Vákuový solárny kolektor: princíp činnosti + ako sa zostaviť

Veľa peňazí sa vynakladá na teplú vodu a vykurovanie miestností. Existuje však aj alternatívny zdroj energie - vákuový solárny kolektor. Už ste o tom počuli? Umožňuje vám výrazne znížiť finančné náklady na udržanie komfortu a poskytuje maximálny efekt vykurovania s minimálnymi stratami tepla.

Toto zariadenie si môžete kúpiť od výrobcov domácich spotrebičov alebo ho môžete zostaviť samostatne doma. Na výber vhodného modelu je ešte potrebné preskúmať mnoho informácií. Pomôžeme vám určiť hlavné kritériá nákupu.

Článok sa zameria na princíp činnosti a konštrukciu vákuového rozdeľovača. Budeme hovoriť o konštrukčných vlastnostiach rôznych modelov, zvážime výhody a nevýhody týchto inštalácií. Ďalej podrobne opíšeme, ako sami vyrobiť a nainštalovať vákuový solárny kolektor.

K materiálu sú priložené videá, z ktorých sa dozviete dôležité funkcie a princípy činnosti vákuových kolektorov.

Princíp činnosti vákuovej jednotky

Vákuový solárny kolektor sa svojim spôsobom líši od klasických solárnych systémov spracovanie slnečnej energie, Klasická batéria jednoducho prijíma svetlo a premieňa ho na elektrinu. Zberač pozostáva zo sklenených trubíc s vákuom vytvoreným vo vnútri. Sú kombinované do jedného systému pomocou špeciálnych dokovacích uzlov.

Vo vnútri každej rúrky je kanál jednej alebo dvoch medených tyčí s chladivom. Zachytením slnečných lúčov zohrieva aktívny prvok materiál na prenos tepla, čím zabezpečuje činnosť kolektora.

Vďaka tomuto dizajnu sa výrazne zvyšuje úroveň prenosu energie a výrazne sa znižujú tepelné straty, pretože vákuová vrstva vám umožňuje ušetriť asi 95% zachytenej slnečnej energie.

Vákuový solárny kolektor umiestnený na streche súkromného domu poskytne obyvateľom horúcu vodu po celý rok a počas chladného obdobia pohodlne vyhrieva miestnosť bez toho, aby utrácal veľa peňazí.

Ďalej sa znižuje závislosť produktivity nádrže od sezónnosti, okolitej teploty a rôznych poveternostných podmienok, ako sú nárazy vetra, premenlivá oblačnosť, zrážky atď.

Ako je usporiadaný vákuový kolektor?

Moderné vákuové zariadenia, ktoré v dôsledku slnečnej energie poskytujú priestory teplo a teplú vodu, sú technologicky odlišné.

Zberatelia sú rozdelení do nasledujúcich typov:

• rúrkové bez ochranného povlaku zo skla;
• modul so zníženou konverziou;
• štandardná plochá verzia;
• zariadenie s priehľadnou tepelnou izoláciou;
• vzduchová jednotka;
• ploché vákuové rozdeľovacie potrubie.

Vákuový solárny kolektor je schopný zabezpečiť teplú vodu a kúrenie kedykoľvek počas roka a za každého počasia (+)

Všetky majú spoločnú štrukturálnu podobnosť, takže sa skladajú z:

• vonkajšie priehľadné potrubieodkiaľ je vzduch úplne prečerpávaný;
• vyhrievané potrubieumiestnené vo veľkej rúre, kde sa tekutina alebo plynné chladivo pohybuje;
• jeden alebo dva prefabrikované ventilyku ktorým sú pripojené rúry väčšieho kalibru a je zahrnutá cirkulačná slučka tenkých trubíc umiestnených vo vnútri.

