Vakuum solarni kolektor: princip rada + kako se sastaviti

Mnogo novca troši se na toplu vodu i grijanje prostora. Ali postoji alternativni izvor energije - vakuumski solarni kolektor. Jeste li čuli za ovo? Omogućuje vam značajno smanjenje financijskih troškova za održavanje udobnosti, pružajući maksimalan učinak grijanja uz minimalan gubitak topline.

Ovaj se uređaj može kupiti od proizvođača opreme za kućanstvo ili samostalno sastaviti kod kuće. Za odabir odgovarajućeg modela preostaje da se prouči mnogo informacija. Pomoći ćemo vam odrediti glavne kriterije za kupnju.

Članak će se usredotočiti na princip rada i dizajn vakuumskog razvodnika. Razgovarat ćemo o dizajnerskim značajkama različitih modela, razmotriti prednosti i nedostatke ovih instalacija. Uz to, detaljno ćemo opisati kako sami napraviti i instalirati vakuumski solarni kolektor.

Materijal je popraćen videozapisima iz kojih ćete saznati važne značajke i principe rada vakuumskih kolektora.

Princip rada vakuumske jedinice

Vakuumski solarni kolektor se u načinu razlikuje od uobičajenih solarnih sustava obrada solarne energije, Klasična baterija jednostavno prima svjetlost i pretvara je u električnu energiju. Kolektor se sastoji od staklenih cijevi s vakuumom koji se rekreira iznutra. Oni se kombiniraju u jedinstveni sustav putem posebnih čvorova za priključivanje.

Unutar svake cijevi je kanal od jedne ili dvije bakrene šipke s rashladnom tekućinom. Snimanjem sunčevih zraka aktivni element zagrijava materijal za prijenos topline, osiguravajući tako rad kolektora.

Zbog ovog dizajna razina prijenosa energije značajno raste, a gubitak topline značajno se smanjuje, jer vakuumski sloj omogućuje uštedu oko 95% uhvaćene solarne energije.

Vakuumski solarni kolektor smješten na krovu privatne kuće pružit će stanovnicima toplu vodu tijekom cijele godine, a tijekom hladne sezone ugodno će zagrijati sobu bez trošenja puno novca

Osim toga, smanjuje se ovisnost produktivnosti rezervoara o sezonalnosti, temperaturi okoline i različitim vremenskim uvjetima, poput naleta vjetra, promjenjivog oblačnog pokrivača, oborina itd.

Kako je uređen vakuumski kolektor?

Suvremeni vakuumski uređaji koji opskrbljuju prostorije toplinom i toplom vodom zbog solarne energije tehnološki se razlikuju.

Kolekcionari su podijeljeni u sljedeće vrste:

• cjevasti bez staklenog zaštitnog premaza;
• modul sa smanjenom pretvorbom;
• standardna ravna verzija;
• uređaj s prozirnom toplinskom izolacijom;
• zračna jedinica;
• ravni vakuumski razdjelnik.

Vakuum solarni kolektor može osigurati toplu vodu i grijanje u bilo koje doba godine i u bilo koje vrijeme (+)

Svi oni imaju zajedničku strukturnu sličnost, pa se sastoje od:

• vanjska prozirna cijevodakle se zrak potpuno ispumpava;
• grijana cijevsmješten u velikoj cijevi gdje se kreće tekuća ili plinovita rashladna tekućina;
• jedan ili dva montažna ventilana koje su spojene cijevi većeg kalibra i uključena je cirkulacijska petlja tankih cijevi smještenih unutra.

Čitav dizajn donekle podsjeća na termos s prozirnim zidovima u kojem se održava neviđeno visoka razina toplinske izolacije. Zahvaljujući ovoj značajki, kućište unutarnje cijevi stječe mogućnost učinkovitog zagrijavanja i potpuno predaje energetski resurs rashladnoj tekućini koja kruži unutar.

Strukturne nijanse i klasifikacija

Vakuumski sakupljači klasificiraju se prema vrsti staklenih cijevi ugrađenih u konstrukciju ili prema karakteristikama toplinskih kanala. Cijevi su obično koaksijalne i pernate, a toplinski kanali su u obliku slova U, ravni i toplinski. ,

Značajka koaksijalne cijevi

Koaksijalne cijevi su dvostruka staklena termosna tikvica s umjetno stvorenim vakuumskim prostorom između zidova.Unutarnja površina cijevi ima sloj posebnog premaza koji apsorbira toplinu, pa se stvarni prijenos topline događa izravno sa zidova staklene žarulje.

