Vákuumos napkollektor: működési elv + hogyan kell összeállítani magát

Nagyon sok pénzt költ a meleg víz és a helyiség fűtése. Van azonban egy alternatív energiaforrás - egy vákuum napkollektor. Hallottál már erről? Ez lehetővé teszi, hogy jelentősen csökkentse a kényelem fenntartásának pénzügyi költségeit, maximális fűtőhatást biztosítva minimális hőveszteséggel.

Ezt az eszközt megvásárolhatja a háztartási gépek gyártóitól, vagy akár otthon is összeállíthatja. A megfelelő modell kiválasztásához sok információt kell még tanulmányozni. Segítünk meghatározni a vásárlás fő feltételeit.

A cikk a működés elvére és a vákuumcsatorna kialakítására összpontosít. Beszélünk a különféle modellek tervezési tulajdonságairól, megfontoljuk ezeknek a létesítményeknek az előnyeit és hátrányait. Ezenkívül részletesen leírjuk, hogyan lehet maguknak elkészíteni és telepíteni egy vákuum napkollektorokat.

Az anyaghoz videókat csatolunk, amelyekből megismerheti a vákuumgyűjtők fontos jellemzőit és működési elveit.

A vákuum egység működésének elve

A vákuum napkollektor különbözik a hagyományos napenergia rendszerektől napenergia feldolgozása. A klasszikus akkumulátor egyszerűen csak fényt vesz és elektromosá alakítja. A kollektor üvegcsövekből áll, amelyek belsejében vákuum alakul ki. Ezeket egyetlen rendszerbe egyesítik speciális dokkoló csomópontok segítségével.

Az egyes csövekben egy vagy két hűtőfolyadékkal ellátott rézrúd van. A nap sugarainak rögzítésével az aktív elem melegíti a hőátadó anyagot, ezáltal biztosítva a kollektor működését.

Ennek a kialakításnak köszönhetően az energiaátvitel szintje jelentősen növekszik, és a hőveszteség jelentősen csökken, mivel a vákuumréteg lehetővé teszi a rögzített napenergia kb. 95% -ának megtakarítását.

A magánház tetején található vákuum napkollektor egész évben melegvizet szolgáltat a lakosoknak, és a hideg évszakban kényelmesen melegíti a szobát anélkül, hogy sok pénzt költene

Ezen túlmenően csökken a tározó termelékenységének a szezonalitástól, a környezeti hőmérséklettől és a különböző időjárási viszonyoktól (például szél-széllökés, változó felhőtakaró, csapadék stb.) Való függősége.

Hogyan van elrendezve egy vákuum típusú kollektor?

A modern vákuumberendezések, amelyek napenergia miatt hőt és meleg vizet biztosítanak a helyiségeknek, technológiai szempontból eltérőek.

A gyűjtőket a következő típusokra osztjuk:

• cső alakú üvegvédő bevonat nélkül;
• modul csökkentett átalakítással;
• standard lapos változat;
• készülék átlátszó hőszigeteléssel;
• levegő egység;
• lapos vákuumcsatorna.

A vákuum napkollektor az év bármely szakaszában, bármilyen időjárásban képes melegvízellátást és fűtést biztosítani (+)

Mindegyiküknek közös szerkezeti hasonlósága van, tehát a következőkből állnak:

• külső átlátszó csőahonnan a levegő teljesen kiürül;
• fűtött csőegy nagy csőben helyezkedik el, ahol a folyékony vagy gáznemű hűtőfolyadék mozog;
• egy vagy két előregyártott szelepamelyhez nagyobb kaliberű csövek vannak csatlakoztatva, és a belsejébe helyezett vékony csövekből álló cirkulációs hurok található.

A teljes forma valamivel emlékeztet egy átlátszó falakkal rendelkező termoszra, amelyben példátlanul magas hőszigetelést tartanak fenn. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a belső cső háza megszerzi a képességét a hatékony felmelegedéshez, és teljes energiaellátást biztosít a belsejében keringő hűtőfolyadék számára.

Szerkezeti núziók és osztályozás

A vákuum típusú kollektorokat a szerkezetbe beépített üvegcsövek típusa vagy a hőcsatornák jellemzői szerint osztályozzák. A csövek általában koaxiálisak és tollak, a hőcsatornák U alakúak, egyenes és hőcsövek. .

Koaxiális cső karakterisztikája

A koaxiális csövek egy kettős üvegtermosz lombik, amelynek a falak között mesterségesen létrehozott vákuum tere van.A cső belső felületén egy speciális hőelnyelő bevonat van, tehát a tényleges hőátadás közvetlenül az üvegedény falaitól következik be.

A koaxiális csövek nagy szilárdságú bór-szilikát-alapú üvegből készülnek, nagy fényáteresztő képességgel. Az elemek, gyártótól függően, legfeljebb három rétegű magnetronszórással rendelkeznek, kiváló szilárdságot és ellenállást mutatnak különböző légköri megjelenésekkel (eső, jégeső stb.), Ellenállnak 1 MPa nyomáson, és megbízhatóan szolgálnak 15 évig

Abszorbens elemként éterkészítményt tartalmazó rézcsövet üvegcsőbe forrasztják. A hevítés során elpárolog, hatékonyan bocsátja ki hőjét, kondenzálódik és lefolyik a cső aljára. Ezután a ciklus megismétlődik, így folyamatos hőátadást hoz létre.

A tollcső tulajdonságai

A vákuumcsövek falvastagsága nagyobb, mint a koaxiális, és nem két, hanem egy lombikból állnak. A belső réz abszorpciós elem teljes hosszában erős erősítővel van ellátva - egy hullámos lemez magas szintű energiaelnyelő bevonattal.

Ennek a kialakító tulajdonságnak köszönhetően a vákuum közvetlenül a hőcsatornában helyezkedik el, amelynek egy része az abszorbenssel együtt közvetlenül a lombikba van beépítve.

A tollban lévő vákuumcső egy lemezt tartalmaz, amelynek alakja egy tollra emlékeztet. A hatékonyság szempontjából meghaladja a koaxiális párja képességeit, de lényegesen magasabb költségekkel jár, és az izzó integritásának megsértése vagy a fűtőelem meghibásodása esetén nehéz helyettesíteni.

A tollvákuumcsövek alapján készített kollektorokat osztályukban a leghatékonyabbnak tekintik, tökéletesen megbirkóznak a feladatokkal és megbízhatóan szolgálnak sok éven át.

A hővezeték hőcső működésének elve

A hőcső hőcsatornái zárt csövekből állnak, amelyek könnyen illékony folyékony készítményt tartalmaznak. Napsugárzás hatására felmelegszik, átjut a csatorna felső részébe, és ott koncentrálódik egy speciális hőgyűjtőbe (elosztócsőbe).

A munkafolyadék ebben a pillanatban kibocsátja az összes felhalmozódott hőt, és ismét leesik, hogy folytassa a folyamatot.

A hőcső hőcserélő hüvelyét az elosztócső hőcserélőjéhez egy speciális csatlakozón keresztül csatlakoztatják, amely magába az 1-csöves hőcserélőbe van forrasztva, vagy egy 2-csöves hőcserélővel meg van hajlítva.

A hőcső hővezetékének működő eleme rézből, ritkábban alumíniumból készül. Nagyon ellenáll a működési terheléseknek, 15 évig megbízható, elfogadható költségekkel jár, és a modern cső típusú vákuumszolár-rendszerek egyik legnépszerűbb eleme.

A hőhordozó kiválasztja a hőtárolóból felszabadult energiát, és továbbadja azt a rendszeren keresztül, ezáltal biztosítva a forró víz rendelkezésre állását a csapokban és a radiátorokban. A hőcsőrendszert könnyű telepíteni, és a működés során magas hatékonyságot mutat.

A hőcső vákuumcsövekkel felszerelt kollektorok megbízhatósága jó, és nemcsak a mindennapi életben, hanem a nagynyomású napenergia rendszerekben is alkalmazhatók

Meghibásodás vagy meghibásodás esetén nehézség nélkül a sérült egységet kicserélheti egy újra, anélkül, hogy a teljes rendszer rekonstrukciójára kerülne sor.

A javítási munkák könnyen elvégezhetők közvetlenül a kollektor helyén, anélkül, hogy lebontanák az egységet, és anélkül, hogy szükségtelen erőfeszítéseket tennének a munkára.

Az U-alakú soros hőcserélő leírása

A közvetlen áramlású hőcserélő csöve U alakú. A víz vagy a fűtési rendszer működési folyadéka kering a belsejében. Az elem egyik része hideg hűtőfolyadékhoz készült, a másik pedig a már hevített helyesen üríti ki.

Az izzítás alatt az aktív készítmény kibővül és belép a tárolótartályba, ezáltal természetes folyadékkeringést hoz létre a rendszerben. A belső falakra felvitt speciális szelektív bevonat növeli a hőelnyelési képességet és növeli a rendszer egészének hatékonyságát.

A hőcső típusú csövekhez képest az U alakú termékek nagyobb hidraulikus ellenállással rendelkeznek, fokozott igényt támasztanak a hűtőfolyadékra és sokkal drágábbak. Az egyszer áteresztő U-csöveken működő kollektorok nem működhetnek magas nyomás alatt, és csak a meleg évszakban biztosítják a kiváló minőségű hőátadást

Az U típusú csövek nagy teljesítményt mutatnak, és szilárd hőátadást biztosítanak, ugyanakkor egy jelentős hátrányuk van. Egy egységes szerkezetet alkotnak a gyűjtőcsövekkel és mindig hozzá vannak szerelve.

Cserélje ki az egyetlen csövet, amely meghibásodott, nem fog működni. Javítás céljából szétszerelnie kell az egész komplexumot, és új helyet kell helyeznie.

Különböző módosítások összehasonlítása

A napkollektorok gyártása során a hőcsatornákat és a vákuum üvegcsöveket a napkollektorokhoz sokféle kombinációban kombinálják.

A fogyasztók körében a legnépszerűbb koaxiális modellek hőcsővel ellátott hőcsővel. A vásárlókat vonzza az eszközök hűséges ára és a nagyon egyszerű, megfizethető szolgáltatás az egész életciklus során.

A működőcsatorna hőcsővel ellátott vákuum napkollektor tökéletesen javítva. A sérült csöveket a helyszínen cserélik, és nem járnak a rendszer leszerelésével vagy egy másik helyre történő áthelyezésével. Ezekben a modellekben azonban a hőátadás nehéz, mivel a kimeneti hatékonyság nem haladja meg a 65% -ot

A hőcsövekkel rendelkező vákuumberendezések nagyfokú megbízhatóságot mutatnak, és nincsenek korlátozva a használatra, még nagynyomású napenergiás komplexek esetén sem.

A közvetlen áramlású U-alakú csatornákat tartalmazó koaxiális lombikot tartalmazó készülékek szintén szerepelnek a népszerűek listájában. Ezeket olyan paraméterek jellemzik, mint az alacsony hőveszteség és a hatékonyság, 70% -nál nagyobb.

A helyes működéshez az U-csatornával rendelkező vákuumkészüléket helyesen kell felszerelni. Kívánatos, hogy a minimális dőlésszög legalább 20 ° legyen. Csak ebben az esetben lehet biztosítani a maximális megtérülést

A helyzet kissé romlott: összetett javítási folyamat, speciális karbantartás az üzemeltetés során és az egyetlen sérült egység cseréjének képtelensége. Ha történik valami az eszközzel, akkor azt lebontják, és egy teljesen új gyűjtőt helyeznek a helyére.

A szökőkútcsövek szerkezetét tekintve egyetlen üvegből készül, sűrű, erős falakkal (a gyártótól függően, legalább 2,5 mm-től). A benne lévő toll-abszorbens betét szorosan illeszkedik a hővezető fémből készült munkacsatornához.

A szinte tökéletes szigetelés vákuumot teremt az üvegtartályban. Az abszorbens veszteség nélkül továbbítja az abszorbeált hőt, és akár 77% -os hatékonyságot biztosít a rendszer számára.

Hiba esetén a tollcsövekkel felszerelt kollektorokat javítani kell. Nem szükséges megváltoztatni a teljes rendszert, elegendő egy sérült egységet felismerni, szétszerelni és egy új helyet betenni erre a helyre.

A tollal ellátott modellek valamivel drágábbak, mint a koaxiális modellek, de nagy hatékonyságuk miatt teljes értékű kényelmet biztosítanak a szobában, és gyorsan kifizetődőek.

A leghatékonyabb és leghatékonyabb a belső lökéscsatornákkal ellátott tolllombik. Valódi hatékonyságuk néha eléri a 80% -ot.

A tollcsöveknek a keretbe történő felszerelésekor az egyes részek magjára erős gyűrűvel és hőálló tömítéssel ellátott erős kompressziós anyát helyeznek.Ez biztosítja a teljes szerkezet integritását és lehetővé teszi a kollektor teljes működését bármilyen körülmények között

A termékek ára meglehetősen magas, és a javítás során ki kell üríteni a teljes hűtőfolyadékot a rendszerből, és csak ezután folytathatja a hibaelhárítást.

Mi legyen a hűtőborda?

A hőgyűjtő egy másik nagyon fontos működési elem a vákuumcsatorna számára. Ezen a csomóponton keresztül a felhalmozódott hő a csövekből a hűtőfolyadékba kerül.

A hőgyűjtő az eszköz felső részén található. Az egyik alkotóeleme, a rézmag, energiát kap, és továbbítja azt a zárt rendszerű „tartály-kollektor hőcserélőben” cirkuláló fő hővezetőhöz.

A rendszer megfelelő csatlakoztatása garantálja a megfelelő működést cirkulációs szivattyú. A fűtési komplexumot irányító automatizálás egyértelműen figyeli a csatornák hőmérsékleti szintjét, és ha a megengedett kritikus minimum alá (például éjszaka) esik, leállítja a szivattyút.

Ez lehetővé teszi a fordított melegítés elkerülését, amikor a hűtőfolyadék elkezdi gyűjteni a tárolótartályban összegyűjtött forró víz hőjét.

A vákuum típusú kollektorok előnyei és hátrányai

Az egységek fő előnye a hőveszteség szinte teljes hiánya az üzemeltetés során. Ez vákuum környezetet biztosít, amely az egyik legmagasabb minőségű természetes szigetelő. De az ellátások felsorolása nem ér véget.

Az eszközöknek más nyilvánvaló előnyei vannak:

• munka hatékonysága alacsony hőmérsékleti mutatóknál (-30 ° C-ig);
• 300 ° C-ig felhalmozódó képesség;
• a hőenergia lehető legnagyobb abszorpciója, ideértve a láthatatlan spektrumot is;
• működési stabilitás;
• alacsony az agresszív légköri megnyilvánulások;
• alacsony sűrűség a csőrendszerek szerkezeti jellemzői miatt, amelyek különböző sűrűségű légtömegeket képesek átjuttatni magukon;
• magas szintű hatékonyság mérsékelt és hűvös éghajlattal rendelkező régiókban, kevés tiszta és napsütéses napon;
• tartósság az üzemeltetési alapszabályok szerint;
• javíthatóság és nem az egész rendszer megváltoztatásának képessége, hanem csak egy hibás töredék.

A hátrányok magukban foglalják a kollektorok képtelenségét az öntisztításra dér, jég, hó és a ház otthon történő összeszereléséhez szükséges alkatrészek magas ára miatt.

A napkollektor hatékony eszköz, amely lehetővé teszi a napenergia hőenergiává történő átalakítását gyakorlatilag veszteség nélkül

DIY szerelés

A vákuumcsatorna összeszerelésének folyamata a munkadarabok hordozókeretének elkészítésével kezdődik. Azonnal fel van szerelve az egység számára kiosztott helyre.

A keret mérete és méretei teljes mértékben attól függnek, hogy melyik modellt tervezi elkészíteni, és általában az utasításokban írják elő, amely az alkotóelemeket alátámasztó dokumentumok között található.

A kollektor kész vázát a tetőre rögzítik, hogy tiszta helyet foglaljon el és ne forduljon elő. Ha az épület teteje pala, akkor rácsos gerendákat és nagy kaliberű vastag csavarokat használnak. Más tetőfedő anyagokhoz szokásos rögzítőket használnak.

Tömítőanyaggal rögzítem azokat a helyeket, ahol a keret a tető felületéhez kapcsolódik, hogy a jövőben a víz nyílásokon keresztül ne kerüljön a házba. Ezután a tárolótartályt eljuttatják a telepítési helyre, és csavarokkal rögzítik a keret felső részén.

A következő lépés a fűtés, a hőmérséklet-érzékelő és az automata szellőzőnyílás összegyűjtése. Az összes kiegészítő egységet és a kapcsolódó alkatrészeket a mellékelt lágyítókra helyezik. A hőmérséklet-érzékelő rögzítéséhez használjon csavarkulcsot.

Ezután szerelje fel a vízkommunikáció ellátását. E célból a csöveket bármilyen, az alacsony hőmérsékleti mutatóknak ellenálló és 95 ° C-ig ellenálló anyagból veszik. Jól bevált polipropilén csövek és szerelvények.

A polipropilén csövek ideálisak arra, hogy megszervezzék a napkollektor csatlakozását a nappali vízvezeték rendszeréhez. A szerelvények jó fizikai tulajdonságokkal és üzemi tartóssággal rendelkeznek, megbízhatóan szolgálnak sok éven át, és repedés vagy elszakadás esetén könnyen cserélhetők.

A vízellátás csatlakoztatásával a tartályt megtöltik vízzel, és szivárgásmentességre tesztelik. Ha 3-4 órán belül szivárgást észlelnek, akkor azt megjavítják.

A végén fűtőelemek vannak felszerelve. Ehhez a rézcsövet alumíniumlemezbe csomagolják és üvegből készült vákuumcsőbe helyezik. Alulról egy tartós, rugalmas gumiból álló rögzítőpoharat és portot helyeznek a lombikba.

A cső felső rézhegye teljesen be van nyomva a sárgaréz kondenzátorba. A viszkózus hőérintkezős zsírt nem távolítja el a csövekről. A reteszelő mechanizmust a konzolra rögzítik, és az összes többi üvegcsövet ugyanazon az elven rögzítik.

A csőszerű napkollektorok rendszeres karbantartást és kötelező tisztítást igényelnek, különösen heves havazás időszakában. Ha betartja ezeket az egyszerű szabályokat, akkor azok hosszú ideig működnek, és a hatékonyság magas szintjét fenntartják a teljes működési időszak alatt.

A szerkezetre szerelő blokkot helyeznek, hozzá csatlakozik egy 220 voltos tápegység, és három kiegészítő egység van csatlakoztatva a rendszerhez - fűtőelem, levegő kimenet és hőmérséklet-érzékelő.

Az utoljára csatlakoztatta a vezérlőt, amelyet a komplex helyes kezelésére terveztek. A kívánt működési paraméterek bekerülnek a vezérlő menübe, és a rendszert normál üzemmódban indítják el.

Lásd egy lépésről lépésre a napkollektor építését ez a cikk.

Hogyan kell elhelyezni az eszközt?

Annak érdekében, hogy a vákuumgyűjtő teljes mértékben működjön, és hatékonyan biztosítsa a nappali szoba számára a szükséges energiát, meg kell találnia a legmegfelelőbb helyet, és helyesen kell elrendeznie a készüléket a világ többi részéhez viszonyítva.

A vákuum típusú napkollektorok sokkal praktikusabbak, mint a lapos kollektorok. Ha az egyik munkacső megsérül és meghibásodik, nagyon könnyű kicserélni egy újra. Ezt követően a rendszer továbbra is működni fog, mint korábban. Ha egyszerre nincs lehetőség új elem elhelyezésére, az nem számít. Az egység akkor is képes lesz teljesíteni „feladatait”, ha rendelkezésre áll egy sérült elemmel rendelkező csomópont

Az északi félteké településeinél fontos a kollektor elhelyezése a ház tetőjének déli részén vagy a telek napos oldalán. Kívánatos a készülék síkjának minimális eltérése.

Ha nincs lehetőség a felület déli irányításához, akkor érdemes a nyugati és a keleti térség közül a legvilágosabb szöget választani a szabadban.

A vákuum típusú kollektor magas működési hatékonysága annak is köszönhető, hogy a tükör elvén hat, és kiegyenlíti hőteljesítményét a nap jelenlegi magassága alapján

Az energiaszolár-komplexum nem terjedhet ki a kéményekre, a tetőfedő dekoratív darabjaira, a fák áradására és a magas lakó- vagy műszaki épületekre. Ez csökkenti a hatékonyságot és csökkenti az aktív elemek melegítésének szintjét.

Ha az egység helyesen helyezkedik el, az év folyamán szinte azonos hőátadást fog biztosítani egész évben.

Ha nincs sok tapasztalat a komplex javítási, szerelési és lakatos munkák végrehajtásában, a csövek otthoni elszívása irracionális. Ez a folyamat nagyon fárasztó, speciális ismereteket és speciális berendezéseket igényel.

Ezenkívül a saját készítésű vákuum típusú elemek hatékonysága jóval alacsonyabb, mint a gyári alkatrészeknél. Ezért a legelőnyösebb a termékeket egy speciális gyártótól megvásárolni, majd megpróbálni több szekciót összeszerelni otthon.

A webhely válogatott cikkeket tartalmaz a napenergiával működő fűtőrendszer elrendezéséről, azt javasoljuk, hogy olvassa el:

1. Napenergia fűtési rendszerek: a fűtési technológia elemzése napenergia rendszerek alapján
2. Napelemes magánház fűtése: sémák és berendezés
3. Rugalmas napelemek: típusok, jellemzők + csatlakozási jellemzők

Következtetések és hasznos videó a témáról

A vákuumcső részletes, részletes leírása, működésének alapelve és a napkollektor egészének működési jellemzői. A szerző néhány érdekes árnyalatról beszél, és megmutatja, hogy a telepítés valódi alternatíva lehet egy gázkazán számára.

Érdekes információk a napkollektor télen végzett munkájáról.

Hogyan szerelje fel vákuum napkollektorát saját kezével otthon. A folyamat minden árnyalata, ajánlások és hasznos tippek.

Ismerve a cső alakú vákuum-napkollektor működésének alapelveit, a készüléket maga is összeállíthatja. A telepítés teljes mértékben megfelel a személyes igényeknek és igényeknek.

Ez nem túl nehéz, de fokozott figyelmet, szigorúságot és bizonyos készségeket igényel, különben jelentősen megnő annak a kockázata, hogy a lombik integritása megsérül, és sértheti annak integritását.

A napkollektor választásának, telepítésének vagy öngyűjtésének kérdésében érdeklődőket felkérjük, hogy tegyék meg észrevételeiket és kérdéseket tegyenek fel. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.