Термосифонный эффект: просто объяснил
Плотность жидкости зависит в первую очередь от ее температуры. Если вода нагревается, плотность и, следовательно, относительный вес уменьшаются. В результате в системе поднимается более теплая среда. Когда он снова остывает, плотность увеличивается. Вода становится «тяжелее» и просто снова падает, как описано. В замкнутой системе так называемый термосифонный эффект может вызвать циркуляцию жидкости без насоса и переносить тепловую энергию с ним. Это может быть использовано, например, в гравитационном отоплении или естественной циркуляции солнечных систем. В то время как эти системы извлекают выгоду из физических условий, эффект термосифона довольно беспокоит других. В случае обычных солнечных систем или плохо спроектированных соединений с буферным хранилищем это иногда даже приводит к высоким тепловым потерям.
Термосифонные солнечные системы и гравитационный нагрев используют эффект
Термосифонные или естественные циркуляционные солнечные системы являются наиболее известными примерами систем, использующих преимущества физического эффекта. Они состоят из коллекторов, которые соединены с тепловым аккумулятором трубами. Когда вода в коллекторах нагревается, она поднимается автоматически. Здесь среда отдает тепло резервуару для хранения, где она охлаждается. Когда это происходит, плотность увеличивается, и вода падает в системе. Здесь он снова попадает в коллектор и цикл начинается снова.
Преимущество: солнечные системы Thermosiphon работают без сложной технологии управления. Они не имеют циркуляционного насоса и не вызывают дополнительных затрат. С другой стороны, оптика невыгодна, что воспринимается как беспокойство в этой стране. Из-за надежного режима работы и сравнительно низких затрат на приобретение, системы можно найти очень часто, особенно в южных странах.
Надпись: Термосифонная солнечная система на крыше //
Гравитационные нагреватели работают без насоса благодаря термосифонному эффекту
В этой стране теплотехники долгое время использовали физический эффект при гравитационном нагреве. Это центральный водонагреватель, который распределяет тепло по всему дому даже без теплового насоса. Наиболее важным требованием для этого является то, что котел должен быть самой низкой точкой в системе. Он нагревает воду для отопления настолько сильно, что поднимается в сеть труб. Затем вода поступает на поверхности нагрева, передает энергию в помещения и охлаждается в процессе. Одновременно увеличивающаяся плотность означает, что вода для нагрева в трубопроводной системе стекает вниз в котел, так что процесс может начаться снова. Поскольку доступное давление очень мало из-за различий температуры и плотности, требуются высокие температуры потока и большие диаметры труб.
Хотя самотечный нагрев работает без насосной технологии, он работает очень вяло. Кроме того, особый режим работы связан с более высокими тепловыми потерями и расходами на отопление. Причины, по которым технология практически не используется.
Термосифонный эффект вызывает большие тепловые потери
Физический эффект имеет не только преимущества. Естественная конвекция в современных солнечных системах может привести к большим потерям тепла. И всегда, когда теплая вода поднимается из резервуара в холодные коллекторы. Потому что здесь тепловая энергия выделяется в окружающую среду, а крыша непреднамеренно нагревается снаружи. Чтобы предотвратить это, сегодня используются так называемые гравитационные тормоза. Это небольшие запорные устройства, которые предотвращают нежелательные процессы потока, вызванные пружиной или их собственным весом.
Термосифоны уменьшают потери тепла в резервуаре
Как и во всех системах, термосифонный эффект также проявляется в отдельных трубах. Например, в соединительных линиях котла или накопителя тепла. Здесь вода остывает на стенках трубы во время простоя и опускается вниз, создавая циркуляцию в трубе или противотоке. Это может привести к тому, что холодная вода снова попадет в резервуар для хранения, внутрь попадет теплая вода, и контейнер постепенно потеряет много тепла. Потери особенно высоки в трубах, которые покидают резервуар горизонтально или даже немного по диагонали вверх. С энергетической точки зрения, с другой стороны, кабели, которые выходят из теплового аккумулятора под углом вниз, дешевле. Эксперименты показаличто потери тепла в линиях с соответствующими временами простоя можно минимизировать с помощью так называемых термосифонов. Для этого труба проходит вертикально вниз после выхода из резервуара, а затем снова поднимается в ванную, как сифон. Экономия является наибольшей, когда термосифон сделан из материала, который не очень проводящий.