Термосифонный эффект: Термосифонная система или конвективный поток?

alexxlab

Содержание

Занятные вещицы — журнал За рулем

LADA

УАЗ

Kia

Hyundai

Renault

Toyota

Volkswagen

Skoda

Nissan

ГАЗ

BMW

Mercedes-Benz

Mitsubishi

Mazda

Ford

Все марки

ЗАНЯТНЫЕ ВЕЩИЦЫ

КОМПАНИИ И РЫНКИ

/ЗАПЧАСТИ

ЗАНЯТНЫЕ ВЕЩИЦЫ

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ИЗ ТЮМЕНИ

ТЕКСТ / ВЛАДИМИР АРБУЗОВ

ФОТО / АНДРЕЙ СИДОРОВ

С миру по нитке создавался Тюменский завод автотракторного электрооборудования. Еще в начале войны многие предприятия были эвакуированы подальше от врага в глубь страны. В Тюмень свезли оборудование московского АТЭ-2, Ленинградского электромеханического и карбюраторного и Калужского заводов электрооборудования. Нынешняя продукция ТАТЭ — катушки и распределители зажигания, электробензонасосы, предпусковые подогреватели — выпускается огромными тиражами для самых разных автомобилей.

Катушки — вещь давно известная. ТАТЭ производит их со времен войны, конструкция отработана и надежна. Заводчане научились делать неплохие изделия, косвенное доказательство тому — множество подделок с маркировкой «ТАТЭ» на рынке. Кстати, на поддельных катушках старая эмблема завода, без характерных зигзагов. Фирменная же — с крышкой из матового темно-серого и черного пластика, а вовсе не из блестящего карболита, характерного для подделок. В гнезде центрального вывода должна быть латунная клемма, винт с шайбой и резиновым кольцом. Это заглушка, прикрывающая отверстие, через которое в вакуумированный корпус при окончательной сборке заливают обезвоженное трансформаторное масло. В будущем с конвейера сойдут катушки сухого типа (подобные тем, что стоят на «Оке»). Интересно, удостоятся ли они чести быть подделанными?

Теперь о другой продукции. Новинка ближайшего будущего — модернизированный погружной бензонасос. Для российских производителей бензина появление впрысковых автомобилей оказалось неожиданным. В результате ресурс первых выносных насосов оказался ничтожным. Чему помогали и сами автолюбители различными присадками и порошками. Пластмассовые втулки насосов попросту растворялись, защитное покрытие внутри корпусов облезало, а вода, попадавшая в бак с бензином, довершала разрушение: насос ржавел безбожно. Избавиться от досадных неполадок можно было двумя путями: заменить весь бензин в России либо модернизировать насос. Узел решено было максимально обезопасить: кто знает, что придет в голову иному автолюбителю-рационализатору или джентльмену удачи — торговцу бензином? Новое покрытие корпуса устойчиво к воздействию растворителей, кислот, щелочей, спиртов и воды. Втулки теперь бронзо-графитовые — таким даже самый «левый» бензин нипочем. Перед окончательной сборкой узел проверяют на стенде, где он должен проработать 24 часа. Потом его герметично, вместе с оставшимся в нем «обкаточным» бензином, закрывают заглушками и пакуют. Тюменский бензонасос бесшумен и может устанавливаться на отечественные машины и иномарки. Руководство ТАТЭ намерено заменить моторчик на отечественный, чтобы снизить цену узла. Интересно, что получится.

Есть среди изделий завода еще одна занятная вещица. Называется она «Теплый пуск» (ЗР, 2000, № 1; 2001, № 1) — подогреватель охлаждающей жидкости. По сути это обыкновенный кипятильник на 220 В, который врезается прямо в патрубок системы охлаждения. В лютый мороз достаточно просто подсоединить его к розетке на полчаса и забыть муки холодного пуска. Простенькое устройство состоит из корпуса, мощного ТЭНа, обратного клапана и термореле. Термосифонный эффект направляет поток горячей жидкости по кругу, заставляя циркулировать ее и прогревая двигатель. Термореле будет поддерживать температуру около 80 градусов, отключая ненадолго нагреватель. Получилось надежно и удобно.

Умельцы давно наловчились сооружать систему отопления для гаража, приспособив к чугунной батарее мощный 3,5-киловаттный тюменский подогреватель для грузовиков. Он может работать хоть весь отопительный сезон и круглосуточно — знай плати по счетчику.

Что ж, надеемся, и впредь марка ТАТЭ будет уважаемой, а сам завод — порадует очередными новинками.

Первые образцы бензонасосов не выдерживали нашего бензина.

Содержимое «самовара»: стрелкой показан лепесток обратного клапана. Внизу — термореле.

Погружной насос ТАТЭ — дело ближайшего

будущего.

«Термостарт» мощностью 3,5 кВт и двигатель разогреет, и дачу натопит.

Занятные вещицы

ЗАНЯТНЫЕ ВЕЩИЦЫ

Занятные вещицы

Занятные вещицы

ЗАНЯТНЫЕ ВЕЩИЦЫ

Занятные вещицы

Наше новое видео

Вместо Ларгуса и Газели: 5 шоковых впечатлений от нового «китайца»

Что такое новый Москвич и стоит ли он своих денег (видео)

Как на самом деле собирают Москвичи (видео)

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

За рулем на Яндекс.Дзен

Новости smi2.ru

функционирование, инструкция по монтажу, ошибки и советы

Содержание:

  • Как работает кондиционер
  • Подготовка к установке сплит-системы
  • Установка внутреннего блока
  • Крепление внешнего блока кондиционера
  • Вакуумирование
  • Ошибки при монтаже кондиционера

С современным уровнем развития науки и техники уже даже самая изнуряющая летняя жара не представляется чем-то страшным и невыносимым. На помощь человеку приходят современные приборы – кондиционеры, которые способны сделать атмосферу в помещении прохладной даже в самое жаркое лето. Желательно установку этого прибора доверить специалистам, но это вовсе не означает, что самостоятельная установка кондиционера невозможна.

