Het verwarmen - Woon het Zonne Verwarmen Collectoren Samenvatting: Deze sectie beschrijft de verschillende soorten zonnediecollectoren voor woonplaatsen worden gebruikt. Het behandelt ook kort de zonne verwarmingssystemen waarvoor zij meest geschikt zijn. De zonne collectoren zijn het hart van de meeste zonne-energiesystemen. De collector absorbeert de lichte energie van de zon en verandert het in thermische energie. De zonne collectoren verwarmen een vloeistof, of lucht of vloeistof. Deze vloeistof wordt dan gebruikt aan hitte-direct of onrechtstreeks-het volgende:
* Water voor huishoudengebruik
* Binnenruimten
* Water voor zwembaden
* Water of lucht voor commercieel gebruik
* Lucht om dehydrerend (drogend) materiaal in een dehydrerend koelsysteem te regenereren.
Er zijn verscheidene soorten zonnediecollectoren voor woonplaatsen worden gebruikt. Dit zijn vlakke plaat, evacueren-buis, en concentrerende collectoren.
De Collectoren van de vlakke plaat: De collectoren van de vlakke plaat zijn de gemeenschappelijkste collector voor woon water-heating en space-heating installaties. Een typische vlakke plaatcollector is een geïsoleerde. metaaldoos met een glas of een plastiek dekking-geroepen verglazing-en een donker-gekleurde absorptievatplaat. De verglazing kan transparant of doorzichtig zijn. Doorzichtig (slechts overbrengend licht), is het laag-ijzerglas een gemeenschappelijk verglazingsmateriaal voor vlakke plaatcollectoren omdat het laag-ijzerglas een hoog percentage van de totale beschikbare zonne-energie overbrengt. De verglazing staat het licht toe om de absorptievatplaat te slaan maar vermindert de hoeveelheid hitte die kan ontsnappen. De kanten en de bodem van de collector zijn gewoonlijk geïsoleerds, verder minimaliserend hitteverlies.
De absorptievatplaat is gewoonlijk zwart omdat de donkere kleuren meer zonne-energie dan lichte kleuren absorberen. Het zonlicht gaat door de verglazing over en slaat de absorptievatplaat, welke hitte die omhoog, zonnestraling veranderen in thermische energie. De hitte wordt overgebracht naar de lucht of de vloeistof die door de collector overgaan. De platen van het absorptievat zijn algemeen behandeld met „selectieve deklagen,“ die het geabsorbeerde zonlicht beter behouden en zijn duurzamer dan gewone zwarte verf.
De platen van het absorptievat worden vaak gemaakt van metaal gewoonlijk koper of aluminium-omdat zij beide goede hitteleiders zijn. Het koper is duurder, maar is een betere leider en is minder naar voren gebogen aan corrosie dan aluminium.
De collectoren van de vlakke plaat vallen in twee basiscategorieën: vloeistof en lucht. En beide types kunnen of worden verglaasd of unglazed.
Vloeibare Collectoren: In een vloeibare collector, verwarmt de zonne-energie een vloeistof aangezien het door buizen in of naast de absorptievatplaat vloeit. Voor dit type van collector, zijn de stroombuizen in bijlage die aan de absorptievatplaat zodat wordt de hitte door de absorptievatplaat wordt geabsorbeerd gemakkelijk geleid aan de vloeistof.
De stroombuizen kunnen tegelijkertijd worden geleid, gebruikend inham en afzetkopballen, of in een kronkelig patroon. Een kronkelig patroon elimineert de mogelijkheid van kopballekken en verzekert eenvormige stroom. Een kronkelig patroon is niet aangewezen, echter, voor systemen die voor vorstbescherming moeten afvoeren omdat de gebogen stroompassages niet volledig zullen afvoeren.
De eenvoudigste vloeibare systemen gebruiken drinkbaar huishoudenwater, dat wordt verwarmd aangezien het direct door de collector overgaat en dan aan het huis dat voor het baden, wasserij, enz. moet worden gebruikt stroomt. Dit ontwerp is gekend als „open-loop“ (of „direct“) systeem. Op gebieden waar de bevriezende temperaturen gemeenschappelijk zijn, echter, moeten de vloeibare collectoren of het water afvoeren wanneer de temperatuurdalingen of gebruiken een antivriesmiddelentype van hitte-overdracht vloeistof.
In systemen met hitte-overdracht vloeistoffen, absorbeert de overdrachtvloeistof hitte van de collector en gaat dan door een warmtewisselaar over. De warmtewisselaar, die over het algemeen in de tank van de wateropslag binnen het huis is, brengt hitte naar het water over. Dergelijke ontwerpen worden genoemd „closed-loop“ (of „indirect“) systemen. Zie de Zonnesectie van de Verwarmers van het Water.
