Vacuüm zonnecollector: werkingsprincipe + zelf monteren

Er wordt veel geld uitgegeven aan warm water en ruimteverwarming. Maar er is een alternatieve energiebron - een vacuümzonnecollector. Heeft u hiervan gehoord? Hiermee kunt u de financiële kosten voor het behoud van comfort aanzienlijk verlagen en een maximaal verwarmingseffect bieden met minimaal warmteverlies.

Dit apparaat kan worden gekocht bij fabrikanten van huishoudelijke apparatuur of zelfstandig thuis worden gemonteerd. Om een ​​geschikt model te kiezen, moet nog veel informatie worden bestudeerd. We helpen u bij het bepalen van de belangrijkste criteria voor de aankoop.

Het artikel gaat in op het werkingsprincipe en het ontwerp van het vacuümverdeelstuk. We zullen praten over de ontwerpkenmerken van verschillende modellen, rekening houdend met de voor- en nadelen van deze installaties. Daarnaast beschrijven we in detail hoe je zelf een vacuüm zonnecollector maakt en installeert.

Het materiaal gaat vergezeld van video's waaruit u meer te weten komt over de belangrijke kenmerken en principes van de werking van vacuümcollectoren.

Het werkingsprincipe van de vacuümeenheid

De vacuüm zonnecollector verschilt in de weg van conventionele zonnestelsels zonne-energie verwerking. Een klassieke batterij ontvangt eenvoudig licht en zet deze om in elektriciteit. De collector bestaat uit glazen buizen met een vacuüm dat van binnen is nagebootst. Ze worden gecombineerd in één systeem door middel van speciale dockingknooppunten.

In elke buis zit een kanaal van een of twee koperen staven met een koelmiddel. Door de zonnestralen op te vangen, verwarmt het actieve element het warmteoverdrachtsmateriaal en zorgt zo voor de werking van de collector.

Door dit ontwerp neemt het niveau van energieoverdracht aanzienlijk toe en wordt warmteverlies aanzienlijk verminderd, omdat u met de vacuümlaag ongeveer 95% van de opgevangen zonne-energie kunt besparen.

Een vacuümzonnecollector, gelegen op het dak van een woonhuis, zal de bewoners het hele jaar door van warm water voorzien en tijdens het koude seizoen de kamer comfortabel verwarmen zonder veel geld uit te geven

Bovendien neemt de afhankelijkheid van de productiviteit van het reservoir af van seizoensinvloeden, omgevingstemperatuur en verschillende weersomstandigheden, zoals windstoten, variabele bewolking, neerslag, enz.

Hoe is een vacuümcollector opgesteld?

Moderne vacuümapparaten die door zonne-energie gebouwen van warmte en warm water voorzien, zijn technologisch verschillend.

Collectors zijn onderverdeeld in de volgende typen:

• buisvormig zonder glazen beschermlaag;
• module met verminderde conversie;
• standaard platte versie;
• apparaat met transparante thermische isolatie;
• luchteenheid;
• plat vacuümverdeelstuk.

Een vacuüm zonnecollector kan op elk moment van het jaar en bij elk weer voor warm water en verwarming zorgen (+)

Ze hebben allemaal een gemeenschappelijke structurele gelijkenis, dus ze bestaan ​​uit:

• externe transparante buisvan waaruit de lucht volledig wordt weggepompt;
• verwarmde pijpgeplaatst in een grote pijp waar de vloeibare of gasvormige koelvloeistof beweegt;
• een of twee geprefabriceerde kleppenwaarop pijpen van een groter kaliber zijn aangesloten en een circulatielus van binnen geplaatste dunne buizen is inbegrepen.

Het hele ontwerp doet enigszins denken aan een thermoskan met transparante wanden, waarin een ongekend hoog niveau van thermische isolatie wordt gehandhaafd. Door deze eigenschap verwerft de behuizing van de binnenband de mogelijkheid om efficiënt op te warmen en de energiebron volledig te geven aan het binnen circulerende koelmiddel.

