Сегодня такой светильник могут найти некоторые и у себя, возможно, он уже и не рабочий, но послужить для других целей он еще может. Изготовленным своими руками коллектором можно будет обогреть дом, гараж , сарай и любое другое помещение.
Материалы и инструменты для изготовления коллектора:
- старый светильник;
- алюминиевый скотч;
- черная матовая краска;
- ножницы по металлу;
- силикон;
- стекло;
- компьютерный вентилятор, солнечная батарея (не обязательно).
Процесс изготовления коллектора:
Шаг первый. Убираем все ненужное
В первую очередь нужно взять светильник и разобрать его. С него нужно демонтировать все, включая проводку и разъемы. Для коллектора будет нужен исключительно корпус лампы. После этого в корпусе останутся отверстия, их нужно тщательно заделать. Для этих целей проще всего использовать алюминиевый скотч. Еще под отверстия можно вырезать заплатки и затем приклеить их с помощью силикона или жидких гвоздей.
Краска должна быть обязательно теплоустойчивая. В противном случае на ней при нагревании образуются пузыри, и она отпадет, так как при солнечной погоде коллектор будет нагреваться довольно сильно.
Отверстия лучше всего делать до покраски, но у автора получилось после. Для создания отверстий можно использовать ножницы по металлу. Впрочем, их можно сделать и с помощью болгарки, не будет ничего страшного, если отверстия будут квадратными, а не круглыми.
Помимо этого металлический корпус коллектора с наружной стороны желательно утеплить, так как металл будет охлаждаться, и эффективность коллектора будет падать.
10:00 часов - 46 °C
- 11:00 часов - 58,5 °С
- 12:00 часов - 63,1 °С
- 13:00 часов - 65,9 °С
- 14:00 часов - 62,4 °С
- 15:00 часов - 54,3 °С
- 16:00 часов - 35,0 °С
Таких цифр удалось достичь притом, что снаружи температура не поднималась выше +15 градусов. И это все без использования вентилятора, то есть воздух циркулировал естественным образом. Конечно, если вентилятор будет слишком быстро работать, то коллектор может не успевать прогреваться до такой температуры, но эту проблему можно решить, изготовив несколько таких устройств и соединив их между собой. Такие устройства можно установить на крыше или любом другом месте, где есть солнце, а потом с помощью труб завести тепло в помещение.
Кстати, если лампы в наличии нет, то можно использовать старое корыто, оно отлично подойдет как по форме, так и по размерам.
Наверняка многим автомобилистам хорошо знакома ситуация, когда постоявший на солнце автомобиль, внутри прогревается до температуры парной в бане. Описываемое приспособление в некоторой степени призвано избавить вас от этой проблемы.
Мой рассказ про автономный вентилятор питающийся от собственной солнечной батареи, который просто навешивается на любое опускающееся стекло в любом автомобиле. Принцип действия прост: через стекло солнце светит на солнечную батарею и вырабатываемая электроэнергия питает электромоторчик вентилятора, который из салона автомобиля вытягивает горячий воздух через щелевой зазор стекла одной из дверей.
Скажу сразу, что полевые испытания устройства провести не удалось, ибо полученный в конце августа товар в текущем сезоне был уже не актуален (для широты Нерезиновой). Тем не менее это не последний сезон и потому в будущем году уже в мае он вполне будет востребован.
Продавец прислал вентилятор в оригинальной коробке. Кроме самого прибора есть инструкция и специальный уплотнитель. В инструкции по схемкам всё вполне понятно:
Само устройство имеет небольшой вес, но значительный размер по сравнению с тем, который представляется по изображениям в Интернет-магазине.
Сегодня случился немного солнечный денёк и я воспользовавшись случаем провёл натурные испытания. Фото с разных ракурсов снаружи.
Вид изнутри. 
По предлагаемой инструкции полагается устанавливать уплотнительный профиль слева и справа от вентилятора. Я покажу его отдельно, ибо пока не готов его резать.
На солнце вентилятор крутится на больших оборотах, даже издаёт слабый шум. При облачности обороты падают, но вентилятор не останавливается. Полагаю, что он будет достаточно эффективен, ибо чувствуется заметная тяга при работе на солнце.
В заключении скажу, что я приобрёл две таких вытяжки. По ссылке сейчас цена не оптимальная, я приобретал у этого продавца несколько раньше. Важно отметить, что этот продавец быстро и аккуратно отправил товар и по этой ссылке очень понятное описание этой вещи.
