كيفية عمل جامع المياه بالطاقة الشمسية
المحتوى
إن وفرة ضوء الشمس والحرارة في الصيف ، والشوق أو الحاجة إلى تحقيق وفورات حقيقية في التدفئة وإمدادات المياه الساخنة تجعل العديد من الحرفيين يأتون وينفذون في المعدن أكثر مشاريع تجميع المياه بالطاقة الشمسية إثارة للاهتمام من وجهة نظرهم.
ولكن ، كما هو الحال دائمًا ، ينصح الأشخاص الأذكياء – قبل البدء في إنشاء جامع للمياه الشمسية بيديك ، تعرف على التصاميم النهائية المجسدة في الواقع. من الصعب القول ما إذا كان الهدف الرئيسي قد تم تحقيقه وتم الحصول على التأثير المطلوب لتحويل الحرارة الشمسية إلى ماء. كقاعدة ، لا يمتلك الأساتذة معلومات حول هذا.
لذلك ، قبل تصنيع مجمّع المياه بالطاقة الشمسية ، قم بتحليل وإجابة أسئلتك البسيطة الخاصة:
- كمية الماء الساخن اللازمة ، ولأي أغراض يفترض استخدامها ؛
- ما هي معلمات جامع المياه الشمسية التي ترضي المستهلك ؛
- هل يبرر المال والوقت المنفق على الأهداف المحددة أنفسهم.
أهداف وغايات تصنيع جامع المياه بالطاقة الشمسية ↑
من الجدير بالذكر أنه بالنسبة للتدفق الشمسي ، تبلغ الطاقة الحرارية القصوى للحادث في المتوسط 800 واط / ساعة لكل متر مربع في الصيف. بالنسبة لأنظمة تسخين المياه لمنزل أو شقة حديثة ، من الواضح أن هذا ليس كافيًا. على سبيل المثال ، مع مساحة ساخنة 50 م2 الحد الأدنى للطلب على الحرارة سيكون 7-8 كيلووات / ساعة على الأقل ، اعتمادًا على حالة السكن ، مما يعني أن كفاءة الجهاز تتطلب 100٪ على الأقل 10 م2 جامع الطاقة الشمسية.
ولكن كبديل لنظام الغلايات الكهربائية ، سوف يسحب جامع الماء الشمسي بالكامل. شريطة أن يحتوي النظام على تراكم حرارة ومضخة مياه.
نختار تصميم جامع المياه الشمسية ↑
كنموذج عمل ، نستخدم تصميمًا قياسيًا ومختبرًا بشكل متكرر باستخدام مجموعة من الأنابيب الساخنة المتوازية. أصعب سؤال هو المواد. من بين العديد من الخيارات لتصميمات هواة المياه الشمسية ، يمكنك اختيار المخطط الأنسب ، شريطة:
- يجب ألا يتجاوز طول الأنبوب المسخن المنفرد من الأنبوب المشترك للمدخل إلى أنبوب الصرف 70 سم للمخطط الأفقي و 200 سم للموضع الرأسي. الحجم الذي تم الحصول عليه عن طريق الاختيار العملي.
- يجب ألا تتجاوز الخطوة بين الأنابيب الحرارية 10 أقطار للنحاس و 5 أقطار للألمنيوم. هذا يرجع في المقام الأول إلى الحاجة إلى جمع الحرارة بشكل فعال من سطح ممتص الحرارة الواقي من الحرارة الشمسية. مع خطوة أعلى ، تزداد سوءات إزالة الحرارة وتزداد الخسائر ، مع خطوة أصغر ، تزداد تكاليف المواد دون زيادة كبيرة في كفاءة جامع الماء.
- كاملة مع مجمع للمياه بالطاقة الشمسية ، من الضروري توصيل غلاية مع مبادل حراري داخلي إضافي ومضخة بسعة 100-150 lch من الماء الساخن.
غالبًا ما تكون هناك تصميمات لمجمعات المياه باستخدام مجموعة متنوعة من المبادلات الحرارية من الثلاجات القديمة والأجهزة المماثلة. مثل هذا المبادل الحراري ، ملحومًا في لوح من النحاس أو مثبتًا على درع حراري ، سيعطي بحد أقصى نصف لتر من الماء المغلي في الساعة في يوم مشمس. من الأكثر عقلانية استخدام أنبوب النحاس لتصنيع أنابيب تجميع المياه الشمسية الساخنة..
سيتطلب جامع الماء الشمسي كمية معينة من الأنابيب النحاسية والتدفق ولحام القصدير والرصاص والنحاس.
بالنسبة للمجمع بأبعاد 200 × 70 سم ، من الضروري:
- أنابيب نحاسية بقطر 12-15 مم – 4.2 م ، تقدر التكلفة ب 20-25 دولار.
