Colector solar de buit: principi de funcionament + com muntar-se

Es gasten molts diners en aigua calenta i calefacció d’espai. Però hi ha una font d’energia alternativa: un captador solar al buit. Ja n’heu sentit a parlar? Permet reduir significativament els costos financers per mantenir el confort, proporcionant un màxim efecte de calefacció amb una mínima pèrdua de calor.

Aquest dispositiu es pot comprar a fabricants d'equips domèstics o muntar-los de manera independent a casa. Per triar un model adequat, queda molta informació per estudiar. Us ajudarem a determinar els criteris principals per a la compra.

L'article se centrarà en el principi de funcionament i el disseny del col·lector de buit. Parlarem de les característiques de disseny de diversos models, considerant els avantatges i els contres d’aquestes instal·lacions. A més, descriurem amb detall com fer i instal·lar tu mateix un captador solar al buit.

El material s’acompanya de vídeos amb els quals podreu conèixer les característiques i principis importants del funcionament dels col·lectors de buit.

El principi de funcionament de la unitat de buit

El col·lector solar al buit difereix dels sistemes solars convencionals processament d’energia solar. Una bateria clàssica simplement rep llum i la converteix en electricitat. El col·lector consta de tubs de vidre amb un buit recreat al seu interior. Es combinen en un sol sistema mitjançant nodes d’acollida especial.

Dins de cada tub hi ha un canal d’una o dues varetes de coure amb refrigerant. En capturar els raigs del sol, l’element actiu escalfa el material de transferència de calor, garantint així el funcionament del col·lector.

A causa d’aquest disseny, el nivell de transferència d’energia augmenta significativament i la pèrdua de calor es redueix significativament, ja que la capa de buit permet estalviar al voltant del 95% de l’energia solar capturada.

Un col·lector solar de buit, situat al terrat d’una casa privada, proporcionarà als residents aigua calenta durant tot l’any i durant la temporada de fred escalfarà còmodament l’habitació, sense gastar molts diners.

A més, disminueix la dependència de la productivitat dels embassaments en funció de l'estacionalitat, la temperatura ambient i diverses condicions meteorològiques, com ara ratxes de vent, cobertura variable de núvols, precipitacions, etc.

Com s’ordena un col·lector de buit?

Els moderns dispositius de buit que proporcionen calor i aigua calenta a causa de l’energia solar són tecnològicament diferents.

Els col·leccionistes es divideixen en els següents tipus:

• tubular sense revestiment protector de vidre;
• mòdul amb conversió reduïda;
• versió plana estàndard;
• dispositiu amb aïllament tèrmic transparent;
• unitat aèria;
• col·lector de buit pla.

Un captador solar de buit és capaç de proporcionar aigua calenta i calefacció en qualsevol moment de l'any i en qualsevol moment (+)

Tots ells tenen una similitud estructural comuna, per la qual cosa consisteixen en:

• canonada transparent exteriordes d’on surt l’aire completament bombejat;
• canonada escalfadasituat en una gran canonada on es mou el refrigerant líquid o gasós;
• una o dues vàlvules prefabricadesals quals es connecten canonades d’un calibre més gran i s’inclou un bucle de circulació de tubs prims col·locats al seu interior.

Tot el disseny recorda una mica un termo amb parets transparents, en què es manté un nivell d’aïllament tèrmic sense precedents. Degut a aquesta característica, l’allotjament del tub interior adquireix la capacitat d’escalfar-se de manera eficient i donar plenament el recurs energètic al refrigerant que circula al seu interior.

Nuances i classificació estructurals

Els col·lectors de buit es classifiquen segons el tipus de tubs de vidre instal·lats a l'estructura o per les característiques dels canals de calor. Els tubs solen ser coaxials i de ploma, i els canals de calor són de tipus U en forma directa i de canonades de calor. .

Característica del tub coaxial

Els tubs coaxials són un matràs termos de vidre doble amb un espai de buit creat artificialment entre les parets.La superfície interior del tub té una capa de revestiment especial que absorbeix la calor, de manera que la transferència de calor real es produeix directament de les parets de la bombeta de vidre.