Как работает кондиционер

Перед тем, как браться за установку, необходимо выяснить, что и для чего делается. Для этого надо вспомнить механизм работы прибора.

  1. В испаритель подается под давлением легкокипящая жидкость с высокой температурой испарения. В специальном резервуаре она закипает и испаряется, при этом поглощается большое количество тепла.
  2. На радиаторе образуется конденсат, стекающий в резервуар, а потом по специальной трубке выходящий наружу.

    Работа кондиционера через пульт ДУ

  3. Установленный компрессор постоянно откачивает пары жидкости. Из-за повышенного давления она нагревается и превращается в очень густой туман.
  4. Затем хладагент поступает в камеру, она постоянно обдувается вентилятором. Температура понижается, и хладагент переходит в жидкое состояние.
  5. В жидком виде хладагент поступает в испаритель и все повторяется сначала.

В общем, с механизмом работы разобрались, значит, для качественной работы надо предусмотреть следующие условия:

  1. Каждый контакт между холодом и жарой в несколько раз повышает расход электрической энергии.
  2. Нельзя допустить попадание пыли и мусора, иначе кондиционер перестанет работать.
  3. Все оборудование должно быть полностью герметичным.
  4. Наружный блок кондиционера должен располагаться ниже по уровню, чем внутренний. Это делается с той целью, чтобы компрессору не пришлось, не только расходовать энергию на подъем агента, но и преодолевать термосифонный эффект.
  5. Внешний блок должен располагаться в более холодном месте.
  6. Дренажная трубка должна быть без изгибов, в них очень быстро поселяются бактерии.

Планирование размещения внутреннего блока

к содержанию ↑

Подготовка к установке сплит-системы

Если вы все-таки решили установить кондиционер самостоятельно, то учтите следующие факторы:

  • Стена, на которую вы будете прикреплять блоки, должна быть прочной и не иметь неровностей.
  • При расположении вашей квартиры на первом этаже, желательно прикрепить блок хотя бы на расстоянии двух метров от земли, чтобы его никто не снял.
  • Крепления должны быть прочными и способными выдержать вес, который больше веса блока.

Далее можно приступать к непосредственной установке сплит-системы.

к содержанию ↑

Установка внутреннего блока

Прежде, чем крепить его, надо выбрать подходящее место, потому, что от этого будет зависеть работа прибора. Естественно, желательно его прикрепить повыше на стене, только не под самым потолком, иначе:

  • Он будет быстро засоряться.
  • Пыль будет всегда оседать на потолке и образуется грязное пятно.
  • Вверху для работы кондиционера слишком мало воздуха, а от этого его производительность уменьшится.

Предусмотрите, чтобы блок располагался на некотором расстоянии от штор, иначе они постоянно будут развеваться. Расстояние от блока до ближайших предметов должно быть около 3 метров. Нельзя крепить внутренний блок над столом или батареей.

Установка внутреннего блока кондиционера

Начинаем закреплять кронштейн строго горизонтально, используя перфоратор и крепления. Затем необходимо проделать в стене отверстие, выходящее наружу. Через него будут проходить дренаж и провода от внешнего блока. Надо учесть, что все отверстия были выполнены под уклоном, все магистрали должны проходить под некоторым углом, в другом случае конденсат не будет сливаться и кондиционер проработает совсем недолго.

Пришла пора собрать трассу, для этого надо отмерить размер труб и нарезать их, только с помощью трубореза, иначе металлическая стружка попадет внутрь, и компрессор выйдет из строя. Подготовленные трубы соединяем с блоком, расположенным в комнате. Для облегчения этого процесса предназначена специальная вальцовка, от процесса вальцевания напрямую зависит качество удержания фреона. Перед началом этого процесса надо не забыть надеть гайку на трубу, потом это осуществить будет просто невозможно.

Все трубы, провода и дренаж необходимо утеплить и обмотать особой лентой, затем вставить в отверстие в стене. Теперь можно поставить блок на прикрепленную к стене планку. На этом этап внутренних работ закончен, и можно отправляться на улицу для монтирования внешнего блока.

Внутренние блоки бывают и напольные, то есть их не придется никуда вешать, только поставить на пол. Но надо, прежде, чем поставить, предусмотреть, что потом передвинуть на другое место его будет нельзя!

к содержанию ↑

Крепление внешнего блока кондиционера

Если вы проживаете не на первом этаже или в своем доме, то установка внешнего блока может сопровождаться определенным риском. Необходимо обеспечить себе безопасную работу.

Первым делом надо укрепить кронштейны, перед этим точно измерить расстояние от одной ножки до другой и отметить на поверхности стены. Удобнее всего устанавливать блок под кухонным окном, удобно ухаживать за ним и при необходимости ремонтировать.

После подготовки можно основательно прикрепить кронштейны к поверхности стены и поставить на них блок. Так как он имеет значительный вес, то лучше будет, если вам кто-нибудь окажет в этом помощь. Все благополучно стало на кронштейн, и теперь самое главное – прочно прикрепить блок.

Теперь пришло время подсоединить все магистрали. Занимаясь этим процессом, самое главное – не перепутать, какая трубка, куда должна подходить. Лучше будет, если вы еще на первом этапе работы пометите их.

к содержанию ↑

Вакуумирование

После того, как наружный и внутренний блоки заняли свои места, оказывается, имеется еще очень важный этап работы, необходимо осуществить вакуумацию коммуникаций. Без создания вакуума в системе ваш кондиционер просто откажется работать.

