Войти
Передний фасад этого здания представляет собой систему солнечного нагрева воздуха, которая нагревает входящий вентиляционный воздух для солнечное воздушное отопление - это солнечная тепловая технология, в которой энергия солнца, солнечного света, улавливается поглощающей средой и используется для нагрева воздуха.. Солнечное воздушное отопление - это технология нагрева с использованием возобновляемых источников энергии, используемая для нагрева или кондиционирования воздуха в зданиях или в технологических системах отопления. Как правило, это наиболее экономически эффективная из всех солнечных технологий, особенно в коммерческих и промышленных применениях, и она предназначена для наибольшего использования энергии зданий в климатических условиях отопления, а именно для обогрева помещений и обогрева промышленных процессов.
Солнечные коллекторы воздуха можно разделить на две категории:
Солнечные коллекторы для тепло воздуха можно классифицировать по путям распределения воздуха или по материалам, таким как глазурь или неглаз изд. Например:
Термин «неглазурованный воздухосборник» относится к солнечной системе воздушного отопления, которая состоит из поглотителя без стекла или остекления сверху. Самый распространенный тип неглазурованных коллекторов на рынке - это солнечный коллектор. Эта технология была изобретена и запатентована канадским инженером Джоном Холликом из Conserval Engineering Inc. в 1990-х годах, который работал с Министерством энергетики США (NREL ) и Natural Resources Canada о коммерциализации технологии во всем мире. Эти правительственные агентства тщательно контролируют технологию, и компания Natural Resources Canada разработала инструмент оценки осуществимости RETScreen для моделирования экономии энергии от установленных солнечных коллекторов. Джон Холлик и обнаруженный солнечный коллектор были отмечены Американским обществом инженеров-механиков (ASME) в 2014 году как одно из лучших изобретений индустриальной эпохи наряду с Томасом Эдисоном, Генри Фордом, паровой машиной и Панамский канал - выставка в Нью-Йорке, посвященная лучшим изобретениям, изобретателям и инженерным достижениям последних двух столетий.
Несколько тысяч просвечиваемых солнечных коллекторов было установлено в различных коммерческих, промышленных, институциональных, сельскохозяйственных и технологических приложениях в более чем 35 странах по всему миру. Первоначально эта технология использовалась в основном в промышленных приложениях, таких как производственные и сборочные предприятия, где требовались высокие требования к вентиляции, многослойному потолку тепла и часто отрицательное давление в здании. Первый в мире неглазурованный коллектор из прозрачного стекла был установлен Ford Motor Company на своем сборочном предприятии в Оквилле, Канада.
В связи с растущим спросом на установку систем возобновляемой энергии в зданиях, солнечные коллекторы стали появляться теперь используются во всем строительном фонде из-за высокого производства энергии (до 500-600 пиковых тепловых ватт на квадратный метр), высокой конверсии солнечной энергии (до 90%) и более низких капитальных затрат по сравнению с солнечными фотоэлектрическими и солнечными батареями для нагрева воды.
Неглазурованные воздухосборники нагревают окружающий (наружный) воздух вместо рециркулируемого воздуха в здании. Солнечные коллекторы с прозрачным светом обычно монтируются на стену, чтобы улавливать нижний угол наклона солнца в зимние отопительные месяцы, а также отражать солнце от снега и обеспечивать их оптимальную производительность и окупаемость инвестиций при работе с расходом от 4 до 8 куб. (От 72 до 144 м3 / ч.м2) площади коллектора.
Внешняя поверхность просвечиваемого солнечного коллектора состоит из тысяч крошечных микроперфораций, которые позволяют улавливать пограничный слой тепла и равномерно втягивать его в воздушную полость за внешними панелями. Этот нагретый солнечной батареей вентиляционный воздух втягивается в систему вентиляции здания из воздуховыпускных отверстий, расположенных вдоль верхней части коллектора, и затем воздух распределяется по зданию обычными средствами или с помощью системы воздуховодов.
Обширный мониторинг, проведенный Natural Resources Canada и NREL, показал, что установленные солнечные коллекторы снижают на 10-50% обычную тепловую нагрузку и что RETScreen является точным предсказателем производительности системы.
Просвечивающие солнечные коллекторы действуют как защита от дождя, а также улавливают потери тепла, выходящие из оболочки здания, которые собираются в воздушной полости коллектора и возвращаются в систему вентиляции. Солнечные системы воздушного отопления не требуют технического обслуживания, а ожидаемый срок службы составляет более 30 лет.
Неглазурованные прозрачные коллекторы также могут быть установлены на крыше для применений, в которых не подходит для южной стены или по другим архитектурным соображениям. Ряд компаний предлагают коллекторы вентилируемого воздуха, подходящие для монтажа на крышу, либо устанавливаемые непосредственно на наклонную металлическую крышу, либо в виде модулей, прикрепляемых к воздуховодам и подключаемых к расположенным поблизости вентиляторам и установкам HVAC.
Более высокие температуры также возможны при использовании коллекторов, которые могут быть сконфигурированы для двойного нагрева воздуха для увеличения повышения температуры, что делает их пригодными для обогрева помещений больших зданий. В двухступенчатой системе первая ступень представляет собой типичный неглазурованный коллектор, а вторая ступень имеет остекление, покрывающее просвечиваемый коллектор. Остекление позволяет направлять весь нагретый воздух из первой ступени через вторую группу коллекторов для второй ступени солнечного нагрева.
