تعد زيادة استخدام مصادر الطاقة البديلة في الحياة اليومية مهمة رئيسية تعمل عليها العقول الهندسية باستمرار. وفي هذا الصدد ، حققوا نتائج مهمة ، حيث أدخلوا بانتظام جميع الأجهزة الجديدة التي تجعل من الممكن تنظيم وجود مريح ، رهنا بتخفيض كبير في استهلاك الكهرباء التقليدية. واحدة من هذه التطورات المثيرة للاهتمام هي جامع فراغ بالطاقة الشمسية. سيساعد التعرف على الجهاز ومبدأ تشغيل المعدات على معرفة مزاياه بشكل أفضل وتحديد الغرض من الحياة اليومية..
تعيين وترتيب المعدات ↑
تصميم مجمعات الطاقة الشمسية يختلف اختلافا كبيرا. يمكن أن تكون هذه سخانات مسطحة أو كهربائية ، وكذلك المعدات التي يتم فيها استخدام الهواء كحامل حرارة بدلاً من الماء. سوف نتحدث عن تعديل الفراغ بالتفصيل ، حيث أن هذا النوع من مجمعات الطاقة الشمسية لديه كفاءة عالية ومجموعة من المزايا الأخرى التي لا جدال فيها.
الغرض من جامع الفراغ ، الذي يعتمد عمله على تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية ، له نطاق متنوع واسع. لوحظ الطلب الأكبر عندما يكون من الضروري تسخين المياه بكميات كبيرة. الخطوة أدناه هي الهدف من تنظيم التدفئة الفضائية عن طريق تركيب المعدات الشمسية في شكل جامع فراغ. يمكنه تسخين الماء في المسبح أو توفير أرضية دافئة في موسم البرد. جانب مهم من تشغيل المجمع الشمسي هو صداقته البيئية وسلامته..
الفرق الرئيسي بين سخانات الفراغ والتصاميم الأخرى لمجمعات الطاقة الشمسية هو وجود أنابيب زجاجية ثابتة على لوحة القاعدة. كمادة ، يتم استخدام زجاج البورسليكات ، ويتميز بقوة متزايدة والحفاظ على الخصائص البصرية على مدى فترة طويلة. للطلاء ، يتم استخدام مادة خاصة ، والتي توفر جاذبية ضوء الشمس. يقع منتج أصغر داخل الأنبوب الأكبر ، ويتم ملء الفراغ بينهما فراغ.
يوجد في الجزء السفلي من الأنبوب سائل خاص ، والذي يتحول تحت تأثير الطاقة الشمسية إلى بخار ويرتفع ، مما يضمن تسخينًا موحدًا للمياه في مجمع الفراغ. يظهر الجهاز في الرسم البياني أدناه:
مبدأ العمل ↑
إن التواجد في تصميم حجرة التفريغ يضمن تشغيل المجمع الشمسي على أساس الترمس. تتضمن العناصر الأساسية للمعدات بشكل أساسي الأجزاء التالية:
- جامع
- تراكم الحرارة ، يعمل خزان المياه غالبًا في دوره ؛
- دائرة مبادل حراري
- أجهزة استشعار درجة الحرارة
- المتلقي.
نقوم بتحليل وظائف كل جزء بالتفصيل. جهاز الاستقبال مصنوع من النحاس المعزول بطريقة البولي يوريثين. يتم توفير حماية إضافية من خلال طلاء الألمنيوم المؤكسد. من خلاله ، يتم توفير الطاقة الحرارية. إذا تم اكتشاف عطل في جهاز الاستقبال ، فإن إجراء الاستبدال يعمل بسلاسة ، ولا يتطلب تصريف السائل من المبادل الحراري.
في نهاية الأنابيب المفرغة للمجمع الشمسي وعلى الجزء الخلفي من جهاز التسخين ، يتم تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة. على أساس مؤشراتهم ، يتم تشغيل مضخة الدوران.
مبدأ تشغيل السخان الشمسي هو كما يلي:
- يعمل السائل غير المتجمد كمبرد ، ويمر عبر المنطقة العليا من الجهاز ، ويمتص الطاقة الحرارية الناتجة عن نصائح خاصة مصنوعة من سبائك النحاس.
- نتيجة لتطبيق آلية الملف في محرك المجمع الشمسي الفراغي ، يتم تسخين السائل.
- يتم نقل الحرارة في دورة مغلقة حتى درجة السائل نفسه أعلى من درجة حرارة الماء في خزان التخزين.
العوامل التي تحدد فترة تشغيل مثل هذا النظام هي مؤشرات درجة حرارة الغلاف الجوي ومدة ساعات النهار..
