Se gasta mucho dinero en el suministro de agua caliente y calefacción de espacios. Pero hay una fuente alternativa de energía: el colector solar de vacío. Escuchado sobre esto? Le permite reducir significativamente los costos financieros de mantener la comodidad, proporcionando un efecto de calentamiento máximo con una pérdida de calor mínima.
Este dispositivo se puede comprar a los fabricantes de artículos para el hogar o armarse en casa. Para seleccionar un modelo adecuado, para estudiar mucha información. Le ayudaremos a determinar los criterios básicos para la compra.
El artículo discutirá el principio de operación y el dispositivo del colector de vacío. Hablaremos sobre las características estructurales de varios modelos, considerando los pros y los contras de estas instalaciones. Además, describiremos detalladamente cómo hacer e instalar un colector solar de vacío usted mismo.
El material se acompaña de videos, a partir de los cuales aprenderá sobre las características y principios importantes del funcionamiento de los colectores de vacío.
Contenido del artículo:
- El principio de funcionamiento de la unidad de vacío.
- ¿Cómo es un colector tipo vacío?
-
Matices constructivos y clasificación.
- Característica de los tubos coaxiales.
- Características del tubo de la pluma
- El principio de funcionamiento del tubo de calor.
- Descripción del intercambiador de calor en forma de U
- Comparación de varias modificaciones.
- ¿Qué debe ser el colector de calor?
- Pros y contras de los colectores de vacío
- Ensamblando la unidad con tus propias manos.
- ¿Cómo colocar el dispositivo?
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
El principio de funcionamiento de la unidad de vacío.
El colector solar de vacío se diferencia de los sistemas solares ordinarios en la forma reciclaje de energía solar. Una batería clásica simplemente acepta la luz y la convierte en electricidad. El colector también consta de tubos de vidrio con vacío recreado en su interior. Se combinan en un solo sistema a través de estaciones de acoplamiento especiales.
Dentro de cada tubo hay un canal de una o dos barras de cobre con refrigerante. Al captar los rayos del sol, el elemento activo calienta el refrigerante del material, asegurando así el funcionamiento del colector.
Un colector solar de vacío colocado en el techo de una casa privada proporcionará agua caliente a los residentes Durante todo el año, y durante la estación fría, podrá calentar la habitación cómodamente sin gastar mucho. activos financieros
Debido a este diseño, el nivel de eficiencia energética aumenta significativamente, y las pérdidas de calor se reducen significativamente, ya que la capa de vacío le permite ahorrar aproximadamente el 95% de la energía solar capturada.
Además, la dependencia de la productividad del yacimiento de la estacionalidad, la temperatura ambiente Medio ambiente y diversas condiciones climáticas, tales como: ráfagas de viento, tiempo parcialmente nublado, precipitación, etc.
¿Cómo es un colector tipo vacío?
Los modernos dispositivos de vacío que proporcionan calor y agua caliente a las habitaciones debido a la energía solar son tecnológicamente diferentes.
Los coleccionistas se dividen en estos tipos:
- Tubular sin recubrimiento protector de vidrio;
- módulo con conversión reducida;
- Opción plana estándar;
- Dispositivo con aislamiento transparente;
- unidad de aire
- Colector de vacío plano.
El colector solar de vacío puede proporcionar agua caliente y calefacción en cualquier época del año y en cualquier clima (+)
Todos ellos tienen una similitud estructural común, por lo que consisten en:
- tubo exterior transparentede donde el aire está completamente agotado;
- tubo calentadoubicado en un tubo grande, donde se desplaza el líquido o el refrigerante gaseoso;
- uno o dos distribuidores prefabricadosunidos a la tubería de un calibre más grande e incluye un circuito de circulación de tubos delgados colocados en el interior.
Toda la construcción recuerda algo a un termo con paredes transparentes, en el que se mantiene un alto nivel de aislamiento térmico sin precedentes. Debido a esta característica, el cuerpo del tubo interno adquiere la capacidad de calentarse bien y liberar completamente el recurso de energía al refrigerante en circulación.
Matices constructivos y clasificación.
Los colectores de vacío se clasifican por el tipo de tubos de vidrio instalados en la estructura o por las características de los conductos de calor. Los tubos suelen ser coaxiales y de plumas, y los canales de calor son del tipo de tubo recto y recto en forma de U. .
Característica de los tubos coaxiales.
Los tubos coaxiales son un termo de vidrio doble con espacio de vacío creado artificialmente entre las paredes. La superficie interna del tubo tiene una capa de recubrimiento especial que absorbe el calor, por lo que la transferencia real de calor se produce directamente desde las paredes de la bombilla de vidrio.
Los tubos coaxiales están hechos de vidrio de alta resistencia a base de borosilicatos, que tiene una alta capacidad de transmisión de luz. Los elementos, según el fabricante, tienen hasta tres capas de pulverización magnetrón, demuestran una excelente resistencia y resistencia a diversas manifestaciones atmosféricas (lluvia, granizo, etc.), resistir una presión de 1 Mpa y servir de manera confiable para 15 años
Como elemento absorbente, un tubo de cobre que contiene la composición de éter se suelda en el tubo de vidrio. En el proceso de calentamiento, se evapora, libera efectivamente su calor, se condensa y fluye hacia el fondo del tubo. Luego se repite el ciclo, creando así un proceso continuo de intercambio de calor.
Características del tubo de la pluma
Los tubos de plumas de vacío tienen un grosor de pared mayor que los coaxiales y no están formados por dos, sino por un matraz. El elemento de absorción interno hecho de cobre se suministra a lo largo de toda la longitud con un amplificador duradero, una placa corrugada con un revestimiento absorbente de alta energía.
Debido a esta característica estructural, el vacío se encuentra directamente en el canal de calor, parte del cual, junto con el absorbente, se integra directamente en el matraz.
En el interior del tubo de vacío contiene una placa, su forma se asemeja a una pluma. En términos de eficiencia, supera las capacidades de su contraparte coaxial, pero tiene una capacidad significativamente mayor Costo y dificultad de reemplazo en caso de violación de la integridad del matraz o falla del calentamiento. elemento
Los colectores, fabricados sobre la base de tubos de vacío de plumas, se consideran los más efectivos de su clase, se encargan perfectamente de las tareas y sirven de manera confiable durante muchos años.
El principio de funcionamiento del tubo de calor.
Los tubos de calor incluyen un tubo cerrado que contiene una composición líquida que se evapora fácilmente. Bajo la influencia de la luz solar, se calienta, pasa a la región superior del canal y se concentra allí en un colector de calor especial (colector).
El fluido de trabajo en este momento abandona todo el calor acumulado y baja nuevamente para reanudar el proceso.
El manguito del intercambiador de calor de la tubería de calor está conectado al intercambiador de calor del colector a través de una toma especial, sellado en el intercambiador de calor de 1 tubo o alrededor de un intercambiador de calor de 2 tubos.
El elemento de trabajo de la tubería de calor del canal de calor está hecho de cobre, en casos más raros, de aluminio. Presenta alta resistencia a las cargas operativas, sirve de manera confiable durante 15 años, tiene un nivel razonable cuesta y es uno de los elementos más populares de los modernos heliosistemas de vacío de tipo tubular
La energía liberada del depósito de calor extrae el refrigerante y lo transfiere a lo largo del sistema, lo que garantiza la presencia de agua caliente en los grifos y radiadores. El sistema de tubería de calor es fácil de instalar y demuestra un alto rendimiento.
Los colectores equipados con tubos de vacío de tubo de calor se distinguen por un buen nivel de confiabilidad y son adecuados para su uso no solo en la vida cotidiana, sino también en sistemas de energía solar térmica de alta presión.
En el caso de una avería o fallo sin ninguna dificultad, es posible reemplazar un nodo dañado por uno nuevo sin recurrir a la reconstrucción de todo el sistema.
El trabajo de reparación se puede realizar fácilmente en el sitio del colector, sin desmontar la unidad y sin poner un esfuerzo innecesario en el trabajo.
Descripción del intercambiador de calor en forma de U
El intercambiador de calor de tubo tiene la forma de una U. El agua o el refrigerante de trabajo del sistema de calefacción circula en el interior. Una parte del elemento está diseñada para refrigerante frío y la segunda elimina correctamente el ya calentado.
Durante el encendido, el compuesto activo se expande y entra en el tanque de acumulación, creando así la circulación natural del fluido en el sistema. Un recubrimiento selectivo especial aplicado a las paredes internas aumenta la capacidad de absorción de calor y aumenta la eficiencia del sistema en su conjunto.
En comparación con las tuberías de tipo tubo de calor, los productos en forma de U tienen una mayor resistencia hidráulica, imponen mayores exigencias al refrigerante y son mucho más caros. Los colectores que operan en tubos en U rectos no pueden operar a alta presión y proporcionan una transferencia de calor de alta calidad solo durante la temporada cálida.
Los tubos tipo U muestran un alto rendimiento y proporcionan una transferencia de calor sólida, pero tienen un inconveniente importante. Constituyen una construcción holística con un colector y siempre se montan con ella.
Reemplace un solo tubo que falló, no funcionará. Para reparaciones, deberá desmontar todo el complejo por completo y colocar uno nuevo en su lugar.
Comparación de varias modificaciones.
En la fabricación de helioagregados, los canales térmicos y los tubos de vidrio de vacío para colectores solares se combinan en varias combinaciones.
Los modelos coaxiales con tubo de calor son los más populares entre los consumidores. Los compradores se sienten atraídos por el precio leal de los dispositivos y el servicio muy simple y asequible durante todo el ciclo de vida.
Colector solar de vacío con una tubería de calor de tubería de trabajo perfectamente reparada. El reemplazo de tubos dañados se lleva a cabo en el sitio y no permite desmontar el sistema ni moverlo a otra ubicación. Sin embargo, la transferencia de calor en estos modelos es difícil, debido a que la eficiencia en la salida no es más del 65%.
Los dispositivos de vacío con canales de tubería de calor demuestran una alta confiabilidad y no tienen restricciones de uso incluso en complejos térmicos solares de alta presión.
Los dispositivos con un matraz coaxial que contiene canales rectos en forma de U también se incluyen en la lista de los buscados. Se caracterizan por parámetros tales como baja pérdida de calor y eficiencia del 70% o más.
Para que funcione correctamente, debe instalarse correctamente un dispositivo de vacío con un canal en U. Es deseable que el ángulo mínimo de inclinación sea de al menos 20. Sólo en esta realización se proporcionará el máximo rendimiento.
La situación está algo arruinada: el complejo proceso de reparación, el mantenimiento específico durante la operación y la incapacidad de reemplazar un solo nodo dañado. Si algo le sucede al dispositivo, se desmonta y se coloca un colector absolutamente nuevo.
Los tubos de plumas son estructuralmente un solo cilindro hecho de vidrio con paredes gruesas y resistentes (según el fabricante de 2.5 mm y más). El interior del inserto absorbente de la pluma se ajusta firmemente al canal de trabajo hecho de metal conductor del calor.
Un aislamiento casi perfecto crea un espacio de vacío dentro del recipiente de vidrio. El absorbente transfiere el calor absorbido sin pérdida y proporciona una eficiencia del sistema de hasta el 77%.
En caso de fallo, los colectores con tubos de plumas son reparables. No es necesario cambiar todo el sistema, basta con detectar la unidad dañada, desmontarla y colocar una nueva en este lugar.
Los modelos con un elemento de plumas son algo más caros que los coaxiales, pero debido a su alta eficiencia, proporcionan un confort completo en la habitación y se pagan rápidamente por sí mismos.
Los más efectivos y productivos son los matraces de plumas con canales internos de flujo directo. Su eficiencia real a veces alcanza niveles récord del 80%.
Cuando monte los tubos de plumas en el marco en el núcleo de cada pieza, use una tuerca de compresión fuerte con un anillo y una junta resistente al calor. Esto garantiza la integridad de toda la estructura y permite que el colector funcione completamente en cualquier condición.
El precio de los productos es bastante alto, y al realizar reparaciones, es imperativo drenar todo el refrigerante del sistema y solo así comenzar la solución de problemas.
¿Qué debe ser el colector de calor?
El colector de calor es otro elemento de trabajo muy importante del colector de vacío. A través de este nodo, el calor acumulado se transfiere de los tubos al refrigerante.
El colector de calor se coloca en la parte superior del dispositivo. Uno de sus componentes, el núcleo de cobre, recibe energía y la transfiere al refrigerante principal que circula en el sistema cerrado "intercambiador de calor del tanque colector".
El trabajo correcto está garantizado conectado al sistema. bomba de circulación. La automatización que controla el complejo de calefacción sigue claramente el nivel de temperatura en los canales y, en caso de su cae por debajo del mínimo crítico permitido (por ejemplo, por la noche), deja de funcionar la bomba
Esto le permite evitar el calentamiento inverso cuando el refrigerante comienza a captar el calor del agua caliente que se acumula en el tanque de almacenamiento.
Pros y contras de los colectores de vacío
La principal ventaja de las unidades se denomina ausencia casi total de pérdidas de calor durante la operación. Esto proporciona un entorno de vacío, que es uno de los aisladores naturales de más alta calidad. Pero la lista de beneficios no termina ahí.
Los dispositivos tienen otras ventajas distintivas:
- rendimiento a bajas temperaturas (hasta -30 ° C);
- Capacidad de acumular temperaturas hasta 300 ° C;
- la máxima absorción posible de energía térmica, incluido el espectro invisible;
- estabilidad operacional;
- baja susceptibilidad a manifestaciones atmosféricas agresivas;
- Vela baja, debido a las características estructurales de los sistemas tubulares que pueden pasar a través de las masas de aire de diferentes densidades;
- alto nivel de eficiencia en regiones con un clima templado y fresco con pocos días claros y soleados;
- durabilidad en cumplimiento de las reglas básicas de funcionamiento;
- disponibilidad para reparación y la capacidad de cambiar no todo el sistema, sino solo un fragmento roto.
El colector solar es un dispositivo eficaz que permite virtualmente sin pérdidas convertir la energía solar en calor.
Las desventajas incluyen la incapacidad de los colectores para autolimpiarse de las heladas, el hielo, la nieve y el alto precio de los componentes necesarios para ensamblar la unidad en casa.
Ensamblando la unidad con tus propias manos.
El proceso de ensamblaje de un colector de vacío comienza con la fabricación de un marco-sustrato para los elementos de trabajo. Se monta inmediatamente en el lugar asignado para la unidad.
El tamaño y las dimensiones del marco dependen completamente del modelo que se planea realizar y, por lo general, se prescriben en las instrucciones que se encuentran entre los documentos adjuntos para los componentes.
El marco terminado debajo del colector se fija en el techo para que ocupe una posición despejada y no se balancee. Si el techo del edificio es de pizarra, se utilizan obrestotochnye viga y tornillos gruesos de gran calibre. Los anclajes convencionales se utilizan para otros materiales de techo.
Los lugares donde el marco se ajusta a la superficie del techo también se fijan con sellador para que en el futuro no entre agua en la casa a través de los orificios. Luego se entrega un tanque de acumulación al sitio de instalación y se sujeta con tornillos a la parte superior del marco.
En el siguiente paso, se recolectan el calentador, el sensor de temperatura y la salida de aire automatizada. Todas las unidades auxiliares y las piezas relacionadas se colocan en las almohadillas de reblandecimiento incluidas. Se utiliza una llave de tubo para fijar el sensor de temperatura.
A continuación, equipar el suministro de comunicaciones de agua. Para este propósito, se toman tuberías de cualquier material resistente a parámetros de baja temperatura y capaces de soportar hasta 95 ° C. Bien probado Tuberías y accesorios de polipropileno..
Las tuberías de polipropileno son ideales para organizar la conexión del colector solar con el sistema de tuberías de la vivienda. La armadura tiene un buen rendimiento físico y resistencia operacional, sirve de manera confiable durante muchos años y se reemplaza fácilmente en caso de grietas o desgarros
Una vez conectado el sistema de suministro de agua, el tanque de almacenamiento se llena con agua y se prueba su estanqueidad. Si se han encontrado fugas en algún lugar dentro de las 3-4 horas, se eliminan.
Al final instalar los elementos de calefacción. Para hacer esto, el tubo de cobre se envuelve con una lámina de aluminio y se coloca en un tubo de vacío hecho de vidrio. Desde la parte inferior del matraz pusieron una taza de fijación y una bota de goma resistente y flexible.
La punta de cobre superior del tubo se empuja dentro del condensador de latón hasta que se detiene. La grasa de contacto térmico viscosa no se elimina de las tuberías. Encaje el mecanismo de bloqueo en el soporte y monte todos los tubos de vidrio restantes siguiendo el mismo principio.
Los colectores solares tubulares necesitan un mantenimiento regular y una limpieza obligatoria, especialmente durante el período de nevadas activas. Si sigue estas reglas simples, funcionarán durante mucho tiempo y mantendrán un alto nivel de eficiencia durante toda la vida operativa.
Se coloca un bloque de montaje en la estructura, se lleva una fuente de alimentación de 220 voltios y se conectan tres unidades auxiliares al sistema: elemento de calefacción, ventilación y sensor de temperatura.
Este último está conectado al controlador, diseñado para la correcta gestión del complejo. En el menú del controlador, realice los parámetros de operación deseados e inicie el sistema en modo estándar.
Se dan instrucciones paso a paso sobre la construcción de un colector solar en este articulo.
¿Cómo colocar el dispositivo?
Para que el colector de vacío pueda funcionar por completo y proporcionar de manera efectiva el espacio vital con los elementos necesarios. energía, es necesario encontrar el mejor lugar para ello y orientar correctamente el dispositivo con respecto a partes del mundo
Los colectores solares al vacío son mucho más prácticos que sus contrapartes planas. Cuando uno de los tubos de trabajo se daña y falla, es muy fácil reemplazarlo por uno nuevo. Después de eso, el sistema continuará funcionando como antes. Si de una vez no hay posibilidad de poner un elemento nuevo en lugar del que está echado a perder, no importa. La unidad podrá realizar sus "tareas", incluso con la presencia de un nodo con un elemento dañado
Para los asentamientos del hemisferio norte, es importante colocar un colector en la parte sur del techo de la casa o en el lado soleado del sitio. Es deseable asegurar para el plano del instrumento la desviación mínima.
Si no hay posibilidad de dirigir la superficie hacia el sur, vale la pena elegir entre el oeste y el este la perspectiva más clara en el espacio abierto.
La alta eficiencia de trabajo del colector tipo vacío también se debe al hecho de que actúa de acuerdo con el principio del espejo y nivela su potencia térmica en función de la altura actual del sol.
El complejo de energía solar no debe cerrarse con chimeneas, fragmentos decorativos de techos, ramas de árboles en expansión y edificios residenciales o técnicos de gran altura. Esto reducirá la eficiencia del trabajo y reducirá el nivel de calentamiento de los elementos existentes.
Si la unidad está colocada correctamente, proporcionará casi la misma transferencia de calor durante todo el año, independientemente de la temporada.
Si no existe una gran experiencia en la implementación de trabajos complejos de reparación, montaje y plomería, es irracional evacuar las tuberías en el hogar. Este proceso es muy laborioso y requiere un conocimiento especial y un equipo especializado.
Además, los elementos del tipo de vacío, fabricados de forma independiente, tienen un nivel de eficiencia mucho más bajo que las piezas de fábrica. Por lo tanto, es más razonable comprar productos del fabricante principal y luego tratar de ensamblar varias secciones en casa.
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Conclusiones y video útil sobre el tema.
Descripción detallada y detallada del tubo de vacío, el principio de su trabajo y las características del funcionamiento del colector solar en su conjunto. El autor cuenta algunos matices interesantes y muestra que la instalación puede ser una alternativa real a la caldera de gas.
Información interesante sobre el trabajo del colector solar en invierno.
Cómo montar correctamente un colector solar de vacío con tus propias manos en casa. Todos los matices del proceso, recomendaciones y consejos útiles.
Si conoce el principio básico de funcionamiento de un colector solar de vacío tubular, puede montar la unidad usted mismo. La instalación cumplirá con los requisitos y necesidades individuales y personales.
Esto no es demasiado difícil, pero requiere mayor atención, escrupulosidad y ciertas habilidades, de lo contrario, el riesgo de dañar la integridad del matraz e interrumpir su integridad significativamente esta aumentando
Se anima a cualquier persona interesada en elegir, instalar o autoensamblar un colector solar a publicar comentarios y hacer preguntas. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.
