우리는 우리 손으로 태양열 집열기를 만듭니다 (23 장)

태양은 지구상에서 가장 강력한 에너지원입니다. 매초 80,000억 킬로와트 이상의 전력을 우리에게 보냅니다. 이는 세계 모든 발전소가 생산하는 것보다 수천 배 많은 양입니다. 사람들은 항상 자신의 필요에 태양 에너지를 적용하는 방법을 찾으려고 노력했습니다. 중세 초기에 이미 그들은 렌즈의 도움으로 불을 피우는 방법을 알았고 오늘날에는 검은 색으로 칠해진 지붕에 달린 용기가 물을 데우고 마을과 여름 별장에서 여름 샤워 역할을합니다. 그건 그렇고, 그것은 가장 간단한 태양열 집열기입니다. 물을 가열하거나 난방을 위해 태양 에너지를 사용할 수 있는 간단하고 독창적인 장치입니다. 디자인이 약간 개선되면 모든 가정의 필요와 집을 난방하기에 충분한 온수가 제공됩니다. 이를 위해서는 태양열 집열기의 원리를 이해해야 합니다.

태양열 집열기는 어떻게 작동합니까?

이 장치의 작동 원리는 복사 태양 에너지를 열로 변환하는 데 기반합니다.

1. 태양 광선은 얇은 튜브를 통해 수집기에서 순환하는 냉각제를 가열합니다.
2. 가열 된 냉각수 (물 또는 부동액)가 저장 탱크에 들어갑니다.
3. 탱크에서 그는 가정용 물을 가열합니다.
4. 냉각된 냉각수는 수집기로 돌아갑니다.

태양열 집열기의 작동 원리는 자동차 냉각 시스템과 비교할 수 있습니다. 과도한 열은 실행중인 엔진의 라디에이터를 통해 제거되어 승객 실을 가열하는 데 사용됩니다. 그러나 자동차가 우선 엔진의 열을 제거하는 것이 중요하다면 태양열 집열기를 설치할 때 효율적으로 저장하는 것이 필요합니다.

태양열 집열기 사용의 장점과 단점

세계 과학자들은 태양으로부터 받는 에너지의 비율이 증가할 뿐이라는 데 동의하며 다음과 같은 사실이 인용됩니다.

• 태양은 고갈되지 않고 자유로운 에너지원입니다.
• 태양 에너지의 사용은 환경 오염을 일으키지 않으며 온실 효과의 증가에 기여하지 않습니다.
• 태양 에너지는 모든 곳에서 사용할 수 있으며 운송이 필요하지 않습니다.
• 현대 과학 발전으로 수신 된 에너지를 효율적으로 축적 할 수 있습니다.
• 태양열 집열기는 최소한의 유지 보수가 필요합니다.
• 수집기 장치는 비교적 간단하고 저렴합니다.

동시에 과학자들은 태양 에너지 사용의 어려움에 주목합니다.

• 집열기 효율은 일사량에 직접적으로 의존합니다.
• 장비 설치에는 특정 초기 비용이 필요합니다.
• 겨울에는 열 손실이 크게 증가합니다.

또 다른 중요한 단점은 낮 시간에만 에너지를 받을 수 있다는 것입니다.

태양열 집열기의 유형

위에서 우리는 이중 회로 수집기의 작동 원리를 간략하게 설명했습니다. 냉각제는 한 회로를 따라 흐르고 물은 두 번째 회로를 따라 흐릅니다. 이 장치는 단일 회로일 수 있습니다. 그 안에는 나중에 소비되는 물만이 열 운반체 역할을합니다. 단일 회로 수집기는 겨울에 사용하기에 적합하지 않습니다. 물이 얼고 튜브가 파열되기 때문입니다.

컬렉터를 단일 및 이중 회로로 나누는 것 외에도 일반적으로 허용되는 다른 분류가 있습니다. 따라서 태양열 집열기는 작업 원칙에 따라 나뉩니다.

• 평평한;
• 진공;
• 공기;
• 허브.

그들의 구조와 행동 원리를 더 자세히 고려하십시오.

평면 태양열 집열기

이 간단한 장치는 다음 레이어가 있는 샌드위치와 유사합니다.

• 패스너가 있는 알루미늄 프레임;
• 단열재;
• 흡수성 표면 흡수제;
• 구리관;
• 보호 유리.

흡수판은 검은색으로 도색되어 일사량을 최대한으로 흡수하며, 전체 구조를 덮는 특수 강화유리는 에너지 손실을 최소화하여 온실 효과를 만들고 흡수층을 가열합니다.

평면 태양열 집열기는 설계가 간단하고 안정적이지만 효율성이 낮습니다.

진공 태양열 집열기

진공관 기반 태양열 집열기는 작동 원리가 다릅니다.

평판형 집열기와 달리 진공 집열기의 열은 밀폐된 튜브와 집열기에 의해 축적됩니다. 특수 코팅된 튜브의 유리 표면은 태양 에너지를 효과적으로 흡수하여 튜브 내부의 냉각수를 가열합니다. 진공은 단열재 역할을 하여 열 손실을 방지합니다. 열 수집기를 통해 순환 액체는 저장 탱크로 들어가 물을 가열한 다음 다시 진공관 시스템으로 돌아갑니다.