- أنابيب نحاسية مدفأة ، قطر 8 مم – 30 م ، التكلفة – 90dol ؛
- صفائح نحاسية ، بعرض 100 مم وسمك 1 مم – 20 م ، السعر – حتى 20dol ؛
- POS-9 اللحيم وتدفق الصنوبري 300 و 100 غرام ، على التوالي -5dol.
خلاصة القول: يقدر متوسط تكلفة المواد بـ 140-150 دولارًا ، وهو ما يمكن مقارنته تقريبًا بمتطلبات تكلفة مشروع تجميع المياه لأشعة الشمس.
نقوم بعمل مبادل حراري لمجمع المياه بالطاقة الشمسية ↑
قبل اللحام والتجميع ، ستحتاج إلى وضع علامة على المواد وقطعها. يتم تمييز نقاط الحفر بلكمة حادة.
نقوم بحفر الثقوب فقط على آلة الحفر ، وإزالة الأزيز بعناية.
قبل التجميع واللحام ، نقوم بتسخين أماكن اللحام باستخدام شعلة الغاز ، ومعالجتها بالتدفق وخدمة جميع أماكن اللحام باستخدام اللحام. الأنابيب الرقيقة المدفأة ممزقة على طول الطول في أماكن التثبيت المستقبلي لشاشة الامتصاص.
في هذه العملية ، يتم لف الأماكن الملحومة بقطعة قماش مبللة لمنع ذوبان الوصلة بسبب ارتفاع درجة حرارة المبادل الحراري.
بالمقاربة الثانية ، نقطع شرائط من النحاس بحيث تشكل ورقة مستمرة. لا تحاول لحام ورقة واحدة متصلة ، فهي أكثر صعوبة مما تعتقد ، وستتطلب معدات خاصة.
في نهايات الأنابيب المغمورة والمخارج ، يتم إغلاق التركيبات لتثبيت الأنابيب التي تربط المجمع الشمسي بالغلاية أو مجمع حرارة الماء.
لاستبعاد التشوهات المحتملة في تصميم المجمع ، يمكن وضع المبادل الحراري في صندوق أو على إطار مفصلي. كقاعدة عامة ، الجزء السفلي من الصندوق مبطن بساط عازل للحرارة ومضاف إليه رغوة البناء.
قبل التركيب في الصندوق ، من الضروري التحقق من ضيق اللحام. للقيام بذلك ، قم بتوصيل أحد التركيبات بقابس لولبي على شريط الختم. يتم تزويد التركيب الثاني بالضغط من ضاغط البناء أو السيارات. يتم طلاء كل مفصل لحام بالتسلسل بالماء والصابون ، على غرار اختبار تسرب الغاز. في حالة الفقاعات ، يجب إعادة لحام الزواج.
طلاء لمجمع المياه بالطاقة الشمسية ↑
موضوع منفصل هو الطلاء ، والذي عادة ما يكون البطاقة الرابحة لجميع البائعين من جامعي المياه الشمسية والإنتاج الصناعي. لتطبيق طلاء أسود بالكامل ، يستخدم الورنيش الهوائي وقطعة من المطاط. قبل أداء العمل ، يجب معالجة سطح المبادل الحراري بالكحول أو الأسيتون..
يتم تنفيذ جميع الأعمال في الهواء الطلق ، في مشروع ، باستخدام جهاز تنفس. قبل تطبيق الطلاء ، نضع المجمع بحيث تقف الأنابيب الساخنة في وضع مستقيم وتضيء المطاط. رش الورنيش باستمرار ، وبعد ثانية نضع شعلة المطاط على مسافة تضمن ترسب السخام على طبقة رقيقة من الورنيش. من الأفضل تنفيذ العمل في عدة ممرات حتى يتم الحصول على طلاء صلب أسود للسخام. بعد التجفيف النهائي للورنيش ، يلتصق الطلاء جيدًا بسطح النحاس. يمكنك تطبيق طبقة ثانية من الورنيش كتجربة ، ولكن في كثير من الأحيان لا تكون هناك حاجة إليها.
يتم تركيب مجمع الماء النهائي في صندوق وإغلاقه بصفيحة من البولي كربونات الشفاف. إنه أفضل وأخف وزناً من الزجاج ، ولا يخاف من الزائد الحراري الناتج عن أشعة الشمس والصدمات ، وذلك بفضل طبقة واقية خاصة وهو أكثر متانة في الاستخدام ، حتى في الشمس المفتوحة. ولكن ، على عكس الزجاج المعدني ، فإن البولي لديه معامل عالي للتمدد الحراري ، حوالي 1 م حجم التغيير هو 3 مم. لذلك ، يتم لصق الورقة على سطح جامع الماء باستخدام بطانات وغسالات خاصة لتعويض الحرارة ، مادة مانعة للتسرب مقاومة للإشعاع الشمسي.
قبل تعبئة المجمع بإحكام في العلبة في الأسفل ، يمكنك وضع كيسين من هلام السيليكا أو ممتصات ذات علامات تجارية للرطوبة وبخار الماء.