размер вашего коллектора, можно сделать несколько вещей. Если бы наклон был увеличено до 600 от горизонтали, тогда потребуется меньшая площадь поскольку на квадратный фут поверхности будет поступать больше БТЕ. Если к потолку добавили утеплителя, например, потери будет уменьшено и потребуется меньше тепла.Это также позволяют уменьшить площадь. Экономика использования большего количества стихи изоляции дополнительной площади коллектора следует проверять, когда установка солнечной батареи. Последняя альтернатива — довольствоваться процентная доля арендодателя от общего количества поставляемой солнечной энергии.

Солнечные тепловые системы без накопителей

Если в системе отопления не используется накопитель, гибкость система редуцирована. Солнечное тепло можно использовать только во время день на тот период времени, когда светит солнце.Ничего не может быть использовано ночью или в пасмурные дни. Любое скопившееся избыточное тепло должно быть отброшенным.

Поскольку накопление энергии невозможно, размер коллектора Требуемый должен быть рассчитан другим способом. Среднее количество солнечная энергия, получаемая на горизонтальной поверхности, изменялась в течение типичный декабрьский день, как показано на рисунке 8. Разумная цель для отопление непосредственно от коллектора будет обеспечивать общее тепло требуется с 10:00 утра до 3:00 дня.В качестве как видно из рисунка 8, полученная энергия намного больше около полудня, чем в 10:00, но значение часа для использования в определение доступности будет значением 10:00. Используя это стоимость вы будете уверены, что получите хотя бы эту сумму от С 10:00 до 3:00 в обычный день. Сумма, полученная на тилтовом поверхность можно найти, умножив это значение на соответствующее коэффициент из таблицы 5.

Таблица 5. Коэффициент солнечной энергии, получаемой на южной наклонной поверхность на горизонтальную поверхность для Индианы (40 ° северной широты)

                     Коэффициент наклона для угла наклона: 
---------------------------------
  МЕСЯЦ 0 ° 18.4 ° 30 ° 60 ° 90 ° 
-------------------------------------------------- ---------------------
  1 января или 1 ноября 1,49 1,72 2,0 1,83

  1 февраля или 1 октября 1,32 1,46 1,56 1,31

  Март или 1 сентября 1,18 1,23 1,19 0,87

  Апрель или 1 августа 1,06 1,06 0,89 0,49

  1 мая или 1 июля 0,99 0,95 0.74 0,35

  1 июня 0,97 0,92 0,68 0,28

  1 декабря 1,60 1,88 2,25 2,13
-------------------------------------------------- ---------------------
 

При проектировании системы средняя дневная температура, не включая ночные температуры, следует использовать. В В Индианаполисе в декабре эта температура составляет 33 ° F. Количество Градусные дни для этого типичного дня будут 65 ° -33 ° = 33 градусо дня.

Определение размеров коллектора — без хранилища

Шаг 1 Определите потери тепла в час

  Ранее мы обнаружили, что потери тепла составляют 14 509 БТЕ / градус в сутки.

  Тепловые потери в час = (тепловые потери / градус в день) x (количество градусов в день)
                       --------------------------------------
                                   24 часа в сутки

                     = (14 509) х (32)
                       ----------------
                               24

                     = 19 345 БТЕ / час
 

Шаг 2 Определите количество солнечного тепла, собираемого в 10:00

    Amt.Собираемость = (Эффективность коллектора) x
                        (Коэффициент наклона из таблицы) x
                        (Солнечное излучение по горизонтали
                        поверхность в 10:00
                        БТЕ / час)
                     = (0,45) х 1,6) х (39)
                     = 28 БТЕ / фут  2  -час

  Шаг 3 Определение размера коллектора 

    Размер коллектора = (теплопотери / час)
------------------
                     (Количество коллекционных)

                   = 19.345
--------
                       28 год

                   = 690 футов  2  

Из этих расчетов мы обнаружили, что 690 футов ² футов коллекторная площадь согреет ваш дом в среднем днем ​​в декабре от С 10:00 до 3:00. Это 5 часов, или 20,8% дня. Если каждый день в среднем вы сэкономите 20,8% своего счета. Но, поскольку есть много дней, в которые не будет так много энергии доступны, более реалистичное ожидание составляет 10-15% от вашего общего требования к отоплению.В течение многих дней вам нужно будет смешать более прохладный наружный воздух с нагретым воздухом из коллектора с ночи получать больше тепла, чем необходимо в течение этого периода времени. Это указывает повысить ценность системы хранения, чтобы сэкономить дополнительное тепло, которое иначе не используется.