Сам покупкой доволен, рекомендую. По ссылке searchsku.ru можно найти магазины с более сладкой ценой. Это устройство может быть недорогим хорошим подарком, тем более пора уже задумываться о подарках к новому году!
Самый простой способ охладить дом - это, конечно-же кондиционер. Однако стоит он не дешево. Значительно дешевле использовать недорогую вентиляционную систему, которая в пер-эую очередь предотвращает перегрев воздуха в помещении и увеличение влажности. Вентиляционная система должна устанавливаться таким образом, чтобы удалить воздух с чердака. Почему именно С чердака? Потому что он источник всех проблем.
Все начинается рано утром, как только солнце начинает освещать крышу. Не знаю, известно вам или нет, но черепица на крыше довольно эффективно поглощает солнечное излучение. Покрыты битумом крыши особенно хорошо притягивают и сохраняют солнечное тепло.
Затем тепло от крыши передается воздуху, заполняющему чердак. В течение дня все больше и больше тепла поступает в воздушное пространство чердака. Теперь внутри чердака вступает в действие другой механизм, Хорошо известно, что теплый воздух под нимается вверх, а холодный опускается вниз. Так как воздух на чердаке не перемешивается, то в доме создается распределение температуры, показанное на рис. 1. Слоистое распределение температуры обусловливает накопление тепла. Мы имеем огромный резервуар тепла, которое необходимо использовать.
Во многих домах становится слишком жарко из-за проникновения тепла с чердака. При включении кондиционера вы пытаетесь удалить тепло из жилых помещений, чтобы сделать условия более комфортными. Однако в то же самое время чердак продолжает нагревать дом. Такое противоборство является дорогостоящим и не приводит к нужным результатам.
Единственный способ остановить этот приток тепла с чердака в жилое помещение - это теплоизолировать дом от чердака. Весьма эффективна теплоизоляция с помощью стекловаты. Слой стекловаты толщиной не более 15 см, устилающий потолок, заметно влияет на количество тепла, проникающего вниз.
Однако никакая изоляция не сможет полностью отгородить нижние помещения от проникновения тепла с чердака. Тепло будет проникать в жилые помещения благодаря теплопередаче и излучению.
Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим такой пример. Предположим, что чердак вашего дома имеет размеры 9Х 12 м (площадь 108 м2). Если температура на чердаке составляет в среднем 55 °С, а вы хотите, чтобы температура в жилом помещении не превышала 27 °С, то лучшее, на что можно рассчитывать - это на достижение теплопередачи, не превышающей 2000 Дж/ч. И это в случае совершенной системы изоляции. Для обычного дома с однослойной изоляцией потолка стекловатой проникновение тепла составляет около 4500 Дж/ч.
Опытным путем установлено, что для нейтрализации 9000 Дж тепла кондиционер должен прокачать 1 т воздуха. Таким образом, для устранения влияния нагрева чердака нам потребуется прокачать кондиционером лишние 0,5 т воздуха!
Механизмы охлаждения
Однако фактическое количество тепла, проникающего вниз, зависит от разницы температур на чердаке и в доме. Разница температур в 5 °С соответствует тысячам джоулей. Следовательно, чем холоднее на чердаке, тем меньше работает кондиционер.
Как можно охладить чердак? Необходимо просто проветривать его! Весьма редки случаи, когда температура наружного воздуха больше температуры воздуха на чердаке, где обычно жарко, как в печке; можно охладить чердак, заменив горячий, застоявшийся воздух в нем более холодным извне.
Это относительно просто осуществить, прорубив вентиляционное отверстие в крыше около ее гребня и установив в нем вытяжной вентилятор. Вентилятор нагнетает холодный воздух через выступающий карниз крыши и вытягивает из чердака нагретый, застоявшийся воздух через вентиляционное отверстие.
Смешивание горячего и холодного воздуха и устраняет перепады температур (рис. 2). Необходимо отметить, как она повлияла на температуру внутри чердака. Теперь температура распределяется более равномерно, а средняя температура понизилась.
Хочу заметить, что для проветривания чердака не потребуется очень большой вентилятор. Цель будет достигнута, если обмен воздуха на чердаке будет осуществляться примерно каждые 3 мин.
