Слънчево топлене на вода 59 мнения

[lz2skt]

В случая мозайката се явява като частична изолация с акумулиращ ефект.Четох това предложение в една книжка от началото на 80-те години от м.век и ми хареса като идея.Разбира се в случая говорим за съвсем бюджетни изпълнения за без пари от отпадни материали.Подобни изпълнения има доста по моят край от стари балони от елпромски соц. бойлери.Спор няма ,че не са най-удачното,но самоделци ,напълно в духа на този форум си ги ползват....

[Hursa]

Водата има един от най високите показатели за специфичен топлинен капацитет, харакеризиращ акумулиращата способност: 4186 J/(kg.°C). За сравнеие камъка има 920 J/(kg.°C).(това за мозайката).
Според гугъл парниковият ефек се намира в уроците за 5ти клас...
А за ефективността на слънчевите колектори има сертификати с реални измервания за моделите. Например solar keymark.

Всъщност често по-важно е произведението на специфичния топлинен капацитет и плътността (обемната топлоемкост). Особено за топлинния акумулатор – от това зависи обема, а от нея повърхността му и топлинните загуби. Но макар разликата да е по малка, водата пак е на „водещо” място. (И тъй като размерите на топлинния акумулатор обикновено не са много големи е важно да не се прекалява с топлинната изолация – това исках да кажа с първата реплика, защото над определена „дебелина” на изолационния слой - загубите вместо да продължават да намаляват, започват да се увеличават.)
За съжаление, съм слабо запознат с темите по усвояване енергията на слънцето. Но въпреки това, ще си позволя да оспоря.
В учебника за 5 клас дават за парниковия ефект в атмосферата в резултат на замърсяването на въздуха (до колкото знам). И макар „физиката на процесите” да е същата, не е съвсем същото като да се покрие „слънчев бойлер” със стъкла или да се изгради парник.
За сертификатите – на нашият пазар до колкото знам се предлагат много модели без сертификати. А много от тези които имат сертификати са издадени от не съвсем признати и слабо известни организации. Организации които не само могат да манипулират условията при които се извършва сертифицирането, завишавайки резултатите, но и такива които „директно” мамят. А и сертифицирането обикновено не се отнася за самоделни колектори, „слънчеви” стени и зимни градини. За това мисля е добре да се направи теоретична тема за слънчевите колектори с цел запознаване с основите, за да можем сами да оценим, поне най-общо слънчев колектор, когато търсим такъв (или просто сме любопитни).
Съвсем не смятам и идеята за черната мозайка за лоша. Не за топлоизолационните или топлоакумулиращите и качества. Може би не е съвсем удачна за „случая” с „бойлера” на покрива – мисля, че може да доведе до повишаване на топлинните загуби. Ако искаме добра изолация – по добре да подложим вата, мисля. А ако търсим по големи акумулиращи способности – да се вземе по голям „бойлер”. Мисля, че е подходяща заради свето поглъщащите си качества – в зимни градини например, използвани, като „въздушни слънчеви колектори”.

[lz2skt]

Идеята за мозайката не е моя...Според мен ако водосържателя лежи по дължина частично в черна мозайка...верно ще се загрява малко по-бавно ,но за сметка на това след скриването на слънцето мозайката ще продължи да топлоотдава към балона и той ще изстине по-бавно.Струва ми се,че при черпене на вода след като няма директно греене на слънцето ще получим по-голямо количество т.вода от ситуация без ч.мозайка.Ще имаме топлообмен между балона и мозайката до уравновесяване на температурите им под влияние на външната температура на въздуха.ПП .Парниковият ефект се споменава в 5 клас в предмета Човек и природа и е посочен само като пример за замърсяването на природата.Самият процес се изучава в горен клас...