진공 요소를 사용하면 평평한 대응물에 비해 이러한 유형의 수집기에서 더 높은 효율성을 제공할 수 있습니다.

공기 태양열 집열기

이 유형의 수집기는 공기가 열용량이 낮기 때문에 효율이 높지 않습니다. 그러나 겨울에는 공기가 얼지 않기 때문에 일년 내내 사용할 수 있습니다.

공기 매니폴드의 설계가 간단하고 신뢰성이 높습니다. 공기 형 수집기는 주거용 건물뿐만 아니라 산업 건물, 야채 가게, 창고, 차고 및 지하실을 가열하는 데 사용할 수 있습니다.

공기 수집기의 장치와 작동 원리는 평평한 아날로그와 거의 다르지 않습니다. 냉각수가 순환하는 구리 튜브 시스템은 열 수용 패널을 핀으로 대체합니다.

패널 장치는 셀룰러 폴리카보네이트와 유사합니다. 패널의 가장자리 사이에 공기가 통과하고 그 과정에서 가열됩니다.가열된 공기는 실내로 공급되어 열을 방출하고 수집기로 돌아갑니다. 패널은 구리, 알루미늄, 강철과 같이 열전도율이 높은 재료로 만들어집니다.

서리가 내린 겨울이있는 러시아 기후대의 조건에서 공기 수집기는 집을 완전히 가열하지 않지만 추가 자유 열원으로 난방 비용을 크게 절약 할 수 있습니다.

자신의 손으로 태양열 집열기를 만드는 방법?

태양열 집열기의 용량은 면적에 직접적으로 의존하지만 면적이 증가함에 따라 구입 비용도 증가합니다. 어떤 경우에는 즉석 재료로 태양열 집열기를 직접 만드는 것이 훨씬 더 유리합니다. 그 효과는 상대적으로 작지만 재료에 대한 지출은 가족 예산에 영향을 미치지 않습니다. 집에서 만든 건축은 열 손실을 방지할 수 있다면 매우 빨리 성과를 거둘 것입니다. 집에서 공기 또는 평면 태양열 집열기를 만드는 가장 쉬운 방법.

우선, 설치 위치를 결정해야 합니다.

• 패널은 최대 일사량을 제공하기 위해 특정 각도로 엄밀히 남쪽을 향해야 합니다. 주어진 기간 동안의 태양 위치의 높이에 초점을 맞춰 패널의 경사각을 변경할 수 있다면 장치의 효율성이 더 높을 것입니다. 따라서 겨울에는 경사각이 최대가 되어야 하고 여름에는 패널이 낮은 각도에 있어야 합니다.
• 집열판은 열 손실을 줄이기 위해 가열될 방에 가능한 한 가깝게 설치해야 합니다. 집 지붕의 남쪽 경사면이나 페디먼트에 수집기를 효과적으로 설치합니다.이렇게하면 열 손실이 최소화되지만 지붕에 추가 구멍을 만들어야합니다.
• 울타리, 나무 또는 기타 건물의 그림자가 수집기 설치를 위해 선택한 장소에 떨어지지 않아야합니다.

겨울에는 수평선 위로 태양이 낮은 위치에 있기 때문에 그림자가 훨씬 더 길어집니다.

최적의 장소를 선택한 후에는 방열판 역할을 할 재료를 결정해야 합니다. 수제 공기 수집기의 경우 음료용 알루미늄 캔이 적합합니다. 편의성은 분명합니다. 알루미늄은 열전도율이 높고 절단하기 쉽고 캔은 표준 크기를 가지며 함께 결합됩니다.

필요한 수의 캔을 모은 후에는 철저히 씻고 말리고 목과 바닥에 구멍을 뚫고 접착제로 붙이고 검은 색으로 칠해야합니다.

캔의 길이와 너비는 패널 크기와 일치해야 합니다. 패널에 캔 배터리를 놓은 후 공기 공급 및 배출 채널을 구성해야합니다. 이렇게하려면 환기 설치를 위해 판매되는 기성품 파이프를 사용할 수 있습니다. 시스템을 조립하는 동안 패널 후면과 상부 유리의 절연을 제공해야 합니다. 폴리카보네이트 조각으로 교체할 수 있습니다.

완성된 수집기는 실내 환기 시스템에 연결하거나 자율적으로 둘 수 있습니다. 효율성을 높이기 위해 팬이 연결됩니다. 이러한 수집기의 입구와 출구의 온도 차이는 35도에 달할 수 있습니다.

공기 외에도 물 난방도 가능합니다. 주철 또는 알루미늄 배터리, PND 파이프 또는 호스는 방열판 역할을 할 수 있습니다. 수집가가 계획 중인 경우
일년 내내 사용하려면 시스템이 이중 회로여야 하며 부동액이나 다른 냉각수를 냉각수로 부어야 합니다.

집이나 태양열 집열기의 별장에있는 장치는 난방 비용을 크게 줄이고 온수 요구 사항을 완전히 충족시킬 수 있습니다.