Spousta peněz je vynaložena na zásobování teplou vodou a vytápění prostoru. Ale existuje alternativní zdroj energie - vakuový solární kolektor. Slyšeli jste o tom? Umožňuje výrazně snížit finanční náklady spojené s udržováním komfortu a poskytuje maximální tepelný efekt s minimálními tepelnými ztrátami.
Toto zařízení lze zakoupit u výrobců domácích přístrojů nebo se smontovat doma. Chcete-li vybrat vhodný model, prostudujte si mnoho informací. Pomůžeme vám určit základní kritéria nákupu.
Článek se bude zabývat principem provozu a zařízením vakuového kolektoru. Budeme hovořit o konstrukčních rysech různých modelů, zvážit výhody a nevýhody těchto instalací. Kromě toho podrobně popíšeme, jak vytvořit a nainstalovat vakuový solární kolektor sami.
Materiál je doplněn videem, ze kterého se dozvíte o důležitých vlastnostech a principech provozu vakuových kolektorů.
Obsah článku:
- Princip činnosti vakuové jednotky
- Jak je vakuový typ kolektor?
-
Konstrukční nuance a klasifikace
- Charakteristika koaxiálních trubek
- Vlastnosti pera
- Princip činnosti tepelné trubky tepelného potrubí
- Popis přímého výměníku tepla ve tvaru písmene U
- Porovnání různých modifikací
- Co by měl být sběrač tepla?
- Výhody a nevýhody vakuových kolektorů
- Montáž jednotky vlastními rukama
- Jak umístit zařízení?
- Závěry a užitečné video na toto téma
Princip činnosti vakuové jednotky
Vakuový solární kolektor se liší od běžných solárních systémů recyklace solární energie. Klasická baterie jednoduše přijímá světlo a převádí ji na elektřinu. Kolektor se skládá také ze skleněných trubek s vnitřním vakuem. Kombinují se do jednoho systému pomocí speciálních dokovacích stanic.
Uvnitř každé trubky je kanál jedné nebo dvou měděných tyčí s chladivem. Aktivní prvek, který zachytí sluneční paprsky, ohřívá chladivo, čímž zajišťuje provoz kolektoru.
Vakuový solární kolektor umístěný na střeše soukromého domu poskytne obyvatelům teplou vodu po celý rok, a během chladného období vám umožní pohodlně vytápět místnost bez velkých výdajů finančních aktiv
Díky této konstrukci se významně zvyšuje úroveň energetické účinnosti a tepelné ztráty jsou výrazně sníženy, protože vakuová vrstva umožňuje ušetřit přibližně 95% zachycené sluneční energie.
Kromě toho závislost produktivity rezervoáru na sezónnosti, teplotě okolí prostředí a různé povětrnostní podmínky, jako jsou poryvy větru, částečně zamračené počasí, srážky atd.
Jak je vakuový typ kolektor?
Moderní vakuová zařízení, která poskytují místnosti s teplou a teplou vodou díky sluneční energii, jsou technologicky odlišná.
Sběratelé jsou rozděleni do těchto typů:
- tubulární bez ochranného skla;
- modul se sníženou konverzí;
- standardní byt;
- zařízení s průhlednou izolací;
- vzduchová jednotka;
- plochý vakuový kolektor.
Vakuový solární kolektor je schopen zajistit teplou vodu a vytápění kdykoliv během roku a za každého počasí (+)
Všechny mají společnou strukturní podobnost, takže se skládají z:
- vnější průhledná trubkaodkud je vzduch zcela vyčerpán;
- vyhřívaná trubkanachází se ve velké trubce, kde se pohybuje kapalné nebo plynné chladivo;
- jeden nebo dva prefabrikované distributoryspojen s trubkou většího kalibru a obsahuje cirkulační okruh tenkých trubek umístěných uvnitř.
Celá konstrukce je poněkud připomínající termosku s průhlednými stěnami, ve které je zachována nebývalá vysoká tepelná izolace. Díky této vlastnosti získává vnitřní trubkové těleso schopnost se dobře zahřát a plně uvolnit zdroj energie do cirkulujícího chladiva.
Konstrukční nuance a klasifikace
Vakuové kolektory jsou klasifikovány podle typu skleněných trubic instalovaných ve struktuře nebo podle vlastností tepelných kanálů. Trubky jsou obvykle koaxiální a peří a topné kanály jsou typu U ve tvaru písmene U a tepelných trubek. .