[Hursa]

Може мозайката да бъде с по-ниска температура от бойлера след като се е загрял достатъчно, при подходящо абсорбиращо покритие. А и бойлера лежи върху мозайката – т. е. само част от нея е изложена на слънцето. Част от нея при ниско слънце – сутрин и вечер е засенчена от бойлера (това, ако "дължината" на лежащия бойлер е ориентирана - север/юг - мисля, че така ще е подходящо, а може би и с поне малък наклон). Мозайката съвсем не е добър изолатор – топлината и се предава сравнително интензивно на плочата върху която лежи – на покрива. От там се разпространява по плочата и се разсейва в окръжаващото пространство. Ако има стъкло – не трябва да има контакт с мозайката – иначе и това ще даде повишени загуби (относително). За да имаме тази акумулираща способност не е ли по-добре да имаме по-голям бойлер – по-голям обем и маса вода която акумулира повече топлина, вместо да имаме мозайка – с по-ниски топлоакумулиращи способности, външно на бойлера – която ще предава топлината си с някакви загуби – контакта между мозайката и бойлера не е много добър. Ще има и „печалба” – може да увеличи абсорбиращата енергията от слънцето площ – когато бойлера е студен, особено ако има покритие с малка поглъщаща способност по отношение слънчевата енергия. Но мисля, че сравнително евтино може да се заменят положителните ефекти, които би дала мозайката – например, ако се завари подходяща опорна „пола” под бойлера която да увеличи поглъщащата повърхност – боядисана с подходящо абсорбиращо лъчението покритие, както и самия бойлер. А бойлера със стойката лежащи върху слой изолация.
Т. н. „парников ефект” мисля, че се разглежда подробно в курса по физика (при изучаване топлопренос, чрез лъчение) във висшите училища. Ако се изучавало в някой от класовете, имам голям пропуск от средното училище

[Evgeniy]

Ето частта за парниковия ефект в колекторите в нескопосан превод:
„Парниковият ефект“ е основно физично явление, което се използва при построяване на масови използвани слънчеви колектори.Голяма част от слънчевите лъчи преминават през стъкленото покритие и достигат до черната повърхност на колектора(абсорбера). Там една част се от тях се поглъщат от абсорбиращата повърхност на слънчевия колектор, а друга се отразяват обратно, след което погълнатите лъчи започват да повишават температурата на абсорбера. Погълнал абсорбера достатъчно слънчеви лъчи, той започва да излъчва вече инфрачервени лъчи. Те се отразяват в голяма степен от стъкленото покритие на колектора обратно към абсорбера и повишават температурата на колектора още повече. С повишаване на температура на колектора, расте и интензитета на отделените инфрачервени лъчи. Стъклото покритие с което се оборудвани слънчевите колектори са специално подбрани да отразяват инфрачервените лъчи(топлинните лъчи) които се образуват при нагряване на абсорбера, като същевременно пропускат слънчевите лъчи идващи от Слънцето.

Това далеч не значи, че масовите колектори са с тип "К" стъкло дето да не дава на инфрачервената топлина в колекторната кутиия да я напусне.
Според мен това са много стари концепции преди да са навлезли селективните абсорбиращи повърхности.

[Kondor1]

Т. н. „парников ефект” мисля, че се разглежда подробно в курса по физика (при изучаване топлопренос, чрез лъчение) във висшите училища. Ако се изучавало в някой от класовете, имам голям пропуск от средното училище

Не в средното, а в основното училище е. Но не се разучава подробно, а се обяснява с 5 думи.

[Hursa]