Еще одним нововведением является рекуперация тепла от фотоэлектрических модулей (которое часто в четыре раза больше, чем электрическая энергия, вырабатываемая фотоэлектрическим модулем) путем установки фотоэлектрических модулей в воздушную солнечную систему. В случаях, когда существует потребность в обогреве, включение солнечного воздушного компонента в фотоэлектрическую систему дает два технических преимущества; он отводит фотоэлектрическое тепло и позволяет фотоэлектрической системе работать ближе к своей номинальной эффективности (которая составляет 25 C); и это уменьшает общий период окупаемости энергии, связанный с комбинированной системой, потому что тепловая энергия улавливается и используется для компенсации обычного нагрева.
Работая аналогично обычной печи с принудительной подачей воздуха, системы вырабатывают тепло путем рециркуляции кондиционированного воздуха здания через солнечные коллекторы. Благодаря использованию поверхности для сбора энергии, поглощающей тепловую энергию солнца, и воздуховода для соприкосновения с ней, можно создать простой и эффективный коллектор для различных систем кондиционирования воздуха и технологических процессов.
Солнечный воздушный коллектор SPF Простой солнечный воздушный коллектор состоит из абсорбирующего материала, иногда имеющего селективную поверхность, для улавливания солнечного излучения и передачи этой тепловой энергии воздуху посредством теплопроводности. перевод. Этот нагретый воздух затем направляется по воздуховоду в пространство здания или в производственную зону, где нагретый воздух используется для обогрева помещения или технологических нужд.
Первопроходцем для этого типа системы был Джордж Лёф, который построил воздушную систему с солнечным обогревом для дома в Боулдере, штат Колорадо, в 1945 году. Позже он включил гравийную подушку для хранения тепла..
В проходной конфигурации воздух, проходящий на одной стороне абсорбера, проходит через перфорированный или волокнистый материал и нагревается за счет проводящих свойств материал и конвективные свойства движущегося воздуха. Проходные поглотители имеют наибольшую площадь поверхности, что обеспечивает относительно высокие скорости теплопроводности, но для значительного падения давления может потребоваться большая мощность вентилятора, а износ определенного материала поглотителя после многих лет воздействия солнечного излучения может дополнительно создать проблемы с качеством воздуха и производительностью..
В конфигурациях с обратным, передним и комбинированным проходом воздух направляется либо сзади, либо спереди, либо с обеих сторон нагреваемого поглотителя от возврата к коллекторам приточных каналов. Хотя прохождение воздуха по обеим сторонам абсорбера обеспечит большую площадь поверхности для теплопроводной передачи тепла, проблемы с пылью (засорение) могут возникать из-за прохождения воздуха через переднюю сторону абсорбера, что снижает эффективность абсорбера из-за ограничения количества получаемого солнечного света.. В холодном климате воздух, проходящий рядом с остеклением, дополнительно вызывает большие потери тепла, что приводит к снижению общей производительности коллектора.
В различных приложениях можно использовать технологии солнечного нагрева воздуха для уменьшения углеродного следа от использования традиционных источников тепла, таких как ископаемое. топливо, чтобы создать устойчивые средства производства тепловой энергии. Такие приложения, как обогрев помещений, продление сезона в теплицах, предварительный подогрев воздуха для вентиляции или технологическое тепло, могут быть решены с помощью устройств солнечного нагрева воздуха. В области «солнечной когенерации» солнечные тепловые технологии сочетаются с фотоэлектрической системой (PV), чтобы повысить эффективность системы за счет охлаждения фотоэлектрических панелей для улучшения их электрических характеристик, одновременно нагревая воздух для обогрева помещений..
Отопление помещений для жилых и коммерческих помещений может осуществляться с помощью солнечных панелей для нагрева воздуха. Эта конфигурация работает путем забора воздуха из оболочки здания или из внешней среды и прохождения его через коллектор, где воздух нагревается за счет теплопроводности от поглотителя, а затем подается в жилое или рабочее пространство либо пассивными средствами, либо с помощью вентилятор. Раньше, до появления кондиционеров, в зданиях днем было жарко из-за солнечного тепла. Даже в автомобилях температура внутри может превышать 50 градусов Цельсия, если окна открыты и нет необходимости включать обогреватель
Также можно использовать солнечное тепло воздуха в технологических процессах, таких как сушка белья, сельскохозяйственных культур (например, чай, кукуруза, кофе) и других областях сушки. Воздух, нагретый через солнечный коллектор, а затем пропущенный через среду, подлежащую сушке, может обеспечить эффективное средство для снижения содержания влаги в материале.
Радиационное охлаждение ночного неба основано на принципе потери тепла за счет длинноволнового излучения от теплой поверхности (крыши) к другому телу при более низкой температуре (небо). В ясную ночь типичная поверхность, обращенная к небу, может охлаждаться со скоростью около 75 Вт / м2 (25 БТЕ / час / фут2). Это означает, что металлическая крыша, обращенная к небу, будет холоднее, чем температура окружающего воздуха. Коллекторы могут воспользоваться этим охлаждающим эффектом. Когда теплый ночной воздух касается более холодной поверхности проницаемого коллектора, тепло передается металлу, излучается в небо, а затем охлажденный воздух втягивается через перфорированную поверхность. Затем холодный воздух может поступать в блоки HVAC. См. Также
За счет втягивания воздуха через правильно спроектированный коллектор или воздухонагреватель свежий воздух, нагретый солнечными батареями, может снизить тепловую нагрузку во время работы в солнечную погоду. Применения включают в себя вентилируемые коллекторы для предварительного нагрева свежего воздуха, поступающего в вентилятор с рекуперацией тепла, или всасывания, создаваемые путем выпуска нагретого воздуха из другого солнечного дымохода.
Энергетический портал 