Корзина
8 отзывов
+380984697824
+380984697824
+380984697824
+380509735729

Гелиоколлектор своими руками. Архив журнала Моделист-Конструктор (1988 г)

 Гелиоколлектор своими руками. Архив журнала Моделист-Конструктор (1988 г)
Идеальный коллектор должен преобразовывать все падающее на него солнечное излучение.Предлагаем вниманию читателей описания двух конструкций, схемы которых могут быть взяты за основу собственных проектов солнечных обогревателей.

02.12.16

 

Многие еще помнят те "чудесные" времена, когда самые элементарные вещи вместо того, чтобы купить в магазине,  приходилось "доставать". А, если речь шла о чем-то , связанном с научными разработками, то ни купить, ни достать не было абсолютно никакой возможности. Можно было только сделать своими руками. Поэтому, огромной популярностью пользовались журналы "Моделист-конструктор" , "Юный техник"  и им  подобные, которые рассказывали  избранному кругу читателей ( избранному-ведь подписаться на журналы было невероятно сложно) о новейших достижениях научной мысли и, что самое главное, как эти достижения внедрить в жизнь. А способ внедрения был только один- сделать самому. Поражает в этих публикациях то,  насколько сложные конструкции рассматривались для изготовления. Но, опять же ,вспомнив, какой процент населения имело дипломы иженеров (вместо теперешних маркетологов и юристов) и то, что учиться за деньги было как-то не принято, т.е. существовала реальная прослойка людей, для которых описания "кронштейнов, параллельного соединения  , многозвенных гелиовоздухонагревателей и тому подобного" были также понятными, как теперешние гонки за покемонами для блондинок. И, исходя из текста статьи, коллекторы, которые предлагаются собирать самостоятельно, по своим техническим характеристикам были намного лучше тех, которые использовались в тогдашней промышленности. А использовать данные приборы предлагалось " для индивидуальных хозяйств сельских жителей, в огородных и садовых товариществах, летних загородных домиках" - более серьезные задачи на них никто не возлагал, ведь все было централизовано, в том числе и отопление домов. Поэтому , решили и мы опубликовать вырезку из статьи 1988 года об изготовлении гелиоколлектора, возможно, эта публикация будет для кого-нибудь интересной. Ведь тема покупки (а возможно и самостоятельной сборки) гелиоколлекторов необычайно интересна сейчас, когда зарплаты в гривнах, а коммуналка уже практически в евро.

" Предлагаем вниманию читателей описания двух конструкций, схемы которых могут быть взяты за основу собственных проектов солнечных обогревателей. Первая разработана в научно-производственной объединении Армсельхозмеханизация, вторая, как мы уже упоминали, — установка греческой компании «Фирогенис».

Основой гелиовоздухонагревателя служит коллектор солнечной энергии — трубчатая конструкция, в которой энергия солнечной радиации преобразуется в тепловую энергию циркулирующего внутри труб воздушного потока.

В уже существующих и используемых отечественных и зарубежных гелиоустановках действуют солнечные коллекторы в различных конструктивных исполнениях. Они отличаются между собой типом обогревателей, их количеством в установке и материалом покрытий.

Обогреватели, то есть носители тепла, могут быть твердыми, жидкими и комбинированными. Из первых наиболее известны конструкции, состоящие из пластинчатых, трубчатых, змеевиковых, цилиндрических или ячеистых элементов.

В качестве жидкого обогревателя в промышленных установках используют разбавленный раствор соли, отработанное масло, имеющее черный цвет, или другую черную жидкость.

Кроме того, есть обогреватели из ртути, абсорбирующего материала, волокнистого материала и газообразного потока, в котором взвешены твердые черные частицы.

К особому классу относятся солнечные коллекторы, в которых обогревателями являются тепловые трубы. Последние представляют собой замкнутое испарительно-конденсационное устройство, где перемещение жидкости или пара происходит без участия специальных устройств. Для изоляции от воздействия атмосферных осадков или холодного воздуха такие установки имеют прозрачные покрытия — одинарные, двойные или тройные.

В качестве защитного покрытия применяются различные прозрачные пленки, термические и обыкновенные стекла, параллельно проплавленные вакуумированные стеклянные трубки, увеличительные стекла, призмы — любые прозрачные материалы любых форм.

Существующие воздухоподогреватели, использующие солнечную энергию, эксплуатируются, как правило, для обогрева помещений, подогрева воздуха в теплицах, получения горячего воздуха в сушильных аппаратах.

Основой гелиовоздухонагревателя служит коллектор солнечной энергии, который может иметь самое различное конструктивное исполнение. Главной характеристикой при сопоставлении различных коллекторов является их тепловая эффективность. А она изменяется в зависимости от многих факторов: рабочей температуры, скорости протекания теплоносителя, интенсивности солнечной радиации, скорости ветра, наклона коллектора, наконец, температуры окружающего воздуха.

Сравнительный анализ используемых в СССР и за рубежом коллекторов показал, что они имеют ряд недостатков конструктивного характера: металлоемки, занимают большие площади и, что самое главное, имеют низкий коэффициент полезного действия.

Идеальный коллектор должен преобразовывать все падающее на него солнечное излучение. Это может быть достигнуто, например, за счет уменьшения конвективных потерь и потерь за счет теплопроводности. Важнейшую роль играют и свойства поглощающей поверхности: у нее коэффициент поглощения в солнечном спектре должен приближаться к единице. Немалое значение имеет и прозрачность защитного покрытия, так как лучи должны достигать поглощающей поверхности с минимальными потерями.