Celá konštrukcia trochu pripomína termosku s priehľadnými stenami, v ktorej je udržiavaná bezprecedentne vysoká úroveň tepelnej izolácie. Vďaka tejto vlastnosti získava kryt vnútornej trubice schopnosť účinného zahrievania a úplne dodáva zdroj energie cirkulujúcemu chladiacemu médiu vo vnútri.

Štrukturálne nuansy a klasifikácia

Vákuové kolektory sú klasifikované podľa typu sklenených trubíc inštalovaných v konštrukcii alebo podľa vlastností tepelných kanálov. Rúrky sú obvykle koaxiálne a perie a tepelné kanály sú priame alebo v tvare rúrky tvaru U. ,

Charakteristika koaxiálnej trubice

Koaxiálne trubice sú dvojité sklenené termosky s vákuovým priestorom umelo vytvoreným medzi stenami.Vnútorný povrch trubice má vrstvu špeciálneho povlaku absorbujúceho teplo, takže skutočný prenos tepla nastáva priamo zo stien sklenenej banky.

Koaxiálne trubice sú vyrobené z vysoko pevného skla na báze borosilikátov s vysokou priepustnosťou svetla. Prvky majú v závislosti od výrobcu až tri vrstvy magnetrónového naprašovania, vykazujú vynikajúcu pevnosť a odolnosť voči rôznym atmosférickým prejavom (dážď, krupobitie atď.), Odolávajú tlaku 1 MPa a spoľahlivo slúžia 15 rokov.

Ako absorpčný prvok sa medená trubica obsahujúca éterovú kompozíciu spájkuje do sklenenej trubice. V procese zahrievania sa odparuje, účinne vydáva svoje teplo, kondenzuje a odteká na spodok trubice. Potom sa cyklus opakuje, čím sa vytvára nepretržitý proces prenosu tepla.

Feather Tube Features

Skúmavky na vákuové pero majú väčšiu hrúbku steny ako koaxiálne a neobsahujú dve, ale jednu banku. Vnútorný absorpčný prvok medi je po celej dĺžke vybavený silným zosilňovačom - vlnitou platňou s vysokoúrovňovým povlakom absorbujúcim energiu.

Vďaka tomuto konštrukčnému znaku je vákuum umiestnené priamo v tepelnom kanáli, ktorého časť je spolu s absorbentom integrovaná priamo do banky.

Vákuová trubica pera vo vnútri obsahuje dosku pripomínajúcu pero v tvare. Z hľadiska účinnosti prekračuje možnosti svojho koaxiálneho náprotivku, má však výrazne vyššie náklady a je ťažké ho nahradiť v prípade porušenia integrity banky alebo zlyhania výhrevného telesa.

Zberače vyrobené na báze perových vákuových trubíc sa vo svojej triede považujú za najúčinnejšie, dokonale zvládajú úlohy a spoľahlivo slúžia mnoho rokov.

Princíp činnosti tepelného potrubia tepelného potrubia

Tepelné kanály tepelnej rúrky pozostávajú z uzavretých trubíc obsahujúcich ľahko prchavú kvapalnú kompozíciu. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa zahrieva, prechádza do hornej oblasti kanála a koncentruje sa tam v špeciálnom kolektore tepla (rozdeľovač).

Pracovná tekutina v tomto okamihu uvoľňuje všetok nahromadené teplo a znova klesá, aby sa obnovil proces.

Objímka tepelného výmenníka tepla je pripojená k tepelnému výmenníku rozdeľovača pomocou špeciálnej objímky spájkovanej do samotného 1-rúrkového výmenníka tepla alebo ohnutá okolo dvoj rúrkového výmenníka tepla.

Pracovný prvok tepelného potrubia tepelného potrubia je v zriedkavých prípadoch vyrobený z medi - z hliníka. Vykazuje vysokú odolnosť proti prevádzkovým zaťaženiam, je spoľahlivý už 15 rokov, má rozumnú cenu a je jedným z najpopulárnejších prvkov moderných trubkových vákuových solárnych systémov.

