Оглавление

Обновления проекта

Я получаю довольно много писем о солнечном поглотителе, в основном от людей, хотящих знать, как все прошло, какие улучшения я внес, какие я получил уроки и так далее.

Вместо того, чтобы отвечать на одни и те же письма несколько раз, я подумал написать обновления с ответами на случайные письма, которые я получаю. Я все расставлю по порядку, как позволит время.


По воле случая, однажды мы построили и установили оригинальный прототип, и следующей зимой в Австралии были рекордно высокие температуры, почти как летом, и поэтому солнечный поглотитель был практически не нужен с конца той первой зимы, как был установлен. Хотя конечно мы не жалуемся на теплые зимы.


Я не использовал изоляционные материалы, потому что хотел увидеть возможности самого дешевого варианта без излишеств. Изоляция коробки коллектора поможет, но в системе существуют большие потери, и поэтому важнее потратить усилия на что-нибудь другое, чем коробку коллектора, например:

1)мощность вентилятора

2)переносящая эффективность коллектора (как он может передавать максимальное тепло в воздух, при минимальном сопротивлении воздуха)

3)изоляция протоков

4)размер коллектора

5)длина протоков

Все это гораздо важнее чем изоляция коробки коллектора, особенно при полном солнце


Результаты показывают, что нужен коллектор большего размера чем наш, размеров 1,6м2 для отопления нашего жилья. Он был отличным прототипом, но практически непригоден при имеющейся конфигурации.

Основные закономерности, которые мы получили от результатов испытания прототипа:
- Нужен коллектор большего размера
- В протоках существуют большие потери. Важно изолировать протоки и делать их как можно короче. Улучшенный дизайн для увеличения передающей эффективности от коллектора к воздуху бы очень помог. Но существует компромисс с сопротивлением воздуха и эффективностью передачи
- Требуется большая мощность вентилятора. Если вы посчитаете какой объем воздуха вам нужно перемещать в час для обмена воздуха для нагрева, вы будете удивлены высоким показателем. Наша система ( 4 вентилятора) имела как минимум объем вдвое больший чем коммерческая установка Sun Lizard, но и этого было недостаточно для соответствующего обмена объема воздуха в большой открытой комнате. Неудивительно, что Sun Lizard практически не работает!
- Отдельные коллекторы для различных комнат использовать лучше всего, чем один большой и оставлять двери открытыми. Тонкое поликарбонатовой покрытие сильно деформируется со временем. Это делает герметизацию практически невозможной. Я бы не использовал его снова.


Огромное спасибо за ответ, Девид. Я так и думал про поликарбонатовое покрытие. У меня осталось много оконного стекла от обновления и я наверно их и попробую... даже под риском повредить под градом (перед градом не бывает дождя, но у нас его, похоже, долго не будет)
Единственной проблемой с этим может быть то, что оно будет блокировать слишком много ультрафиолета. Специальное стекло используется в коммерческих коллекторах, как Sun Lizard, но это довольно дорого.
Конечно, стоит попробовать так, как вы думали.

Что касается улучшенного теплообмена воздух/алюмининий, я подумал об установлении коротких прямоугольных заклепок (может быть около 40 мм) на заднюю пластину, чтобы нагнетать воздух вокруг них. Также думал о подвешенном алюминиевом листе в центре коробки, и поэтому имеющим обе стороны в контакте с потоком воздуха. Возможно построю очень маленькую установку для доработки…

У меня есть предложение использовать закрепленную клином тонкую сталь между верхней и нижней пластинами. Не знаю, как это будет работать, но это стоит изучить.


Вопрос) Можете ли вы сказать, из чего сделана нижняя поверхность коробки? Нет рисунка нижней части. Похоже, что она тоже сделана из алюминия, но это невозможно, так как вы потеряете все тепло наружу… это фанера? Есть ли у нее изоляция? Если дно, внутренняя поверхность коробки были бы покрыты дюймом (~ 2 см) жесткого пенопласта, это бы не внесло улучшения (уменьшение потерь).

Вся коробка алюминиевая, как показано здесь:

Коробка вся должна быть из металла, чтобы было как можно больше передачи тепла в проходящий внутрь воздух, что является самым важным аспектом проекта солнечного воздушного обогревателя. Внешние потери не так велики по сравнению с соединением внутри протоков воздуха. Внешняя коробка начинает вскипать при 100° С без любого потока воздуха, и при 70° С при полном потоке. Этот график показывает потери коллектора на выходе.


Да, изоляция бы немного помогла, но не настолько, как вы думаете, тепловая связь – самое важное. Концепция солнечного поглотителя – дешевизна и простота, спроектированная для того, чтобы увидеть, на что способен минималистический дизайн. Поэтому для прототипа не было использовано изоляции.

Изоляция «более» важна на протоках от установки к выходу в доме, чем самой установки.
В основном, внешние потери тепла коллектора не так важны, потому что он постоянно получает энергию от солнца. Помните, что коллектор нагревается очень сильно без всякой изоляции.
Вот система важности потерь/неэффективности в следующем порядке:
1)Воздушное соединение и объем воздуха (это самое важное)
2)Потери протоков
3)Потери коллектора


Ключевые детали, которые я узнал при проектировании солнечного поглотителя:
1)Солнечные воздушные нагреватели работают, но Вам нужно БОЛЬШОЕ устройство, чтобы оно было действительно полезным. Мой прототип в 1,6 м2 был непрактичен.
2)Вам нужен БОЛЬШОЙ объем циркуляции воздуха, чтобы как-то нагреть дом среднего размера в течение дня. В итоге моя система с 4 вентиляторами была недостаточна.
3)Потери БОЛЬШИЕ, не только в коллекторе, но и в протоках и в нагреваемой комнате. Когда вы проводите вычисления, по комнате, полной воздуха, вы будете удивлены, какая большая мощность вентилятора вам нужна. И это не включая потери.

Не думайте о Sun Lizard. Маленький размер коллектора и маленький объем воздуха делают его практически бесполезным. У Роба Кемпа на его сайте есть информация о его скромном доме (я его видел), и это практически ему не помогло. Классический случай перепроектирования базовой идеи без действительных знаний фундаментальных вопросов – вот что это.

Тонкое поликарбонатовое покрытие очень сильно деформировалось, и я бы не использовал его снова. Очень сложно сохранить герметизацию неповрежденной. Толстый или гофрированный поликарбонат – лучший выбор. Специальное стекло слишком дорого.

Разговаривая с американскими разработчиками я подумал, что пассивные коллекторы, установленные на вертикальную стену очень хороши. Если у вас есть просранство под окном, я бы рекомендовал попробовать пассивный настенный обогреватель, где естественно поднимается горячий воздух и проходит в окно по конвекции. Вообще окно вам не нужно. Всего лишь Вы нуждаетесь в большой стене с отверстием в ней.
Нет потерь вентиляторов, маленькие потери протоков, маленькие потери излучения с передней части панели (из-за его вертикальности), и гораздо больше тепла попадает в дом. Хотя вдобавок можно использовать маленькие вентиляторы. Также я слышал, получается очень дешево.
Хотя в США любят большие дома «амбарного» типа в большими высокими стенами, где только возможно, у нас нет тенденции использовать их здесь.


Моей первой идеей для солнечного поглотителя была поставить алюминиевые радиаторы под пластиной коллектора, как те, которые используются в электронных устройствах. Конечно, они дороги, если вы используете несколько, и я пытался решить все более дешевым способом, но не сильно преуспел. Так что у первого прототипа был змеевидный канал для создания простой системы.

Мне нравится ваша идея наждачной бумаги или металлической мочалки для чистки посуды (scourer), не думал об этом!
Это бы увеличило поверхность и разорвало поток воздуха, чтобы дать время собраться большему количеству тепла. Мне это нравится.
Мои первоначальные мысли:

1). Металлическая мочалка представляет собой нержавеющую сталь, которая является довольно плохим проводником тепла (отсюда радиатор), но она бы достигла той же температуры, что и коллектор. Медь была бы лучше, но ведь дороже?

2). 1.Вам нужна значительная циркуляция объема воздуха даже при умеренно среднем размере дома в течение дня. В конце концов системы из 4 вентиляторов не было достаточно.

3). 1.Потери огромные, и не только в коллекторе, но и в воздуховоде, в помещении. Когда Вы будете делать реальные расчеты - будете очень удивлены тем, какой мощности вентилятора Вам действительно нужно. И это не включает в себя потери.

1.Потери огромные, и не только в коллекторе, но и в воздуховоде, в помещении. Когда Вы будете делать реальные расчеты - будете очень удивлены тем, какой мощности вентилятора Вам действительно нужно. И это не включает в себя потери.


Я добавил термопереключатель непосредственно к нижней поверхности пластины коллектора, чтобы вентилятор автоматически включался и выключался при достижении определенных температур. Они дешевы и довольно просты в установке.Jaycar и другие производители их имеют (перевод по термостату на русский):
http://jaycar.com.au/productView.asp?ID=ST3831

На главную