Els tubs coaxials estan fets de vidre a base de borosilicat d’alta resistència amb alta transmitància de la llum. Els elements, segons el fabricant, posseeixen fins a tres capes de polvorització de magnetrons, demostren una excel·lent resistència i resistència a diverses manifestacions atmosfèriques (pluja, calamarsa, etc.), suporten una pressió d'1 Mpa i serveixen de forma fiable durant 15 anys.

Com a element absorbent, un tub de coure que conté una composició d'èter es solda en un tub de vidre. En el procés d’escalfament, s’evapora, desprèn eficaçment la seva calor, es condensa i desguassa fins a la part inferior del tub. A continuació, el cicle es repeteix, creant així un procés continu de transferència de calor.

Característiques del tub de plomes

Els tubs de la ploma de buit tenen un gruix de paret més gran que coaxial i no consten de dos, sinó d’un matràs. L’element d’absorció interna del coure es proporciona al llarg de tota la longitud amb un amplificador fort: una placa corrugada amb un recobriment que absorbeix l’energia d’alt nivell.

Degut a aquesta característica de disseny, el buit es troba directament al canal de calor, part del qual, juntament amb l’absorbent, s’integra directament al matràs.

El tub de buit de la ploma al seu interior conté una placa que s’assembla a una ploma en la seva forma. En termes d'eficiència, supera les capacitats del seu homòleg coaxial, però té un cost significativament superior i és difícil de substituir en cas de violació de la integritat del matràs o fallada de l'element calefactor

Es considera que els col·leccionistes fabricats a partir de tubs de buit amb ploma són els més eficients de la seva classe, s’adapten perfectament a les tasques i serveixen de forma fiable durant molts anys.

Principi de funcionament de la canonada de calor

Els canals de calor d’un tub de calor consisteixen en tubs tancats que contenen una composició líquida fàcilment volàtil. Sota la influència de la llum del sol, s’escalfa, passa a la regió superior del canal i s’hi concentra en un col·lector especial de calor (col·lector).

El fluid de treball en aquest moment desprèn tota la calor acumulada i torna a caure per reprendre el procés.

La funda de l'intercanviador de calor de tubs de calor es connecta a l'intercanviador de calor de la varietat mitjançant un endoll especial soldat a l'intercanviador de calor de 1 canonada o doblegat per un intercanviador de calor de dues canonades.

L’element de treball de la canonada de calor del tub de calor està fet de coure, en casos més rars, d’alumini. Mostra una gran resistència a les càrregues operatives, és fiable durant 15 anys, té un cost raonable i és un dels elements més populars dels sistemes solars moderns de buit de tipus tub.

El transportador de calor selecciona l’energia alliberada del dipòsit de calor i la transfereix més a través del sistema, garantint així la disponibilitat d’aigua calenta a les aixetes i radiadors. El sistema de canonades de calor és fàcil d’instal·lar i demostra una alta eficiència durant el funcionament.

Els col·lectors equipats amb tubs de buit de canonades de calor tenen un bon nivell de fiabilitat i són adequats per a l'ús no només a la vida quotidiana, sinó també en sistemes solars d'alta pressió

En cas d’avaria o fallada sense cap dificultat, és possible substituir la unitat danyada per una de nova sense recórrer a la reconstrucció de tot el sistema.

Els treballs de reparació es poden realitzar fàcilment a la ubicació del col·leccionista, sense desmuntar la unitat i sense aplicar esforços innecessaris a l’obra.

Descripció d’un intercanviador de calor en línia en forma d’U

El tub de l’intercanviador de calor de flux directe té la forma de la lletra U. L’aigua o el fluid de treball del sistema de calefacció circula per dins. Una part de l’element està destinada al refrigerant en fred i la segona descarrega correctament ja escalfat.

Durant la incandescència, la composició activa s’expandeix i entra al dipòsit d’emmagatzematge, creant així una circulació natural del fluid en el sistema. Un recobriment selectiu especial aplicat a les parets interiors augmenta la capacitat d’absorció de calor i augmenta l’eficiència del conjunt del sistema.

En comparació amb els tubs tipus canonada de calor, els productes en forma d'U tenen una major resistència hidràulica, imposen una major demanda del refrigerant i són molt més cars. Els col·leccionistes que funcionen amb tubs U a través de tubs no poden funcionar a alta pressió i ofereixen transferència de calor d'alta qualitat només durant la temporada càlida

Els tubs tipus U demostren un alt rendiment i proporcionen una transferència de calor sòlida, però tenen un inconvenient important. Formen una construcció integral amb varietat i sempre es munten junts.

Substituïu un sol tub que no ha funcionat. Per a la reparació, haureu de desmuntar tot el complex i posar-ne un de nou al seu lloc.

Comparació de diverses modificacions

En la fabricació d’unitats solars, es combinen canals de calor i tubs de vidre de buit per a col·lectors solars en diverses combinacions.

Els més populars entre els consumidors són els models coaxials amb canonada de calor. Els compradors se senten atrets pel preu fidel dels dispositius i un servei molt senzill i assequible al llarg de tot el cicle de vida.

El col·lector solar de buit amb canonada de calor del canal de treball està perfectament reparat. Els tubs danyats es substitueixen al lloc i no suposen el desmuntatge del sistema ni el trasllat a un altre lloc. Tot i això, la transferència de calor en aquests models és difícil, a causa de la qual l'eficiència de sortida no supera el 65%

Els dispositius de buit amb canals de canonades de calor demostren una alta fiabilitat i no tenen restriccions d’ús, fins i tot en complexos tèrmics d’alta pressió.

A la llista de productes més populars també s'inclouen dispositius amb un matràs coaxial que conté canals en forma directa d'U. Es caracteritzen per tenir paràmetres com a baixa pèrdua de calor i una eficiència del 70% i superior.

Per a un funcionament correcte, cal instal·lar correctament un dispositiu de buit amb un canal U. És desitjable que l’angle d’inclinació mínim sigui de 20 º com a mínim. Només en aquest cas serà possible assegurar el màxim rendiment

La situació és una mica deteriorada: un procés complex de reparació, manteniment específic durant l'operació i incapacitat de substituir una sola unitat danyada. Si passa al dispositiu, es desmunta i es col·loca un col·leccionista completament nou.

Els tubs de font són estructuralment un sol cilindre fet de vidre amb parets fortes engrossides (segons el fabricant, de 2,5 mm o més). L'inserció absorbent a la ploma que s'inclou s'adapta perfectament a un canal de treball fabricat en metall que condueix la calor.

L’aïllament gairebé perfecte crea un espai de buit dins del contenidor de vidre. L’absorbent transfereix la calor absorbida sense pèrdues i proporciona al sistema una eficiència de fins al 77%.

En cas de mal funcionament, s’han de reparar els col·lectors equipats amb tubs de ploma. No cal canviar tot el sistema, n’hi ha prou de detectar una unitat danyada, desmuntar-la i posar-ne una de nou en aquest lloc

Els models amb un element de ploma són una mica més cars que els coaxials, però, per la seva gran eficàcia, ofereixen comoditat a la sala i ofereixen una ràpida prestació.

Els més eficaços i eficients són els matràs de ploma amb canals de flux directe interns. De vegades, la seva eficàcia arriba a nivells rècord del 80%.

A l’hora d’instal·lar els tubs de ploma al marc, es posa un nucli de compressió fort amb un anell i una junta resistent a la calor al nucli de cada part.D’aquesta manera es garanteix la integritat de tota l’estructura i permet al col·leccionista funcionar plenament en qualsevol condició

El preu dels productes és força elevat, i durant la reparació cal drenar tot el refrigerant del sistema i només després procedir amb la resolució de problemes.

Quin ha de ser l’aigua de calor?

El col·lector de calor és un altre element de treball molt important del col·lector de buit. A través d’aquest node, la calor acumulada es transfereix dels tubs al refrigerant.

El col·lector de calor es troba a la part superior del dispositiu. Un dels seus components, el nucli de coure, rep energia i la transfereix al principal transportador de calor que circula al sistema tancat “intercanviador de calor del col·lector de tancs”.

Es garanteix un funcionament correcte quan es connecta al sistema bomba de circulació. L’automatització que controla el complex d’escalfament supervisa clarament el nivell de temperatura als canals i, si baixa del mínim crític admès (per exemple, a la nit), atura la bomba.