Tepelný nosič vyberá uvoľnenú energiu z tepelnej nádrže a prenáša ju ďalej systémom, čím zabezpečuje dostupnosť horúcej vody v kohútikoch a radiátoroch. Systém tepelných potrubí sa ľahko inštaluje a vykazuje vysokú účinnosť počas prevádzky.

Kolektory vybavené vákuovými trubicami s tepelnými rúrami majú dobrú úroveň spoľahlivosti a sú vhodné na použitie nielen v každodennom živote, ale aj vo vysokotlakových solárnych systémoch.

V prípade poruchy alebo poruchy bez problémov je možné poškodenú jednotku vymeniť za novú bez toho, aby ste sa museli obracať na rekonštrukciu celého systému.

Opravy môžu byť ľahko vykonané priamo v mieste kolektora, bez demontáže jednotky a bez vynaloženia zbytočného úsilia na prácu.

Opis in-line výmenníka tepla v tvare U

Rúrka tepelného výmenníka s priamym tokom má tvar písmena U. Voda alebo pracovná tekutina vykurovacieho systému cirkuluje vo vnútri. Jedna časť prvku je určená na chladenie chladiva a druhá časť správne odvádza už zahrievanú.

Počas žiarenia sa aktívna kompozícia rozširuje a vstupuje do zásobnej nádrže, čím vytvára prirodzenú cirkuláciu tekutiny v systéme. Špeciálny selektívny povlak aplikovaný na vnútorné steny zvyšuje schopnosť absorbovať teplo a zvyšuje účinnosť systému ako celku.

V porovnaní s rúrkami typu s tepelnými rúrami majú výrobky v tvare U väčší hydraulický odpor, kladú zvýšené nároky na chladivo a sú oveľa drahšie. Kolektory pracujúce na priechodných U-trubiciach nemôžu pracovať pod vysokým tlakom a zabezpečujú kvalitný prenos tepla iba v teplom období

Rúry typu U vykazujú vysoký výkon a poskytujú prenos tuhého tepla, ale zároveň majú jednu významnú nevýhodu. Tvoria jednu integrálnu konštrukciu s rozdeľovacím potrubím a sú vždy namontované spolu s ním.

Vymeňte jednu trubicu, ktorá zlyhala, nebude fungovať. Na opravu budete musieť demontovať celý komplex a umiestniť nový na jeho miesto.

Porovnanie rôznych úprav

Pri výrobe solárnych jednotiek sa tepelné kanály a vákuové sklenené trubice pre solárne kolektory kombinujú v rôznych kombináciách.

Medzi najobľúbenejšie medzi spotrebiteľmi patria koaxiálne modely s tepelným potrubím s tepelným potrubím. Kupujúcich priťahuje lojálna cena zariadení a veľmi jednoduchá a cenovo dostupná služba počas celého životného cyklu.

Vákuový solárny kolektor s tepelným potrubím s pracovným kanálom je dokonale opravený. Poškodené trubice sa vymieňajú na mieste a nevyžadujú demontáž systému ani jeho premiestnenie na iné miesto. Prenos tepla v týchto modeloch je však zložitý, vďaka čomu nie je účinnosť výstupu vyššia ako 65%.

Vákuové zariadenia s kanálmi pre tepelné rúrky vykazujú vysokú spoľahlivosť a nemajú žiadne obmedzenia pri používaní, dokonca ani vo vysokotlakových solárnych tepelných komplexoch.

Do zoznamu obľúbených sú zaradené aj zariadenia s koaxiálnou bankou, ktoré obsahujú kanály s priamym tokom v tvare U. Vyznačujú sa takými parametrami, ako sú malé tepelné straty a účinnosť od 70% a viac.

