Güneş enerjili hava ısıtıcıları, güneş enerjisini toplayan ve ısıyı, depolanan veya alan ısıtma için kullanılan geçen havaya aktaran sistemlerdir. Kolektörler güneş enerjisini daha fazla absorbe etmek için genellikle siyah renktedir ve genellikle metal olan iletken bir malzeme ısı değiştirici görevi görür . Havanın akış hızını artırmak için fanlar içerebilen birçok farklı tasarım ve sistem vardır. Alternatif olarak, sıcak hava yükseldiğinde alttan temiz hava çekecek şekilde pasif bir kollektör de yapılabilir. Fanlar genellikle sistemin performansını artırabilir ancak ek parçalar gerektirir ve karmaşıklığı artırır. Güneş enerjili hava ısıtıcıları, ücretsiz ve temiz bir ısı kaynağı sağlayarak (başlangıç maliyetlerinden sonra) geleneksel iç mekan ısıtma sistemlerini tamamlayabilir. Bulutlar sistemin enerji çıkışını etkilerken, metal sıcak bir günde enerji depolayacak ve anlık bulut örtüsünün etkisini azaltacaktır. En iyi sonuçları elde etmek için sistem gölgesiz olmalı ve güneşin genel yönüne bakmalıdır (kuzey yarımküre için güney, güney yarımküre için kuzey). [1]
Birleşik Krallık'ta tüm enerji tüketiminin %40'ı alan ısıtmaya ayrıldı. [2] Bu yüzde, enerji kullanımının en büyük bileşenidir ve dünyanın sınırlı kaynaklarını tüketmeden güneşin kapı alanlarımızı pasif olarak ısıtmasını sağlamanın bir yolu olarak güneş enerjili hava ısıtıcıları kullanılarak azaltılabilir.
Güneş enerjili hava ısıtıcılarının uygulanmasının mali ve çevresel faydaları, Kanada hükümeti tarafından oluşturulan ve dünyanın ücretsiz olarak kullanımına sunulanbu RETScreen aracının kullanılmasıyla tahmin edilebilir .<
İçindekiler
Malzemeler
Güneş enerjili hava ısıtıcısı oluşturmak için kullanılan iki yaygın yöntem vardır. Birincisi gaz kutusu tasarımı, diğeri ise havayı "yılan" desenli bir kanal aracılığıyla yönlendiriyor. Her iki yöntem de yalnızca birkaç istisna dışında benzer malzeme ve araçları kullanır.
Her iki tasarım da aşağıdaki malzemeleri gerektirir: [3] [4]
- Kontrplak
- Ahşap - 2"x4"
- Cam veya pleksiglas
- Sızdırmazlık maddesi
- Yalıtım
- Siyah boya
- Alüminyum "L" kaplama
- Vidalar
- Delmek
Bir "yılan" tasarımı oluşturmak için, taban için bir parça metal levha, termal kütlenin artmasına ve geçen havaya ısı transferinin iyileştirilmesine yardımcı olacaktır. Ayrıca zımpara kağıdı gerekebilir.
Alternatif olarak, pop kutusu tasarımını oluşturmak için çok sayıda pop kutusu ve kutuları birbirine bağlamak için bir harç veya yapıştırıcı gerekir.
Güneş enerjili hava ısıtıcılarının üç temel biçimi
Pop Kutu Tasarımı [5]
- Ünitenin boyutlarını belirleyin ve teneke kutu sıralarının sayısı için bir kutu oluşturun ve duvarlara yalıtım ekleyin.
- Hava ısıtıcısı için temel yapı görevi görecek kutuyu oluşturun. 2" x 4" kirişler kullanılarak yapılabilir ve kontrplak alt kısım görevi görebilir
- Ünitenin üstüne ve altına bir delik açın, havanın giriş ve çıkış akışları olarak görev yapmak üzere kutu sıraları halinde (2" x 4") eşit sayıda delikler açın. Delikler kutuların ağızlarıyla aynı büyüklükte olmalıdır.
- Sistemden hava sızıntısını önlemek için kutunun tüm kenarları kapatılmalıdır.
- Üniteden çıkan ısı miktarını azaltmak için yalıtım eklenebilir. Yalıtım iç duvarlar boyunca yerleştirilir ve kenarlar boyunca ikinci bir dolgu macunu uygulaması yapılabilir.
- Alüminyum kutuları yıkayın ve ardından alüminyum kutuların alt kısmına delikler açın, aksi takdirde üst ve alt kısımlar kesilebilir
- Kutuyu ve tenekeleri mat bir kaplamayla siyaha boyayın.
- Tutkal kullanarak tenekeleri arka arkaya bağlayın (Üst kısımların alt kısımlara bağlanması genellikle en uygunudur)
- Kutu sıralarını kutudaki ilgili konumlarına takın ve hava giriş deliklerinin çevresine sızdırmazlık maddesi ekleyin
- Kutuyu tamamlamak ve sistemi kapatmak için cam veya pleksiglas levhayı ünitenin üstüne yerleştirin. Alüminyum "L" kaplamayı kullanarak malzemeyi sabitleyin.
