למקסם את השימוש במקורות אנרגיה אלטרנטיביים בחיי היומיום היא משימת מפתח שעליהם עובדים המוחות ההנדסיים כל הזמן. ובעניין זה הם השיגו תוצאות משמעותיות, תוך שהם מציגים באופן קבוע את כל המכשירים החדשים המאפשרים לארגן קיום נוח, בכפוף להפחתה משמעותית בצריכת החשמל המסורתית. אחד ההתפתחויות המעניינות כל כך הוא אספן השמש הוואקום. היכרות עם המכשיר ועקרון הפעולה של הציוד יסייעו להכיר טוב יותר את יתרונותיו ולקבוע את המטרה בחיי היומיום..
מינוי ועיצוב מכשירים ↑
העיצוב של קולטי שמש שונה מאוד. זה יכול להיות תנורי חימום שטוחים או ואקום, כמו גם ציוד בו האוויר משמש כמוביל החום במקום מים. אנו נתעכב על שינוי הוואקום בפירוט, מכיוון שמדובר בסוג קולטי שמש בעל יעילות גבוהה ועוד שלל יתרונות שאין עליהם עוררין..
מטרתו של אספן הוואקום, שעבודתו מבוססת על הסבת קרינת שמש לאנרגיה תרמית, היא בעלת מגוון משתנים רחב. הביקוש הגדול ביותר נצפה כאשר יש צורך לחמם מים בנפחים משמעותיים. שלב למטה הוא המטרה של ארגון חימום חלל על ידי התקנת ציוד סולארי בצורה של אספן ואקום. הוא יכול לחמם את המים בבריכה או לספק רצפה חמה בעונה הקרה. היבט חשוב בתפעולו של קולט השמש הוא ידידותיותו ובטיחותו הסביבתית..
ההבדל העיקרי בין דודי ואקום לעיצובים אחרים של קולטי שמש הוא נוכחות צינורות זכוכית קבועים בלוח הבסיס. כחומר משמש זכוכית בורוסיליקט, המאופיינת בחוזק מוגבר ובשמירה על תכונות אופטיות לאורך תקופה ארוכה. לציפוי משתמשים בחומר מיוחד המספק את המשיכה של אור השמש. מוצר קטן יותר נמצא בתוך הצינור הגדול יותר, החלל ביניהם מלא בוואקום.
בתחתית הצינור יש נוזל מיוחד, אשר בהשפעת אנרגיה סולארית מומר לאדים ועולה מעלה, ובכך מבטיח חימום אחיד של מים בתוך סעפת הוואקום. התקן הציוד מוצג בתרשים למטה:
עקרון עבודה ↑
הנוכחות בעיצוב תא האקום מבטיחה את פעולתו של קולט השמש על פי העיקרון של תרמוס. אלמנטים בסיסיים של ציוד כוללים בעיקר את החלקים הבאים:
- אספן;
- מצבר חום; מיכל מים פועל לעתים קרובות בתפקידו;
- מעגל מחליף חום;
- חיישני טמפרטורה;
- מקלט.
ננתח את הפונקציות של כל חלק בפירוט. השפופרת עשויה נחושת מבודדת בשיטת פוליאוריטן. הגנה נוספת ניתנת על ידי ציפוי אלומיניום אנודס. דרכו מסופקת אנרגיית חום. אם מתגלה תקלה במקלט, הליך ההחלפה פועל בצורה חלקה, הוא אינו דורש ניקוז הנוזל ממחלף החום.
בסוף צינורות הוואקום של קולט השמש ובגב מכשיר החימום, מותקנים חיישני טמפרטורה. בהתבסס על המדדים שלהם, משאבת הסירקולציה מופעלת.
עיקרון הפעולה של דוד השמש הוא כדלקמן:
- נוזל שאינו מקפיא משמש נוזל קירור, אשר עובר דרך האזור העליון של הציוד, סופג אנרגיה תרמית הנוצרת על ידי עצות מיוחדות העשויות מסגסוגות נחושת.
- כתוצאה מיישום מנגנון הסליל בכונן של אספן השמש הוואקום, מחממים את הנוזל.
- העברת החום במחזור סגור מתבצעת עד שמידת הנוזל עצמה גבוהה מהטמפרטורה של המים במיכל האחסון.