Structurele nuances en classificatie

Vacuümcollectoren worden geclassificeerd op basis van het type glazen buizen dat in de constructie is geïnstalleerd of door de kenmerken van de warmtekanalen. Buizen zijn meestal coaxiaal en veer, en warmtekanalen zijn U-vormige rechte en warmtepijptypes. .

Coaxiale karakteristiek

Coaxiale buizen zijn een thermosfles van dubbel glas met een kunstmatig gecreëerde vacuümruimte tussen de muren.Het binnenoppervlak van de buis is voorzien van een speciale warmte-absorberende coating, waardoor de warmteoverdracht direct vanaf de wanden van de glazen bol plaatsvindt.

Coaxiale buizen zijn gemaakt van hoogwaardig op borosilicaat gebaseerd glas met een hoge lichttransmissie. Elementen, afhankelijk van de fabrikant, hebben tot drie lagen magnetronverstuiving, vertonen uitstekende sterkte en weerstand tegen verschillende atmosferische manifestaties (regen, hagel, enz.), Zijn bestand tegen een druk van 1 MPa en dienen 15 jaar betrouwbaar

Als absorberend element wordt een koperen buis met een ethersamenstelling in een glazen buis gesoldeerd. Tijdens het verwarmen verdampt het, geeft het effectief zijn warmte af, condenseert het en voert het af naar de bodem van de buis. Vervolgens herhaalt de cyclus zich, waardoor een continu proces van warmteoverdracht ontstaat.

Feather Tube-functies

Vacuümpenbuizen hebben een grotere wanddikte dan coaxiaal en bestaan ​​niet uit twee, maar één fles. Het interne koperabsorptie-element is over de gehele lengte voorzien van een sterke versterker - een golfplaat met een hoogwaardige energie-absorberende coating.

Door dit ontwerpkenmerk bevindt het vacuüm zich direct in het warmtekanaal, waarvan een deel samen met het absorptiemiddel rechtstreeks in de kolf is geïntegreerd.

De vacuümbuis van de pen binnenin bevat een plaat die lijkt op een pen in zijn vorm. In termen van efficiëntie overtreft het de mogelijkheden van zijn coaxiale tegenhanger, maar heeft het aanzienlijk hogere kosten en is het moeilijk te vervangen in geval van schending van de integriteit van de kolf of falen van het verwarmingselement

Collectoren gemaakt op basis van veren vacuümbuizen worden beschouwd als de meest effectieve in hun klasse, kunnen de taken perfect aan en dienen jarenlang betrouwbaar.

Werkingsprincipe van de heat pipe heat pipe

De warmtekanalen van een warmtepijp bestaan ​​uit gesloten buizen die een gemakkelijk vluchtige vloeibare samenstelling bevatten. Onder invloed van zonlicht warmt het op, gaat het over in het bovenste gedeelte van het kanaal en concentreert zich daar in een speciale warmtecollector (spruitstuk).

De werkvloeistof geeft op dit moment alle opgehoopte warmte af en zakt weer naar beneden om het proces te hervatten.

De hittepijp-warmtewisselaarhuls is verbonden met de warmtewisselaar van het verdeelstuk via een speciale mof die in de 1-pijpswarmtewisselaar zelf is gesoldeerd of door een 2-pijpswarmtewisselaar is gebogen.

Het werkelement van de heat pipe heat pipe is gemaakt van koper, in meer zeldzame gevallen - van aluminium. Het vertoont een hoge weerstand tegen operationele belastingen, is al 15 jaar betrouwbaar, heeft redelijke kosten en is een van de meest populaire elementen van moderne vacuümsolonsystemen van het buistype

De warmtedrager selecteert de vrijgekomen energie uit het warmtereservoir en voert deze verder door het systeem, waardoor de beschikbaarheid van warm water in kranen en radiatoren wordt gegarandeerd. Het heatpipe-systeem is eenvoudig te installeren en heeft een hoog rendement tijdens bedrijf.