Для машинного депо, магазина или другого здания, в котором только люди днем коллектор без хранилища становится более практичным. Ночью отопление не требуется, а температура в этом районе может быть ниже. понижен до 50-55 ° для рабочей атмосферы.Тепловые потери составляют рассчитывается так же, как и раньше. Количество дней обучения может быть сниженным, так как внутренняя температура составляет 50-55 ° вместо 65 ° F. В системе этого типа может быть установлен небольшой дополнительный обогреватель. используется вместе с солнечной системой. Затем он мог взять верх, когда день ниже среднего для радиации.

А КАК НАСЧЕТ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛА ДЛЯ ЖИВОТНОВОДСТВА?

Помещения для опороса, помещения для телят, птичники и помещения для откорма отапливались солнечной энергией.И покрытая пластина, и голая пластина типы коллекторов использовались для нагрева воздуха для вентиляции эти здания. Тип голой пластины обычно состоит из металлической крыша окрашена в черный цвет над воздуховодом. Тип покрытой пластины использует стеклопластик или пластик в качестве крышки.

Порядок проектирования солнечной системы отопления для животноводческое здание очень похоже на дом на солнечной энергии. В тепловые потери рассчитываются примерно так же, всего с несколькими исключения.Расчетная внутренняя температура обычно ниже. В помещение для опороса с лучистыми обогревателями для маленьких свиней, температура составляет примерно 60 ° F. В таблице 6 показаны некоторые общие расчетная внутренняя температура. В животноводческих помещениях потеря тепла компонент предназначен для вентиляции, а не для инфильтрации метод, применяемый для дома. В Таблице 6 перечислены общие скорости воздухообмена для зима. Также необходимо учитывать тепловыделение животных, так как они выделяют значительное количество тепла.Жара убытки для помещения для опороса, показанного на Рисунке 15, будут рассчитывается следующим образом:

Шаг 1 Определите всю ОСНОВНУЮ ИНФОРМАЦИЮ

 R значения
Площадь потолка - 1536 футов  2  12,58
Площадь стен - 1056 футов  2  9,61
Fdn. Стена - 352 фута  2  8,50
Периметр - 176 футов 2.22
Объем здания - 12 288 футов  3   Шаг 2 Определите теплопотери на 1 градус в день 

     Расчет такой же, как и для дома.
пример отопления, кроме расчета вентиляции.

                          Площадь
Тепловые потери / градус в сутки = ---- x 24
р
Потеря вентиляции = (0,018) (24) (воздухообмен / час) (объем)

                     = 15,925 БТЕ / градус сутки
 

Общая теплопотеря на градус в сутки определяется, как и раньше, добавлением увеличить потери компонентов.

Шаг 3 Тепло, производимое на складе

    Произведенное тепло = (Q  с , из таблицы) x (количество животных) x (отруб / животное) x 24
                  = (320 БТЕ / ч убой) x (20 свиноматок и пометов) x (3) x 24
                  = 460 800 БТЕ / день
 

Рисунок 15. Поперечное сечение изоляции опороса.

Таблица 6. Расход воздуха в теплообменнике, выработка тепла и внутренняя конструкция температуры для разного поголовья

                    Коэффициент воздухообмена Выработка тепла, ед.Des. Темп.
                     (изменений / час) (БТЕ / час-цвт) (° F) 
-------------------------------------------------- ----------------------------------
Боровы 3 293 55-60

Домашняя птица 30 футов  3  / час-птица 31,2 БТЕ / час-птица 55

Молочная 6 230 50

Свиноматка и помет 2-3 320 60
 

Рассчитав теплопотери на градус в сутки, вы рассчитываете компоненты коллектора и хранилища вашей системы таким же образом они были рассчитаны на дом.Найдите количество учебных дней в день для процентного уровня солнечного тепла, которое вы хотите подавать. Их рассчитать общие тепловые потери за сутки, не забывая вычесть от этих потерь количество тепла, отпускаемое фондом в сутки. Затем, используя скорректированный показатель потерь, вы можете рассчитать свой компонент. размеры.

На рисунке 16 показана типовая схема солнечной системы отопления, которая в качестве материала для хранения использует бетонный блок. В этом дизайне блок был добавлен в качестве фальш-стены снаружи существующего стена.Каменное хранилище также можно использовать, как в примере с домом.

Рисунок 16. Схема солнечного отопления с хранилищем бетонных блоков и хранилищем камня.

Конечно, система может быть спроектирована без хранилища. В таком системы потери в час будут найдены для дневной температуры как и раньше, и количество тепла, производимого массой (БТЕ / час), будет вычитается из этого. Процедура калибровки будет такой же, как в пример дома.Опять же, от 10 до 15% потребности в тепле с абсолютный максимум 20% — это все, что вы можете ожидать без место хранения. Одна такая система показана на рисунке 17. Воздух втягивается в двускатные концы крыши и обогревается солнечной энергией при прохождении через коллекторные каналы. Теплый воздух поступает в центральную распределительный канал вентиляторами и вдавлен в здание. это отводится через заслонки гравитационного типа в боковинах. А дополнительный обогреватель используется вовсю и в пасмурную погоду. периоды.Для летней вентиляции воздушный поток реверсируется и обдувается. через крышу в этом дизайне. Помимо солнечного тепла, воздух «забирает» часть тепла, уходящего с потолка, тем самым рекуперация тепла, которое иначе было бы потеряно.

Рисунок 17. Схема солнечной системы отопления без накопителя.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТЕПЛА

Помимо отопления помещений, солнечная энергия может использоваться в некоторых типах ситуации нагрева процесса.Это предполагает использование полученного тепла. от солнечного коллектора для нагрева или предварительного нагрева жидкости (воздуха или воды) для использование в каком-либо процессе — сушка зерна, нагрев горячей воды или промышленная сушка, например.

СУШКА ЗЕРНА

Одним из применений солнечной энергии в процессе нагрева является сушка зерна. В последние годы для определения лучших методов. Тепло от голого или накрытые коллекторы на крышах близлежащих домов. изучено, а также использование отдельно стоящих коллекторов как плоская пластина и пластиковая трубка (Рисунок 18).Все из этого применения были связаны с низкотемпературной сушкой в ​​бункере системы. Температура, необходимая для высокоскоростных методов сушки, составляет солнечная сушка плоскими коллекторами нецелесообразна. Сложные коллекторы концентрирующего типа могут обеспечить необходимые температуры, но в настоящее время это будет очень дорого время.

Рисунок 18. Солнечный воздухонагреватель трубчатого типа.

Определение размеров коллектора

Для сушки очищенной кукурузы коллектор, который нагревает поступающую кукурузу. Воздух до 20 ° F в полдень в ясный день дает 13% влажность кукурузы.Это будет для работы «только солнечная энергия» с возможно, резервный электрический обогреватель на длительные пасмурные или дождливые периоды. Если коллектор используется в основном как дополнение к электронагревателю им достаточно повышения температуры на 10 ° F.

Допустим, у нас есть 2 000 б.у. бункер заполнен кукурузой и нашей сушкой Система требует расхода воздуха 2,5 кубических футов в минуту / бушель. Также предположим, что мы сушится в октябре и хотелось бы добавить электрокаменку с солнечным теплом от пластикового трубчатого коллектора.Процедура для калибровки коллектора будет следующим:

Шаг 1 Необходимое количество тепла

     Amt. необходимо = (CFM) x (TEMP. RISE) x 1,1
                 = (2,5) х (10) х (1,1)
                 = 25 БТЕ / ч-бу
 

Шаг 2 Доступное количество тепла / фут ²

Таблица 7 показывает, что для октября в ясный полдень мы бы получить 208 бушелей / бушелей ² .

     Сумма сбора = (Полученная сумма) x (Эффективность коллектора) x (Коэффициент наклона)
                     = (208) х (0,25) х (1)
                     = 52 БТЕ / ч-фут  2  

Таблица 7 Доступность солнечной радиации в полдень в ясные дни на горизонтальная поверхность (БТЕ / ч-фут2)

-------------------------------------------
         249 сентября

         208 октября

         163 ноября

         143 декабря
------------------------------------------
 

Шаг 3 Требуемая площадь коллектора

    Площадь = (Требуется тепло)
           ---------------- x (# bu)
           (Тепло собрано)

         = 25 БТЕ / ч-бу
           --------------- х (2000 б.уш.)
            52 БТЕ / ч-фут  2 

         = 962 фута  2  

Если стенка бункера или стена или крыша машинного навеса использовались в качестве коллектор вытащит их на поверхность в количестве, необходимом для того, чтобы он изменен соответствующим коэффициентом из таблицы 5.

НАГРЕВ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

Горячая вода для дома или для подогрева бассейна может быть полученные от солнечных энергетических систем. Одна система предполагает использование обычный водосборник с насосом для циркуляции воды в с подогревом. Другая система использует естественную циркуляцию для нагрева воды в коллекционер.

Второй тип системы называется термосифон солнечной воды. обогреватель. Водосборник трубчатого типа устанавливается под углом 25-55 °. от горизонтали в зависимости от сезона и обращены на юг.An изолированный резервуар для хранения емкостью около 60 галлонов монтируется таким образом, чтобы нижняя часть коллектора должна быть как минимум на 2 фута выше верхней части коллектора и изолированный сливной стакан подает холодную воду к коллектору внизу коллектора (рис. 19). Система заполнена холодной водой и когда светит солнце, вода в трубках нагревается и течет медленно вверх по стояку в накопительный бак. Процесс продолжается до плитки солнечное излучение уже недостаточно сильно, чтобы нагреть поглотитель.К в конце обычного солнечного дня бак для хранения полон горячей воды при температуре от 120 ° F в холодный зимний день до 165 ° F в жаркий летний день. Для односемейных домов резервуар емкостью 60 галлонов дала удовлетворительные результаты с площадью поглотителя 20 квадратных футов. Он должен принять меры для предотвращения замерзания, поэтому для Индианы антифриз система должна использоваться с теплообменником в баке.

Рисунок 19. Система водяного отопления «Термосифон».

Для обогрева бассейна используется солнечный коллектор с открытой пластиной. Присоединенные водяные трубки часто настолько эффективны, насколько это необходимо для Апрель-сентябрь использования. Для нагнетания воды обычно требуется насос. через трубы, так как требуется большая площадь, чем для типичного семье необходимо отопление горячей водой.

Принципы, используемые для расчета доступного тепла для зерна сушку и обогрев помещений также нельзя применять для промышленной сушки, нагрев и предварительный нагрев воздуха или воды.

ВЫБОР СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ИЛИ СУШКИ

Были представлены некоторые рекомендации по определению наличие солнечной энергии и проектирование системы. Ориентация кроме юга не рассматривался в обсуждении. В эффект такой ориентации коллектора должен дать наибольшую количество сбора утром или днем ​​вместо солнечный полдень и уменьшить суточное количество собираемой энергии.Более необходимо произвести необходимые расчеты, чтобы правильно определить размер коллектора, но вы можете быть уверены, что для экспонирование в любом другом направлении.

Одна тема, которая до сих пор не обсуждалась, — это экономика. Какова экономика солнечной системы? В настоящее время Вопрос в том, что он «витает в воздухе». Стоимость сегодня указывает на то, что солнечное отопление — это вообще пограничная ситуация. Но стоит завтра может быть совсем другим.С ростом цен на топливо стоимостные отношения могут указывать на использование солнечного отопления. Если топливо если бы больше не было солнечного отопления, это выглядело бы очень привлекательно.

Решить, будет ли солнечное отопление экономичным для вашего В конкретной ситуации нужно учитывать стоимость все материалы и элементы управления, необходимые для системы, и сравните их с преимуществами с точки зрения экономии топлива. Стоимость системы должен быть спроецирован на его ожидаемую жизнь.Обычные виды топлива можно сравнить на основе BTU. Один киловатт-час электроэнергии — 3412 БТЕ, один фут ³ природного газа — 1000 БТЕ, один галлон сжиженного газа = 92 000 БТЕ и один галлон мазута = 140 000 БТЕ. Зная эти Эквиваленты BTU и стоимость вашего топлива, вы можете определить, сколько деньги, которые ваша солнечная система сэкономит или будет стоить. Еще одно сравнение, которое если он произведен, это стоимость системы по сравнению со стоимостью изоляции. Если на доллар, вложенный в изоляцию, можно сэкономить больше БТЕ по сравнению с долларов, вложенных в солнечный коллектор, тогда изоляция, если он первая покупка.

Если вы хотите построить солнечную систему отопления, вам необходимо: начните планировать заранее. Свяжитесь с людьми с дизайном, похожим на тот вы рассматриваете и наблюдаете, как они работают. «Попробуй» солнечную отопление Сначала в небольших масштабах, например, обогрев гаража или магазина в течение дня. Это даст вам представление о потенциальных проблемах и представление. Наконец, рассмотрите возможность найма зарегистрированного специалиста инженер, чтобы посоветовать вам лучшую и наиболее экономичную комбинацию солнечные коллекторы, хранилище, изоляция и вспомогательный блок для вашего система.

1/81 руб.

Кооперативная консультативная работа в сельском хозяйстве и домохозяйстве, состояние Индиана, Университет Пердью и Министерство сельского хозяйства США. сотрудничество; Х. А. Уодсворт, директор, West Lafayette, IN. Выдается в выполнение актов от 8 мая и 30 июня 1914 года. Кооператив Служба распространения знаний Университета Пердью — это позитивное действие / равное возможность учреждения.

Устойчивое развитие | Бесплатный полнотекстовый | Устойчивая интеграция солнечной системы отопления в односемейный дом в условиях климата Центральной Европы — пример

Рисунок 1. Принципиальная схема установки.

Рисунок 1. Принципиальная схема установки.

Рисунок 2. Принцип работы солнечной системы отопления.

Рисунок 2. Принцип работы солнечной системы отопления.

Рисунок 3. Наличие энергии излучения пучка для солнечных коллекторов с разными типами осей слежения на каждый месяц года во Вроцлаве, Польша.

Рисунок 3. Наличие энергии излучения пучка для солнечных коллекторов с разными типами осей слежения на каждый месяц года во Вроцлаве, Польша.

Рисунок 4. Схематический разрез и модель небольшого объединения коллектора и дома в вертикальном расположении: ( a ) на первом этаже и ( b ) на втором этаже.

Рисунок 4. Схематический разрез и модель небольшой интеграции коллектора и дома в вертикальном расположении: ( a ) на первом этаже и ( b ) на втором этаже.

Рисунок 5. Схематический план и модель небольшой интеграции коллектора и дома в горизонтальном расположении: ( a ) полное покрытие фасада, ( b ) частичное покрытие и ( c ) небольшое покрытие.

Рисунок 5. Схематический план и модель небольшой интеграции коллектора и дома в горизонтальном расположении: ( a ) полное покрытие фасада, ( b ) частичное покрытие и ( c ) небольшое покрытие.

Рисунок 6. Схематический разрез и модель разделения коллектора непрозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 6. Схематический разрез и модель разделения коллектора непрозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 7. Схематический разрез и модель разделения коллектора прозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 7. Схематический разрез и модель разделения коллектора прозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 8. Схема интеграции коллектора в функциональную систему: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола, и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 8. Схема интеграции коллектора в функциональную систему: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола, и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 9. Схема интеграции коллектора в дополнительную зону: ( a ) расширение корпуса по вертикали, ( b ) расширение корпуса по горизонтали и ( c ) расширение корпуса по горизонтали с изменением положения коллектора .

Рисунок 9. Схема интеграции коллектора в дополнительную зону: ( a ) расширение корпуса по вертикали, ( b ) расширение корпуса по горизонтали и ( c ) расширение корпуса по горизонтали с изменением положения коллектора .

Рисунок 10. Схема интеграции коллектора как внутренней отделки: ( a ) внутри дома на первом этаже, ( b ) на первом этаже рядом со стеклянным фасадом и ( c ) на первом этаже.

Рисунок 10. Схема интеграции коллектора как внутренней отделки: ( a ) внутри дома на первом этаже, ( b ) на первом этаже рядом со стеклянным фасадом и ( c ) на первом этаже.

Рисунок 11. Схематический план и модель небольшой степени интеграции между кроватью и домом: ( a ) частичное покрытие восточного фасада, ( b ) частичное покрытие южного фасада, ( c ) частичное покрытие западный фасад и ( d ) частичное покрытие северного фасада.

Рисунок 11. Схематический план и модель небольшой степени интеграции между кроватью и домом: ( a ) частичное покрытие восточного фасада, ( b ) частичное покрытие южного фасада, ( c ) частичное покрытие западный фасад и ( d ) частичное покрытие северного фасада.

