Вакуумды коллекторлы жүйелер

Аталған жүйеде жылу тасымалдағыштың енжар (пассив) айналмалы (циркуляциясы) жұмыс тәртібі қолданылады. Коллектордың жылу аккумуляциялайтын жылу жүру бағыты және түтіктері бірегей гидравликалық контурын құрайды. Су коллектор түіктерінде қызып бакқа көтеріледі, ал суық су бактан түтікке түседі. Осылайша, жылу аккуммуляциялайтын бакта су қызады. Суық су біраз ғана қысымның әсерінен бактың төменгі бөлігіне түседі, ал ыстық су бактың жоғары бөлігенен төмен ағады. Жүйедегі қысым 1-2 атмосферадан артпауы керек. Су, мысалы, кішігірім ашық қысымды бактан берілуі мүмкін.

Коллектордың ішіне біріктірілген (контактілік) бетті пластина және жылу өткізгіш білік енгізілген. Бұл түтік төменгі температураға төзімді және -50⁰С-ге дейін температурада жұмыс істеуге қабілеттілігін жоғалтпайды.

Мұндай коллекторлар тікелей түскен және шашыраған күн радиациясымен де жұмыс істейді. Бұл ерекшелік вакуумның қасиетімен бірге сырттағы жылу шығындарын азайтады және бұл коллекторларды суық, күңгірт қыс жағдайында тиімді болып табылады. Екіншіден, вакуумдық түтіктің дөңгелек пішінінің салдарынан күн сәулесі күннің басым бөлігінде жұтқышқа перпендикуляр түседі.

Күн коллекторларының тиімділігін арттыратын тәсілдер

Күн жылу коллекторларының тиімділігін арттыратын, мысалы, жұтатын бет-панельде шағылдыратын бетті, селективті жамылғыны, ұяшықты құрылғыны, жылу тұзақтарын қолдануға байланысты әртүрлі тәсілдер бар [25].

7.12-суретте қазіргі уақытта қолданылатын күн коллекторларының құрылымдары (конструкциялары) көрсетілген.

Шағылдырғыш беттер – 7.12 б, в, г-сурет күн сәулесінің шоғырландырғыш (концентрациясын) арттыруды және жылу шығындарын азайтуға ықпал етеді. Шағылдырғыш беттің пішіні жазық, гофрирленген, қисық болуы мүмкін.

Вакуумдалған коллекторлар 7.12 д-сурет, әсіресе жоғары температураларда жылу шығындарын азайтуды қамтамасыз етеді, 9 диффузды шағылдырғыш бет 3 түтікке түсетін энергия шамасын арттырады. Вакуумды 2 әйнек түіктің ішкі жағында болады, 3-түтіктер әйнектен, металдан, полимер материалдардан жасалады. 2-түтіктегі ауаның қысымы 0,001-0,1 Па құрайды.

Жылу құбырлары –7.12 е-суретте соңғы уақыттарда күн коллекторларында жылу түтігі қағидасын қолдануға деген қызығушылық туындауда. Жылу тасымалдағыш ретінде төменгі қайнайтын сұйықтарды қолдана отырып, жылуды тек күн радиациясы есебінен ғана емес қоршаған орта есебінен алу мүмкін. Бұл жағдайда жылу шығындарын азайту есебінен пайдалы әсер коэффициенті артады.

Полимер материалдарды қолдану –7.12 ж, з, г-суреттер коллектордың салмағын төмендетуге, әзірлеу технологиясын, жинауды, пайдалану және құрастыру жұмыстарын жеңілдетуге мүмкіндік береді.

7.12-сурет. Күн коллекторларының құрылымдары:

1 – қорабы (корпус); 2 – мөлдір жамылғы; фокуста 3 – жұтқыш түтікті; 4 – оқшаулағыш; 5 – оқшаулағыш беттік-пластина; 6 – айналатын білік; 7 – жылу алмастырғыш; 8 – жылу тасымалдағыш; 9 – шағылдырғыш бет; 10 – сильфонды тіректер; 11 – буландырғыш.

Жылу бак-аккумуляторлары

Сыйымдылық типті жылу аккумуляторлары

Күн энергиясымен жылу өндіру жүйесін бірқалыпты жұмыс істеу қабілетін қамтамасыз ету жүйесінде жылу аккумуляторларының алатын орны маңызды. Себебі күн радиациясының ерекшелігі күн, ай, жыл бойы оның түсуінің периодтылығы және объектінің жылу қабылдауының максимумы мен жылу берілудің максимумының сәйкес келмеуі болып табылады [25].

Бак-аккумулятордың көлемін таңдау жүйенің басқа сипаттамаларымен тікелей байланысты [19, 36]. Жылуға арналған құрылғылар ережеге сай, күн коллекторларының айтарлықтай аудандарына ие (4-тен 8 м²/адам және климаттық жағдайларға байланысты одан да жоғары). Суретте (7.15-сурет) жылу энергиясын аккумуляцилауға арналған кеңінен таралған құрылғылар келтірілген.

Жазғы уақытта бұл құрылғыларда жылу өндіру нысанның жүктемесінен артпайды, сондықтан аккумуляциялаушы құрылғылар қажет.

Пайдалану жүйелерінде әдетте күн коллекторының 1м² бак-аккумулятордың 50-ден 120 л-не дейінгі көлемі келеді.

7.15-сурет. Сулы (а) және майда тасты (б) сыйымдылықты жылу аккумуляторлары: 1 – жылу алмастырғыш; 2 – суық су; 3 – ысық су; 4 – жылу сақтайтын бак; 5 – майда тас қабаты; 6 – тор; 7,8 – ауа кіретін (шығару) орын.

Аккумуляторлар жұмыстық заттың жылу сыйымдылығы есебінен және де әртүрлі материалдардың фазалық ауысуларының жылуы есебінен де жұмыс істеуі мүмкін.

Әйткенмен тәжірибеде қарапайымдылығы, сенімділігі және бағасының арзандығы жөнінен жұмыстық зат су немесе ауа болатын бірінші типті аккумуляторлар кеңінен тараған. [1,7].Сулы аккумуляторлар әдетте жылу оқшаулағыш (изоляциялы) қабаты бар цилиндр болат резервуар түрінде болады. Көбінесе оларды үйдің астыңғы бөлігінде орнатады.

Бақылау сұрақтары:

1. Күн коллекторларының түрлері және оны жасайтын материалдардың түрлері.

2. Жазық күн коллекторларының негізгі элементтерінің жұмыс істеу тәртібі.

3. Жазық коллекторлардың жылу қабылдайтын беттік пішіні?

4. Шоғырландырғыш (фокустағыш) күн қондырғыларының түрлері және оныңпішіндері.

5. Парабола цилиндрлі шоғырландырғыштың негізгі элементтері, жұмыс істеу тәртібі.

6. Параболоид шоғырландырғыштың негізгі элементтері, жұмыс істеу тәртібі.

7. Френель линзалы шоғырландырғыштың негізгі элементтері жұмыс істеу тәртібі.

8. Түтікті вакуумдалған күн коллекторларының түрлері,негізгі элементтері және жұмыс істеу тәртібі.

9. Күн коллекторларының тиімділігін арттыратын тәсілдердің түрлері.

10. Ауаны жылытуға арналған күн коллекторы, оныңжылу қабылдайтын беттік пішіні және жұмыс істеу тәртібі?

11. Жылу бак-аккумуляторларының түрлері, материалдары,негізгі элементтері және жұмыс істеу тәртібі.

ДӘРІС