Solar air heater/ru

Солнечные воздухонагреватели – это системы, которые собирают солнечную энергию и передают тепло проходящему воздуху, которое затем накапливается или используется для обогрева помещений. Коллекторы часто имеют черный цвет для поглощения большего количества солнечной энергии, а проводящий материал, часто металл, действует как теплообменник. Существует множество различных конструкций, и системы могут включать вентиляторы для увеличения скорости потока воздуха. В качестве альтернативы, пассивный коллектор может быть построен таким образом, что при подъеме горячего воздуха он втягивает свежий воздух снизу. Вентиляторы часто могут повысить производительность системы, но требуют дополнительных деталей и увеличивают сложность. Солнечные воздухонагреватели могут дополнять традиционные системы отопления помещений, обеспечивая бесплатный и чистый источник тепла (после первоначальных затрат). Хотя облака влияют на выработку энергии системой, металл будет накапливать энергию в жаркий день и снизит воздействие кратковременной облачности. Для достижения наилучших результатов система должна быть незатененной и ориентированной по направлению солнца (на юг для Северного полушария, на север для Южного полушария). ^{[ 1 ]}

В Великобритании 40% всей потребляемой энергии уходит на отопление помещений. ^{[ 2 ]} Этот процент является самой большой составляющей потребления энергии и может быть уменьшен путем простого использования солнечных воздухонагревателей как средства, позволяющего солнцу пассивно обогревать помещения внутри помещений, не потребляя при этом ограниченные ресурсы Земли.

Финансовые и экологические преимущества внедрения солнечных воздухонагревателей можно оценить с помощью инструмента RETScreen , созданного правительством Канады и предоставленного в свободный доступ по всему миру.

материалы

Существует два распространённых метода создания солнечного воздухонагревателя. Первый — конструкция, напоминающая жестяную банку, а второй — направляет воздух по каналу, образующему «змею». В обоих методах используются схожие материалы и инструменты, за некоторыми исключениями.

Для обеих конструкций требуются следующие материалы: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

• Фанера
• Дерево - 2"x4"
• Стекло или оргстекло
• Герметик
• Изоляция
• Черная краска
• Алюминиевая L-образная накладка
• Винты
• Сверлить

Для создания конструкции «змея» основание из листового металла поможет увеличить тепловую массу и улучшить теплопередачу проходящему воздуху. Также может потребоваться наждачная бумага.

Альтернативный вариант изготовления конструкции из жестяных банок потребует большого количества жестяных банок и раствора или клея для их соединения.

воздухонагревателей

Дизайн банки для поп-музыки ^{[ 5 ]}

1. Определите размеры устройства и изготовьте коробку под необходимое количество рядов банок, а также проложите изоляцию вдоль стен.
2. Постройте коробку, которая будет служить основанием для воздухонагревателя. Её можно сделать из брусьев сечением 2" x 4", а в качестве дна можно использовать фанеру.
3. Просверлите отверстие в верхней части устройства, а в нижней — столько же, сколько рядов банок (размером 5 на 10 см), чтобы обеспечить приток и отток воздуха. Отверстия должны быть того же размера, что и горлышко банок.
4. Коробка должна быть герметично закрыта по всем краям, чтобы предотвратить утечку воздуха из системы.
5. Для уменьшения количества тепла, выходящего из блока, можно добавить изоляцию. Изоляция укладывается вдоль внутренних стенок, а по краям можно нанести второй слой герметика.
6. Вымойте алюминиевые банки, а затем просверлите отверстия в их дне или отрежьте верхнюю и нижнюю части.
7. Покрасьте ящик и банки в черный матовый цвет.
8. Соедините банки в ряд с помощью клея (обычно лучше всего подходят верхние части, соединенные с нижними).
9. Прикрепите ряды банок на соответствующие места в коробке и нанесите герметик вокруг отверстий для забора воздуха.
10. Поместите лист стекла или оргстекла на верхнюю часть устройства, чтобы завершить сборку корпуса и закрыть систему. Закрепите материал с помощью алюминиевой Г-образной планки.

Дизайн змеи ^{[ 6 ]}

1. Определите размеры помещения и соорудите коробку, в которую войдут утеплители вдоль стен.
2. Постройте короб, который послужит основанием для воздухонагревателя. Его можно сделать из брусьев сечением 2" x 4", а дно можно сделать из фанеры. В качестве альтернативы, использование листа металла в качестве дна значительно улучшит теплопередачу устройства.
3. Просверлите отверстия в верхней и нижней части устройства (в доске 2 на 4 дюйма или фанере), которые будут служить впускным и выпускным потоками для воздуха.
4. Коробка должна быть герметично закрыта по всем краям, чтобы предотвратить утечку воздуха из системы.
5. Для уменьшения количества тепла, выходящего из блока, можно добавить изоляцию. Изоляция укладывается вдоль внутренних стенок, а по краям можно нанести второй слой герметика.
6. Добавьте перегородки, разместив дополнительные элементы размером 2" x 4" перпендикулярно потоку воздуха, которые не охватывают всю ширину блока, а поочередно касаются "левой" и "правой" стенок.
7. Покрасьте коробку и перегородки в черный цвет матовой краской.
8. Расположите стекло или оргстекло так, чтобы закрыть устройство, и отрегулируйте высоту перегородок для плотного прилегания к стеклу. Это можно сделать с помощью наждачной бумаги или, при необходимости, с помощью герметика.
9. Поместите лист стекла или оргстекла на верхнюю часть устройства, чтобы завершить сборку корпуса и закрыть систему. Закрепите материал с помощью алюминиевой Г-образной планки.

Конструкция водосточной трубы ^{[ 7 ]}

1. Похож на дизайн банки из-под газировки.
2. Определите размеры блока и постройте коробку с учетом количества рядов водосточных труб, а также утеплите стены (добавление изоляции в деревянный короб добавляет совсем немного тепла и увеличивает стоимость).
3. Просверлите отверстия в верхней и нижней части устройства (в доске 2 на 4 дюйма или фанере), которые будут служить впускным и выпускным потоками для воздуха.
4. Коробка должна быть герметично закрыта по всем краям, чтобы предотвратить утечку воздуха из системы.
5. Для уменьшения количества тепла, выходящего из блока, можно добавить изоляцию. Изоляция укладывается вдоль внутренних стенок, а по краям можно нанести второй слой герметика.
6. Добавьте перегородки, разместив дополнительные элементы размером 2" x 4" перпендикулярно потоку воздуха, которые не охватывают всю ширину блока, а поочередно касаются "левой" и "правой" стенок.
7. Покрасьте коробку и перегородки в черный цвет матовой краской.
8. Расположите стекло или оргстекло так, чтобы закрыть устройство, и отрегулируйте высоту перегородок для плотного прилегания к стеклу. Это можно сделать с помощью наждачной бумаги или, при необходимости, с помощью герметика.
9. Поместите лист стекла или оргстекла на верхнюю часть устройства, чтобы завершить сборку корпуса и закрыть систему. Закрепите материал с помощью алюминиевой Г-образной планки.

Оптимальные местоположения и углы

• Метеонорм — наглядное представление о том, сколько энергии получает ваше географическое местоположение от солнца.
• Solar Path Finder — помогает определить, под каким углом следует расположить коллектор, в зависимости от вашего местоположения.
• Weatherbase — располагает обширной базой данных о температуре и погоде, которая может быть полезна для получения более подробной информации о ваших потребностях в отоплении и охлаждении.
• Отчет об эффективности . Исследование эффективности солнечных воздухонагревателей в условиях холодного климата.

Предполагаемая стоимость

Стоимость строительства солнечного воздухонагревателя значительно варьируется в зависимости от того, приобретаются ли материалы новыми или из переработанного материала. Кроме того, выбор между стеклом и оргстеклом существенно влияет на общую стоимость системы. Наконец, существуют и другие факторы, такие как использование вентилятора, солнечных панелей , резервного аккумулятора, проводов и листового металла, которые можно включить в проект и, безусловно, увеличить бюджет.

В целом, базовую систему можно собрать примерно за 95 долларов, но эту сумму можно легко сэкономить, проявив изобретательность при сборе компонентов. Например, посмотрите на этот солнечный нагреватель, собранный из переработанных материалов: Самодельный солнечный нагреватель на Love and Trash .

Проблемы дизайна

Естественная конвекция в солнечный день позволит обогревателю забирать прохладный воздух из комнаты, нагревать его и возвращать обратно в комнату в виде тёплого воздуха. Ночью и в тёмные пасмурные дни всё наоборот. Обогреватель будет затягивать воздух из комнаты в «обогреватель», охлаждать его, и он будет возвращаться обратно в комнату. Солнечный обогреватель должен иметь возможность полностью перекрывать воздушный поток. Чтобы этот обогреватель был действительно полезен для людей, которые не находятся дома в 100% случаев, обогреватель должен иметь возможность открывать герметичное вентиляционное отверстие, когда температура достигает более высокой, чем температура в комнате, без участия человека. То же самое следует делать и с обогревателями, оснащёнными вентилятором. Вентилятор должен автоматически включаться и выключаться. Пока эти проблемы не будут решены экономичным способом, солнечные обогреватели не найдут широкого применения.

Вышеуказанное утверждение неверно, поскольку если бы обратный поток воздуха создавался при более высокой температуре в помещении, чем внутри обогревателя, то тепло, извлекаемое из воздуха помещения при обратном потоке воздуха, сохранялось бы внутри обогревателя лишь в течение короткого времени, поскольку в конечном итоге оно было бы отдано в ту же среду, которая находится за пределами обогревателя. Такой средой, конечно же, является то помещение, в котором он расположен.

Чтобы рассмотреть возможность возникновения обратного потока воздуха, сначала учтите, что горячему воздуху необходимо будет подняться через более холодный воздух обогревателя, однако если воздух по пути наверх охладится и станет холоднее воздуха в помещении, то он не будет подниматься вверх.

Что касается нисходящего потока воздуха, то да, холодный воздух оседает, вытесняемый более тёплым. В обогревателе не будет холодного воздуха, поскольку мы предполагаем, что обогреватель находится полностью внутри помещения, и поэтому не может быть «потери» тепла обогревателем относительно помещения, поскольку, отдавая тепло, он будет отдавать его в помещение. Если бы обогреватель имел общую пластиковую поверхность с наружным окном, то ночью мог бы возникнуть поток воздуха, поскольку тепло внутри обогревателя отдаётся наружу через окно, выступающее в качестве теплообменника.

Альтернативные проекты

Чтобы повысить долговечность вашего устройства, на стекло можно нанестизащитное покрытие , что увеличит его предполагаемый срок службы под воздействием погодных условий.

Вы также можете попробовать усилить турбулентность воздушного потока, установив дефлекторы на банки для газировки. Это должно улучшить теплопередачу от металла к воздуху.

Вы также можете принять участие или принять участие в любом из следующих онлайн-форумов о солнечных воздухонагревателях:

• Форумы Ассоциации альтернативных технологий
• SolarPowerForum.net
• Инструкции
• Transition Victoria: региональная инициатива

Видео

Вот несколько обучающих видео, которые помогут вам собрать солнечный воздухонагреватель и, возможно, даже вдохновят на усовершенствование конструкции.

ссылки