Pre správnu činnosť musí byť vákuové zariadenie s U-kanálom správne nainštalované. Je žiaduce, aby minimálny uhol sklonu bol najmenej 20 °. Iba v tomto prípade bude možné zabezpečiť maximálny výnos

Situácia je trochu pokazená: komplexný proces opravy, špecifická údržba počas prevádzky a nemožnosť výmeny jednej poškodenej jednotky. Ak sa s prístrojom niečo stane, rozoberie sa a umiestni sa úplne nový kolektor.

Plniace rúrky sú konštrukčne jednodielne zo skla so zosilnenými silnými stenami (v závislosti od výrobcu od 2,5 mm a viac). Vložka absorbujúca pero, ktorá je vo vnútri, pevne zapadá do pracovného kanála vyrobeného z tepelne vodivého kovu.

Takmer dokonalá izolácia vytvára vákuový priestor vo vnútri sklenenej nádoby. Absorbent odvádza absorbované teplo bez strát a poskytuje systému účinnosť až 77%.

V prípade poruchy je potrebné opraviť kolektory vybavené perím. Nie je potrebné meniť celý systém, stačí odhaliť poškodenú jednotku, rozobrať ju a umiestniť na ňu novú.

Modely s perím sú o niečo drahšie ako modely koaxiálne, ale vďaka svojej vysokej účinnosti poskytujú plnohodnotný komfort v miestnosti a rýchlo sa vyplácajú.

Najúčinnejšie a najúčinnejšie sú perie s vnútornými kanálmi s priamym tokom. Ich skutočná účinnosť niekedy dosahuje rekordnú úroveň 80%.

Pri inštalácii perových rúrok do rámu sa na jadro každej časti umiestni silná kompresná matica s krúžkom a tepelne odolným tesnením.To zaisťuje integritu celej konštrukcie a umožňuje kolektoru plne fungovať za akýchkoľvek podmienok

Cena výrobkov je pomerne vysoká a počas opravy je potrebné vypustiť celé chladivo zo systému a až potom pokračovať v odstraňovaní problémov.

Aký by mal byť chladič?

Zberač tepla je ďalším veľmi dôležitým pracovným prvkom vákuového rozdeľovača. Prostredníctvom tohto uzla sa nahromadené teplo prenáša z rúrok do chladiva.

Chladič je umiestnený v hornej časti zariadenia. Jedna zo svojich zložiek, medené jadro, prijíma energiu a prenáša ju na hlavný tepelný nosič cirkulujúci v uzavretom systéme „výmenník tepla nádrž-kolektor“.

Po pripojení k systému je zaručená správna prevádzka obehové čerpadlo, Automatizácia riadenia vykurovacieho komplexu jasne monitoruje úroveň teploty v kanáloch a ak klesne pod prípustné kritické minimum (napríklad v noci), zastaví čerpadlo.

To vám umožní zabrániť spätnému zahrievaniu, keď chladiaca kvapalina začne zhromažďovať teplo horúcej vody zhromaždenej v zásobnej nádrži.

Výhody a nevýhody vákuových kolektorov

Hlavnou výhodou jednotiek je takmer úplná absencia tepelných strát počas prevádzky. Toto poskytuje vákuové prostredie, ktoré je jedným z najkvalitnejších prírodných izolátorov. Zoznam výhod však nekončí.

Zariadenia majú ďalšie výrazné výhody:

• pracovná efektívnosť pri ukazovateľoch nízkej teploty (až do -30 ° С);
• schopnosť akumulovať teploty do 300 ° C;
• maximálna možná absorpcia tepelnej energie vrátane neviditeľného spektra;
• prevádzková stabilita;
• nízka citlivosť na agresívne atmosférické prejavy;
• nízke vinutie kvôli štrukturálnym vlastnostiam rúrkových systémov, ktoré sú schopné prechádzať vzduchovými masami rôznej hustoty cez ne;
• vysoká účinnosť v regiónoch s miernym a chladným podnebím s malým počtom jasných a slnečných dní;
• trvanlivosť podliehajúca základným prevádzkovým pravidlám;
• dostupnosť opravy a schopnosť zmeniť nie celý systém, ale iba jeden neúspešný fragment.

Nevýhody zahŕňajú neschopnosť kolektorov samočistiť ich od námrazy, ľadu, snehu a vysokú cenu komponentov potrebných na montáž jednotky doma.

Solárny kolektor je účinné zariadenie, ktoré umožňuje premenu slnečnej energie na tepelnú energiu prakticky bez straty

DIY montáž

Proces montáže vákuového rozdeľovača začína výrobou podkladového rámu pre pracovné predmety. Namontuje sa okamžite na miesto určené pre jednotku.

Veľkosť a rozmery rámu úplne závisia od modelu, ktorý plánujete vyrobiť, a zvyčajne sa predpisujú v pokynoch, ktoré sa nachádzajú medzi podpornými dokumentmi pre komponenty.

Hotový rám pre kolektor je pripevnený k streche tak, aby zaujal voľnú pozíciu a nehýbal sa. Ak je strecha budovy bridlicová, používajú kotviace trámy a hrubé skrutky veľkého kalibru. Pre iné strešné materiály sa používajú bežné kotvy.

Miesta, na ktorých rám prilieha k povrchu strechy, zafixujem tmelom tak, aby voda v budúcnosti nevstúpila do domu cez otvory. Potom sa zásobná nádrž dopraví na miesto inštalácie a na hornú časť rámu sa pripevní skrutkami.

Ďalším krokom je zhromaždenie ohrievača, snímača teploty a automatického odvzdušnenia. Všetky pomocné jednotky a súvisiace časti sú umiestnené na dodávaných zmäkčovačoch. Na pripevnenie snímača teploty použite nástrčný kľúč.

Ďalej vybavte dodávku vodovodnej komunikácie. Na tento účel sa rúry získavajú z akéhokoľvek materiálu odolného voči ukazovateľom nízkej teploty a schopného vydržať až 95 ° C. Dobre dokázané rúry a tvarovky z polypropylénu.

Rúry z polypropylénu sú ideálne na usporiadanie spojenia solárneho kolektora s inštalačným systémom obývacej izby. Armatúry majú dobré fyzikálne vlastnosti a prevádzkovú vytrvalosť, spoľahlivo slúžia mnoho rokov a v prípade prasklín alebo roztrhnutí sa dajú ľahko vymeniť.

Po pripojení prívodu vody sa zásobná nádrž naplní vodou a skúša tesnosť. Ak sú úniky zistené niekde do 3-4 hodín, opravia sa.

Na konci sú nainštalované vykurovacie telesá. Za týmto účelom je medená rúrka zabalená do hliníkového plechu a umiestnená do vákuovej trubice vyrobenej zo skla. Zospodu sa do banky vkladá fixačná šálka a prašník z trvanlivej pružnej gumy.

Horná medená špička trubice je zasunutá do mosadzného kondenzátora. Viskózne tepelné kontaktné mazivo sa z potrubí neodstraňuje. Blokovací mechanizmus je zaistený na konzole a všetky zostávajúce sklenené trubice sú namontované na rovnakom princípe.

Rúrkové solárne kolektory vyžadujú pravidelnú údržbu a povinné čistenie, najmä v období silného sneženia. Ak budete postupovať podľa týchto jednoduchých pravidiel, budú fungovať dlhý čas a budú udržiavať vysokú úroveň účinnosti počas celého prevádzkového obdobia.

Na konštrukciu je umiestnený montážny blok, je k nemu pripojený napájací zdroj s napätím 220 V. K systému sú pripojené tri pomocné jednotky - vyhrievací prvok, výstup vzduchu a snímač teploty.

Posledné pripojenie regulátora, určené pre správne riadenie komplexu. Požadované prevádzkové parametre sa zadávajú do menu regulátora a systém sa spustí v štandardnom režime.

Podrobná inštrukcia o konštrukcii solárneho kolektora je uvedená v tento článok.

