ОҚулық г • г ! Л иіі нитп І • 'эдь щ щ 0щ ш я09*Я0*ащ яц ілюршііи т. ~ • « 4 ш атмніу. Г»

бөлімінде тұрады.  Бұл жерде мына жағдаи туралы
V *
агалады
Полярлы  күн  мезгілінде
кендікке
сағаттың
т=56
көкжиектің үстінде
Мысалы, 
{(р=52°\,
---- _
түс алдьшда жэне одан кейін жаз ортасында ( 
сағат) кыс ортасынла 
(3=-23,5°).
  Үзагырак кұндер жазда болады. 
Ңүктелермен Күннін сагаг сайынгы талтүстен кейінп жагдаймен
салыстырғандагы 
І Н 2 Ы
 кыста; 
«,=66.5°-
  жазда;  р = Л .5 " -  кыаа 
(төменде) жазға (үстінде); 
9
(р=23,5°),
 әсіресе жазғы күн токырау кезеңінде, күн
0 -
 кыс
>, 25,44,41].
Тропиктарда
болады
бұл
азимут күні бойы 90° жақын болады.
с
180
Б90
90  Ш
Азимут  А
5.9-сурет. Жылдың эртүрлі уакыттарында (солтүстік жартышарда)
күннің көрінетін траекториясы
Бакы лау сұрақтары :
Й
І
1. 
Аспан  сферасындағы  неғізғі  нүктелер  жэне  шеңберлерді 
көрсет:  аспан  сферасы,  математикалык  көкжиек,  аспан  экваторы,
аспан меридианы. 
*  !
68

2. Аспан сферасындағы үлкен шеңбер қандай нүктелерден өтеді?
3.  Күн  қозғалысының  жылдық  траекториясында  көктемгі,  күзгі 
күн мен түннің теңелуі нүктелері қалай анықталады?
4. Астрономиялық бірлік ретінде қабылданған мэн неге тең?
5.  Жердің  айналу  осінің  Жер  орбитасы  жазықтығы  арасындағы 
көлбеу  бүрышымен  және  жер  орбитасының  жазықтығы  мен  жер 
экваторының жазықтығының арасындағы бүрыштар неге тең?
6.  Жер  өз  осін  қанша  сағатта  бір  айналып  шығады.  Бүл  уақыт 
аралығы қалай аталады?
7.  Жер  орбитасының  күнге  ең  жақын  нүктесі  және  ең  алыс 
нүктелері қалай деп аталады?
8. Жер шарын, экватор жазықтығына параллель жазықтықтармен 
қиятын жазықтық сызықтары қалай деп аталады?
69

6  КҮН ЭНЕРГИЯСЫН ЖЫЛУ ЭНЕРГИЯСЫНА
ТҮРЛЕНДІРЕТІН ГЕЛИОЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ЖҮЙЕЛЕР
6.1 
Гелиожүйелерді классификациялау 
және оиың негізгі
элементтері 
^
Күнмен жылыту жүйелері деп жылу көзі ретінде күн радиация-
сы  энергиясын  пайдаланатын  гелиожүйелерді  аитады.  Олардың 
басқа  төменгі  температуралы  жылыту  жүйелерш ен  ерекшелігі 
күн  радиациясын  ұстауы  жэне  оны  жылу  энергиясына  айналды- 
ратын арнайы қондырғыларды  қолдануы  болып табылады.
Күнмен жылыту жүйелерінін түрлеріі
Төменгі температуралы күнмен жылыту жүйелерін күн радиацйя- 
сын қолдану тәсіліне қарай оларды келесідей жіктейді.
— енжарлы (пассивті);
— ынталы (актнвті);
Енжарлы 
(Пассивті жүйелер)
 
|
Енжарлы  деп  күн  радиациясын  қабылдайтын  жэне  оны  жылуға 
түрлендіретін  элементі  ретінде  ғимараттың  өзі  немесе  оньщ  жеке- 
леген  бөліктері:  ғимарат-коллектор,  қабырға-коллектор, шатьір-кол- 
лектор жэне т.б. сол сияқты қолданылатын жылыту жүнелері (жылу
тасымалдағыш ауа) алынады (6.1-сурет).
6.1-сурет. Енжарлы (пассивті) жылыту жүйесі «Қабырға- коллектор».
1 -  күн сәулесі; 2 -  сэуле жұгатын қабырға; 3 -  ауа көлбеушесі; 4 -  жылыған
ауа; 5 -  ғимарапъщ ішіндегі салқындатылған ауа; 6 -  қабырға;
7 -  қабырғаның қара сәуле қыбылдайтьш жағы; 8 -  
қ а л қ а н ш а л а р -ж а л к щ е р
70

Ең  арзан  және  қарапайым  пассивті  жүйелер  қосымша  құрылғы 
қажет  етпейтін  және  күн  энергиясын  жинақтауға,  таратуға 
ғимараттың архитектуралық жэне қүрылыс элементтерін қолданатын 
жүйелер болып табылады  [1,  17,  19,33].
Көбінесе  мүндай  жүйелер  өзінен  біршама  қашықтықта  эйнек 
жамылғы  орналасқан  және  оңтүстікке  қаратылған  үйдің  қарайған 
қабырғасынан 
түрады. 
Қабырғаның 
жоғары 
және 
төменғі 
бөліктерінде  қабырға  мен  тұрақтың  көлемінің  әйнек  жамылғысы 
арасында кеңістік жасайтын саңылаулар бар.
Күн  радиациясы  қабырға  массасын  қыздырады,  қабырғаны 
шаятын  ауа  қызады  жэне  жоғары  саңылау  арқылы  ішке  енеді. 
Ауаның  айналымы-циркуляциясы  табиғи  конвекция  есебінен  не- 
месе  желдеткіш  (вентилятор)  жұмысы  есебінен  қамтамасыз  етіледі 
(6.2-сурет).
6.2-сурет. Енжарлы гелиожүйелі үйлер
Пассивті  жүйелердің  кейбір  ерекшеліктеріне  қарамастан  күн 
энерғиясын  қолдану  негізінен  актив  жүйелерді,  яғни  бұл  жүйелер 
ғимараттың  архитектурасын  жақсартуға,  күн  энерғиясын  қолдану 
тиімділігін артгыруға мүмкіндік береді.
71

Жылу  жүктемесін  ретгеудің  үлкен  мүмкіндікгерін  қамтамасыз 
ететіндіктен,  қолдану  аясы  кең  болғандықтан,  күн  радиациясын 
жинақгайтын,  сақтайтын  жэне  тарататын  арнайы  орнатылған 
қүрылғысы бар жүйелер актив жүйелерді қолданумен іске асады [19,
36,39].
 
, 
-
Ынталы (Активті) жүйелер
Ынталы  төменгі  температуралы  күнмен 
жьшыту  жүйелері
күнқабьшдағыштары  ғимаратқа  тән  емес 
жекелеғен  өзіндік
күрылғылары бар жүйелер болып табылады. 
1 1
Ынталы жүйенің неғізгі  элементтері.  күн коллекторы, аккумуля-
тор,  жылуалмастырғыштар,  қосалқы  жьшу  көздері,  сантехникалық 
тетікгер, таратушы жэне реттеуші қүрылғьшар, автоматика жүиесі. 
Әрбір  нақгы  жағдайда  элементтерді  тандау,  қүрамы  жэне
күпастьгоуы  климаттық  факторлармен,  нысананың  түрлерімен,
жылу қолдану ретімен, экономикалық көрсеткшітермен анықгалады
[9,17,25,40]. 
І  В
Жылу  тасымалдағыштар  ретінде  көбінесе  гелиожүиелерде 
сүйық  (су,  этилгликол  ерітіндісі,  органикалық  сүйық)  немесе  ауа 
қолданылады.  Пайдаланатын  көптеген  гелиожүйелерде  ауаның 
тығыздығы  жэне  жылу  сыйымдылығы  аз  болғандықган,  көбінесе
сұйық денелерді қолданады. 
| | І 9 Н Я и
Күнмен  жылыту  жүйелерінде  шоғырландырғыш  (фокустау-
шы),  жазық  немесе  басқа  піш індес-типті  күн  коллекторлары 
қолданылады. 
I   I  
§Й
Ычжык
 п
шш
I
«т
Аи «ыалнмфм  Хкдг аиип>цмаі
6.3-сурет. Ынталы ғелиожүйелі үй
72

Ынталы гелиожүйелер эртүрлі белгілері бойынша жіктеледі:
Қызметі жөнінен:
-  жылы сумен қамту жүйелері (ЖСҚЖ);
-  жылыту жүйелері;
-  құрамалы жүйелер;
Қолданылатын жылутасымалдагыш түрі жөнінен:
-
 сұйық;
-а у а ;
жарамдылық мерзімі жөнінен:
-  жыл бойғы;
-  маусымдық;
техникалық шешімг жөнінен:
-
 бір айналмалы (контурлы);
-  екі айналмалы;
-  көп айналмалы.
Ауа
  —  жылу тасымалдагыштың  барлық  жүмыстық  параметрле- 
рінде  кеңінен  таралған  қатпайтын  зат  болып  табылады.  Оны  жылу 
тасымалдағыш  ретінде қолданғанда жылыту  жүйесін желдету (вен- 
тиляция)  жүйесімен  үйлестіру  іске  асуы  мүмкін.  Әйткенмен  ауа  -  
жылу сыйымдылығы аз жылу тасымалдағыш, бүл сулы жүйелермен 
салыстырғанда  ауа  жыльггу  жүйелерінің  қүрылғысына  металдың 
шығынын арттьфуға әкеледі.
Су-жылу  сыйымдылығы  жоғары  жэне  кеңінен  тарапған  жылу 
тасымалдағыш  болып  табылады.  Әйткенмен  0°С-ден  төменгі  тем- 
ператураларда  оған  қатпайтын  сұйықтар  қосу  керек.  Бұдан  басқа, 
оттегімен қаныккан судың кұбьфлардың жэне аппараттардың тотба- 
суын туғызатынын ескеру керек.
Бірақ  сулы  гелиожүйелерде  металдың  шығыны  айтарлықтай 
төмен, бұл оның кеңінен таралуына ықпал етеді.
6.2  Күн энергиясымен ж ы лы таты н гелиожүйелерініц
ж ы лулы қ сүлбалары
Бір  айналмалы-контурлы
  жылыту  жүйелері  -   жыл  бойы  теріс 
температура  жоқ  жерлерде  немесе  маусымдық  мезгілде  қолдану 
үшін қажет. Су тұзды емес жэне таза болуы керек.
73

Екі  айналмалы-контурлы  жылыту  жүйелері
  -   жыл  бойы
қолдануға  немесе  су  тұзды  жэне  механикалық  қоспалармен
ластанған жерлерде де жарамды.
Жылу  тасымалдагышының  айналысы  табиги  болып  кел-
ген  жылы  сумен  қамтамасыз  ететін  бір  айналмалы-контурлы
күнмен жылыту жүйесі (6.4-сурет).
Суды тікелей жылытатын  бір  айналмалы-контурлы термосифон-
д ы  
жүйенін  жұмысын  қамтамасыз  ету  үшін  гелиожүйенің  коллек-
торлары,  бак-аккумуляторлары  жэне  жалғағыш  құбыр  өткізгіштері
суық сумен толтырылады.
Күн сәулесі коллектордың мөлдір жамылғысынан (әйнегінен) өтіп
оның жұтатын жылу қабылдағыштың көмегі арқьшы арналарындағы
суды  жылытады.  Қыздыру  барысында  судың  тығыздығы  азаяды
және  қызған  сүйық  коллектордың  жоғары  бетіне  жылжи  отырып,
одан ары құбыр өткізгіш арқылы бак-аккумуляторға құйыла бастай-
ды.  Бактағы  қызған  су  оның  жоғары  жағына  көтеріледі,  ал суық су
бактың  төменгі  бөлігіне  өтеді,  яғни  температураға  тәуелді  судың
қабатқа бөлінуі іске асады. Бактың төменгі бөлігінен неғұрлым суық
су құбыр өткізгіш  арқылы  коллектордың төменгі  бөлігіне өтеді [33,
36,39]. 
I Я  
Я
Осылайша, күн радиациясы жеткілікті болғанда, коллекторлық 
гелиоконтурда  жьшдамдығы  мен  интенсивтілігі  күн  сэулесі 
ағынының тығыздығына тэуелді тұрақты айналымдыциркуляция ор- 
найды. Біртіндеп күндізгі уақыт ішінде тұтас бактың жылынуы іске 
асады,  бұл  жағдайда  қолдануға  арналған  ыстық  су  бактың  жоғары 
бөлігінде  орналасқан  судың  жылы  қабаттарынан  алынуы  керек. 
Әдетте бұл бакка суық су  бактан  қызған  суды  ығыстыратын қысым 
арқылы төменнен беріледі. 
г
9
Термосифонды  жүйе  жағдайьгада  бак-аккумулятордың  төменп 
нүктесі  коллектордың жоғарғы  нүктесінен  жоғары  жэне  коллектор- 
дан  3-4  м-ден  эрі  емес,  ал  жылу тасымалдағыпггың сорғысы (насо- 
сты) бак-аккукмулятордың орналасуы кез келген орында бола алады.
Бір айналмалы-контурлы
  жүйелерде  күн  коллекторларына бак- 
аккумулятордан  алынатын  ыстық  суға  сәйкес  шығындалатын  су 
келеді. 
' .
Артыкшылыктары:
 
. 
4  '• ’
-  қарапайымдьшығы; 
< •" 
>
-  іұтастай жүйенің ең үлкен ПӘК-ін алу мүмкіншілігі.
74

Бақ-аққумлятор
Ысыган су
Суықсу
6.4-сурет. Ыстык сумен қамтамасыз ететін бір айналмалы-контурлы тер-
мосифонды жүйенің қарапайым сұлбасы
Кемшіліктері:
-
 
судың 
сапасына 
қоиылатын 
талаптың 
жоғарылығы 
(мүмкіңдіғінше  тұздылығы  аз  болуы  керек  жэне  тазалық  жоғары 
дэрежеде).  Күн  коллекторының  арналарының  қабырғаларында 
интенсивті түрде түздар түнады, арналар шаятын балшықпен ласта- 
нады,  бүл  тиімділіктің  айтарлықтай  нашарлануына  немесе  тіптен 
оның  толықтай  істен  шығуына  әкеледі  (егер  уақытылы  арналарды 
тазаламаса, мүны жасау қиын болып табылады);
-  суца еріген ауаның әсерінен болатын асқын тотбасу (коррозия);
-  төменгі температураларда қалыпты жұмыс істеудің мүмкін бол- 
мауы (қүбырлардың жарылу қаупі);
Жылу тасымалдагыштың циркуляциясы табиги болып табы- 
латын екі айналмалы-контурлы жүйелер
Екі контурлы термосифонды жүйе
 (6.5-сурет).
Мүндай  жүйенің  жүмысы  бір  айналмалы-контурлы  жүйенің 
жүмысына 
ұқсас. 
Гелиожүйеде 
коллекторлардан, 
құбыр 
өткізгіштен  жэне  бак-аккумулятордағы  жылу  алмастырғыштан 
тұратын 
(бактағы 
имелі 
пішіндес 
құбыр,  сыртқы 
жылу 
алмастырғыш қондырғы немесе «бак»)тұйықталған коллекторлық 
контур бар.
75

су
2-номтур
С у ш с у
7
КттОтюш бш*
5-оргт.  Ыстыж сумен каміамасыз етггін екі айнаямалы-контуряы
тгпмосифонлы жүйенін сұлбасы
тя
 і  ж Т ш і
Бүл  айналым-гелиоконтурға  қыста  қагпаитын  арнаиы  жылу
Ісұйық  кұйылады.  Кошіекторда  жылу  тасымадцағыш
тасымаллағыиі
сұйык кызғанда ол жылу ал мастырғыштың жоғары бөліпне көтершеді, 
бактағы  сугв  жылуын  береді  және  өзі  сун  отырыл  кун  радиациясы 
жсткілікті  болса,  контурда тұракгы  табнғи  айналмалы  церкуляция ор- 
найды. ал ысыған су коллектордың шығысына жылжиды.
Бактың тұтастай кызуы  күні бар ұзак күнде біртіндеп  іске асады.
арттыру
ш н  тұнуы  жәие  батпакпен  шайылу  жоқ  болғанлыктан  күн  коллек-
торлары  эркашан
төменгі  температураларда  жүйенің  қауіпсіз  жұмыс  істеу
мүмкіншіліп;
-  күн коллекторлары қосымша кызмет етуді  қажет етпейді; 
пайдалану мерзімінің негүрлым кепіпдік берілген тиімділік (10-
50 жыл) үзактығы; 
-
76