مخازن الشفط التي تستخدم طاقة ضوء الشمس تأتي في إمدادات حرارية مباشرة وغير مباشرة. يتميز الإصدار الأول من المجمعات الفراغية باستخدام الماء كمبرد ، لذلك يشار إليه بالمعدات الموسمية التي تعمل بالطاقة الشمسية. في الحالة الثانية ، يمكن تشغيل الجهاز على مدار السنة.
ميزات التثبيت ↑
إن الامتثال لتوصيات تركيب جامع الفراغ هو مفتاح التشغيل الفعال للسخان الشمسي. يوفر الموقع الصحيح تسخينًا للسائل في موسم البرد بنسبة 50-60٪ ، وفي فترة الصيف يكون هذا الرقم 100٪.
لهذه الأغراض ، أنابيب الصلب المجلفن أو البوليمر غير مناسبة. الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس هو المادة المثلى. لذا ، ما يجب الانتباه إليه:
- عند تركيبها على سطح الهياكل ، فإن زاوية ميل الفراغ إلى الأفق تساوي خط العرض الجغرافي للمنطقة.
- يجب أن يتم وضع السخان في الأماكن المفتوحة بالقرب من المباني التي تستهلك الحرارة.
- يجب استبعاد عوامل التظليل.
- تحقق مجمعات الطاقة الشمسية أقصى قدر من الكفاءة عندما تكون زاوية حدوث أشعة الشمس 90حول.
ومع ذلك ، يصعب تحقيق هذا الشرط بسبب الحركة المستمرة لسخان الفراغ بالنسبة لضوء الشمس. الحل المثالي لهذه المشكلة هو تركيب جامع متحرك يحافظ على زاوية الميل المطلوبة بفضل وظيفة الدوران خلف الشمس. لكن تكلفة هذه المعدات مرتفعة بشكل محظور ، لذلك من المربح أكثر تشغيل جامعات فراغ أبسط من الناحية الفنية.
عند اختيار زاوية الميل ، يتم توجيههم بالغرض الرئيسي من السخان الشمسي ، بينما يتم تحديد الاتجاه إلى الجنوب. يجب ألا يتجاوز الانحراف الأقصى 30حول. في المناطق الشمالية ، يتم تركيب مجمع الفراغ بشكل عمودي تقريبًا. تكون هذه الأجهزة فعالة في فصل الشتاء ، حيث تستخدم الضوء المنعكس من الغطاء الثلجي. في بعض الأحيان يتم تثبيت مجمعات الطاقة الشمسية على جدران المنازل ، والحصول على الفوائد التالية:
- سهولة الصيانة؛
- تراكم أقل للغبار ، وبالتالي رعاية أسهل ؛
- يتم تقليل خطر الضرر أثناء البرد ؛
- انخفاض ربط مشعب التفريغ بالنسبة للخزان مع السائل الساخن يزيد من سرعة الحمل الحراري ، وتختفي الحاجة إلى نظام نشط.
- يقلل المجمع الشمسي من النوع الفراغي من الجدار فقدان الحرارة في الغرفة ، مما يقلل من الحاجة إلى طاقة إضافية للتدفئة.
مزايا جامعي فراغ ↑
يتم ضمان التشغيل المتواصل لمعدات التفريغ الشمسي بواسطة الأجهزة المعزولة. هذا يسمح للنظام بأكمله للعمل في درجات حرارة تصل إلى -40حولج. في هذه الحالة ، يقع الجهاز مع خزان التخزين بشكل منفصل ، ويربط بالجزء الرئيسي من مشعب التفريغ باستخدام منتجات معدنية ملفوفة.
يتم توفير التشغيل الآلي للأجهزة غير المباشرة لمشعب الفراغ بواسطة وحدات التحكم ، وتوفر المضخة دورانًا سائلاً غير متقطع في النظام. من بين مزايا المجمعات الشمسية من النوع الفراغي العناصر التالية:
- كفاءة عالية في الطقس الغائم أو درجات الحرارة تحت الصفر ؛
- لا يتطلب تركيب تصميم معدات التفريغ مهارات خاصة ؛
- مقاومة السخان الشمسي للتأثيرات البيئية السلبية ؛
- فترة عمل طويلة.
قد يكون العبء الوحيد هو التكلفة العالية لمسخن الطاقة الشمسية ، ولكن نظرًا لطول عمر الخدمة ، فإن الاستثمار سيؤتي ثماره في المستقبل القريب ، مما يوفر المزيد من التوفير الكبير في تكاليف الطاقة.