Yılan Tasarımı [6]
- Ünitenin boyutlarını belirleyin ve duvarlar boyunca yalıtım sağlayacak bir kutu oluşturun.
- Hava ısıtıcısı için temel yapı görevi görecek kutuyu oluşturun. 2" x 4" kirişler kullanılarak yapılabilir ve kontrplak taban görevi görebilir. Alternatif olarak, taban olarak bir metal levhanın kullanılması, ünitenin ısı transfer özelliklerine önemli ölçüde yardımcı olacaktır.
- Havanın giriş ve çıkış akışları olarak görev yapması için ünitenin üstüne ve altına (2" x 4" veya kontrplakta) bir delik açın.
- Sistemden hava sızıntısını önlemek için kutunun tüm kenarları kapatılmalıdır.
- Üniteden çıkan ısı miktarını azaltmak için yalıtım eklenebilir. Yalıtım iç duvarlar boyunca yerleştirilir ve kenarlar boyunca ikinci bir dolgu macunu uygulaması yapılabilir.
- Ünitenin tüm genişliğini kapsamayan ancak "sol" ve "sağ" duvarlara değecek şekilde dönüşümlü olarak hava akışına dik 2" x 4" boyutunda ek parçalar yerleştirerek bölmeler ekleyin
- Mat boya kullanarak kutuyu ve bölmeleri siyaha boyayın
- Üniteyi çevrelemek için camı veya pleksiglası konumlandırın ve cama tam oturacak şekilde bölmelerin yüksekliğini ayarlayın. Bu, zımpara kağıdı kullanılarak veya gerektiği şekilde dolgu macunu eklenerek yapılabilir.
- Kutuyu tamamlamak ve sistemi kapatmak için cam veya pleksiglas levhayı ünitenin üstüne yerleştirin. Alüminyum "L" kaplamayı kullanarak malzemeyi sabitleyin.
Aşağı Çıkışlı Tasarım [7]
- Pop kutu tasarımına benzer.
- Ünitenin boyutlarını belirleyin ve iniş borusu sıralarının sayısına göre bir kutu inşa edin ve duvarlar boyunca yalıtım ekleyin (Ahşap kutuya yalıtım eklemek çok az ısı katar ve maliyeti artırır.)
- Havanın giriş ve çıkış akışları olarak görev yapması için ünitenin üstüne ve altına (2" x 4" veya kontrplakta) bir delik açın.
- Sistemden hava sızıntısını önlemek için kutunun tüm kenarları kapatılmalıdır.
- Üniteden çıkan ısı miktarını azaltmak için yalıtım eklenebilir. Yalıtım iç duvarlar boyunca yerleştirilir ve kenarlar boyunca ikinci bir dolgu macunu uygulaması yapılabilir.
- Ünitenin tüm genişliğini kapsamayan ancak "sol" ve "sağ" duvarlara değecek şekilde dönüşümlü olarak hava akışına dik 2" x 4" boyutunda ek parçalar yerleştirerek bölmeler ekleyin
- Mat boya kullanarak kutuyu ve bölmeleri siyaha boyayın
- Üniteyi çevrelemek için camı veya pleksiglası konumlandırın ve cama tam oturacak şekilde bölmelerin yüksekliğini ayarlayın. Bu, zımpara kağıdı kullanılarak veya gerektiği şekilde dolgu macunu eklenerek yapılabilir.
- Kutuyu tamamlamak ve sistemi kapatmak için cam veya pleksiglas levhayı ünitenin üstüne yerleştirin. Alüminyum "L" kaplamayı kullanarak malzemeyi sabitleyin.
Optimum Yerler ve Açılar
- Meteonorm - Coğrafi konumunuzun güneşten ne kadar enerji aldığını anlamak için görsel bir referans sağlar
- Solar Path Finder - Bulunduğunuz yere göre kolektörün hangi açıda konumlandırılması gerektiğini belirlemeye yardımcı olur
- Hava Durumu Tabanı - Isıtma ve soğutma talepleriniz hakkında daha fazla bilgi edinmenize yardımcı olabilecek geniş bir sıcaklık ve hava durumu veri tabanına sahiptir
- Verimlilik Raporu - Soğuk iklimlerde güneş enerjili hava ısıtıcılarının verimliliği üzerine bir araştırma
Varsayılan fiyatlar
Güneş enerjili hava ısıtıcısı inşa etmenin maliyeti, malzemelerin "yeni" satın alınmasına veya kurtarılmış olmasına bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Ayrıca cam ve pleksiglas arasında verilecek kararın sistemin toplam maliyetine etkisi çok büyüktür. Son olarak, tasarıma dahil edilebilecek ve kesinlikle bütçeyi artıracak fan, güneş panelleri , yedek pil, kablolar ve metal levhakullanımı gibi başka faktörler de vardır .
| Öğe | Maliyet |
|---|---|
| Kontrplak | 20$ |
| Ahşap Kirişler | 15 dolar |
| Cam veya Pleksiglas | 40 dolar |
| Sızdırmazlık maddesi | 5 dolar |
| Yalıtım | 5 dolar |
| Siyah boya | 5 dolar |
| Alüminyum "L" Döşeme | 3$ |
| Vidalar | 2$ |
Genel olarak, temel bir sistem yaklaşık 95 $'a inşa edilebilir ve bu, bileşenleri toplarken becerikli davranılarak kolaylıkla azaltılabilir. Örneğin, geri dönüştürülmüş malzemeler kullanılarak yapılmış bir güneş enerjisi ısıtıcısına bakın: Aşk ve Çöp Kutusu'ndaki DIY güneş enerjisi ısıtıcısı .
