Máy nước nóng năng lượng mặt trời cho gia đình


Thiên thể là nguồn năng lượng mạnh mẽ nhất mà loài người biết đến. Ánh sáng mặt trời có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện và nhiệt. Trong bài viết này, chúng ta sẽ quan tâm đến chính xác năng lượng nhiệt mà chúng ta nhận được từ mặt trời hoàn toàn miễn phí và là vô tận. Các thiết bị như máy nước nóng năng lượng mặt trời chuyển đổi quang năng thành nhiệt năng. Các thiết bị của nhà máy có hiệu suất tốt và cho phép bạn tổ chức sưởi ấm một ngôi nhà riêng. Có những người thợ thủ công tự mình làm ra những thiết bị như vậy. Máy nước nóng năng lượng mặt trời làm nóng nước miễn phí để làm nóng gia đình hoặc cho lò hơi, nơi nó đã tỏa nhiệt để làm nóng nước được sử dụng để giặt. Các thiết bị như vậy là nhu cầu trong số các chủ sở hữu của các ngôi nhà riêng và các ngôi nhà nhỏ mùa hè. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nói về nguyên lý hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời, các loại, hãng sản xuất chính và giá cả.

Nguyên lý làm việc của máy nước nóng năng lượng mặt trời

Đầu tiên, chúng ta hãy tìm hiểu cách hoạt động của máy nước nóng năng lượng mặt trời. Chúng tôi sẽ xem xét hoạt động của một thiết bị như vậy bằng cách sử dụng ví dụ về mô hình nhà máy của máy nước nóng chân không. Nó làm nóng nước vào mùa đông mà không gặp bất kỳ vấn đề gì. Hiệu suất vào mùa đông tất nhiên thấp hơn mùa hè. Thiết kế của máy nước nóng là một cục pin gồm nhiều ống thủy tinh bằng thủy tinh thạch anh. Mỗi ống như vậy chứa một ống đồng sơn đen. Các ống bên trong này chứa môi trường gia nhiệt. Chân không được tạo ra trong ống thủy tinh để không có sự mất nhiệt từ mạch bên trong. Ngoài ra, chân không bảo vệ pin khỏi các ảnh hưởng từ môi trường. Tất cả các đường ống được kết nối với một bộ thu ngang, qua đó chất làm mát lưu thông. Các ống chân không hấp thụ năng lượng mặt trời và giải phóng nó xuống nước.

Nguyên lý làm việc của máy nước nóng năng lượng mặt trời
Hệ thống này hoạt động như sau:

  • Chất lỏng làm việc (chất lỏng không nhất thiết phải là nước) bay hơi dưới tác động của ánh sáng mặt trời, và hơi bốc lên đỉnh bầu thủy tinh;
  • Hơi nước tiếp xúc với nước qua tường, nước sẽ lưu thông qua bộ phận thu gom. Hơi nước tỏa ra nhiệt năng, nguội đi và trở lại thành chất lỏng;
  • Dưới tác dụng của trọng lực, chất lỏng chảy xuống và như vậy chu trình được đóng lại;
  • Bộ thu nhiệt của bộ đun nước nóng được kết nối bằng các đường ống dẫn đến nồi hơi đun nóng gián tiếp. Ở đó, nước đã được làm nóng, sẽ lưu thông trong hệ thống sưởi hoặc mạch cấp nước. Chất làm mát được bơm tuần hoàn.

Thủy tinh thạch anh mà từ đó các ống chân không được tạo ra truyền sóng cực tím. Thủy tinh thông thường giữ chúng lại. Nhờ sự truyền đi của tia cực tím, năng lượng mặt trời được hấp thụ khi trời nhiều mây và trong mùa đông. Rất khó để thực hiện một thiết kế như vậy ở nhà.

Có những loại máy nước nóng có nguyên lý hoạt động ít phức tạp hơn. Trong máy nước nóng trọng lực, nhiệt năng được truyền mà không cần trung gian. Thông thường trong thiết kế của họ có một cuộn dây (đồng, nhôm) trên nền kim loại hoặc không có nó. Vách sau của thùng máy được lót bằng vật liệu cách nhiệt. Cuộn dây được nối với bể chứa bằng đường ống dẫn. Cuộn dây và tấm (còn gọi là bộ hấp thụ) được sơn màu đen để hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn. Mặt trên của trường hợp được bao phủ bởi kính, polycarbonate, vv và cũng đã được thực hiện cách nhiệt kỹ lưỡng để ngăn chặn mưa, bụi bẩn rơi xuống.

Một máy nước nóng đơn giản như vậy chỉ hoạt động hiệu quả trong thời tiết rõ ràng.Nhưng do sự đơn giản của thiết kế, những máy nước nóng như vậy thường được làm bằng tay. Ngoài ra, có một lựa chọn khác để nhận được một máy nước nóng chạy bằng năng lượng mặt trời miễn phí. Các tấm pin mặt trời được lắp đặt để tạo ra điện. Và điện này chạy một máy nước nóng thông thường. Một hệ thống như vậy cũng có thể hoạt động quanh năm.

Đường xanh

Tài liệu khoa học ứng dụng và phổ thông nước ngoài (1127 cuốn) Nuôi dạy con cái (1440 cuốn) Nấu ăn (2298 cuốn) Sức khỏe (4249 cuốn) Hoàn thiện bản thân (1787 cuốn) Vườn và Vườn rau (790 cuốn) Thể thao, thể dục (1726 cuốn) Sở thích, Thủ công mỹ nghệ (2537 cuốn) Thiên nhiên và động vật (374 cuốn) Nhà và Gia đình: Linh tinh (1591 cuốn) Thú cưng (252 cuốn) Tự làm (1153 cuốn) ================= == == Dầu đã giảm giá đáng kể, đây là quá trình chính trị, không phải khách quan. Ở các nước cộng hòa thuộc Liên Xô cũ, tỷ giá hối đoái đồng đô la tăng cao đến mức các khoản thanh toán cho hệ thống sưởi, nước nóng, giá xăng dầu, v.v., ngày càng tăng. Và không có kết thúc cho quá trình này. Tương lai chỉ thuộc về năng lượng mặt trời và các nguồn nhiệt tái tạo.

