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Understanding Solare Wasser-Heizungen ISBN: 0-86619-266-2 [C] 1986, Freiwillige in Technischer Hilfe,
PREFACE
Dieses Papier ist eine einer Folge, die von Freiwilligen in veröffentlicht wird, Technische Hilfe, eine Einführung zu bestimmt bereitzustellen Staat-von-der-Kunst-Technologien von Interesse zu Leuten im Entwickeln countries., den Die Dokumente beabsichtigt werden, als benutzt zu werden, Richtlinien, Leuten zu helfen Technologien wählen, die geeignet sind, zu ihrem situations. werden Sie nicht beabsichtigt, bereitzustellen Konstruktion oder Implementierung-Details. People werden zu gedrängt verständigen Sie VITA oder eine ähnliche Organisation für weitere Informationen und technische Hilfe, wenn sie finden, daß ein besondere Technologie scheint, ihren Bedürfnissen zu entsprechen.
Die Dokumente in der Folge wurden geschrieben, wurden überprüft, und wurden illustriert fast ganz von VITA Volunteer technische Experten auf ein rein freiwilliger basis., den Einige 500 Freiwillige mit sich gebracht wurden, in der Produktion der ersten 100 Titel, die ausgestellt wird, und trägt bei ungefähr 5,000 Stunden ihrer Zeit. VITA Personal schloß ein Suzanne Bäche-Behandlung-typesetting und Anordnung, und Margaret Crouch als Projekt-Manager.
Der Autor dieses Papieres, VITA Freiwilliger Trinidad Martinez, macht umfangreiche Erfahrung im Design und der Konstruktion von Gewächshäuser und solar-Mauer lüften Heizungen, und konstruierten seines besitzen Sie 1,200 Quadrat-Fuß adobe-Heimat in Tres Ritos, Mexiko. Herr Martinez war auch ein technischer Rezensent für " das Verstehen Adobe. " The technischer Rezensent für dieses Papier, VITA Volunteer James Pringle, ist ein Kollege Editor/Analyst mit dem Datapro Forschen Sie Firma in Delran, New Jersey.
VITA ist ein Gefreiter, gemeinnützige Organisation, die Leute unterstützt, das Arbeiten an technischen Problemen in Entwicklungsländern. VITA bietet Informationen und Hilfe an, die bei behilflichen Individuen gerichtet werden, und gruppiert, um auszuwählen und Gerät-Technologien eignen Sie zu ihren Situationen an. VITA behält bei ein international Anfrage-Dienst, ein spezialisiertes Dokumentation-Zentrum, und ein computerisierter Dienstplan von Freiwilligem technische Berater; leitet, langfristiges Feld projiziert; und veröffentlicht eine Vielfalt von technische Handbücher und Dokumente.
I. INTRODUCTION
Die leichteste und meiste Nutzanwendung solarer Energie ist für das Heizen von water. Es ist zu Hitze technisch durchführbar gewesen Haushalt-Wasser, das solare Energie seit den 1930 benutzt. Solar bewässern Sie Heizungen für Heimaten und Industrie, ist beschäftigt worden beträchtlich in Israel, Australien, und Japan, und war ziemlich populär in Florida und Kalifornien vorausgehend, zu zweite Weltkrieg.
Eine solare Wasser-Heizung besteht aus einem solaren Sammler, eine Lagerung, tanken Sie, und, in den meisten Fällen, ein System von Leitungen, Wasser zu übergeben zwischen them. ist Der solare Sammler das zur solaren Heizung was ein Sieder ist zu einer konventionellen Heizung: es heizt das Wasser oder fluid. Depending auf der Technologie, die benutzt wird, solare Wasser-Heizung Systeme können Pumps oder natürlichen Kreislauf und Dose nutzen benutzen Sie Wasser oder andere Flüssigkeiten, um Hitze zu führen.
Heizen Sie von den Strahlen der Sonne, wird leicht durch erobert ein solar collector. EIN flaches Stück von Metall, das gut führt, wie Kupfer, Stahl, oder Aluminium, werden flatblack gemalt und werden gegenübergestanden zum sun. Die Oberfläche, auf der heizt, wenn ungeschützt zu das Sonne wird einen absorber. Als die Absorber-Hitzen, es, gerufen Übertragungen die Hitze zur Flüssigkeit innerhalb des Sammlers, sondern auch verliert Hitze zu seinen Umgebungen. , diesen Verlust von zu minimieren heizen Sie, der Boden und die Seiten dieses flachen Tellers werden isoliert und eine Glas oder plastische Decke wird über den Absorber gesetzt mit einem Luftraum zwischen den zwei. Diese Verglasung über ein gut-luftdicht verschlossene Sammler-Kiste wird das vertraute " Gewächshaus produzieren das Effect"-erlauben von Sonnenlicht zu betreten, während das Verhindern von Hitze von, entkommend (Zahl 1).