Tasarım Sorunları
Güneşli bir günde doğal konveksiyon, ısıtıcının odanızdan soğuk havayı çekmesine, ısıtmasına ve sıcak hava olarak odaya geri göndermesine olanak tanır. Geceleri ve karanlık bulutlu günlerde ise durum tam tersidir. Isıtıcı, odanızdaki havayı "ısıtıcıya" çekecek, soğutacak ve odanıza geri düşecektir. Bir güneş enerjisi ısıtıcısının hava akışını tamamen kapatma özelliğine sahip olması gerekir. Bu ısıtıcıyı %100 evde olmayan insanlar için gerçekten kullanılabilir hale getirmek için, ısıtıcının, sıcaklıklar odadan daha yüksek bir sıcaklığa ulaştığında, hiçbir insan etkileşimi olmaksızın kapalı havalandırma deliğini açabilme özelliğine sahip olması gerekir. Aynısı fanla donatılmış ısıtıcılar için de yapılmalıdır. Fanın otomatik olarak açılıp kapanması gerekiyor. Bu sorunlar ekonomik bir şekilde çözülene kadar güneş enerjili ısıtıcılar yaygın kullanım alanı bulamayacaktır.
Yukarıdaki iddia doğru değildir, çünkü oda ısıtıcının içindeki havadan daha sıcak olduğunda ters hava akımı oluştuğu doğru olsaydı, ters hava akışı sırasında odanın havasından çekilen ısı ısıtıcının içinde muhafaza edilirdi. yalnızca kısa bir süre için, çünkü sonunda hava ısıtıcısının dışındaki aynı ortama yayılacaktır. Isıtıcının etrafındaki bu ortam elbette ısıtıcının bulunduğu odanın içidir.
Ters hava akışı olasılığını ele almak için öncelikle sıcak havanın ısıtıcının daha soğuk havasından yükselmesi gerektiğini düşünün; ancak hava yukarıya doğru odadakinden daha soğuk olacak şekilde soğutulursa hava ısınmayacaktır. yukarı doğru akar.
Aşağıya doğru hava akışını dikkate alırsak, evet, soğuk havanın daha sıcak hava ile yer değiştirdiğinde çökeldiği doğrudur. Isıtıcının tamamen odanın içinde olduğunu varsaydığımız için ısıtıcı daha soğuk havaya sahip olmayacaktır ve dolayısıyla ısıtıcının odaya göre herhangi bir ısı "kaybı" olamaz çünkü eğer ısıyı bırakırsa bunu odaya vermiş olacaktır. oda. Isıtıcı plastik yüzeyini bir dış pencereyle paylaşacak olsaydı, ısıtıcının içindeki ısı, ısı eşanjörü görevi gören pencere aracılığıyla dışarıya aktarılacağından geceleri bir akım meydana gelebilir.
Alternatif tasarımlar
Ünitenizin dayanıklılığını artırmak için, hava koşullarına bağlı olarak beklenen ömrünü uzatmak amacıyla cama koruyucu bir kaplama eklenebilir.
Ayrıca pop kutularına saptırıcılar ekleyerek hava akışındaki türbülansı artırmayı da deneyebilirsiniz . Bu , metalden havayaısı transferinin artmasına yardımcı olacaktır .
Ayrıca, güneş enerjili hava ısıtıcıları hakkında aşağıdaki çevrimiçi forumlardan herhangi birine danışmaktan veya katkıda bulunmaktan çekinmeyin:
- Alternatif Teknoloji Assn Forumları
- SolarPowerForum.net
- Talimatlar
- Geçiş Victoria: Bölgesel Bir Girişim
Videolar
İşte bir güneş enerjili hava ısıtıcı oluşturmanıza ve hatta tasarımları geliştirmek için ilham almanıza yardımcı olacak birkaç eğitici video.
Referanslar
- ↑ http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/AE_solar_air_heater.html
- ↑ http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/+/http://www.berr.gov.uk/files/file11250.pdf
- ↑ http://www.coloradowindpower.com/page.php?26
- ↑ http://web.archive.org/web/20140407005834/http://transitionvictoria.ning.com:80/group/greenenergy/forum/topics/solar-air-heater-materials-and
- ↑ http://greenterrafirma.com/solar-air-heating.html
- ↑ http://web.archive.org/web/20200216100355/http://www.solarsponge.com:80/article.htm
- ↑ http://web.archive.org/web/20200216100355/http://www.solarsponge.com:80/article.htm