Кемшіліктері:
-   жүйе  жұмысының  тиімділігінің  коллекторлар  мен  құбыр 
өткізгіштердегі  қосымша  жылу  шыгындарының  жэне  жылу 
алмастыргышты қолдану қажеттілігі (2-5%);
-   егер  қатпайтын  жылу  алмастырғыш  қолданылса,  онда  со- 
нымен  қатар  жүйенің  тиімділігі  оның  неғұрлым  төменгі  жылу 
өткізгіштігі  салдарынан  (сумен  салыстырғанда)  нашарлайды;
-  жылу тасымалдағышты  периодты түрде алмастыру қажеттілігі 
(күйін эрбір 6-7 жыл сайын мүмкіндігінше ауыстыру).
Жылу  тасымалдагыш  ынталы-активті  айналмалы  екі  кон- 
турлы жүйе
 (6.6-сурет)
Мэжбүр  айналмалы  екі  контурлы  гелиожүйе  жұмыс  істеу  үшін 
коллекторлық  контурға  сұйықтың  контурда  айналымын  тудыру 
үшін сорғымен (насос) жабдықталады, бұл ыстық су жинайтын бак- 
аккумуляторды  ғимараттың  кез  келген  бөлігіне  орналастыруына 
мүмкіндік береді.
Жылу  тасымалдағыш  сорғы  қозғалысының  бағыты  кол- 
лекторлардағы  табиғи  айналым  (циркуляцияның)  бағытымен 
сай  келуі  керек.  Сорғыны  (насосты)  қосу  жэне  ажырату  коллек- 
торлар  мен  бактардың  шығысында  орналасады,  температура 
датчиктерінің  көрсетулерін  салыстыратын  дифференциалдық 
басқарушы реле түрінде болып  келген электронды басқару блогы
арқылы  іске асырылады.
Сорғы  егер  коллекторлардағы  температура  бактағы  судың  тем- 
пературасынан  жоғары  болса  қосылады.  Коллектор  мен  бактың 
арасындағы  температураның  тұрақты  айырымын  ұстай  отырып 
сорғының берілуін жэне айналу жылдамдығын өзгертуге мүмкіндік 
беретін блоктар бар.
Артыкшылыктары:
-   жылу  тасымалдағыштың  циркуляциясы  мэжбүр  болу  себепті, 
жүйе мэжбүр циркуляциялы жүйеғе қарағанда 30% тиімдірек жұмыс 
істейді;
-   бак-аккумуляторды  кез  келген  ыңғайлы  жерде  орналастыруға 
болады;
-  жыл бойы тиімді жұмыс істеу мүмкіншілігі;
-  жүйе оңтайлы жұмыс режиміне оңай икемделеді;
-  жүйенің жұмысы жеңіл жэне оңай басқарылады.
77

Б а с қ а р у
б л о гы .
Қосымша су
сурет. Мәжбүр айналдьфмалы ыстық сумен қамтамасыз 
айналмалы-контурлы күн жүйесінің сызбанұсқасы
I
I
I
6
жүие
6.7-сурет. Мэжбүр айналдырмалы ыстық сумен қамтамасыз
1  -  коллектор, 2 -  бойлер, 3 -  бақылаушы панель, 4 І 
5 -  кеңейткіш ыдыс, 6 1  қосымша қыздьфатын көз, 7 -  ыстық судың
шығуы, 8 1  суық суцың енуі
сорғы-насос,
78

Кемшіліктері:
-  қосымша құрылғы орнагу қажетгілігі (сорғы, бақылағыш аспаптар);
— электрэнерғияны сорғы (насостың) қосымша қолдануы;
Ыстық сумен қамтамасыз ететін маусымдық гелиожүйелер эдетте
бір  контзфлы  жэне  жазғы,  аралық  айларда,  сыртқы  ауаның  темпе- 
ратурасы  оң  болғанда  пайдаланылады.  Оларға  қосымша  жылу  көзі 
қажет  болады  немесе  қызмет  көрсетілетін  нысананың  қызметіне 
және пайдалану шарттарына тәуелді [17,25, 36].
Ғимаратты  жылытуға  арналған  гелиожүйелер  екі  контурлы,  не- 
месе  көбінесе  көп  контурлы,  эртүрлі  контурлар  үшін  әрқилы  кон- 
турлар  қолданылуы  мүмкін  (мысалы,  гелиоконтурда  -   қатпайтын 
сүйықгардың  ерітінділері,  аралық  коніурларда  -   су,  ал  түгынушы 
кошурында -  ауа).
Ғимараттарды ыстықпен жэне салқындатуға арналған жыл бойы 
жүмыс  атқаратын  құрамалы  (комбинациялық)  гелиожүйелер  көп 
контурлы  болып келеді жэне жылудың қосымша көзін органикалық 
отынмен  немесе  жылу  трансформаторы  жүмыс  істейтін  дәстүрлі 
жылу генераторын қосады.
6.8-сурет. Жылумен қамтамасыз ететін кұрамалы гелиожүйелі үй:  1 -  күн 
коллекторы; 2 -  кеңейткіш бак; 3 -  бак-аккумулятор; 4 -  жылытушы пеш.
79

Бакылау 
сұрактары:
1.
Күнмен  жылыту  жүиелерінің  түрлері  жэне  оныц  негізгі
элементтері. 
..
2. 
Енжарлы  (пассивті)  жэне  ынталы  (активп)  жүиелердің
ерекшелігі қандай?
3. 
Ынталы гелиожүйелер кандаи белгілері боиынша жіктеледі?
4 
Бір  айналмалы-контурлы  жылыту  жүйелерінің  пайдалану 
мерзімі.
5 
Екі  айналмалы-контурлы  жылыту  жүиелерінің  паидалану
мерзімі. 
м 
. 
__ '   *
6. 
Бір  жэне  екі  айналмалы-контурлы  жүиелердің  аргыкшы-
лыктары мен кемшіліктері. 
' 
і
 
ь
Ш
ш
ЯНЯ
ш
7. 
Бір  жэне  екі  айналмалы-контурлы  жылыту  жүйелерінің 
жүмыс істеу тэртібі. 
- ^ І | § Щ ^ ^ Н Я
80

7. КҮН ҚОНДЫРҒЫЛАРЫНЫҢ НЕГІЗГІ ЭЛЕМЕНТТЕРІ,
ЖҮМЫС ІСТЕУ ТӘРТІБІЖӘНЕ
7.1  Жазық және шоғырландырғыш (фокустағыш)
күн коллекторлары
Күн
тасымалдагыш
денені қыздыру іске асырылады.
түрлері
жазық
(фокустау
күн  коллекторларында күн  энергиясы тікелей  жүтылады
ал
(фокустағыш),  коллекторларда  түскен
тасымалдағыш
қыздыру
Жазык
Томенгі  температуралы  гелноқүрылғыларда  кеңінен  таралған 
коллектордың түрі -  жазық күн коллекторы болып табылады.
Жазық  күн  коллекторлары  (7.1-сурет)  әйнек  немесе  мөлдір  пла- 
стик жамылғыдан (бір, екі, үш қабатты), бір жағы қара түске боялып 
күнге  қаратылған  су  жүретін  арнасы  бар  жылу  қабылдағыш  беттен
материалдан
тұрады.
7.1-сурет. Жазық күн коллекторы:  1 -  күн сәулесі;
2 -  әйнек жамылғы;  3 -  сыртқы қорабы; 4 -  жылу қабылдайтын бет;
5 -  жылу оқшаулағышы; 6 -  тығыздықтаушы.
81

Коллектордың  қорабы  (корпусы)  мырышталған  темірден,  алю- 
минийден, ағаштан, пластамассадан дайындалуы мүмкін.
Жылу  оқшаулағыш  (изоляциясы)  ретінде  әртүрлі  материалдар:
минералды вата, пенополиуретан және т.б. қолданылады.
Күн  радиациясының  эсерінен  коллектордың  жылу  қабылдайтын 
бетгі-панельдері  қоршаған  ортаның  температурасынан  артып  70- 
8о°С  температураға  дейін  қызады,  бұл  беттің  (панелдің)  қоршаған 
ортаға конвекциялық жылу берілісін жэне оның аспан астына өзінің
сәуле шығаруының артуына әкеледі [7,11,33].
Жылу  қабылдайтын  бет  (панелдің)  қорш аған  кеңістікке
жылулық  шығындарды  кеміту  жылу  қабы лдағы ш ты ң  төменгі 
бетін  жабатын  жылу  оқшаулағыш  (изоляциясы н)  жэне  соны- 
мен  қатар  жылу  қабылдайтын  бет-панельдерден  қандай  да  бір 
қаш ықтыққа  орналасқан  ж ары ққа  мөлдір  дене-әйнек  қолдану 
арқылы  іске  асады.  Барлық  аталған  элементтер  қорапқа 
(корпусқа)  орнатылады  ж эне  эйнектің  мөлдір  бетін  тығыздау
іске  асады  (7.1-сурет).
Жылу тасымалдағыштың жоғары температураларына қол жеткізу 
үшін жылу қабылдағыштың бетін күннің қысқа толқынды сәулесін 
белсенді түрде  жұтатьш  (қара никель,  қара хром,  алюминийдегі хром 
оксиді, мыстағы мыс оксиді) жэне оның өзінің мешшкп жылулық шы-
ғындарын төмендететін спектрлік-тандалмалы қабаггармен жабады.
Жазық  коллекторлардың  сипаттамаларын  жақсартатын  басқа 
тәсілдердің бірі жылу қабьшдайтын бет-панель мен мөлдір әйнектің 
арасында жылу шығындарын болдырмау үшін вакуум жасау арқылы 
іске асырылады (төртінші буынды күн коллекторлары).
Жазық күн  коллекторларының  эртүрлі  құрылымдары  (конструк-
циялары) бар. 
’ 
-
Неғұрлым  кеңінен  қолданылатын  коллекторлардың  кұрылымы
7.1-суретте  көрсетілген.  Беттігі  түтік  тэріздес  коллектордағы  күн 
сэулесін  жұтқыш  есебінде  сұйық  жылу  тасымалдағыш  ретінде 
металл  бетке  үстіңгі,  астыңғы  жағынан  немесе  бір  жазықтықга
дэнекерленген  жэне  бір-бірінен  50-150  мм  қашықгықга  тік 
төртбұрышты  арналармен  орналасқан  диаметрлері  12-15  мм
диаметрлі параллель түтіктер қолданылады.
Көбінесе  бетік-түтік  жэне  алюминийден  болатқа  штампталған 
бет-панель  түрлі  екі  түрдегі  жылу  қабылдағыш  бет-панелдер 
қолданьшады.  Беттік-түтік тәріздес құрьшым  (конструкция) эртүрлі
қималы түтіктер дәнекерленетін металл беттен тұрады 7.2-сурет.
82

беттік
түсетін
түсіне
А)
о
о
Б)
В)
п
сызбанұсқасы: а) беттегі түтік
беттерінің
г) төртбұрыш арналармен дәнекерленген бет
Коллекторлардың  басқа  түрлерімен  салыстырғанда  жазық 
шектордың айтарлықтай артықшылықтарының біріне тура түскен 
улелік)  күн  энергиясын да,  сонымен  қатар шашыраған  күн энер-
гиясын
Шоғырландырғыш 
(фокустағьпн, 
концентратор) 
күн 
қон- 
дырғылары
Шоғьфландырғыш  гелиоколлекторлардьщ  пішіндері  айна  тэріз- 
дес  өңделген  металдан  жасалған  параболоңилиндр,  сфералық  неме- 
се  параболалық айна түрінде  болып  келеді.  Оның  жылу  қабылдағыш 
элементі  қондырғының фокусында орналасады.  Жылу тасымалдағыш 
дене ретінде суды немесе қагпайтын сүйықгы қолданады.
Фокустаушы  коллекторларда  қолданылатын  шоғырландыр- 
ғыштардың  (конңентраторлардың)  кейбір  пішіндері  7.3-суретте 
көрсетілғен
А)
В)
В)
7.3-сурет. Күн шоғырландырғыштарының (концентраторларының) 
пішіндері: а) параболоцилиндрлік концентратор; б) параболоидты концен-
тратор; в) Френельдің жазық-сызықты линзасы
83

Парабола цилиндрлі шогырландыргыш (концентратор) 
Парабола  цилиндрлі  айналық концентратор  күн  сәулесін бір сы- 
зық бойына шоғырландырады, сонын салдарынан, одан ондық одан 
да  жоғары  бірнеше  жүздік  шоғырлағыш  еселігін  қамтамасыз  етуі 
мүмкін (шағылдырғыш айналардын түрлеріне сәйкес) [9,25,33,36].
Параболацилиндрдіц сызыктык фокусында жылу тасымалдағышы 
түтік-қүбыр  болады,  ондағы  сұйықгың  температурасын  300-390°С 
дейін көтеруге болады, ысыған су жылулық аккумуляторға беріледі,
одан ары қарай түтынушыларға тасымалданады.
Параболацилиндрлі  айналық  концентраторды  оның  осі  бойын- 
ша  солтүстік-оңтүстікке  бағдарлаиды  жэне  бағдарлағыш  датчиктің
көмегі  арқылы  күнді  бағдарлаи  қозғалады.  7.4-суретте  өндірістік
параболацилиндрлік шоғырландырғыш (концентратор) көрсетілген.
7.4-сурет. Өндірістік парабола цилиндрлік шоғырландырғыш 
(концентратор)  1 —
 күн сәулесі; 2 — жылу қабылдаитын кұбыр;
3 -  айна; 4 -  бақылау жүйесі
Параболоид  шогырландыргыш  (концентратор)
  -   парабо-
#
лоид  пішіндес  болып  келеді.  Параболалық  концентратор  күнді
■ 
■
бағдарлағанда екі координата бойынша басқарылады. Күн сәулесінің 
энергиясы 
параболоид шогырландыргышының фокусында
 кішігірім
ауданға шоғырланады.
Айналар  жуықтап  алғанда  оған  түсетін  күн  энергиясынын
92%-ын  шағылдырады. 
Параболоид  шогырландыргыштың
  фоку- 
сында  үстап  түрғыш  (кронштейнде)  жылу  қабылдағыш  бет  (жылу 
өндіретін)  немесе  фотоэлектрлік  элементтер  (электр  энергиясын
өндіретін) бекітіледі. 
’
7.5-сурет өндірістік параболоид тэріздес 
шоғырландырғыш 
(кон-
центратор) көрсетілген. 
И Ш
84

7.5-сурет. Өндірістік параболоид тэріздес шоғырландырғыш 
(концентратор):  1 -  күн сэулесі; 2 -  жылу кабылдайтын кұбыр 
(казандык); 3 -  айна ; 4 -  бақылау жүйесі; 5 -  құбыр
Френель линзалы шогырландыргыиі (концентратор)
Френель  линзасы
  -   эдеттегі  линзалар  тэрізді  сфералық  не- 
месе  басқа  беттермен  тегістелген  (шлейфтелген)  эйнектің  тұтас 
бөлігінен тұрады жэне қимасы арнайы пішінді призма қабаттарынан 
жэне  бір-біріне  беттескен  сақиналардан  тұрады.  Іс  жүзінде  кейбір 
гелиоқондырғыларында Френель линзалары  бар жазық күн  коллек- 
торлары да пайдаланылады [1,7,  11, 331.
7.6-сурет. Френель линзалы шоғырландырғыш (концентратор).
1 -  тісті қималы Френель линзасы; 2 -  жылу тасымалдағыш кұбыр;
3 -  оқшаулағыш материал
85

Линзаның 
піоғырландыргыш 
(концентрациялау) 
дәрежесі 
оның  диаметрінің  фокустық  қашықтығының  қатынасына  про- 
порционал,  сондықтан  бірлік  линза  көмегімен  шоғырландырғыш 
қабілеті  жоғары  дэрежесіне  қол  жеткізу  әдеттегі  қысқа  фокус- 
ты  линзаларды  әзірлеудің  дэлдігінің  қиьгадығымен  шектеледі. 
Линзаның  шоғырландырғыш  (концентрациялау)  дэрежесі  оның
диаметрінің  фокустық  қашықтығының  қатынасына  пропорцио- 
нал,  сондықган  бірлік  линза  көмегімен  шоғырландырғыш  қабілеті 
жоғары дэрежесіне қол жеткізу әдеттегі қысқа фокусты линзаларды
эзірлеудің дэлдігінің қиындығымен шектеледі.
Осылайша  құрылған,  эрбір  сегмент  күн  радиациясын  орталық 
қабылдағышта 
фокустайтындай 
көп 
линзалы 
жүйені 
күру 
шоғырландырғыш  жүйені  дайындау  технологиясын  жеңілдетеді, 
осының  озі  Френель линзаларын  жасауда жэне  қүруда қолданылды
/7,10/. 
1;
Френель  линзаларының  артықшьшығы  радиация  ағыньша  пер-
пендикуляр бағыттағы оның қалыңдығының үлкен болмауы (5-7 мм- 
ға дейін)  (7.6-суретті  қара).  Френель  линзалары  бар  күн коллектор- 
ларын  неғұрлым  жоғары  көрсеткіштерін  күнді  бақылау  жүйелерін 
үйымдастырғанда  байқатады,  эйткенмен  жылу  қабылдағьшггьщ 
температуралық  деңгейіне  талаптар  қатаң  болмағанда  бақылаитын
жүйені қолданбауға да болады.
Френель 
линзалары 
вакуумделген 
түтікті 
коллекторлар-
мен  біріктіріле  отырып  қолданылуы  мүмкін.  Дөңгелек  линзалар
фотоэлектрлік түрлендіргішті жүйелерде аздаған шоғырландырғыш
(концентрациялар) үшін де жарамды.
Күн  радиациясын  түту  мен  түрлендіру  әрекетінің  жоғары 
тиімділіктерін  қамтамасыз  ету  үшін  шоғырландырушы  (концен- 
трациялаушы)  гелиоқабылдағыш  үнемі  күнге  бағытталуы  ке- 
рек.  Осы  мақсатқа  сай  гелиоқабылдағышты  күнге  бағыттайтьга 
датчикті  қосатын  бақылау  жүйесімен,  сигналдарды  түрлендіретін 
электронды  блокпен,  екі  жазықтықта гелиоқабылдағышты  бұратын
электроқозғалтқышпен жабдықтайды.
Шоғьфландырғыш  (концентраторларды),  яғни  айна  немесе 
линза  тэріздес  оптикалық  құрылғыларды  қолданғанда,  күн  энер- 
гиясы  ағынының  тығыздығын  артыруға  қолжеткізіледі.  Бұл  күнді 
бақылайтын  арнайы  механизмін  қажет  ететін  фокустаушы  коллек- 
торларда орын алады.
86

Жазық,  параболоидгы жэне параболоцилиндрлі  айналарды шағыл- 
дырғыш  қабілеті  жоғары  металл  беттерден  немесе  басқа  материал- 
дардан; линзадан немесе пластмассадан эзірлейді. Әдетге фокустаушы 
коллекторлар  жоғары  температуралар  қажет  етілетін  жерлерде  (күн 
электростанциялары, пепггер, ас үйлер жэне т.б.) қолданылады.
Шоғьфландырғыш  (концентрациялаушы)  ғелиоқабылдағышта- 
ры  бар  жүйелердің  артықшьшықтары  олар  жоғары  температуралы 
жылу алуға жэне тіптен аса ысыған буды өндіруге де болады.
Кемшіліктеріне оның бағасының қымбаттылығын, шағылдырушы 
беттерді  үнемі  шаңнан  тазалау  қажеттілігін,  тэуліктің  тек  жарық 
кезінде  ғана  жүмыс  істейтіндігін,  үлкен  көлемді  аккумуляторларға 
қажеттілікті,  өңделетін энергиямен  салыстырғанда күннің барысын 
бақылайтын  жүйелерді  пайдаланғанда  кететін  электр  шығындарын
айіуға
ща баяндалған жазық жэне фокустаушы к 
түрлерінен басқа әйнек түтікті  вакуумды
қолданылады.
7.2  Түтікті вакуумдалған күн коллекторы
Вакуумды күн коллекторларының 2 негізгі түрі бар -  ішкі кеңістігі 
жылу  тасымалдағышпен  толтырылған  және  жылу  түтіктерімен 
жабдықталған түрі бар.
Суга тікелей жылу беретін вакуумды коллектор 
Вакуумды түтіктер белгілі бір бүрышпен орналасқан жэне жылу 
жинақтаушы бакпен жалғастырылған.  Одан жылу алмастырғыш ай- 
налмалы (контурының) суы тікелей түтікке ағады, қызады жэне кері
қаитады.
Селективті 
бет
Жазық бетті қабилдашш 
Сұйық жылутасмалдашш
Сыртқы мыс қубыр
Ішкі мыс құбыр
Вакуум
Шымы құбыр
ф126 тт
7.7-сурет. Түтікті вакуумдалған күн коллекторы
87

Дәстүрлі  жазык күн  коллекторлары  жылы  климатты  аймақтарда 
қолдану  үшін  жоспарланған.  Олар  қолайсыз  суық,  бұлтгы  және 
желді  күндерде  тиімділігін  күрт  жоғалтады.  Бүдан  өзге,  ауа  райы- 
на байланысты туындаған шықталу (конденсация) мен  ылғалдылык 
ішкі  материалдардын  мезгілінен  бүрын  тозуына  өз  кезегінде 
жүйенің  пайдалану  сапаларына  жэне  оның  бүлінуіне  әкеледі.  Бұл 
кемшіліктерді вакуумдалған коллекторларды қолдану арқылы жоюға
болады [24,19]. 
^  ‘ • 
0
Вакуумды  коллекторлар  суды  түрмыстық  қажеттіліктер  үшін
температурасы  неғүрлым  жоғары  су  қажет  жерлерде  колданады. 
Күн радиациясы сыртқы әйнек түтік арқылы өтеді, түтік-жұтқышқа 
келеді.  Алынған жылу түтікпен  ағатын  сұйыққа беріледі.
Коллектор  эрқайсысына  селективті  жамылғылы  түтікті  жұтқыш 
бекітілген  олар  бірнеше  қатарлы  параллель  әйнек  түгікгерден 
тұрады.  Ысыған  сұйық  жылу  алмастырғыш  аркылы  айналымды 
(циркуляцияланады) жэне бак-жылу жинақтаушыдағы суға жылуын
береді.
Вакуумдалған коллекторлар модульді, яғни түтіктерді ыстық суға
деген  қажеттілікке  қарай  қажетінше  алып  немесе  қосуға  болады.
Осы  түрдегі  коллекторларды  әзірлегенде  түтіктердің  арасындағы
кеңістіктен  ауа  сорылады  жэне  вакуум  калыптасады.  Осының
арқасында ортадағы  кеңістікте  ауаның  жылу  өткізгіпггігі  жэне кон-
векция туғызған жылу шығындары болмайды.
Әйнек  түтіктегі  вакуум-коллектор  үшін  ең  жақсы  жылу
оқшаулағыш  (изоляцияларының)  ішіндегі  ең  жақсысы  ол  жылу
шығындарын  төмендетеді,  жүтқышты  жэне  жылу  кетіретін
түтіктерді қолайсыз сыртқы әсерлерден қорғайды.
Вакуумдалган коллекторлар 
■
Кейбір  жұтқыш-түтіктерде,  тағы  бір  үшінші  эйнек  түгік  өтеді;
жылу  беретін  кабырғалардың  жэне  сұйықтықты  түтіктердің  басқа
да құрылымы  (конструкциялары)  бар.  Осылайша,  суды  сақтау үшін
жекелеген бакқа кажеттілікті болдырмай эрбір түтігіне суды сыйды-
ратын  ваккумды  коллектордың  түрлері  кездеседі.  Коллекгорда күн
радиациясын  қосымша шоғырландыру  (концентрациялайтын) ваку-
умды  түтіктердің  артына  шағылдырғыш-рефлекторларды  орнатуға 
болады.
Бұл  коллектордың  неғұрлым  күрделі  жэне  қымбат  түрлері. 
Термотүтік  -   аздаған  мөлшердегі  жеңіл  қайнайтын  сұйықтығы
88

бар  жабық  мыс  түтік.  Жылудыц  әсерінен  сұйық  буланады  жэне
вакуумды  түтіктің  жылуын  алады.  Бұлар  баска  жоғары  қон-
дырғының  бөлігіне  өтеді,  мұнда  шықталады  (конденсациялана-
ды)  және  су  тұтынудың  негізгі  айналымынмң  (контурының)  жылу
тасымалдағышына  немесе  жылытатын  айналымның  (контурдын)
қатпайтын сұйыктыгына береді.  Шық (конденсат) төмен агады, бэрі 
қайтадан қайталанады.
7.8-сурет. Бапталған жылу алмастырғышы бар және суга тікелей жылу
беретін вакуумды коллектор
7.9-сурет. Термотүтікті вакуумды коллектор
Жылу 
түтіктері 
бар 
коллекторлардың 
кейбір 
маңызды 
артықшылығы  -35°С-ге  дейінгі  температурада  (жылу  түтіктері  бар 
тұтасымен  эйнек  коллекторлар)  жэне  тіптен  -50°С  (металл  жылу 
түтікті  коллекторлар)  температураларда  жұмыс  істей  алу  кабілеті 
болып табылады.
89

Вакуумды коллекторлы жүйелер
Аталған  жүйеде  жылу  тасы м алдағы ш ты ң  енжар  (пассив) 
айналмалы  (циркуляциясы)  жүмыс  тэртібі  қолданылады.
Коллектордың  жылу  аккумуляциялайты н  жылу  жүру  бағыты 
және  түтіктері  бірегей  гидравликалы қ  контурын  құрайды.  Су 
коллектор түтіктерінде  қызып  бакқа көтеріледі,  ал суық су бак- 
тан түтікке түседі.  О сылайш а,  жылу  аккуммуляциялайтын бак- 
та  су  қызады.  Суық  су  біраз  ғана  қы сы мны ң  әсерінен  бактың 
төменгі  бөлігіне  түседі,  ал  ыстық  су  бакты ң  жоғары  бөлігенен 
төмен ағады. Ж үйедегі қысым  1-2 атм осф ерадан артпауы керек. 
Су,  мысалы,  кіш ігірім  ашық  қысымды  бактан  берілуі  мүмкін.
7.10-сурет. Өндірістік вакуумды коллектор жүйесі
Коллектордың  ішіне  біріктірілген  (контактілік)  бетгі  пла- 
стина  жэне  жылу  өткізгіш  білік  енгізілген.  Бұл  түтік  төменгі 
температураға  төзімді  жэне  -50°С-ге  дейін  температурада  жұмыс 
істеуге қабілеттілігін жоғалтпайды.
Мұндай  коллекторлар  тікелей  түскен  жэне  шашыраған  күн
90

