Udara digunakan sebagai pembawa panas dalam sistem pemanas surya. Kolektor surya memanaskannya dan mengirimkannya untuk memanaskan rumah atau memanaskan akumulator panas. Sistem pemanas tenaga surya tipe udara adalah cara termudah dan termurah untuk menerapkan pemanas tenaga surya di rumah.

Fitur utama dari sistem pemanas udara:

• Jenis sistem pemanas - udara surya terpisah, mis. udara proses tidak bercampur dengan udara ruangan
• Pemanas lantai udara di lantai pertama
• Kolektor surya udara terintegrasi pada atap dan fasad selatan rumah.
• Akumulator panas musiman air dengan kapasitas panas tinggi.
• Sumber panas tambahan adalah perapian dan pemanas film inframerah di kamar mandi.
• Cadangan daya - 30% untuk bulan-bulan musim dingin terdingin - Desember dan Januari.

Komponen utama sistem pemanas surya:

• Pengumpul air tenaga surya terintegrasi ke atap dan fasad selatan
• Akumulator panas air
• Sistem distribusi udara

Fitur dari sistem pemanas udara tenaga surya adalah bahwa semua elemennya tertanam di dalam bangunan dan merupakan bagian integral darinya. Hal ini meminimalkan jumlah saluran udara dan kehilangan panas selama penyimpanan dan pergerakan energi panas. Keuntungan penting dari sistem pemanas adalah terpisah, mis. udara dalam ruangan tidak bercampur dengan udara teknis yang digunakan sebagai pembawa panas dan bersirkulasi melalui kolektor surya, akumulator panas, dan bawah tanah.

• Udara yang bergerak tidak membawa atau menumpuk debu, bakteri, dan mikroorganisme yang ditemukan di setiap rumah.
• Pergerakan udara tidak menimbulkan ketidaknyamanan bagi orang-orang di dalam rumah dengan tambahan kebisingan dan rasa angin.
• Perangkat sistem pemanas terpisah tidak menyediakan pemasangan banyak saluran udara, terutama saluran horizontal, di mana debu dapat menumpuk seiring waktu.
• Satu-satunya saluran udara horizontal, yang terletak di bawah bubungan atap, berukuran cukup untuk pemeliharaan dan pembersihan.

Kolektor udara surya

• pada bulan-bulan musim dingin, intensitas radiasi matahari pada permukaan vertikal lebih tinggi dibandingkan pada permukaan atap dengan kemiringan 38o;
• jika terjadi hujan salju, ketika kolektor surya di atap tertutup rapat, kolektor vertikal tetap bersih dan memanaskan udara dengan sinar pertama matahari pagi. Udara hangat naik dan memasuki kolektor surya miring di atap, memanaskannya, mencairkan salju, dan kolektor mulai bekerja. Kolektor pelat datar atau tabung vakum lainnya yang dipasang pada atap miring tidak memiliki keunggulan ini dan mulai bekerja jauh di kemudian hari.

Kolektor surya miring untuk pemanasan adalah atap multilayer. Elemen utama yang menyerap energi panas matahari adalah lembaran logam galvanis berlubang antrasit yang dilapisi bahan tembus cahaya.

Akumulator panas musiman

• aliran udara
• melalui dinding mereka langsung ke tempat

Sistem aliran udara didesain sedemikian rupa sehingga pada saat akumulator panas sedang diisi, udara panas bergerak dari atas ke bawah, dan pada saat dibuang, bergerak ke arah yang berlawanan. Hal ini memastikan stratifikasi suhu yang baik di seluruh ketinggian penyimpanan panas: mis. di bagian atas selalu panas, di bagian bawah sejuk. Di bagian atas terdapat tangki pemanas awal air panas, dan udara panas diambil dari bagian atas untuk pemanasan. Dan bagian bawah yang sejuk memastikan ekstraksi maksimum energi panas dari udara panas yang berasal dari kolektor surya. Dengan demikian, efisiensi seluruh sistem meningkat.

Sistem distribusi panas

Sistem pemanas tenaga surya sepenuhnya otomatis dan beroperasi dalam empat mode utama:

• Memanaskan rumah di hari yang cerah
• Pemanasan akumulator panas
• Memanaskan rumah dari akumulator panas
• Mode pendinginan musim panas

1. Memanaskan rumah pada hari yang cerah.

2. Pemanasan akumulator panas.

Ketika ruangan sudah cukup hangat, udara hangat mulai memanaskan akumulator panas. Mode ini berfungsi terutama di musim gugur dan di paruh kedua hari musim dingin yang cerah, saat rumah terasa hangat dan penyimpanan panas diperlukan untuk masa depan. Udara panas yang melewati akumulator panas memanaskannya. Saat turun, udara secara bertahap melepaskan energinya dan mendingin sebanyak mungkin di bawah. Dari bagian bawah akumulator panas, udara diarahkan kembali ke kolektor surya. Siklus ini berulang. Pada saat yang sama, pergerakan aliran udara diatur sedemikian rupa sehingga tidak terjadi pemanasan berlebihan pada lantai beton di lantai pertama. Perlu juga dicatat bahwa aliran udara untuk memanaskan akumulator panas dan memanaskan lantai pertama dapat mengalir secara bersamaan. Mereka juga dapat dengan lancar mengubah kecepatannya dan mendistribusikan kembali aliran panas tergantung pada suhu ruangan, penyimpanan panas, dan udara panas di saluran keluar kolektor surya. Jika, katakanlah, suhu udara yang masuk adalah 600C, maka memasok semua udara untuk pemanasan akan dengan cepat menyebabkan panas berlebih pada tempat tinggal. Pada saat yang sama, kehilangan panas yang berharga tidak masuk akal, sehingga sebagian udara dikirim ke akumulator panas. Pengendalian proses ini sepenuhnya otomatis dan tidak diperlukan campur tangan manusia. Berdasarkan pembacaan sensor suhu, termostat diferensial dengan lancar mengatur kecepatan putaran kipas, mengarahkan aliran udara hangat ke satu arah atau lainnya.

3. Pemanasan rumah dari akumulator panas.

Mode ini berfungsi pada malam hari dan pada hari-hari musim dingin yang berawan. Dalam mode malam hari atau saat cuaca mendung yang berkepanjangan, ketika panas matahari tidak ada atau tidak signifikan, udara hangat untuk memanaskan rumah berasal dari akumulator panas untuk memanaskan lantai beton lantai pertama. Dalam hal ini, aliran udara dalam akumulator panas berubah menjadi kebalikan dari aliran udara ketika diisi panas. Ini juga mempertahankan stratifikasi suhu yang baik di seluruh ketinggian penyimpanan panas, menjaga bagian atas selalu panas.

4. Modus pendinginan.

udara segar yang didinginkan dari penukar panas tanah disuplai ke ruangan melalui jeruji di lantai lantai pertama, mendinginkan lantai pertama, dan, ketika dipanaskan, naik ke lantai dua, menggantikan udara hangat. Aliran udara hangat keluar dari bagian atas setiap ruangan di lantai loteng melalui saluran masuk udara, yang kemudian masuk ke kolektor surya. Saat memanas di dalam kolektor, udara bergerak ke atas, menciptakan aliran udara alami, dan akhirnya keluar melalui celah di bagian atas atap. Dengan demikian, sistem pemanas matahari berubah menjadi sistem pendingin matahari, sementara itu bekerja sepenuhnya secara otomatis tanpa listrik dan bagian mekanis apa pun yang bergerak, hanya karena energi matahari dan hukum fisika. Segera setelah matahari terbit dan kolektor mulai memanas, angin muncul di dalamnya dan udara keluar, menciptakan ruang hampa tertentu di dalam rumah. Dengan jendela dan pintu tertutup, tidak ada tempat bagi udara untuk masuk ke dalam rumah, udara masuk melalui penukar panas tanah dan didistribusikan ke lantai.

udara segar yang dingin disuplai ke bagian atas ruangan di lantai dua, dan aliran udara keluar dari bagian bawah lantai pertama, lalu ke kolektor surya dan keluar. Untuk menyuplai udara segar pada rangkaian ini sudah dibutuhkan kipas angin, sebab. kapasitas kolektor untuk memberikan ventilasi ke seluruh rumah tidak cukup. Kolektor hanya berfungsi untuk mengekstraksi udara hangat, dan untuk memasok udara dingin, kipas sistem pemanas digunakan, yang beroperasi dalam mode terbalik di musim panas.

Perlu dicatat bahwa opsi pertama lebih sederhana dalam desain dan lebih ekonomis untuk dioperasikan, tetapi lebih rendah daripada opsi kedua dalam hal kenyamanan. Pada varian pertama, dengan pergerakan udara ke depan dari bawah ke atas dan pemanasan bertahap, lantai pertama selalu lebih dingin daripada lantai kedua. Pada varian kedua, udara dingin bila disuplai dari atas secara bertahap turun dan bercampur dengan udara hangat yang terletak di bawah. Berangsur-angsur turun, ia mendinginkan kedua lantai secara merata, dan akhirnya meninggalkan bagian bawah ruangan di lantai pertama melalui saluran masuk udara khusus.

Sistem pemanas air tenaga surya

Di bagian atas akumulator panas, di mana suhu maksimum selalu ada, terdapat tangki logam untuk pemanasan awal air panas. Tangki dirancang tanpa insulasi untuk pemanasan air secara langsung dengan udara panas yang berasal dari kolektor surya.

Tangki digunakan untuk memanaskan air hingga suhu 40-500C, yang dalam banyak kasus cukup untuk kebutuhan rumah tangga. Selain itu, pemanas air listrik instan cadangan dipasang setelah tangki.

Pemanas air tenaga surya, pengumpul udara tenaga surya

Dengan menggunakan bahan-bahan murah dan peralatan sederhana, Anda dapat merakit kolektor surya udara yang efisien. untuk pemanas rumah .