Размер вентилятора определяется размером чердака. Чердак стандартных размеров (9х 12 м2) имеет объем приблизительно 135 м3. Для обмена такого объема воздуха каждые 4 мин требуется вентилятор, который будет откачивать 34 м3/мин.
Если размер чердака меньше, потребуется вентилятор меньшей мощности. Соотношение здесь простое: объем чердака в м3 делится на желаемое время смены воздуха (в мин) и получается производительность вентилятора. Например 135 м3/4 мин~34 м3/мин. Вентилятор приводится в движение небольшим электродвигателем постоянного тока, характеристика которого обычно линейна: чем больше подводимая к нему мощность, тем быстрее он вращается.
Такая циркуляция воздуха внутри чердака обусловливает перетока. Изменение любой из этих величин вызовет изменение мощности. Например, мотор напряжением 12 В при силе тока ЗА может вращаться со скоростью 6000 об/мин. Если мы уменьшим подводимую к мотору электрическую энергию снижением напряжения до 6 В, то скорость вращения уменьшится в 2 раза и станет равной 3000 об/мин.
С другой стороны, если в том же моторе на 12 В при 3 А, вращающемся с той же скоростью 6000 об/мин, уменьшить ток в 2 раза, сохраняя напряжение на прежнем уровне (12 В при 1,5 А), получится тот же результат: скорость вращения мотора составит 3000 об/мин. Учитывая принцип работы фотоэлектрических преобразователей, понимание причины изменения скорости вращения мотора с изменением потребляемого тока особенно важно.
Объем воздуха, который будут перегонять лопасти вентилятора, прямо пропорционален скорости вращения. Это указывает на возможность регулирования потока воздуха простым изменением скорости вращения мотора.
Несомненно, что для электропитания вытяжного вентилятора можно использовать фотоэлектрические преобразователи. Такой выбор наиболее предпочтителен. Следует заметить при этом, что при подключении фотоэлектрического источника к электромотору вентилятора возникает интересная взаимосвязь.
Фотоэлектрические солнечные элементы обычно можно рассматривать как источники тока. При малой освещенности солнечная батарея генерирует небольшой ток, хотя напряжение остается нормальным. В результате вентилятор (если он вращается) вращается медленно и, следовательно, прокачивает лишь малый объем воздуха.
Это обстоятельство как раз и отвечает задаче проветривания чердака. Утром крыша практически не нагрета, и в это время дня в вентиляции нет необходимости или нужна лишь небольшая вентиляция.
Днем с увеличением солнечной радиации все большая мощность подается на мотор вентилятора от фотоэлектрических преобразователей, и скорость вращения вентилятора возрастает. С увеличением солнечной инсоляции в чердачное помещение поступает все большее количество тепла. Следует отметить, что увеличение скорости вращения вентилятора (обмена воздуха) наблюдается именно тогда, когда в этом есть необходимость.
Ближе к вечеру интенсивность солнечного излучения вновь уменьшается, крыша поглощает меньшее количество тепла и потребность в вентиляции уменьшается. Это согласуется с изменением выходной мощности фотоэлектрических преобразователей, которые вращают вентилятор с меньшей скоростью.
В результате нами разработана саморегулирующаяся система вентиляции чердака, которая поддерживает его температуру на относительно постоянном уровне. Обычно управление вентилятором в зависимости от нагрева чердака осуществляется механическим термовыключателем.
Для упомянутых целей были отобраны два имеющихся в продаже серийных вентилятора, разработанные специально для подобных применений. Расположим наши фотоэлектрические источники вблизи вентиляторов. Помните тем не менее, что можно использовать любую подходящую для вас комбинацию мотора и вентилятора.
Первый вентилятор - вытяжной вентилятор фирмы Solarex Corp. Адреса фирм, выпускающих оба вентилятора, можно найти в списке деталей. (Следует отметить, что при этом мы не пытались сравнивать один вентилятор с другим.)
Упомянутый вентилятор вращается электродвигателем постоянного тока напряжением 12 В. Тем не менее для увеличения срока службы фирма Solarex рекомендует питать мотор напряжением 6 В. При подключении к фотоэлектрической батарее, развивающей 6 В при токе 1,2 А, вентилятор будет обеспечивать обмен воздуха со скоростью 10 м3/мин.
Не составит труда разработка батареи мощностью 7 Вт, удовлетворяющей упомянутым требованиям. Сначала необходимо представить себе требуемую максимальную силу тока. Как было упомянуто выше, она соответствует 1,2 А.