Für die maximale Sammlung von Sonnenlicht muß ein Sammler gegenüberstehen nach Süden in der nördlichen Hemisphäre oder dem Norden ins südlich hemisphere. Irgendeine Variation innerhalb 20 Grade Ost oder Westen ist akzeptabel, obwohl ein etwas westwärts ist Orientierung besser, weil die hohen Nachmittag-Temperaturen machen, das solar Sammler mehr efficient. Maximum, den Tüchtigkeit drei vorkommen wird, Stunden nach solarem noon. Während des Winters, 90 Prozent von das die Ausgabe von Sonne kommt während dieser Zeiten vor.
Der Winkel der die Strahlen-Marken der Sonne mit einer Senkrechte Oberfläche wird den Winkel von Vorkommen gerufen. Dieser Winkel bestimmt den Prozentsatz direkten Sonnenscheines, der durch abgefangen wird, ein surface. die Strahlen Der Sonne, die zur Oberfläche senkrecht sind, von einem Sammler wird zurück in die Atmosphäre nicht widergespiegelt. Der Sammler sollte ideal geneigt werden, damit es ist, den Strahlen der Sonne senkrecht. Mit einigen Rahmen und Bergen, die Sammler-Neigung kann leicht eingestellt werden; wenn ein fest Position wird gewünscht, der Winkel von Neigung kann zu eingestellt werden Breite plus 10 Grade.
Es ist wichtig sicherzustellen, daß Schatten von benachbart Gebäude, Bäume, und die allgemeinen Umgebungen schattieren nicht der collector. Kein mehr als fünf Prozent des Sammlers Gebiet sollte zwischen 9:00 vormittags und 3:00 nachmittags schattiert werden, übliche Zeit, überall ins Jahr. Eine der bedeutenden Quellen von Schattierung sind Bäume, deshalb sollte der Installateur von bewußt sein künftige growth. Schornsteine, neue Konstruktion, und ebene Zäune schattieren Sie vielleicht den Sammler, besonders im Winter wenn das Sonne macht einen niedrigen Bogen im Himmel, und Schatten sind lang.
II. DESIGN VARIATIONEN
Der Solare Sammler
Es gibt zwei allgemeine Arten solarer Sammler: jene der nutzen Sie einen großen flachen schwarzen Teller, um Hitze zu sammeln und jene, die die Strahlen der Sonne konzentrieren, um ein kleines Gebiet zu heizen. Die erste Art ist leichter und billiger zu konstruieren, aber bietet an weniger efficiency. Examples dieser Art schließen rieseln-Typ ein und flacher Teller collectors., den Der konzentrierende Sammler ist, tüchtiger, sondern auch teuerer. Many Vielfalten von diese Art von Sammler kann gebaut werden.
Die einfachste und billigste Art von Sammler ist der rieseln-Typ collector. Es besteht aus drei components: das Absorber, der Kopfsprung, und der Trog. Der Absorber der Halte das Sonnenlicht, konvertiert es, um zu heizen, und übergibt dieses heizen Sie zum beiläufigen liquid. Wie in Zahl 2, ein Wasser, gezeigt
füttern Sie, Leitung wird am Spitze-Rand von einem Neigen gesetzt gewellter sheet. Small Löcher (1/32 Zoll in Durchmesser) ist bohrte in diesen Kopfsprung bei jedem Tal oder jedem Trog. EINE Gosse beim Boden des Lakens sammelt warmes Wasser und Gewinne es zum Lagerung-Tank.
Die Einfachheit und niedriger Preis des rieseln-Typ-Sammlers überwiegen Sie seine arme Aufführung. Mit dieser Art von Sammler, es ist schwierig, Temperaturen größer als 10 zu erreichen Grade-Grad Celsius (18 Grade Fahrenheit) über das umliegende Luft-Temperatur, außer wenn sehr kleine Strömung-Raten sind, used. Einige Anwendungen sind die vor-Heizung von Wasser vorher ein zweite Heizung-Phase und die Heizung von Wasser für Fisch culture. Der rieseln-Typ-Sammler Selbst-entwässert und Bedürfnisse kein Schutz gegen Korrosion oder das Frieren. , den Es ist, relativ wartungsfrei.
Die am im allgemeinen gebrauchte Art solaren Sammlers für solar Wasser-Heizung ist der flache Teller-Sammler. Das Grund Bestandteile eines flüssig-Types flacher Teller-Sammler wird umrissen in Zahl 1. hält Der Absorber das Sonnenlicht an, konvertiert es zu heizen Sie, und Übertragungen die Hitze zur beiläufigen Flüssigkeit in Röhre. Als das Wasser geheizt wird, erhebt es sich durch die Röhre. EIN ununterbrochene gewundene Schlinge kann in irgendeinem Werbespot gesehen werden Tafeln, aber seine Verwendung wird zu Systemen mit einem Zirkulieren begrenzt PUMPE.
Rohre können am Absorber-Teller in viel ways. befestigt werden Das näher der Kontakt zwischen der Röhre und dem Laken das besser die Hitze transfer., Als Flüssigkeit durch gelenkt wird, oder über einem Teller muß Hitze zu diesen Kanälen von geführt werden die Teile vom Absorber, der den fluid. nicht berühren, Wenn die Leitfähigkeit (die Fähigkeit eines Materials zu erlauben das Strömung von Hitze) ist zu niedrig, die Temperaturen jener Teile, werden Sie sich erheben, und werd mehr Hitze vom Sammler entkommen, das Machen davon zu weniger efficient., um Hitze-Verlust zu reduzieren, der Absorber, Teller wird dicker zu sein haben oder die Röhre enger spaced.
Mit a-Metall hoher Leitfähigkeit wie Kupfer, der Teller können Sie dünner sein und der Röhre-spaced weiter auseinander. zu bekommen die gleiche Aufführung, die ein Aluminium-Teller zweimal zu sein hätte, als dick und ein Stahl-Laken neun Male so dick wie ein Kupfer Laken.
Kupfer ist schwierig zu malen, obwohl es gemacht werden kann. Das Löten von Kupfer zu Kupfer ist leicht. Aluminum, auf das ander geben Sie, ist sehr schwierig zu schweißen oder zu irgendeinem Metall zu löten. Aluminium ist eine gute Auswahl für thermale Aufführung, aber es ist Korrosion sehr anfällig. Copper ist die nächste Auswahl. Aluminium und Stahl sind leicht zu erhalten, aber sogar Aluminium ist schicklicher scarce., den Die beste Auswahl von Metallen zu sein haben wird, bestimmte neben Lage, Erhältlichkeit, Preis, und Dauerhaftigkeit.
Der Überzug eines Absorbers behält die Hitze im Sammler. Um den Prozentsatz von sunlght zu maximieren, der durch erhalten wird, das Absorber-Teller, der Absorber-Überzug muß rundweg schwarz sein. Hoch-Temperatur, die schwarze Farben benutzt werden können. Der Absorber Oberfläche muß gründlich vor dem Bewerben gereinigt werden das coating., den Ein ätzendes Bad maximale Haftfähigkeit sichert.
Der Decke-Teller oder das Verglasen auch von Reservaten heizt. Cover Teller sind durchsichtige Laken, die über dem Absorber sitzen. Short-wave Sonnenlicht dringt die Verglasung durch, wird gefangen, und ist konvertierte, um im Absorber zu heizen. , den Die Verglasung bereitstellen muß, viele Jahre Dienst in einer breiten Vielfalt von Wetter conditions. Commonly benutzte, durchsichtige Materialien schließen ein tempered-Glas, Glasfaser-verstärkter Polyester (lascolite), und dünnes plastisches films. Glas ist der vorgezogen choice., den Es hat, guter solarer transmittance, beim Zulassen von Eindringen zwischen 85-92, Prozent von Sonnenlicht, das eine Glas Oberfläche bei senkrecht schlägt, Vorkommen.
Für höhere Wasser-Temperaturen und eine größere Auswahl von möglich Anwendungen, DER konzentrierende SAMMLER ist DAS BESTE MÖGLICHER CHOICE. These Sammler benutzen einen oder mehr die Widerspiegeln von Oberflächen, Sonnenlicht auf zu konzentrieren ein klein Absorber area., den Dies die Menge von Energie pro Einheit vervielfacht, Gebiet und Marken es heißer schneller. Das kleine Absorber-Gebiet Begrenzungen die Hitze loss. EIN gebogenes Widerspiegeln Oberfläche kann widerspiegeln ankommendes Sonnenlicht auf ein noch kleineres Gebiet, wie ein geschwärzte Leitung mit Wasser, das dadurch läuft. so ein Konzentrieren Sammler wird äußerst gut in direktem Sonnenlicht auftreten, aber werden Sie überhaupt nicht während wolkiger oder dunstiger Himmel arbeiten weil nur einige Strahlen werden erobert werden und werden auf die schwärzten widergespiegelt werden pipe., tüchtig zu sein, so ein Sammler erfordert dieses Licht stoßen Sie den Rückstrahler oder die Linse bei einem bestimmten Winkel. eine Technik für das Schaffen davon ist eine automatische Sonne, die System nachspürt, fügte zu einem elektronischen Motor zusammen. Simpler, der konzentriert, Sammler können von Hand eingestellt werden. am größtenteils, konzentrierende Sammler erfordern kultiviertes Design und die Herstellen von Techniken und ist, deshalb, schwierig zu Marke.