Рисунок 12. Схематический разрез, план и модель встраивания грядки, заложенной в землю: ( a ) под домом и ( b ) под коллектором.

Рисунок 12. Схематический разрез, план и модель встраивания грядки, заложенной в землю: ( a ) под домом и ( b ) под коллектором.

Рисунок 13. Схематический разрез, план и модель расположения койки на первом этаже дома: ( a ) койка примыкает к трем сторонам дома, ( b ) койка примыкает к двум сторонам дома. дом, ( c ) место для хранения кроватей внутри дома и ( d ) место для хранения кроватей, расположенное в центре.

Рисунок 13. Схематический разрез, план и модель расположения койки на первом этаже дома: ( a ) койка примыкает к трем сторонам дома, ( b ) койка примыкает к двум сторонам дома. дом, ( c ) место для хранения кроватей внутри дома и ( d ) место для хранения кроватей, расположенное в центре.

Рисунок 14. Схема расположения спального места на двух этажах дома: ( a ) спальное место примыкает к трем сторонам дома, ( b ) спальное место примыкает к двум сторонам дома, ( c ) спальное место внутри дома и ( d ) спальное место, расположенное в центре.

Рисунок 14. Схема расположения спального места на двух этажах дома: ( a ) спальное место примыкает к трем сторонам дома, ( b ) спальное место примыкает к двум сторонам дома, ( c ) спальное место внутри дома и ( d ) спальное место, расположенное в центре.

Рисунок 15. Схема экспозиции кроватного ящика в функциональном расположении: ( a ) кровать-ящик примыкает к трем сторонам дома, ( b ) кровать-ящик примыкает к двум сторонам дома, ( c ) кровать кладовая внутри дома, и ( d ) койка расположена в центре.

Рисунок 15. Схема экспозиции кроватного ящика в функциональном расположении: ( a ) кровать-ящик примыкает к трем сторонам дома, ( b ) кровать-ящик примыкает к двум сторонам дома, ( c ) кровать кладовая внутри дома, и ( d ) койка расположена в центре.

Рисунок 16. Схема функционального использования ящика для кровати: ( a ) косвенная интеграция с лестницей и возможность использования ящика для кровати по вертикали, ( b ) косвенная интеграция с лестницей и использование зоны хранения кровати на этаж, ( c ) полная интеграция с лестницей в центральной планировке и ( d ) полная интеграция с лестницей и открытой частью здания.

Рисунок 16. Схема функционального использования ящика для кровати: ( a ) косвенная интеграция с лестницей и возможность использования ящика для кровати по вертикали, ( b ) косвенная интеграция с лестницей и использование зоны хранения кровати на этаж, ( c ) полная интеграция с лестницей в центральной планировке и ( d ) полная интеграция с лестницей и открытой частью здания.

Рисунок 17. Сравнение моделей вариантов, выбранных для энергетического анализа: ( a ) анфиладный дом, ( b ) дом с открытым пространством и ( c ) существующий дом.

Рисунок 17. Сравнение моделей вариантов, выбранных для энергетического анализа: ( a ) анфиладный дом, ( b ) дом с открытым пространством и ( c ) существующий дом.

Рисунок 18. Графики изменения температуры хранения постели в течение года и метеорологических параметров.

Рисунок 18. Графики изменения температуры хранения постели в течение года и метеорологических параметров.

Рисунок 19. Распределение теплопотерь от постельного накопителя по трем вариантам здания в течение года.

Рисунок 19. Распределение теплопотерь от постельного накопителя по трем вариантам здания в течение года.

Рисунок 20. Покрытие потребности в отоплении за счет тепловых потерь в случае трех вариантов интеграции системы и здания.

Рисунок 20. Покрытие потребности в отоплении за счет тепловых потерь в случае трех вариантов интеграции системы и здания.

Рисунок 21. Визуализация дома-анфилады: ( a ) юго-западная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Рисунок 21. Визуализация дома-анфилады: ( a ) юго-западная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Рисунок 22. Визуализация открытого пространства дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) юго-западная сторона.

Рисунок 22. Визуализация открытого дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) юго-западная сторона.

Рисунок 23. Визуализация существующего дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Рисунок 23. Визуализация существующего дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Таблица 2. Оценка вариантов интеграции солнечного концентрирующего коллектора.

Таблица 2. Оценка вариантов интеграции солнечного концентрирующего коллектора.

Таблица 3. Оценка вариантов интеграции спального места и постройки.

Таблица 3. Оценка вариантов интеграции спального места и постройки.

Таблица 4. Системные параметры для 3 рассмотренных вариантов.

Таблица 4. Системные параметры для 3 рассмотренных вариантов.

Как обогреть дом с помощью солнечного отопления | Home Guides

Солнечные тепловые или тепловые коллекторы похожи на солнечные элементы или фотоэлектрические элементы, которые преобразуют солнечный свет в электричество. Однако вместо того, чтобы использовать химическую реакцию для создания электрического заряда, солнечные коллекторы тепла поглощают тепло и свет, генерируемые солнцем, для нагрева жидкости или воздуха, которые переносят тепло в ваш дом.

Passive Solar

В пассивном солнечном отоплении используются большие окна, выходящие на юг, через которые солнечный свет проникает в дом.Солнечное излучение (как свет, так и тепло) поглощается накопительным элементом, например каменной стеной, полом или большим резервуаром для воды, например черными бочками с водой, которые ставятся друг на друга вдоль стены. Бочки с водой и каменные полы или стены излучают тепло, поглощаемое солнечным светом, в дом, чтобы повысить температуру воздуха. Горячий воздух поднимается по комнате за счет конвекции, создавая воздушный поток, который распространяет тепло по всему дому.

Active Solar

Активное солнечное отопление использует солнечные коллекторы, содержащие воздух или жидкости, такие как антифриз из нетоксичного пропиленгликоля и воды, которые нагреваются солнцем.Солнечные воздухонагреватели нагревают воздух, хранящийся в солнечном коллекторе или солнечном элементе. Нагретый воздух используется для обогрева отдельных комнат или предварительного нагрева воздуха, который направляется в вентилятор с рекуперацией тепла или тепловой насос, который направляет теплый воздух через весь дом. Жидкостные солнечные нагреватели подключены к насосу, который циркулирует нагретую жидкость и перемещает ее из солнечного коллектора по трубам в доме.

Liquid Active Solar

Чтобы использовать активное солнечное отопление для обогрева вашего дома, в пол или стены вашего дома устанавливаются панели из труб или труб, называемые системой излучающих плит.Когда жидкость нагревается, она прокачивается по дому и излучает тепло из трубок, чтобы нагреть воздух в комнате. Возможно, вам понадобится установить резервуар для воды в подвале, чтобы удерживать горячую воду и передавать ее тепло тепловому насосу. Центральные печи с принудительной подачей воздуха, плинтусы или радиаторы горячей воды используют накопленную горячую воду для излучения тепла в комнату и повышения ее температуры. Нагретую жидкость можно направить в резервуар для хранения или теплообменник, а также использовать для нагрева воды в доме.

Комбинация солнечной и геотермальной энергии

Солнечные нагреватели, в которых используются абсорбционные тепловые насосы, используют воду, нагретую в солнечном коллекторе. Вода, нагретая в солнечном коллекторе, также может быть нагрета с помощью геотермальной системы отопления. Геотермальное отопление требует, чтобы водопроводные трубы были закопаны в землю рядом с вашим домом. Эти трубы соединяются с трубами теплового насоса и передают воду, нагретую от земли, к насосу, который, в свою очередь, выдувает ее в дом. Геотермальная энергия может использоваться в сочетании с солнечным отоплением в районах с очень холодными зимами или длительными периодами недостаточного солнечного света.

Автор биографии

Алексис Рохлин — профессиональный писатель для различных веб-сайтов. Она продюсировала работы для Red Anvil Publishing и была одной из 10 лучших финалистов конкурса рассказов Midnight Hour 2007 для OnceWritten.com. Рохлин имеет степень бакалавра изящных искусств по английскому языку Университета Мадонны.

Отопительная вода с солнечной энергией | | Теплый пол своими руками

Введение

Солнечные водонагреватели обычно используются в качестве источников тепла для систем лучистого пола в регионах, где имеются значительные солнечные ресурсы.Обычно большой накопительный бак с подогревом от солнечной энергии (с резервным электрическим, газовым или масляным обогревом) подает горячую воду в излучающую систему и, как правило, также обеспечивает бытовые нужды.

Солнечные обогреватели хорошо взаимодействуют с полами с лучистым обогревом, поскольку большая тепловая масса, характерная для лучистых систем, обеспечивает отличную среду для хранения энергии, вырабатываемой в течение дня. Ночью эта накопленная тепловая энергия медленно выделяется в жилое пространство, и поддерживается постоянный, равномерный и постоянный уровень комфорта.

На следующих схемах показаны компоненты, необходимые для системы водяного теплого пола на основе солнечной энергии. Есть несколько вариаций основной темы.

Солнечная лучистая система с внешним теплообменником

Солнечная лучистая система с внутренним теплообменником

Солнечная лучистая система с полом в «открытой» конфигурации

Открытая система с солнечным теплообменником и прямым фотоэлектрическим преобразователем

Размещение датчика

Если вы не используете солнечную тепловую систему «PV Direct» (см. Схему выше), требуются два датчика, когда дифференциальный контроллер солнечной энергии (солнечное реле) используется для запуска насоса, отправляющего жидкость из коллекторов в резервуар для хранения солнечной энергии.Один датчик помещается на коллектор в самой горячей точке коллектора, т.е. когда жидкость покидает коллектор и «возвращается» в резервуар для хранения. Второй датчик должен касаться самого резервуара. Его нельзя прикреплять к трубе, ведущей к солнечному теплообменнику бака.

В некоторых резервуарах для хранения солнечной энергии имеется специальный порт для датчика в нижней части резервуара. Но, если порт недоступен, часто есть панель доступа возле дна резервуара, которая позволяет установщику вставить датчик между резервуаром и изоляцией резервуара.

Плоские солнечные панели

Плоские солнечные панели для горячей воды в разрезе

Плоские солнечные коллекторы горячей воды

Солнечные абсорберы с вакуумной трубкой

Деталь откачанной трубки

Установлена ​​откачиваемая трубка

Комбинированная установка с плоской пластиной и вакуумной трубкой!

Поскольку откачиваемые трубки генерируют такие высокие температуры, их следует устанавливать на конце солнечного контура , эффективно превращая плоские пластины в подогреватели.При подключении трубок с до менее эффективные плоские пластины могут фактически охлаждать жидкость, выходящую из трубок.

Большинство людей знакомы со стандартными плоскими солнечными коллекторами . Этот коллектор представляет собой коробку с высокой степенью изоляции, содержащую решетку из медных труб, соединенных с плоской черной медной пластиной поглотителя. Специальное стекло улучшает поглощение солнечного света.

Вакуумная трубка Коллекторы — это совершенно другой подход к солнечному нагреву воды.Вместо множества заполненных водой медных труб в этих коллекторах используется несколько стеклянных трубок, заполненных вакуумом, каждая с небольшим количеством антифриза, герметично запаянная в небольшой центральной медной трубе. При нагревании на солнце этот антифриз превращается в пар, поднимается к верху трубы, передает свое тепло коллекторному коллектору, затем конденсируется обратно в жидкость и повторяет процесс.

Поскольку тепло нелегко переносится через вакуум, 92% тепловой энергии, попадающей на пластину поглотителя, остается внутри откачанной трубы и проходит в коллектор коллектора.Это огромное преимущество, потому что стандартный плоский коллектор излучает большую часть накопленного тепла в окружающую атмосферу, как и любой другой горячий объект.

Вакуумные трубки также полностью модульные. Хотя это редко бывает необходимо, одну или несколько трубок можно удалить и заменить, не затрагивая другие трубки в массиве. Фактически жидкость не передается из откачанной трубы в коллектор коллектора… только тепло. Вакуумные трубки также начинают поглощать тепло раньше днем, чем плоские пластины из-за их выпуклой конструкции, а небольшое количество антифриза внутри трубки защищает от замерзания до -50 градусов ниже нуля.

Чтобы свести к минимуму проникновения, этот домовладелец прикрепил брусчатку размером 2 х 2 фута к асфальтовой крыше с помощью полиуретанового строительного клея, а затем использовал 3-дюймовые винты Tapcon, чтобы прикрепить монтажный комплект для плоской крыши из нержавеющей стали к брусчатке.

Обратите внимание на теплоизоляционную оболочку вокруг линий подачи и возврата.