Koaksijalne cijevi izrađene su od stakla visoke borosilikatne čvrstoće visoke propusnosti svjetlosti. Elementi, ovisno o proizvođaču, imaju do tri sloja magnetronskog raspršivanja, pokazuju izvrsnu čvrstoću i otpornost na razne atmosferske manifestacije (kiša, tuča itd.), Podnose pritisak od 1 Mpa i pouzdano služe 15 godina

Kao upijajući element, bakrena cijev koja sadrži eterski sastav lemljena je u staklenu cijev. U procesu grijanja isparava, učinkovito ispušta toplinu, kondenzira i odvodi na dno cijevi. Tada se ciklus ponavlja, stvarajući kontinuirani proces prijenosa topline.

Značajke cijevi pera

Cijevi vakuumskih olovki imaju veću debljinu stijenke od koaksijalnih i ne sastoje se od dvije, već jedne tikvice. Unutarnji element apsorpcije bakra na cijeloj se dužini nalazi snažnim pojačalom - valovitom pločom s visokom razinom koja apsorbira energiju.

Zbog ove dizajnerske osobine, vakuum se nalazi izravno u kanalu topline, čiji je dio, zajedno s apsorbentom, integriran izravno u tikvicu.

Vakuumska cijev za olovku sadrži ploču koja je po obliku slična olovci. U pogledu učinkovitosti, ona nadmašuje mogućnosti svog koaksijalnog kolege, ali ima znatno veće troškove i teško ga je zamijeniti u slučaju kršenja integriteta žarulje ili kvara grijaćeg elementa

Kolekcionari napravljeni na osnovi pero vakuumskih cijevi smatraju se najučinkovitijima u svojoj klasi, savršeno se nose s zadacima i pouzdano služe dugi niz godina.

Princip rada toplinske cijevi toplinske cijevi

Toplinski kanali toplinske cijevi sastoje se od zatvorenih cijevi koje sadrže lako hlapljivi sastav tekućine. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti ona se zagrijava, prelazi u gornju regiju kanala i tamo se koncentrira u posebnom kolektoru topline (razdjelniku).

Radni fluid u ovom trenutku odabire svu akumuliranu toplinu i ponovo se spušta kako bi nastavio postupak.

Ogrtač izmjenjivača topline za toplinsku cijev povezan je s izmjenjivačem topline razdjelnika kroz posebnu utičnicu u koju je ulijepljen sam izmjenjivač topline s 1 cijevi ili je savijena pomoću dvocijevnog izmjenjivača topline.

Radni element toplinske cijevi toplinske cijevi izrađen je od bakra, u rijetkim slučajevima - od aluminija. Pokazuje visoku otpornost na radna opterećenja, pouzdan je već 15 godina, razumne cijene i jedan je od najpopularnijih elemenata modernih vakuumskih solarnih sustava

Nosač topline odabire otpuštenu energiju iz spremnika topline i prenosi je dalje kroz sustav, osiguravajući na taj način dostupnost tople vode u slavinama i radijatorima. Sustav toplinske cijevi jednostavan je za postavljanje i pokazuje visoku učinkovitost tijekom rada.

Kolektori opremljeni vakuumskim cijevima s toplinskom cijevi imaju dobru razinu pouzdanosti i pogodni su za upotrebu ne samo u svakodnevnom životu, već iu solarnim sustavima visokog pritiska

U slučaju kvara ili kvara bez ikakvih poteškoća, oštećenu jedinicu moguće je zamijeniti novom bez pribjegavanja rekonstrukciji cijelog sustava.

Popravci se mogu lako izvesti odmah na mjestu sakupljača, bez demontaže i bez nepotrebnih napora.

Opis linijskog izmjenjivača topline u obliku slova U

Cijev izmjenjivača topline s izravnim protokom ima oblik slova U. Voda cirkulira voda ili radna tekućina sustava grijanja. Jedan dio elementa namijenjen je hladnoj rashladnoj tekućini, a drugi pravilno ispušta već zagrijani.

Tijekom sagorijevanja, aktivni sastav se širi i ulazi u spremnik, stvarajući tako prirodnu cirkulaciju tekućine u sustavu. Poseban selektivni premaz nanesen na unutarnje zidove povećava sposobnost apsorbiranja topline i povećava učinkovitost sustava u cjelini.

U usporedbi s cijevima toplinske cijevi, proizvodi u obliku slova U imaju veći hidraulički otpor, zahtijevaju veće potrebe za rashladnom tekućinom i puno su skuplji. Kolektori koji rade na jednokratnim U-cijevima ne mogu raditi pod visokim tlakom i osigurati kvalitetan prijenos topline samo tijekom tople sezone

U-cijevi pokazuju visoke performanse i daju solidan prijenos topline, ali istovremeno imaju i jedan značajan nedostatak. Oni čine jednu cjelovitu konstrukciju s razdjelnikom i uvijek se montiraju zajedno s njom.

Zamijenite jednu cijev koja nije uspjela, neće raditi. Za popravak morat ćete rastaviti cijeli kompleks i na njegovo mjesto staviti novi.

Usporedba različitih modifikacija

U proizvodnji solarnih jedinica, toplinski kanali i vakuumske staklene cijevi za solarne kolektore kombiniraju se u raznim kombinacijama.

Najpopularniji među potrošačima su koaksijalni modeli s toplinskom cijevi za toplinsku cijev. Kupce privlači lojalna cijena uređaja i vrlo jednostavna, pristupačna usluga tijekom cijelog životnog ciklusa.

Vakuumski solarni kolektor s toplinskom cijevi radnog kanala savršeno se popravlja. Oštećene cijevi zamjenjuju se na licu mjesta i ne uključuju demontažu ili premještanje sustava na drugo mjesto. Međutim, prijenos topline u ovim je modelima težak, zbog čega učinkovitost izlaza nije veća od 65%

Vakuumski uređaji s kanalima toplinske cijevi pokazuju visoku pouzdanost i nemaju ograničenja uporabe, čak ni u solarnim termalnim kompleksima visokog pritiska.

Na popis popularnih uključuju se i uređaji s koaksijalnom tikvicom koji sadrže izravne protoke u obliku slova U. Karakteriziraju ih takvi parametri kao što su mali gubitak topline i učinkovitost od 70% i više.

Za ispravan rad vakuumski uređaj s U-kanalom mora biti pravilno instaliran. Poželjno je da je minimalni kut nagiba najmanje 20⁰. Samo u ovom slučaju moguće je osigurati maksimalni povrat

Situacija je pomalo pokvarena: složen postupak popravka, specifično održavanje tijekom rada i nemogućnost zamjene jedne oštećene jedinice. Ako se uređaju nešto dogodi, demontira se i postavlja se potpuno novi kolektor.

Fontane cijevi su strukturno jednostruki cilindri izrađeni od stakla sa zadebljanim jakim zidovima (ovisno o proizvođaču, od 2,5 mm i više). Uložak koji upija olovku unutar njega čvrsto se uklapa u radni kanal izrađen od metala koji provodi toplinu.

Gotovo savršena izolacija stvara vakuumski prostor unutar staklene posude. Apsorent prenosi apsorbiranu toplinu bez gubitaka i pruža sustavu učinkovitost do 77%.

U slučaju neispravnosti, sakupljače opremljene perajama moraju se popraviti. Nije potrebno mijenjati cijeli sustav, dovoljno je otkriti oštećenu jedinicu, demontirati je i staviti novu na ovo mjesto

Modeli s elementom od perja nešto su skuplji od koaksijalnih, ali zbog visoke učinkovitosti pružaju potpunu udobnost u sobi i brzo se isplaćuju.

Najučinkovitije i najučinkovitije su pernate tikvice s unutarnjim kanalima s izravnim protokom. Njihova stvarna učinkovitost ponekad doseže rekordne razine od 80%.

Prilikom ugradnje perjastih cijevi u okvir, na jezgru svakog dijela stavlja se jaka kompresijska matica s prstenom i brtvom otpornom na toplinu.To osigurava cjelovitost cijele konstrukcije i omogućuje sakupljaču da u potpunosti funkcionira u bilo kojim uvjetima

Cijena proizvoda je prilično visoka, a za vrijeme popravka potrebno je isprazniti cijelu rashladnu tekućinu iz sustava i tek nakon toga nastaviti s otklanjanjem problema.

Kakav bi trebao biti hladnjak?

Kolektor topline je još jedan vrlo važan radni element vakuumskog razvodnika. Kroz taj čvor akumulirana toplina prenosi se iz cijevi u rashladno sredstvo.

Kolektor topline nalazi se u gornjem dijelu uređaja. Jedna od njegovih komponenti, bakrena jezgra, prima energiju i prenosi je u glavni nosač topline koji cirkulira u zatvorenom sustavu "izmjenjivač topline spremnik-kolektor".

Ispravan rad zajamčen je kada ste spojeni na sustav cirkulacijska pumpa, Automatizacija koja kontrolira grijaći kompleks jasno nadzire razinu temperature u kanalima i ako padne ispod dopuštenog kritičnog minimuma (na primjer, noću), zaustavlja crpku.

To vam omogućuje da izbjegnete obrnuto zagrijavanje kada rashladna tekućina počne sakupljati toplinu tople vode prikupljene u spremniku.

Za i protiv vakuumskih kolektora

Glavna prednost jedinica je gotovo potpuna odsutnost gubitka topline tijekom rada. To osigurava vakuum okruženje, koje je jedan od najkvalitetnijih prirodnih izolatora. No, popis prednosti tu ne završava.

Uređaji imaju i druge izražene prednosti:

• radna učinkovitost na pokazateljima niske temperature (do -30 ° C);
• sposobnost akumuliranja temperature do 300 ° C;
• najveća moguća apsorpcija toplinske energije, uključujući nevidljivi spektar;
• operativna stabilnost;
• mala osjetljivost na agresivne atmosferske manifestacije;
• niska dobitnost zbog strukturnih značajki cjevastih sustava koji mogu prolaziti zračne mase različitih gustoća kroz sebe;
• visoka razina učinkovitosti u regijama s umjerenom i hladnom klimom s malim brojem vedrih i sunčanih dana;
• trajnost podložna osnovnim pravilima rada;
• dostupnost za popravak i mogućnost promjene ne cijelog sustava, već samo jedan propali fragment.

Nedostaci uključuju nemogućnost sakupljača da se samostalno očiste od mraza, leda, snijega i visoke cijene komponenti potrebnih za sastavljanje jedinice kod kuće.

Solarni kolektor učinkovit je uređaj koji omogućava pretvaranje solarne energije u toplinsku energiju gotovo bez gubitaka

Sastavite sami

Postupak sastavljanja vakuumskog razvodnika započinje izradom okvira podloge za radne predmete. Montira se odmah na mjestu koje je dodijeljeno jedinici.

Veličina i dimenzije okvira potpuno i potpuno ovise o modelu koji namjeravate izraditi, a obično su propisane u uputama koje se nalaze među pratećim dokumentima za sastavne dijelove.

Gotov okvir za sakupljač pričvršćen je na krov tako da zauzima jasan položaj i ne ljulja se. Ako je krov zgrade od škriljevca, oni koriste grede za grede i vijke velikog kalibra. Za ostale krovne materijale koriste se uobičajena sidra.

Popravljam mjesta na kojima se okvir pridružuje krovnoj površini brtvilom, tako da u budućnosti voda neće ući u kuću kroz otvore. Zatim se spremnik za odlaganje isporučuje na mjesto ugradnje i pričvršćuje se vijcima na gornjem dijelu okvira.

Sljedeći korak je prikupljanje grijača, osjetnika temperature i automatiziranog ventilacijskog otvora. Sve pomoćne jedinice i pripadajući dijelovi postavljaju se na isporučene omekšivače. Da biste fiksirali osjetnik temperature, upotrijebite ključ.

Zatim opremite opskrbu vodnim komunikacijama. U tu svrhu uzimaju se cijevi od bilo kojeg materijala otpornog na pokazatelje niskih temperatura i koji mogu izdržati do 95 ° C. Dobro dokazano polipropilenske cijevi i spojnice.

Polipropilenske cijevi idealne su za organizaciju povezivanja solarnog kolektora s vodovodnim sustavom dnevnog boravka. Pribor ima dobre fizičke karakteristike i radnu izdržljivost, pouzdano služi dugi niz godina i lako se zamjenjuje u slučaju pukotina ili suza

Spajanjem na opskrbu vodom, spremnik se puni vodom i ispituje na curenje. Ako se otkriju curenja negdje u roku od 3-4 sata, oni se popravljaju.

Na kraju su ugrađeni grijaći elementi. Da biste to učinili, bakrena cijev je umotana u aluminijski lim i smještena u vakuumsku cijev od stakla. Odozdo se na tikvicu stave šalica za pričvršćivanje i mrav od trajne, fleksibilne gume.

Gornji bakreni vrh cijevi gurnut je sve do mesinganog kondenzatora. Viskozna mast za termički kontakt se ne uklanja s cijevi. Mehanizam za zaključavanje pričvršćen je na nosač, a sve preostale staklene cijevi montirane su na istom principu.

Cijevni solarni kolektori zahtijevaju redovito održavanje i obavezno čišćenje, posebno u razdobljima velikih snježnih padavina. Ako slijedite ta jednostavna pravila, oni će raditi dugo vremena i održavat će visoku razinu učinkovitosti tijekom cijelog operativnog razdoblja.

Na konstrukciju je postavljen montažni blok, na njega je priključeno napajanje od 220 volti, a na sustav su priključene tri pomoćne jedinice - grijaći element, otvor za zrak i senzor temperature.

Posljednji koji povezuje kontroler, dizajniran za pravilno upravljanje složenom. Željeni radni parametri unose se u izbornik regulatora, a sustav se pokreće u uobičajenom načinu rada.

Detaljna uputa o izradi solarnog kolektora data je u ovaj članak.

Kako postaviti uređaj?

Da bi vakuumski kolektor u potpunosti mogao raditi i učinkovito opskrbiti dnevnu sobu potrebnom energijom, potrebno mu je pronaći najprikladnije mjesto i pravilno usmjeriti uređaj u odnosu na dijelove svijeta.

Vakuumski solarni kolektori mnogo su praktičniji od svojih ravnih kolegica. Kada se jedna od radnih cijevi ošteti i pokvari, vrlo je lako zamijeniti je novom. Nakon toga sustav će nastaviti funkcionirati kao i prije. Ako odjednom nema mogućnosti staviti novi element na njegovo mjesto, nema veze. Jedinica će moći ispunjavati svoje „zadatke“, čak i ako je dostupan čvor sa oštećenim elementom

Za naselja sjeverne polutke važno je postaviti sakupljač na južni dio krova kuće ili na sunčanoj strani mjesta. Poželjno je osigurati minimalno odstupanje za ravninu uređaja.

Ako ne postoji mogućnost usmjeravanja površine prema jugu, vrijedno je odabrati između zapada i istoka najsvjetliji kut u otvorenom prostoru.

Visoka radna učinkovitost vakuumskog kolektora posljedica je i činjenice da djeluje na principu zrcala i izjednačava njegovu toplinsku snagu na temelju trenutne visine sunca

Energetski solarni kompleks ne smije pokrivati ​​dimnjake, ukrasne fragmente krovišta, širi grane drveća i visoke stambene ili tehničke zgrade. To će smanjiti učinkovitost i smanjiti razinu zagrijavanja aktivnih elemenata.

Ako se jedinica nalazi pravilno, osigurat će gotovo isti prijenos topline tijekom cijele godine, bez obzira na godišnje doba.

Ako nema mnogo iskustva s provođenjem složenih radova na popravcima, ugradnji i bravarima, usisavanje cijevi kod kuće je neracionalno. Ovaj je postupak vrlo naporan i zahtijeva posebno znanje i specijaliziranu opremu.

Uz to, samostalno izrađeni vakuumski elementi imaju znatno nižu razinu učinkovitosti u odnosu na tvorničke dijelove. Stoga je najrazumnije kupiti proizvode od specijaliziranog proizvođača, a zatim pokušajte sastaviti nekoliko odjeljaka kod kuće.

Na web mjestu nalazi se izbor članaka o rasporedu solarnog sustava grijanja, preporučujemo vam da pročitate:

1. Solarni sustavi grijanja: analiza tehnologije grijanja na bazi solarnih sustava
2. Grijanje privatne kuće sa solarnim pločama: sheme i uređaj
3. Fleksibilni solarni paneli: vrste, karakteristike + značajke spajanja

Zaključci i korisni video na temu

Detaljan, detaljan opis vakuumske cijevi, princip njenog rada i značajke funkcioniranja solarnog kolektora u cjelini. Autor govori o nekim zanimljivim nijansama i pokazuje da ugradnja može biti prava alternativa plinskom kotlu.

Zanimljivi podaci o radu solarnog kolektora zimi.

Kako montirati vakuumski solarni kolektor vlastitim rukama kod kuće. Sve nijanse postupka, preporuke i korisni savjeti.

Znajući osnovni princip rada cjevastog vakuumskog solarnog kolektora, možete sami sastaviti jedinicu. Instalacija će u potpunosti udovoljiti osobnim individualnim potrebama i potrebama.

To nije težak zadatak, međutim, zahtijeva povećanu pažnju, pažljivost i određene vještine, jer se u protivnom rizik oštećenja integriteta tikvice i narušavanja njezine nepropusnosti znatno povećava.

Svi zainteresirani za pitanje izbora, ugradnje ili samostalne montaže solarnog kolektora pozivaju se da ostave komentare i postave pitanja. Kontaktni obrazac nalazi se u donjem bloku.