De collectoren uitgerust met vacuümbuizen met warmtepijp hebben een hoge mate van betrouwbaarheid en zijn niet alleen geschikt voor gebruik in het dagelijks leven, maar ook in hogedruk-zonnesystemen

In het geval van een storing of storing zonder enige problemen, is het mogelijk om de beschadigde eenheid te vervangen door een nieuwe zonder toevlucht te nemen tot reconstructie van het hele systeem.

Reparatiewerkzaamheden kunnen eenvoudig ter plaatse bij de verzamelaar worden uitgevoerd, zonder demontage van het apparaat en zonder onnodige inspanningen op het werk.

Beschrijving van een U-vormige in-line warmtewisselaar

De buis van de direct-flow warmtewisselaar heeft de vorm van de letter U. Water of de werkvloeistof van het verwarmingssysteem circuleert naar binnen. Een deel van het element is bedoeld voor koude koelvloeistof en het tweede voert de reeds verwarmde correct af.

Tijdens gloeien zet de actieve samenstelling uit en komt in de opslagtank, waardoor een natuurlijke circulatie van vloeistof in het systeem ontstaat. Een speciale selectieve coating op de binnenwanden verhoogt het warmteabsorberende vermogen en verhoogt de efficiëntie van het systeem als geheel.

In vergelijking met buizen van het type heatpipe hebben U-vormige producten een grotere hydraulische weerstand, stellen ze hogere eisen aan het koelmiddel en zijn ze veel duurder. Collectoren die op doorlopende U-buizen werken, kunnen niet onder hoge druk werken en bieden alleen tijdens het warme seizoen een hoogwaardige warmteoverdracht

U-type buizen vertonen hoge prestaties en geven een solide warmteoverdracht af, maar hebben tegelijkertijd één belangrijk nadeel. Ze vormen één integrale constructie met spruitstukken en worden altijd samen gemonteerd.

Vervang een enkele enkele buis die is mislukt, zal niet werken. Voor reparatie moet u het hele complex demonteren en een nieuwe op zijn plaats zetten.

Vergelijking van verschillende aanpassingen

Bij de fabricage van zonne-units worden warmtekanalen en vacuümglazen buizen voor zonnecollectoren gecombineerd in verschillende combinaties.

De meest populaire consumenten zijn coaxiale modellen met een warmtepijp-warmtepijp. Kopers worden aangetrokken door de loyale prijs van apparaten en een zeer eenvoudige, betaalbare service gedurende de hele levenscyclus.

De vacuüm zonnecollector met een werkende kanaal warmtepijp is perfect gerepareerd. Beschadigde buizen worden ter plaatse vervangen en houden niet in dat het systeem wordt gedemonteerd of naar een andere locatie wordt verplaatst. De warmteoverdracht in deze modellen is echter moeilijk, waardoor het rendement niet hoger is dan 65%

Vacuüminrichtingen met heatpipe-kanalen hebben een hoge betrouwbaarheid en hebben geen gebruiksbeperkingen, zelfs niet in hogedruk-zonnecomplexen.

Apparaten met een coaxkolf met U-vormige kanalen met directe stroming zijn ook opgenomen in de lijst met populaire. Ze worden gekenmerkt door parameters als laag warmteverlies en efficiëntie vanaf 70% en hoger.

Voor een juiste werking moet een vacuümapparaat met een U-kanaal correct worden geïnstalleerd. Het is wenselijk dat de minimale hellingshoek ten minste 20 ° bedraagt. Alleen in dit geval is het mogelijk om een ​​maximaal rendement te garanderen

De situatie is enigszins verwend: een complex reparatieproces, specifiek onderhoud tijdens bedrijf en het onvermogen om een ​​enkele beschadigde eenheid te vervangen. Als er iets met het apparaat gebeurt, wordt het gedemonteerd en wordt een geheel nieuwe verzamelaar geplaatst.