Mặt trời sưởi ấm trái đất mỗi ngày và hoàn toàn miễn phí. Một phép tính đơn giản cho thấy rằng với lượng nước tiêu thụ hàng tháng để giặt 100 lít cho mỗi người, thì khoảng 90 kW * giờ mỗi tháng hoặc 1080 kW * giờ mỗi năm sẽ được chi cho việc sưởi ấm nó. Đồng thời, vào một ngày mùa hè ở Kiev, trong tiết trời quang đãng, mặt trời truyền năng lượng 1 kW * giờ mỗi giờ đến một địa điểm có diện tích 1 m2, hoặc trung bình 8 kW * giờ mỗi ngày. Rõ ràng, nếu bạn có thể sử dụng ít nhất một phần năng lượng mặt trời miễn phí này để cung cấp nước nóng, thì bạn có thể nhận được khoản tiết kiệm đáng kể. Nước nóng với bình gia nhiệt Hệ thống nước năng lượng mặt trời đơn giản nhất cho gia đình là một bể sưởi. Đây chỉ là một thùng chứa nước, được làm nóng bởi tia nắng mặt trời vào ban ngày.


bộ thu màu đen bên ngoài làm bằng ống nhựa để đun nước

Tuy nhiên, một máy sưởi năng lượng mặt trời đơn giản như vậy rất hiệu quả để cung cấp nước ấm vào mùa hè và được sử dụng rộng rãi cho cái gọi là "vòi sen mùa hè".

Bản đồ bức xạ mặt trời cho Ukraine

Cách ly năng lượng mặt trời Khái niệm hoạt động năng lượng mặt trời trong khoa học hiện đại gắn liền với thuật ngữ "cách ly mặt trời". Sự cách ly được hiểu là lượng bức xạ nhận được trong một giờ ban ngày, hay nói một cách đơn giản là mức độ "phơi nhiễm" của 1 m vuông. đất trong một khoảng thời gian cụ thể. Trong bối cảnh này, người ta không nên sợ hãi bởi thuật ngữ "bức xạ", vì ở đây bức xạ mặt trời là một nguồn năng lượng hữu ích tiềm năng và không phải là một nguồn nguy hiểm.

Tính cụ thể của việc đo lường mức độ hoạt động năng lượng mặt trời Dữ liệu cần thiết để tính toán độ cách nhiệt của mặt trời được gửi từ các vệ tinh của NASA. Các giá trị thu được được giảm xuống một số chỉ số trung bình, điều này cho phép bạn hệ thống hóa thông tin. Khó khăn nằm ở chỗ không thể đo chính xác lượng ánh sáng chiếu xuống đất, vì quá trình bức xạ tiếp xúc với nhiều yếu tố, ví dụ:

  • độ cao của địa điểm so với mực nước biển và do đó, độ xa của mặt trời đối với khu vực;
  • mùa (cũng thực hiện điều chỉnh giá trị của khoảng cách mặt trời từ trái đất);
  • điều kiện thời tiết (mây mù, sương mù, v.v.);
  • góc tới của tia sáng mặt trời (thay đổi theo thời gian trong ngày).

Ngay cả khi tính đến tất cả các yếu tố trên, giá trị kết quả không thể được coi là phổ quát. Bất kỳ bề mặt nào ngăn chặn ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp vào bề mặt trái đất sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của các kết quả đo năng lượng mặt trời. Ngay cả những chi tiết nhỏ như sự hiện diện của hàng rào trên lãnh thổ cũng rất quan trọng.

Từ quan điểm này, hấp dẫn nhất là các vùng Zaporozhye, Dnepropetrovsk và Lugansk, cũng như khu nghỉ mát Odessa, Kherson và Simferopol.Mức độ hoạt động cao được coi là chỉ số 5 kWh / m2 / ngày, và ở các vùng lãnh thổ được liệt kê trong giai đoạn mùa hè, hệ số này thường vượt quá mốc 6 đơn vị (những người giữ kỷ lục ở đây là Nikolaev và Kherson với chỉ số 6,03 và Tương ứng là 6,04). Nhưng ngay cả trong thời kỳ lạnh hơn, việc lắp đặt các bộ thu năng lượng mặt trời sẽ không thừa: mức độ phơi nhiễm trung bình mỗi năm thay đổi từ 3,34 đơn vị ở Lugansk đến 3,58 ở Simferopol.

Tấm năng lượng mặt trờituy nhiên, sẽ kém hiệu quả hơn bên ngoài vùng ven biển. Các số liệu trung bình của Ukraine có thể so sánh với hệ số hoạt động mặt trời ở phía bắc Helsinki: 2,8 so với 2,41 kWh / m2 / ngày. Các vùng bất lợi nhất cho việc phát triển năng lượng "mặt trời" là Ivano-Frankivsk và Chernivtsi, nơi chỉ số trung bình trong năm không vượt quá 2,99 kWh / m2 / ngày. Chi tiết xem bảng phụ lục.

