Il principio di funzionamento di un collettore solare sottovuoto con tubi

Si spendono molti soldi per la fornitura di acqua calda e il riscaldamento degli ambienti. Ma esiste una fonte di energia alternativa: il collettore solare sottovuoto. Sentito parlare di questo? Consente di ridurre in modo significativo i costi finanziari del mantenimento del comfort, fornendo il massimo effetto di riscaldamento con una minima perdita di calore.

Questo dispositivo può essere acquistato da produttori di apparecchiature domestiche o assemblato a casa. Per selezionare un modello adatto, per studiare molte informazioni. Ti aiuteremo a determinare i criteri di base per l'acquisto.

L'articolo discuterà il principio di funzionamento e il dispositivo del collettore sottovuoto. Parleremo delle caratteristiche strutturali di vari modelli, consideriamo i pro ei contro di queste installazioni. Inoltre, descriveremo dettagliatamente come realizzare e installare autonomamente un collettore solare sottovuoto.

Il materiale è accompagnato da video, dai quali apprenderete le importanti caratteristiche e principi di funzionamento dei collettori sottovuoto.

Il principio di funzionamento dell'unità del vuoto

Il collettore solare sottovuoto si differenzia dai normali sistemi solari riciclaggio di energia solare. Una batteria classica accetta semplicemente la luce e la converte in elettricità. Il collettore comprende anche tubi di vetro con il vuoto ricreato all'interno. Sono combinati in un unico sistema attraverso speciali docking station.

All'interno di ciascun tubo c'è un canale di uno o due tubi di rame con refrigerante. Catturando i raggi del sole, l'elemento attivo riscalda il materiale refrigerante, garantendo così il funzionamento del collettore.

Grazie a questo design, il livello di efficienza energetica aumenta in modo significativo e le perdite di calore sono significativamente ridotte, poiché lo strato di vuoto consente di risparmiare circa il 95% dell'energia solare catturata.

Inoltre, la dipendenza della produttività del serbatoio dalla stagionalità, dalla temperatura ambiente ambiente e varie condizioni meteorologiche, come: raffiche di vento, tempo parzialmente nuvoloso, precipitazioni, ecc.

Com'è un collettore del tipo a vuoto?

I moderni dispositivi per il vuoto che forniscono agli ambienti calore e acqua calda a causa dell'energia solare sono tecnologicamente diversi.

I collezionisti sono divisi in questi tipi:

• tubolare senza rivestimento protettivo in vetro;
• modulo con conversione ridotta;
• opzione piatta standard;
• dispositivo con isolamento trasparente;
• unità aerea;
• collettore di vuoto piano.

Hanno tutti una comune somiglianza strutturale, quindi consistono in:

• tubo trasparente esternoda dove l'aria è completamente esaurita;
• tubo riscaldatosituato in un grande tubo, dove si muove il liquido di raffreddamento liquido o gassoso;
• uno o due distributori prefabbricatiunito al tubo di un calibro più grande e include un circuito di circolazione di tubi sottili posti all'interno.

L'intera costruzione ricorda in qualche modo un thermos con pareti trasparenti, in cui viene mantenuto un alto livello di isolamento termico senza precedenti. Grazie a questa caratteristica, il corpo del tubo interno acquisisce la capacità di riscaldarsi bene e di rilasciare completamente la risorsa energetica al refrigerante circolante.

Sfumature costruttive e classificazione

I collettori del tipo a vuoto sono classificati in base al tipo di tubi di vetro installati nella struttura o alle caratteristiche dei condotti di calore. I tubi sono di solito coassiali e piumati, mentre i canali di riscaldamento sono a forma di U e di tipo heat pipe. .

Caratteristica dei tubi coassiali

I tubi coassiali sono un doppio thermos di vetro con lo spazio vuoto creato artificialmente tra le pareti. La superficie interna del tubo ha uno strato di speciale rivestimento che assorbe il calore, quindi il trasferimento effettivo di calore avviene direttamente dalle pareti del bulbo di vetro.

Come elemento assorbente, un tubo di rame contenente la composizione eterica viene saldato nel tubo di vetro. Nel processo di riscaldamento, evapora, rilascia efficacemente il suo calore, condensa e scorre verso il fondo del tubo. Quindi il ciclo viene ripetuto, creando così un processo continuo di scambio termico.

Caratteristiche del tubo della penna

I tubi di piume sottovuoto hanno uno spessore della parete maggiore di quelli coassiali e non sono costituiti da due, ma da una fiasca. L'elemento di assorbimento interno in rame viene fornito lungo l'intera lunghezza con un amplificatore duraturo: una lastra corrugata con un rivestimento ad alta energia assorbente.

A causa di questa caratteristica strutturale, il vuoto si trova direttamente nel canale di calore, una parte della quale, insieme con l'assorbente, è integrata direttamente nel pallone.

I collettori, realizzati sulla base di tubi sottovuoto di piume, sono considerati i più efficaci della loro categoria, sono perfettamente in grado di assolvere i compiti e servono in modo affidabile per molti anni.

Il principio di funzionamento del tubo di calore del tubo di calore

Heat pipe heat pipe consiste in tubi chiusi contenenti una composizione liquida facilmente evaporante. Sotto l'influenza della luce solare, si riscalda, passa nella regione superiore del canale e si concentra in un apposito collettore di calore (collettore).

Il fluido di lavoro in questo momento si scarica tutto il calore accumulato e scende di nuovo per riprendere il processo.

Il manicotto dello scambiatore di calore del tubo di calore è collegato allo scambiatore di calore del collettore tramite una presa speciale, sigillata nello scambiatore di calore a 1 tubo stesso o attorno a uno scambiatore di calore a 2 tubi.

L'energia rilasciata dal serbatoio di calore preleva il liquido di raffreddamento e lo trasferisce ulteriormente lungo il sistema, garantendo così la presenza di acqua calda nei rubinetti e nei radiatori. Il sistema heat pipe è facile da installare e dimostra prestazioni elevate.

In caso di guasto o guasto senza alcuna difficoltà, è possibile sostituire un nodo danneggiato con uno nuovo senza ricorrere alla ricostruzione dell'intero sistema.

I lavori di riparazione possono essere facilmente eseguiti direttamente sul sito del raccoglitore, senza smantellare l'unità e senza impegnare inutilmente il lavoro.

Descrizione dello scambiatore di calore dritto a forma di U

Lo scambiatore di calore a tubo ha la forma di una U. All'interno circola acqua o liquido di raffreddamento funzionante dell'impianto di riscaldamento. Una parte dell'elemento è destinata al refrigerante freddo e la seconda rimuove correttamente quella già riscaldata.

Durante l'incandescenza, il composto attivo si espande ed entra nel serbatoio di accumulo, creando così la circolazione naturale del fluido nel sistema. Uno speciale rivestimento selettivo applicato alle pareti interne aumenta la capacità di assorbimento del calore e aumenta l'efficienza del sistema nel suo complesso.

I tubi di tipo U esibiscono alte prestazioni e danno un trasferimento di calore solido, ma hanno uno svantaggio significativo. Costituiscono una costruzione olistica con una varietà e sono sempre montate con essa.

Sostituire un singolo tubo singolo che non ha funzionato, non funzionerà. Per la riparazione, sarà necessario smantellare completamente l'intero complesso e rimetterne uno nuovo al suo posto.

Confronto di varie modifiche

Nella produzione di elioaggregati, canali termici e tubi di vetro sottovuoto per collettori solari sono combinati in varie combinazioni.

I modelli coassiali con una heat pipe heat pipe sono i più popolari tra i consumatori. Gli acquirenti sono attratti dal prezzo fedele dei dispositivi e dal servizio semplice e conveniente per tutto il ciclo di vita.

I dispositivi per vuoto con canali di heat pipe dimostrano un'elevata affidabilità e non hanno restrizioni sull'uso anche nei complessi solari termici ad alta pressione.

Dispositivi con un pallone coassiale contenente canali a forma di U diritta sono anche inclusi nell'elenco di quelli ricercati. Sono caratterizzati da parametri quali bassa perdita di calore ed efficienza del 70% e oltre.

La situazione è alquanto rovinata: il complesso processo di riparazione, la manutenzione specifica durante il funzionamento e l'incapacità di sostituire un singolo nodo danneggiato. Se qualcosa accade al dispositivo, viene smantellato e viene installato un raccoglitore assolutamente nuovo.

I tubi di piume sono strutturalmente un unico cilindro in vetro con pareti spesse e resistenti (a seconda del produttore da 2,5 mm e oltre). L'interno dell'inserto assorbente della penna si adatta perfettamente al canale di lavoro in metallo conduttore di calore.

Un isolamento quasi perfetto crea uno spazio vuoto all'interno del contenitore di vetro. Assorbente trasferisce il calore assorbito senza perdita e fornisce l'efficienza del sistema fino al 77%.

I modelli con un elemento piuma sono in qualche modo più costosi di quelli coassiali, ma grazie alla loro elevata efficienza, offrono un comfort completo nella stanza e si ammortizzano rapidamente.

Le boccette di piuma più efficaci e produttive con i canali interni a flusso diretto. La loro effettiva efficienza raggiunge talvolta livelli record dell'80%.

Il prezzo dei prodotti è piuttosto elevato e, quando si eseguono riparazioni, è assolutamente necessario scaricare l'intero refrigerante dal sistema e solo successivamente iniziare la risoluzione dei problemi.

Quale dovrebbe essere il collettore di calore?

Il collettore di calore è un altro elemento di lavoro molto importante del collettore sottovuoto. Attraverso questo nodo il calore accumulato viene trasferito dai tubi al refrigerante.

Il collettore di calore è posizionato nella parte superiore del dispositivo. Uno dei suoi componenti, l'anima in rame, riceve energia e la trasferisce al refrigerante principale che circola nel sistema chiuso "scambiatore di calore del serbatoio del collettore".

Il lavoro corretto è garantito connesso al sistema. pompa di circolazione. L'automazione che controlla il complesso di riscaldamento segue chiaramente il livello di temperatura nei canali e, nel caso del suo scende al di sotto del minimo critico consentito (ad esempio di notte), cessa di funzionare la pompa.

Ciò consente di evitare il riscaldamento all'indietro quando il liquido di raffreddamento inizia a raccogliere il calore dell'acqua calda raccolta nel serbatoio di stoccaggio.

Pro e contro dei collettori sottovuoto

Il principale vantaggio delle unità è chiamato l'assenza quasi completa di perdite di calore durante il funzionamento. Ciò fornisce un ambiente di vuoto, che è uno degli isolanti naturali di più alta qualità. Ma l'elenco dei benefici non finisce qui.

I dispositivi hanno altri vantaggi distinti:

• prestazioni a basse temperature (fino a -30 ° C);
• capacità di accumulare temperature fino a 300 ° C;
• il massimo assorbimento possibile di energia termica, compreso lo spettro invisibile;
• stabilità operativa;
• bassa suscettibilità alle manifestazioni atmosferiche aggressive;
• vela bassa, a causa delle caratteristiche strutturali dei sistemi tubolari che possono attraversare le masse d'aria di diversa densità;
• alto livello di efficienza in regioni con un clima temperato e fresco con poche giornate limpide e soleggiate;
• durata nel rispetto delle regole di base;
• disponibilità per la riparazione e la possibilità di cambiare non l'intero sistema, ma solo un frammento rotto.

Gli svantaggi includono l'incapacità dei raccoglitori di autopulizia dal gelo, dal ghiaccio, dalla neve e dal prezzo elevato dei componenti necessari per assemblare l'unità a casa.

Assemblando l'unità con le proprie mani

Il processo di assemblaggio di un collettore di vuoto inizia con la produzione di un substrato di telaio per oggetti di lavoro. Viene montato immediatamente nel luogo assegnato per l'unità.

Le dimensioni e le dimensioni del telaio dipendono interamente dal modello che si prevede di realizzare e sono generalmente prescritte nelle istruzioni che si trovano tra i documenti di accompagnamento dei componenti.

I punti in cui il telaio si adatta alla superficie del tetto vengono inoltre fissati con il sigillante in modo che in futuro l'acqua non penetri nella casa attraverso i fori. Quindi un serbatoio di accumulo viene consegnato al sito di installazione e viene fissato con viti nella parte superiore del telaio.

Nella fase successiva, vengono raccolti il ​​riscaldatore, il sensore di temperatura e la presa d'aria automatica. Tutte le unità ausiliarie e le parti correlate sono posizionate sulle pastiglie di ammorbidimento incluse. Una chiave a bussola viene utilizzata per fissare il sensore di temperatura.

Successivamente, equipaggiare la fornitura di comunicazioni idriche. A tale scopo vengono prelevati tubi di qualsiasi materiale resistente ai parametri di bassa temperatura e in grado di sopportare fino a 95 ° C. Ben provato tubi e raccordi in polipropilene.

Dopo aver collegato il sistema di approvvigionamento idrico, il serbatoio di stoccaggio viene riempito con acqua e testato per la tenuta. Se le perdite sono state trovate da qualche parte entro 3-4 ore, vengono eliminate.

Alla fine installare gli elementi riscaldanti. Per fare questo, il tubo di rame viene avvolto con un foglio di alluminio e inserito in un tubo a vuoto in vetro. Dal fondo del flacone mettono una tazza di fissaggio e uno stivale di gomma resistente e flessibile.

La punta superiore in rame del tubo viene spinta nel condensatore di ottone finché non si arresta. Il grasso viscoso per contatto termico non viene rimosso dai tubi. Agganciare il meccanismo di bloccaggio sulla staffa e montare tutti i restanti tubi di vetro sullo stesso principio.

Un blocco di montaggio è posto sulla struttura, un alimentatore da 220 volt viene portato ad esso, e tre unità ausiliarie sono collegate al sistema - un elemento di riscaldamento, una presa d'aria e un sensore di temperatura.

Quest'ultimo è collegato al controller, progettato per la corretta gestione del complesso. Nel menu del controller, impostare i parametri operativi desiderati e avviare il sistema in modalità standard.

Vengono fornite istruzioni passo-passo sulla costruzione di un collettore solare questo articolo.

Come posizionare il dispositivo?

In modo che il collettore di vuoto possa funzionare pienamente e fornire efficacemente lo spazio abitativo con il necessario energia, è necessario trovare il posto migliore e orientare correttamente il dispositivo rispetto a parti del mondo.

Per gli insediamenti dell'emisfero settentrionale, è importante posizionare un collettore nella parte meridionale del tetto della casa o sul lato soleggiato del sito. È auspicabile garantire per il piano dello strumento la deviazione minima.

Se non esiste la possibilità di dirigere la superficie verso sud, vale la pena scegliere tra l'ovest e l'est la prospettiva più leggera nello spazio aperto.

Il complesso solare di energia non dovrebbe essere chiuso da camini, frammenti decorativi di coperture, rami di alberi che si estendono su grandi alberi o edifici residenziali o tecnici. Ciò ridurrà l'efficienza del lavoro e ridurrà il livello di riscaldamento degli elementi esistenti.

Se l'unità è posizionata correttamente, fornirà quasi lo stesso trasferimento di calore durante tutto l'anno, indipendentemente dalla stagione.

Se non c'è una grande esperienza nell'implementazione di riparazioni complesse e lavori di assemblaggio e idraulici, è irrazionale evacuare i tubi a casa. Questo processo è molto laborioso e richiede conoscenze speciali e attrezzature specializzate.

Inoltre, gli elementi del tipo a vuoto, realizzati in modo indipendente, hanno un livello di efficienza molto inferiore rispetto ai componenti di fabbrica. Pertanto, è più ragionevole acquistare prodotti dal produttore principale, quindi provare a assemblare diverse sezioni a casa.

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2. Riscaldamento di una casa privata con pannelli solari: lo schema e il dispositivo
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Conclusioni e video utili sull'argomento

Descrizione dettagliata e dettagliata del tubo a vuoto, il principio del suo lavoro e le caratteristiche del funzionamento del collettore solare nel suo complesso. L'autore racconta alcune interessanti sfumature e mostra che l'installazione può essere una vera alternativa alla caldaia a gas.

Informazioni interessanti sul lavoro del collettore solare nel periodo invernale.

Come montare correttamente un collettore solare sottovuoto con le proprie mani a casa. Tutte le sfumature del processo, consigli e suggerimenti utili.

Conoscendo il principio di base del funzionamento di un collettore solare sottovuoto tubolare, è possibile assemblare l'unità da soli. L'installazione soddisferà pienamente le esigenze e le esigenze personali individuali.

Questo non è troppo difficile, ma richiede maggiore attenzione, scrupolosità e talune abilità, altrimenti il ​​rischio di danneggiare l'integrità della fiasca e di interromperne significativamente l'integrità sta aumentando

Chiunque sia interessato a scegliere, installare o autoassemblare un collettore solare è invitato a inviare commenti e porre domande. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.