De verglaasde vloeibare collectoren worden gebruikt voor het verwarmen van huishoudenwater en soms voor het ruimte verwarmen. Unglazed vloeibare collectoren worden algemeen gebruikt aan hittewater voor zwembaden. Omdat deze collectoren te hoeven geen hoge temperaturen weerstaan, kunnen zij minder dure materialen zoals plastiek of rubber gebruiken. Zij vereisen niet ook vorst-ondoordringbaar maakt omdat de zwembaden over het algemeen slechts in warm weer worden gebruikt.
De Collectoren van de lucht: De collectoren van de lucht zijn eenvoudig, vlakke plaatcollectoren hoofdzakelijk voor het ruimte verwarmen worden. gebruikt die De absorptievatplaten in luchtcollectoren kunnen metaalbladen, lagen van het scherm, of niet-metalen materialen zijn. De luchtstromen voorbij het absorptievat door natuurlijke convectie of wanneer gedwongen door een ventilator. Omdat de luchtgedragingen veel minder gemakkelijk verwarmen dan vloeibaar, wordt minder hitte overgebracht tussen de lucht en het absorptievat dan in een vloeibare collector.
In sommige zonne lucht-verwarmende systemen, worden de vinnen of de plooiingen op het absorptievat gebruikt om luchtonstuimigheid te verhogen en hitteoverdracht te verbeteren. Het nadeel van deze strategie is dat het de hoeveelheid macht kan ook verhogen nodig voor ventilators en, dus, de kosten verhogen om het systeem in werking te stellen. In koudere klimaten, wordt de lucht geleid tussen de absorptievatplaat en de achterisolatie om hitteverlies door de verglazing te verminderen. Nochtans, als de lucht niet meer dan 30°F (17°C) boven de openluchttemperatuur zal verwarmd worden, kan de lucht aan beide kanten van de absorptievatplaat stromen zonder efficiency te offeren.
De systemen van de lucht hebben het voordeel om het bevriezen te elimineren en problemen te koken verbonden aan vloeibare systemen. Hoewel de lekken moeilijker zijn om in een luchtsysteem te ontdekken en te stoppen, zijn zij ook minder lastig dan lekken in een vloeibaar systeem. De systemen van de lucht kunnen minder-dure materialen, zoals plastic verglazing vaak gebruiken, omdat hun werkende temperaturen gewoonlijk lager zijn dan die van vloeibare collectoren.
De Collectoren van de evacueren-buis: De collectoren van de evacueren-buis verwarmen water in woontoepassingen die hogere temperaturen vereisen. In een evacueren-buiscollector, gaat het zonlicht door de buitenglasbuis binnen, slaat de absorptievatbuis, en verandert in hitte. De hitte wordt overgebracht naar de vloeistof die door de absorptievatbuis vloeien. De collector bestaat uit rijen van parallelle transparante die glasbuizen, elk waarvan een absorptievatbuis (in plaats van de absorptievatplaat in een vlakke plaatcollector) met een selectieve deklaag wordt behandeld bevat. De collectoren van de evacueren-buis zijn modulair-buizen kunnen worden toegevoegd of verwijderd als hot-water behoeften verander.
Wanneer de geëvacueerde buizen worden vervaardigd, wordt de lucht geëvacueerdr van de ruimte die tussen de twee buizen, een vacuüm vormen. De geleidende en convectiewarmteverliezen worden geëlimineerdn omdat er geen lucht is om hitte te leiden of convectieverliezen door te geven en te veroorzaken. Er kan nog wat stralingshitteverlies zijn (zal de thermische energie door ruimte van een verwarmingstoestel tot een koelere oppervlakte, zelfs over een vacuüm leiden). Nochtans, is dit verlies klein en van weinig die gevolg met de hoeveelheid hitte wordt vergeleken naar de vloeistof in de absorptievatbuis wordt overgebracht.
De collectoren van de evacueren-buis zijn beschikbaar in een aantal ontwerpen. Sommigen gebruiken een derde glasbuis binnen de absorptievatbuis of andere configuraties van hitte-overdracht vinnen en vloeibare buizen. Één in de handel verkrijgbare evacueren-buiscollector slaat 5 gallons (19 liter) water in elke buis op, eliminerend de behoefte aan een afzonderlijke zonneopslagtank. De reflectors achter de geëvacueerded buizen worden geplaatst kunnen helpen om extra zonlicht op de collector te concentreren die.