Tự làm máy nước nóng năng lượng mặt trời từ các phương tiện ngẫu hứng

Nếu bể sưởi được trang bị một bể chứa nước ấm, thì bạn có thể có được một hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời hiệu quả hơn, cung cấp nước ấm cho bạn vào mùa hè và sẽ trả hết trong một vài mùa. Chúng ta hãy xem xét một máy nước nóng năng lượng mặt trời chi tiết hơn. Tất nhiên, bộ phận quan trọng nhất của hệ thống năng lượng mặt trời là bể sưởi. Đây có thể là bất kỳ vật chứa nước nào, ví dụ, một khối thép, một cái thùng hoặc một số đường ống có đường kính lớn. Tốt nhất là sử dụng một bồn tắm mùa hè polyethylene đặc biệt với thể tích 200-300 lít cho mục đích này. Bể như vậy có hình dạng phẳng, hợp lý cho việc sưởi ấm, không bị gỉ, được sơn đen để hấp thụ nhiệt tốt hơn và do trọng lượng thấp, dễ dàng lắp trên mái nhà. Nếu một bể như vậy chỉ đơn giản là đặt dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, thì vào một ngày nắng nóng, nước trong nó nóng lên đến 40-45º vào cuối ngày, khá đủ cho nhu cầu sinh hoạt. Nhưng nếu buổi tối không dùng hết nước ấm thì để qua đêm, đến sáng sẽ nguội. Vì vậy, nước ấm không thể được sử dụng suốt ngày đêm. Rõ ràng, để loại bỏ nhược điểm này, cần phải “ngăn chặn” sự mất nhiệt từ nước nóng. Điều này có thể được thực hiện bằng cách cách nhiệt thùng sưởi vào cuối ngày, hoặc bằng cách xả nước ấm vào thùng cách nhiệt. Do hầu hết các hộ gia đình tư nhân sử dụng gas và nồi hơi điện, nên việc sử dụng chúng để chứa nước ấm từ bình đun là có lợi. Ngoài ra, không giống như cách nhiệt của bình sưởi, quá trình thoát nước ít tốn công hơn, bạn không cần phải đến tận nơi lắp đặt bình. Hơn nữa, vì vào những ngày trời nhiều mây, nước trong bình gia nhiệt chỉ nóng lên đến 25-30 ºС, nên dù sao thì nó cũng sẽ phải được làm nóng. Hình bên là sơ đồ hoạt động của hệ thống đun nước nóng bằng ánh nắng mặt trời đơn giản nhất mà bạn có thể tự tay mình lắp ráp. Hệ thống làm nóng nước bao gồm một bể gia nhiệt, một lò hơi và một hệ thống cấp nước với ba vòi. Đầu tiên, vòi (3) đóng, vòi (1) và (2) đang mở. Nước từ ống nước áp lực (màu xanh) được cấp vào bình gia nhiệt. Sau khi đầy bể, ống dẫn nước áp lực được đóng bằng vòi (1). Vào cuối ngày, khi nước trong bình đun nóng lên và cần được xả vào nồi hơi, vòi (3) được mở cho việc này. Nếu không cần sử dụng bình gia nhiệt thì bạn chỉ cần đóng vòi (2) lại và sử dụng bình thường như bình thường.

Có thể kiểm soát mức độ đầy của bồn chứa bằng cảm biến mực nước rất tiện lợi, có thể gắn vào nắp bồn. Đối với hệ thống ống nước, ống nhựa kim loại hoặc polypropylene cho nước lạnh rất phù hợp (vì hệ thống có áp suất thấp). Phương pháp làm nóng nước này cực kỳ đơn giản, nhưng nó có hai nhược điểm nghiêm trọng: - bình đun nước phải được đổ đầy và xả nước hàng ngày; - Bạn chỉ có thể lấy nước nóng khi thời tiết ấm áp, khi nhiệt độ không khí trên +20 ºС.Bình đun nước nóng năng lượng mặt trời thụ động Để đun nước bằng nhiệt mặt trời không chỉ khi thời tiết ấm áp mà cả những mùa lạnh hơn (tháng 3, 4, 9, 10), bình đun không thể sử dụng được do thất thoát nhiệt quá cao. Để làm được điều này, nó sẽ phải được thay thế bằng một bộ thu năng lượng mặt trời hiệu quả hơn. Trên Internet, bạn có thể tìm thấy nhiều mô tả về các hệ thống năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả yêu cầu sử dụng tự động hóa. Nhưng hãy xem xét hệ thống máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động đơn giản và thuận tiện nhất, tức là hệ thống tự hoạt động mà không cần sử dụng máy bơm. Trước hết, bạn cần làm một bộ thu năng lượng mặt trời. Nếu chúng ta phân tích nhiều thiết kế đã biết của bộ thu năng lượng mặt trời, thì chúng ta có thể đi đến kết luận rằng yếu tố quyết định độ tin cậy, chi phí và tính dễ lắp ráp của bộ thu năng lượng mặt trời là vật liệu của bộ trao đổi nhiệt của nó. Các đường ống đáng tin cậy nhất được coi là ống kim loại, ví dụ, đồng hoặc thép có thành mỏng, nhưng chúng đắt và tốn công để lắp ráp. Ngoài ra, thiết bị trao đổi nhiệt bằng ống kim loại nặng, đòi hỏi một hộp chắc chắn và phức tạp khi lắp đặt. Bộ trao đổi nhiệt làm bằng polypropylene và ống nhựa kim loại tiện lợi hơn và rẻ hơn, nhưng biến dạng nhiệt khi bị ánh nắng mặt trời đốt nóng và số lượng mối nối lớn làm tăng khả năng rò rỉ và cũng làm tăng cường độ lao động trong quá trình lắp ráp. Bộ trao đổi nhiệt từ vòi vườn không có tất cả những nhược điểm này. Việc lắp ráp của nó chỉ bao gồm thực tế là vòi cần hút ở dạng xoắn ốc. Việc thiếu kết nối và tính linh hoạt của ống đảm bảo không bị rò rỉ và chiều dài của ống cho phép dẫn nước trực tiếp từ ống góp đến đường ống bên trong nhà mà không cần kết nối trung gian. Bộ thu năng lượng mặt trời đơn giản nhất từ ​​vòi vườn được thể hiện trong hình. Nó bao gồm kính cửa sổ (1), ống mềm (2) và bọt làm vật liệu cách nhiệt và đế (3). Nguyên lý hoạt động của nó rất đơn giản - bức xạ mặt trời sóng ngắn xuyên qua kính, làm nóng vòi bằng nước. Từ ống được làm nóng, bức xạ của một quang phổ đã có bước sóng dài bắt đầu, được kính phản xạ đáng kể. Do đó, tia nắng mặt trời rơi vào cái gọi là "bẫy nhiệt". Khi lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời, góc nghiêng tối ưu sẽ là 35º vào mùa hè và 40º vào mùa xuân-thu. Hình bên là sơ đồ kết nối của bộ thu năng lượng mặt trời với lò hơi. Trước khi bộ thu năng lượng mặt trời bắt đầu làm nóng nước, cần phải đổ đầy nước vào ống và chuyển không khí ra khỏi ống. Để thực hiện việc này, hãy đóng vòi (2) và mở vòi nóng của bộ cố định đường ống dẫn nước (6) để xả nước. Nước từ ống nước áp lực (1) bắt đầu chảy vào tấm thu năng lượng mặt trời (4). Sau khi bọt khí ngừng trộn trong nước xả, điều đó có nghĩa là không có khóa khí trong ống góp. Sau đó, vòi 2 mở ra và nước lạnh từ lò hơi dưới tác dụng của hiệu ứng nhiệt nhiệt (khi bộ thu nhiệt được mặt trời đốt nóng) bắt đầu chảy vào bộ thu nhiệt. Để tắt bộ thu năng lượng mặt trời và sử dụng nước nóng hoặc vận hành lò hơi ở chế độ bình thường, hãy đóng vòi (3). Như bạn thấy, hoạt động của lò hơi này không đòi hỏi thiết bị phức tạp và đắt tiền, hạn chế duy nhất của một hệ thống đơn giản như vậy là bạn cần phải định kỳ bật và tắt nguồn cấp nước cho bộ thu năng lượng mặt trời bằng vòi (3). Trong điều kiện thời tiết nhiều mây, việc làm nóng nước bằng bộ thu năng lượng mặt trời như vậy xảy ra một phần, phần còn lại sẽ được "làm nóng" bởi lò hơi, điều này vẫn mang lại hiệu quả tiết kiệm. Hãy nhớ rằng trong thời tiết nhiều mây hoặc trái mùa, lò hơi sẽ phải bật để sưởi ấm vào cuối ngày, tức là khi nước trong bộ thu không còn nóng lên. Nếu không, khi nước được làm nóng trong bộ thu TEN'om, nó sẽ ngừng tuần hoàn. Để tính toán hiệu suất cần thiết của máy sưởi năng lượng mặt trời, cần tính đến 1 mét ống có đường kính ngoài 25 mm vào một ngày trời quang ở nhiệt độ +25 ºС làm nóng 3,5 lít nước nóng (lên đến + 45 ºС) Nước.Và ở +32 ºС, nó làm nóng 3,5 lít nước nóng lên đến + 50 ºС. Số giờ nắng trung bình trong năm của Kiev được thể hiện trong Bảng 1.

Ví dụ, nếu chiều dài của ống trong bộ thu là 10 m vào tháng 5, công suất của bộ thu năng lượng mặt trời sẽ là 3,5l * 10m * 8h = 280 lít nước nóng mỗi ngày. Giới hạn dưới của nhiệt độ không khí bên ngoài, tại đó mức tiết kiệm được khi thời tiết trong lành, sẽ là +5 đến +8 ºС. Trong điều kiện đóng băng, tốt nhất là nên xả nước khỏi bộ thu nhiệt, mặc dù thiết kế này có khả năng chống đóng băng.

Ống cho máy nước nóng năng lượng mặt trời như vậy được gia cố bằng cao su hoặc PVC. Đường kính bên trong của ống mềm không được nhỏ hơn 19 mm và có thể lớn hơn. Nhưng nếu đường kính nhỏ hơn, thì lực cản thủy lực của hệ thống tăng lên đáng kể, làm chậm quá trình trộn tự nhiên của nước do hiệu ứng nhiệt rắn. Ngoài ra, iBud.ua viết, không nên chọn ống có độ dày thành ống nhỏ hơn 2,5 mm, vì ống có thành mỏng không giữ được hình dạng tốt và thường bị uốn cong. Một vòi vườn không đắt. Vì vậy, một ống PVC được gia cố với đường kính trong 19 mm và độ dày thành 3 mm, tùy thuộc vào nhà sản xuất, có giá từ $ 2 đến $ 3 mỗi mét. Nên ưu tiên chọn vòi có tông màu đen hoặc sẫm để khả năng hấp thụ nhiệt tốt hơn. Tuy nhiên, sự khác biệt không lớn lắm. Ví dụ, một ống màu trắng hấp thụ nhiệt mặt trời kém hơn ống màu đen khoảng 5%. Nhưng 5% bổ sung sẽ không thừa. Đối với việc trộn nước bằng hiệu ứng nhiệt rắn, hình dạng của vòi không quan trọng, vì nước trong vòi được làm nóng đều, sự khác biệt về mức độ giữa nước lạnh trong nồi hơi và nước nóng trong ống góp là quan trọng. Do đó, để xuất hiện hiệu ứng thermosyphon ổn định, lò hơi phải được nâng cao hơn phần trên của tấm thu năng lượng mặt trời ít nhất 60 cm. Bạn cũng nên cố gắng giảm chiều dài của đường ống cấp càng nhiều càng tốt, vì càng dài đường ống, lực ma sát càng lớn ngăn nước chảy từ bộ phận thu gom đến kho chứa (lò hơi). Để giảm tổn thất nhiệt theo quy ước, mặt sau của ống được cách nhiệt bằng bọt. Cũng cần phải bịt kín khe hở giữa kính và bọt. Để làm điều này, bạn có thể đặt một miếng xốp mềm giữa kính và bọt, hoặc dán kính và bọt bằng keo gốc nước (chất kết dính có dung môi hữu cơ có thể hòa tan bọt). Ví dụ, bạn có thể sử dụng keo bọt hoặc keo PVA. Để cố định hình dạng của ống nước nóng năng lượng mặt trời ở dạng xoắn ốc, nó được buộc vào một ống hoặc thanh. Để gắn nó vào thùng xốp, bạn chỉ cần buộc nó lại. Bắt buộc phải sử dụng kính cửa sổ. Plexiglass hoặc màng polyme sẽ không hoạt động, vì chúng rất kém trong việc ngăn chặn bức xạ sóng dài. Phải có khoảng cách 12-20 mm giữa kính và bề mặt của ống mềm. Kính không được có lớp phủ chọn lọc phản chiếu (kính i), kính như vậy phản xạ một phần đáng kể bức xạ mặt trời.

Khi nói đến việc lựa chọn giữa kính một và hai lớp, có hai yếu tố cần xem xét. Với kính hai lớp, ít mất nhiệt hơn, nhưng phản xạ ánh sáng mặt trời nhiều hơn. Và vì nhiệt độ môi trường càng cao, sự mất nhiệt càng ít, nên hóa ra: - nếu máy sưởi năng lượng mặt trời được sử dụng chủ yếu vào mùa ấm, thì việc lắp kính một lớp sẽ tốt hơn; - nếu nó tuyệt vời, thì gấp đôi trở nên có lợi hơn. Các ống dẫn đi ra ngoài phải được cách nhiệt để giảm tổn thất nhiệt. Để cách nhiệt bên trong phòng được sưởi ấm và khi chiều dài của ống nước không quá 3 m, chỉ cần sử dụng vật liệu cách nhiệt mềm thông thường làm bằng bọt polyetylen cho đường ống là đủ. Đối với các đoạn dài hơn, cũng như để cách nhiệt cho các đường ống bên ngoài, cần sử dụng chất cách nhiệt cứng hơn cho các đường ống làm bằng bọt polyurethane dạng lá.Bạn có thể kết nối ống với đường ống bằng kẹp ống cao su; đối với điều này, ống được đặt chặt vào đường ống và được kẹp bằng kẹp. Tối ưu là đường kính trong của ống bằng đường kính của ống mà nó sẽ được đặt trên đó. Thiết kế được mô tả của máy sưởi năng lượng mặt trời thụ động với bộ thu nhiệt có thể tiết kiệm tới 80% năng lượng cho việc cung cấp nước nóng vào mùa hè và lên đến 40% vào mùa xuân và mùa thu, điều này sẽ tiết kiệm được khoảng 400 kWh năng lượng cho mỗi người mỗi năm. Tác giả: Igor Solarov Chernivtsi

ứng dụng

Ở khoảng 80% lãnh thổ Ukraine, mức độ cách ly không dưới 3 đơn vị, so với các nước châu Âu khác, đây là một kết quả rất hứa hẹn. Điều này có nghĩa là việc lắp đặt các bộ thu năng lượng mặt trời có thể trở thành một vòng mới trong việc phát triển công nghệ năng lượng ở cả Ukraine và các khu vực Nam Âu khác.

Bảng cách nhiệt năng lượng mặt trời của các thành phố của Ukraine

tháng mộtfebmarTháng tưcó thểtháng sáujulTháng 8septháng támnhưng tôiTháng mười hainăm
Simferopol1,272,063,054,305,445,846,205,344,072,671,551,073,58
Vinnytsia1,071,892,943,925,195,35,164,683,211,971,100,93,11
Lutsk1,021,772,833,915,055,084,944,553,011,831,050,792,99
Dnipropetrovsk1,211,992,984,055,555,575,705,083,662,271,200,963,36
Donetsk1,211,992,944,045,485,555,665,093,672,241,230,963,34
Zhytomyr1,011,822,873,885,165,195,044,663,061,871,040,833,04
Uzhgorod1,131,913,014,035,015,315,254,823,332,021,190,883,16
Zaporizhzhia1,212,002,914,205,625,725,885,183,872,441,250,953,44
Ivano-Frankivsk1,191,932,843,684,544,754,764,403,062,001,200,942,94
Kiev1,071,872,953,965,255,225,254,673,121,941,020,863,10
Kirovograd1,201,952,964,075,475,495,574,923,572,241,140,963,30
Luhansk1,232,063,054,055,465,575,654,993,622,231,260,933,34
Lviv1,081,832,823,784,674,834,834,453,001,851,060,832,92
Nikolaev1,252,103,074,385,655,856,035,343,932,521,361,043,55
Odessa1,252,113,084,385,655,856,045,333,932,521,361,043,55
Poltava1,181,963,054,005,405,445,514,873,422,111,150,913,25
Trơn tru1,011,812,833,875,085,174,984,583,021,871,040,813,01
Sumy1,131,933,053,985,275,325,384,673,191,981,100,863,16
Ternopil1,091,862,853,854,845,004,934,513,081,911,090,852,99
Kharkov1,192,023,053,925,385,465,564,883,492,101,190,93,26
Kherson1,302,133,084,365,685,766,005,294,002,571,361,043,55
Khmelnitsky1,091,862,873,855,085,215,044,583,141,981,100,873,06
Cherkasy1,151,912,943,995,445,465,544,873,402,131,090,913,24
Chernihiv0,991,802,923,965,175,195,124,543,001,860,980,753,03
Chernivtsi1,191,932,843,684,544,754,764,403,062,001,200,942,94

Máy nước nóng năng lượng mặt trời đầu tiên

Máy nước nóng năng lượng mặt trời đầu tiên được phát triển vào năm 1767. Nó được phát minh bởi một cư dân bình thường của Thụy Sĩ ─ Horace Bnedict de Saussure. Trong phát minh của mình, ông đã có thể đạt được nước sôi một cách đơn giản. Nhưng sau đó nó đã là một thành công. Và nhà phát minh người Thụy Sĩ bắt đầu bán máy nước nóng của mình.

Horace Bnedict de Saussure
Năm 1953, thiết bị được cải tiến ở Israel. Nhà khoa học Zvi Tavor thậm chí đã nhận được giải thưởng cho điều này từ thủ tướng của đất nước. Công nghệ làm nóng nước đơn giản này vẫn còn phổ biến trong thế kỷ của chúng ta.

Cách làm mô hình máy nước nóng năng lượng mặt trời đơn giản nhất

Giải pháp sử dụng máy nước nóng năng lượng mặt trời đơn giản nhất là thùng sơn đen gắn trên mái nhà. Đường ống nội bộ được kết nối với thùng này và cung cấp nước nóng đến các điểm phân phối.

Thùng có thể được thay thế bằng một máng đơn giản, khá nông, được đóng bằng nắp trong suốt. Trong cả hai trường hợp, hệ thống phải bao gồm:

  • đường ống cấp nước lạnh;
  • ống tràn;
  • các yếu tố khóa;
  • ống thoát nước nóng.

Tuy nhiên, trong điều kiện thời tiết nhiều mây, cả hai phương án này đều có đặc điểm là hiệu quả cực kỳ thấp. Đối với việc sử dụng máng, vấn đề phức tạp do cần phải giữ nó ở một vị trí nằm ngang. Điều này không cho phép bình chứa được đặt ở vị trí so với mặt trời, điều này đảm bảo nước nóng tối đa.

Bạn có quan tâm đến những câu hỏi liên quan đến tấm pin mặt trời? Bạn có thể tìm thấy rất nhiều thông tin thú vị về vấn đề này trong bài viết này.

Các loại máy nước nóng năng lượng mặt trời

Bây giờ chúng ta hãy nói về các loại máy nước nóng năng lượng mặt trời. Chúng được phân loại theo các tính năng thiết kế khác nhau.

Ví dụ, các máy nước nóng sau được phân biệt theo kiểu tuần hoàn nước làm mát:

  • Với sự lưu thông tự nhiên;
  • Với cưỡng bức.

Trong trường hợp đầu tiên, nước lưu thông do các tính chất vật lý của nó. Khi đun nóng, nó tăng thể tích, khối lượng riêng giảm. Kết quả là, chất lỏng trào lên qua các ống, và nước lạnh đi vào vị trí của nó. Để lưu thông tự nhiên đi qua, bể chứa phải nằm trên đầu thu và điều này không phải lúc nào cũng thuận tiện.

Trong trường hợp thứ hai, bể chứa được lắp đặt dưới tầng hầm, và tuần hoàn cưỡng bức được cung cấp bởi các máy bơm đặc biệt. Với tổ chức như vậy, dầu có thể đóng vai trò chất mang nhiệt. Nó thực hiện chức năng này rất tốt.

Máy nước nóng có thể được phân loại theo thiết kế bộ thu gom:

  • Máy hút bụi. Chất làm mát nằm trong một ống được đậy kín trong bình chân không.Bóng đèn này được làm bằng thủy tinh thạch anh truyền nhiệt mặt trời, cũng như tia cực tím. Đây là những thiết kế hiệu quả cao mà ở đó sự mất nhiệt là tối thiểu. Nếu nước được sử dụng làm chất mang nhiệt, thì quá trình đun sẽ xảy ra sôi. Nếu có dầu ở đó, sau đó nó có thể được làm nóng lên đến 200-300 độ. Hầu hết tất cả các máy nước nóng chân không đều được sản xuất tại nhà máy và có giá thành khá cao;
  • Bảng điều khiển. Thiết kế là đơn giản nhất. Bộ thu được sơn màu đen, được đặt trong một vỏ bọc cách nhiệt và được làm kín bằng thủy tinh, nhựa, polycarbonate, v.v. Hiệu quả kém. Điều này là do chất lỏng mất một phần nhiệt khi nó đi qua ống góp. Những tổn thất này thường khá đáng kể. Máy nước nóng năng lượng mặt trời dạng tấm rất thích hợp cho những vùng có lượng mặt trời cách nhiệt cao.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời vòng kín

Ngoài ra, máy nước nóng có thể được phân loại theo loại mạch điện:

  • Vòng lặp mở. Thiết kế này được sử dụng khi tổ chức cấp nước nóng cho một tòa nhà dân cư. Nước hoạt động như một chất làm mát, sau khi đun nóng sẽ không còn quay trở lại bộ thu. Nó được chi cho các nhu cầu của hộ gia đình;
  • Một vòng khép kín. Nó được sử dụng để sưởi ấm một tòa nhà dân cư. Trong trường hợp này, chất làm mát từ bộ hâm nước được trộn với một chất lỏng khác (có thể không phải nước) đã được đun nóng trong nồi hơi chính. Trong một vòng kín, chất làm mát, sau khi gia nhiệt, đi qua hệ thống sưởi ấm và quay trở lại bộ thu;
  • Hai đường viền khép kín. Máy nước nóng như vậy là linh hoạt và hiệu quả nhất. Hệ thống này có thể được sử dụng để tạo ra nước nóng hoặc sưởi ấm quanh năm. Sau khi nóng lên trong bộ thu, chất làm mát đi đến bộ trao đổi nhiệt và truyền nhiệt cho mạch thứ hai. Và chất làm mát trong mạch thứ hai này đã được tiêu thụ dưới dạng nước nóng hoặc để sưởi ấm ngôi nhà.

Chất làm mát cũng có thể khác nhau. Nước, chất chống đông, dầu được sử dụng phổ biến nhất. Bạn cũng có thể chia nhỏ máy nước nóng theo nguyên lý hoạt động chung thành hệ thống thụ động và chủ động.

  • Bị động. Sự hấp thụ và tích lũy năng lượng tự diễn ra mà không có bất kỳ cơ chế kiểm soát nào. Các hệ thống như vậy rất đơn giản và không yêu cầu đầu tư nghiêm túc. Đối với điều này, bạn phải trả giá bằng công việc không đồng đều và tăng điện. Một ví dụ là bể bên trên vòi hoa sen mùa hè, được sơn màu đen. Đây thường là cách các hệ thống vòng lặp đơn hoạt động. Ở đây, bể nhận phải ở trên ống góp;
  • Đang hoạt động. Không có nhược điểm nào đối với máy nước nóng thụ động. Tại đây quang năng được chuyển hóa thành nhiệt năng và được chuyển định kỳ đến bồn chứa, lò hơi hoặc trực tiếp đến các hộ tiêu thụ. Hoạt động ổn định đạt được nhờ vào hệ thống tuần hoàn cưỡng bức. Đề án này hoạt động trong các hệ thống có một và hai mạch. Trong các hệ thống như vậy, bạn thường có thể thấy máy bơm, bảng điều khiển, đồng hồ đo, v.v.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời từ các nhà sản xuất đáng tin cậy

Lợi ích kinh tế từ việc mua một lò hơi gia nhiệt phụ thuộc vào một số yếu tố:

  • giá cao;
  • truyền nhiệt;
  • thời gian hoàn vốn;
  • thời gian hoạt động.

Không phải tất cả các máy nước nóng năng lượng mặt trời đều hoạt động giống nhau. Khi sử dụng các thiết bị lắp đặt làm từ nguyên liệu rẻ tiền và chất lượng thấp, người ta có thể gặp phải các vấn đề trong quá trình sử dụng: năng suất giảm, thiết bị hỏng sớm. Để không phải đối mặt với sự thất vọng, bạn cần phải mua thiết bị từ các nhà sản xuất đáng tin cậy. Hãy cùng tìm hiểu xem nhà sản xuất nào đáng tin cậy nhất?

Máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động

Dưới đây là danh sách các nhà sản xuất đáng tin cậy tạo ra các đơn vị chất lượng và giá cả phải chăng:

  • Atmosfera là một nhà sản xuất Ukraina chuyên tạo ra các hệ thống chân không và lắp đặt bảng điều khiển để hỗ trợ hệ thống sưởi và làm nóng nước quanh năm. Các máy nước nóng này được thiết kế cho các thiết bị tuần hoàn cưỡng bức và có khả năng cách nhiệt cao.Có một nơi trong trường hợp để lắp đặt các cảm biến giám sát. Nhiều người dùng đã ghi nhận hiệu suất cao của hệ thống trong thời tiết lạnh và mưa. Bạn có thể mua một lò hơi từ 20 nghìn rúp;
  • Side là một công ty Trung Quốc đã thành lập việc sản xuất máy nước nóng năng lượng mặt trời và các thiết bị liên quan cần thiết để bảo trì và kết nối. Trên thị trường, bạn có thể tìm thấy các thiết bị dạng ống và bảng điều khiển, cũng như các giải pháp chìa khóa trao tay để trang bị cho bể bơi, văn phòng, khu sản xuất, bệnh viện, trường học. Nồi hơi của thương hiệu này vẫn chỉ được người tiêu dùng trong nước ưa chuộng;
  • Vaillant auroSTEP plus - bộ thu năng lượng mặt trời với chất lượng xây dựng tuyệt vời của Đức và giá cả phải chăng. Bạn có thể mua hệ thống này với giá ít nhất 200 nghìn rúp, và cung cấp nước nóng cho gia đình 3 người;
  • SunRain là một mô hình khác do Trung Quốc sản xuất. Các cài đặt này hoạt động khi nhiệt độ giảm xuống -50 độ. Nhà sản xuất thực hiện lắp đặt ngang và nghiêng. Cài đặt có thể hoạt động trong suốt năm. Chúng được kết nối với một thùng chứa từ xa. Giá của bộ sưu tập hình ống là từ 40 nghìn rúp;
  • Viessmann Vitosol là nhà sản xuất của Đức chuyên sản xuất thiết bị đun nước. Sự khác biệt chính so với các sản phẩm tương tự của các nhà sản xuất khác là lắp ráp chất lượng cao, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đã nêu. Ngoài ra còn có hệ thống chống phá hoại và chống mưa đá;
  • YaSolar là một công ty của Nga chuyên sản xuất thiết bị cung cấp nước nóng theo hình thức chìa khóa trao tay. Bộ hoàn chỉnh bao gồm một bể chứa, một bộ điều khiển, các cảm biến sưởi ấm, một trạm bơm và một lỗ thông hơi. Các bộ thu năng lượng mặt trời được sản xuất dưới thương hiệu này được thiết kế để kết nối với hệ thống tuần hoàn cưỡng bức.

Khuyến nghị: Làm thế nào để cài đặt hệ thống sưởi nhà kính bằng năng lượng mặt trời bằng tay của chính bạn?

Việc tuân thủ các quy định và khuyến nghị về an toàn khi kết nối máy nước nóng năng lượng mặt trời là điều kiện tiên quyết chính để vận hành hệ thống. Nếu các điều kiện kết nối bị vi phạm, hoạt động hiệu quả của chúng sẽ không được đảm bảo.

YouTube đã phản hồi với lỗi: Quyền truy cập chưa được định cấu hình. API dữ liệu YouTube chưa được sử dụng trong dự án 268921522881 trước đây hoặc nó đã bị vô hiệu hóa. Bật tính năng này bằng cách truy cập https://console.developers.google.com/apis/api/youtube.googleapis.com/overview?project=268921522881 rồi thử lại. Nếu gần đây bạn đã bật API này, hãy đợi một vài phút để hành động phổ biến đến hệ thống của chúng tôi và thử lại.

    Bài viết tương tự
  • Có thể làm một bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm trong nhà không?
  • Ưu và nhược điểm của tấm pin mặt trời để sưởi ấm gia đình
  • Làm thế nào để cài đặt hệ thống sưởi năng lượng mặt trời trong nhà kính bằng tay của chính bạn?

Ứng dụng và yêu cầu cài đặt

Vậy máy nước nóng năng lượng mặt trời được ứng dụng ở đâu?

  • Cấp nước nóng của nhà riêng;
  • Sưởi;
  • Sưởi ấm của nước cho các khu nhà mùa hè;
  • Nước nóng cho nhu cầu của nông nghiệp và công nghiệp.

Máy nước nóng năng lượng mặt trời để sưởi ấm gia đình

Điều quan trọng là phải tính đến các khuyến nghị lắp đặt, vì hiệu quả của máy nước nóng sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào điều này. Dưới đây là một số khuyến nghị của các chuyên gia:

  • Nơi lắp đặt có thể là nóc nhà, mặt tiền, ban công;
  • Bảng điều khiển máy nước nóng nhất thiết phải quay mặt về hướng Nam;
  • Khi cài đặt bảng điều khiển, hãy đặt góc nghiêng bằng vĩ độ của khu vực của bạn;
  • Vì máy nước nóng liên tục nhận năng lượng mặt trời, nên với lượng nước tiêu thụ ít, hiện tượng ứ đọng có thể hình thành, nơi chất làm mát có thể nóng lên đến 300 độ. Do đó, không được phép sử dụng các loại ống làm bằng nhựa và sắt tráng kẽm. Tốt nhất là làm một cuộn dây bằng đồng hoặc thép không gỉ;
  • Bắt buộc phải cách nhiệt các bộ phận làm nóng của máy nước nóng để không vô tình làm bỏng mình;
  • Khi chọn dây buộc và vật liệu cách nhiệt, người ta cũng nên tính đến khả năng ngưng trệ của chất làm mát và hệ thống sưởi mạnh của nó. Đó là, tốt hơn là nên chọn các vật liệu có biên độ an toàn. Nhiều nhà sản xuất có uy tín ghi nhiệt độ đọng trong thông số kỹ thuật hoặc trên vỏ thiết bị. Tập trung vào giá trị này;
  • Tấm nước nóng năng lượng mặt trời nên đặt ở khu vực thoáng, có ánh nắng mặt trời tối đa. Không được có vật cao xung quanh tạo bóng;
  • Để tăng hiệu suất của máy nước nóng, cần phải buộc chặt nó trên một giá đặc biệt, nếu sơ đồ lắp đặt như vậy do nhà sản xuất cung cấp;
  • Trong quá trình lắp đặt, mỗi loại lò sưởi có thể có những đặc điểm riêng. Ở đây bạn cần tập trung vào các khuyến nghị của nhà sản xuất.

Các nhà sản xuất chính

Máy nước nóng năng lượng mặt trời đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế ở nhiều nước Châu Âu, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ, Mỹ, Israel, Ả Rập Saudi. Việc sản xuất các sản phẩm này trên thế giới đang tăng trưởng ổn định và cùng với nhu cầu, số lượng các công ty trong phân khúc này ngày càng tăng.

Hãy cùng điểm qua một số hãng máy nước nóng năng lượng mặt trời lớn. Vì vậy, các nhà sản xuất hàng đầu trên thị trường thế giới:

  • Công ty Ý sản xuất bộ thu chân không KAIROS VT. Có sẵn trong các phiên bản ống 15 hoặc 20 ống;
  • Nhà sản xuất Đức đưa ra ba mẫu SKR21, SKR12, SKR6;
  • Một công ty khác của Đức sản xuất các mô hình có 6 hoặc 12 ống. Hơn nữa, chúng có thể được kết hợp thành khối để tăng sức mạnh của hệ thống;
  • Năng lượng mặt trời Sunrain. Đó là một nhà sản xuất Trung Quốc sản xuất máy nước nóng năng lượng mặt trời;
  • Và một công ty khác của Đức cung cấp hai máy nước nóng dưới nhãn hiệu Vitosol 200 và 300. Các mẫu máy này khác nhau về thiết kế của bộ phận làm nóng;
  • Nhà sản xuất Ý sản xuất mô hình Ecotube.

Máy nước nóng KAIROS VT

Điều đáng nói ở đây là sản phẩm của các công ty này thuộc hàng cao cấp nhất và được cung cấp hàng đảm bảo mà không phải ai cũng có thể mua được. Do đó, hầu hết nhu cầu của thị trường được bao phủ bởi các nhà sản xuất ít tên tuổi.

Tại sao máy nước nóng năng lượng mặt trời tự chế lại hấp dẫn đến vậy

Ưu điểm của máy nước nóng năng lượng mặt trời tự chế là khá rõ ràng:

  • chi phí của chúng được thanh toán khá nhanh chóng;
  • giống như các mô hình nhà máy, chúng tiết kiệm nhiên liệu và theo đó là tiền bạc;
  • sản phẩm đã sẵn sàng để sử dụng gần như ngay lập tức.

Như vậy, bây giờ bạn đã biết những kiến ​​thức cơ bản về vấn đề này và đã sẵn sàng để thiết kế và chế tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời cho riêng mình. Bằng cách đó, bạn sẽ có thể giảm đáng kể chi phí liên quan đến việc bảo trì ngôi nhà của bạn.

Giá cả và chúng phụ thuộc vào những gì?

Về con số cụ thể, máy nước nóng sản xuất tại Nga sẽ có giá khoảng 700 - 800 USD. Đây là kiểu máy hút chân không. Giá gần như tương tự cho các sản phẩm tương tự của Trung Quốc. Máy nước nóng của các nhà sản xuất Đức có giá khoảng 800-900 euro. Nó đắt hơn, nhưng chúng có các dây buộc cần thiết trong bộ, đồng và thép không gỉ được sử dụng để sản xuất bộ sưu tập. Vì vậy, số tiền đó sẽ không bị chi tiêu một cách vô ích.

Máy nước nóng Viessmann Vitosol 200
Các yếu tố sau ảnh hưởng đến giá máy nước nóng năng lượng mặt trời:

  • Nhãn hiệu;
  • Vật liệu thân và tản nhiệt;
  • xây dựng chất lượng;
  • phương pháp đặt vật liệu cách nhiệt và chi phí của chính vật liệu đó;
  • độ dày kính.

Đương nhiên, sự khác biệt về thiết kế, được mô tả ở trên, được phản ánh trong giá cả.

Sử dụng năng lượng mặt trời với sự hỗ trợ của công nghệ hiện đại, bạn có thể dễ dàng cung cấp nước nóng cho ngôi nhà riêng hoặc ngôi nhà vườn của mình.
Và bạn cần đầu tư ban đầu, sau đó cài đặt sẽ hoạt động miễn phí. Nếu bạn muốn tiết kiệm chi phí thì hãy tự làm máy nước nóng năng lượng mặt trời. Nhưng các hệ thống nhà máy, tất nhiên, đáng tin cậy hơn và hoạt động hiệu quả hơn. Nếu bài viết trở nên hữu ích với bạn, hãy lan truyền liên kết đến nó trên các mạng xã hội. Điều này sẽ giúp ích cho sự phát triển của trang web. Bỏ phiếu trong cuộc thăm dò dưới đây và đánh giá tài liệu! Để lại sửa chữa và bổ sung cho bài viết trong các ý kiến.

Cách tự làm một máy nước nóng năng lượng mặt trời chính thức bằng tay của bạn (video)

Các yếu tố chính của thiết bị này là:

  • bể trang điểm;
  • bể chứa;
  • người thu tiền.

Video sau đây mô tả đầy đủ chi tiết cách làm một máy nước nóng năng lượng mặt trời:

Theo các chuyên gia, máy bơm không nên được lắp đặt trong hệ thống.Nước phải luân chuyển tự nhiên. Để đạt được hiệu quả này, bể chứa phải được lắp đặt phía trên tản nhiệt, trong khi bể trang điểm phải ở phía trên bể chứa. Một khuyến nghị thiết thực khác từ các chuyên gia là lắp đặt vật liệu cách nhiệt trên bể chứa nước nóng. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng bất kỳ vật liệu cách nhiệt cuộn nào.

Để tự động hóa quá trình bổ sung nước trong hệ thống, bồn chứa thứ hai cần được trang bị van phao.

Hệ thống cũng phải có một cửa thoát khí thẳng đứng. Để hiệu quả hơn, nó thường được nâng lên một độ cao khá ổn.

Xếp hạng
( 1 ước tính, trung bình 4 của 5 )

Máy sưởi

Lò nướng