Общеизвестно, что круглый солнечный элемент диаметром 7,5 см выдает ток величиной 1,2 А. Фактически можно найти довольно дешевые некондиционные элементы 7,5 см, которые развивают «лишь» 1 А. Эти элементы подходят для упомянутых целей.
Для достижения мощности в 7 Вт при максимальной интенсивности солнечного излучения потребуется 12 элементов. Элементы можно спаять последовательно, расположив их в 3 ряда по 4 элемента в каждом. При изготовлении батарей следуют рекомендациям, йзложенным в гл. 1. Если для использования в конструкции выбраны некондиционные элементы на 1 А, то для компенсации их дефектности необходимо увеличить количество элементов в батарее на 2 и довести их число до 14.
Второй вентилятор, который мы рассмотрим, поставляется фирмой Wm. Lamb. Его диаметр составляет 35 см; он снабжен линейным электромотором с шарикоподшипниками. Запрессованные шарикоподшипники продлевают срок службы мотора. Питается мотор любым напряжением: 6-48 В. Для наших целей фирма-изготовитель рекомендует использовать напряжение 12В.
Солнечный генератор мощностью 30 Вт будет вращать вентилятор со скоростью, достаточной для обмена воздуха,- около 30 м3/мин, в то время как батарея мощностью 7 Вт обеспечит его энергией, достаточной для обмена воздуха со скоростью 14 м3/мин. На рис. 3 представлена зависимость скорости обмена воздуха от мощности фотоэлектрического преобразователя.
В соответствии с одним из вариантов установки вентиляционного устройства потребуется проделать отверстия в крыше. Поскольку любые работы на крыше сопряжены с риском возможных протечек воды, аккуратность - залог успешного выполнения работы.
Сначала ножовкой пропиливается круглое отверстие в крыше. Оба вентилятора поставляются закрепленными в металлических кожухах, и отверстие в крыше должно точно соответствовать диаметру кожуха. Необходимо убедиться, что место для отверстия выбрано между стропилами крыши!
Затем в отверстие устанавливается вентилятор. Теперь металлический отражатель помещается вокруг устройства, и обильно заливаются гудроном все возможные щели во избежание протечек. Для предотвращения попадания дождя через сделанное отверстие венти-1 лятор накрывается колпаком конусообразной или U-образной формы.
Если нет желания делать отверстие в крыше, имеется другой вариант. Вентилятор можно укрепить над одним из вентиляционных отверстий, расположенных под карнизом крыши. Наилучший способ для этого - укрепить вентилятор под углом 45 ° к настилу чердака. Рекомендуется изготовить каркас из пары рамок, имеющих соотношение сторон 2: 1 (рис. 4), а затем прикрепить вентилятор к одной из них (рис. 5). После этого можно разместить каркас над вентиляционным отверстием. Убедитесь, что отверстие достаточно велико и весь обмениваемый воздух проходит через него, иначе Вентилятор будет работать не достаточно эффективно.
Панель солнечной батареи закрепляется на части крыши, обращенной на юг, и присоединяется к вентилятору. Лучше опустить провода до края крыши и провести их через вентиляционное отверстие в карнизе, чем сверлить для них в крыше специальное отверстие: меньше вероятности нарушить кровлю.
При подключении солнечной батареи к вентилятору обращается внимание на направление вращения электромотора. При одном направлении вращения воздух будет вытягиваться наружу, при другом - втягиваться в помещение. Если вентилятор не вращается в надлежащем направлении, необходимо поменять местами питающие провода.
Список деталей
Вентилятор диаметром 20 см поставляется фирмой Energy Sciences 832 Rockville Pike Rockville, MD 20852 Contact: Larry Miller
Вентилятор диаметром 30 см поставляется фирмой Wm. Lamb Co. 10615 Chandler Blvd. North Hollywood, CA 91601
Фотоэлектрическая батарея (см. текст)
Все большее количество бытовых приборов производители начинают выпускать со способностью работать в автономном режиме, когда для питания устройств используются альтернативные, возобновляемые источники энергии.
Одним из подобных приборов, являются вентиляторы, работающие на солнечной батарее.
Основные элементы, входящие в комплект вентилятора, ничем не отличаются от обычного устройства, разница лишь в источнике энергии, которым служит солнечная батарея и то, что как правило, это устройство небольшой мощности, что определяется способностью солнечной батареи вырабатывать определенное количество электрической энергии.