Эти требования необходимо учитывать и при самодеятельном конструировании солнечных коллекторов на базе тепловых труб. Примером такого доступного решения установки может послужить гелионагреватель (рис. 1), разработанный в НПО Армсельхозмеханизация совместно с Армянским отделением ВНИИТ. Одно из его достоинств в том, что он состоит из блоков-модулей, позволяющих получать установки как небольшого размера, так и повышенной производительности за счет параллельного соединения нескольких таких блоков в многозвенный гелиовоздухонагреватель.

В модуль коллектора (рис. 2) входят следующие основные части и узлы: алюминиевый прямоугольный корпус площадью 2 м2 (а нем размещены восемь тепловых труб), светопрозрачное защитное ограждение из стекла, теплообменник и теплоизоляция.

Тепловые трубы в зоне нагревания солнечными лучами снабжены плоскими ребрами, а в зоне конденсации или теплоотдачи — кольцевыми. В качестве теплоносителя используется фреон, однако схема пригодна и для варианта с заполнением водой. Теплопоглотительная поверхность коллектора (зона нагревания) покрыта черной матовой краской.

Принцип работы гелиовоздухонагревательного коллектора следующий: солнечная радиация, проходя через светопрозрачное ограждение, воспринимается теплопоглотительной поверхностью черных труб с ребрами и вызывает внутри их нагрев и испарение теплоносителя (фреона), который, поднимаясь наверх, в зону теплоотдачи, охлаждается внутри теплообменника, одновременно отдавая тепло продуваемому здесь потоку воздуха. Образующаяся при конденсации (или охладившаяся) жидкость под действием гравитации возвращается в зону нагревания, и процесс теплопередачи повторяется.

Температуру выходящего потока нагретого воздуха можно изменять, регулируя расход его через теплообменник: медленное продувание дает более теплый поток, быстрое — меньше нагретый.

В состав многозвенной гелиовоздухонагревательной установки входят коллекторные преобразователи, соединительные воздуховоды, электровентилятор, пульт управления с датчиками температуры и расхода воздуха, а также подставки, обеспечивающие их установку под оптимальным углом для условий данной местности.

С. ОВСЕПЯН, старший научный сотрудник лаборатории механизации НПО Армсельхозмеханизация


Модуль коллектора: 1 — днище корпуса, 2 — слой изоляции (пенопласт), 3 — тепловая трубка, 4 — плоское ребро, 5 — защитное стекло, 6 — кронштейн-основание, 7 — входной патрубок воздуховода, 8 — теплообменник. 9 — кольцевые ребра, 10 — выходной патрубок воздуховода.

ВОДОГРЕЙ «ФИРОГЕНИС»

Водоподогреватель «Фирогенис» состоит из двух основных блоков — солнечной панели, или коллектора, и большого бака над ней — бойлера с теплообменником.

Панель — основной поглотитель тепла солнечных лучей. Это короб из нержавеющей стали, в котором на слое теплоизолятора из стекловаты уложены медные трубки с гигроскопичными прокладками, препятствующими конденсации на них влаги. Сами трубки припаяны к накладываемой сверху тонкой медной пластине, покрытой специальной солнцепоглощающей краской черного цвета, обеспечивающей максимальное аккумулирование тепла солнечных лучей. Наконец, самый верхний слой — светопрозрачный пластик, пропускающий лучи и предохраняющий аккумулятор от воздействия атмосферных осадков. Сверху пластик окантован алюминиевым уголком, крепление которого позволяет в случае необходимости беспрепятственно снять прозрачный экран.

Прогревшаяся в панели-коллекторе вода поднимается в бак бойлера, в находящийся внутри его трубчатый теплообменник замкнутой схемы. Последний также изготовлен из меди и гарантирует высокий коэффициент теплопередачи.

Для возможной замены обменника в баке имеется задраенный на болтах люк.

Сам бойлер сделан из стали толщиной 3 мм. Для защиты от коррозии он покрыт изнутри четырьмя слоями эпоксидно-феноловых смол, не боящихся перепадов температуры и не влияющих на гигиенические и даже питьевые свойства воды в баке. То же можно сказать и о слое теплоизоляции бойлера, выполненном из полиуретана толщиной 50 мм. Снизу бака расположен предохранительный клапан мембранного типа.

Из дополнительного оборудования бойлера следует упомянуть еще стеклянную колбу-указатель уровня-воды в баке, а также трубчатый электронагреватель мощностью 4 кВт, используемый лишь в крайних случаях, при длительной непогоде.

Водогрей «Фирогенис» применяется как для получения подогретой воды (например, для поения скота в холодное время), так и для подключения в систему водяного отопления небольшого помещения.

 

Гелиоподогреватель воды: 1 — медная пластина, 2 — гигроскопичная прокладка, 3 — медная трубка, 4 — слой стекловаты, 5 — днище стального короба, 6 — окантовочный уголок, 7 — прозрачный пластик (стекло), 8 — трубки, соединяющие панель с бойлером, 9 — предохранитель бойлера, 10 — кронштейн установки. 11 — трубки теплообменника, 12 — вода. 13 — защитный слой, 14 — ТЭН, 15 — уровнемер, 16 — люк. 



Источник: "Моделист-Конструктор" 1988, №3  "

Антонина Андриенко.

Источник: Источник: "Моделист-Конструктор" 1988, №3

Предыдущие статьи