радиациясымен  де  жұмыс  істейді.  Бұл  ерекшелік  вакуумның 
қасиетімен бірге сырттағы жылу шығындарын азайтады жэне бұл 
коллекторларды  суық,  күңғірт  қыс  жағдайында  тиімді  болып  та- 
былады.  Екіншіден,  вакуумдық  түтіктің  дөңгелек  пішінінің  сал- 
дарынан  күн  сәулесі  күннің  басым  бөлігінде  жүтқышқа  перпен- 
дикуляр түседі.
7.3 Күн коллекторларының тиімділігін
артты раты н тәсілдер
Күн  жылу  коллекторларының  тиімділігін  арттыратын,  мысалы, 
жүгатын бет-панельде шағылдыратын бетті, селективті жамылғыны,
ұяшықты  құрылғыны,  жылу  тұзақтарын  қолдануға  байланысты 
әртүрлі тәсілдер бар [25].
7.12-суретте  қазіргі  уақытта  қолданылатын  күн  коллекторлары- 
ның құрылымдары (конструкциялары) көрсетілген.
Шагылдыргыш  беттер
  —  7.12  б,  в,  г-сурет  күн  сәулесінің 
шоғырландырғыш  (концентрациясын)  арттыруды  және  жылу 
шығындарын  азайтуға  ықпал  етеді.  Шағылдырғыш  беттің  пішіні 
жазық, гофрирленген, қисық болуы мүмкін.
Вакуумдалған  коллекторлар  7.12  д-сурет,  эсіресе  жоғары  темпе- 
ратураларда жылу шығындарын  азайтуды  қамтамасыз  етеді,  9 диф- 
фузды  шағылдырғыш  бет  3  түтікке  түсетін  энергия  шамасын  арт- 
тырады.  Вакуумды 2 әйнек түіктің ішкі жағында болады, 3-түтіктер 
эйнектен,  металдан,  полимер материалдардан жасалады.  Жекелеген 
түтікті құрылымдарды бөлік-секцияларға құрады, 2-түтіктегі ауаның 
қысымы 0,001 -0,1  Па қүрайды.
Жылу  құбырлары
  —  7.12  е-суретте  соңғы  уақыттарда  күн 
коллекторларында  жылу  түтігі  қағидасын  қолдануға  деген 
қызығушылық  туындауда.  Жылу  тасымалдағыш  ретінде  төменгі 
қайнайтын  сұйықтарды  қолдана  отырып,  жылуды  тек  күн  радиа- 
циясы  есебінен  ғана  емес  қоршаған  орта  есебінен  алу  мүмкін. 
Бұл  жағдайда  жылу  шығындарын  азайту  есебінен  пайдалы  әсер 
коэффициенті артады.
Полимер  материалдарды  цолдану
  -   7.12  ж,  з,  г-суреттер  кол- 
лектордың  салмағын  төмендетуге,  әзірлеу  технологиясын,  жинау- 
ды, пайдалану жэне құрастыру жұмыстарын жеңілдетуге мүмкіндік 
береді.
91

г)
в)
з)
7.12-сурет. Күн коллекторларының құрылымдары:
1 -  қорабы (корпус); 2 -  мөлдір жамышғы;
фокуста 3 -  жұтқыш түтікті;
4 -  окшаулағыш; 5 -  оқшаулағыш беттік-пластина;
6 -  айналатын білік;  5, 7 -  жылу алмастырғыш;
8 -  жылу тасымалдағыш; 9 -  шағылдырғыш бет;
10 -  сильфонды тіректер;  11 -  буландырғыш.
7.12 
ж-суретте  құрастыру,  тасымалдауда, 
жэне 
сактауда 
қолайлылықты  қамтамасыз  ету  үшін  шығыршық  (рулонға)  оралуға 
қабілетгі серпімді материалдан жасалған түрі көрсетілғен.
Багдарлау  жүйесі  бар  жазық  коллекторлар
  -   күн  коллекто- 
ры  жүтатын  беттің  бетіне  күн  сәулелері  қалыпты  түсуі  қажет. 
Бүл  шарттар  тек  12-13  сағат  аралықтарында  ғана  сақталады. 
Қалған  уақыттарда  сәуленің  түсу  бүрышы  0°-тан  90°-қа  дейін 
өзгереді.  Бұл  өндіргіштіктің  кемуіне  әкеледі.  Шоғырландырғыш 
(концентрлеуші)  жүйелерде  күннің  қозғалу  күйін  бақылау  үшін
92

әдетте  механикалық  құрылғылар  мен  автоматика  жабдықтарын 
қолданады.
Жылу  тұзагы  бар  коллектор
  —  коллектордың  жылу 
шығындарын  азайту  үшін  көп  қабатты  мөлдір  жамылғы, 
жылу  тұзақтарын  қолданады,  мұнда  спектрдің  көрінетін  жэне 
инфрақызыл  облыстарында  жеткілікті  төменгі  өткізғіштік 
кабілетпен  бірғе  неғұрлым  ұзын  толқынды  сәуле  диапазонын- 
да  жоғары  өткізғіштікке  ие  мөлдір  қатты  дене  күн  сәулесін 
жұтатын  денелерді  пайдаланады.
Жұтатын 
беттеғі 
селективті  жамылгы
 
күн 
спектрінің 
инфрақызыл бөлігіндеғі сәулеленумен шығынды азайтуға мүмкіндік 
береді.  Бұл  шығынның  азаюын  жұтатын  элементтің  температу- 
расы  артуын  қамтамасыз  етеді.  Неғұрлым  кең  тараған  селективті 
жамылғылар  ретінде:  қара  никель,  қара  хром,  натрий  ғидрооксиді 
және т.б.  қолданылады /5,6/.
Мөлдір жамылғы  мен жұтатын  элементтің  арасында орналасқан 
табиғи  конвекцияны  элсіретуғе  арналған,  ұяшықты 
оқшаулагыиі 
(изоляцияны)
  қолдану  коллектордың  пайдалы  әсер  коэффициентін 
өсіруге мүмкіндік береді.
Мөлдір жамылгылар санын арттыру
 жұтатын элементтен ұзын 
толқынды инфрақызыл сәулеленуін азайтады. Әдетте, бір немесе екі 
қабатты жамылғы қолданады.
Сәуле  қабылдайтын  бет  пен  әйнектің  арасындағы  жэне  екі 
қатарлы  әйнектеудің  сыртқы  жэне  ішкі  қабаттарының  арасындағы 
саңылауды әдетте  15-25 мм шегінде алады.
Абсорбердің  төменгі 
бетінің  жылулық  оқшаулағышының 
(изоляциясының)  қалыңдығы  50-75  мм,  ал  бүйір  беттерінің 
калыңдығы 25 мм болып келеді.
Күнді  бақылайтын  құрылғылы  жэне  қозғалмалы  жұтатын 
элементті  (7.12  к-сурет)  конструкциялар  өнімділікті  арттыруды 
қамтамасыз етеді.
7.13-суретте  параболацилиндрлі  концентраторлы  жэне  сұйық 
жьшу  аккумуляторлы  күнмен  жылытатын  сұйық  құрамалы 
(комбинациялық) екі айналымды (контурлы) төменгі температуралы 
жүйенің схемасы көрсетілген.
Гелиокабылдағыш 
айналымында 
(контурында) 
жылу 
тасымалдағыш  ретінде  антифриз,  ал  жылыту  жүйесінде  -   су 
қолданылады.
93
' 
м
I

7.13-сурет. Құрамалы (параболацилиндрлі концентратор жэне бу 
қазанымен жабдықталған) екі айналмалы (контурлы) төменгі температура- 
лы жылу жүйесі:  1 -  параболоцилиндрлік концентратор; 2 -  сұйық жылу 
аккумуляторы; 3 —
 қосымша жылу көзі; 4 —
 термометр; 5 —
 жылыту жүйесі
айналымы (контуры); 6 -  реттеуші; 7 -  айналдығыш сорғы
7.1-кесте
Күн коллекторларының негізғі түрлерінің сипаттамалары
Күн шллекгоры
Жұмыстық
темпераіура
ПӘК-і,
%
Салыстырмалы
қажетті аудан, %
Күнді
бақылау
ЖазықКК
30-100
30-50
100
Қажет емес
Гелиостаттар өрісі бар 
орталық қабылдағыш
дейін  1000
60-75
20-40
Бір осьті
параболо-цилиндрлі
дейін 500
50-70
30-50
Бір ості
Вакуумделген әйнек 
түтікті коллекгор
90-300
40-60
50-75 
1
--------------------  
-
-
-
 
- 
- 
- 
-
Қажет емес
7.4 Ауаны жылытуға арналған күн  коллекторы
Ауа  коллекторлары  жазық  коллекторлар  түрінде  жэне  негізінен 
тұрақжайларды  жылыту  үшін  жэне  ауылшаруашылық  өнімдерін 
кептіру  үшін  қолданылады.  Ауалы  коллекторларда  жылу  жұтатын 
бетгі-пластина ретінде  металл  бетті-панельдер,  көп  кабаты  дәнекер 
(экрандар),  оның  ішінде  металл  емес  материалдардан  жасалған 
бетті-панельдер колданылады [7,19,251. 
' 
»  # у
94

Ауалы күн коллекторыныц жұмыс істеу тәртібі 
Әйнектің  қысқа  толқынды  сәулелерді  жақсы  өткізетін  жэне  іс 
жүзінде  ұзын  жылу  толқындарын  өткізбейтіндігі  белгілі.  Қысқа 
толқынды  күн  сәулесі  әйнектен  оңай  өтеді  де,  металды  қыздырып 
одан үзын жылу толқындарын  шығаратыны  белгілі.  Бүл толқындар 
әйнектен  сыртына  өтпейді,  нәтижесінде  күн  қабылдайтын  бетті- 
панель  қоршаған  ортаның  температурасынан  айтарлықгай  асатын 
температураға  дейін  қызады.  Әйнек  пен  бетті-панельдің  арасында 
жылулық (парникті) әсер туындайды, қырлар жасап түрған арналарға 
күн  қабылдайын  бетті-панельдің  және  оқшаулағыш  (изолятордың) 
іппсі  бетінің  арасында  табиғи  айналым  (циркуляңия)  немесе 
желдеткіш (вентилятордың) есебінен арналардың ыстық беттерімен 
жанасып, қызып, ғимараттың ішіне қызған ауа ағыны келеді.
Кейбір  күн  ауа  қыздыратын  құрылғыларда  жұтатын  бетті- 
пластинаға ауаның турбуленттілігін арттыратын және жылу берілуді
--------------
'2
 
'М М А Л М 2
і
-------------------------- -----------
і
-----------------------
—
'I  "Л---- 1----1---- 1--- 1--- Г 
2 
4
4
жақсартатьш желдеткіш (вентиляторлар) жалғанған.
7.14-сурет. Жазык (а), қырлы (б) жэне абсорбермен гофрирленген (в), 
жэне эйнек қатарлар (г) жэне қуысы қондырма (д) арқылы ауа қозғалатын 
жазық күн коллекторларының сызбанұсқалары:  1 -  әйнектеу; 2 -  абсорбер;
3 -  жылу оқшаулағыш; 4 -  ауа ағыны
Қондырғының  кемшілігі,  егер  желдеткіш  (вентиляторлар) 
пайдаланатын  болса,  оның  жұмысына  электр  энергия  шығыны 
жұмсалады.
Ауалы  коллекторлардың  негізгі  артықшылығы  -   олардың 
қарапайымдылығы жэне сенімділігі.  Қажет етілгендей күтілсе сапа- 
лы коллектор  10-20 жыл жұмыс істей алады.
95

7.5 Жылу бак-аккумуляторлары
Сыйымдылық типті жылу аккумуляторлары 
Күн энергиясымен жылу өндіру жүйесін біркалыпты жүмыс істеу 
қабілетін  қамтамасыз  ету  жүйесінде  жылу  аккумуляторларының 
алатын  орны  маңызды.  Себебі  күн  радиациясының  ерекшелігі  күн, 
ай,  жыл  бойы  оның  түсуінің  периодтылығы  жэне  объектінің  жылу 
қабылдауының  максимумы  мен  жылу  берілудің  максимумының 
сәйкес келмеуі болып табылады [25].
Бак-аккумулятордың көлемін таңдау жүйенің басқа сипаттамала- 
рымен  тікелей  байланысты  [19,  36].  Жылуға  арналған  қүрылғылар
ережеге  саи,  күн  коллекторларының  аитарлықтаи  аудандарына  ие 
(4-тен  8  м2/адам  жэне  климаттық  жағдайларға  байланысты  одан  да 
жоғары).  Суретте  (7.15-сурет)  жылу  энергиясын  аккумуляцилауға 
арналған кеңінен таралған қүрылғылар келтірілген.
Жазғы  уақытта  бүл  қүрылғыларда  жылу  өндіру  нысанның  жүкте-
месінен артпаиды, сондықган аккумуляциялаушы қүрылғылар қажет.
Пайдалану  жүйелерінде  эдетте  күн  коллекторының  1м2 
аккумулятордың 50-ден  120 л-не дейінгі көлемі келеді.
бак-
А
коллектордан
8
коллекторга
4
5
а)
6
7
Ү
б)
7.15-сурет. Сулы (а) жэне майда тасты (б) сыйымдылықты жылу аккуму-
ляторлары:  1 -  жылу алмастырғыш; 2 -  суык су; 3 -  ысық су;
4 -  жылу сақтайтын бак;  5 — майда тас қабаты; 6 -  тор;
7,8 
-  ауа кіретін (шығару) орын.
96

Аккумуляторлар  жұмыстық  заттың  жылу  сыйымдылығы  есебі- 
нен және де эртүрлі материалдардың фазалық ауысуларының жылуы 
есебінен де жұмыс істеуі мүмкін.
Әйткенмен  тэжірибеде  қарапайымдылығы,  сенімділіғі  жэне 
бағасының арзандығы жөнінен жұмыстық зат су немесе ауа болатын 
бірінші типті аккумуляторлар кеңінен тараған.  [1,7]
Сулы  аккумуляторлар  әдетге  жылу  оқшаулағыш  (изоляциялы) 
қабаты бар цилиндр болат резервуар түрінде болады. Көбінесе олар- 
ды үйдің астывды бөдігінде орнатады.
Ауалы аккумуляторларда майда тас (грави), гранит немесе басқа 
қатты  толтырушылардан  немесе  ұнтақгы  құм,  т.б.  толтырушы 
қолданады.
Сұйық күн жүйелеріндегі ең тиімді жылу аккумуляциялайтын ма- 
териал -  су.
Жылуды  маусымдық  өндіру  үшін  жерасты  су  көздерін,  жердің 
төменгі  қабатындағы  жылуды  және  басқа  табиғи  түзінділерді 
колданған жөн.
Жылу  сацтагыш  майда  тасты  аккумулятор
  (7.16-сурет).  Ау- 
алы  жылумен  қамитын  күн  жүйелерінде  әдетте  дөңіелек  немесе 
төртгбұрыш  қималы  сыйымдылық  түріндегі  бөлшектердің  тығыз 
қабатынан  қаптама  түріндегі  өлшемі  20-50  мм 
майда  тасты 
жылулық  аккумуляторлар
  қолданылады.  Мұндай  типті  аккумуля- 
торлар  бірқатар  артықшылықтарға  ие,  бірақ  сулы  аккумулятормен 
салыстырғанда бұл жағдайда үлкен көлем қажет.
1
7.16-сурет.
Майда таспен
толтырылған  жылу
сақгағыш аккумулятор:
1 — қақпағы;
2 -  корабы;
3 -  бетондалған блок;
4 -  тор; 5 -  майда тас 
(галька)
97
V
я

Майда тасты  аккумулятор
 пкелей  немесе горизонталь  орнала- 
сады.
Күндіз  күн  коллекторынан  аккумуляторға  түсетін  ыстык  ауа 
майда тас  (галькаға)  өзінің  жылуын  береді,  осылайша  аккумулятор 
зарядталады.  Түнде  немесе  қолайсыз  ауа  райында  аккумулятор  за- 
рядын  жоғалтқанда  ауа  кері  бағытта  қозғалады  жэне  түтынушыға 
жылу тасиды.
Фазалъщ ауысуга негізделген жылу аккумуляторлары
Фазалық  ауысуға 
негізделген 
жылу 
аккумуляторларының 
артықшылығы  -   аккумуляцияланған  энергияның  жоғары  меншікті 
тығыздығы,  осының  салдарынан  сыйымдылық  аккумуляторлар- 
мен  салыстырғанда  фазалық аккумулятордың  массасы  жэне  көлемі 
айтарлықтай төмен. Төменгі температуралы жылумен қамтитын күн 
жүйелері,  фазалық  ауысудағы  аккумуляторлар  үшін  органикалык 
заттар  (парафин  жэне  кейбір  майлы  нитраттар)  жэне  органикалық 
емес  түздардың  кристаллогидраты,  мысалы,  29-32°С-де  балқитын 
хлорлы  натрийдің  гексагидраты  СаС12-6Н20,  глаубер  түздары 
№ 28 0 4-ЮН20   қолданылады.  Тиімді-эффективті  жылу  алмасуды 
үйымдастыру  үшін  қырланған  беттер,  жылу  аккумуляциялайтын 
материалмен  толтырьшған  беттер,  сонымен  қатар  жылу  өткізетін 
төсеніш (матрастар) үяшықты қүрылымды қолданылады.
Жылудың  берудің  қосымша  көзі  күн  қүрылғысы  жүйесінің 
қажетті  элементі  болып  табылады.  Көздің  қызметі  — нысанды  күн 
радиациясы  жеткіліксіз  немесе  болмағанда  100%-дық  жьшу  энер- 
гиясымен  қамтамасыз  ету  үшін  қажет  болып  табылады.  Жүйеге 
қосымша  энергия  көзінің түрлерін  таңдау  жергілікті  жағдайлармен 
анықталады.  Бүл  электробойлер  су  қыздыратын  қазан  немесе 
органикалық отынды қазандық болуы мүмкін.
Жоғарыда баяндалған қүрылғының негізгі элементгерінен басқа жы- 
лумен қамтитын күн жүйелері жылу алмастырғыштардан, сорғьшардан, 
қүбьф өткізгіштерден, автоматика элементтерінен түруы мүмкін.
Бақылау сұрақтары:
1.  Күн  коллекторларының  түрлері  жэне  оны  жасайтын 
материалдардың түрлері. 
У
2.  Жазық  күн  коллекторларының  негізгі  элементтерінің  жүмыс 
істеу тэртібі.
98

3. Жазық коллекторлардың жылу қабылдайтын беттік пішіні?
4.  Шоғырландырғыш  (фокустағыш)  күн  қондырғыларының 
түрлері жэне оның пішіндері.
5. Парабола цилиндрлі шоғырландырғыштың негізғі элементтері, 
жұмыс істеу тәртібі.
6.  Параболоид шоғырландырғыштың негізгі элементтері, жұмыс 
істеу тэртібі.
7.  Френель  линзалы  шоғырландырғыштың  негізгі  элементтері 
жұмыс істеу тэртібі. ^
8.  Түтікті  вакуумдалған  күн  коллекторларының  түрлері,  негізгі 
элементтері жэне жүмыс істеу тэртібі.
9.  Күн  коллекторларының  тиімділігін  арттыратын  тәсілдердің 
түрлері.
10.  Ауаны  жылытуға  арналған  күн  коллекторы,  оның  жылу 
қабыддайтын бетгік пішіні жэне жұмыс істеу тэртібі?
11.  Жылу  бак-аккумуляторларының  түрлері,  материалдары, 
негізгі элементтері жэне жүмыс істеу тэртібі.

8. КҮН ҚОНДЫРҒЫЛАРЫНЫҢ ЕСЕБІЖӘНЕ ЖОБАЛАУ
ЖҰМЫСТАРЫ
8.1  Күн радиациясы қарқындылыгының горизоитқа көлбей 
ориаласқан күн коллекторының бетке түсуінің есебі
Күн радиациясының горизонтапь беттікке күндізгі уақытта келіп 
түсуінің  орташа  айлық  мәндері  көптеген  географиялық  аймақтар 
үшін  белгілі  болса,  ал  көлбеу  орналасқан  беттік  үшін  мүндай 
мәліметтер  белгісіз  болды.  Оңтүстікке  багытталған  көлбеу беттікке 
эр ай үшін күн радиациясының күндізгі уақытта орташа келіп түсуін 
Лю  жэне  Джордан  есептеу  әдісімен  шешуге  болады.  Есептік  жэне 
тэжірибелік  мэліметтерді  салыстыру  арқылы  бүл  эдіс  оңтүстік- 
шығысқа  жэне  оңтүстік-батысқа  бағытталған  колбеу  беттіктерге 
радиацияның  келіп  түсуін  есептеу  үшін  колдануға  мүмкіндік  берді
8.1-сурет. Күн радиациясы каркындылығының горизонтқа көлбей 
орналасқан күн коллекторының бетіне түсуінің есептік сүлбасы
Күн радиациясының көлбеу беттікке Нт күндізгі уақытга орташа 
айлық келіп түсуі:
[19, 33,40,42].
100

_  
Н к = К Н ,
 
(8Л)
мұндағы, 
Н
  — горизонталь беттікке қосынды радиацияның күндізгі 
уақытта  орташа  айлық  келіп  түсуі; 
К
  — горизонталь  жэне  көлбеу 
беттіктерге  қосынды  радиацияның  күндізгі  уақытта  орташа  айлық 
келіп түсулерінің қатынасы.
К
  анықтау  үшін  күн  радиациясының  қүраушыларын:  тікелей, 
диффузиялық, шағылып түсуін білу қажет. Диффузиялық сэуле изо- 
тропты  (яғни,  аспан  кеңістігіне  қалыпты  таралған)  деп  болжасақ, 
онда 
К
  келесі түрде>сазуға болады:
К
V
— 
1 + 
С08
ос
 
1 -со за  
/0
Кь+^=
-------------
+ р
------------ , 
(8.2)
Н  
2 
2
мүндағы: 
Н.
  -   горизонталь  бегтікке  диффузиялық  радиацияның
күндізгі  уақытта  орташа  аилық  келіп  түсуі; 
Кь  -
 горизонталь  жэне 
көлбеу  беттіктерге  қосыңды  радиацияның  күндізгі  уақытта  орташа 
айлық  келіп  түсулерінің  қатынасы; 
а
  -   коллектордың  горизонтқа 
көлбеу  бүрышы;  р  -   жердің  шағылысу  қабілеттілігі  жэне  р  қар 
жабынының ұзақ жатыуына байланысты 0,2-ден 0,7 дейін өзгереді.
Бұл  теңдеудің  бірінші,  екінші  және  үшінші  мүшелері  аспан 
кеңістігінің  тікелей  жэне  диффузиялық  сэулеленуіне  жэне  жер- 
ден  коллектордың  бетіне  шағылысып  сәулеленуіне  сәйкесті  үлесін
көрсетеді. 
_
Диффузиялық радиацияны өлшеуді 
На
  сирек жүргізетіндіктен, 
оны  күннің  қосынды  радиациясын  өлшеу  арқылы  жүргізеді.  Зерт- 
теу қосынды радиацияда диффузиялық кұраушының үлесі 
Н а
 / 
Н 
бұптты күндердің көрсеткішіне 
Кт
  = 
Н
 
/ 
Н 0
 
байланысты болатынын 
керсетті.
Бұл  жерде  Я 0  -   жердің  атмосферасының  шектігінен  тыс  гори- 
зонталь  беттікке  радиацияның  күндізгі  уақытта  орташа  айлық 
келіп  түсуі.  Атмосфералық  қабаттан  тыс  күн  радиациясын  (күн 
тұрақтысын)  пайдалана отырып,  геометриялық тұрғыда есептеледі. 
Солтүстік  ендік  үшін 
Н 0
 
мәндері  8.1-кестеде  келтірілген
8.1-суреттегі тэуелділік талдамалы түрде көрсетілуі мүмкін:
Н * І Н  = \,3 9 -
4,03
Кт +
 5,53
К 1
Т
 -  3,1
\К Т
. 
(8.3)
Теориялық жағынан  алып  қарағанда 
Кь
  атмосфераның өткізгіш
101
і

қабілеттілігінің  функциясы  болып  табылады.  Алайда  бұл  шамані 
горизонталь  жэне  көлбеу  беттіктерге  радиацияның  атмосферада
тыс келіп түсулерінщ қатынасы аркылы анықгауға
Оңтүстікке  карай  бағытталған  беттіктер  үшін 
Яь
  (8.4)  теңдеуі 
арқылы  табуға  болады.  Аз  ғана  қателігі  бар  /?б -ның бүл  мәндерін, 
абсолюттік  мэні  бойынша азимуты  15°  аспайтын  беттіктер үшін  де 
пайдалануға болады.
& 
1-кесте
Күндізгі уақытта жер беті атмосферасының шектігінен тыс го- 
ризонталды беттікке күн радиациясының орташа айлық келіп түсуі
(МДж/м2)
—
.
 
- ■ ■ 
■■■■
■■■ 
- ■ 
" 
.
..
-
С
ол
тү
ст
ік
 
ен
д
ік
Қ
аң
та
р
X
<3
с
<
Н
ау
р
ы
з
С
әу
ір
М
ам
ы
р
М
ау
сы
м
Ш
іл
д
е
Т
ам
ы
з
к 
!
>ч
а.

жүктеу/скачать 14,07 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: