1598005534-31c332f555b61fac29b21288ea9f69ab (811232), страница 12
Текст из файла (страница 12)
2.19. КОНСТРУК11ИЯ ВОЗДУШНО ГО КОЛЛЕКТОРА (ФИРМА "СОЛА ЛОН") 1 — покрытие из армированного стекла 2 — тепловоспринимающая пластина с се лективной пленкой; 3 — выход нагретог воздухат 4 — теплоизоляционный мат ериал," 5 — циркуляция воздуха; б — вхо ,холодного воздуха Рис. 2.20.
конструкция устРОЙстВА, пРелОтВРАшАюшеГО ОБРАТНУЮ НИРКУЛЯНИЮ ВОЗЛУХА 1 — металлическая сетка; 2 — алюминиевая клейкая лента) 3 — слой клейкого вещества; 4 — фторзтиленпропиленовая пленка Воздушный коллектор типа в 1рис. 2.17) получил наиболее широкое распространение. Струя воздуха проходит по тыльной стороне тепловоспринимающей пластины; иногда с одной стороны делают гофрированную пластину, за счет чего улучшается теплообмен и повышается КПД коллектора. В Японии в лаборатории Тосиба и Танака (автора книги) ведутся научно-исследовательские разработки по созданию воздушного коллектора, составляющего единый формообразующий элемент с крышей здания (рис.
2.18). На рис. 2.19 представлен широко применяемый в США воздушный коллектор, изготовляемый фирмой ЯСолалонн (главное отделение фирмы — штат Колорадо). Соединение панели и трубопроводов в коллекторе выполнено чрезвычайно просто. Простейший способ изготовления устройства, предотвращающего обратную циркуляцию воздуха. При проектировании системы отопления с использованием воздушных коллекторов наибольшее осложнение вызывает отсутствие дешевого устройства для переключения направления циркуляции воздуха и для предотвращения обратной циркуляции. Для предотвращения обратной циркуляции холодного возду- .
ха в ночное время, а также для переключения коллекторных труб и трубопровода вспомогательного знергоисточника можно вручную смастерить соответствующее приспособление типа заслонки. На рис. 2.20 показано одно из таких приспособлений, представленное в американском журнале "Солар Эйдж", котоРый освещает проблемы использования солнечной энергий. Для изготовления такого приспособления прежде всего надо подготовить металлическую ячеистую сетку, соответствующую диаметру трубы, алюминиевую клейкую ленту и фторэтиленпропиленовую пленку.
Такие изделия продаются как вспомогательное оборудование для высококачественных коллекторов. Затем ~округ металлической сетки, соответствующей размеру трубы, "вклеить алюминиевую липкую ленту, а вверху к ней тщательно прикрепить верхний конец фторполимерной пленки и закрепить ее той же лентой. По сравнению с другими видами пленок фторполи на имерная довольно дорогая, но отличается термостойкостью з пло дежностью и прочностью. К тому же у нее самая высокая тность и она больше всего подходит для изготовления подобных приспособлений.
2.5. ПРИМЕНЕНИЕ ФОКУСИРУЮЩИХ КОДЛЕКТОРОВ Самый простой способ преобразования солнечной энергии в тепловую состоит в использовании линзы, подобной той, кото. рой каждый из нас пользовался в детстве. Если кусок газетной бумаги помещался в фокусе линзы, то через некоторое время он обязательно загорался. Принцип действия коллекторов с концентраторами солнечной энергии примерно такой же: тепловос. принимающая панель монтируется в фокусе линзы большого размера или зеркального отражателя, а вся установка регулируется так, что на тепловоспринимающую поверхность постоян. но поступает солнечное излучение.
Чтобы точно сконцентриро. вать прямой поток параллельных лучей, отражающая поверх. ность в сечении должна иметь форму правильной параболы. В качестве концентраторов, следяюгцих за перемещением Солнца по небосводу, в основном используются параболоцилиндричес. кие, имеющие форму водосточной трубы, разрезанной пополам, или параболоидные, похожие на круглую чашу. В фокусе парабо. лоида достигается значительная степень концентрации излуче. ния; в солнечных печах получают температуру свыше 2000оС, а на тепловых электростанциях — более ЗООоС.
В случае параболо. цилиндра степень концентрации солнечных лучей относительно небольшая, поэтому получаемая температура составляет 100- 200оС (см. рис. 2.21). Если использовать в качестве концентраторов солнечного излучения большие линзы, выполненные из толстого ело стекла, то они будут тяжелыми и очень дорогими, поэтом обычно для этой цели применяют линзы френеля, у которы профиль канавок, как у пластинок, получают теснением (ри 2.22).
Возникает вопрос — почему же такие высокоэффективны фокусирующие коллекторы не применяют в солнечных домах Дело в том, что существенным недостатком таких коллекторо является необходимость использования следящего устройства которое следовало бы за движением Солнца и ориентировал РИС. 2.21. ФОКУСИРУЮЩИЕ СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ 52 РИС.
2.22. КОЛЛЕКТОР С СОЛНЕЧНЫМ КОН((ЕНТРАТОРОМ В ВИДЕ ЛИНЗЫ ФРЕНЕЛЯ а — обгиий вид( б — линза Френеля в увеличении; 1 — линза Фре- неля; 2 — солнечное излучение (прямой поток); 3 — собственно линза Френеля (скрип овал смола); 4 — фокус (гепловосприн имею. щая лавель) коллектор таким образом, чтобы сконцентрированное солнечное излучение постоянно поступало на солнечную панель. К тому же фокусирующие коллекторы гораздо дороже плоских.
Кроме того, для систем теплохладоснабжения, а также горячего водоснабжения жилых домов не нужна такая высокая температура, следовательно, эти преимущества в данном случае не реализуются. Далее, коллекторы с концентраторами собирают только прямое солнечное излучение, поскольку концентрировать таким образом удается только параллельные лучи; рассеянное излучение эти коллекторы не фокусируют. В такой стране, как Япония, климат которой отличается влажностью, рассеянное излучение составляет 30-50%, поэтому в установках с концентраторами эта доля излучения не используется. Однако у фокусирующих коллекторов есть и положительные стороны, поэтому некоторые ученые думают о способах их использования без систем слежения за Солнцем.
Первый способ состоит в установке оси параболо-цилиндрического зеркала по оси *'восток-запад". Если зафиксировать Угол наклона в соответствии с движением Солнца по сезонам, то отпадет необходимость почасового слежения за Солнцем и нужно будет ручным способом менять лишь угол наклона в соответствии с временем года. Второй способ предполагает сделать внутреннюю часть зер. кального отражения более глубокой, чем у параболоида, и Увеличить площадь тепловоспринимающей поверхности для того , чтобы солнечные лучи, отклонившиеся от главной оси, все Равно попадали на эту поверхность. Та кой способ обычно применяют в коллекторах с составными "араболическими концентраторами (СРС)(. В США он уже час— (Сою)ооввб Рагаьо!!с Сопсеп1га1ог) — составные параболические кон1СРС— центраторы.
В СЙА зеркальные системы типа фоклинов и фоканов с пар болио разующими обаелинены в класс СРС; они являются частью более а олигаирокого класса зеркальных и линзовых концентраторов, не создающих изобра~еиия. (Примеч. пер.) 53 тично используется даже в системах теплохладоснабжения, Чтобы снизить стоимость вакуумированных трубчатых коллек. торов, в них нередко применяют зеркальные отражатели. Уже давно высказываются различные мысли о возможности максимального концентрирования солнечного излучения без помощи параболоида. Однако эта проблема не решена. Только при использовании параболоида можно добиться, чтобы из фо. куса излучение обратно шло параллельными лучами и наобо.
рот — параллельные лучи собирает в фокусную линию только па. раболоид. 2ГК СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ В КОНСТРУКЦИИ КРЫШИ ЛОМА У большинства солнечных домов, построенных до настоящего времени, плоские коллекторы установлены на крышах. С внешней стороны они полностью сливаются с конструкцией крыши и выглядят так, будто сооружены вместо крыши.
В действитель. ности для настоящих солнечных домов коллекторы изготовляют на заводах как самостоятельные элементы солнечных устан о. вок. Солнечные коллекторы должны обладать достаточной терм о. стойкостью, чтобы ими можно было пользоваться вне помеше. ния. Такие коллеторы монтируют на опорных подставках после завершения сооружения крыши. Следовательно, крыша здания и солнечный коллектор не являются единым целым, и с точки зрения строительной технологии коллекторы не могут заменить крыши.
Необходимо, однако, думать о возможности соединения коллекторов и крыши в единую строительную конструкцию. Для этого следует решить проблему зашиты пространства между под. ставками и коллекторами облицовочным материалом. В смете затрат на приобретение коллектора и на строительство крыши появятся дополнительные статьи, что увеличит общую стои. мость дома.
Авторы продумали возможность соединения крыши здания и плоского солнечного коллектора в единый функциональный элемент. Если в технологии строительства совместить функции крыши и коллектора, то за счет этого можно сократить расход на строительство дома. Кроме того, удастся уменьшить весов ую нагрузку на здание и создать гармоничную конструкцию, в кот о.
рой будут совмегдены само здание и коллектор, Такие солнечные коллекторы, разработанные как единое ц е. лое с конструкцией здания, уже изготовляют на заводах из мат е. риалов, установленных стандартами; их сборка осуществляется на местах. Эксплуатация таких коллекторов тоже не вызывает трудностей. Материалы, из которых изготовляют коллекторы, должны отвечать требованиям строительной технологии и отли. чаться надежностью. Наличие солнечного коллектора на крыше не должно нарушать архитектурный стиль здания, а установку коллектора необходимо сделать надежной. Конструкция крыши дома должна предотвращать попадание воды в дом в случае по. ломки коллектора, а также возможность замены и ремонта кол.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