גורמים הקובעים את תקופת הפעולה של מערכת כזו הם מדדי הטמפרטורה של האטמוספרה ומשך שעות אור היום..
מאגרי ואקום המשתמשים באנרגית אור השמש מגיעים באספקת חום ישירה ועקיפה. האפשרות הראשונה של קולטי ואקום מאופיינת בשימוש במים כנוזל קירור, ולכן מכונה ציוד עונתי המופעל על ידי אנרגיה סולארית. במקרה השני, הפעלת המכשיר כל השנה.
מאפייני התקנה ↑
עמידה בהמלצות להתקנת אספן ואקום היא המפתח לפעולה היעילה ביותר של דוד השמש. המיקום הנכון מספק חימום של נוזלים בעונה הקרה ב- 50-60%, לתקופת הקיץ נתון זה הוא 100%.
למטרות אלה צינורות פלדה מגולוונת או פולימר אינם מתאימים. נירוסטה או נחושת הם החומר האופטימלי. אז למה כדאי לשים לב:
- כאשר הוא מורכב על גג מבנים, זווית הנטייה של סעפת הוואקום לאופק שווה לרוחב הגיאוגרפי של האזור.
- יש לבצע מיקום בשטחים הפתוחים של דוד שמש ליד מבנים הצורכים חום.
- יש לשלול גורמי הצללה.
- קולטי שמש משיגים יעילות מירבית כאשר זווית השכיחות של קרני השמש היא 90על אודות.
עם זאת, קשה להגיע למצב זה בגלל התנועה המתמדת של דוד ואקום ביחס לאור השמש. הפיתרון האידיאלי לבעיה זו הוא להתקין אספן נייד השומר על זווית הנטייה הנדרשת בזכות פונקציית הסיבוב מאחורי השמש. אבל עלות ציוד כזה גבוהה לאין שיעור, ולכן משתלם הרבה יותר להפעיל קולטי ואקום פשוטים יותר מבחינה טכנית.
בבחירת זווית הטיה, הם מונחים על ידי המטרה העיקרית של דוד השמש, ואילו הכיוון לכיוון דרום נבחר. החריגה המרבית לא צריכה לעלות על 30על אודות. באזורים הצפוניים התקנת סעפת ואקום מתבצעת כמעט אנכית. מכשירים כאלה יעילים בעונת החורף, מכיוון שהם משתמשים באור המוחזר מכיסוי השלג. לפעמים קולטי שמש קבועים על קירות בתים, ומקבלים את היתרונות הבאים:
- קלות תחזוקה;
- פחות הצטברות אבק, הקלה מתאימה בהתאם;
- הסיכון לנזק במהלך ברד ממוזער;
- הידוק נמוך של סעפת הוואקום ביחס למיכל עם הנוזל המחומם מעלה את מהירות ההסעה, הצורך במערכת פעילה נעלם.
- קולט שמש סולרי קיר רכוב ואקום מפחית את איבוד החום בחדר, ומפחית את הצורך באנרגיה נוספת לחימום.
יתרונות קולטי ואקום ↑
הפעלה ללא הפרעה של ציוד ואקום סולארי מובטחת על ידי התקנים מבודדים. זה מאפשר לכל המערכת לתפקד בטמפרטורות של עד -40על אודותג. במקרה זה, המכשיר עם מיכל האחסון ממוקם בנפרד, ומתחבר לחלק העיקרי של סעפת הוואקום באמצעות מוצרי מתכת מגולגלים..
הפעולה האוטומטית של המכשירים העקיפים של סעפת הוואקום מסופקת על ידי הבקרים, המשאבה מספקת זרימת נוזלים ללא הפרעה במערכת. בין היתרונות של קולטי שמש מסוג ואקום הם הפריטים הבאים:
- יעילות גבוהה במזג אוויר מעונן או בטמפרטורות תת-קרקעיות;
- התקנת תכנון ציוד ואקום אינה מצריכה מיומנויות מיוחדות;
- התנגדות דוד השמש להשפעות סביבתיות שליליות;
- תקופת פעולה ארוכה.
הנטל היחיד עשוי להיות העלות הגבוהה של דוד שמש, אך בגלל חיי השירות הארוכים ההשקעה תשתלם בעתיד הקרוב, ותספק חיסכון משמעותי נוסף בעלויות האנרגיה..