Процесс этот нужен, прежде всего, чтобы из всей системы убрать излишки воды. Для этого вам понадобятся специальные приборы. Насос через коллектор с манометром подсоединяется к сплит-системе и включается. В то время, когда стрелка на манометре будет показывать уход в вакуум, прибор надо выключить. Этот процесс не занимает много времени, максимум 15-20 минут.

Вакуумирование кондиционера

После отключения насоса не спешите отсоединять его, посмотрите на стрелку, если она неподвижна и стоит на одном месте, то все в порядке. В случае ее подъема необходимо проверить все соединения, значит, трубы не герметичны.

Если вы на 100% уверены в герметичности прибора, можно запускать фреон. Открываем потихоньку трубку подачи, затем происходит всасывание, и смотрим давление газа. Затем можно сделать пробный запуск прибора. Не паникуйте, если он мгновенно не заработает. В первый раз это происходит не сразу, так как фреону необходимо разойтись по трубкам.

После всех выполненных работ желательно предусмотреть отдельное электропитание. Любой кондиционер должен иметь свою проводку.

к содержанию ↑

Ошибки при монтаже кондиционера

После приведенных инструкций, наверное, должно быть понятно, как самостоятельно установить кондиционер. Но в жизни случается многое и некоторые люди даже после подробного урока умудряются наделать ошибок, наиболее типичные из них следующие:

  • Бывает так, чтобы не долбить стены, укладывают все провода и трубы в пластиковый короб, который располагают горизонтально. Не удивляйтесь, если совсем скоро из кондиционера потечет вода.
  • Не равняйте при креплении блок по потолку, они зачастую бывают не совсем ровными, это тоже приведет к тому, что вода польется прямо на пол.
  • Большинство труб выпускают черного цвета, а это грозит сильным перегревом в летнее время и нарушением работы прибора.
  • Нельзя загибать трубы под прямым углом, происходит частичное пережимание, и снижается эффективность работы.
  • Не рекомендуется устанавливать внутренний блок где-нибудь под мебелью. В этом случае прибор получает искаженные данные о температурном режиме в комнате.
  • Трубки для подвода и отвода хладагента должны идти в разных трубах.
  • Проводка должна соответствовать мощности кондиционера, иначе недалеко до пожара.

Установить кондиционер своими руками вполне возможно, если подойти к этому вопросу серьезно и основательно. После правильной установки можно быть уверенным, что летом вы не будете изнывать от невыносимой жары.

Thermosiphon — Appropedia

Принцип работы термосифонной системы.

Термосифонирование , также известное как термосифонирование , считается подходящей технологией. В этом процессе используются природные возобновляемые ресурсы и основные законы термодинамики для создания движения нагретого воздуха или воды. Источником энергии для этого процесса является солнечное излучение (или любой другой источник тепла). Энергия солнца улавливается солнечным коллектором и передается либо в воздух, либо в воду посредством проводимости. Весь процесс можно объяснить эффектом термосифонирования: когда воздух или вода нагреваются, они получают кинетическую энергию от источника нагрева и возбуждаются. В результате вода становится менее плотной, расширяется и, таким образом, поднимается.

Напротив, при охлаждении воды или воздуха из молекул извлекается энергия, и вода становится менее активной, более плотной и имеет тенденцию «тонуть». Термосифонирование использует естественные различия в плотности между холодными и горячими жидкостями и контролирует их в системе, которая обеспечивает естественное движение жидкости. В настоящее время доступно несколько систем, основанных на этой технологии, и о них можно прочитать более подробно в следующем тексте.

Принцип работы термосифонной системы заключается в том, что холодная вода имеет более высокий удельный вес (плотность), чем теплая вода, поэтому более тяжелая вода будет тонуть. Поэтому коллектор всегда монтируется ниже бака для хранения воды, чтобы холодная вода из бака поступала в коллектор по нисходящей водопроводной трубе. Если коллектор нагревает воду, вода снова поднимается вверх и достигает резервуара по восходящей водопроводной трубе на верхнем конце коллектора. Цикл бак → водопровод → коллектор обеспечивает нагрев воды до достижения равновесной температуры.

Затем потребитель может использовать горячую воду из верхней части бака, при этом любая используемая вода заменяется холодной водой на дне. Затем коллектор снова нагревает холодную воду. Из-за более высокой разницы температур при более высокой солнечной радиации теплая вода поднимается быстрее, чем при более низкой освещенности. Таким образом, циркуляция воды почти идеально адаптируется к уровню солнечного излучения. Накопительный бак термосифонной системы должен располагаться значительно выше коллектора, в противном случае ночью цикл может пойти в обратном направлении, и вся вода остынет. Кроме того, цикл не работает должным образом при очень малых перепадах высоты. В регионах с высокой солнечной радиацией и плоской архитектурой аккумулирующие баки обычно устанавливаются на крыше.

Термосифонные системы очень экономичны в качестве систем нагрева воды для бытовых нужд. Принцип прост, не требуется ни насоса, ни управления. Однако термосифонные системы обычно не подходят для больших систем, то есть с площадью коллектора более 10 м². Кроме того, в зданиях со скатной крышей бак над коллектором разместить затруднительно, а одноконтурные термосифонные системы подходят только для безморозных регионов.

