Riscaldamento solare. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Gli scaldacqua solari sono stati utilizzati per il riscaldamento e l'acqua calda dall'inizio del XX secolo. Ad oggi, in un certo numero di paesi (USA, Germania, Norvegia), con il sostegno statale ai programmi di risparmio energetico, sono ampiamente utilizzati collettori solari in plastica polimerica con vetri installati sui tetti o sulle verande vetrate.

Il dispositivo del modulo solare-scaldacqua è molto semplice (Fig. 3.3). Uno schermo piatto con tubi saldati nella parte inferiore è illuminato dai raggi del sole. Vengono utilizzati anche schermi senza tubo, sotto forma di due piastre con uno spazio scanalato tra di loro. Lo schermo è collegato tramite tubi alle parti superiore e inferiore del serbatoio di stoccaggio. Nel circuito si instaura la circolazione naturale: l'acqua fredda entra nei tubi dalla parte inferiore del serbatoio, l'acqua riscaldata nei tubi dello schermo con una densità inferiore scorre nella parte superiore del serbatoio. La piastra superiore dello schermo è verniciata con vernice nera opaca per aumentare l'assorbimento dell'energia radiante e ricoperta di vetro o pellicola polimerica per proteggere dalle precipitazioni. Nelle regioni con temperature negative, il circuito viene riempito con una soluzione acquosa di antigelo; l'antigelo riscaldato dall'irraggiamento solare cede calore all'acqua dell'accumulo in uno scambiatore di calore tubolare.

Fig.3.3. Il più semplice scaldabagno solare

Gli esperti di energia norvegesi stimano che il risparmio energetico annuo dei sistemi di riscaldamento solare nel nord Europa sia di 250.300 kWh per metro quadrato di superficie del collettore. Il costo dei collettori solari in Norvegia è di circa 80 euro al metro quadrato, compreso il rivestimento protettivo se installati sul tetto. Il periodo di ammortamento ai prezzi attuali dell'elettricità in Norvegia è di circa 10 anni. Allo stesso tempo, è escluso l'inquinamento ambientale dovuto alla combustione di combustibili fossili nelle caldaie delle centrali termiche tradizionali e delle centrali termiche.

Esistono anche sistemi di riscaldamento solare ad aria (calorifero) nel mondo. L'aria riscaldata nel collettore solare scorre attraverso un accumulatore di calore, un contenitore pieno di pietrisco o ciottoli. Se è necessario riscaldare la stanza, l'aria della stanza viene spinta da un ventilatore attraverso uno strato di ciottoli. Il sistema di riscaldamento solare ad aria può funzionare anche senza accumulatore di calore. In questo caso, il ventilatore spinge l'aria ambiente direttamente attraverso il collettore solare dell'aria.

Un nuovo modo di utilizzare la radiazione solare per il riscaldamento è l'uso di vetri per finestre ricoperti da una pellicola di poliestere con rivestimento metallico. Questo vetro è trasparente ai raggi della gamma di lunghezze d'onda della luce, che trasportano la massima energia nello spettro solare, ma riflette la radiazione infrarossa dalla stanza e fornisce quindi un "effetto serra" nell'appartamento. Tali occhiali sono sempre più utilizzati in Finlandia.

L'energia solare può essere utilizzata per dissalare il mare e l'acqua inquinata. Il distillatore solare più semplice è un recipiente riempito con un sottile strato di acqua salata; i raggi del sole concentrati sulla nave fanno evaporare l'acqua. Il vapore si condensa su una parete piana inclinata e la condensa scorre nel collettore dell'acqua dissalata. Sono state sviluppate anche unità di refrigerazione solare, in cui il refrigerante (ammoniaca) viene evaporato dalla radiazione solare e partecipa ulteriormente al ciclo di refrigerazione del tipo ad assorbimento. Le apparecchiature solari termiche (pannelli termici, impianti di fornitura di calore caldo, distillatori solari) sono prodotte da Mashinostroenie NPO a Reutov, nella regione di Mosca.

L'energia solare viene utilizzata anche in piccoli impianti ad alta temperatura (figura 3.4). I raggi del sole sono focalizzati da uno specchio parabolico su un oggetto riscaldato (ad esempio un crogiolo che si scioglie).

Fig.3.4. riscaldatore solare

Rispetto al riscaldamento nei forni, tali installazioni forniscono un riscaldamento più intenso e un processo più pulito. Lo stesso dispositivo ha "cucine solari".

Autore: Labeish V.G.

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