Charakteristika koaxiálních trubek
Koaxiální trubice jsou dvojitá skleněná termoska s vakuovým prostorem vytvořeným uměle mezi stěnami. Vnitřní povrch trubky má vrstvu speciálního povlaku absorbujícího teplo, takže skutečný přenos tepla probíhá přímo ze stěn skleněné baňky.
Koaxiální trubice jsou vyrobeny z vysoce pevného skla na bázi borosilikátů, které mají vysokou propustnost světla. Prvky v závislosti na výrobci mají až tři vrstvy magnetronového naprašování, vykazují vynikající pevnost a pevnost odolnost vůči různým atmosférickým projevům (déšť, krupobití atd.), vydrží tlak 1 Mpa a spolehlivě slouží pro 15 let
Jako absorpční prvek je do skleněné trubice pájena měděná trubka obsahující etherovou kompozici. V procesu ohřevu se odpařuje, účinně uvolňuje své teplo, kondenzuje a teče na dno trubky. Pak se cyklus opakuje, čímž se vytvoří kontinuální proces výměny tepla.
Vlastnosti pera
Vakuové trubičky z peří mají větší tloušťku stěny než koaxiální a nemají dvě, ale jednu baňku. Vnitřní absorpční prvek z mědi je dodáván po celé délce odolným zesilovačem - vlnitou deskou s vysoce energeticky absorbujícím povlakem.
Díky tomuto konstrukčnímu znaku je vakuum umístěno přímo v tepelném kanálu, jehož část je společně s absorbentem integrována přímo do baňky.
Uvnitř vakuové trubice je deska, jejíž tvar připomíná peří. Pokud jde o efektivitu, převyšuje možnosti jeho koaxiálního protějšku, ale má výrazně vyšší hodnoty náklady a obtížné nahradit v případě porušení integrity baňky nebo selhání topení prvek
Kolektory, vyrobené na bázi perových vakuových trubic, jsou ve své třídě považovány za nejefektivnější, perfektně se s těmito úkoly vyrovnávají a spolehlivě slouží po mnoho let.
Princip činnosti tepelné trubky tepelného potrubí
Tepelná trubka tepelných trubek se skládá z uzavřených trubek obsahujících snadno odpařovací kapalnou směs. Pod vlivem slunečního světla se ohřívá, přechází do horní oblasti kanálu a koncentruje se ve speciálním kolektoru tepla (rozdělovači).
Pracovní tekutina v tomto okamžiku vzdá veškerého nahromaděného tepla a opět klesá, aby proces pokračovala.
Trubka výměníku tepla tepelného potrubí je připojena k tepelnému výměníku rozdělovače přes speciální hrdlo, utěsněné v samotném 1-trubkovém výměníku tepla nebo kolem 2-trubkového výměníku tepla.
Pracovní prvek tepelné trubky tepelného kanálu je vyroben z mědi, ve vzácnějších případech z hliníku. Vykazuje vysokou odolnost vůči provozním zatížením, spolehlivě slouží po dobu 15 let, má rozumnou hodnotu cena a je jedním z nejpopulárnějších prvků moderních vakuových heliosystémů trubicového typu
Uvolněná energie z tepelného zásobníku čerpá chladicí kapalinu a přenáší ji dále podél systému, čímž je zajištěna přítomnost horké vody v kohoutcích a radiátorech. Systém tepelných trubek se snadno instaluje a vykazuje vysoký výkon.
Kolektory vybavené vakuovými trubicemi se vyznačují dobrou mírou spolehlivosti a jsou vhodné pro použití nejen v každodenním životě, ale také ve vysokotlakých solárních tepelných systémech.
V případě poruchy nebo poruchy bez jakýchkoliv obtíží je možné vyměnit poškozený uzel za nový, aniž by se uchýlil k rekonstrukci celého systému.
Opravné práce lze snadno provádět přímo na místě kolektoru, bez demontáže jednotky a bez zbytečné práce.
Popis přímého výměníku tepla ve tvaru písmene U
Trubkový výměník tepla má tvar U. Uvnitř cirkuluje voda nebo pracovní chladicí kapalina topného systému. Jedna část prvku je určena pro chladicí chladicí kapalinu a druhá správně odstraňuje již zahřáté těleso.
Během žhavení se účinná látka rozpíná a vstupuje do akumulační nádrže, čímž se vytváří přirozená cirkulace tekutiny v systému. Speciální selektivní povlak aplikovaný na vnitřní stěny zvyšuje schopnost absorpce tepla a zvyšuje účinnost systému jako celku.
Ve srovnání s trubkami typu tepelného potrubí mají výrobky ve tvaru písmene U větší hydraulický odpor, kladou zvýšené nároky na chladivo a jsou mnohem dražší. Kolektory pracující na přímých U-trubkách nemohou pracovat pod vysokým tlakem a poskytují vysoce kvalitní přenos tepla pouze v teplém období.
Trubky typu U vykazují vysoký výkon a dávají tuhý přenos tepla, ale mají jednu významnou nevýhodu. Představují jednu holistickou konstrukci s různorodým tvarem a jsou s ní vždy namontovány.
Nahraďte jedinou trubku, která selhala, nebude fungovat. Pro opravu bude nutné celý komplex kompletně demontovat a umístit nový.
Porovnání různých modifikací
Při výrobě helioaggregátů se kombinují tepelné kanály a vakuové skleněné trubice pro solární kolektory v různých kombinacích.
Koaxiální modely s teplovodním potrubím jsou nejoblíbenější mezi spotřebiteli. Kupující láká loajální cena zařízení a velmi jednoduchá a cenově dostupná služba v průběhu celého životního cyklu.
Vakuový solární kolektor s teplovodním potrubím pracovní trubky dokonale opraven. Výměna poškozených trubek se provádí na místě a nezajišťuje demontáž systému nebo jeho přemístění na jiné místo. Přenos tepla u těchto modelů je však obtížný, protože účinnost na výstupu není vyšší než 65%.
Vakuová zařízení s kanály tepelných trubek vykazují vysokou spolehlivost a nemají žádná omezení pro použití ani ve vysokotlakých solárních termálních komplexech.
Zařízení s koaxiální bankou s přímými kanály ve tvaru písmene U jsou také zařazena do seznamu hledaných. Vyznačují se takovými parametry, jako je nízká tepelná ztráta a účinnost 70% a vyšší.
Pro správnou funkci musí být správně instalováno vakuové zařízení s U-kanálem. Je žádoucí, aby minimální úhel sklonu byl alespoň 20 °. Pouze v tomto provedení bude zajištěna maximální návratnost.
Situace je poněkud zkažená: komplexní proces opravy, specifická údržba během provozu a neschopnost nahradit jeden poškozený uzel. Pokud se s přístrojem něco stane, je demontován a je zaveden zcela nový kolektor.
Trubky z peří jsou konstrukčně jeden válec ze skla se silnými silnými stěnami (v závislosti na výrobci od 2,5 mm a více). Vnitřek absorpční vložky pro pero těsně přiléhá k pracovnímu kanálu z tepelně vodivého kovu.
Téměř dokonalá izolace vytváří uvnitř skleněné nádoby vakuový prostor. Absorbent přenáší absorbované teplo bez ztráty a zajišťuje účinnost systému až 77%.
V případě poruchy je možné opravovat kolektory s trubkami z peří. Není nutné měnit celý systém, stačí detekovat poškozenou jednotku, demontovat ji a na tomto místě umístit nový.
Modely s prvkem z peří jsou poněkud dražší než koaxiální, ale vzhledem k jejich vysoké účinnosti poskytují kompletní komfort v místnosti a rychle zaplatí sami za sebe.
Nejúčinnější a nejproduktivnější jsou perní baňky s vnitřními kanály přímého proudění. Jejich skutečná efektivita někdy dosahuje rekordních 80%.
Při montáži trubek z peří do rámu na jádru každého dílu noste silnou kompresní matici s kroužkem a tepelně odolným těsněním. To zajišťuje integritu celé konstrukce a umožňuje kolektoru plně fungovat za všech podmínek.
Cena výrobků je poměrně vysoká a při provádění oprav je nutné vypustit celou chladicí kapalinu ze systému a teprve poté začít s odstraňováním problémů.
Co by měl být sběrač tepla?
Dalším důležitým pracovním prvkem vakuového kolektoru je sběrač tepla. Prostřednictvím tohoto uzlu se nahromaděné teplo přenáší z trubek do chladiva.
Sběrač tepla je umístěn v horní části zařízení. Jedna z jeho součástí, měděné jádro, přijímá energii a přenáší ji do hlavního chladiva cirkulujícího v uzavřeném systému „výměník tepla sběrné nádrže“.
K systému je zaručena správná práce. oběhové čerpadlo. Automatizace řízení topného komplexu jasně sleduje teplotní hladinu v kanálech a v případě její regulace klesá pod přípustné kritické minimum (například v noci), přestane fungovat čerpadla.
To vám umožní vyhnout se zpětnému ohřevu, když chladicí kapalina začne zachytávat teplo horké vody shromážděné v zásobníku.
Výhody a nevýhody vakuových kolektorů
Hlavní výhodou jednotek je téměř úplná absence tepelných ztrát během provozu. To poskytuje vakuové prostředí, které je jedním z nejkvalitnějších přírodních izolátorů. Seznam výhod však nekončí.
Zařízení mají další výrazné výhody:
- výkon při nízkých teplotách (do -30 ° C);
- schopnost akumulovat teploty do 300 ° C;
- maximální možnou absorpci tepelné energie, včetně neviditelného spektra;
- provozní stabilita;
- nízká citlivost na agresivní atmosférické projevy;
- nízká plachta, vzhledem ke konstrukčním vlastnostem trubicových systémů, které mohou procházet vzduchovými hmotami různých hustot;
- vysoká účinnost v regionech s mírným a chladným podnebím s několika jasnými a slunečnými dny;
- trvanlivost v souladu se základními pravidly provozu;
- dostupnost k opravě a schopnost měnit ne celý systém, ale pouze jeden zlomený fragment.
Solární kolektor je účinné zařízení, které umožňuje prakticky bez ztráty přeměnit sluneční energii na teplo
Nevýhodou je neschopnost kolektorů pro samočisticí čištění před mrazem, ledem, sněhem a vysoká cena komponentů potřebných pro montáž jednotky doma.
Montáž jednotky vlastními rukama
Proces montáže vakuového kolektoru začíná výrobou rámového substrátu pro pracovní předměty. Je namontován okamžitě v místě, které je pro jednotku přiděleno.
Velikost a rozměry rámu závisí zcela na modelu, který má být proveden, a jsou obvykle předepsány v pokynech umístěných mezi průvodními dokumenty pro komponenty.
Hotový rám pod kolektorem je upevněn na střeše tak, že zaujímá jasnou polohu a neotáčí se. Pokud je střecha budovy břidlice, použijí se obrestotochny paprsek a tlusté šrouby velkého kalibru. Pro ostatní střešní materiály se používají běžné kotvy.
Místa, kde se rám hodí k povrchu střechy, jsou dodatečně upevněna tmelem tak, aby se v budoucnu voda nedostala do domu skrz otvory. Poté se na místo montáže dodá akumulační nádrž a upevní se šrouby do horní části rámu.
V dalším kroku se shromáždí ohřívač, teplotní čidlo a automatizovaný odvzdušňovací otvor. Všechny pomocné jednotky a související díly jsou umístěny na přiložených změkčovacích podložkách. K upevnění teplotního čidla se používá klíčový klíč.
Dále vybavit zásobování vodou. Pro tento účel se používají trubky z jakéhokoliv materiálu odolného vůči nízkoteplotním parametrům a schopné odolat až 95 ° C. Dobře osvědčené polypropylenové trubky a tvarovky.
Trubky z polypropylenu jsou ideální pro uspořádání připojení solárního kolektoru s instalatérským systémem obydlí. Armatura má dobrý fyzický výkon a provozní vytrvalost, spolehlivě funguje po mnoho let a snadno se vymění v případě trhlin nebo trhlin.
Po připojení systému přívodu vody je zásobník naplněn vodou a testován na těsnost. Pokud byly úniky nalezeny někde do 3 - 4 hodin, jsou odstraněny.
Na konci namontujte topná tělesa. K tomu je měděná trubka obalena hliníkovým plechem a umístěna ve vakuové trubici ze skla. Od dna baňky položili upevňovací kelímek a botu z odolné pružné gumy.
Horní měděný hrot trubky je zatlačen do mosazného kondenzátoru, dokud se nezastaví. Viskózní tepelný kontaktní tuk není z potrubí odstraněn. Zajistěte pojistný mechanismus na držák a všechny zbývající skleněné zkumavky namontujte na stejný princip.
