Dużo pieniędzy wydaje się na zaopatrzenie w ciepłą wodę i ogrzewanie pomieszczeń. Ale istnieje alternatywne źródło energii - próżniowy kolektor słoneczny. Słyszałeś o tym? Pozwala to znacznie obniżyć koszty finansowe utrzymania komfortu, zapewniając maksymalny efekt ogrzewania przy minimalnych stratach ciepła.
To urządzenie można kupić od producentów sprzętu gospodarstwa domowego lub złożyć w domu. Aby wybrać odpowiedni model, zbadać wiele informacji. Pomożemy Ci określić podstawowe kryteria zakupu.
Artykuł omówi zasadę działania i urządzenie kolektora próżniowego. Omówimy cechy strukturalne różnych modeli, rozważymy wady i zalety tych instalacji. Ponadto opiszemy szczegółowo, jak samodzielnie wykonać i zainstalować próżniowy kolektor słoneczny.
Materiałowi towarzyszą filmy, z których dowiesz się o ważnych cechach i zasadach działania kolektorów próżniowych.
Treść artykułu:
- Zasada działania jednostki próżniowej
- Jak wygląda kolektor próżniowy?
-
Niuanse konstrukcyjne i klasyfikacja
- Charakterystyka rur koncentrycznych
- Funkcje rurki pióra
- Zasada działania rury cieplnej rury grzewczej
- Opis prostego wymiennika ciepła w kształcie litery U.
- Porównanie różnych modyfikacji
- Co powinno być kolektorem ciepła?
- Plusy i minusy kolektorów próżniowych
- Montaż jednostki własnymi rękami
- Jak umieścić urządzenie?
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Zasada działania jednostki próżniowej
Na drodze próżniowy kolektor słoneczny różni się od zwykłych systemów solarnych recykling energii słonecznej. Klasyczna bateria po prostu akceptuje światło i zamienia je w elektryczność. Kolektor składa się również z rur szklanych z odkurzanym wnętrzem. Są one połączone w jeden system za pośrednictwem specjalnych stacji dokujących.
Wewnątrz każdej rury znajduje się kanał jednego lub dwóch prętów miedzianych z płynem chłodzącym. Aktywny element pochłaniający promienie słoneczne ogrzewa materiał-chłodziwo, zapewniając w ten sposób działanie kolektora.
Próżniowy kolektor słoneczny umieszczony na dachu prywatnego domu zapewni mieszkańcom ciepłą wodę przez cały rok, a podczas zimnej pory roku pozwoli Ci wygodnie ogrzać pokój bez dużych wydatków aktywa finansowe
Dzięki tej konstrukcji poziom efektywności energetycznej znacznie wzrasta, a straty ciepła są znacznie zmniejszone, ponieważ warstwa próżniowa pozwala zaoszczędzić około 95% wychwyconej energii słonecznej.
Ponadto zależność produktywności zbiornika od sezonowości, temperatury otoczenia środowisko i różne warunki pogodowe, takie jak: podmuchy wiatru, częściowo pochmurna pogoda, opady atmosferyczne itp.
Jak wygląda kolektor próżniowy?
Nowoczesne urządzenia próżniowe, które zapewniają pomieszczenia z ciepłem i ciepłą wodą z powodu energii słonecznej, różnią się technologicznie.
Kolekcjonerzy dzielą się na następujące typy:
- rurowa bez powłoki ochronnej ze szkła;
- moduł o zmniejszonej konwersji;
- standardowa opcja płaska;
- urządzenie z przezroczystą izolacją;
- jednostka powietrzna;
- płaski kolektor próżniowy.
Próżniowy kolektor słoneczny jest w stanie zapewnić ciepłą wodę i ogrzewanie o każdej porze roku i przy każdej pogodzie (+)
Wszystkie mają wspólne podobieństwo strukturalne, więc składają się z:
- zewnętrzna przezroczysta rurkaskąd powietrze jest całkowicie wyczerpane;
- podgrzewana ruraznajduje się w dużej rurze, gdzie płynie płyn lub gaz;
- jeden lub dwóch prefabrykowanych dystrybutorówpołączony z rurą większego kalibru i zawiera obwód cyrkulacyjny cienkich rur umieszczonych wewnątrz.