Ako umiestniť zariadenie?

Aby vákuový kolektor plne pracoval a efektívne poskytoval potrebnú energiu obývacej izbe, je potrebné, aby našiel najvhodnejšie miesto a správne orientoval zariadenie vzhľadom na časti sveta.

Vákuové solárne kolektory sú oveľa praktickejšie ako ich ploché náprotivky. Ak dôjde k poškodeniu alebo zlyhaniu jednej z pracovných rúrok, je veľmi ľahké ju vymeniť za novú. Potom bude systém fungovať ako predtým. Ak naraz nie je možnosť umiestniť nový prvok na svoje miesto, nezáleží na tom. Jednotka bude schopná plniť svoje „povinnosti“, aj keď bude k dispozícii uzol s poškodeným prvkom

Pre sídla severnej pologule je dôležité umiestniť kolektor do južnej časti strechy domu alebo na slnečnú stranu pozemku. Je žiaduce zaistiť minimálnu odchýlku pre rovinu zariadenia.

Ak nie je možné nasmerovať povrch na juh, stojí za to zvoliť medzi západom a východom najľahší uhol v otvorenom priestore.

Vysoká pracovná účinnosť vákuového kolektora je tiež spôsobená skutočnosťou, že pôsobí na princípe zrkadla a odvádza svoju tepelnú energiu na základe aktuálnej výšky slnka.

Energetický solárny komplex by nemal pokrývať komíny, ozdobné fragmenty krytiny, šíriace vetvy stromov ani vysoké obytné alebo technické budovy. Tým sa zníži účinnosť a zníži sa úroveň zahrievania aktívnych prvkov.

Ak je jednotka umiestnená správne, bude zabezpečovať takmer rovnaký prenos tepla po celý rok bez ohľadu na ročné obdobie.

Ak nie je veľa skúseností s realizáciou komplexných opráv, inštalačných a zámočníckych prác, je vákuum rúr doma iracionálne. Tento proces je veľmi náročný a vyžaduje si špeciálne znalosti a špecializované vybavenie.

Okrem toho majú samosvorné prvky vákuového typu oveľa nižšiu úroveň účinnosti ako výrobné diely. Preto je najvhodnejšie kúpiť výrobky od špecializovaného výrobcu a potom sa pokúsiť zostaviť doma niekoľko častí.

Stránka obsahuje výber článkov o usporiadaní solárneho vykurovacieho systému, odporúčame vám prečítať si:

1. Solárne vykurovacie systémy: analýza vykurovacej technológie založenej na solárnych systémoch
2. Kúrenie v súkromnom dome so solárnymi panelmi: schémy a zariadenia
3. Flexibilné solárne panely: typy, vlastnosti + vlastnosti pripojenia

Závery a užitočné video na túto tému

Podrobný a podrobný opis vákuovej trubice, princíp jej činnosti a vlastnosti fungovania solárneho kolektora ako celku. Autor hovorí o niektorých zaujímavých nuanciách a ukazuje, že inštalácia môže byť skutočnou alternatívou plynového kotla.

Zaujímavé informácie o práci solárneho kolektora v zime.

Ako namontovať vákuový solárny kolektor doma doma. Všetky nuansy procesu, odporúčania a užitočné tipy.

Zoznámte sa so základným princípom činnosti trubicového vákuového solárneho kolektora a zostavte ho sami. Inštalácia bude plne zodpovedať osobným individuálnym požiadavkám a potrebám.

Nie je to príliš ťažké, vyžaduje si to však zvýšenú pozornosť, svedomitosť a určité zručnosti, inak sa výrazne zvyšuje riziko poškodenia integrity banky a jej narušenia.

Všetci, ktorí sa zaujímajú o otázku výberu, inštalácie alebo vlastnej montáže solárneho kolektora, sa vyzývajú, aby zanechali pripomienky a položili otázky. Kontaktný formulár je umiestnený v dolnom bloku.