Да в основното – но може би по „мое” време това не се е учило – парниковият ефект в атмосферата не бе „актуален”
За “парниковия ефект” в случая – ще си позволя да коригирам цитираното . Макар и общоприет - не е строг термин (до колкото знам), затова и има различни интерпретации. Затова и мислех, че трябва да се уточни. Говори се най-вече за повишена температура на атмосферата (повишена температура на ниските слоеве на атмосферата, дори повишена влажност когато се говори за помещения, парници).
В даденото определение – ако парниковият ефект е основно явление, което се използва в слънчевите колектори – как работят колекторите, които не са покрити със стъкло или друга прозрачна преграда – до колкото знам има нискотемпературни такива, има и високотемпературни с отразителни концентратори. Основното според мен – е топлината получена от погълнатото от абсорбера излъчване на слънцето. А “парниковият ефект” ограничава загубите при покритите със стъкло или друга прозрачна преграда абсорбери на колекторите (поради това смятам, че тази прозрачна преграда е по коректно да се нарече "прозрачна топлоизолация" - термина се използва, до колкото съм го срещал - в статии за използване на слънчевата енергия). Повърхността на абсорбера поглъща – обикновено по-голяма част - от попадналото върху него излъчване. Малка част се отразява. В следствие на тази погълната енергия му се повишава температурата. Колкото едно тяло е по-нагрято - толкова по-интензивно излъчва (като максимума на излъчване се измества към по късите вълни). Тъй като при тези колектори нагряването на абсорбиращата повърхност не е много голямо – излъчената енергия е в областта от спектъра на дълговълновото инфрачервено излъчване (практически цялата излъчена енергия). Стъклото за излъчването в тази част от спектъра е “непрозрачно”. Освен това в тази част от спектъра – повърхността му е със силно изразена поглъщаща способност (висока степен на чернота). Поради това преобладаващата част от попадналото върху стъклото дълговълново инфрачервено излъчване – както от страна на абсорбера, така и от страна на слънцето – се поглъща (отразява се много малка част). (В следствие на това температурата му се повишава.) Но колкото една повърхност е с по-високи поглъщащи способности (към лъчи с определена дължина), толкова по добре излъчва (лъчи с такава дължина). Стъклото излъчвайки с двете си повърхности - практически по равно - част от погълнатата енергия излъчва към абсорбера – връщайки му част от излъчената от него енергия. Другата повърхност на стъклото излъчва в окръжаващото пространство – това са загубите, чрез излъчване през тази преграда.
Но прозрачната преграда ограничава и другия вид топлообмен – конвективния.
При липса на такава – прилежащия въздух, контактуващ с абсорбера – се нагрява отнемайки част от топлината му, плътността на въздуха се намалява и той се издига освобождавайки място за по хладния околен въздух, който от своя страна също се нагрява и издига, отнасяйки топлина, образува се непрекъснат въздушен поток охлаждащ абсорбера. При наличие на преграда образуваща затворено пространство около абсорбера – нагретия въздух ще се стреми да заеме горната част на това пространство, по-хладния долната част. Това въздушно пространство е желателно да е херметично или поне с много малки неплътности, по възможност горният край да е без газови протечки. Топлият въздух – контактуващ с по хладната преграда, ще се охлажда, а по хладния въздух контактуващ с абсорбера – ще се нагрява – в зависимост от това как е поставен колектора – вертикално, хоризонтално или най-вероятно под определен наклон – ще се образуват един или няколко взаимно преливащи конвекционни „кръга”, които ще пренасят топлината от абсорбера към прозрачната преграда или периферните прегради. Като цяло тези конвективни загуби ще бъдат значително по-малки отколкото при открит абсорбер, въздуха в това пространство ще бъде сравнително топъл със сравнително висока средна температура. Повишаването на температурата във въздушното пространство между абсорбера и прозрачната преграда – ако това приемем за “парниковия ефект” не може да повиши температурата на абсорбера тъй като той нормално е с по-висока температура. Но пък ограничава конвективните загуби.
Има и още един „вид” загуби – от тилната страна на абсорбера. Ако не се използва отражател насочващ поток слънчева енергия към тази му част – тогава не е необходима там прозрачна преграда (не е необходимо и да е с абсорбиращо покритие). Тогава от тази „страна” може да се постави топлоизолация намаляваща загубите от тази повърхност на абсорбера (и обикновено има такава).
Т. е. независимо дали ще се приеме формулировката на “парниковия ефект” така както е в цитирания по горе текст или като нагряване на „атмосферата” – това е само намаляване на загубите от абсорбера в околното „пространство” (и то само на един „вид” от тях).