Cała konstrukcja przypomina nieco termos z przezroczystymi ścianami, w którym utrzymuje się bezprecedensowo wysoki poziom izolacji termicznej. Dzięki tej funkcji korpus rury wewnętrznej nabiera zdolności do dobrego rozgrzewania się i pełnego uwalniania zasobów energii do krążącego płynu chłodzącego.
Niuanse konstrukcyjne i klasyfikacja
Kolektory próżniowe są klasyfikowane według rodzaju rur szklanych zainstalowanych w konstrukcji lub charakterystyk przewodów grzejnych. Rury są zwykle współosiowe i piórkowe, a kanały cieplne są w kształcie litery U, prostoliniowe i typu rury grzejnej. .
Charakterystyka rur koncentrycznych
Rury koncentryczne to podwójnie szklana termos z sztuczną przestrzenią próżniową między ścianami. Wewnętrzna powierzchnia rury ma warstwę specjalnej powłoki pochłaniającej ciepło, więc rzeczywisty transfer ciepła następuje bezpośrednio ze ścian szklanej bańki.
Rury współosiowe wykonane są z wysokowytrzymałego szkła na bazie borokrzemianów, który ma wysoką zdolność przepuszczania światła. Elementy, w zależności od producenta, mają do trzech warstw rozpylania magnetronowego, wykazują doskonałą wytrzymałość i odporność na różne manifestacje atmosferyczne (deszcz, grad itp.), wytrzymują ciśnienie 1 MPa i niezawodnie służą 15 lat
Jako element pochłaniający, lutowana jest rura miedziana zawierająca kompozycję eterową do szklanej rurki. W procesie ogrzewania odparowuje, skutecznie uwalnia swoje ciepło, kondensuje i przepływa na dno rury. Następnie cykl się powtarza, tworząc ciągły proces wymiany ciepła.
Funkcje rurki pióra
Próżniowe rury piórowe mają większą grubość ścianki niż koncentryczne i składają się nie z dwóch, ale z jednej kolby. Wewnętrzny element absorpcyjny wykonany z miedzi jest dostarczany na całej długości trwałym wzmacniaczem - płytą falistą z powłoką pochłaniającą energię.
Ze względu na tę cechę strukturalną próżnia znajduje się bezpośrednio w kanale grzewczym, którego część wraz z absorbentem jest zintegrowana bezpośrednio z kolbą.
Wewnątrz rury próżniowej znajduje się płyta, której kształt przypomina piórko. Pod względem wydajności przekracza możliwości swojego współosiowego odpowiednika, ale ma znacznie wyższy koszt i trudny do zastąpienia w przypadku naruszenia integralności kolby lub awarii ogrzewania element
Kolektory, wykonane na podstawie rur próżniowych, są uważane za najbardziej skuteczne w swojej klasie, doskonale radzą sobie z zadaniami i niezawodnie służą przez wiele lat.
Zasada działania rury cieplnej rury grzewczej
Rury cieplne Rura cieplna składa się z zamkniętych rur zawierających łatwo odparowującą ciecz. Pod wpływem światła słonecznego nagrzewa się, przechodzi do górnego obszaru kanału i koncentruje się w specjalnym kolektorze ciepła (kolektorze).
Płyn roboczy w tym momencie oddaje całe nagromadzone ciepło i schodzi ponownie, aby wznowić proces.
Tuleja wymiennika ciepła rury cieplnej jest podłączona do wymiennika ciepła kolektora poprzez specjalne gniazdo, uszczelnione w 1-rurowym wymienniku ciepła lub wokół 2-rurowego wymiennika ciepła.
Element roboczy rury grzewczej kanału ciepła wykonany jest z miedzi, w rzadszych przypadkach z aluminium. Wykazuje wysoką odporność na obciążenia operacyjne, niezawodnie służy przez 15 lat, ma rozsądne koszt i jest jednym z najpopularniejszych elementów nowoczesnych heliosystemów próżniowych typu rurowego
Uwolniona energia ze zbiornika ciepła zasysa płyn chłodzący i przenosi go dalej wzdłuż układu, zapewniając w ten sposób obecność gorącej wody w kranach i grzejnikach. System rur grzewczych jest łatwy w instalacji i wykazuje wysoką wydajność.
Kolektory wyposażone w rury próżniowe z rurą cieplną wyróżniają się dobrym poziomem niezawodności i nadają się do stosowania nie tylko w życiu codziennym, ale również w wysokociśnieniowych systemach solarnych
W przypadku awarii lub awarii bez trudności można wymienić uszkodzony węzeł na nowy bez uciekania się do rekonstrukcji całego systemu.
Prace naprawcze można łatwo przeprowadzić bezpośrednio na miejscu kolektora, bez demontażu urządzenia i niepotrzebnego nakładu pracy.
Opis prostego wymiennika ciepła w kształcie litery U.
Rurowy wymiennik ciepła ma kształt litery U. Woda lub roboczy płyn chłodzący systemu grzewczego krąży wewnątrz. Jedna część elementu jest przeznaczona na chłodziwo zimne, a druga prawidłowo usuwa już podgrzaną.
Podczas żarzenia aktywny związek rozszerza się i wchodzi do zbiornika akumulacyjnego, tworząc w ten sposób naturalny obieg płynu w systemie. Specjalna selektywna powłoka nakładana na ściany wewnętrzne zwiększa zdolność pochłaniania ciepła i zwiększa wydajność całego systemu.
W porównaniu z rurami typu heat-pipe, produkty w kształcie litery U mają większy opór hydrauliczny, nakładają zwiększone wymagania na chłodziwo i są znacznie droższe. Kolektory pracujące na prostych rurach U nie mogą pracować pod wysokim ciśnieniem i zapewniać wysokiej jakości wymianę ciepła tylko w ciepłym sezonie.
Rury typu U wykazują wysoką wydajność i zapewniają stały transfer ciepła, ale mają jedną istotną wadę. Stanowią one jedną całościową konstrukcję z kolektorem i zawsze są z nią montowane.
Wymień pojedynczą pojedynczą rurkę, która się nie powiodła, nie będzie działać. W celu naprawy należy całkowicie zdemontować cały kompleks i postawić nowy na swoim miejscu.
Porównanie różnych modyfikacji
W produkcji heliagregatów kanały termiczne i próżniowe rurki szklane do kolektorów słonecznych są łączone w różnych kombinacjach.
Modele koncentryczne z rurą cieplną z rurą cieplną są najbardziej popularne wśród konsumentów. Nabywców przyciąga lojalna cena urządzeń i bardzo prosta, niedroga usługa w całym cyklu życia.
Próżniowy kolektor słoneczny z działającą rurą grzewczą doskonale naprawiony. Wymiana uszkodzonych rur jest przeprowadzana na miejscu i nie przewiduje demontażu systemu ani przenoszenia go w inne miejsce. Jednak wymiana ciepła w tych modelach jest trudna, dzięki czemu wydajność na wyjściu nie przekracza 65%
Urządzenia próżniowe z kanałami rur cieplnych wykazują wysoką niezawodność i nie mają ograniczeń w użytkowaniu, nawet w wysokociśnieniowych kompleksach słonecznych.
Urządzenia z kolbą współosiową zawierającą proste kanały w kształcie litery U są również uwzględnione na liście poszukiwanych. Charakteryzują się takimi parametrami jak niska strata ciepła i sprawność 70% i wyższa.
Aby zapewnić prawidłowe działanie, urządzenie próżniowe z kanałem U musi być prawidłowo zainstalowane. Pożądane jest, aby minimalny kąt nachylenia wynosił co najmniej 20⁰. Tylko w tym przykładzie wykonania zapewni maksymalny zwrot.
Sytuacja jest nieco zepsuta: złożony proces naprawy, specyficzna konserwacja podczas pracy i niemożność zastąpienia pojedynczego uszkodzonego węzła. Jeśli coś stanie się z urządzeniem, jest ono demontowane i wprowadzany jest całkowicie nowy kolektor.
Rury z piór są konstrukcyjnie pojedynczym cylindrem ze szkła o grubych, mocnych ścianach (w zależności od producenta od 2,5 mm i więcej). Wnętrze wkładu chłonnego pióra pasuje ściśle do kanału roboczego wykonanego z metalu przewodzącego ciepło.
Prawie doskonała izolacja tworzy przestrzeń próżniową wewnątrz szklanego pojemnika. Absorbent przenosi pochłonięte ciepło bez strat i zapewnia wydajność systemu do 77%.
W przypadku usterki kolektory z rurami piórowymi można naprawić. Nie trzeba zmieniać całego systemu, wystarczy wykryć uszkodzoną jednostkę, zdemontować ją i umieścić w tym miejscu nową.
Modele z elementem piórkowym są nieco droższe niż modele koncentryczne, ale ze względu na wysoką wydajność zapewniają pełny komfort wewnątrz i szybko się zwracają.
Najbardziej efektywne i produktywne są kolby piórkowe z wewnętrznymi kanałami bezpośredniego przepływu. Ich rzeczywista wydajność osiąga czasami rekordowy poziom 80%.
Podczas montażu rur piórowych w ramie na rdzeniu każdej części należy nosić mocną nakrętkę ściskającą z pierścieniem i uszczelką odporną na ciepło. Zapewnia to integralność całej struktury i pozwala kolektorowi w pełni funkcjonować w każdych warunkach.
Cena produktów jest dość wysoka, a podczas przeprowadzania napraw konieczne jest spuszczenie całego płynu chłodzącego z systemu i dopiero wtedy rozpoczęcie rozwiązywania problemów.
Co powinno być kolektorem ciepła?
Kolektor ciepła to kolejny bardzo ważny element roboczy kolektora próżniowego. Przez ten węzeł zgromadzone ciepło jest przekazywane z rur do chłodziwa.
Kolektor ciepła jest umieszczony w górnej części urządzenia. Jeden z jego elementów, rdzeń miedziany, otrzymuje energię i przekazuje ją do głównego chłodziwa krążącego w zamkniętym systemie „wymiennik ciepła zbiornika kolektora”.
Gwarantowana jest prawidłowa praca połączona z systemem. pompa obiegowa. Automatyka sterująca kompleksem grzewczym wyraźnie podąża za poziomem temperatury w kanałach i, w przypadku jego, spada poniżej dopuszczalnego minimum krytycznego (na przykład w nocy), przestaje działać pompa.
Pozwala to uniknąć odwrotnego ogrzewania, gdy płyn chłodzący zaczyna pobierać ciepło gorącej wody zebrane w zbiorniku.
Plusy i minusy kolektorów próżniowych
Główną zaletą jednostek jest prawie całkowity brak strat ciepła podczas pracy. Zapewnia to środowisko próżniowe, które jest jednym z najwyższej jakości naturalnych izolatorów. Ale lista korzyści nie kończy się na tym.
Urządzenia mają inne wyraźne zalety:
- wydajność w niskich temperaturach (do -30 ° C);
- zdolność do akumulacji temperatur do 300 ° C;
- maksymalna możliwa absorpcja energii cieplnej, w tym niewidoczne widmo;
- stabilność operacyjna;
- niska podatność na agresywne manifestacje atmosferyczne;
- niski żagiel, ze względu na cechy strukturalne systemów rurowych, które mogą przechodzić przez masy powietrza o różnych gęstościach;
- wysoki poziom wydajności w regionach o umiarkowanym i chłodnym klimacie z kilkoma czystymi i słonecznymi dniami;
- trwałość zgodnie z podstawowymi zasadami działania;
- dostępność do naprawy i możliwość zmiany nie całego systemu, ale tylko jeden uszkodzony fragment.
Kolektor słoneczny jest skutecznym urządzeniem, które pozwala praktycznie bez strat na przekształcanie energii słonecznej w ciepło
Do wad należy niezdolność kolektorów do samooczyszczania się przed mrozem, lodem, śniegiem oraz wysoka cena komponentów potrzebnych do montażu urządzenia w domu.
Montaż jednostki własnymi rękami
Proces montażu kolektora próżniowego rozpoczyna się od wytworzenia ramy-podłoża dla elementów roboczych. Jest montowany natychmiast w miejscu przeznaczonym dla jednostki.
Rozmiar i wymiary ramy zależą całkowicie od modelu, który ma być wykonany, i są zwykle określone w instrukcji znajdującej się wśród dokumentów towarzyszących dla komponentów.
Gotowa rama pod kolektorem jest zamocowana na dachu, dzięki czemu zajmuje wyraźną pozycję i nie kołysze się. Jeśli dach budynku jest łupkowy, stosowane są belki obrestotochny i śruby wielkogabarytowe. Tradycyjne kotwy stosowane są do innych materiałów dachowych.
Miejsca, w których rama dopasowuje się do powierzchni dachu, są dodatkowo mocowane środkiem uszczelniającym, dzięki czemu w przyszłości woda nie dostanie się do domu przez otwory. Następnie zbiornik akumulacyjny jest dostarczany do miejsca instalacji i mocowany za pomocą śrub do górnej części ramy.
W następnym kroku zbierane są grzałka, czujnik temperatury i automatyczny odpowietrznik. Wszystkie dodatkowe urządzenia i powiązane części są umieszczane na dołączonych podkładkach zmiękczających. Do zamocowania czujnika temperatury służy klucz nasadowy.
Następnie wyposaż zaopatrzenie w wodę. W tym celu pobierane są rury z dowolnego materiału odpornego na parametry niskiej temperatury i zdolne do wytrzymania do 95 ° C. Dobrze sprawdzone rury i kształtki z polipropylenu.
Rury z polipropylenu są idealne do organizowania połączenia kolektora słonecznego z systemem wodno-kanalizacyjnym mieszkania. Armatura ma dobrą sprawność fizyczną i wytrzymałość operacyjną, działa niezawodnie przez wiele lat i jest łatwa do wymiany w przypadku pęknięć lub rozdarć
Po podłączeniu systemu zaopatrzenia w wodę, zbiornik magazynowy jest napełniany wodą i testowany na szczelność. Jeśli przecieki zostaną znalezione gdzieś w ciągu 3-4 godzin, zostaną wyeliminowane.
Na koniec zainstaluj elementy grzejne. Aby to zrobić, rura miedziana jest owinięta blachą aluminiową i umieszczona w rurze próżniowej ze szkła. Z dołu kolby wkładają kubek mocujący i but z trwałej, elastycznej gumy.
Górna miedziana końcówka rury jest wciskana w mosiężny kondensator, aż się zatrzyma. Lepki smar termiczny nie jest usuwany z rur. Zatrzaśnij mechanizm blokujący na wsporniku i zamontuj wszystkie pozostałe szklane rurki na tej samej zasadzie.
Rurowe kolektory słoneczne wymagają regularnej konserwacji i obowiązkowego czyszczenia, szczególnie w okresie aktywnych opadów śniegu. Jeśli zastosujesz się do tych prostych zasad, będą pracować przez długi czas i utrzymywać wysoki poziom wydajności przez cały okres eksploatacji.
Na konstrukcję nakładany jest blok montażowy, doprowadzane jest do niego zasilanie 220 V, a do systemu podłączane są trzy jednostki pomocnicze - element grzejny, odpowietrznik i czujnik temperatury.
Ten ostatni jest podłączony do kontrolera, zaprojektowany do prawidłowego zarządzania kompleksem. W menu sterownika wprowadź żądane parametry pracy i uruchom system w trybie standardowym.
Instrukcja krok po kroku na temat budowy kolektora słonecznego jest podana w ten artykuł.
Jak umieścić urządzenie?
Aby kolektor próżniowy mógł w pełni funkcjonować i skutecznie zapewniać przestrzeń mieszkalną niezbędną energii, konieczne jest znalezienie dla niej najlepszego miejsca i prawidłowe zorientowanie urządzenia względem części świata.
Próżniowe kolektory słoneczne są znacznie bardziej praktyczne niż ich płaskie odpowiedniki. Gdy jedna z rur roboczych ulegnie uszkodzeniu i ulegnie awarii, bardzo łatwo jest wymienić ją na nową. Następnie system będzie działał tak jak poprzednio. Jeśli od razu nie ma możliwości wstawienia nowego elementu w miejsce zepsutego, nie ma to znaczenia. Jednostka będzie w stanie wykonywać swoje „obowiązki”, nawet w obecności węzła z uszkodzonym elementem
W przypadku osiedli półkuli północnej ważne jest umieszczenie kolektora w południowej części dachu domu lub po słonecznej stronie terenu. Pożądane jest zapewnienie dla płaszczyzny instrumentu minimalnego odchylenia.
Jeśli nie ma możliwości skierowania powierzchni na południe, warto wybrać spośród zachodu i wschodu najbardziej jasną perspektywę na otwartej przestrzeni.
Wysoka wydajność pracy kolektora próżniowego wynika również z faktu, że działa on zgodnie z zasadą zwierciadła i wyrównuje swoją moc cieplną na podstawie aktualnej wysokości słońca
Energetyczny kompleks słoneczny nie powinien być zamykany przez kominy, dekoracyjne fragmenty zadaszeń, rozległe gałęzie drzew i wysokie budynki mieszkalne lub techniczne. Zmniejszy to wydajność pracy i zmniejszy poziom ogrzewania istniejących elementów.
Jeśli urządzenie jest ustawione prawidłowo, zapewnia prawie taki sam transfer ciepła przez cały rok, niezależnie od pory roku.
Jeśli nie ma dużego doświadczenia we wdrażaniu złożonych napraw i montażu oraz prac hydraulicznych, nie ma sensu ewakuować rur w domu. Proces ten jest bardzo pracochłonny i wymaga specjalnej wiedzy i specjalistycznego sprzętu.
Ponadto elementy typu próżniowego, wykonane niezależnie, mają znacznie niższy poziom wydajności niż części fabryczne. Dlatego najbardziej uzasadnione jest kupowanie produktów od głównego producenta, a następnie próbowanie montażu kilku sekcji w domu.
Witryna zawiera wybór artykułów na temat układu słonecznego ogrzewania, radzimy przeczytać:
- Systemy ogrzewania słonecznego: analiza technologii rozmieszczenia ogrzewania na podstawie systemów solarnych
- Ogrzewanie prywatnego domu panelami słonecznymi: schemat i urządzenie
- Elastyczne panele słoneczne: typy, charakterystyki + cechy połączeń
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Szczegółowy, szczegółowy opis lampy próżniowej, zasada jej działania i cechy funkcjonowania kolektora słonecznego jako całości. Autor opowiada o kilku interesujących niuansach i pokazuje, że instalacja może być prawdziwą alternatywą dla kotła gazowego.
Ciekawe informacje o pracy kolektora słonecznego w okresie zimowym.
Jak prawidłowo zamontować próżniowy kolektor słoneczny własnymi rękami w domu. Wszystkie niuanse procesu, zalecenia i przydatne wskazówki.
Znając podstawową zasadę działania próżniowego kolektora rurowego, można samodzielnie zmontować urządzenie. Instalacja w pełni zaspokoi indywidualne wymagania i potrzeby.
Nie jest to zbyt trudne, ale wymaga większej uwagi, skrupulatności i pewne umiejętności, w przeciwnym razie ryzyko uszkodzenia integralności kolby i znaczące zakłócenie jej integralności rośnie.
Wszystkich zainteresowanych wyborem, instalacją lub samodzielnym montażem kolektora słonecznego zachęca się do publikowania komentarzy i zadawania pytań. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.