Электрический ток, используемый для питания аппарата, получается путем преобразования солнечной энергии внутри фотоэлементов, являющихся основой солнечной батареи.
Преобразование происходит внутри пластин, которые изготавливаются из кремния. В состав фотоэлемента входит две пластины (два слоя), каждая из которых, изготавливается с добавлением различных компонентов. Так в верхнюю пластину добавляется фосфор (на схеме слой Р+), в нижнюю – бор (на схеме слой В-). К каждой из пластин, подсоединены электроды, к верхней – внешний электрод, к нижней – внутренний, на поверхность фотоэлемента наносится антибликовое покрытие.
Под воздействием солнечного света, в верхней пластине образуется избыточное количество отрицательно заряженных частиц, а в нижней – так называемых «дырок». Одновременно с этим, между слоями образуется разность потенциалов, под воздействием которой, при подключении нагрузки в цепи протекает электрический ток, обусловленный тем, что разно заряженные частицы движутся в противоположные стороны.
Отрицательно заряженные движутся вверх, положительно заряженные – вниз.
Электронные схемы, являющиеся главной составной частью любых электронных устройств, работают на создаваемом напряжении и вырабатываемом токе, что позволяет обеспечить электроснабжение подключенных к ним механизмов бытовых приборов.
Конструктивно, в зависимости от назначения и технических характеристик, вентиляторы на солнечных батареях могут быть очень различны.
Солнечная батарея может быть встроена в корпус или быть сделана выносной конструкции. Дизайн корпуса и материал, из которого он изготавливается, также выбирает производитель, в зависимости от требований, предъявляемых к конкретной модели и ее техническим параметрам.
Каждый огородник знает, что бывает недостаточно просто открыть двери теплицы, для того чтобы создать необходимый микроклимат внутри ее. Для создания принудительной циркуляции воздуха внутри таких укрытий используют вентиляторы, а одним из наиболее удобных в плане эксплуатации, являются вентиляторы на солнечной батарее.
Главный плюс вентилятора с солнечной батарей, при использовании его на приусадебном участке, является то, что нет необходимости в устройстве дополнительных электрических сетей, к тому же затраты на потребленную электрическую энергии отсутствуют, что тоже немаловажно, при выращивании своих овощей и фруктов.
В качестве циркуляционных вентиляторов, в теплицах, могут быть использованы аппараты серии «ТМС» производства Тайвань, приведенные выше. Солнечная батарея, у данных моделей, встроена в корпус устройства, которое работает только в дневное время, при наличии солнечного света, в ночное время –аппарат отключен. Производительность модели составляет 0,32 м3 в минуту. Стоимость, в торговых сетях – от 3500,00 рублей.
При потребности в перемещении значительных объемов воздушных масс, используют более мощные агрегаты, в которых солнечная панель сделана выносной конструкции, что позволяет увеличит ее мощность, и соответственно мощность и производительность вентилятора.
Режим работы данного аппарата аналогичен вышеприведенному, при наличии освещения – работа, при отсутствии – режим ожидания. Производительность подобных моделей выше, стоимость – от 15000,00 рублей.
Для автовладельцев, также выпускаются вентиляторы, способные работать от солнечной батареи. Это вентиляторы небольшой мощности, которые размещаются под лобовым стеклом автомобиля и служат для создания дополнительной циркуляции внутри салонного воздуха.
Внешний вид подобных устройств может различаться от классического вида вентилятора, до авангардных форм, присущих авторским работам разработчиков и дизайнеров.
Плюсом данного вида вентилятора является то, что можно вентилировать салон автомобиля при заглушенном двигателе, при этом не будет использоваться энергия аккумуляторной батареи автомобиля, что позволит сохранить ее заряд.
Интересное изобретение предложили китайские разработчики, они изготовили вентилятор для кепки, работающий на солнечной энергии.
На первый взгляд может показаться, что эта разработка, не для постоянного пользования, но в связи с относительно невысокой стоимостью и возможность создать индивидуальный микроклимат и комфорт обладателю, это изобретение уже достаточно широко используется туристами в разных странах мира.
Кепка служит для защиты от солнца, а вентилятор обеспечивает обдув, при наличии прямых солнечных лучей. Стоимость подобных изделий — от 500,00 рублей.