Der zusammengesetzte Parabol Sammler ist der einfachste zu konstruieren Sie und use., den Dieser Sammler eine Reihe von Parallele benutzt, die Widerspiegeln von Trögen, solare Strahlung auf zu konzentrieren ein geschwärztes kupfernes Rohr, das an der Basis jedes Troges läuft. mit guten Zuständen, eine Sammler-Tüchtigkeit von drei zu achtfache Konzentration ist möglich. , den Der Sammler operiert, bei 50 prozentiger Tüchtigkeit, während das Erzeugen von 150 Prozent oben, das vom Außen air. An wolkigen oder dunstigen Tagen alle Strahlen das Betreten des Troges wird zum Absorber bottom. Mit eintrichtert eine Ost-West Orientierung das Sammler-Bedürfnis nicht Fährte das sun. EINE monatliche Änderung in Neigung-Winkel ist genügend.
Das meiste solare Wasser, das Systeme heizt, fällt in vier breit Arten:
1) Direct natürliche thermosiphon-Systeme, 2) Pumped oder direkte Systeme, 3) Secondary Flüssigkeit oder Hitze-Tausch-Systeme, oder 4) Integral oder Breadbox Systeme.
DIE SOLARE HEIZUNG
Das meiste solare Wasser, das Systeme heizt, fällt in einen von vier breit categories: natürliche thermosiphon-Systeme, pumpte oder " lenkt " Systeme, sekundäre Flüssigkeit oder " Hitze-Tausch "-Systeme, und wesentlich oder " breadbox "-Systeme. EINE Beschreibung von jedem von diese Systeme folgen.
Natürlicher Thermosiphon Systems
Die älteste und zuverlässigste Methode vom Heizen von Wasser Benutzen solare Energie ist das direkte thermosiphon-System. Dieses System Aufnahmen-Vorteil der Tatsache, daß Wasser in heizte, das Sammler dehnt sich aus und wird weniger dicht. Das Gewicht von das kühleres, schwereres Wasser vom Lagerung-Tank verschiebt das gewärmtes Wasser im Sammler, das Zwingen davon, bergauf in zu fließen die Spitze vom Lagerung-Tank, der der wärmste Teil ist. Das Versorgung-Leitung zum Boden des Sammlers sollte in füttern der kühlste Teil von das Tank-der Boden. Seit dem Gewicht von die kühle Säule von Wasser-Ursachen die Strömung, der Lagerung-Tank, muß über dem Sammler gefunden werden.
Es gibt drei Grund Bestandteile eines thermosiphon-Systems und der Weg in dem natürliche Kreislauf-Arbeiten. Water fließt in ein ununterbrochenes System von der Wasser-Quelle zu den Wasser-Abflüssen. Kaltes Wasser wird zum Gebäude unter Druck von geliefert ein gesunde oder zentrale Wasser-Versorgung. Gravity Strömung oder ein mechanisch Pumpe kann auch Druck bereitstellen. Transfer Leitungen befördern das geheiztes Wasser vom Absorber zum Lagerung-Tank.
Die Bewegung von Wasser in diesem System ist nicht sehr schnell, seit die treiben Kraft (der Unterschied in Wasser-Dichten) ist nicht great., den Die designer/builder sicherstellen sollten, daß das System stellt unbeschränkten flow. bereit, den Die Installateurarbeit keine haben sollte, Biegungen, leichten Stöße, oder Doppelgänger unterstützt, als diese Konfigurationen verringern Sie die natürliche Strömung von Wasser. Circulation kommt nur vor wenn solare Energie verfügbar ist, deshalb Selbst-kontrolliert das System. Das höher die solare Strahlung, das größer das heizend und das schneller der Kreislauf.
Die Leitungen müssen sich aufwärts vom Sammler zur Lagerung neigen Tank, damit Luft nicht gefangen werden kann und den flow. angehalten werden kann, Das das Erheben Säule heißen Wassers in der Übertragung-Leitung geht das Sammler beim Öffnen von B und betritt den Tank beim Öffnen von A.
Bewässern Sie im Sammler, muß haben ein ununterbrochen aufwärts Pfad zu die Lagerung tank. Therefore, alle Leitungen, die den Tank von betreten, der Sammler muß eine ununterbrochene obere Neigung weiter haben ihr voller length., den Dies verhindern wird, den Luft vom Bilden in sprudelt, die kalten oder heißen Wasser-Leitungen. Air wird durch vorbeigehen das das Neigen von Leitungen in den heißen Wasser-Lagerung-Tank. EIN ununterbrochen erheben Sie sich bei einem Winkel, ist besser als ein senkrechter Anstieg, der durch gefolgt wird, ein waagerechter run. Long waagerechte Läufe sollten avoided. sein EIN ununterbrochen aufwärts neigen Sie sich (1-3 Zentimeter) wird in gebraucht das System vom Boden der Lagerung in die Spitze von das tank., den Diese Methode nicht funktionieren wird, weil irgendeine Luft im System werden Sie in den waagerechten Leitungen sammeln und werden Sie beeinträchtigen das bewässern Sie Kreislauf.