Perangkat ini bekerja dengan prinsip sederhana: permukaan hitam menyerap panas matahari dan melepaskannya ke udara. Selama matahari menyinari kolektor, maka absorber memanaskan udara dingin rumah yang dihembuskan oleh kipas angin. Udara yang sudah panas kembali ke ruangan - berkat ventilasi seperti itu, suhu di dalam ruangan meningkat secara bertahap.

Kolektor surya udara biasanya dipasang di atap atau di dinding selatan rumah, setelah dibuat empat lubang dengan diameter sekitar 10 cm, jelas Yury Dudikevich, calon ilmu teknik, penulis berbagai publikasi tentang penghematan energi dan buku. "Pondok Hemat Energi".

“Melalui bukaan bawah di dinding, udara rumah yang sejuk akan disuplai ke kolektor, dipanaskan, dan dikembalikan ke ruangan melalui bukaan atas,” jelas sang spesialis. - Katup periksa dipasang di outlet kolektor, yang menghalangi pergerakan udara saat kipas dimatikan.

Menurut perhitungan ahli, kolektor surya udara memungkinkan Anda memperoleh 1,5 kWh energi panas per meter persegi luas. “Misalnya, 10 kolektor dengan luas masing-masing dua meter dapat menghasilkan 30 kWh pada hari cerah,” jelas insinyur asal Ukraina tersebut. - Pada bulan Desember, ketika suhu udara luar mencapai -6 ° C, total keluaran energi panas kolektor pada hari cerah (7:00) adalah 6 kWh, dan efisiensinya tidak kurang dari 50%, dan pada bulan Oktober efisiensi perangkat meningkat menjadi 75%.

Udara hangat dari pemanas tenaga surya paling baik diarahkan ke bawah lantai, saran ahli. “Ini bisa diatur dengan menggunakan saluran udara datar berbentuk persegi panjang dengan lebar 30 cm dan tinggi 5 cm,” jelas Yury Dudikevich. “Anda bisa membuatnya sendiri dari lembaran galvanis, dan pipa tersebut juga memiliki luas permukaan lebih besar daripada pipa bundar, sehingga mengeluarkan panas lebih baik.”

Pada saat yang sama, saluran dan lantai perlu dibungkus dengan insulasi termal, catat spesialis, menambahkan bahwa insulasi alami yang terbuat dari api unggun kapur dan rami atau rami memiliki sifat yang sangat baik.

Kolektor surya udara dapat digunakan tidak hanya untuk memanaskan rumah, tetapi juga untuk memanaskan rumah kaca, mengeringkan ruangan yang tidak dipanaskan, mengeringkan buah-buahan dan sayuran, serta kayu di musim semi, musim panas dan musim gugur.

Menurut para ahli, pengumpul udara adalah alat pemanas rumah yang paling murah. “Anda harus membayar setidaknya 4.000 euro untuk tata surya air, dan analog udara, yang efisiensinya tidak kalah, dapat dibuat dengan tangan Anda sendiri seharga 100 euro,” catat Yury Dudikevich. “Berkat bahan yang tersedia, perangkat tersebut dapat dirakit bahkan pada pelajaran ketenagakerjaan di sekolah.”

Untuk membuat kolektor surya udara diperlukan pengetahuan dasar, serta bahan dan alat yang dapat dibeli di toko terdekat atau ditemukan di peternakan Anda sendiri.

Untuk membuat pemanas udara tenaga surya yang dapat bekerja di musim dingin, Anda memerlukan bingkai kayu dengan bagian bawah kayu lapis, foil insulasi dan reflektif, lembaran logam, jaring hitam, dan lembaran polikarbonat transparan. Selain itu, diperlukan dua kipas, dan dua katup periksa dipasang di outlet kolektor.

Bagian bawah kayu lapis dengan ukuran 1500x1500 mm harus dipotong menjadi dua bagian: 1050x1500 mm dan 450x1050 mm (dihubungkan satu sama lain dengan batang dengan bagian 20x40 mm) dan dipotong empat lubang untuk pergerakan udara berventilasi (Anda bisa gunakan gergaji panel).

Di bagian bawah dilapisi dengan film isolasi dengan sifat memantulkan panas, perlu untuk mengebor dua lubang dengan diameter 10 cm dari bawah untuk mengambil udara domestik yang dingin dan dua lubang dari atas untuk mengeluarkan udara panas dari kolektor. “Kami akan memasang kipas angin di lubang bawah, yang dengannya udara dingin akan dialirkan ke kolektor, dan nanti kami akan memasang katup periksa di lubang atas, yang akan menghalangi pergerakan udara saat kipas dimatikan, jelas Yury Dudikevich.

Mengisolasi bagian bawah bingkai kayu lapis dengan film isolasi dan reflektif membantu mengurangi kehilangan panas pada kolektor. Film aluminized memantulkan sinar panas yang berasal dari penyerap yang dipanaskan.

Elemen utama kolektor adalah penyerap, yaitu lembaran logam bercat hitam.

Jaring logam dipaku ke bagian dalam penyerap, yang mengubah struktur aliran udara yang diciptakan oleh kipas, dan seluruh struktur ini dipasang ke rangka kolektor.

“Udara domestik dingin yang masuk ke kolektor bergerak di sepanjang jaringan, memanas dan menjadi suhu yang seragam,” jelas Yury Dudikevich.

“Dua kipas Domovent VKO-100 menghasilkan aliran udara sebesar 200 m3/jam,” sang ahli menjelaskan. “Kekuatan satu kipas adalah 14 W dengan aliran tenaga surya siang hari ke kolektor sebesar 3 kWh atau lebih.”

Untuk memasang pengumpul udara, perlu dibor empat lubang dengan diameter 10 cm di dinding.

Dan terakhir, untuk mengurangi kehilangan panas, kami menutupi penyerap dengan lembaran polikarbonat transparan, yang memiliki lapisan pelindung terhadap radiasi ultraviolet yang berbahaya.

Semua orang suka berjemur di bawah sinar matahari di musim panas. Namun hanya sedikit orang yang tahu bahwa di musim dingin matahari juga bisa menghangatkan. Untuk melakukan ini, Anda hanya perlu menggunakan energi matahari dengan benar. Dan teknologi modern memungkinkannya.

Kolektor surya udara- asisten terbaik dalam hal ini. Ini menghangatkan udara yang melewatinya, sambil bekerja sepenuhnya secara mandiri. Dan yang terpenting, pembacaan termometer tidak penting baginya, ia efektif bahkan dalam cuaca dingin, menciptakan kondisi nyaman di dalam ruangan.

Prinsip pengoperasian kolektor surya

Elemen peka cahaya dengan sifat fotolistrik menyalakan kipas yang menarik udara dari jalan. Dalam perjalanannya, udara melewati filter, lalu dihangatkan dan dibersihkan. Alhasil ruangan selalu kering dan hangat.

Manifold udara memungkinkan:

menjaga nilai kelembaban optimal di dalam ruangan;

menghilangkan jamur dan jamur pada dinding, lantai dan langit-langit;

menjaga suhu ruangan yang nyaman;

memenuhi ruangan dengan udara segar, dan karenanya oksigen.

Panel area kecil memungkinkan Anda menjaga iklim mikro yang nyaman di ruangan besar. Oleh karena itu, sangat bermanfaat menggunakan kolektor surya udara untuk pemanas rumah. Hal ini secara signifikan menghemat uang untuk membayar tagihan pasokan listrik terpusat.

Keuntungan dari ventilasi dan pemanasan matahari:

Sistem seperti itu bekerja sepenuhnya secara mandiri. Kipas angin dihidupkan oleh listrik yang dihasilkan oleh aksi matahari, sirkulasi udara terjadi tanpa partisipasi perangkat tambahan.

Energi surya gratis, ramah lingkungan, dan tersedia untuk semua orang.

Biaya pemanasan berkurang, dan dalam beberapa kasus hal ini bahkan memungkinkan Anda memutuskan sambungan dari pemanas sentral. Setelah sistem membayar sendiri (sekitar 3-4 tahun), sistem mulai bekerja secara gratis, tanpa mengeluarkan sumber daya apa pun selain radiasi matahari.

Siapa pun dapat membeli kolektor surya udara, tidak memerlukan biaya finansial yang besar.

Untuk menjaga kenyamanan suasana rumah keluarga tunggal, cukup satu panel kecil yang dipasang di dinding selatan bangunan.

Metode penggunaan energi matahari ini telah digunakan secara aktif di Eropa selama lebih dari satu dekade. Negara-negara paling maju di bidang energi surya (Jerman, Prancis) menggunakan pengumpul udara dalam skala industri: untuk menjaga kelembaban udara yang diperlukan di gudang dengan produk dan bengkel, untuk ventilasi tempat; petani menggunakan teknologi untuk menciptakan iklim optimal di lumbung dan lumbung.

Aplikasi paling populer untuk pengumpul udara di Rusia adalah:

ventilasi dan pemanas rumah pribadi;

ventilasi kamar mandi dan kamar mandi;

menjaga kelembaban yang diperlukan di taman musim dingin dan rumah kaca.

Kini pasar Rusia memiliki banyak pilihan pengumpul udara dari produsen dalam dan luar negeri. Berbagai macam model memungkinkan Anda memilih sistem yang paling memenuhi kebutuhan individu setiap pelanggan, yang akan bekerja secara efektif dalam kondisinya.