Для того, чтобы изготовить вентилятор с питанием от солнечной батареи, достаточно иметь в наличии любой вентилятор, работающий на постоянном напряжении 12,0 В (автомобильный или подобный), а также солнечную батарею небольшой мощности.
Соединив имеющиеся элементы в электрическую сеть, можно получить требуемый результат.
В качестве источника энергии можно использовать солнечные батареи других устройств имеющих USB разъемы, посредством которых можно подключить вентилятор. Это может быть: кемпинговый фонарь, солнечный светильник или прожектор, а также внешний аккумулятор.
Самый простой способ охладить дом — установить в нем кондиционер. Однако он дорог и неэффективен. Значительно дешевле использовать недорогую вентиляционную систему, которая в пер-эую очередь предотвращает перегрев воздуха в помещении и увеличение влажности. Вентиляционная система должна устанавливаться таким образом, чтобы удалить воздух с чердака. Почему именно С чердака? Потому что он источник всех проблем.
Все начинается рано утром, как только солнценачинает освещать крышу. Не знаю, известно вам или нет, но черепица на крыше довольно эффективно поглощает солнечное излучение. Покрыты битумом крыши особенно хорошо притягивают и сохраняют солнечное тепло.
Затем тепло от крыши передается воздуху, заполняющему чердак. В течение дня все больше и больше тепла поступает в воздушное пространство чердака. Теперь внутри чердака вступает в действие другой механизм, Хорошо известно, что теплый воздух под нимается вверх, а холодный опускается вниз. Так как воздух на чердаке не перемешивается, то в доме создается распределение температуры, показанное на рис. 1. Слоистое распределение температуры обусловливает накопление тепла. Мы имеем огромный резервуар тепла, которое необходимо использовать.
Во многих домах становится слишком жарко из-за проникновения тепла с чердака. При включении кондиционера вы пытаетесь удалить тепло из жилых помещений, чтобы сделать условия более комфортными. Однако в то же самое время чердак продолжает нагревать дом. Такое противоборство является дорогостоящим и не приводит к нужным результатам.
Единственный способ остановить этот приток тепла с чердака в жилое помещение — это теплоизолировать дом от чердака. Весьма эффективна теплоизоляция с помощью стекловаты. Слой стекловаты толщиной не более 15 см, устилающий потолок, заметно влияет на количество тепла, проникающего вниз.
Однако никакая изоляция не сможет полностью отгородить нижние помещения от проникновения тепла с чердака. Тепло будет проникать в жилые помещения благодаря теплопередаче и излучению.
Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим такой пример. Предположим, что чердак вашего дома имеет размеры 9Х 12 м (площадь 108 м2). Если температура на чердаке составляет в среднем 55 °С, а вы хотите, чтобы температура в жилом помещении не превышала 27 °С, то лучшее, на что можно рассчитывать — это на достижение теплопередачи, не превышающей 2000 Дж/ч. И это в случае совершенной системы изоляции. Для обычного дома с однослойной изоляцией потолка стекловатой проникновение тепла составляет около 4500 Дж/ч.
Опытным путем установлено, что для нейтрализации 9000 Дж тепла кондиционер должен прокачать 1 т воздуха. Таким образом, для устранения влияния нагрева чердака нам потребуется прокачать кондиционером лишние 0,5 т воздуха!
Механизмы охлаждения
Однако фактическое количество тепла, проникающего вниз, зависит от разницы температур на чердаке и в доме. Разница температур в 5 °С соответствует тысячам джоулей. Следовательно, чем холоднее на чердаке, тем меньше работает кондиционер.
Как можно охладить чердак? Необходимо просто проветривать его! Весьма редки случаи, когда температура наружного воздуха больше температуры воздуха на чердаке, где обычно жарко, как в печке; можно охладить чердак, заменив горячий, застоявшийся воздух в нем более холодным извне.
Это относительно просто осуществить, прорубив вентиляционное отверстие в крыше около ее гребня и установив в нем вытяжной вентилятор. Вентилятор нагнетает холодный воздух через выступающий карниз крыши и вытягивает из чердака нагретый, застоявшийся воздух через вентиляционное отверстие.
Мешивание горячего и холодного воздуха и устраняет перепады температур (рис. 2). Необходимо отметить, как она повлияла на температуру внутри чердака. Теперь температура распределяется более равномерно, а средняя температура понизилась.
Хочу заметить, что для проветривания чердака не потребуется очень большой вентилятор. Цель будет достигнута, если обмен воздуха на чердаке будет осуществляться примерно каждые 3 мин.
Основные элементы вентилятора
Размер вентилятора определяется размером чердака. Чердак стандартных размеров (9х 12 м2) имеет объем приблизительно 135 м3. Для обмена такого объема воздуха каждые 4 мин требуется вентилятор, который будет откачивать 34 м3/мин.
Если размер чердака меньше, потребуется вентилятор меньшей мощности. Соотношение здесь простое: объем чердака в м3 делится на желаемое время смены воздуха (в мин) и получается производительность вентилятора. Например 135 м3/4 мин~34 м3/мин. Вентилятор приводится в движение небольшим электродвигателем постоянного тока, характеристика которого обычно линейна: чем больше подводимая к нему мощность, тем быстрее он вращается.
Такая циркуляция воздуха внутри чердака обусловливает перетока. Изменение любой из этих величин вызовет изменение мощности. Например, мотор напряжением 12 В при силе тока ЗА может вращаться со скоростью 6000 об/мин. Если мы уменьшим подводимую к мотору электрическую энергию снижением напряжения до 6 В, то скорость вращения уменьшится в 2 раза и станет равной 3000 об/мин.
С другой стороны, если в том же моторе на 12 В при 3 А, вращающемся с той же скоростью 6000 об/мин, уменьшить ток в 2 раза, сохраняя напряжение на прежнем уровне (12 В при 1,5 А), получится тот же результат: скорость вращения мотора составит 3000 об/мин. Учитывая принцип работы фотоэлектрических преобразователей, понимание причины изменения скорости вращения мотора с изменением потребляемого тока особенно важно.
Объем воздуха, который будут перегонять лопасти вентилятора, прямо пропорционален скорости вращения. Это указывает на возможность регулирования потока воздуха простым изменением скорости вращения мотора.
Несомненно, что для электропитания вытяжного вентилятора можно использовать фотоэлектрические преобразователи. Такой выбор наиболее предпочтителен. Следует заметить при этом, что при подключении фотоэлектрического источника к электромотору вентилятора возникает интересная взаимосвязь.
Фотоэлектрические солнечные элементы обычно можно рассматривать как источники тока. При малой освещенности солнечная батарея генерирует небольшой ток, хотя напряжение остается нормальным. В результате вентилятор (если он вращается) вращается медленно и, следовательно, прокачивает лишь малый объем воздуха.
Это обстоятельство как раз и отвечает задаче проветривания чердака. Утром крыша практически не нагрета, и в это время дня в вентиляции нет необходимости или нужна лишь небольшая вентиляция.
Днем с увеличением солнечной радиации все большая мощность подается на мотор вентилятора от фотоэлектрических преобразователей, и скорость вращения вентилятора возрастает. С увеличением солнечной инсоляции в чердачное помещение поступает все большее количество тепла. Следует отметить, что увеличение скорости вращения вентилятора (обмена воздуха) наблюдается именно тогда, когда в этом есть необходимость.
Ближе к вечеру интенсивность солнечного излучения вновь уменьшается, крыша поглощает меньшее количество тепла и потребность в вентиляции уменьшается. Это согласуется с изменением выходной мощности фотоэлектрических преобразователей, которые вращают вентилятор с меньшей скоростью.
В результате нами разработана саморегулирующаяся система вентиляции чердака, которая поддерживает его температуру на относительно постоянном уровне. Обычно управление вентилятором в зависимости от нагрева чердака осуществляется механическим термовыключателем.
Для упомянутых целей были отобраны два имеющихся в продаже серийных вентилятора, разработанные специально для подобных применений. Расположим наши фотоэлектрические источники вблизи вентиляторов. Помните тем не менее, что можно использовать любую подходящую для вас комбинацию мотора и вентилятора.
Первый вентилятор — вытяжной вентилятор фирмы Solarex Corp. Адреса фирм, выпускающих оба вентилятора, можно найти в списке деталей. (Следует отметить, что при этом мы не пытались сравнивать один вентилятор с другим.)
Солнечная батарея
Упомянутый вентилятор вращается электродвигателем постоянного тока напряжением 12 В. Тем не менее для увеличения срока службы фирма Solarex рекомендует питать мотор напряжением 6 В. При подключении к фотоэлектрической батарее, развивающей 6 В при токе 1,2 А, вентилятор будет обеспечивать обмен воздуха со скоростью 10 м3/мин.
Не составит труда разработка батареи мощностью 7 Вт, удовлетворяющей упомянутым требованиям. Сначала необходимо представить себе требуемую максимальную силу тока. Как было упомянуто выше, она соответствует 1,2 А.
Общеизвестно, что круглый солнечный элемент диаметром 7,5 см выдает ток величиной 1,2 А. Фактически можно найти довольно дешевые некондиционные элементы 7,5 см, которые развивают «лишь» 1 А. Эти элементы подходят для упомянутых целей.
Для достижения мощности в 7 Вт при максимальной интенсивности солнечного излучения потребуется 12 элементов. Элементы можно спаять последовательно, расположив их в 3 ряда по 4 элемента в каждом. При изготовлении батарей следуют рекомендациям, йзложенным в гл. 1. Если для использования в конструкции выбраны некондиционные элементы на 1 А, то для компенсации их дефектности необходимо увеличить количество элементов в батарее на 2 и довести их число до 14.
Второй вентилятор, который мы рассмотрим, поставляется фирмой Wm. Lamb. Его диаметр составляет 35 см; он снабжен линейным электромотором с шарикоподшипниками. Запрессованные шарикоподшипники продлевают срок службы мотора. Питается мотор любым напряжением: 6—48 В. Для наших целей фирма-изготовитель рекомендует использовать напряжение 12В.
Солнечный генератор мощностью 30 Вт будет вращать вентилятор со скоростью, достаточной для обмена воздуха,— около 30 м3/мин, в то время как батарея мощностью 7 Вт обеспечит его энергией, достаточной для обмена воздуха со скоростью 14 м3/мин. На рис. 3 представлена зависимость скорости обмена воздуха от мощности фотоэлектрического преобразователя.
В соответствии с одним из вариантов установки вентиляционного устройства потребуется проделать отверстия в крыше. Поскольку любые работы на крыше сопряжены с риском возможных протечек воды, аккуратность — залог успешного выполнения работы.
Сначала ножовкой пропиливается круглое отверстие в крыше. Оба вентилятора поставляются закрепленными в металлических кожухах, и отверстие в крыше должно точно соответствовать диаметру кожуха. Необходимо убедиться, что место для отверстия выбрано между стропилами крыши!
Затем в отверстие устанавливается вентилятор. Теперь металлический отражатель помещается вокруг устройства, и обильно заливаются гудроном все возможные щели во избежание протечек. Для предотвращения попадания дождя через сделанное отверстие венти-1 лятор накрывается колпаком конусообразной или U-образной формы.
Если нет желания делать отверстие в крыше, имеется другой вариант. Вентилятор можно укрепить над одним из вентиляционных отверстий, расположенных под карнизом крыши. Наилучший способ для этого — укрепить вентилятор под углом 45 ° к настилу чердака. Рекомендуется изготовить каркас из пары рамок, имеющих соотношение сторон 2: 1 (рис. 4), а затем прикрепить вентилятор к одной из них (рис. 5). После этого можно разместить каркас над вентиляционным отверстием. Убедитесь, что отверстие достаточно велико и весь обмениваемый воздух проходит через него, иначе Вентилятор будет работать не достаточно эффективно.
Панель солнечной батареи закрепляется на части крыши, обращенной на юг, и присоединяется к вентилятору. Лучше опустить провода до края крыши и провести их через вентиляционное отверстие в карнизе, чем сверлить для них в крыше специальное отверстие: меньше вероятности нарушить кровлю.
При подключении солнечной батареи к вентилятору обращается внимание на направление вращения электромотора. При одном направлении вращения воздух будет вытягиваться наружу, при другом — втягиваться в помещение. Если вентилятор не вращается в надлежащем направлении, необходимо поменять местами питающие провода.
Список деталей
Вентилятор диаметром 20 см поставляется фирмой Energy Sciences 832 Rockville Pike Rockville, MD 20852 Contact: Larry Miller
Вентилятор диаметром 30 см поставляется фирмой Wm. Lamb Co. 10615 Chandler Blvd. North Hollywood, CA 91601
Фотоэлектрическая батарея (см. текст)
Литература: Байерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами: Пер. с англ.— М.: Мир, 1988 год.