Això permet evitar un escalfament invers quan el refrigerant comença a recollir la calor de l’aigua calenta recollida al dipòsit d’emmagatzematge.

Pros i contres de col·lectors tipus buit

El principal avantatge de les unitats és l’absència gairebé completa de pèrdua de calor durant l’operació. Això proporciona un entorn de buit, que és un dels aïllants naturals de més qualitat. Però la llista de beneficis no acaba aquí.

Els dispositius tenen altres avantatges destacats:

• eficiència del treball a indicadors de baixa temperatura (fins a -30 º С);
• la capacitat d’acumular temperatures fins a 300 ° C;
• la màxima absorció possible d’energia tèrmica, inclòs l’espectre invisible;
• estabilitat operacional;
• baixa susceptibilitat a manifestacions atmosfèriques agressives;
• baixa ventada per les característiques estructurals dels sistemes tubulars capaços de passar masses d'aire de diferents densitats a través d'elles mateixes;
• alt nivell d’eficiència en regions amb un clima temperat i fresc amb un nombre reduït de dies clars i assolellats;
• durabilitat subjecta a les normes bàsiques de funcionament;
• la disponibilitat per reparar i la possibilitat de canviar no tot el sistema, sinó només un fragment fallit.

Els desavantatges inclouen la incapacitat dels col·lectors per auto-netejar-se de gelades, gel, neu i l’elevat preu dels components necessaris per al muntatge de la unitat a casa.

El col·lector solar és un dispositiu eficaç que permet convertir l'energia solar en energia tèrmica pràcticament sense pèrdues

Muntatge de bricolatge

El procés de muntatge d’un col·lector de buit comença amb la fabricació d’un marc de substrat per a articles de treball. Es munta immediatament al lloc que es destina a la unitat.

La mida i les dimensions del fotograma depenen completament del model que tingueu previst realitzar, i normalment es prescriuen a les instruccions que es troben entre els documents justificatius dels components.

El bastidor acabat del col·leccionista es fixa al sostre de manera que ocupi una posició clara i no es balancegi. Si el sostre de l’edifici és de pissarra, s’utilitzen bigues de persecució i cargols de gruix de gran calibre. Per a altres materials de sostre s’utilitzen ancoratges convencionals.

Arreglo els llocs on el marc s’uneix a la superfície del sostre amb segellador, de manera que en el futur l’aigua no entrarà a la casa per obertures. Després, el dipòsit d'emmagatzematge es lliura al lloc d'instal·lació i es fixa amb cargols a la part superior del bastidor.

El següent pas és recollir el calefactor, el sensor de temperatura i la sortida d'aire automatitzada. Totes les unitats auxiliars i parts relacionades es col·loquen als suavitzants subministrats. Per fixar el sensor de temperatura utilitzeu una clau d’endoll.

A continuació, equipar el subministrament de comunicacions d’aigua. Per a aquest propòsit, les canonades es treuen de qualsevol material resistent a indicadors de baixa temperatura i capaç de suportar fins a 95 ºC. Ben demostrat Tubs i accessoris de polipropilè.

Les canonades de polipropilè són ideals per organitzar la connexió del col·lector solar amb el sistema de fontaneria de la sala d’estar. Els accessoris tenen bones característiques físiques i resistència operativa, serveixen de forma fiable durant molts anys i es poden substituir fàcilment en cas d’esquerdes o llàgrimes.

En connectar el subministrament d'aigua, el dipòsit d'emmagatzematge s'omple d'aigua i es prova si hi ha fuites. Si es detecten fuites en algun lloc de les 3-4 hores, es repararan.

Al final, s’instal·len elements de calefacció. Per fer-ho, el tub de coure s’embolica en xapa d’alumini i es posa en un tub de buit fet de vidre. Des de baix, es posa una tassa de fixació i una altra de goma flexible i resistent al matràs.

La punta superior de coure del tub s'empenya fins al condensador de llautó. La grassa de contacte tèrmic no s'elimina de les canonades. El mecanisme de bloqueig està enganxat a la mènsula i tots els tubs de vidre restants es munten segons el mateix principi.

Els col·lectors solars tubulars requereixen un manteniment regular i neteja obligatòria, especialment en els períodes de fortes nevades. Si seguiu aquestes simples regles, treballaran durant molt de temps i mantindran un alt nivell d’eficiència durant tot el període operatiu.

Es col·loca un bloc de muntatge a l'estructura, se li subministra una font d'alimentació de 220 volts i es connecten al sistema tres unitats auxiliars: un element de calefacció, una sortida d'aire i un sensor de temperatura.

L’últim en connectar el controlador, dissenyat per a la correcta gestió del complex. Els paràmetres de funcionament desitjats s’introdueixen al menú del controlador i el sistema s’inicia en mode estàndard.

Es dóna una instrucció pas a pas sobre la construcció d’un col·lector solar aquest article.

Com col·locar el dispositiu?

Per tal que el col·lector de buit funcioni plenament i proporcione eficaçment a la sala d’estar l’energia necessària, és necessari que trobi el lloc més adequat i orienti correctament el dispositiu respecte a les parts del món.

Els col·lectors solars de buit són molt més pràctics que els seus homòlegs plans. Quan un dels tubs de treball es fa malbé i falla, és molt fàcil substituir-lo per un de nou. Després d'això, el sistema continuarà funcionant com fins ara. Si de seguida no hi ha oportunitat de posar un element nou al seu lloc, no importa. La unitat podrà complir els seus "deures", fins i tot si hi ha disponible un node amb un element danyat

Per als assentaments de l’hemisferi nord, és important col·locar el col·lector a la part sud del sostre de la casa o al costat assolellat del lloc. És desitjable assegurar una desviació mínima per al pla del dispositiu.

Si no hi ha possibilitat de dirigir la superfície cap al sud, val la pena escollir entre l’oest i l’est l’angle més lleuger en espai obert.

L’alta eficiència de treball del col·lector de buit es deu també al fet que actua sobre el principi d’un mirall i redueix la seva potència tèrmica en funció de l’alçada actual del sol.

El complex solar energètic no ha de cobrir xemeneies, fragments decoratius de sostres, branques d’arbres i edificis residencials o tècnics alts. Això reduirà l’eficiència i reduirà el nivell de calefacció dels elements actius.

Si la unitat està ubicada correctament, proporcionarà gairebé la mateixa transferència de calor durant tot l'any, independentment de la temporada.

Si no hi ha molta experiència en la realització de treballs complexos de reparació, instal·lació i serralleria, buidar els tubs a casa és irracional. Aquest procés és molt laboriós i requereix coneixements especials i equipament especialitzat.

A més, els elements de fabricació de buit elaborats per ells mateixos tenen un nivell d'eficiència molt inferior a les peces de fàbrica. Per tant, és més raonable comprar productes d’un fabricant especialitzat i, després, intentar muntar diverses seccions a casa.

El lloc ofereix una selecció d'articles sobre l'arranjament del sistema de calefacció solar, us recomanem que llegiu:

1. Sistemes de calefacció solars: anàlisi de la tecnologia de calefacció basada en sistemes solars
2. Calefacció d’una casa privada amb plaques solars: esquemes i aparells
3. Panells solars flexibles: tipus, característiques + funcions de connexió

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Una descripció detallada i detallada del tub de buit, el principi del seu funcionament i les característiques del funcionament del col·lector solar en el seu conjunt. L’autor parla d’alguns matisos interessants i demostra que la instal·lació pot ser una alternativa real a una caldera de gas.

Informació interessant sobre l’obra del col·lector solar a l’hivern.

Com muntar un captador solar de buit amb les teves pròpies mans a casa. Tots els matisos del procés, recomanacions i consells útils.

Coneixent el principi bàsic de funcionament d’un col·lector solar de buit tubular, pots muntar la unitat tu mateix. La instal·lació complirà plenament els requisits i necessitats personals.

Això no és massa difícil, però requereix una major atenció, escrupolitat i certes habilitats, altrament el risc de danyar la integritat del matràs i violar-ne la integritat augmenta notablement.

Tots els interessats en l’elecció, la instal·lació o l’autoassemblatge del col·lector solar són convidats a deixar comentaris i fer preguntes. El formulari de contacte es troba al bloc inferior.