Содержание

  • 1 Базовая физика
  • 2 Пассивный водяной нагрев
    • 2.1 Моноблочная система
      • 2.1.1 Материалы
      • 2.1.2 Стоимость
      • 2.1.3 Плюсы
      • 2.1.4 Минусы
    • 2.2 Система самотечной подачи
      • 2.2.1 Материалы
      • 2.2.2 Стоимость
      • 2.2.3 Плюсы
      • 2.2.4 Минусы
  • 3 Активный водяной нагрев
    • 3.1 Материалы
    • 3.2 Стоимость
    • 3.3 Плюсы
    • 3.4 Минусы
  • 4 Пассивный воздухообмен
    • 4.1 Материалы
    • 4.2 Стоимость
    • 4.3 Плюсы
    • 4.4 Минусы
  • 5 Связанные проекты
  • 6 Каталожные номера
  • 7 Внешние ссылки

Термодинамика — это наука об энергии.

  • Первый закон термодинамики — утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но не может быть создана или уничтожена. Энергия всегда сохраняется.

Этот закон можно применить к движению воды в термосифонной системе: Энергия солнца направляется и передается (через проводимость и конвекцию) воде, воздуху или другой выбранной среде. Этот естественный процесс нагревания устраняет необходимость во внешних источниках энергии, таких как ископаемое топливо или электричество.

  • Второй закон термодинамики — утверждает, что при любом обмене энергией, если энергия не поступает в систему и не выходит из нее, потенциальная энергия состояния всегда будет меньше, чем у начального состояния. Чистая отдача системы всегда меньше той, которая была изначально заложена.

Энергия всегда сохраняется, однако энергия (или тепло в данном случае) может часто теряться в данной системе (термосифонирование) в виде тепла. Добавление изоляции с соответствующими значениями R к системе и ее водопроводу может значительно снизить потери тепла и, таким образом, повысить эффективность.

  • Закон Планка — Длина волны излучения, испускаемого поверхностью, пропорциональна температуре поверхности. Энергия, передаваемая в результате разницы температур между двумя объектами. Темные предметы поглощают тепло, а светлые – отражают.

Коллекторные пластины темного цвета в солнечном коллекторе способствуют увеличению поглощения солнечной энергии, тем самым увеличивая количество тепла, доступного для нагрева воды или воздуха при термосифонировании. Напротив, следует использовать отражающие или слегка окрашенные трубопроводы и резервуары для хранения, поскольку светлые цвета помогут уменьшить тепловое излучение из системы.

Пассивное термосифонирование воды – это процесс нагрева и перемещения воды в системе без необходимости или использования электричества. Этот процесс функционирует за счет использования природных явлений, таких как солнечная энергия, гравитация и доступный источник воды. Солнечный коллектор, трубопровод и резервуар для воды — это материалы, необходимые для процесса отопления.

Поток воды распределяется внутри и снаружи солнечного коллектора. Холодная вода поступает в нижнюю часть солнечного коллектора, где затем нагревается за счет конвекции солнечным излучением. При нагревании вода становится менее плотной, чем более холодная, расширяется, а затем поднимается (9).0103 течет ) по трубопроводу. Нагретая вода естественным образом выходит из верхней части солнечного коллектора. Более холодная и плотная вода опускается вниз и остается внутри солнечного коллектора, пока не нагреется. Когда холодная вода нагревается, она расширяется, поднимается, выталкивается из верхней части солнечного коллектора, позволяя холодной воде течь в солнечный коллектор. Этот процесс продолжается естественным образом до тех пор, пока температура воды не достигнет равновесия с поступлением солнечной радиации.

В настоящее время доступны два типа термосифонных систем водообмена: моноблочная система и система самотечной подачи.

Моноблочная система[править | править источник]

Схемы

Моноблочные системы функционируют на тех же принципах пассивного термосифонирования, о которых говорилось выше. Накопительный бак этих систем должен размещаться над солнечным коллектором, чтобы использовать циркуляцию воды, обеспечиваемую процессом пассивного термосифонирования.

Материалы[править | править источник]
  • Солнечная энергия
  • Солнечный коллектор
  • Трубопровод
  • Изоляция
  • Вода
  • Резервуар для хранения
  • Прочная крыша или другая система поддержки
Стоимость[edit | править источник]
  • Исследования 2007 года показывают, что пассивные термосифонные водонагреватели могут стоить от 500 до 6500 долларов. Цена может варьироваться в зависимости от размера резервуара, воздействия солнечных лучей и географического положения
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | изменить источник]
  • Экологичный
  • Энергосбережение — для пассивного термосифонирования не требуется электричество
  • Экономичный
  • Экономия места — (т. е. в помещении)
Минусы[edit | править код]
  • Воздействие внешних условий окружающей среды на резервуар может снизить эффективность, в зависимости от географического положения
  • Эстетика — может считаться визуально неприятным
  • Необходима прочная опорная конструкция (например, крыша)
  • Не подходит для очень холодного климата
  • Местоположение — должно быть расположено в зоне с подходящей солнечной экспозицией (т. е. на южной стороне желаемой зоны)

Система самотечной подачи[edit | править источник]

Схемы

В системах с самотечной подачей используются те же принципы пассивного термосифонирования, что и в моноблочной системе, однако расположение резервуара отличается. Резервуары устанавливаются горизонтально в крышу, которая часто располагается прямо над солнечным коллектором. При необходимости нагретая вода в резервуаре-накопителе идет по пути наименьшего сопротивления и движется под действием силы тяжести вниз в нужное место.

Для самотечных систем требуется больше трубопроводов/водопроводов для распределения нагретой воды, и этот фактор следует учитывать при установке или покупке термосифонной системы.

Материалы[править | править источник]
  • Солнечная энергия
  • Солнечный коллектор
  • Трубопровод
  • Изоляция
  • Вода
  • Резервуар для хранения
  • Прочная крыша или другая система поддержки
Стоимость[edit | править код]
  • Самотечные системы обычно являются наименее дорогими пассивными термосифонными водонагревателями
    • Исследование
  • 2007 года предполагает, что стоимость может варьироваться от 400 до 5500 долларов США (без учета стоимости установки, если применимо). Цена может варьироваться в зависимости от размера резервуара, воздействия солнечных лучей и географического положения
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | править код]
  • Экологичный
  • Энергосбережение — для пассивного термосифонирования не требуется электричество
  • Экономичный
  • Экономия пространства — (т. е. в помещении)
  • Эстетика — (Горизонтальное размещение бака)
Минусы[править | править источник]
  • Сантехника и трубопроводы добавляют системе дополнительные расходы
  • Эстетика — может считаться визуально неприятным
  • Необходима прочная опорная конструкция (например, крыша)
  • Не подходит для очень холодного климата
  • Местоположение — должно быть расположено в зоне с подходящей солнечной экспозицией (т. е. с южной стороны желаемой зоны)

Схемы

Активные солнечные нагревательные системы, также известные как насосные системы или сплит-системы , работают по тому же принципу эффекта термосифонирования, однако активные системы используют источник энергии, отличный от солнечной энергии, чтобы управлять процессом. Эта система устанавливает только солнечный коллектор на крыше, а накопительный бак устанавливается на земле или где-либо еще ниже. Эти активные водонагреватели требуют некоторой внешней энергии для прокачки воды по всей системе. Благодаря использованию дополнительной энергии эти активные системы менее экономичны, чем пассивные системы.

Материалы[править | править источник]
  • Солнечная энергия
  • Солнечный коллектор
  • Электроэнергия
  • Электрический насос
  • Дополнительный трубопровод
  • Изоляция
  • Вода
  • Резервуар для хранения
Стоимость[править | править источник]
  • Исследования 2007 года показывают, что активные термосифонные водонагреватели могут стоить от 1200 до 10 500 долларов. Цены могут варьироваться в зависимости от размера резервуара, требований к внутренним трубопроводам, воздействия солнечных лучей и географического положения
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | править код]
  • Денежные сбережения
  • Экономичный
  • Эстетика — накопительный бак не размещен на крыше
  • Сокращение выбросов парниковых газов. При правильной изоляции он может загрязнять окружающую среду так же мало, как и пассивные системы.
Минусы[править | править код]
  • Потребляет больше энергии, чем пассивная система
  • Требует большего обслуживания, чем пассивная система
  • Потери тепла — при передаче от солнечного коллектора в накопительный бак ниже
  • Загрязняет окружающую среду в результате использования электричества
  • Место – должно располагаться в зоне с подходящей солнечной экспозицией (т. е. на южной стороне желаемой зоны)

Схемы

Примером метода пассивной системы солнечного теплового отопления является Термосифонный теплообменник . Он основан на принципе естественной конвекции, при котором воздух или вода циркулируют в вертикальном замкнутом контуре без использования насоса. Прохладный воздух в помещении проходит через вентиляционное отверстие и направляется в отверстие в низ солнечного коллектора. Затем воздух, содержащийся в солнечном коллекторе, нагревается солнцем за счет солнечного излучения. Холодный воздух плотный и будет опускаться, а теплый воздух менее плотный и будет подниматься вверх. Когда воздух внутри солнечного коллектора нагревается, он становится менее плотным, чем более холодный воздух, и поднимается вверх. Теплый воздух поднимается из вентиляционного отверстия в верхнем отверстии солнечного коллектора, перемещается в нужную область (например, в помещение) и заменяется более холодным воздухом. Этот процесс воздухообмена будет продолжаться до тех пор, пока температура воздуха в помещении не сравняется с температурой наружного воздуха.

Материалы[править | править код]
  • Солнечный коллектор — Чем больше солнечный коллектор, тем лучше.
  • Рамка
    • 6 вертикальных досок размером 2 на 6 дюймов — боковые стенки
    • Доски 2 на 6 и 2 на 8 — Верхний порог
    • Шурупы — рекомендуется, но не обязательно для крепления
  • Глазурь
    • Гофрированные панели из поликарбоната
    • 10 панелей шириной 26 дюймов и высотой 8 футов
    • Пары панелей, укладываемых внахлест на вертикальную деревянную полосу размером 1 на 1 дюйм — для каждого отсека получаются панели шириной 4 фута
    • Покрытие, устойчивое к ультрафиолетовому излучению — наносите на сторону, обращенную к солнцу, для увеличения срока службы
  • Солнечная поглощающая пластина
    • 2-слойная оконная сетка из черного металла — крепится сверху и снизу ниши
  • Вентс
    • Отверстия, прорезанные в сайдинге здания — Пластиковые заслонки предотвращают обратный поток воздуха через верхние вентиляционные отверстия в ночное время.
Стоимость[править | править источник]
  • Исследования 2007 года показывают, что пассивные теплообменники могут стоить от 55 до 400 долларов. Цены могут варьироваться в зависимости от размера коллектора/ов, изоляции отапливаемой площади, воздействия солнечных лучей и географического положения.
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | править код]
  • Низкая стоимость
  • Энергосбережение
  • Снижение уровня загрязнения
  • Может использоваться для охлаждения электроники
Минусы[edit | править источник]
  • Повышенное техническое обслуживание — (т.е. покрытие во время низкой солнечной радиации)
  • Географическое положение может повлиять на эффективность
  • Требуется ручное закрытие обратных клапанов ночью
  • Предпочтительна рассрочка на южную сторону
  • Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) Динамические карты, данные ГИС и инструменты анализа — Solar Maps (2007 г. ) Доступно: http://www.nrel.gov/gis/solar.html
  • Читарелла, Джо. «Термосифоны — лучший подход к охлаждению процессора?» Оверклокеры. 5 августа 2005 г. http://web.archive.org/web/20080421004505/http://www.overclockers.com:80/articles1246/
  • Рейса, Гэри. «Создайте простой солнечный обогреватель» Новости Матери-Земли. Январь 2006 г. http://www.motherearthnews.com/Alternative-Energy/2006-12-01/Build-a-Simple-Solar-Heater.aspx
  • «Часть 2: Обзор приложений возобновляемой энергии». http://web.archive.org/web/20060513045333/http://www.unepti.e.org/pc/tourism/documents/energy/11-26.pdf
  • Мирмов Н.И., Белякова И.Г. Тепловыделение при конденсации пара в термосифоне. Журнал инженерной физики 43 (3), стр. 970-974, 1982.
  • Конструкция и характеристики компактного термосифона. Анируддха П., Йогендра Дж., Бейтельмал М., Патель К., Венгер Т. Школа машиностроения Вудраффа. 2002 г. http://www.hpl.hp.com/research/papers/2002/thermosyphon.pdf
  • Википедия:Термосифон

.
Опубликовано 2007
Лицензия CC-BY-SA-4. 0
Производные Термосифон, Термосифон, Термосифон
Воздействие Количество просмотров этой страницы и ее перенаправлений. Обновляется раз в месяц. Просмотры админами и ботами не учитываются. Несколько просмотров в течение одного сеанса считаются за один. 63 621
Цитировать как «Термосифон». Appropedia. 2007. Проверено 28 ноября 2022.

Файлы cookie помогают нам предоставлять наши услуги. Используя наши услуги, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie.

Thermosiphon — Appropedia

Принцип работы термосифонной системы.

Термосифонирование , также известное как термосифонирование , считается подходящей технологией. В этом процессе используются природные возобновляемые ресурсы и основные законы термодинамики для создания движения нагретого воздуха или воды. Источником энергии для этого процесса является солнечное излучение (или любой другой источник тепла). Энергия солнца улавливается солнечным коллектором и передается либо в воздух, либо в воду посредством проводимости. Весь процесс можно объяснить эффектом термосифонирования: когда воздух или вода нагреваются, они получают кинетическую энергию от источника нагрева и возбуждаются. В результате вода становится менее плотной, расширяется и, таким образом, поднимается. Напротив, при охлаждении воды или воздуха из молекул извлекается энергия, и вода становится менее активной, более плотной и имеет тенденцию «тонуть». Термосифонирование использует естественные различия в плотности между холодными и горячими жидкостями и контролирует их в системе, которая обеспечивает естественное движение жидкости. В настоящее время доступно несколько систем, основанных на этой технологии, и о них можно прочитать более подробно в следующем тексте.

Принцип работы термосифонной системы заключается в том, что холодная вода имеет более высокий удельный вес (плотность), чем теплая вода, поэтому более тяжелая вода будет тонуть. Поэтому коллектор всегда монтируется ниже бака для хранения воды, чтобы холодная вода из бака поступала в коллектор по нисходящей водопроводной трубе. Если коллектор нагревает воду, вода снова поднимается вверх и достигает резервуара по восходящей водопроводной трубе на верхнем конце коллектора. Цикл бак → водопровод → коллектор обеспечивает нагрев воды до достижения равновесной температуры. Затем потребитель может использовать горячую воду из верхней части бака, при этом любая используемая вода заменяется холодной водой на дне. Затем коллектор снова нагревает холодную воду. Из-за более высокой разницы температур при более высокой солнечной радиации теплая вода поднимается быстрее, чем при более низкой освещенности. Таким образом, циркуляция воды почти идеально адаптируется к уровню солнечного излучения. Накопительный бак термосифонной системы должен располагаться значительно выше коллектора, в противном случае ночью цикл может пойти в обратном направлении, и вся вода остынет. Кроме того, цикл не работает должным образом при очень малых перепадах высоты. В регионах с высокой солнечной радиацией и плоской архитектурой аккумулирующие баки обычно устанавливаются на крыше.

Термосифонные системы очень экономичны в качестве систем нагрева воды для бытовых нужд. Принцип прост, не требуется ни насоса, ни управления. Однако термосифонные системы обычно не подходят для больших систем, то есть с площадью коллектора более 10 м². Кроме того, в зданиях со скатной крышей бак над коллектором разместить затруднительно, а одноконтурные термосифонные системы подходят только для безморозных регионов.

Содержание

  • 1 Базовая физика
  • 2 Пассивный водяной нагрев
    • 2.1 Моноблочная система
      • 2.1.1 Материалы
      • 2.1.2 Стоимость
      • 2.1.3 Плюсы
      • 2.1.4 Минусы
    • 2.2 Система самотечной подачи
      • 2.2.1 Материалы
      • 2.2.2 Стоимость
      • 2.2.3 Плюсы
      • 2.2.4 Минусы
  • 3 Активный водяной нагрев
    • 3. 1 Материалы
    • 3.2 Стоимость
    • 3.3 Плюсы
    • 3.4 Минусы
  • 4 Пассивный воздухообмен
    • 4.1 Материалы
    • 4.2 Стоимость
    • 4.3 Плюсы
    • 4.4 Минусы
  • 5 Связанные проекты
  • 6 Каталожные номера
  • 7 Внешние ссылки

Термодинамика — это наука об энергии.

  • Первый закон термодинамики — утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но не может быть создана или уничтожена. Энергия всегда сохраняется.

Этот закон можно применить к движению воды в термосифонной системе: Энергия солнца направляется и передается (через проводимость и конвекцию) воде, воздуху или другой выбранной среде. Этот естественный процесс нагревания устраняет необходимость во внешних источниках энергии, таких как ископаемое топливо или электричество.

  • Второй закон термодинамики — утверждает, что при любом обмене энергией, если энергия не поступает в систему и не выходит из нее, потенциальная энергия состояния всегда будет меньше, чем у начального состояния. Чистая отдача системы всегда меньше той, которая была изначально заложена.

Энергия всегда сохраняется, однако энергия (или тепло в данном случае) может часто теряться в данной системе (термосифонирование) в виде тепла. Добавление изоляции с соответствующими значениями R к системе и ее водопроводу может значительно снизить потери тепла и, таким образом, повысить эффективность.

  • Закон Планка — Длина волны излучения, испускаемого поверхностью, пропорциональна температуре поверхности. Энергия, передаваемая в результате разницы температур между двумя объектами. Темные предметы поглощают тепло, а светлые – отражают.

Коллекторные пластины темного цвета в солнечном коллекторе способствуют увеличению поглощения солнечной энергии, тем самым увеличивая количество тепла, доступного для нагрева воды или воздуха при термосифонировании. Напротив, следует использовать отражающие или слегка окрашенные трубопроводы и резервуары для хранения, поскольку светлые цвета помогут уменьшить тепловое излучение из системы.

Пассивное термосифонирование воды – это процесс нагрева и перемещения воды в системе без необходимости или использования электричества. Этот процесс функционирует за счет использования природных явлений, таких как солнечная энергия, гравитация и доступный источник воды. Солнечный коллектор, трубопровод и резервуар для воды — это материалы, необходимые для процесса отопления. Поток воды распределяется внутри и снаружи солнечного коллектора. Холодная вода поступает в нижнюю часть солнечного коллектора, где затем нагревается за счет конвекции солнечным излучением. При нагревании вода становится менее плотной, чем более холодная, расширяется, а затем поднимается (9).0103 течет ) по трубопроводу. Нагретая вода естественным образом выходит из верхней части солнечного коллектора. Более холодная и плотная вода опускается вниз и остается внутри солнечного коллектора, пока не нагреется. Когда холодная вода нагревается, она расширяется, поднимается, выталкивается из верхней части солнечного коллектора, позволяя холодной воде течь в солнечный коллектор. Этот процесс продолжается естественным образом до тех пор, пока температура воды не достигнет равновесия с поступлением солнечной радиации.

В настоящее время доступны два типа термосифонных систем водообмена: моноблочная система и система самотечной подачи.

Моноблочная система[править | править источник]

Схемы

Моноблочные системы функционируют на тех же принципах пассивного термосифонирования, о которых говорилось выше. Накопительный бак этих систем должен размещаться над солнечным коллектором, чтобы использовать циркуляцию воды, обеспечиваемую процессом пассивного термосифонирования.

Материалы[править | править источник]
  • Солнечная энергия
  • Солнечный коллектор
  • Трубопровод
  • Изоляция
  • Вода
  • Резервуар для хранения
  • Прочная крыша или другая система поддержки
Стоимость[edit | править источник]
  • Исследования 2007 года показывают, что пассивные термосифонные водонагреватели могут стоить от 500 до 6500 долларов. Цена может варьироваться в зависимости от размера резервуара, воздействия солнечных лучей и географического положения
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | изменить источник]
  • Экологичный
  • Энергосбережение — для пассивного термосифонирования не требуется электричество
  • Экономичный
  • Экономия места — (т.е. в помещении)
Минусы[edit | править код]
  • Воздействие внешних условий окружающей среды на резервуар может снизить эффективность, в зависимости от географического положения
  • Эстетика — может считаться визуально неприятным
  • Необходима прочная опорная конструкция (например, крыша)
  • Не подходит для очень холодного климата
  • Местоположение — должно быть расположено в зоне с подходящей солнечной экспозицией (т. е. на южной стороне желаемой зоны)

Система самотечной подачи[edit | править источник]

Схемы

В системах с самотечной подачей используются те же принципы пассивного термосифонирования, что и в моноблочной системе, однако расположение резервуара отличается. Резервуары устанавливаются горизонтально в крышу, которая часто располагается прямо над солнечным коллектором. При необходимости нагретая вода в резервуаре-накопителе идет по пути наименьшего сопротивления и движется под действием силы тяжести вниз в нужное место. Для самотечных систем требуется больше трубопроводов/водопроводов для распределения нагретой воды, и этот фактор следует учитывать при установке или покупке термосифонной системы.

Материалы[править | править источник]
  • Солнечная энергия
  • Солнечный коллектор
  • Трубопровод
  • Изоляция
  • Вода
  • Резервуар для хранения
  • Прочная крыша или другая система поддержки
Стоимость[edit | править код]
  • Самотечные системы обычно являются наименее дорогими пассивными термосифонными водонагревателями
    • Исследование
  • 2007 года предполагает, что стоимость может варьироваться от 400 до 5500 долларов США (без учета стоимости установки, если применимо). Цена может варьироваться в зависимости от размера резервуара, воздействия солнечных лучей и географического положения
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | править код]
  • Экологичный
  • Энергосбережение — для пассивного термосифонирования не требуется электричество
  • Экономичный
  • Экономия пространства — (т.е. в помещении)
  • Эстетика — (Горизонтальное размещение бака)
Минусы[править | править источник]
  • Сантехника и трубопроводы добавляют системе дополнительные расходы
  • Эстетика — может считаться визуально неприятным
  • Необходима прочная опорная конструкция (например, крыша)
  • Не подходит для очень холодного климата
  • Местоположение — должно быть расположено в зоне с подходящей солнечной экспозицией (т. е. с южной стороны желаемой зоны)

Схемы

Активные солнечные нагревательные системы, также известные как насосные системы или сплит-системы , работают по тому же принципу эффекта термосифонирования, однако активные системы используют источник энергии, отличный от солнечной энергии, чтобы управлять процессом. Эта система устанавливает только солнечный коллектор на крыше, а накопительный бак устанавливается на земле или где-либо еще ниже. Эти активные водонагреватели требуют некоторой внешней энергии для прокачки воды по всей системе. Благодаря использованию дополнительной энергии эти активные системы менее экономичны, чем пассивные системы.