До колкото знам не се използват „специални” стъкла (освен такива с повишена светопропускливост). Просто върху така нареченото „обикновено” стъкло се нанася покритие – наречено „нискоемисионно” (или „к” стъкло). Обикновено само на едната повърхност се нанася. Това покритие силно намалява поглъщащата способност на стъклото по отношение на дълговълновото инфрачервено излъчване. Т. е. самото покритие – в тънък слой - отразява сравнително много добре (до около 90%) от дълговълновото (топлинно) инфрачервено излъчване (и тъй като в тази област от спектъра силно отразява, следователно слабо излъчва – по закона на Кирхов за електромагнитното излъчване). Същевременно това покритие – в тънък слой – е прозрачно (до голяма степен, близка до това на стъклото) по отношение на видимия спектър на слънчевото излъчване (но малко „увеличава” зоната на непрозрачност и полупрозрачност на стъклото в инфрачервената област от спектъра). Такова стъкло поставено, като прозрачна преграда пред абсорбера с нискоемисионното покритие обърнато към него – отразява голяма „част” от енергията излъчена от абсорбера, който съответно поглъща голяма част от отразеното. Това редуцира в голяма степен загубите от лъчение. Освен това – стъклото остава съответно по хладно (по сравнение със стъкло без такова покритие, тъй като отразява голяма част от излъченото от абсорбера). Поглъща най-вече с външната си повърхност и топлината пренасяна, чрез конвективния топлообмен с абсорбера. Поради това излъчената енергия от външната повърхност на стъклото е по-малко, по-малки са и конвективните загуби – топлината отнасяна от външният въздух контактуващ с външната му повърхност. (Сорри, че в много от написаното се повтарям).
Не знам, писано ли е тук, какво представлява „селективното” покритие на абсорбера. Но така или иначе това което изписах вероятно се знае. Така, че ще досаждам още малко.
Има различни по предназначение селективни покрития. В случая – целта е да се погълне сравнително голяма част от попадащото върху повърхността на абсорбера слънчево излъчване, като същевременно той да излъчва минимално.
Слънчевото излъчване (според различни източници процентите малко се различават): Около 50% от енергията на слънчевият спектър се пада на „видимото” излъчване (ако разгледаме само участъка от спектъра – от ултравиолетовата до дълговълновата инфрачервена област – видимата част от спектъра е много тясна полоса, но в нея се намира максимума на излъчване на слънцето). (Това е за земната повърхност, в космоса съотношенията малко се изменят.)
Около 40% от енергията на слънцето „носи” излъчването от инфрачервената област на спектъра – като над 30% е „късовълновото” .
Селективното покритие в такъв случай трябва да е с високи поглъщащи способности във видимата и в късовълновата инфрачервена част на спектъра – т. е. в тези части от спектъра да е с висока степен на „чернота”. В дълговълновата инфрачервена част от спектъра да излъчва минимално – т. е. в тази част от спектъра да е с ниска степен на „чернота”, с висока степен на „белота”, може да се каже още – да притежава „нискоемисионни” качества по отношение на излъчване с такава дължина – за да има минимални загуби от излъчване. При абсорбер с такова селективно покритие не е необходимо използването на „нискоемисионно” стъкло, тъй като от една страна абсорбера излъчва слабо, а от друга - такова стъкло има малко по-ниска „светопрозрачност”. Т. е. в този случай стъклото е най-вече за намаляване на конвективните загуби.

[Kondor1]

Мисля, че сме учили какво е парников ефект в основния му смисъл т.е. какво става в парниците и оранжериите, а не за парниковия ефект на планетата. Но беше преди "много луни" и не съм сигурен дали помня правилно. Накратко казано - през стъклото минават слънчевите лъчи носещи топлина, а инфрачервените не се пропускат обратно и се затопля в парника.

[fox_vt]

Hursa много подобно обяснение относно как работи слънчевия колектор, парника на баба и т н. Най обикновения парник респективно обикновения сл.колектор работи така, след това ъпгрейд-намаление на загубите от обратно излъчване на абсорбера чрез селективно покритие. Следващ ъпгрейд, намаление на загубите през кутията и стъклото заради конекционалните течения и излъчвания чрез най добрата изолация -вакуума. И край , стара технология изпитана докарана до максимума на възможностите си. Няма друг възможен ъпгрейд за улавяне на слънчева енергия от определена площ.

[Hoвoceлckи]

Значи - край - всичко вече е открито!
Kondor1, ми не сме познали и двамата с теб

При прекалено многото тръби се получава негативен резултат заради загубите от инфрачервеното отразяване и загуба на топлина в атмосферата.

При това при "неслучаен" колектор `бем ти специалните стъкла