Deze collectoren zijn efficiënter dan vlakke plaatcollectoren om een paar redenen. Eerst, presteren zij goed in zowel directe als diffuse zonnestraling. Dit die kenmerk, met het feit wordt gecombineerd dat het vacuüm hitteverliezen in openlucht aan minimaliseert, maakt deze collectoren bijzonder op gebieden met de koude, bewolkte winters nuttig. Ten tweede, wegens de cirkelvorm van de geëvacueerdet buis, is het zonlicht loodrecht aan het absorptievat voor het grootste deel van de dag. Voor vergelijking, in een vlakke plaatcollector die in een vaste positie verkeert, is de zon slechts loodrecht aan de collector bij middag. Terwijl de evacueren-buiscollectoren zowel hogere temperaturen als hogere efficiency dan vlakke plaatcollectoren bereiken, zijn zij ook duurder.
Concentrerende Collectoren: De concentrerende collectoren gebruiken weerspiegelde oppervlakten om de energie van de zon op een absorptievat te concentreren genoemd een ontvanger. De concentrerende collectoren bereiken ook hoge temperaturen, maar in tegenstelling tot evacueren-buiscollectoren, kunnen zij doen dit slechts wanneer het directe zonlicht beschikbaar is. De weerspiegelde die oppervlakte concentreert zonlicht over een groot gebied op een kleiner absorptievatgebied wordt verzameld hoge temperaturen te bereiken. Sommige ontwerpen concentreren zonne-energie op een steunpunt, terwijl anderen de stralen van de zon volgens een dunne lijn opgeroepen de brandpuntslijn concentreren. De ontvanger wordt gevestigd op het steunpunt of volgens de brandpuntslijn. Een de hitte-overdracht vloeibare stromen door de ontvanger en absorbeert hitte.
Deze collectoren bereiken veel hogere temperaturen dan vlakke plaatcollectoren. Nochtans, kunnen de concentrators slechts directe zonnestraling, met het resultaat concentreren dat die hun prestaties op wazige of bewolkte dagen slecht zijn zijn. De concentrators zijn het meest praktisch op gebieden van hoge insolatie (blootstelling aan de stralen van de zon), zoals die dicht bij de evenaar en in de Verenigde Staten van het woestijnzuidwesten.
De concentrators voeren beste uit wanneer direct gericht op de zon. Om dit te doen, gebruiken deze systemen volgende mechanismen om de collectoren tijdens de dag te bewegen om hen op de zon geconcentreerd te houden. De drijvers van de enig-as bewegen zich east-to-west; de dubbel-as drijvers bewegen het oosten en het westen en het noorden en zuiden (om de zon door het jaar te volgen). Naast deze mechanische drijvers, zijn er passieve drijvers die Freon gebruiken om de beweging te leveren. Terwijl niet wijd gebruikt, verstrekken zij een laag-onderhoudsalternatief aan mechanische systemen.
De concentrators worden gebruikt meestal in commerciële toepassingen omdat zij duur zijn en omdat de drijvers frequent onderhoud nodig hebben. Sommige woon zonne-energiesystemen gebruiken parabolisch-trog concentrerende systemen. Deze installaties kunnen heet water, het ruimte verwarmen, en waterreiniging verstrekken. De meeste woonsystemen gebruiken enig-asdrijvers, die en eenvoudiger minder duur zijn dan dubbel-asdrijvers.
Technologische Verbeteringen: De efficiency van zonne verwarmingssystemen en collectoren heeft van de vroege jaren '70 verbeterd en de kosten zijn enigszins gedaald. De efficiency kan aan het gebruik van laag-ijzer, aangemaakt glas voor verglazing (het laag-ijzerglas staat de transmissie van meer zonne-energie toe dan conventioneel glas), betere isolatie, en de ontwikkeling van duurzame selectieve deklagen worden toegeschreven.
Ook, is een nieuwe zonnedieluchtcollector, vroeger hoofdzakelijk voor commerciële gebouwen wordt gebruikt, nu beschikbaar voor huizen. Oproepen een getranspireerde collector, elimineert het de kosten van de verglazing, de metaaldoos, en de isolatie. Deze collector wordt gemaakt van zwart, geperforeerd metaal. De zon verwarmt het metaal, en een ventilator trekt lucht door de gaten in het metaal, dat de lucht verwarmt. Voor wooninstallaties, zijn deze collectoren beschikbaar in 8 voet door 2.5 voet (2.4-meter door 0.8 meters) panelen geschikt om 40 kubieke voet per minuut (0.002 kubieke meters per seconde) buitenlucht te verwarmen. Voor een zonnige de winterdag, kan het paneel temperaturen tot 50°F (28°C) hoger veroorzaken dan de openluchtluchttemperatuur. De getranspireerde luchtcollectoren niet alleen verwarmen lucht, maar ook verbeteren binnenluchtkwaliteit door verse openluchtlucht direct voor te verwarmen.
