|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Słoneczny wentylator na poddaszu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii Najprostszym sposobem na schłodzenie domu jest zainstalowanie klimatyzatora. Jest to jednak drogie i nieskuteczne. Dużo taniej jest zastosować niedrogi system wentylacji, który przede wszystkim zapobiega przegrzaniu i zawilgoceniu powietrza w pomieszczeniu.
System wentylacji należy zamontować w taki sposób, aby usuwał powietrze z poddasza. Dlaczego ze strychu? Ponieważ to on jest źródłem wszystkich problemów. Wszystko zaczyna się wcześnie rano, gdy tylko słońce zaczyna oświetlać dach. Nie wiem, czy wiesz, czy nie, ale dachówki dość skutecznie pochłaniają promieniowanie słoneczne. Dachy pokryte bitumem szczególnie dobrze przyciągają i zatrzymują ciepło słoneczne. Ciepło z dachu przekazywane jest następnie do powietrza wypełniającego poddasze. W miarę upływu dnia do przestrzeni powietrznej na poddaszu przedostaje się coraz więcej ciepła. Teraz na poddaszu działa kolejny mechanizm: powszechnie wiadomo, że ciepłe powietrze unosi się do góry, a zimne opada. Ponieważ powietrze na poddaszu nie jest mieszane, w domu powstaje rozkład temperatur pokazany na ryc. 1. XNUMX. Warstwowy rozkład temperatury powoduje akumulację ciepła. Mamy ogromny zapas ciepła, który trzeba wykorzystać. W wielu domach nagrzewa się zbyt gorąco z powodu wycieku ciepła ze strychu. Włączając klimatyzator, próbujesz usunąć ciepło z pomieszczeń mieszkalnych, aby poprawić warunki. Jednak jednocześnie poddasze nadal ogrzewa dom. Taka konfrontacja jest kosztowna i nie prowadzi do pożądanych rezultatów. Jedynym sposobem na zatrzymanie tego przepływu ciepła ze strychu do pomieszczeń mieszkalnych jest zaizolowanie domu od poddasza. Izolacja termiczna wełną szklaną jest bardzo skuteczna. Warstwa wełny szklanej o grubości nie większej niż 15 cm pokrywająca strop znacząco wpływa na ilość ciepła przenikającego w dół. Mechanizmy chłodzące Żadna ilość izolacji nie jest jednak w stanie całkowicie odizolować dolnych pomieszczeń przed przenikaniem ciepła z poddasza. Ciepło będzie przenikać do pomieszczeń mieszkalnych poprzez wymianę ciepła i promieniowanie. Aby to zilustrować, rozważmy następujący przykład. Załóżmy, że poddasze w Twoim domu ma wymiary 9x12 m (powierzchnia 108 m2). Jeśli średnia temperatura na poddaszu wynosi 55°C, a chcemy, aby w pomieszczeniu mieszkalnym utrzymywała się temperatura poniżej 27°C, to najlepsze, na co możemy liczyć, to osiągnięcie wymiany ciepła nie większej niż 2000 J/h. I tak jest w przypadku doskonałego systemu izolacji. Dla typowego domu z jednowarstwową izolacją sufitu z wełny szklanej przenikanie ciepła wynosi około 4500 J/h.
Ustalono eksperymentalnie, że aby zneutralizować 9000 J ciepła, klimatyzator musi przepompować 1 tonę powietrza. Zatem, aby wyeliminować efekt ogrzewania poddasza, będziemy musieli przepompować klimatyzatorem dodatkowe 0,5 tony powietrza! Jednak rzeczywista ilość ciepła przenikającego w dół zależy od różnicy temperatur pomiędzy poddaszem a domem. Różnica temperatur wynosząca 5°C odpowiada tysiącom dżuli. Dlatego im zimniej jest na poddaszu, tym mniej działa klimatyzator. Wentylacja poddasza Jak ochłodzić poddasze? Trzeba go tylko przewietrzyć! Bardzo rzadko zdarza się, że temperatura powietrza na zewnątrz jest wyższa niż temperatura powietrza na poddaszu, gdzie zazwyczaj jest gorąco, np. w piecu; Możesz schłodzić poddasze, zastępując gorące, zastałe powietrze w nim zimniejszym powietrzem zewnętrznym. Można to stosunkowo łatwo zrobić, wycinając otwór wentylacyjny w dachu w pobliżu kalenicy i instalując w nim wentylator wyciągowy. Wentylator tłoczy chłodne powietrze przez wystające okapy dachu i wyciąga ciepłe, nieświeże powietrze ze strychu przez nawiewnik. Ta cyrkulacja powietrza wewnątrz poddasza powoduje mieszanie się ciepłego i zimnego powietrza oraz eliminuje zmiany temperatury (rys. 2). Warto zwrócić uwagę na to, jak wpłynęło to na temperaturę wewnątrz poddasza. Temperatura jest teraz bardziej równomiernie rozłożona, a średnia temperatura spadła.