Материалы[править | править источник]
  • Солнечная энергия
  • Солнечный коллектор
  • Электроэнергия
  • Электрический насос
  • Дополнительный трубопровод
  • Изоляция
  • Вода
  • Резервуар для хранения
Стоимость[править | править источник]
  • Исследования 2007 года показывают, что активные термосифонные водонагреватели могут стоить от 1200 до 10 500 долларов. Цены могут варьироваться в зависимости от размера резервуара, требований к внутренним трубопроводам, воздействия солнечных лучей и географического положения
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | править код]
  • Денежные сбережения
  • Экономичный
  • Эстетика — накопительный бак не размещен на крыше
  • Сокращение выбросов парниковых газов. При правильной изоляции он может загрязнять окружающую среду так же мало, как и пассивные системы.
Минусы[править | править код]
  • Потребляет больше энергии, чем пассивная система
  • Требует большего обслуживания, чем пассивная система
  • Потери тепла — при передаче от солнечного коллектора в накопительный бак ниже
  • Загрязняет окружающую среду в результате использования электричества
  • Место – должно располагаться в зоне с подходящей солнечной экспозицией (т. е. на южной стороне желаемой зоны)

Схемы

Примером метода пассивной системы солнечного теплового отопления является Термосифонный теплообменник . Он основан на принципе естественной конвекции, при котором воздух или вода циркулируют в вертикальном замкнутом контуре без использования насоса. Прохладный воздух в помещении проходит через вентиляционное отверстие и направляется в отверстие в низ солнечного коллектора. Затем воздух, содержащийся в солнечном коллекторе, нагревается солнцем за счет солнечного излучения. Холодный воздух плотный и будет опускаться, а теплый воздух менее плотный и будет подниматься вверх. Когда воздух внутри солнечного коллектора нагревается, он становится менее плотным, чем более холодный воздух, и поднимается вверх. Теплый воздух поднимается из вентиляционного отверстия в верхнем отверстии солнечного коллектора, перемещается в нужную область (например, в помещение) и заменяется более холодным воздухом. Этот процесс воздухообмена будет продолжаться до тех пор, пока температура воздуха в помещении не сравняется с температурой наружного воздуха.

Материалы[править | править код]
  • Солнечный коллектор — Чем больше солнечный коллектор, тем лучше.
  • Рамка
    • 6 вертикальных досок размером 2 на 6 дюймов — боковые стенки
    • Доски 2 на 6 и 2 на 8 — Верхний порог
    • Шурупы — рекомендуется, но не обязательно для крепления
  • Глазурь
    • Гофрированные панели из поликарбоната
    • 10 панелей шириной 26 дюймов и высотой 8 футов
    • Пары панелей, укладываемых внахлест на вертикальную деревянную полосу размером 1 на 1 дюйм — для каждого отсека получаются панели шириной 4 фута
    • Покрытие, устойчивое к ультрафиолетовому излучению — наносите на сторону, обращенную к солнцу, для увеличения срока службы
  • Солнечная поглощающая пластина
    • 2-слойная оконная сетка из черного металла — крепится сверху и снизу ниши
  • Вентс
    • Отверстия, прорезанные в сайдинге здания — Пластиковые заслонки предотвращают обратный поток воздуха через верхние вентиляционные отверстия в ночное время.
Стоимость[править | править источник]
  • Исследования 2007 года показывают, что пассивные теплообменники могут стоить от 55 до 400 долларов. Цены могут варьироваться в зависимости от размера коллектора/ов, изоляции отапливаемой площади, воздействия солнечных лучей и географического положения.
  • Многие страны, штаты и коммунальные службы поощряют использование возобновляемых источников энергии
Pros[edit | править код]
  • Низкая стоимость
  • Энергосбережение
  • Снижение уровня загрязнения
  • Может использоваться для охлаждения электроники
Минусы[edit | править источник]
  • Повышенное техническое обслуживание — (т.е. покрытие во время низкой солнечной радиации)
  • Географическое положение может повлиять на эффективность
  • Требуется ручное закрытие обратных клапанов ночью
  • Предпочтительна рассрочка на южную сторону
  • Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) Динамические карты, данные ГИС и инструменты анализа — Solar Maps (2007 г. ) Доступно: http://www.nrel.gov/gis/solar.html
  • Читарелла, Джо. «Термосифоны — лучший подход к охлаждению процессора?» Оверклокеры. 5 августа 2005 г. http://web.archive.org/web/20080421004505/http://www.overclockers.com:80/articles1246/
  • Рейса, Гэри. «Создайте простой солнечный обогреватель» Новости Матери-Земли. Январь 2006 г. http://www.motherearthnews.com/Alternative-Energy/2006-12-01/Build-a-Simple-Solar-Heater.aspx
  • «Часть 2: Обзор приложений возобновляемой энергии». http://web.archive.org/web/20060513045333/http://www.unepti.e.org/pc/tourism/documents/energy/11-26.pdf
  • Мирмов Н.И., Белякова И.Г. Тепловыделение при конденсации пара в термосифоне. Журнал инженерной физики 43 (3), стр. 970-974, 1982.
  • Конструкция и характеристики компактного термосифона. Анируддха П., Йогендра Дж., Бейтельмал М., Патель К., Венгер Т. Школа машиностроения Вудраффа. 2002 г. http://www.hpl.hp.com/research/papers/2002/thermosyphon.pdf
  • Википедия:Термосифон

Опубликовано 2007
Лицензия CC-BY-SA-4.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *