Beaucoup d’argent est dépensé pour l’alimentation en eau chaude et le chauffage des locaux. Mais il existe une source d'énergie alternative: le capteur solaire à vide. Entendu parler de cela? Il vous permet de réduire considérablement les coûts financiers liés au maintien du confort, en fournissant un effet de chauffage maximal avec une perte de chaleur minimale.
Cet appareil peut être acheté chez des fabricants d’équipements domestiques ou à la maison. Pour sélectionner un modèle approprié, pour étudier beaucoup d'informations. Nous vous aiderons à déterminer les critères de base pour l'achat.
L'article discutera du principe de fonctionnement et du dispositif du collecteur à vide. Nous parlerons des caractéristiques structurelles de différents modèles, considérons les avantages et les inconvénients de ces installations. De plus, nous décrirons en détail comment fabriquer et installer vous-même un capteur solaire à vide.
Le matériel est accompagné de vidéos, à partir desquelles vous apprendrez les caractéristiques importantes et les principes de fonctionnement des capteurs à vide.
Contenu de l'article:
- Le principe de fonctionnement de l'unité de vide
- Comment est un collecteur de type à vide?
-
Nuances de construction et classification
- Caractéristique des tubes coaxiaux
- Caractéristiques du tube de stylo
- Le principe de fonctionnement du caloduc
- Description de l'échangeur de chaleur droit en forme de U
- Comparaison de diverses modifications
- Quel devrait être le collecteur de chaleur?
- Avantages et inconvénients des capteurs à vide
- Assemblage de l'appareil avec vos propres mains
- Comment placer l'appareil?
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Le principe de fonctionnement de l'unité de vide
Le capteur solaire à vide est différent des systèmes solaires ordinaires recyclage de l'énergie solaire. Une batterie classique accepte simplement la lumière et la convertit en électricité. Le collecteur est également constitué de tubes en verre avec vide reconstitué à l'intérieur. Ils sont combinés en un seul système via des stations d'accueil spéciales.
À l'intérieur de chaque tube se trouve un canal composé d'une ou de deux barres de cuivre contenant du liquide de refroidissement. En captant les rayons du soleil, l'élément actif chauffe le liquide de refroidissement, assurant ainsi le fonctionnement du capteur.
Un capteur solaire à vide placé sur le toit d'une maison privée fournira de l'eau chaude aux résidents toute l’année et pendant la saison froide vous permettra de chauffer confortablement la pièce sans dépenser beaucoup actifs financiers
Grâce à cette conception, l'efficacité énergétique augmente considérablement et les pertes de chaleur sont considérablement réduites, car la couche de vide permet d'économiser environ 95% de l'énergie solaire capturée.
En outre, la productivité du réservoir dépend de la saisonnalité, de la température ambiante environnement et diverses conditions météorologiques, telles que: rafales de vent, temps partiellement nuageux, précipitations, etc.
Comment est un collecteur de type à vide?
Les appareils à vide modernes qui fournissent de la chaleur et de l'eau chaude dans les pièces grâce à l'énergie solaire sont technologiquement différents.
Les collecteurs sont divisés en ces types:
- tubulaire sans revêtement de protection en verre;
- module à conversion réduite;
- option plat standard;
- dispositif avec isolation transparente;
- unité aérienne;
- collecteur à vide plat.
Le capteur solaire à vide est capable de fournir de l'eau chaude et du chauffage à tout moment de l'année et par tous les temps (+)
Ils ont tous une similitude structurelle commune, ils consistent donc en:
- tube extérieur transparentd'où l'air est complètement épuisé;
- tuyau chauffésitué dans un grand tuyau, où le liquide de refroidissement liquide ou gazeux se déplace;
- un ou deux distributeurs préfabriquésjoint au tuyau d'un plus gros calibre et comprend un circuit de circulation de tubes minces placés à l'intérieur.
L'ensemble de la construction rappelle un peu un thermos à parois transparentes, dans lequel un niveau d'isolation thermique élevé sans précédent est maintenu. Grâce à cette caractéristique, le corps de la chambre à air acquiert la capacité de bien se réchauffer et de libérer totalement la ressource énergétique vers le fluide caloporteur en circulation.
Nuances de construction et classification
Les capteurs à vide sont classés en fonction du type de tubes de verre installés dans la structure ou en fonction des caractéristiques des gaines thermiques. Les tubes sont généralement coaxiaux et en plumes, et les canaux thermiques sont en forme de U droit et de type caloduc. .
Caractéristique des tubes coaxiaux
Les tubes coaxiaux sont une double bouteille thermos en verre avec un vide créé artificiellement entre les parois. La surface interne du tube comporte une couche de revêtement spécial absorbant la chaleur, de sorte que le transfert de chaleur se produit directement à partir des parois de l'ampoule en verre.
Les tubes coaxiaux sont fabriqués à partir de verre à haute résistance à base de borosilicates, qui offre une grande capacité de transmission de la lumière. Les éléments, selon le fabricant, ont jusqu’à trois couches de pulvérisation magnétron, démontrent une excellente résistance et résistance à diverses manifestations atmosphériques (pluie, grêle, etc.), résister à une pression de 1 MPa et servir de façon fiable pour 15 ans
En tant qu'élément absorbant, un tube de cuivre contenant la composition d'éther est soudé dans le tube de verre. En cours de chauffage, il s'évapore, libère efficacement sa chaleur, se condense et s'écoule au fond du tube. Ensuite, le cycle est répété, créant ainsi un processus continu d'échange de chaleur.
Caractéristiques du tube de stylo
Les tubes de plumes sous vide ont une plus grande épaisseur de paroi que les coaxiaux et ne consistent pas en deux, mais en un seul flacon. L'élément d'absorption interne en cuivre est alimenté sur toute la longueur par un amplificateur durable - une plaque ondulée avec un revêtement absorbant beaucoup d'énergie.
En raison de cette caractéristique structurelle, le vide est situé directement dans le canal thermique, dont une partie est intégrée directement dans le ballon avec l'absorbant.
À l'intérieur du tube à vide contient une plaque, sa forme ressemble à une plume. En termes d’efficacité, il dépasse les capacités de son homologue coaxial, mais a une capacité nettement supérieure. coût et difficile à remplacer en cas de violation de l'intégrité du ballon ou de défaillance du système de chauffage élément
Les collecteurs, fabriqués à partir de tubes à vide en plumes, sont considérés comme les plus efficaces de leur catégorie, ils s’acquittent parfaitement des tâches et servent de manière fiable pendant de nombreuses années.
Le principe de fonctionnement du caloduc
Les caloducs sont composés de tubes fermés contenant une composition liquide facilement évaporable. Sous l'influence de la lumière du soleil, il se réchauffe, passe dans la partie supérieure du canal et s'y concentre dans un collecteur de chaleur spécial (collecteur).
Le fluide de travail à ce moment abandonne toute la chaleur accumulée et redescend pour reprendre le processus.
Le manchon de l’échangeur thermique à tubes thermiques est raccordé à l’échangeur thermique du manifold par une prise spéciale, scellée dans l’échangeur thermique à 1 tuyau lui-même ou autour d’un échangeur thermique à 2 tubes.
L'élément de travail du caloduc du canal thermique est en cuivre, dans des cas plus rares, en aluminium. Il présente une résistance élevée aux charges d’exploitation, sert de manière fiable pendant 15 ans, a un prix raisonnable. est l’un des éléments les plus populaires des héliosystèmes à vide modernes de type tubulaire
L'énergie libérée par le réservoir de chaleur attire le liquide de refroidissement et le transfère plus loin dans le système, assurant ainsi la présence d'eau chaude dans les robinets et les radiateurs. Le système de caloduc est facile à installer et offre des performances élevées.
Les capteurs équipés de tubes à vide pour caloducs se distinguent par un bon niveau de fiabilité et conviennent à une utilisation non seulement dans la vie quotidienne, mais également dans les systèmes solaires thermiques à haute pression
En cas de panne ou de panne sans difficulté, il est possible de remplacer un nœud endommagé par un nouveau sans recourir à la reconstruction de l’ensemble du système.
Les travaux de réparation peuvent être facilement effectués directement sur le site du collecteur, sans démonter l'unité ni déployer des efforts inutiles.
Description de l'échangeur de chaleur droit en forme de U
L'échangeur de chaleur à tubes a la forme d'un U. L'eau ou le liquide de refroidissement du système de chauffage circule à l'intérieur. Une partie de l'élément est destinée au liquide de refroidissement froid et la seconde élimine correctement le fluide déjà chauffé.
Lors de l'éclatement, le composé actif se dilate et pénètre dans le réservoir d'accumulation, créant ainsi la circulation naturelle du fluide dans le système. Un revêtement sélectif spécial appliqué sur les parois internes augmente la capacité d'absorption de chaleur et augmente l'efficacité du système dans son ensemble.
Comparés aux conduits thermiques, les produits en forme de U ont une plus grande résistance hydraulique, imposent des exigences accrues au liquide de refroidissement et sont beaucoup plus coûteux. Les collecteurs fonctionnant sur des tubes en U droits ne peuvent pas fonctionner sous haute pression et assurent un transfert de chaleur de haute qualité uniquement pendant la saison chaude.
Les tubes de type U présentent des performances élevées et permettent un transfert de chaleur solide, mais ils présentent un inconvénient important. Ils constituent une construction holistique avec une variété et sont toujours montés avec elle.
Remplacer un seul tube qui a échoué, ne fonctionnera pas. Pour la réparation, vous devrez démonter complètement le complexe et en mettre un nouveau à la place.
Comparaison de diverses modifications
Dans la fabrication des hélioagrégats, les canaux thermiques et les tubes en verre sous vide destinés aux capteurs solaires sont combinés de différentes manières.
Les modèles coaxiaux avec caloduc sont les plus populaires parmi les consommateurs. Les acheteurs sont attirés par le prix loyal des appareils et par un service très simple et abordable tout au long de leur cycle de vie.
Capteur solaire à vide avec caloduc fonctionnant parfaitement réparé. Le remplacement des tubes endommagés est effectué sur le site et ne prévoit pas le démantèlement du système ni son déplacement. Cependant, le transfert de chaleur dans ces modèles est difficile, car le rendement à la sortie n’est pas supérieur à 65%.
Les appareils à vide dotés de canaux caloducs font preuve d'une grande fiabilité et ne sont soumis à aucune restriction d'utilisation, même dans les complexes thermiques solaires à haute pression.
Les appareils avec un ballon coaxial contenant des canaux rectilignes en forme de U sont également inclus dans la liste des appareils recherchés. Ils se caractérisent par des paramètres tels que la perte de chaleur faible et l'efficacité de 70% et plus.
Pour un fonctionnement correct, un appareil à vide avec canal en U doit être correctement installé. Il est souhaitable que l'angle d'inclinaison minimal soit d'au moins 20⁰. Seulement dans ce mode de réalisation fournira un retour maximum.
La situation est quelque peu gâchée: processus de réparation complexe, maintenance spécifique en cours de fonctionnement et impossibilité de remplacer un seul nœud endommagé. Si quelque chose arrive à l'appareil, il est démonté et un collecteur absolument nouveau est mis en place.
Les tubes de plumes sont structurellement un seul cylindre en verre avec des parois épaisses et solides (selon le fabricant à partir de 2,5 mm). L'intérieur de l'insert absorbant du stylo s'adapte étroitement au canal de travail en métal thermoconducteur.
Une isolation presque parfaite crée un vide dans le récipient en verre. L'absorbant transfère la chaleur absorbée sans perte et fournit au système une efficacité pouvant atteindre 77%.
En cas de panne, les capteurs à tubes de plumes sont réparables. Il n'est pas nécessaire de changer tout le système, il suffit de détecter l'unité endommagée, de la démonter et d'en installer une nouvelle à cet endroit.
Les modèles avec élément en forme de plume sont un peu plus chers que les modèles coaxiaux, mais grâce à leur grande efficacité, ils offrent un confort complet à l'intérieur et sont rapidement rentables.
Les plus efficaces et les plus productifs sont les flacons de plumes avec des canaux internes à flux direct. Leur efficacité réelle atteint parfois des niveaux record de 80%.
Lors du montage des tubes de plume dans le cadre sur le noyau de chaque pièce, porter un écrou à compression fort avec un anneau et un joint résistant à la chaleur. Cela garantit l'intégrité de toute la structure et permet au collecteur de fonctionner pleinement dans toutes les conditions.
Le prix des produits est assez élevé et lors des réparations, il est impératif de vider tout le liquide de refroidissement du système et de commencer le dépannage.
Quel devrait être le collecteur de chaleur?
Le collecteur de chaleur est un autre élément de travail très important du collecteur à vide. À travers ce noeud, la chaleur accumulée est transférée des tubes au liquide de refroidissement.
Le collecteur de chaleur est placé en haut de l'appareil. L'un de ses composants, le noyau de cuivre, reçoit de l'énergie et la transfère au liquide de refroidissement principal qui circule dans le système fermé «échangeur de chaleur du réservoir collecteur».
Le travail correct est garanti connecté au système. pompe de circulation. L’automatisation contrôlant le complexe de chauffage suit clairement le niveau de température dans les canaux et, en cas de tombe en dessous du minimum critique autorisé (par exemple, la nuit), cesse de fonctionner la pompe.
Cela vous permet d'éviter un réchauffement inverse lorsque le liquide de refroidissement commence à capter la chaleur de l'eau chaude recueillie dans le réservoir de stockage.
Avantages et inconvénients des capteurs à vide
Le principal avantage des unités est l’absence quasi-totale de pertes de chaleur en cours de fonctionnement. Ceci fournit un environnement de vide, qui est l’un des isolants naturels de la plus haute qualité. Mais la liste des avantages ne s'arrête pas là.
Les appareils présentent d’autres avantages distincts:
- performances à basses températures (jusqu'à -30 ° C);
- capacité à accumuler des températures jusqu'à 300 ° C;
- l'absorption maximale possible de l'énergie thermique, y compris le spectre invisible;
- stabilité opérationnelle;
- faible sensibilité aux manifestations atmosphériques agressives;
- faible voile, en raison des caractéristiques structurelles des systèmes tubulaires pouvant traverser des masses d'air de différentes densités;
- haut niveau d'efficacité dans les régions à climat tempéré et frais avec peu de temps clair et ensoleillé;
- durabilité conformément aux règles de fonctionnement de base;
- la disponibilité pour la réparation et la possibilité de changer non pas le système entier, mais seulement un fragment cassé.
Le capteur solaire est un dispositif efficace qui permet de convertir, pratiquement sans perte, l’énergie solaire en chaleur.
Les inconvénients comprennent l'incapacité des capteurs à s'auto-nettoyer du gel, de la glace, de la neige et le prix élevé des composants nécessaires pour assembler l'unité à la maison.
Assemblage de l'appareil avec vos propres mains
Le processus d'assemblage d'un collecteur à vide commence par la fabrication d'un cadre-substrat pour les éléments de travail. Il est monté immédiatement à la place qui est allouée à l'unité.
La taille et les dimensions du cadre dépendent entièrement du modèle que vous envisagez de réaliser et sont généralement décrites dans les instructions situées dans les documents d'accompagnement des composants.
Le cadre fini sous le capteur est fixé sur le toit de sorte qu’il occupe une position dégagée et ne pivote pas. Si le toit du bâtiment est en ardoise, on utilise une poutre obrestotochny et des vis épaisses de gros calibre. Les ancres conventionnelles sont utilisées pour d'autres matériaux de toiture.
Les endroits où le cadre s'adapte à la surface du toit sont en outre fixés avec un produit d'étanchéité afin que, à l'avenir, aucune eau ne pénètre dans la maison par les trous. Ensuite, un réservoir d'accumulation est livré sur le site d'installation et il est fixé à l'aide de vis au sommet du cadre.
À l'étape suivante, le réchauffeur, le capteur de température et l'évent automatisé sont collectés. Toutes les unités auxiliaires et les pièces connexes sont placées sur les coussins adoucissants inclus. Une clé à douille est utilisée pour fixer le capteur de température.
Ensuite, équiper l’approvisionnement en eau de communication. À cette fin, des tubes en n'importe quel matériau résistant aux paramètres de basse température et capable de résister jusqu'à 95 ° C sont pris. Bien prouvé tuyaux et raccords en polypropylène.
Les tuyaux en polypropylène sont idéaux pour organiser la connexion du capteur solaire avec le système de plomberie du logement. L'armature présente de bonnes performances physiques et une bonne endurance opérationnelle, sert de manière fiable pendant de nombreuses années et peut être facilement remplacée en cas de fissure ou de déchirure
Une fois le système d'alimentation en eau raccordé, le réservoir de stockage est rempli d'eau et son étanchéité est contrôlée. Si des fuites ont été trouvées quelque part dans les 3-4 heures, elles sont éliminées.
À la fin, installez les éléments chauffants. Pour ce faire, le tube de cuivre est enveloppé d’une feuille d’aluminium et placé dans un tube à vide en verre. Au fond du ballon, ils ont placé une coupelle de fixation et une chaussure en caoutchouc durable et flexible.
L'extrémité supérieure en cuivre du tube est poussée dans le condensateur en laiton jusqu'à son arrêt. La graisse de contact thermique visqueuse n'est pas retirée des tuyaux. Encliquetez le mécanisme de verrouillage sur le support et montez tous les tubes de verre restants selon le même principe.
Les capteurs solaires tubulaires nécessitent un entretien régulier et un nettoyage obligatoire, en particulier pendant la période de neige active. Si vous suivez ces règles simples, elles fonctionneront longtemps et resteront très efficaces tout au long de leur vie.
Un bloc de montage est placé sur la structure, une alimentation de 220 volts y est amenée et trois unités auxiliaires sont connectées au système - élément chauffant, évent et capteur de température.
Ce dernier est connecté au contrôleur, conçu pour la gestion correcte du complexe. Dans le menu du contrôleur, définissez les paramètres de fonctionnement souhaités et démarrez le système en mode standard.
Des instructions pas à pas sur la construction d’un capteur solaire sont données dans cet article.
Comment placer l'appareil?
Pour que le collecteur à vide puisse fonctionner pleinement et fournir efficacement à l’espace de vie le l’énergie, il est nécessaire de trouver le meilleur emplacement et d’orienter correctement l’appareil par rapport à parties du monde.
Les capteurs solaires à vide sont beaucoup plus pratiques que leurs homologues plats. Lorsqu'un des tuyaux en service est endommagé et en panne, il est très facile de le remplacer par un nouveau. Après cela, le système continuera à fonctionner comme avant. Si à la fois il n’est pas possible de mettre un nouvel élément à la place de celui qui a été gâté, cela n’a aucune importance. L'unité sera en mesure d'accomplir ses "tâches", même avec la présence d'un nœud avec un élément endommagé
Pour les colonies de l'hémisphère nord, il est important de placer un collecteur dans la partie sud du toit de la maison ou sur le côté ensoleillé du site. Il est souhaitable d'assurer pour le plan de l'instrument l'écart minimal.
S'il n'y a aucune possibilité de diriger la surface vers le sud, il convient de choisir entre l'ouest et l'est la perspective la plus légère dans un espace ouvert.
La grande efficacité de travail du capteur de type à vide est également due au fait qu’il agit selon le principe du miroir et qu’il régule sa puissance thermique en fonction de la hauteur actuelle du soleil.
Le complexe d'énergie solaire ne doit pas être fermé par des cheminées, des fragments décoratifs de toiture, des branches d'arbres tentaculaires et des bâtiments résidentiels ou techniques de grande hauteur. Cela réduira l'efficacité du travail et réduira le niveau de chauffage des éléments existants.
Si l'appareil est correctement positionné, il assurera presque le même transfert de chaleur tout au long de l'année, quelle que soit la saison.
S'il n'y a pas beaucoup d'expérience dans la réalisation de travaux complexes de réparation, d'assemblage et de plomberie, il est irrationnel d'évacuer les tuyaux à la maison. Ce processus est très laborieux et nécessite des connaissances spéciales et un équipement spécialisé.
De plus, les éléments du type à vide, fabriqués indépendamment, ont un rendement beaucoup plus faible que les pièces d'origine. Par conséquent, il est plus raisonnable d'acheter des produits auprès du fabricant principal et d'essayer ensuite d'assembler plusieurs sections à la maison.
Le site propose une sélection d'articles sur la disposition du système de chauffage solaire, nous vous conseillons de lire:
- Systèmes de chauffage solaire: analyse des technologies pour l'agencement du chauffage sur la base de systèmes solaires
- Chauffage d'une maison privée avec des panneaux solaires: le schéma et l'appareil
- Panneaux solaires flexibles: types, caractéristiques + caractéristiques de connexion
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Description détaillée du tube à vide, de son principe de fonctionnement et des caractéristiques du fonctionnement du capteur solaire dans son ensemble. L'auteur évoque quelques nuances intéressantes et montre que l'installation peut constituer une véritable alternative à la chaudière à gaz.
Informations intéressantes sur le travail du capteur solaire en hiver.
Comment monter correctement un capteur solaire sous vide avec vos propres mains chez vous. Toutes les nuances du processus, recommandations et astuces utiles.
Connaissant le principe de base du fonctionnement d’un capteur solaire à vide tubulaire, vous pouvez assembler l’appareil vous-même. L'installation répondra pleinement aux exigences et aux besoins individuels.
Ce n’est pas trop difficile, mais cela demande plus d’attention, de scrupule et certaines compétences, sinon le risque d'endommager l'intégrité du ballon et de perturber son intégrité de manière significative est en augmentation.
Toute personne intéressée par le choix, l'installation ou l'auto-assemblage d'un capteur solaire est encouragée à poster des commentaires et à poser des questions. Le formulaire de contact est situé dans le bloc inférieur.