Jika Anda memiliki pertanyaan tambahan tentang pemanas tenaga surya dan air panas, silakan hubungi kurator arah "kolektor, pompa panas" Vladimir: mob..soldatov9

Sumber: http://www.amur.info/news/2015/06/01/94774

Andrey Shukalin, penduduk Blagoveshchensk, yang merupakan seorang ekonom terlatih, menemukan cara untuk mengurangi biaya pemanasan. Penemuannya cocok bagi mereka yang memiliki kompor, pemanas listrik, serta pemanas sentral dengan pengukur panas. Dia menciptakan sebuah alat yang disebutnya kolektor surya udara. Andrey merakit perangkat tersebut di rumahnya sendiri dan telah menguji efisiensi dan ekonominya. Penemu Blagoveshchensk bermimpi mematenkan penemuannya dan memulai produksi massalnya.

“Efisiensi maksimal saat matahari berhadapan dengan kolektor. Letaknya optimal di sisi selatan secara vertikal di dinding. Di sisi selatan fasad, rumahnya,” jelas Andrey. Dia membuat banyak perhitungan: radiasi matahari langsung dan menyebar, tenaga panas dalam kaitannya dengan listrik. Di musim dingin, matahari berada rendah di cakrawala. Pada permukaan vertikal, panasnya mencapai maksimum. Ada perpindahan panas maksimum. Pada bulan Januari - selama sembilan jam, pada bulan Maret - selama tujuh jam, sang penemu membagikan pengamatannya.

Kolektor terdiri dari modul-modul, luas masing-masing sekitar setengah meter persegi. “Di dalam modul terdapat rongga dan dibuat saluran udara yang dilalui udara yang dipompa oleh pompa. Ia melewatinya dan pergi ke tempat yang kita butuhkan. Ada film atas pelindung. Ini mencegah udara yang sudah panas menjadi dingin di bawah pengaruh iklim, karena cuacanya dingin di musim dingin, ”jelas sang desainer.

Andrey Shukalin mendapat ide untuk membuat kolektor surya udara karena keinginan untuk menghemat uang. Dia ingin menghemat biaya pemanas listriknya sendiri, namun tidak membekukan, tetapi memanaskan rumahnya secara normal. Perangkat tersebut, menurut idenya, harus murah, tidak besar, tetapi efektif. Andrei tidak menemukan perangkat seperti itu di Internet. Pilihan dengan panel surya konvensional tidak dapat diterima olehnya. Dia ingin memanaskan udara secara langsung, dan bukan air, kompor, atau sistemnya. Hanya udara dan yang paling ekonomis dan ramah lingkungan.

Awalnya dia merakit sebuah struktur kecil, ternyata sangat efektif bahkan sedikit meleleh karena udara panas. Kemudian Andrei menyempurnakan modelnya dan memasang versi terbaru kolektor di dinding rumahnya. Ini efisien tetapi stasioner. Penemu menganggap ini sebagai kerugian - tidak dapat dibongkar atau dipindahkan. Dan sulit untuk memasang kolektor surya udara stasioner di musim dingin. Hampir tidak mungkin. Kini Andrey Shukalin mendemonstrasikan sampel bergerak - modul terpisah yang dapat diproduksi di bengkel mana pun dan dirakit di gedung yang rencananya akan dipanaskan.

Dengan penemuannya, Andrei, dan dia memiliki pemanas listrik di rumahnya, telah melewati musim dingin. Efisiensi dan keramahan lingkungan dari sistem tertutup, serta penghematan dari penggunaan kolektor surya udara, katanya, saya alami sendiri. Untuk pemanasan, katanya, ternyata menghemat 135 hingga 220 rubel setiap hari. Pada saat yang sama, konsumsi listrik oleh instalasi itu sendiri hanya menelan biaya 1 rubel per hari.

“Memanaskan rumah secara efisien. Rumah saya hangat, padahal konsumsi listriknya rendah. Konsumsi listrik malam saya berkurang dan rumah menjadi hangat. Bahkan di bulan Desember, di bulan Januari, saya pulang kerja di malam hari, suhu di rumah saya percaya diri 30 derajat. Kemudian teman-teman saya menonton semuanya, melakukannya di Verkhneblagoveshchensky - di gedung tempat tinggal yang sama. Lantai dua dipanaskan sepenuhnya, tanpa pemanasan sebaliknya. Ini memanaskan area yang luas - 20 meter persegi. Hiduplah seorang pria tahun ini. Di musim dingin, itu sudah cukup. Ya, tidak pernah ada orang yang, melihat ini, akan mengatakan bahwa ini adalah ide yang buruk. Semua orang tertarik. Ada yang menginginkan garasi untuk dirinya sendiri, ada yang menginginkan rumah, ada yang menginginkan pondok, ada yang menginginkan gudang, sedang merencanakan hanggar. Sesuatu muncul di sana, memikirkan bagaimana melakukannya. Sekarang musim panas, sekarang tidak ada yang kedinginan, semuanya akan mendekati musim gugur. Banyak orang yang tertarik. Ya, banyak,” kata Andrei.

Annunciator mengajukan permohonan untuk mematenkan penemuannya. Permohonan diterima. Dia berharap menerima sertifikat model utilitas musim panas ini. Tingkatkan kolektor. Misalnya saja melengkapinya dengan sensor termal yang secara otomatis akan menghidupkan dan mematikan perangkat tergantung perubahan cuaca. Dan kemudian - untuk memulai produksi massal kolektor surya udara. Ia yakin penemuannya akan diminati.

“Biaya per meter persegi dalam hal ini sekitar dua, dua setengah ribu. Artinya, jika dihitung, ternyata sistem ini terbayar dalam satu setengah musim. Tapi satu setengah musim tidak bisa menjadi pemanasan. Dua musim. Analoginya adalah kolektor surya yang memanaskan air, membayar dalam waktu sekitar enam tahun. Yang menghasilkan listrik - sekitar delapan tahun. Kincir angin juga berumur delapan tahun,” jelas sang penemu.

Andrei Shukalin mengakui bahwa karyanya, yang kini memberinya penghasilan stabil, tidak ada hubungannya dengan desain, penemuan, dan pengenalan teknologi canggih. Dia adalah seorang manajer menengah yang menerima spesialisasi yang populer di tahun 90an, tetapi sejak kecil dia telah berjuang untuk hal lain. Dia bermimpi untuk menciptakan.

“Saya lulusan AmSU, saya punya pendidikan tinggi. Masuk pada tahun 1999. Maka tidak ada alternatif lain selain menjadi seorang insinyur. Tapi selalu ada hobi - merancang, menciptakan, membangun sesuatu. Sebagai hobinya, ia telah membangun dua rumah - untuk dirinya sendiri dan untuk ayahnya. Saya menciptakan kolektor ini. Masih banyak ide. Dan saya ingin menjadikan hobi saya sebagai profesi agar bisa menjadi pribadi yang bahagia,” Andrey Shukalin berbagi.

Ia menjadi pahlawan program Eureka dari serial Urban Stories. Program tersebut ditayangkan di Alpha Channel. Anda juga dapat melihatnya secara lengkap di website Amur.info.

Andrey Shukalin bukan satu-satunya yang menciptakan perangkat yang memungkinkan penghematan melalui penggunaan energi surya gratis. Warga Krasnodar Nikolai Driga juga membangun pembangkit listrik tenaga termal dengan tangannya sendiri, yang beroperasi dari beberapa sumber terbarukan sekaligus.

Sumber energi panas yang biasa digunakan secara bertahap habis, sekaligus mencemari lingkungan selama pembakaran. Oleh karena itu, umat manusia menaruh banyak perhatian pada energi surya terbarukan. Tentu saja, sistem otomatis lengkap berdasarkan pembangkit listrik tenaga surya bukanlah kesenangan yang murah, tetapi kolektor surya udara sederhana untuk pondok musim panas atau pertanian anak perusahaan dapat dibuat sendiri. Kami akan berbicara lebih jauh tentang cara kerjanya, terdiri dari apa, apa yang dibutuhkan untuk merakitnya.

Bagaimana itu bekerja

Saat pergi keluar pada hari musim panas, Anda dapat melihat melalui contoh pribadi bahwa sinar matahari tidak hanya menerangi segala sesuatu di sekitarnya, tetapi juga memiliki pasokan panas yang cukup, memanaskan udara di sekitarnya. Berbeda dengan sumber tradisional (gas, batu bara, kayu), energi ini tidak terbatas - Anda hanya perlu mengambil dan menggunakannya. Untuk melakukan ini, Anda harus menggunakan elemen instalasi surya yang berbeda, misalnya pengumpul udara atau vakum. Namun, seperti disebutkan di atas, sistem yang diproduksi secara massal tersebut memiliki desain yang rumit dan harga yang cukup tinggi sehingga memenuhi syarat untuk digunakan secara massal.

Jika kita menganalisisnya dengan menggunakan contoh sistem pemanas atau pasokan air panas, maka kita harus mengakui bahwa panel atau kolektor surya vakum adalah penukar panas yang sama dengan boiler rumah tangga pada umumnya (gas, minyak, batu bara). Artinya, desainnya menyediakan kemungkinan sirkulasi cairan pendingin (air, udara). Yang terakhir ini dipanaskan oleh radiasi tampak/inframerah yang diserap oleh lapisan selektif luar (permukaan penyerap). Dalam sampel serial pengumpul udara atau air, lapisan nikel atau titanium oksida hitam digunakan untuk ini. Ia menyerap seluruh spektrum sinar matahari - ketujuh warna pelangi, yang masing-masing memiliki cadangan energi internal. Artinya, tugas utama instalasi surya secara keseluruhan, dan kolektor pada khususnya, adalah menyerap sinar spektrum tampak secara maksimal dan mengubahnya menjadi panas, yang kemudian dipindahkan ke cairan pendingin yang bersirkulasi dalam sistem/housing.

Menarik ! Untuk sampel serial kolektor surya, tingkat efisiensi penyerapan sinar dan perpindahan panas mencapai 95%, dan jika tidak dibongkar, dapat memanaskan air dalam sistem pemanas atau air panas hingga 200 °C.

Desain dan prinsip pengoperasian peralatan udara cukup sederhana: masuk ke dalam kolektor surya, udara secara bertahap memanas di bawah pengaruh sinar matahari, menjadi lebih ringan dan naik. Sirkulasi itu sendiri dalam tubuh peralatan dapat diatur secara alami dan paksa. Dalam kasus pertama, udara panas, setelah melepaskan panas ke tujuannya, mendingin dan tenggelam, mendorong udara panas yang lebih ringan ke atas. Untuk sirkulasi paksa, perlu menggunakan peralatan ventilasi penukar panas matahari.

Air atau udara

Mahalnya biaya kolektor surya untuk sistem pemanas air tradisional secara tidak langsung berkaitan dengan sifat pembawa panas yang digunakan. Air memiliki kapasitas panas yang tinggi, yaitu ketika didinginkan, ia melepaskan lebih banyak panas ke ruang sekitarnya daripada udara. Namun fungsinya dikaitkan dengan sejumlah masalah yang harus diperhitungkan saat mengoperasikan sistem dengan kolektor surya:

• Seperti cairan apa pun, air praktis tidak memampatkan, tetapi pada saat yang sama ia memuai seiring dengan meningkatnya suhu, yang berarti bahwa tekanan harus dikontrol, terutama dalam sistem tertutup;
• Air mengubah keadaan agregasinya, yaitu, di musim dingin Anda perlu memastikan bahwa air tidak membeku, merusak badan, saluran pipa, perlengkapan;
• Ini mengandung oksigen, yang menyebabkan korosi pada pipa, yang berarti Anda harus memberikan perlindungan tambahan.

Kapasitas panas udara 4 kali lebih rendah dibandingkan air. Perhitungan menunjukkan bahwa dengan volume yang sama, pengumpul udara melepaskan panas hingga 8 kkal ke lingkungan, dibandingkan dengan 300 kkal untuk pengumpul air. Namun hal ini juga berarti bahwa dibutuhkan empat kali lebih sedikit panas untuk memanaskan satu meter kubik udara. Media gas memiliki mobilitas yang sangat baik, memungkinkan terciptanya sirkulasi alami di dalam tubuh peralatan dan sistem, tidak beracun, tidak dapat membeku atau mendidih, dan yang terpenting, terdapat banyak udara di sekitarnya. Penerapannya dalam sistem pemanas tidak memerlukan banyak solusi teknik khusus.

Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa manifold udara memiliki desain dan prosedur pengoperasian yang lebih sederhana. Dia tidak begitu aneh dalam hal pengoperasian. Selain itu, cara membuatnya sendiri juga mudah.

Fitur desain

Tentu saja ada banyak solusi teknis, tetapi secara umum perangkat, desain, skema pengoperasian kolektor surya udara dapat digambarkan sebagai berikut:

Dari ilustrasi tersebut dapat disimpulkan bahwa bagian utamanya adalah:

• Tubuh tersegel. Berfungsi untuk kemudahan pemasangan sistem dan penempatan komponen operasi utama kolektor udara surya;
• Penyerap/penyerap. Biasanya ini adalah panel berusuk yang terletak di dalam casing. Tugas utamanya adalah menyerap sinar matahari, diikuti dengan perpindahan panas ke udara yang bersirkulasi di kolektor. Untuk melakukan ini, sisi luar penyerap harus berwarna hitam dengan struktur matte (dalam hal ini, reflektifitasnya akan lebih rendah). Bahannya biasanya aluminium atau tembaga, yang memiliki konduktivitas termal tinggi. Tulang rusuk terutama digunakan dalam desain untuk meningkatkan area perpindahan panas, untuk memastikan mode aliran udara yang diperlukan di dalam casing;
• Isolasi eksternal. Ini adalah bahan transparan (kaca tempered), tugas utamanya adalah melindungi penyerap pengumpul udara surya dari kerusakan mekanis dan memastikan transmisi sinar maksimum;
• Isolasi termal. Lapisan material yang terletak di antara adsorber dan dinding rumah. Menghilangkan kehilangan panas selama sirkulasi aliran udara ke lingkungan.

Saat dipasang, pengumpul udara diarahkan ke selatan, miring ke cakrawala. Hal ini dilakukan untuk menjamin beban maksimum pada permukaan penyerap pada siang hari dan musim. Pengaruh orientasi lokasi pemasangan dalam ruang terhadap derajat insolasi (durasi dan luas datangnya sinar matahari) dapat dinilai pada ilustrasi berikut.

Diagram lingkaran di sebelah kiri menunjukkan derajat/intensitas aliran sinar matahari, dan tata letak di sebelah kanan menunjukkan efisiensi pengumpul udara bergantung pada orientasi dinding relatif terhadap titik mata angin.

Perlu juga diingat bahwa seluruh struktur di dalam rumahan harus ditempatkan sedekat mungkin dengan objek pemanas, jika tidak, kehilangan panas pada saluran udara sistem akan meniadakan seluruh efeknya.

Pemanasan udara dengan kaleng bir

Ketika tugasnya adalah merancang dan merakit kolektor surya udara dengan tangan Anda sendiri, hal pertama yang diperhitungkan adalah kesederhanaan maksimal dari desain akhir. Penggunaan bahan improvisasi akan mempercepat proses perakitan dan mengurangi biayanya, namun sifat-sifatnya tidak boleh diabaikan.

Telah disebutkan di atas bahwa tembaga atau aluminium adalah pilihan terbaik untuk penyerap unit surya udara karena kapasitas panasnya yang tinggi, namun lembaran logam tersebut memiliki biaya yang tinggi di jaringan ritel. Ternyata desainnya bisa diganti dengan sekaleng bir atau Coca-Cola sederhana - siapa bilang penyerap kolektor surya dengan sirkulasi udara harus rata. Untuk pembuatannya, paduan mangan-aluminium digunakan, dan semua ukuran distandarisasi dan sama.

Menarik ! Dengan menggunakan perhitungan sederhana, ternyata jika Anda meletakkan di situs dan menghubungkan 64 kaleng (8x8 persegi), maka luasnya akan sama dengan luas lembaran 1400x670 mm.

Selain kaleng itu sendiri, Anda harus membuat wadah untuk kolektor surya udara, yang disarankan untuk menggunakan lembaran kayu lapis atau papan chip. Untuk memastikan kekakuan dan kekuatan yang cukup, ketebalan pelat penukar panas matahari harus kira-kira 16-20 mm. Untuk memotong bagian-bagian sesuai ukuran, Anda perlu menggunakan gergaji bundar bersama dengan templatnya - sehingga permukaan pemotongan papan akan menjadi lebih rata.

Penting ! Saat menandai, Anda perlu meninggalkan kelonggaran untuk segmen dan pemrosesan di masa depan sekitar 3-5 mm per sisi.

Di antara mereka sendiri, papan rumah pengumpul udara diikat dengan sekrup atau konfirmasi dengan lapisan sealant wajib. Jika kayu lapis digunakan, maka seluruh struktur harus diperlakukan dengan pernis pelindung atau impregnasi.

Dinding bagian dalam badan penukar panas matahari udara diisolasi. Cara termudah untuk tujuan ini adalah dengan menggunakan busa polistiren ubin (PPS, EPS), yang dapat menempel pada perekat apa pun. Aluminium foil yang digulung diletakkan di atasnya sebagai lapisan reflektif. Sambungannya direkatkan dengan selotip aluminized.

Kaleng diikatkan ujung ke ujung - bagian bawah dimasukkan ke dalam leher, yang dipotong sebelumnya dengan gunting logam dan ditekan ke dalam badan. Beberapa lubang dibuat di bagian bawah kaleng dengan bor untuk mengatur sirkulasi udara, dan saat menyambung, sambungan harus dirawat dengan sealant. Agar kolom rakitan (8 buah 8 kaleng) dapat ditempatkan dengan aman di dalam kotak kayu, pemandu harus dibuat untuk kolom tersebut - lembaran tabung, yang lubangnya dibuat dengan bor inti.

Ketika desain manifold udara sudah siap, maka harus dicat. Untuk melakukan ini, Anda bisa menggunakan cat otomotif matte (ini penting!) Cat kalengan. Dari luar, toples ditutup dengan kaca merah panas atau kaca plexiglass. Ini memberikan transmisi sinar tingkat tinggi dan perlindungan untuk saluran udara di dalam casing.

Lubang sudah dibor di dinding belakang untuk memungkinkan udara bersirkulasi. Untuk memberikan tampilan yang lebih estetis, struktur yang sudah jadi dapat dimuliakan dengan menggunakan pelapis dari pelapis atau profil furnitur.

Sebelum memulai pengoperasian, Anda juga harus mempertimbangkan skema pengoperasian pengumpul udara. Mungkin sirkulasi alami akan terlibat atau kipas harus dipasang untuk menggerakkan udara secara paksa.

Bantuan lembaran logam

Pilihan sederhana lainnya untuk instalasi pemanas udara adalah kolektor, di mana papan bergelombang biasa berperan sebagai penyerap. Ini adalah lembaran berusuk dan bergelombang, yang, seperti kaleng pada contoh sebelumnya, ditempatkan dalam kotak kayu. Lapisan insulasi, misalnya wol mineral, juga diletakkan di bawahnya. Dari luar dipasang kaca transparan. Permukaan lembaran juga harus dilapisi dengan cat tahan panas, matte dan selalu hitam. Keuntungan dari pengumpul udara semacam itu adalah tidak diperlukannya finning tambahan. Selain itu, tidak perlu menggunakan bahan alumunium atau tembaga yang mahal. Mirip dengan versi jar, mode sirkulasi digunakan - alami atau paksa.