太陽エネルギーを使用するためのオプション。スキーム、説明

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太陽エネルギーを使用するためのオプション。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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太陽は無料で無尽蔵で、採掘や輸送を必要としない環境に優しいエネルギー源です。エネルギーコストの削減という課題は年々緊急性を増しています。暖房や給湯に必要です。先進国は長い間、伝統的なエネルギー資源を太陽エネルギーに置き換える道を歩んできました。

太陽熱と温水の原理は古代から使用されてきました。黒い表面は白い表面よりも太陽の下でより速く、より強く加熱されることは誰もが知っています。この特性は太陽熱収集器で使用され、水を加熱するためにこの熱を収集します。熱と温水の必要量に応じて、建物の屋根および（または）南壁に、水を貯蔵タンクに供給する細い管で構成されるコレクターが設置されます。太陽がチューブを加熱し、水を加熱し、水がタンクに蓄積され、暖房または給湯に使用されます。独創的なものはすべてシンプルです！

ソーラーコレクター

太陽熱を収集、貯蔵、伝達する設備はソーラーコレクターと呼ばれます。太陽熱集熱器を使用すると温水を得ることができ、太陽活動が活発な地域では、複合ボイラーハウスを建設するときに太陽熱集熱器からの熱を暖房システムに使用できます。これにより、家庭の光熱費や給湯費が削減されます。太陽熱集熱器には、主に平板型太陽熱集熱器と真空型太陽熱集熱器の XNUMX 種類があります。

フラットソーラーコレクタ は、高選択性コーティングを施した吸収プレートを含む断熱ガラスパネルです。太陽エネルギーを収集し、液体で満たされた循環パイプに熱を伝達するのはこのプレートです。フラットコレクターの底面と側壁は断熱されていますが、冬には日当たりの良い側からの熱損失により性能が低下します。年間を通じた太陽熱温水器の設置では、通常、真空太陽熱集熱器が使用されますが、断熱性に優れた平板型集熱器も使用できます。平板コレクタは、コストが低いため広く使用されています。

真空ソーラーコレクタ 太陽放射が熱エネルギーに変換される一連の真空管です。

真空ソーラーコレクタの個々のチューブのデザインは、よく知られた魔法瓶に似ており、XNUMX つのガラスチューブが別のガラスチューブに挿入されています。チューブの外側部分のみが透明で、内側のチューブには太陽エネルギーを捕捉するコーティングが施されています。互いに平行に配置された別々のチューブが一緒になって真空マニホールドを形成します。

熱が真空マニホールドのチューブにどのように集められるかを理解しました。その後、加熱する必要がある物体に転写するだけです。これには、給湯システム (DHW)、暖房、またはプール内の水を加熱することが考えられます。熱エネルギーのニーズに応じて、XNUMX つまたは別の数のコレクターが選択され、建物の屋根および (または) 壁に配置されます。

真空ソーラーコレクターの優れた断熱性と高い吸収係数（95％以上）により、低周囲温度での作業が可能です。

太陽熱温水器

太陽熱温水器は太陽熱集熱器とバッテリーで構成されており、太陽は集熱器内の中間冷却剤（特殊な不凍液または水）を加熱し、熱交換器を介して熱を貯水器であるタンクに伝達します。

中には加熱された水が蓄えられています。不必要な熱損失を避けるために、この容器は十分に断熱されている必要があります。それらの。魔法瓶のように熱を保持する必要があります。このような容器としては、貯湯式電気温水器がよく用いられる。

容量として電気温水器を使用することにより、太陽がない場合には温水を使用することができる。この場合、温水器のヒーターは自動的にオンになり、設定された水温を維持する。

コレクターと給湯器の間の冷却剤は XNUMX つの方法で移動できます。 XNUMX つ目は最も単純ですが、自然循環です。 XNUMXつ目は特殊なポンプを使った循環です。ポンプを使用すると、システムの効率が向上します。強制循環により、より多くの熱を伝達することが可能になります。自然循環を伴うシステムは通常パッシブと呼ばれ、強制循環を伴うシステムはアクティブと呼ばれます。

ボイラーの容量の選び方

当然のことながら、ボイラーの容積は、家に住む人々の数とお湯の個々のニーズに依存します。

ボリュームを選択するときは、家にバスタブ、ジャグジー、またはシャワーのみがあるかどうかを考慮する必要があります。所有者が「水の手順」に費やす時間を考慮することが非常に重要です。たとえば、シャワーを浴びるのに XNUMX 分で十分な人もいれば、XNUMX 分もかかる人もいます。当然、これらの場合の水の使用量はまったく異なります。

カウント方法

個々のニーズを考慮して、より正確な計算を行うことができます。以下は3人家族の場合の計算例です。毎分8リットルの流量のシャワーを10分間浴びると、80リットルの温水を使用することになります。他の 80 人の家族も同じ量の水を消費します。 80 + 80 + 240 を合計すると、4 リットルのお湯が得られます。また、食器を洗うにも水が必要です。たとえば、15リットル/分で240分間です。合計 60 + 300 = XNUMX リットル。

給湯器に溜まった60〜70度ではなく温水を使用することを考えると、約200リットルのボイラーで十分です。

次にお湯を大量に使用するのが夕方だけであれば、その間に給湯器内の水を再び温める時間があり、一日の終わりに快適にシャワーを浴びることもできます。太陽エネルギーだけでは水を加熱するのに十分ではない場合、給湯器に組み込まれた発熱体が自動的にオンになり、その助けを借りて加熱が行われます。

複雑なシステム

上で説明した太陽熱温水器に加えて、太陽エネルギーを利用して建物への熱供給と電力供給を行う統合システム全体もあります。そのコンポーネントはソーラーコレクターとソーラーパネルです。このようなシステムを使用すると、家に温水だけでなく、暖房や電気も提供できます。

プロセスを自動化し、複雑なシステムの最も効率的な動作モードを保証するために、マイクロプロセッサコントローラに基づく制御センタが使用される。

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