Fonteinbuizen zijn structureel een enkele cilinder van glas met verdikte sterke wanden (afhankelijk van de fabrikant, vanaf 2,5 mm en hoger). Het penabsorberende inzetstuk dat erin zit, past stevig op een werkkanaal gemaakt van warmtegeleidend metaal.

Bijna perfecte isolatie creëert een vacuümruimte in de glazen container. Het absorberende materiaal brengt de opgenomen warmte zonder verlies over en geeft het systeem een ​​efficiëntie tot 77%.

In het geval van een storing moeten verzamelaars met verenbuizen worden gerepareerd. Het is niet nodig om het hele systeem te veranderen, het is voldoende om een ​​beschadigde eenheid te detecteren, te demonteren en een nieuwe te plaatsen

Modellen met een veerelement zijn iets duurder dan coaxiale modellen, maar vanwege hun hoge efficiëntie bieden ze volwaardig comfort in de kamer en betalen ze zich snel terug.

De meest effectieve en efficiënte zijn verenflessen met interne kanalen met directe stroming. Hun daadwerkelijke efficiëntie bereikt soms recordniveaus van 80%.

Bij het installeren van de veerbuizen in het frame wordt een sterke compressiemoer met een ring en een hittebestendige pakking op de kern van elk onderdeel geplaatst.Dit zorgt voor de integriteit van de hele structuur en stelt de verzamelaar in staat om onder alle omstandigheden volledig te functioneren

De prijs van de producten is vrij hoog en tijdens de reparatie is het noodzakelijk om het volledige koelmiddel uit het systeem af te tappen en pas daarna door te gaan met het oplossen van problemen.

Wat moet het koellichaam zijn?

De warmtecollector is een ander zeer belangrijk werkelement van het vacuümverdeelstuk. Via dit knooppunt wordt de geaccumuleerde warmte van de buizen naar het koelmiddel overgebracht.

De warmtecollector bevindt zich in het bovenste deel van het apparaat. Een van de componenten, de koperen kern, ontvangt energie en brengt deze over naar de hoofdwarmtedrager die circuleert in het gesloten systeem “tank-collector-warmtewisselaar”.

Een correcte werking is gegarandeerd bij aansluiting op het systeem circulatiepomp. De automatisering die het verwarmingscomplex regelt, bewaakt duidelijk het temperatuurniveau in de kanalen en als het onder het toegestane kritische minimum valt (bijvoorbeeld 's nachts), stopt het de pomp.

Zo voorkomt u omgekeerde verwarming wanneer de koelvloeistof de warmte van het in de opslagtank verzamelde warme water begint op te vangen.

Voors en tegens van vacuümcollectoren

Het grote voordeel van de units is het vrijwel volledig ontbreken van warmteverlies tijdens bedrijf. Dit zorgt voor een vacuümomgeving, een van de hoogste kwaliteit natuurlijke isolatoren. Maar de lijst met voordelen houdt daar niet op.

Apparaten hebben andere uitgesproken voordelen:

• werkefficiëntie bij lage temperatuurindicatoren (tot -30 ° С);
• het vermogen om temperaturen op te stapelen tot 300 ° C;
• de maximaal mogelijke opname van thermische energie, inclusief het onzichtbare spectrum;
• operationele stabiliteit;
• lage gevoeligheid voor agressieve atmosferische manifestaties;
• weinig wind door de structurele kenmerken van buisvormige systemen die luchtmassa's met verschillende dichtheden door zichzelf kunnen laten gaan;
• hoge efficiëntie in regio's met een gematigd en koel klimaat met een klein aantal heldere en zonnige dagen;
• duurzaamheid onderworpen aan de basisregels voor de bediening;
• beschikbaarheid voor reparatie en de mogelijkheid om niet het hele systeem te wijzigen, maar slechts één mislukt fragment.

De nadelen zijn onder meer het onvermogen van de verzamelaars om zichzelf te reinigen van rijm, ijs, sneeuw en de hoge prijs van componenten die nodig zijn om de unit thuis te monteren.

De zonnecollector is een effectief apparaat waarmee zonne-energie vrijwel zonder verlies kan worden omgezet in thermische energie

DIY-montage

Het proces van het samenstellen van een vacuümverdeelstuk begint met de fabricage van een substraatframe voor werkitems. Het wordt direct gemonteerd op de plaats die is toegewezen aan de unit.

De grootte en afmetingen van het frame zijn volledig afhankelijk van het model dat u van plan bent te maken en worden meestal voorgeschreven in de instructies, die zich onder de ondersteunende documenten voor de componenten bevinden.

Het afgewerkte frame voor de verzamelaar wordt op het dak bevestigd zodat het een duidelijke positie inneemt en niet zwaait. Als het dak van het gebouw leisteen is, gebruiken ze draaibalken en dikke schroeven van groot kaliber. Voor andere dakbedekkingsmaterialen worden conventionele ankers gebruikt.

De plaatsen waar het kozijn aansluit op het dakvlak fixeer ik met kit, zodat er in de toekomst geen water via openingen in het huis komt. Vervolgens wordt de opslagtank op de installatielocatie afgeleverd en met schroeven aan de bovenkant van het frame bevestigd.

De volgende stap is het verzamelen van de verwarming, temperatuursensor en automatische ontluchter. Alle hulpeenheden en aanverwante onderdelen worden op de meegeleverde ontharders geplaatst. Gebruik een dopsleutel om de temperatuursensor te bevestigen.

Voorzie vervolgens de toevoer van watercommunicatie. Voor dit doel worden buizen genomen van elk materiaal dat bestand is tegen lage temperatuurindicatoren en bestand is tot 95 ° C. Goed bewezen polypropyleen buizen en fittingen.

Polypropyleen buizen zijn ideaal voor het organiseren van de aansluiting van de zonnecollector op het sanitair systeem van de woonkamer. De fittingen hebben goede fysieke kenmerken en een duurzaam uithoudingsvermogen, dienen jarenlang betrouwbaar en zijn gemakkelijk te vervangen bij scheuren of scheuren

Door de watertoevoer aan te sluiten wordt de opslagtank gevuld met water en getest op lekken. Als ergens binnen 3-4 uur lekken worden ontdekt, worden deze gerepareerd.

Aan het einde zijn verwarmingselementen geïnstalleerd. Om dit te doen, wordt de koperen buis in aluminiumfolie gewikkeld en in een vacuümbuis van glas geplaatst. Van onderaf worden een bevestigingsbeker en helmknop van duurzaam, flexibel rubber op de kolf geplaatst.

De bovenste koperen punt van de buis wordt helemaal in de koperen condensator geduwd. Viskeus thermisch contactvet wordt niet uit de leidingen verwijderd. Het vergrendelingsmechanisme wordt op de beugel vergrendeld en alle overige glazen buizen worden volgens hetzelfde principe gemonteerd.

Buisvormige zonnecollectoren hebben regelmatig onderhoud en verplichte reiniging nodig, vooral tijdens periodes van zware sneeuwval. Als u deze eenvoudige regels volgt, zullen ze lang werken en gedurende de hele operationele periode een hoog niveau van efficiëntie behouden.

Er wordt een montageblok op de constructie geplaatst, er wordt een voeding van 220 volt aan geleverd en er worden drie hulpeenheden op het systeem aangesloten: een verwarmingselement, een luchtuitlaat en een temperatuursensor.

De laatste om de controller aan te sluiten, ontworpen voor het juiste beheer van het complex. De gewenste bedrijfsparameters worden ingevoerd in het controllermenu en het systeem wordt gestart in de standaardmodus.

Een stapsgewijze instructie over de constructie van een zonnecollector wordt gegeven in dit artikel.

Hoe plaats je het apparaat?

Om de vacuümcollector volledig te laten werken en de woonkamer effectief van de nodige energie te voorzien, is het noodzakelijk dat hij de meest geschikte plaats vindt en het apparaat correct oriënteert ten opzichte van de delen van de wereld.

Vacuüm-zonnecollectoren zijn veel praktischer dan hun platte tegenhangers. Wanneer een van de werkende buizen beschadigd raakt en defect raakt, is deze heel eenvoudig te vervangen door een nieuwe. Daarna blijft het systeem werken zoals voorheen. Als er ineens geen gelegenheid is om een ​​nieuw element op zijn plaats te zetten, maakt het niet uit. De eenheid zal haar "taken" kunnen vervullen, zelfs als er een knooppunt met een beschadigd element beschikbaar is

Voor nederzettingen op het noordelijk halfrond is het belangrijk om de verzamelaar in het zuidelijke deel van het dak van het huis of aan de zonnige kant van het terrein te plaatsen. Het is wenselijk om een ​​minimale afwijking voor het vlak van het apparaat te garanderen.

Als er geen mogelijkheid is om het oppervlak naar het zuiden te richten, is het de moeite waard om tussen het westen en het oosten de lichtste hoek in de open ruimte te kiezen.

Het hoge werkrendement van de vacuümcollector is ook te danken aan het feit dat hij werkt volgens het principe van een spiegel en zijn thermische vermogen egaliseert op basis van de huidige hoogte van de zon

Het energiezonnecomplex mag geen schoorstenen, decoratieve fragmenten van de dakbedekking, verspreidende takken van bomen en hoge residentiële of technische gebouwen omvatten. Dit zal de efficiëntie verminderen en het verwarmingsniveau van de actieve elementen verminderen.

Als de unit correct is geplaatst, zal hij het hele jaar door vrijwel dezelfde warmteoverdracht bieden, ongeacht het seizoen.

Als er niet veel ervaring is met de uitvoering van complexe reparatie-, installatie- en slotenmakerswerkzaamheden, is het stofzuigen van de buizen thuis irrationeel. Dit proces is zeer arbeidsintensief en vereist speciale kennis en gespecialiseerde apparatuur.

Bovendien hebben zelfgemaakte vacuümelementen een veel lager rendement dan fabrieksonderdelen. Daarom is het het meest redelijk om producten van een gespecialiseerde fabrikant te kopen en vervolgens verschillende secties thuis te monteren.

De site heeft een selectie van artikelen over de opstelling van het zonneverwarmingssysteem, we raden u aan om te lezen:

1. Zonne-verwarmingssystemen: analyse van verwarmingstechnologie op basis van zonnesystemen
2. Een privéwoning verwarmen met zonnepanelen: schema's en apparaat
3. Flexibele zonnepanelen: typen, kenmerken + verbindingskenmerken

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Een gedetailleerde, gedetailleerde beschrijving van de vacuümbuis, het werkingsprincipe en de kenmerken van de werking van de zonnecollector als geheel. De auteur vertelt over enkele interessante nuances en laat zien dat de installatie een echt alternatief kan zijn voor een gasketel.

Interessante informatie over het werk van de zonnecollector in de winter.

Hoe u een vacuümzonnecollector thuis met uw eigen handen kunt monteren. Alle nuances van het proces, aanbevelingen en handige tips.

Als u het basisprincipe van de werking van een buisvormige vacuümzonnecollector kent, kunt u de unit zelf monteren. De installatie voldoet volledig aan persoonlijke individuele eisen en wensen.

Dit is niet al te moeilijk, maar het vereist meer aandacht, nauwgezetheid en bepaalde vaardigheden, anders neemt het risico van het beschadigen van de integriteit van de kolf en het schenden van de integriteit aanzienlijk toe.

Alle geïnteresseerden in de kwestie van keuze, installatie of zelfmontage van de zonnecollector worden uitgenodigd om opmerkingen achter te laten en vragen te stellen. Het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.