Um monte de dinheiro é gasto em abastecimento de água quente e aquecimento de espaço. Mas existe uma fonte alternativa de energia - o coletor solar a vácuo. Ouvi falar disso? Ele permite que você reduza significativamente os custos financeiros da manutenção do conforto, proporcionando o máximo efeito de aquecimento com o mínimo de perda de calor.
Este dispositivo pode ser comprado de fabricantes de equipamentos domésticos ou montar-se em casa. Para selecionar um modelo adequado, estudar muita informação. Ajudaremos você a determinar os critérios básicos para a compra.
O artigo discutirá o princípio de funcionamento e o dispositivo do coletor de vácuo. Vamos falar sobre as características estruturais de vários modelos, considere os prós e contras dessas instalações. Além disso, descreveremos detalhadamente como fazer e instalar um coletor solar a vácuo.
O material é acompanhado por vídeos, a partir dos quais você aprenderá sobre os importantes recursos e princípios de operação dos coletores a vácuo.
Conteúdo do artigo:
- O princípio de funcionamento da unidade de vácuo
- Como é um coletor tipo vácuo?
-
Nuances construtivas e classificação
- Característica dos tubos coaxiais
- Recursos do Tubo de Caneta
- O princípio de funcionamento do tubo de calor do tubo de calor
- Descrição do trocador de calor direto em forma de U
- Comparação de várias modificações
- Qual deve ser o coletor de calor?
- Prós e contras de coletores de vácuo
- Construa a unidade você mesmo
- Como colocar o aparelho?
- Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
O princípio de funcionamento da unidade de vácuo
O coletor solar a vácuo difere dos sistemas solares comuns no caminho reciclagem de energia solar. Uma bateria clássica simplesmente aceita luz e a converte em eletricidade. O coletor também consiste em tubos de vidro com vácuo recriados no interior. Eles são combinados em um único sistema através de estações de acoplamento especiais.
Dentro de cada tubo há um canal de uma ou duas barras de cobre com refrigerante. Captando os raios solares, o elemento ativo aquece o refrigerante do material, garantindo assim o funcionamento do coletor.
Um coletor solar a vácuo colocado no telhado de uma casa privada fornecerá aos moradores água quente durante todo o ano, e durante a estação fria permitir-lhe-á aquecer confortavelmente a sala sem gastar grandes ativos financeiros
Devido a este design, o nível de eficiência energética aumenta significativamente, e as perdas de calor são significativamente reduzidas, uma vez que a camada de vácuo permite que você economize cerca de 95% da energia solar capturada.
Além disso, a dependência da produtividade do reservatório na sazonalidade, temperatura ambiente ambiente e várias condições climáticas, tais como: rajadas de vento, tempo parcialmente nublado, precipitação, etc.
Como é um coletor tipo vácuo?
Modernos dispositivos a vácuo que fornecem salas com calor e água quente devido à energia solar são tecnologicamente diferentes.
Os coletores são divididos nesses tipos:
- tubular sem revestimento protetor de vidro;
- módulo com conversão reduzida;
- opção plana padrão;
- dispositivo com isolamento transparente;
- unidade de ar;
- coletor plano a vácuo.
Coletor solar de vácuo é capaz de fornecer água quente e aquecimento em qualquer época do ano, e em qualquer tempo (+)
Todos eles têm uma semelhança estrutural comum, então eles consistem em:
- tubo transparente externode onde o ar está completamente exaurido;
- tubo aquecidolocalizado em um tubo grande, onde o refrigerante líquido ou gasoso se move;
- um ou dois distribuidores pré-fabricadosjuntou-se ao tubo de maior calibre e inclui um circuito de circulação de tubos finos colocados no interior.
Toda a construção lembra um pouco uma garrafa térmica com paredes transparentes, na qual é mantido um alto nível de isolamento térmico sem precedentes. Devido a esta característica, o corpo do tubo interno adquire a capacidade de aquecer bem e liberar totalmente o recurso energético para o líquido refrigerante circulante.
Nuances construtivas e classificação
Coletores de vácuo são classificados pelo tipo de tubos de vidro instalados na estrutura ou pelas características dos dutos de calor. Os tubos são geralmente coaxiais e de penas, e os canais de calor são em forma de U e tubos de calor. .
Característica dos tubos coaxiais
Os tubos coaxiais são um frasco térmico de vidro duplo com espaço de vácuo criado artificialmente entre as paredes. A superfície interna do tubo tem uma camada especial de revestimento absorvente de calor, de modo que a transferência real de calor ocorre diretamente das paredes do bulbo de vidro.
Os tubos coaxiais são feitos de vidro de alta resistência baseado em borosilicatos, que tem uma alta capacidade de transmissão de luz. Os elementos, dependendo do fabricante, têm até três camadas de pulverização catódica, demonstram excelente resistência e resistência a várias manifestações atmosféricas (chuva, granizo, etc.), suportam uma pressão de 1 Mpa e servem 15 anos
Como elemento absorvente, um tubo de cobre contendo a composição de éter é soldado no tubo de vidro. No processo de aquecimento, evapora, libera efetivamente seu calor, condensa e flui para o fundo do tubo. Então o ciclo é repetido, criando assim um processo contínuo de troca de calor.
Recursos do Tubo de Caneta
Os tubos de penas a vácuo têm uma espessura de parede maior que os coaxiais e consistem não de dois, mas de um frasco. O elemento de absorção interna feito de cobre é fornecido ao longo de todo o comprimento com um amplificador durável - uma placa corrugada com um revestimento absorvente de alta energia.
Devido a esta característica estrutural, o vácuo está localizado diretamente no canal de calor, parte do qual, junto com o absorvente, é integrado diretamente no frasco.
Dentro do tubo de vácuo contém uma placa, sua forma se assemelha a uma pena. Em termos de eficiência, excede as capacidades de sua contraparte coaxial, mas tem um custo e difícil de substituir em caso de violação da integridade do frasco ou falha do aquecimento elemento
Os coletores, feitos com base em tubos de vácuo de penas, são considerados os mais eficazes em sua classe, eles lidam perfeitamente com as tarefas e servem com segurança por muitos anos.
O princípio de funcionamento do tubo de calor do tubo de calor
O tubo de calor dos tubos de calor consiste em tubos fechados contendo uma composição líquida de fácil evaporação. Sob a influência da luz solar, ele aquece, passa para a região superior do canal e concentra-se em um coletor de calor especial (manifold).
O fluido de trabalho neste momento desiste de todo o calor acumulado e desce novamente para retomar o processo.
A manga do permutador de calor do tubo de calor está ligada ao permutador de calor do colector através de uma tomada especial, vedada no próprio permutador de calor de 1 tubo ou à volta de um permutador de calor de 2 tubos.
O elemento de trabalho do tubo de calor do canal de calor é feito de cobre, em casos mais raros, de alumínio. Apresenta alta resistência a cargas operacionais, atende 15 anos de forma confiável, tem razoável custo e é um dos elementos mais populares de heliosystems de vácuo moderno do tipo tubular
A energia liberada do reservatório de calor retira o líquido refrigerante e o transfere ao longo do sistema, garantindo assim a presença de água quente nas torneiras e radiadores. O sistema de tubulação de calor é fácil de instalar e demonstra alto desempenho.
Os colectores equipados com tubos de vácuo para tubos de calor distinguem-se por um bom nível de fiabilidade e são adequados para utilização não só na vida quotidiana, mas também em sistemas solares térmicos de alta pressão
Em caso de avaria ou falha sem qualquer dificuldade, é possível substituir um nó danificado por um novo sem recorrer à reconstrução de todo o sistema.
O trabalho de reparo pode ser facilmente realizado diretamente no local do coletor, sem desmontar a unidade e não colocar esforços desnecessários no trabalho.
Descrição do trocador de calor direto em forma de U
O trocador de calor do tubo tem a forma de um U. Água ou refrigerante de trabalho do sistema de aquecimento circula no interior. Uma parte do elemento destina-se a refrigerante frio, e a segunda remove corretamente o já aquecido.
Durante a incandescência, o composto ativo se expande e entra no tanque de acumulação, criando assim a circulação natural de fluido no sistema. Um revestimento seletivo especial aplicado às paredes internas aumenta a capacidade de absorção de calor e aumenta a eficiência do sistema como um todo.
Em comparação com os tubos do tipo heat-pipe, os produtos em forma de U têm uma resistência hidráulica maior, impõem demandas maiores ao refrigerante e são muito mais caros. Os coletores que operam em tubos U diretos não podem operar sob alta pressão e fornecem transferência de calor de alta qualidade somente durante a estação quente.
Os tubos tipo U exibem alto desempenho e proporcionam uma transferência de calor sólida, mas apresentam uma desvantagem significativa. Eles constituem uma construção holística com um múltiplo e são sempre montados com ela.
Substitua um único tubo que falhou, não funcionará. Para reparo, você precisará desmontar todo o complexo completamente e colocar um novo em seu lugar.
Comparação de várias modificações
Na fabricação de helioagregados, os canais térmicos e os tubos de vidro a vácuo para coletores solares são combinados em várias combinações.
Modelos coaxiais com um tubo de calor para tubos de calor são os mais populares entre os consumidores. Os compradores são atraídos pelo preço leal dos dispositivos e pelo serviço muito simples e acessível em todo o ciclo de vida.
Coletor solar a vácuo com um tubo de calor de tubulação de trabalho perfeitamente reparado. A substituição de tubos danificados é realizada no local e não prevê a desmontagem do sistema ou a transferência para outro local. No entanto, a transferência de calor nesses modelos é difícil, devido a que a eficiência na saída não é superior a 65%
Os dispositivos de vácuo com canais de tubulação de calor demonstram alta confiabilidade e não têm restrições de uso, mesmo em complexos térmicos solares de alta pressão.
Dispositivos com um frasco coaxial contendo canais em forma de U diretos também estão incluídos na lista de canais procurados. Eles são caracterizados por parâmetros como baixa perda de calor e eficiência de 70% e acima.
Para uma operação correta, um dispositivo de vácuo com um canal U deve ser instalado corretamente. É desejável que o ângulo mínimo de inclinação seja de pelo menos 20⁰. Somente nesta modalidade fornecerá retorno máximo.
A situação é um pouco estragada: o complexo processo de reparo, manutenção específica durante a operação e a incapacidade de substituir um único nó danificado. Se algo acontecer ao dispositivo, ele é desmontado e um coletor absolutamente novo é colocado em prática.
Tubos de penas são estruturalmente um único cilindro feito de vidro com paredes grossas e fortes (dependendo do fabricante de 2,5 mm e acima). O interior do inserto absorvente da caneta encaixa-se firmemente no canal de trabalho feito de metal condutor de calor.
Um isolamento quase perfeito cria um espaço de vácuo dentro do recipiente de vidro. Absorvente transfere o calor absorvido sem perda e fornece a eficiência do sistema até 77%.
Em caso de falha, os coletores com tubos de penas são reparáveis. Não é necessário alterar todo o sistema, basta detectar a unidade danificada, desmontá-la e colocar uma nova neste local.
Modelos com um elemento de pena são um pouco mais caros do que os coaxiais, mas devido à sua alta eficiência, proporcionam total conforto na sala e pagam rapidamente por si mesmos.
Os mais eficazes e produtivos são frascos de penas com canais internos de fluxo direto. Sua eficiência real às vezes atinge níveis recordes de 80%.
Ao montar os tubos de penas na estrutura no núcleo de cada peça, use uma porca de compressão forte com um anel e uma junta resistente ao calor. Isso garante a integridade de toda a estrutura e permite que o coletor funcione totalmente em quaisquer condições.
O preço dos produtos é bastante alto e, ao realizar reparos, é imperativo drenar todo o refrigerante do sistema e só depois iniciar a solução de problemas.
Qual deve ser o coletor de calor?
O coletor de calor é outro elemento de trabalho muito importante do coletor de vácuo. Através deste nó, o calor acumulado é transferido dos tubos para o refrigerante.
O coletor de calor é colocado na parte superior do dispositivo. Um de seus componentes, o núcleo de cobre, recebe energia e o transfere para o refrigerante principal que circula no sistema fechado “trocador de calor do tanque coletor”.
O trabalho correto é garantido conectado ao sistema. bomba de circulação. A automação que controla o complexo de aquecimento segue claramente o nível de temperatura nos canais e, no caso de fica abaixo do mínimo crítico admissível (por exemplo, à noite), para de trabalhar a bomba.
Isso permite evitar o aquecimento reverso quando o refrigerante começa a captar o calor da água quente coletada no tanque de armazenamento.
Prós e contras de coletores de vácuo
A principal vantagem das unidades é chamada de quase completa ausência de perdas de calor durante a operação. Isso fornece um ambiente de vácuo, que é um dos isoladores naturais da mais alta qualidade. Mas a lista de benefícios não termina aí.
Os dispositivos têm outras vantagens distintas:
- desempenho a baixas temperaturas (até -30 ° C);
- capacidade de acumular temperaturas até 300 ° C;
- a máxima absorção possível de energia térmica, incluindo o espectro invisível;
- estabilidade operacional;
- baixa suscetibilidade a manifestações atmosféricas agressivas;
- vela baixa, devido às características estruturais dos sistemas tubulares que podem atravessar as massas de ar de diferentes densidades;
- alto nível de eficiência em regiões com clima temperado e fresco, com poucos dias claros e ensolarados;
- durabilidade em conformidade com as regras básicas de operação;
- disponibilidade para reparo e a capacidade de alterar não todo o sistema, mas apenas um fragmento quebrado.
O coletor solar é um dispositivo eficaz que permite virtualmente sem perda converter energia solar em calor
As desvantagens incluem a incapacidade dos coletores para autolimpeza de gelo, gelo, neve e o alto preço dos componentes necessários para montar a unidade em casa.
Construa a unidade você mesmo
O processo de montagem de um coletor de vácuo começa com a fabricação de um substrato de estrutura para itens de trabalho. Ele é montado imediatamente no local alocado para a unidade.
O tamanho e as dimensões do quadro dependem inteiramente do modelo planejado para ser feito e são geralmente prescritos na instrução localizada entre os documentos que acompanham os componentes.
A estrutura final sob o coletor é fixada no teto para que ocupe uma posição clara e não balance. Se o telhado do edifício é ardósia, viga obrestotochny e parafusos grossos de grande calibre usam-se. Âncoras convencionais são usadas para outros materiais de cobertura.
Os locais onde a armação se ajusta à superfície do telhado são adicionalmente fixados com selante para que no futuro nenhuma água entre na casa através dos furos. Em seguida, um tanque de acumulação é entregue ao local de instalação e é fixado com parafusos na parte superior do chassi.
Na próxima etapa, o aquecedor, o sensor de temperatura e a ventilação de ar automática são coletados. Todas as unidades auxiliares e partes relacionadas são colocadas nas almofadas de amaciamento incluídas. Uma chave de soquete é usada para fixar o sensor de temperatura.
Em seguida, equipe o fornecimento de comunicações de água. Para este efeito, tubos de qualquer material resistente a parâmetros de baixa temperatura e capazes de suportar até 95 ° C são tomadas. Bem provado tubos de polipropileno e acessórios.
Tubos feitos de polipropileno são ideais para organizar a conexão do coletor solar com o sistema de encanamento da residência. A armadura tem bom desempenho físico e resistência operacional, atende com confiabilidade por muitos anos e é facilmente substituída no caso de rachaduras ou rasgos
Tendo conectado o sistema de abastecimento de água, o tanque de armazenamento é preenchido com água e testado quanto a estanqueidade. Se vazamentos foram encontrados em algum lugar dentro de 3-4 horas, eles são eliminados.
No final, instale os elementos de aquecimento. Para fazer isso, o tubo de cobre é envolvido com uma folha de alumínio e colocado em um tubo de vácuo de vidro. Do fundo do frasco colocam um copo de fixação e uma bota de borracha durável e flexível.
A ponta de cobre superior do tubo é empurrada para dentro do capacitor de latão até que ele pare. A graxa de contato térmico viscoso não é removida dos tubos. Encaixe o mecanismo de travamento no suporte e monte todos os tubos de vidro restantes no mesmo princípio.
Os coletores solares tubulares precisam de manutenção regular e limpeza obrigatória, especialmente durante o período de queda de neve ativa. Se você seguir essas regras simples, elas funcionarão por um longo tempo e manterão um alto nível de eficiência durante toda a vida operacional.
Um bloco de montagem é colocado na estrutura, uma fonte de alimentação de 220 volts é trazida para ele, e três unidades auxiliares são conectadas ao sistema - um elemento de aquecimento, uma saída de ar e um sensor de temperatura.
Este último está conectado ao controlador, projetado para o gerenciamento correto do complexo. No menu do controlador, faça os parâmetros operacionais desejados e inicie o sistema no modo padrão.
A instrução passo-a-passo sobre a construção de um coletor solar é dada em este artigo.
Como colocar o aparelho?
De modo que o coletor de vácuo possa funcionar inteiramente e fornecer eficazmente o espaço vivo com o necessário energia, é necessário encontrar o melhor lugar para isso e orientar corretamente o dispositivo em relação partes do mundo.
Os coletores solares a vácuo são muito mais práticos do que suas contrapartes planas. Quando um dos tubos de trabalho fica danificado e falha, é muito fácil substituí-lo por um novo. Depois disso, o sistema continuará a funcionar como antes. Se ao mesmo tempo não houver possibilidade de pôr um novo elemento no lugar do estragado, não importa. A unidade será capaz de executar seus "deveres", mesmo com a presença de um nó com um elemento danificado
Para assentamentos no hemisfério norte, é importante colocar um coletor na parte sul do telhado da casa ou no lado ensolarado do local. É desejável assegurar para o plano do instrumento o desvio mínimo.
Se não houver possibilidade de direcionar a superfície para o sul, vale a pena escolher entre o oeste e o leste a perspectiva mais leve em espaço aberto.
A alta eficiência de trabalho do coletor tipo vácuo também se deve ao fato de que ele age de acordo com o princípio do espelho e nivela sua potência térmica com base na altura atual do sol.
O complexo solar de energia não deve ser fechado por chaminés, fragmentos decorativos de telhados, galhos de árvores alastrando e edifícios residenciais ou técnicos elevados. Isso reduzirá a eficiência do trabalho e reduzirá o nível de aquecimento dos elementos existentes.
Se a unidade estiver posicionada corretamente, fornecerá quase a mesma transferência de calor durante o ano, independentemente da estação do ano.
Se não houver grande experiência na implementação de reparos complexos e trabalhos de montagem e encanamento, é irracional evacuar os canos em casa. Este processo é muito laborioso e requer conhecimento especial e equipamento especializado.
Além disso, elementos do tipo de vácuo, feitos independentemente, têm um nível de eficiência muito menor do que as peças de fábrica. Portanto, é mais razoável comprar produtos do fabricante do núcleo e, em seguida, tentar montar várias seções em casa.
O site tem uma seleção de artigos sobre a disposição do sistema de aquecimento solar, aconselhamo-lo a ler:
- Sistemas de aquecimento solar: análise de tecnologias para disposição de aquecimento com base em sistemas solares
- Aquecimento de uma casa privada com painéis solares: o esquema e dispositivo
- Painéis solares flexíveis: tipos, características + características de conexão
Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
Detalhada, descrição detalhada do tubo de vácuo, o princípio do seu trabalho e as características do funcionamento do coletor solar como um todo. O autor conta algumas nuances interessantes e mostra que a instalação pode ser uma alternativa real à caldeira a gás.
Informações interessantes sobre o trabalho do coletor solar no inverno.
Como montar corretamente um coletor solar a vácuo com suas próprias mãos em casa. Todas as nuances do processo, recomendações e dicas úteis.
Conhecendo o princípio básico de operação de um coletor solar de vácuo tubular, você pode montar a unidade você mesmo. A instalação atenderá plenamente às necessidades e necessidades individuais.
Isto não é muito difícil, mas exige maior atenção, escrupulosidade e certas habilidades, caso contrário, o risco de danificar a integridade do frasco e perturbar sua integridade significativamente está aumentando.
Qualquer pessoa interessada em escolher, instalar ou auto-montar um coletor solar é encorajada a postar comentários e fazer perguntas. Formulário de contato está localizado no bloco inferior.