Trubkové solární kolektory vyžadují pravidelnou údržbu a povinné čištění, zejména v období aktivního sněžení. Pokud se budete řídit těmito jednoduchými pravidly, budou pracovat po dlouhou dobu a udržovat vysokou úroveň efektivity po celou dobu životnosti.
Na konstrukci se položí montážní blok, přivede se na něj 220 V napájecí zdroj a na systém se připojí tři pomocné jednotky - topné těleso, odvzdušnění a teplotní čidlo.
Ten je připojen k regulátoru, navržený pro správné řízení komplexu. V menu regulátoru proveďte požadované provozní parametry a spusťte systém ve standardním režimu.
Podrobný návod na konstrukci solárního kolektoru je uveden v tohoto článku.
Jak umístit zařízení?
Aby vakuový kolektor mohl plně fungovat a účinně poskytovat životní prostor potřebným energie, je nutné pro něj najít nejlepší místo a správně orientovat zařízení částí světa.
Vakuové solární kolektory jsou mnohem praktičtější než jejich ploché protějšky. Když se jedna z pracovních trubek poškodí a selže, je velmi snadné ji vyměnit za novou. Poté bude systém nadále fungovat jako dříve. Pokud najednou neexistuje možnost dát nový prvek na místo zkaženého, nezáleží na tom. Jednotka bude schopna plnit své „povinnosti“, a to i za přítomnosti uzlu s poškozeným prvkem
Pro osady severní polokoule je důležité umístit kolektoru v jižní části střechy domu nebo na slunné straně areálu. Je žádoucí zajistit pro rovinu nástroje minimální odchylku.
Pokud neexistuje možnost nasměrovat povrch na jih, stojí za to zvolit mezi západem a východem nejsvětlejší perspektivu v otevřeném prostoru.
Vysoká pracovní účinnost vakuového kolektoru je také dána tím, že působí podle zrcadlového principu a vyrovnává svůj tepelný výkon na základě aktuální výšky slunce.
Energetický solární komplex by neměl být uzavřen komíny, ozdobnými střechami střech, rozlehlými větvemi stromů a vysokými obytnými či technickými budovami. To sníží efektivitu práce a sníží úroveň vytápění stávajících prvků.
Pokud je jednotka umístěna správně, zajistí téměř stejný přenos tepla po celý rok bez ohledu na sezónu.
Pokud nejsou žádné velké zkušenosti s realizací komplexních oprav a montáží a instalatérských prací, je iracionální odvádět potrubí doma. Tento proces je velmi pracný a vyžaduje speciální znalosti a specializované vybavení.
Kromě toho mají prvky vakuového typu, vyrobené nezávisle, mnohem nižší účinnost než tovární díly. Proto je nejvhodnější nakupovat produkty od hlavního výrobce a pak se pokusit sestavit několik sekcí doma.
Na stránkách je k dispozici výběr článků o uspořádání solárního systému, doporučujeme Vám přečíst si:
- Solární systémy: analýza technologií pro uspořádání vytápění na základě solárních systémů
- Vytápění soukromého domu se solárními panely: schéma a zařízení
- Flexibilní solární panely: typy, charakteristiky + funkce připojení
Závěry a užitečné video na toto téma
Podrobný, podrobný popis vakuové trubice, princip její práce a vlastnosti fungování solárního kolektoru jako celku. Autor vypráví o některých zajímavých nuancích a ukazuje, že instalace může být skutečnou alternativou plynového kotle.
Zajímavé informace o práci solárního kolektoru v zimním období.
Jak správně namontovat vakuový solární kolektor vlastníma rukama doma. Všechny nuance procesu, doporučení a užitečné tipy.
Znáte-li základní princip činnosti trubkového vakuového solárního kolektoru, můžete sestavu sestavit sami. Instalace bude plně vyhovovat individuálním individuálním požadavkům a potřebám.
To není příliš obtížné, ale vyžaduje zvýšenou pozornost, ostražitost a určité riziko, jinak hrozí riziko poškození integrity baňky a narušení její integrity se zvyšuje.
Každý, kdo má zájem o výběr, instalaci nebo vlastní montáž solárního kolektoru, je vyzván, aby psal komentáře a klást otázky. Kontaktní formulář je umístěn ve spodním bloku.