<ZAHL; 3>
Ein Weg, dieses Problem zu überwältigen sollte ein 3/4 Zoll Eisen schweißen Leitung-Verbindung auf den oberen 1/3 Teil des Tanks. Das Tank-Gosse-Öffnung kann für den kalten Wasser-Meeresarm benutzt werden oder noch eine 3/4 Zoll eiserne Leitung-Verbindung kann ungefähr 3 geschweißt werden Zoll vom Boden des Tanks.
Wenn es nicht möglich ist, eine Öffnung zu schweißen, zu verhindern, fing lüften Sie, ein Bluter-Rohr kann benutzt werden, um Luft vom System zu bluten. Die Luft-Bluter-Linie muß von kleinem Durchmesser sein, zu verhindern ein das Absaugen von Problem, das mit größerem Durchmesser vorkommen würde, Röhre.
<ZAHL; 4>
Galvanisiertes Eisen, Kupfer, oder sogar kann plastische Leitung zu benutzt werden konstruieren Sie die Übertragung-Leitungen. Für einen Sammler 3 quadratische Füße, zwei Übertragung pumpt einen Zoll in Durchmesser, wird gebraucht. Wenn das Leitungen sind in Durchmesser kleiner, thermosiphoning werden beginnen später am Morgen und früher am Nachmittag weil höhere Sammlung-Temperaturen werden benötigt werden, zu fahren das Strömung.
Übertragung-Leitungen müssen gut isoliert werden, um beizubehalten die hohe Temperatur vom Wasser, das vom Sammler kommt. Durch das Finden des Sammlers in der Nähe vom Tank und das Reduzieren das Länge der Übertragung-Leitungen, das totale Oberfläche-Gebiet durch welche Hitze kann verloren werden, wird reduziert. , den Die Leitungen auch sein müssen, fähig, ununterbrochenen Druck von einem zentralen Wasser standzuhalten System.
Der Lagerung-Tank ist das Reservoir, das das geheizte Wasser hält, vom Sammler, das Machen davon verfügbar wenn gebraucht hat. Der Tank sollte Glas-gefüttert werden oder sollte plastisch-gefüttert werden, um Rost anzuhalten. Das Lagerung-Tank muß über dem Sammler gefunden werden. Das Minimum wirksame Entfernung zwischen dem Lagerung-Tank und dem Sammler ist 24 inches. Unter dieser Entfernung, natürlicher Kreislauf wird arbeiten Sie nicht.
Die eigentliche Größe des Tanks hängt von heißem Wasser-Verbrauch ab. Der Tank sollte groß genug, um bereitzustellen gemacht werden ein Tag heiß Wasser braucht für jede Person. EINE Beispiel-Formel für das Bestimmen Tank-Größe ist wie folgt:
1) Hot Wasser-Forderungen pro Person pro Tag = ____gallons. 2) Number von Leuten in Haushalt = _gallons. 3) Größe von Lagerung brauchte (1x2+20% (1x2)) =____gallons.
Note: Für ein aller-solares System, diese Kapazität sollte sein verdoppelte.
Sammler-Größe ist verhältnismäßig, Größe zu tanken. EIN guter General Regel ist ein Quadrat-Meter (39 1/2 quadratische Zoll) von Sammler Gebiet für 41 1/2 Liter (11 Gallonen) von heißem Wasser, das gewünscht wird.
Der Tank kann entweder horizontal oder senkrecht gesetzt werden, obwohl eine aufrechte Position am besten ist, weil heißeres Wasser kann, würde vor dem kälteren Wasser gezeichnet, fängt an, hinaus zu fließen. Das höher der Tank ist vom Sammler, das weiter der Tank kann horizontal weg vom Sammler bewegt werden. EIN zweckmäßige Formel sind zwei waagerechte Füße für jeden Fuß von senkrechte Leitung vom Sammler zu Lagerung-Tank.
Der Lagerung-Tank muß gut isoliert werden, um Hitze zu reduzieren loss., den Es sein sollte, wenn möglich, innerhalb eines building. Vor den Lagerung-Tank besteigend, der Installateur sollte das betrachten jede Gallone Wasser wiegt 8.33 Pfund, und die Struktur auf welcher die Tank-Ruhen sollten vom Unterstützen fähig sein das erforderliches Gewicht von sowohl Wasser als auch Tank.
Ob ein oder zwei Tanks benutzt werden, dient solare Energie zu wärmen Sie das Haushalt-Wasser vor. Bei Nacht und an wolkigen Tagen ein konventionelle Hilfs Heizung kann den Lagerung-Tank erhöhen der gewünschte temperature. An sonnigen Tagen, die Hilfs Heizung sollen Sie weg bleiben.
Gepumpte Systeme
Das nächste gewöhnlichste solare Wasser-Heizung-System wird gerufen ein gepumptes System, auch rief ein offenes System oder ein direktes System weil das System trinkbares Wasser unter Nutzen verbreitet, setzen Sie direkt durch die solaren Sammler unter Druck und in storage. EIN gepumptes System wird in Fällen benutzt wo Biese Läufe ist zu lang oder es gibt keine Position für einen hohen Tank. Der Lagerung-Tank wird unter den Sammler gesetzt und das Pumpe-1/10 Pferdestärke oder wird benutzt, um das Wasser von zu bewegen der Sammler zum Lagerung-Tank und zurück wieder. Das Sammler hat eine höhere Tüchtigkeit mit einer sicheren festen Strömung von Wasser.
<ZAHL; 5>
Freiheit in der System-Anordnung berücksichtigt größere Biegsamkeit in der Lage vom Lagerung-Tank und dem Sammler. Das Sammler und sein Rohrleitungen bilden eine einzelne Kreislauf-Schlinge, die gebunden wird, in den Gastgeber Wasser Lagerung Tank. In diesem System, für Beispiel, der Sammler kann auf dem Dach bestiegen werden, das Lagerung-Tank im Kellergeschoß, und die Wasser-Wasserhähne auf das zuerst Boden.
Dieses System operiert, indem sie den Temperatur-Unterschied spürt, zwischen dem Sammler und dem Lagerung-Tank. EIN Unterscheidungsmerkmal Thermostat, der zwei Sensor-einen in der Nähe vom Sammler-Abfluß hat, und man in der Nähe von den Tank-Abfluß-Sinnen, wenn der Sammler ist, ein bestimmte Menge heißer als der Lagerung-Tank (normal 8-11 Grade Fahrenheit) . This automatischer Kontrolleur spürt das Temperatur-Unterschied, Drehungen auf der Pumpe, und zirkuliert bewässern Sie vom kalten Lagerung-Tank zum warmen Sammler. Dieses Prozeß setzt bis die Temperatur beim Boden von fort das Tank bekommt zu innerhalb 3-5 Grade Fahrenheit des Sammlers temperature. Then die Pumpe schaltet ab und Kreislauf stops. EIN viel weniger teure Alternative ist ein Thermostat-Satz zu aktivieren Sie die Pumpe, wenn der Sammler erreicht, ein stellen Sie vorein Temperatur, ungefähr 130 Grade Fahrenheit, oder auszumachen das Pumpe, wenn Lagerung-Tank eine vorherbestimmte Temperatur von erreicht, ungefähr 160 Grade Fahrenheit.
Als heißes Wasser vom Hilfs Tank gezeichnet wird, wird es sein ersetzte mit kaltem Wasser und reduzierte die Temperatur dadurch von die Lagerung tank. Wenn die Temperatur des Lagerung-Tanks Tropfen genug, den Kontrolleur auszulösen, der Kontrolleur wird schalten Sie die Pumpe an und beginnen Sie Wasser, das durch zirkuliert, das Sammler again., Sobald der Tank bis zu Temperatur gebracht wird, das System wird ausmachen.
Frieren-Schutz für dieses System bringt zwei Methoden mit sich. Das zuerst sollte Methode den Sammler entwässern wenn ein Frost Zustand kommt vor und wird " Gosse hinunter " gerufen. Die " Gosse entlang " Methode automatisch Gossen die Sammler und keine entlang legte Rohrleitungen durch das Operieren eines unterscheidenden Thermostats frei der aktiviert zwei Doppel selonoid-Ventile. Ein hinzugefügtes Merkmal schließt einen maual " Gosse-deprimiert " bei einem Macht-Mißerfolg ein.
Die zweite Methode, die " zirkuliert, wird " gerufen und einfach Anfänge die Pumpe, warmes Wasser vom Lagerung-Tank zu zu verbreiten das Sammler, wenn die Sammler-Temperatur 38 Grade erreicht, Fahrenheit und das Pumpen bis den Sammler fortzusetzen Reichweiten ungefähr 50 Grade Fahrenheit. In wirklichen kalten Klimas es ist möglich, daß alle Energie im Lagerung-Tank sein wird, brauchte im Versuchen, den Sammler abzuhalten vom Frieren unten auf kalte Zustände und verursacht dadurch einen System-Mißerfolg.
Um umgekehrten Kreislauf oder thermosiphoning bei Nacht zu verhindern oder an einem kalten Tag wird ein Scheck-Ventil im Sammler installiert Rückkehr-Linie zum Lagerung-Tank, Strömung von zu verhindern das heiß tanken Sie zum kalten Sammler.
Das gepumpte System wie das thermosiphoning-System kann benutzt werden mit ein elektrisch oder Gas Hilfs System. sowohl Tank als auch Sammler muß entworfen werden, um städtisches Wasser zweimal standzuhalten Druck.
Das gepumpte System wird auch ein aktives System gerufen weil es bringt komplexe und voneinander abhängigen Bestandteile mit sich. Das Sammler, flüssige Transport-Systeme und Hitze-Lagerung Container erfordern ein Netzwerk von Kontrollen, Ventile, Pumpen, Fächer, und Hitze exchangers., den Sie generell mehr sind, eignen Sie für Wohnung-Gebäude an, Schulen, Krankenhäuser, und Bürogebäude als für einzeln-Familie-Wohnungen. In einigen Fälle, das aktive System kann mehr Energie im Laufen konsumieren die Pumpen und die Kontrollen als die Sonnensystem-Ballabwehr.
Anders als das thermosiphon-System ist das Problem gefangener Luft als die Pumpe ausgeschlossen, kann die Luft durch die Linien zwingen in den Tank, wo es dann bei den Wasserhähnen befreit werden kann.
Diese Art von System ist generell teuerer als das thermosiphoning system. However, das längere Leben, niedrigeres Risiko, und Aufführung-Marke dieses System marktfähig, und deshalb attraktiver.
Die wirksamste Methode von Schutz gegen das Frieren das Sammler ist das " geschlossene System " oder die Verwendung eines Frostschutzmittels und Wasser-Lösung im Sammler-Rohrleitungen. Diese Hitze Tausch-Flüssigkeit liefert Hitze vom solaren Sammler zu das Lagerung tank., den eine Form von Hitze-exchanger eine Rolle von Kupfer ist, Röhre tauchte im Lagerung-Tank ein. , zu dem Die Rolle verbunden wird, der Lagerung-Tank, ein Einzelzimmer " zu bilden, das " Strömung-Schlinge geschlossen wird.
Der bedeutende Vorteil dieses Systems ist seine Dauerhaftigkeit als ein Ergebnis reduzierter Korrosion. Die Tüchtigkeit dieses Systems hängt auf Hitze-exchanger-Design, Oberfläche-Gebiet, und Art von ab flüssiger used., den EINE glycol-basierte Frostschutzmittel-Wasser-Mischung am meisten ist, im allgemeinen used. Es ist zu ähnlich dieses gebraucht in Autos. Korrosion-Schutzmittel in der Flüssigkeit schützen die Leitungen. However, in Zeit, die glycol-gegründet wird, werden Frostschutzmittel zerstörend und müssen sein ersetzte.
Bedienung dieses Systems ist relativ problemlos. However, der Entwerfer muß vorsichtig sein, daß die Flüssigkeit nicht leckt, in die Lagerung ist tank. Antifreeze eine sehr giftige Substanz und muß die Wasser-Versorgung nie betreten. EIN gewöhnlicher Weg zu überwältigen Sie, dieses Problem sollte den Hitze-exchanger herum einwickeln die Lagerung tank. Der ganze Tank und Hitze-exchanger ist dann gut isolierte mit adäquater Decke-Isolation.
Sammler zu kontrollieren setzt unter Druck und verhindert Dunst-Schlösser, einige, besondere und teure Zubehöre brauchten nicht auf offenen Systemen wird auf geschlossenen Systemen erfordert. , den Diese einschließen,:
1) ein Ausdehnung-Tank, 2) ein besonderes Unterdruck Erleichterung-Ventil, 3) ein Säuberungsaktion-Ventil für Verwendung während des Füllen, 4) ein Manometer für das Füllen, 5) teures Öl oder Frostschutzmittel-Füllung, und 6) ein Installateur, der besondere Ausrüstung für das Füllen besitzt, das System.
" Breadbox Systems "
Eine tüchtige Art von Wasser-Heizung, in der am meisten benutzt werden kann, Gebiete sind der " breadbox " solare Wasser-Heizung. Der breadbox solare Wasser-Heizung kombiniert solare Sammlung und Wasser Lagerung funktioniert in einer Einheit. , den Es normalerweise benutzt wird, um vorzuwärmen, bewässern Sie für eine konventionelle Wasser-Heizung. Placing es als schließen Sie als möglich zur Hilfs Heizung-Unterhalt-Leitung läuft Kurzschluß, das Reduzieren von Hitze loss. wie mit total solaren heißen Wasser-Systemen, Leitungen, die heißes Wasser tragen, müssen gut isoliert werden. , für zu erlauben Reparaturen und reguläre Aufrechterhaltung, die Installateurarbeit sollte sein arrranged, damit die breadbox geumfahren werden können, wenn notwendig. Das breadbox sollten auch mit einer Gosse ausgestattet werden.
<ZAHL; 6>
Die Luft, die Ventil abreagiert, wird geöffnet, um Luft von zu befreien das System, als das Füllen der Tanks, und gefangene Luft zu befreien wenn in operation. öffnet Das Vakuum-Erleichterung-Ventil, um zu verhindern ein saugen Sie innerhalb des Systems ab, während Sie es entwässern. EINE Temperatur Stärke installierte auf dem heißen Wasser-Abfluß zwischen dem Tank und das Haus kann zeigen, wann das System entlang zuzufallen ist, verhindern Sie freezing. Wenn die Temperatur konsequent Ansätze Frieren, das System sollte entwässert werden.
Flexible kupferne Schläuche sind der leichteste Weg, Tanks in zu verbinden doppelter Tank systems., Als das Verbinden von kupferner Röhre zu Stahl, Tanks oder galvanisierte Metall und Kupfer, der Installateur sollte benutzen Sie dielectric-Verbindungen immer, um Korrosion zu reduzieren. Das Sammler-Lagerung-System sollte jährlich entwässert werden und fragte für Bodensatz und Löcher nach.
The tanken im breadbox, kann als die Lagerung benutzt werden tank Holz Feuer Hitze exchanger, beim Machen davon zu einem Ideal, Kombination von solar und Holz-Wasser-Heizung. In kalten Gebieten, ein Holz-Feuer während Winters kann Frost-Schutz sicherstellen. Mit so ein auxilliary-Heizung-Umstände, es gibt eine Gefahr von überhitzend und daraus folgende Dampf-Explosion. EINE Druck-Erleichterung Ventil muß im System eingeschlossen werden.
III. CHOOSING DIE TECHNOLOGIE DIREKT FÜR SIE
Die Auswahl einer solaren Wasser-Heizung verläßt sich auf die Ressourcen verfügbar und die Anwendung, für die es used. sein werden, Das das Heizen von Systemen kann zusammengefaßt werden wie folgt.
Die Auswahl unter solaren Sammler-Technologien hängt von Preis ab und auf der Menge von Hitze erforderte f oder das bestimmt application. Der Rinnsal-Sammler ist ein einfach, preisgünstig Möglichkeit, aber es kann keine hohe Wasser-Temperaturen erreichen. Das flacher Teller-Sammler ist tüchtiger, aber erfordert zusätzliche Aufwendungen für Röhre. , hohes Wasser zu erreichen Temperaturen, irgendeine Art vom Konzentrieren von Sammler muß sein benutzte.
Die pumpten und sekundäre flüssige Systeme beides Angebot das Vorteil ununterbrochenen Kreislaufes bei einer schnelleren Geschwindigkeit als das direkte thermosiphon-System. However, sie erfordern eine externe Quelle von Macht, und sie beide erfordern Druck Ventile.
Die gesamte Tüchtigkeit des offenen gepumpten Systems ist höher als das geschlossene sekundäre flüssige System, und sein Preis ist beachtlich lower. Fluid im sekundären flüssigen System erfordert mehr pumpende Energie als macht die gleiche Menge von bewässern Sie in einem offenen system. Der Hitze-exchanger in ein schloß System fügt Widerstand zum Kreislauf der Flüssigkeit so hinzu das Vergrößern der Energie, die für das Pumpen erfordert wird. Furthermore, das Kapazität der Flüssigkeiten, Hitze aufzunehmen ist weniger als das von bewässern Sie, so mehr Flüssigkeit muß durch das System für gepumpt werden die gleiche Menge von Hitze-Tausch. andererseits, das sekundäres flüssiges System ist äußerst dauerhaft.
Das breadbox-System ist eine sehr tüchtige solare Wasser-Heizung für Verwendung in Tandem mit einer konventionellen Wasser-Heizung oder als das Lagerung-Tank für einen Holz Feuer Hitze exchanger. , den Es nicht macht, erfordern Sie die Verwendung von Übertragung-Leitungen, aber erfordern Sie das Abreagieren und Ventile zu releave-Druck.
Im allgemeinen hat solare Heizung verschiedene Vorteile hinüber das traditionelle Technologien, die auf Kohle, Öl, oder Gas gegründet werden. Als die Versorgung fossiler Brennstoffe schwindet, Umwelt Schaden weiter fügt zur wahllosen Verwendung dieser Brennstoffe hinzu. Kern Macht droht, eine neue Runde von Verunreinigung zu bringen und waste. Eine Antwort zu Energie-Beraubung ist die Verwendung von solar Energie unsere Heimaten zu heizen und abzukühlen sowie zu liefern ein Prozentsatz von den elektrischen und heißen Wasser-Bedürfnissen der Welt.
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