Deze collectoren hebben zeer hoog efficiency-meer dan 70% in sommige commerciële toepassingen bereikt. Plus, omdat de collectoren geen verglazing of isolatie vereisen, zijn zij goedkoop te vervaardigen. Al deze factoren maken tot getranspireerde luchtcollectoren een zeer rendabele bron van zonnewarmte.
Er zijn andere prototype koelsystemen die vandaag werken. Wat gebruikshitte van zonnecollectoren voor absorptie het koelen. Anderen worden gebruikt om het dehydrerende materiaal in dehydrerende koelsystemen te vernieuwen. De deshydratiemiddelen, zoals kiezelzuurgel, trekken natuurlijk vochtigheid aan. Zij worden gebruikt om vochtigheid en de resulterende koelladingen in hete, vochtige klimaten te verminderen.
De Classificaties van de Prestaties van de collector: Wanneer u voor zonnecollectoren winkelt, kunt u hun prestaties vergelijken. Zoek een Zonne CertificatieBedrijf van de Classificatie & (SRCC) of de sticker van het Centrum van de Zonne-energie (FSEC) van Florida op het materiaal u nadenkt om hun vergelijkende prestatiesclassificaties te controleren. Voor meer informatie over de prestatiesnormen van SRCC of van FSEC, contacteer hen.
Een rooskleurige Toekomst: De zonne collectoren kunnen voor bijna om het even welk proces worden gebruikt dat hitte vereist. Aangezien de milieuwetten strikter worden en de prijs van conventionele machtsverhogingen, is het waarschijnlijk dat de zonnecollectoren in vele toepassingen zullen worden geïntegreerdn.
ZonneCollectoren laag-technologie: Goedkoop verscheidene, zonnecollectoren „laag-technologie“ met specifieke functies zijn ook beschikbaar commercieel. De verwarmers van de partij zijn eenvoudige, efficiënte zonnewaterverwarmers; de zonne dooskooktoestellen worden gebruikt voor het koken en voor het zuiveren van water; en de zonnedistilleertoestellen produceren goedkoop gedistilleerd water uit vrijwel om het even welke waterbron.
De verwarmers van de partij, ook als „breadbox“ of geïntegreerdel collectorsystemen worden bekend, gebruiken één of meerdere zwarte die tanks met water worden en in een geïsoleerdei, verglaasde doos worden geplaatst gevuld die die. Sommige dozen omvatten reflectors om de zonnestraling te verhogen. De zonne-energie gaat door de verglazing over en verwarmt het water in de tanks. Deze apparaten zijn goedkope zonnewaterverwarmers maar moeten uit het bevriezen zijn gelopen of worden beschermd wanneer temperaturendaling onder nul.
Een partijverwarmer is een eenvoudige zonnewaterverwarmer die één of meerdere zwarte die tanks gebruikt met water worden en in een geïsoleerder, verglaasde doos worden geplaatst gevuld die.
De zonne dooskooktoestellen zijn goedkoop te kopen en gemakkelijk te bouwen en te gebruiken. Zij bestaan uit een ruime, geïsoleerde die doos met weerspiegelend die materiaal wordt gevoerd, met verglazing wordt, en met een externe reflector wordt gepast behandeld die. De zwarte kokende potten dienen als absorptievaten, die omhoog sneller dan glanzend aluminium of roestvrij staal cookware verwarmen. De kooktoestellen van de doos kunnen ook worden gebruikt om bacteriën in water te doden als de temperatuur het kookpunt kan bereiken.
De zonne distilleertoestellen verstrekken goedkoop gedistilleerd water van zelfs zout of slecht vervuild water. Zij werken aan het principe dat het water in een open container zal verdampen. Zonne gebruikt nog zonne-energie om het verdampingsproces te versnellen. De distilleertoestellen bestaan uit een geïsoleerdeh, donker-gekleurde die container met verglazing wordt behandeld die overgeheld is zodat het condenserende zoet water kunnen in een inzamelingstrog druppelen. Kleine zonne, die over de grootte van uw keukenfornuis is, kan nog twee gallons gedistilleerd water op een zonnige dag veroorzaken. |