Pragnę zaznaczyć, że do przewietrzenia strychu nie jest potrzebny bardzo duży wentylator. Cel zostanie osiągnięty, jeśli powietrze na poddaszu będzie wymieniane mniej więcej co 3 minuty. Rozmiar wentylatora zależy od wielkości poddasza. Poddasze o standardowych wymiarach (9x12 m2) ma kubaturę około 135 m3. Aby wymieniać taką ilość powietrza co 4 minuty potrzebny jest wentylator, który będzie przepompowywał 34 m3/min. Jeśli poddasze jest mniejsze, potrzebny będzie mniejszy wentylator. Zależność jest prosta: objętość poddasza w m3 dzieli się przez pożądany czas wymiany powietrza (w minutach) i otrzymuje się wydajność wentylatora. Na przykład 135 m3 / 4 min = 34 m3/min. Główne elementy wentylatora Wentylator napędzany jest małym silnikiem elektrycznym prądu stałego, którego charakterystyka jest zwykle liniowa: im większa moc jest do niego dostarczana, tym szybciej się obraca. Wiadomo, że moc zależy od dwóch wielkości: napięcia i prądu. Zmiana którejkolwiek z tych wartości spowoduje zmianę mocy. Na przykład silnik 12 V o prądzie 6000 A może obracać się z prędkością 6 obr/min. Jeśli zmniejszymy energię elektryczną dostarczaną do silnika poprzez zmniejszenie napięcia do 2 V, wówczas prędkość obrotowa zmniejszy się 3000 razy i osiągnie wartość XNUMX obr/min. Z drugiej strony, jeśli w tym samym silniku 12 V przy 3 A, obracającym się z tą samą prędkością 6000 obr/min, zmniejszymy prąd 2 razy, utrzymując napięcie na tym samym poziomie (12 V przy 1,5 A), otrzymamy ten sam wynik: prędkość silnika wyniesie 3000 obr./min. Biorąc pod uwagę zasadę działania przetworników fotoelektrycznych, szczególnie ważne jest zrozumienie przyczyny zmiany prędkości obrotowej silnika wraz ze zmianą poboru prądu. Objętość powietrza, którą oddestylują łopatki wentylatora, jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej. Oznacza to, że przepływ powietrza można kontrolować poprzez prostą zmianę prędkości silnika. Bateria słoneczna Nie ulega wątpliwości, że do zasilania wentylatora wyciągowego można wykorzystać przetwornice fotoelektryczne. Jest to preferowany wybór. Należy zaznaczyć, że w przypadku podłączenia źródła fotoelektrycznego do silnika elektrycznego wentylatora powstaje interesująca zależność. Fotowoltaiczne ogniwa słoneczne można ogólnie uważać za źródła prądu. W warunkach słabego oświetlenia panel słoneczny generuje niewielki prąd, chociaż napięcie pozostaje normalne. W rezultacie wentylator (jeśli się obraca) obraca się powoli i dlatego pompuje tylko niewielką ilość powietrza. Ta okoliczność spełnia właśnie zadanie wentylacji poddasza. Rano dach praktycznie nie jest ogrzewany, a o tej porze dnia nie ma potrzeby wietrzenia lub potrzebna jest jedynie niewielka wentylacja. W ciągu dnia, wraz ze wzrostem nasłonecznienia, do silnika wentylatora dostarczana jest coraz większa ilość energii z konwerterów fotowoltaicznych, a prędkość obrotowa wentylatora wzrasta. Wraz ze wzrostem nasłonecznienia do przestrzeni poddasza przedostaje się coraz więcej ciepła. Należy zaznaczyć, że zwiększenie prędkości wentylatora (wymiana powietrza) następuje dokładnie wtedy, gdy jest to potrzebne. Pod wieczór intensywność promieniowania słonecznego ponownie maleje, dach pochłania mniej ciepła i zmniejsza się potrzeba wentylacji. Jest to zgodne ze zmianą mocy konwerterów fotowoltaicznych, które obracają wentylator z mniejszą prędkością. W rezultacie opracowaliśmy samoregulujący system wentylacji poddasza, który utrzymuje temperaturę na poddaszu na w miarę stałym poziomie. Zwykle sterowanie wentylatorem, w zależności od ogrzewania poddasza, odbywa się za pomocą mechanicznego wyłącznika termicznego. Projekt baterii słonecznej Do powyższych celów wybrano dwa dostępne na rynku komercyjne wentylatory, zaprojektowane specjalnie do takich zastosowań. Umieśćmy nasze źródła fotowoltaiczne w pobliżu wentylatorów. Pamiętaj jednak, że możesz zastosować dowolną kombinację silnika i wentylatora, która Ci odpowiada. Pierwszy wentylator to wentylator wyciągowy firmy Solarex Corp. Wentylator, o którym mowa, napędzany jest silnikiem prądu stałego o napięciu 12 V. Jednakże, aby wydłużyć żywotność, Solarex zaleca zasilanie silnika napięciem 6 V. Po podłączeniu do akumulatora fotowoltaicznego wytwarzającego napięcie 6 V przy 1,2 A, wentylator będzie wymieniał powietrze z prędkością szybkość 10 m3/min. Opracowanie akumulatora o mocy 7 W, który spełni wspomniane wymagania, nie będzie trudne. Najpierw musisz wyobrazić sobie wymaganą maksymalną siłę prądu. Jak wspomniano powyżej, odpowiada to 1,2 A. Powszechnie wiadomo, że okrągłe ogniwo słoneczne o średnicy 7,5 cm wytwarza prąd o natężeniu 1,2 A. Tak naprawdę można znaleźć dość tanie ogniwa o średnicy 7,5 cm, które dostarczają „tylko” 1 A. Ogniwa te nadają się do wymienionych celów . Aby uzyskać moc 7 W przy maksymalnym natężeniu promieniowania słonecznego, potrzeba 12 elementów. Elementy można lutować szeregowo, umieszczając je w 3 rzędach po 4 elementy w każdym. Jeżeli do zastosowania w projekcie zostaną wybrane niespełniające norm elementy 1 A, wówczas w celu zrekompensowania ich wadliwości konieczne jest zwiększenie liczby elementów w akumulatorze o 2 i zwiększenie ich liczby do 14. Drugi wentylator, któremu się przyjrzymy, jest dostarczany przez firmę Wm. Jagnięcina. Jego średnica wynosi 35 cm; wyposażony jest w liniowy silnik elektryczny z łożyskami kulkowymi. Wciskane łożyska kulkowe wydłużają żywotność silnika. Silnik zasilany jest dowolnym napięciem: 6-48 V. Do naszych celów producent zaleca stosowanie napięcia 12V. Generator słoneczny o mocy 30W będzie obracał wentylator z prędkością wystarczającą do wymiany powietrza z szybkością około 30m3/min, natomiast akumulator o mocy 7W zapewni mu wystarczającą ilość energii do wymiany powietrza z szybkością 14m3/min. Na ryc. Na rysunku 3 przedstawiono zależność współczynnika wymiany powietrza od mocy przetwornika fotoelektrycznego.
Montaż konstrukcji na dachu Zgodnie z jedną z opcji instalacji urządzenia wentylacyjnego konieczne będzie wykonanie otworów w dachu. Ponieważ każda praca na dachu wiąże się z ryzykiem ewentualnych wycieków wody, dokładność jest kluczem do udanej pracy. Najpierw piłą do metalu wycina się okrągły otwór w dachu. Obydwa wentylatory dostarczane są w obudowach metalowych, a otwór w dachu musi dokładnie odpowiadać średnicy obudowy. Upewnij się, że miejsce otworu zostało wybrane pomiędzy krokwiami dachowymi! Następnie w otworze instalowany jest wentylator. Teraz wokół urządzenia umieszczony jest metalowy odbłyśnik, a wszystkie możliwe szczeliny są obficie wypełnione smołą, aby zapobiec wyciekom. Aby zapobiec przedostawaniu się deszczu przez wykonany otwór, wentylator jest przykryty kołpakiem stożkowym lub w kształcie litery U. Jeśli nie ma potrzeby robienia dziury w dachu, istnieje inna opcja. Wentylator można zamontować nad jednym z otworów wentylacyjnych znajdujących się pod okapem dachu. Najlepszym sposobem na osiągnięcie tego jest zakotwienie wentylatora pod kątem 45° do podłogi na poddaszu. Zaleca się wykonanie ramki z pary ramek o proporcjach 2:1 (rys. 4), a następnie przymocowanie wentylatora do jednej z nich (rys. 5). Następnie możesz umieścić ramkę nad otworem wentylacyjnym. Upewnij się, że otwór jest na tyle duży, aby przeszło przez niego całe wymieniane powietrze, w przeciwnym razie wentylator nie będzie działał wydajnie.
Panel słoneczny jest przymocowany do południowej części dachu i przymocowany do wentylatora. Lepiej jest poprowadzić przewody do krawędzi dachu i przełożyć je przez otwór wentylacyjny w okapie, niż wiercić dla nich specjalny otwór w dachu: mniejsze jest ryzyko pęknięcia dachu.
Podłączając panel fotowoltaiczny do wentylatora należy zwrócić uwagę na kierunek obrotów silnika elektrycznego. Przy jednym kierunku obrotu powietrze będzie wyciągane, a drugim będzie wciągane do pomieszczenia. Jeżeli wentylator nie obraca się we właściwym kierunku, należy zamienić przewody zasilające. Autor: Byers T.
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Energia słoneczna rośnie wykładniczo ▪ Wpisując tekst, przekazujemy nasze emocje ▪ Dane mogą być przechowywane w kurzu ▪ Monitor Iiyama ProLite X3291HS ▪ Elektronika pomoże kierowcy samochodu uniknąć wypadku
▪ sekcja witryny Technologia podczerwieni. Wybór artykułów ▪ artykuł Zaburzenia psychiczne w stanach ostrego zagrożenia życia. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Dlaczego igloo nie topi się od środka? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Dekrety, pisma, zarządzenia, instrukcje dotyczące ochrony pracy. Informator ▪ artykuł Obliczenia instalacji fotowoltaicznej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Nodes KB transceiver. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony