|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Вентилятор для горища на сонячній батареї. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії Найпростіший спосіб охолодити будинок – встановити у ньому кондиціонер. Однак він дорогий і неефективний. Значно дешевше використовувати недорогу вентиляційну систему, яка в першу чергу запобігає перегріву повітря у приміщенні та збільшенню вологості.
Вентиляційна система повинна встановлюватися таким чином, щоб видалити повітря з горища. Чому саме з горища? Тому що він є джерелом усіх проблем. Все починається рано-вранці, як тільки сонце починає освітлювати дах. Не знаю, чи відомо вам чи ні, але черепиця на даху досить ефективно поглинає сонячне випромінювання. Покриті бітумом дахи особливо добре притягують та зберігають сонячне тепло. Потім тепло від даху передається повітрю, що заповнює горище. Протягом дня все більше і більше тепла надходить у повітряний простір горища. Тепер всередині горища набуває чинності інший механізм, Добре відомо, що тепле повітря піднімається вгору, а холодне опускається вниз. Так як повітря на горищі не перемішується, то в будинку створюється розподіл температури, показаний на рис. 1. Шарувате розподілення температури обумовлює накопичення тепла. Ми маємо величезний резервуар тепла, яке потрібно використати. У багатьох будинках стає занадто спекотно через проникнення тепла з горища. При включенні кондиціонера ви намагаєтеся видалити тепло із житлових приміщень, щоб зробити умови більш комфортними. Однак у той же час горище продовжує нагрівати будинок. Таке протиборство дороге і не призводить до потрібних результатів. Єдиний спосіб зупинити цей приплив тепла з горища до житлового приміщення - це теплоізолювати будинок від горища. Дуже ефективна теплоізоляція за допомогою скловати. Шар скловати завтовшки не більше 15 см, стеля, що стеля, помітно впливає на кількість тепла, що проникає вниз. Механізми охолодження Однак ніяка ізоляція не зможе повністю відгородити нижні приміщення від проникнення тепла з горища. Тепло проникатиме в житлові приміщення завдяки теплопередачі та випромінюванню. Щоб проілюструвати це, розглянемо такий приклад. Припустимо, що горище вашого будинку має розміри 9х12 м (площа 108 м2). Якщо температура на горищі становить в середньому 55°C, а ви хочете, щоб температура в житловому приміщенні не перевищувала 27°C, то найкраще, на що можна розраховувати - це досягнення теплопередачі, що не перевищує 2000 Дж/год. І це у разі досконалої системи ізоляції. Для звичайного будинку з одношаровою ізоляцією стелі скловатою проникнення тепла становить близько 4500 Дж/год.
Досвідченим шляхом встановлено, що для нейтралізації 9000 Дж тепла кондиціонер повинен прокачати 1 т повітря. Таким чином, для усунення впливу нагріву горища нам потрібно прокачати кондиціонером зайві 0,5 т повітря! Однак фактична кількість тепла, що проникає вниз, залежить від різниці температур на горищі та в будинку. Різниця температур 5°C відповідає тисячам джоулів. Отже, що холодніше на горищі, то менше працює кондиціонер. Вентиляція горища Як можна охолодити горище? Потрібно просто провітрювати його! Дуже рідкісні випадки, коли температура зовнішнього повітря більша за температуру повітря на горищі, де зазвичай спекотно, як у пічці; можна охолодити горище, замінивши гаряче, застояне повітря в ньому холоднішим ззовні. Це відносно просто здійснити, прорубавши вентиляційний отвір у даху біля її гребеня та встановивши у ньому витяжний вентилятор. Вентилятор нагнітає холодне повітря через карниз даху, що виступає, і витягує з горища нагріте повітря, що застоялося через вентиляційний отвір. Така циркуляція повітря всередині горища обумовлює перемішування гарячого та холодного повітря та усуває перепади температур (рис. 2). Необхідно відзначити, як вона вплинула на температуру всередині горища. Тепер температура розподіляється рівномірніше, а середня температура знизилася.
Хочу зауважити, що для провітрювання горища не знадобиться дуже великий вентилятор. Мета буде досягнута, якщо обмін повітря на горищі здійснюватиметься приблизно кожні 3 хв. Розмір вентилятора визначається розміром горища. Горище стандартних розмірів (9х12 м2) має об'єм приблизно 135 м3. Для обміну такого обсягу повітря кожні 4 хв потрібно вентилятор, який відкачуватиме 34 м3/хв. Якщо розмір горища менший, потрібно вентилятор меншої потужності. Співвідношення тут просте: обсяг горища в м3 ділиться на бажаний час зміни повітря (хв) і виходить продуктивність вентилятора. Наприклад 135 м3/4 хв = 34 м3/хв. Основні елементи вентилятора Вентилятор наводиться в рух невеликим електродвигуном постійного струму, характеристика якого зазвичай лінійна: чим більше потужність, що підводиться до нього, тим швидше він обертається. Відомо, що потужність залежить від двох величин: напруги та струму. Зміна будь-якої з цих величин викликає зміну потужності. Наприклад, двигун напругою 12 В при силі струму ЗА може обертатися зі швидкістю 6000 об/хв. Якщо ми зменшимо електричну енергію, що підводиться до мотора, зниженням напруги до 6 В, то швидкість обертання зменшиться в 2 рази і стане рівною 3000 об/хв. З іншого боку, якщо в тому ж моторі на 12 при 3 А, що обертається з тією ж швидкістю 6000 об/хв, зменшити струм в 2 рази, зберігаючи напругу на колишньому рівні (12 при 1,5 А), вийде той же результат: швидкість обертання мотора становитиме 3000 об/хв. Враховуючи принцип роботи фотоелектричних перетворювачів, розуміння причини зміни швидкості обертання мотора зі зміною споживаного струму особливо важливе. Об'єм повітря, яке переганятимуть лопаті вентилятора, прямо пропорційний швидкості обертання. Це вказує на можливість регулювання потоку повітря простою зміною швидкості обертання двигуна. Сонячна батарея Безперечно, що для електроживлення витяжного вентилятора можна використовувати фотоелектричні перетворювачі. Такий вибір найкращий. Слід зауважити, що при підключенні фотоелектричного джерела до електромотора вентилятора виникає цікавий взаємозв'язок. Фотоелектричні сонячні елементи зазвичай можна як джерела струму. При малій освітленості сонячна батарея генерує невеликий струм, хоча напруга залишається нормальною. Внаслідок цього вентилятор (якщо він обертається) обертається повільно і, отже, прокачує лише малий обсяг повітря. Ця обставина якраз і відповідає задачі провітрювання горища. Вранці дах практично не нагрітий, і в цей час дня у вентиляції немає потреби або потрібна лише невелика вентиляція. Вдень зі збільшенням сонячної радіації все більша потужність подається на двигун вентилятора від фотоелектричних перетворювачів, і швидкість обертання вентилятора зростає. Зі збільшенням сонячної інсоляції до горищного приміщення надходить все більша кількість тепла. Слід зазначити, що збільшення швидкості обертання вентилятора (обміну повітря) спостерігається саме тоді, коли є необхідність. Ближче до вечора інтенсивність сонячного випромінювання знову зменшується, дах поглинає меншу кількість тепла та потреба у вентиляції зменшується. Це узгоджується зі зміною вихідної потужності фотоелектричних перетворювачів, які обертають вентилятор із меншою швидкістю. В результаті нами розроблена система вентиляції горища, що саморегулюється, яка підтримує його температуру на відносно постійному рівні. Зазвичай керування вентилятором в залежності від нагрівання горища здійснюється механічним термовимикачем. Конструкція сонячної батареї Для згаданих цілей було відібрано два наявні у продажу серійні вентилятори, розроблені спеціально для подібних застосувань. Розташуємо наші фотоелектричні джерела поблизу вентиляторів. Пам'ятайте тим щонайменше, що можна використовувати будь-яку відповідну вам комбінацію мотора і вентилятора. Перший вентилятор – витяжний вентилятор фірми Solarex Corp. Згаданий вентилятор обертається електродвигуном постійного струму напругою 12 В. Тим не менш, для збільшення терміну служби фірма Solarex рекомендує живити мотор напругою 6 В. При підключенні до фотоелектричної батареї, що розвиває 6 В при струмі 1,2 А, вентилятор забезпечуватиме обмін повітря зі швидкістю 10 м3/хв. Не важко розробка батареї потужністю 7 Вт, що задовольняє згаданим вимогам. Спочатку необхідно уявити необхідну максимальну силу струму. Як згадувалося вище, вона відповідає 1,2 А. Загальновідомо, що круглий сонячний елемент діаметром 7,5 см видає струм завбільшки 1,2 А. Фактично можна знайти досить дешеві некондиційні елементи 7,5 см, які розвивають лише 1 А. Ці елементи підходять для згаданих цілей. Для досягнення потужності 7 Вт при максимальній інтенсивності сонячного випромінювання потрібно 12 елементів. Елементи можна спаяти послідовно, розташувавши їх у 3 ряди по 4 елементи у кожному. Якщо для використання в конструкції вибрано некондиційні елементи на 1 А, то для компенсації їх дефектності необхідно збільшити кількість елементів батареї на 2 і довести їх число до 14. Другий вентилятор, який ми розглянемо, постачається фірмою Wm. Lamb. Його діаметр складає 35 см; він забезпечений лінійним електромотором із шарикопідшипниками. Запресовані шарикопідшипники продовжують термін служби двигуна. Живиться мотор будь-якою напругою: 6-48 В. Для наших цілей фірма-виробник рекомендує використовувати напругу 12В. Сонячний генератор потужністю 30 Вт обертатиме вентилятор зі швидкістю, достатньою для обміну повітря, близько 30 м3/хв, тоді як батарея потужністю 7 Вт забезпечить його енергією, достатньою для обміну повітря зі швидкістю 14 м3/хв. На рис. 3 представлена залежність швидкості обміну повітря від потужності фотоелектричного перетворювача.
Встановлення конструкції на даху Відповідно до одного з варіантів установки вентиляційного пристрою потрібно проробити отвори в даху. Оскільки будь-які роботи на даху пов'язані з ризиком можливих протікання води, акуратність - запорука успішного виконання роботи. Спочатку ножівкою пропилюється круглий отвір у даху. Обидва вентилятори постачаються закріпленими в металевих кожухах, і отвір у даху повинен точно відповідати діаметру кожуха. Необхідно переконатися, що місце для отвору вибрано між кроквами даху! Потім в отвір встановлюється вентилятор. Тепер металевий відбивач поміщається навколо пристрою, і рясно заливаються гудроном всі можливі щілини, щоб уникнути протікання. Для запобігання попаданню дощу через зроблений отвір вентилятор накривається ковпаком конусоподібної або U-подібної форми. Якщо немає бажання робити отвір у даху, є інший варіант. Вентилятор можна зміцнити над одним із вентиляційних отворів, розташованих під карнизом даху. Найкращий спосіб для цього – зміцнити вентилятор під кутом 45° до настилу горища. Рекомендується виготовити каркас із пари рамок, що мають співвідношення сторін 2:1 (рис. 4), а потім прикріпити вентилятор до однієї з них (рис. 5). Після цього можна розмістити каркас над вентиляційним отвором. Переконайтеся, що отвір досить великий і все повітря, що обмінюється, проходить через нього, інакше вентилятор буде працювати недостатньо ефективно.
Панель сонячної батареї закріплюється на частині даху, зверненого на південь, та приєднується до вентилятора. Краще опустити дроти до краю даху та провести їх через вентиляційний отвір у карнизі, ніж свердлити для них у даху спеціальний отвір: менше ймовірності порушити покрівлю.
При підключенні сонячної батареї до вентилятора звертається увага до напряму обертання електромотора. При одному напрямку обертання повітря витягуватиметься назовні, при іншому - втягуватиметься у приміщення. Якщо вентилятор не обертається в належному напрямку, необхідно поміняти місцями дроти живлення. Автор: Байєрс Т.
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Зарядники електромобілів на стоянках ▪ Коршун отримав біонічний протез лапи ▪ Бджіл поменшало, але врожаї не впали
▪ Розділ сайту Альтернативні джерела енергії. Добірка статей ▪ стаття Міцніше за кермо тримайся, шофер! Крилатий вислів ▪ стаття Скільки років шашкам? Детальна відповідь ▪ стаття Охоронець внутрішній. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Методика перевірки трансформаторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Довге життя батареї. Хімічний досвід
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page