Princíp činnosti vákuového solárneho kolektora s rúrkami

Veľa peňazí je vynaložených na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie priestorov. Ale existuje alternatívny zdroj energie - vákuový solárny kolektor. Počuli ste o tom? Umožňuje výrazne znížiť finančné náklady na udržiavanie pohodlia, pričom poskytuje maximálny tepelný efekt s minimálnymi tepelnými stratami.

Toto zariadenie je možné zakúpiť u výrobcov spotrebičov pre domácnosť alebo si ho zostaviť doma. Ak chcete vybrať vhodný model, študovať veľa informácií. Pomôžeme vám určiť základné kritériá nákupu.

Článok sa bude zaoberať princípom činnosti a zariadenia vákuového kolektora. Budeme hovoriť o štrukturálnych vlastnostiach rôznych modelov, zvážime klady a zápory týchto inštalácií. Okrem toho podrobne popíšeme, ako vytvoriť a nainštalovať vákuový solárny kolektor.

Materiál je doplnený videami, z ktorých sa dozviete o dôležitých vlastnostiach a princípoch fungovania vákuových kolektorov.

Princíp činnosti vákuovej jednotky

Vákuový solárny kolektor sa odlišuje od bežných solárnych systémov recyklácia slnečnej energie. Klasická batéria jednoducho prijíma svetlo a premieňa ho na elektrinu. Kolektor sa tiež skladá zo sklenených trubíc s vákuom vytvoreným vnútri. Kombinujú sa do jedného systému prostredníctvom špeciálnych dokovacích staníc.

Vo vnútri každej trubice je kanál jednej alebo dvoch medených tyčí s chladiacou kvapalinou. Aktívny prvok, ktorý zachytáva slnečné lúče, zohrieva chladiacu látku, čím zabezpečuje prevádzku kolektora.

Vďaka tejto konštrukcii sa výrazne zvyšuje úroveň energetickej účinnosti a tepelné straty sa výrazne znižujú, pretože vákuová vrstva umožňuje ušetriť približne 95% zachytenej slnečnej energie.

Okrem toho závislosť produktivity rezervoára na sezónnosti, teplote okolia životné prostredie a rôzne poveternostné podmienky, ako sú: poryvy vetra, čiastočne zamračené počasie, zrážky atď.

Ako je vákuový typ kolektor?

Moderné vákuové zariadenia, ktoré poskytujú miestnosti s teplom a teplou vodou v dôsledku slnečnej energie, sú technologicky odlišné.

Zberatelia sú rozdelení do týchto typov:

• rúrkové bez ochranného povlaku zo skla;
• modul so zníženou konverziou;
• možnosť štandardného bytu;
• Zariadenie s priehľadnou izoláciou;
• vzduchová jednotka;
• plochý vákuový kolektor.

Všetky majú spoločnú štrukturálnu podobnosť, takže sa skladajú z:

• vonkajšej priehľadnej trubiceodkiaľ je vzduch úplne vyčerpaný;
• vyhrievaná rúraumiestnené vo veľkej rúre, kde sa pohybuje kvapalina alebo plynné chladivo;
• jeden alebo dva prefabrikované rozvádzačespojené s potrubím väčšieho kalibru a obsahujú cirkulačný okruh tenkých rúr umiestnených vo vnútri.

Celá konštrukcia je trochu pripomínajúca termosku s priehľadnými stenami, v ktorej je zachovaná nebývalá vysoká tepelná izolácia. Vďaka tejto funkcii získa telo vnútornej rúrky schopnosť dobre sa zahriať a úplne uvoľniť zdroj energie do cirkulujúceho chladiaceho média.

Konštrukčné nuansy a klasifikácia

Podtlakové kolektory sú klasifikované podľa typu sklenených trubíc inštalovaných v konštrukcii alebo podľa vlastností tepelných kanálov. Rúry sú zvyčajne koaxiálne a perie a tepelné kanály sú typu U v tvare U a tepelných rúrok. .

Charakteristika koaxiálnych trubíc

Koaxiálne trubice sú dvojité sklenené termosky s vákuovým priestorom vytvoreným umelo medzi stenami. Vnútorný povrch rúrky má vrstvu špeciálneho povlaku absorbujúceho teplo, takže k skutočnému prenosu tepla dochádza priamo zo stien sklenenej banky.

Ako absorpčný prvok sa do sklenenej trubice spája medená rúrka obsahujúca éterovú kompozíciu. V procese zahrievania sa odparuje, účinne uvoľňuje svoje teplo, kondenzuje a tečie na dno rúry. Potom sa cyklus opakuje, čím sa vytvára kontinuálny proces výmeny tepla.

Vlastnosti pera

Vákuové rúrky majú väčšiu hrúbku steny ako koaxiálne, a nie dve, ale jednu banku. Vnútorný absorpčný prvok z medi sa dodáva po celej dĺžke trvanlivým zosilňovačom - vlnitým plechom s vysoko energeticky absorbujúcim povlakom.

V dôsledku tohto konštrukčného znaku je vákuum umiestnené priamo v tepelnom kanáli, ktorého časť je spolu s absorbentom integrovaná priamo do banky.

Kolektory, vyrobené na báze perových vákuových trubíc, sú vo svojej triede považované za najefektívnejšie, perfektne zvládajú úlohy a spoľahlivo slúžia mnoho rokov.

Princíp činnosti tepelného potrubia tepelného potrubia

Teplovodné rúrky sa skladajú z uzavretých rúrok obsahujúcich ľahko odpariteľnú kvapalnú zmes. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa zahrieva, prechádza do hornej oblasti kanála a sústreďuje sa tam v špeciálnom zberači tepla (rozdeľovač).

Pracovná kvapalina v tomto okamihu vzdáva všetky nahromadené teplo a opäť klesá, aby obnovila proces.

Objímka výmenníka tepla tepelného potrubia je pripojená k výmenníku tepla potrubia cez špeciálnu objímku, zapečatenú do samotného 1-rúrkového výmenníka tepla alebo okolo 2-rúrkového výmenníka tepla.

Uvoľnená energia z tepelného zásobníka čerpá chladiacu kvapalinu a prenáša ju ďalej pozdĺž systému, čím sa zabezpečuje prítomnosť teplej vody v kohútikoch a radiátoroch. Systém tepelných rúrok sa ľahko inštaluje a vykazuje vysoký výkon.

V prípade poruchy alebo poruchy bez ťažkostí je možné poškodený uzol vymeniť za nový bez toho, aby sa využila rekonštrukcia celého systému.

Opravárenské práce možno ľahko vykonať priamo na mieste zberača, bez demontáže jednotky a bez zbytočného úsilia na prácu.

Popis priameho výmenníka tepla v tvare U

Rúrkový výmenník tepla má tvar U. Voda alebo pracovná chladiaca kvapalina vykurovacieho systému cirkuluje vo vnútri. Jedna časť prvku je určená pre chladiacu kvapalinu za studena a druhá správne odstraňuje už zahrievanú vodu.

Počas žeravenia sa účinná látka expanduje a vstupuje do akumulačnej nádrže, čím sa vytvára prirodzená cirkulácia tekutiny v systéme. Špeciálny selektívny povlak aplikovaný na vnútorné steny zvyšuje schopnosť absorpcie tepla a zvyšuje účinnosť systému ako celku.

Rúry typu U vykazujú vysoký výkon a dávajú tuhý prenos tepla, ale majú jednu významnú nevýhodu. Predstavujú jednu holistickú konštrukciu s rozmanitosťou a sú s ňou vždy namontované.

Nahraďte jednu jednotlivú trubicu, ktorá zlyhala, nebude fungovať. Pri opravách bude potrebné kompletne demontovať celý komplex a na jeho miesto položiť nový.

Porovnanie rôznych modifikácií

Pri výrobe helioaggregátov sa kombinujú tepelné kanály a vákuové sklenené trubice pre solárne kolektory v rôznych kombináciách.

Koaxiálne modely s tepelným potrubím sú najobľúbenejšie medzi spotrebiteľmi. Kupujúcich priťahuje lojálna cena zariadení a veľmi jednoduchá a cenovo dostupná služba počas celého životného cyklu.

Vákuové zariadenia s kanálmi tepelných rúrok vykazujú vysokú spoľahlivosť a nemajú žiadne obmedzenia pri používaní ani vo vysokotlakových solárnych termálnych komplexoch.

Zariadenia s koaxiálnou bankou s priamymi kanálmi v tvare písmena U sú tiež zaradené do zoznamu hľadaných. Vyznačujú sa takými parametrami, ako sú nízke tepelné straty a účinnosť 70% a viac.

Situácia je trochu pokazená: komplexný proces opravy, špecifická údržba počas prevádzky a neschopnosť nahradiť jeden poškodený uzol. Ak sa s prístrojom niečo stane, je demontované a je zavedený úplne nový kolektor.

Trubky z peria sú konštrukčne vyrobené zo skla so silnými silnými stenami (v závislosti od výrobcu od 2,5 mm a viac). Vnútrajšok absorpčnej vložky sa pevne prilieha k pracovnému kanálu z tepelne vodivého kovu.

Takmer dokonalá izolácia vytvára vo vnútri sklenenej nádoby vákuový priestor. Absorbent odovzdáva absorbované teplo bez straty a zabezpečuje účinnosť systému až 77%.

Modely s perovým prvkom sú o niečo drahšie ako koaxiálne, ale vďaka svojej vysokej účinnosti poskytujú kompletný komfort v miestnosti a rýchlo platia sami.

Najefektívnejšie a najproduktívnejšie sú perové banky s vnútornými priamymi kanálmi. Ich skutočná účinnosť niekedy dosahuje rekordnú úroveň 80%.

Cena výrobkov je pomerne vysoká a pri vykonávaní opráv je nevyhnutné vypustiť celú chladiacu kvapalinu zo systému a až potom začať odstraňovať problémy.

Čo by mal byť kolektor tepla?

Zberač tepla je ďalším veľmi dôležitým pracovným prvkom vákuového kolektora. Prostredníctvom tohto uzla sa nahromadené teplo prenáša z rúrok do chladiaceho média.

Zberač tepla je umiestnený v hornej časti zariadenia. Jedna z jeho zložiek, medené jadro, prijíma energiu a prenáša ju do hlavného chladiaceho média cirkulujúceho v uzavretom systéme „výmenník tepla kolektorovej nádrže“.

K systému je zaručená správna práca. obehové čerpadlo. Automatizácia riadenia vykurovacieho komplexu jasne sleduje teplotnú úroveň v kanáloch a v prípade jeho teploty klesne pod prípustné kritické minimum (napríklad v noci), prestane pracovať čerpadlo.

To vám umožňuje vyhnúť sa spätnému ohrevu, keď chladiaca kvapalina začne zachytávať teplo horúcej vody, ktorá sa zhromažďuje v zásobníku.

Výhody a nevýhody vákuových kolektorov

Hlavnou výhodou jednotiek sa nazýva takmer úplná absencia tepelných strát počas prevádzky. To poskytuje vákuové prostredie, ktoré je jedným z najkvalitnejších prírodných izolátorov. Zoznam výhod však nekončí.

Zariadenia majú iné výrazné výhody:

• výkon pri nízkych teplotách (do -30 ° C);
• schopnosť akumulovať teploty do 300 ° C;
• maximálnu možnú absorpciu tepelnej energie vrátane neviditeľného spektra;
• prevádzková stabilita;
• nízka citlivosť na agresívne atmosférické prejavy;
• nízka plachta kvôli konštrukčným vlastnostiam rúrkových systémov, ktoré môžu prechádzať vzduchovými hmotami rôznych hustôt;
• vysoká efektívnosť v regiónoch s miernym a chladným podnebím s niekoľkými jasnými a slnečnými dňami;
• trvanlivosť v súlade so základnými pravidlami prevádzky;
• dostupnosť na opravu a schopnosť meniť nie celý systém, ale len jeden zlomený fragment.

Nevýhodou je neschopnosť kolektorov na samočistenie pred mrazom, ľadom, snehom a vysoká cena komponentov potrebných na montáž jednotky doma.

Montáž prístroja vlastnými rukami

Proces montáže vákuového kolektora začína výrobou rámového substrátu pre pracovné predmety. Je namontovaný okamžite na mieste, ktoré je priradené k jednotke.

Veľkosť a rozmery rámu závisia výlučne od modelu, ktorý sa má vykonať, a sú zvyčajne predpísané v návode umiestnenom medzi sprievodnými dokumentmi pre komponenty.

Miesta, kde sa rám montuje na povrch strechy, sú dodatočne upevnené tesniacim prostriedkom tak, aby sa do domu cez otvory nedostala žiadna voda. Potom sa do miesta inštalácie dodá akumulačná nádrž a upevní sa skrutkami na vrch rámu.

V ďalšom kroku sa zhromažďuje ohrievač, teplotný snímač a automatizovaný odvzdušňovač. Všetky pomocné jednotky a súvisiace diely sú umiestnené na priložených zmäkčovacích podložkách. Na upevnenie teplotného snímača sa používa kľúčový kľúč.

Ďalej vybaviť zásobovanie vodou. Na tento účel sa používajú rúrky z akéhokoľvek materiálu odolného voči nízkym teplotným parametrom a schopné odolať až 95 ° C. Dobre dokázané polypropylénové rúry a tvarovky.

Po pripojení vodovodného systému je zásobník naplnený vodou a testovaný na tesnosť. Ak sa objavia úniky niekde do 3 - 4 hodín, sú odstránené.

Na konci namontujte vykurovacie telesá. Na tento účel je medená rúrka obalená hliníkovým plechom a umiestnená vo vákuovej trubici zo skla. Zo spodnej časti banky dali upevňovaciu misku a topánku z odolnej pružnej gumy.

Horný medený hrot trubice je zatlačený do mosadzného kondenzátora, kým sa nezastaví. Viskózny tepelný kontaktný tuk nie je odstránený z potrubí. Zaskrutkujte blokovací mechanizmus na konzolu a namontujte všetky zostávajúce sklenené trubice na rovnaký princíp.

Na konštrukciu sa položí montážny blok, privedie sa k nemu 220-voltový napájací zdroj a k systému sa pripoja tri pomocné jednotky - vykurovacie teleso, odvzdušňovač a teplotný snímač.

Ten je pripojený k regulátoru, navrhnutý pre správnu správu komplexu. V menu regulátora vykonajte požadované prevádzkové parametre a spustite systém v štandardnom režime.

Podrobný návod na konštrukciu solárneho kolektora je uvedený v tohto článku.

Ako umiestniť zariadenie?

Aby vákuový kolektor mohol plne fungovať a účinne poskytovať životný priestor potrebným energie, je potrebné pre ňu nájsť najlepšie miesto a správne orientovať zariadenie vzhľadom na časti sveta.

Pre sídla severnej pologule je dôležité umiestniť zberateľa v južnej časti strechy domu alebo na slnečnej strane areálu. Je žiaduce zabezpečiť pre rovinu prístroja minimálnu odchýlku.

Ak nie je možné nasmerovať povrch na juh, stojí za to vybrať medzi západom a východom najľahšiu perspektívu v otvorenom priestore.

Energetický solárny komplex by nemal byť uzavretý komínmi, ozdobnými fragmentmi strešných krytín, rozľahlými vetvami stromov a vysokými obytnými alebo technickými budovami. Tým sa zníži efektívnosť práce a zníži sa úroveň vykurovania existujúcich prvkov.

Ak je jednotka umiestnená správne, zabezpečí takmer rovnaký prenos tepla po celý rok bez ohľadu na ročné obdobie.

Ak nie sú veľké skúsenosti s realizáciou komplexných opravárenských a montážnych a inštalatérskych prác, je iracionálne evakuovať potrubia doma. Tento proces je veľmi pracný a vyžaduje špeciálne znalosti a špecializované vybavenie.

Okrem toho, prvky vákuového typu, vyrobené nezávisle, majú omnoho nižšiu úroveň účinnosti ako časti z výroby. Preto je najvhodnejšie nakupovať výrobky od hlavného výrobcu a potom sa snažiť zostaviť niekoľko sekcií doma.

Na stránkach nájdete výber článkov o usporiadaní solárneho vykurovacieho systému, odporúčame Vám, aby ste si prečítali:

1. Solárne vykurovacie systémy: analýza technológií pre vykurovanie na základe solárnych systémov
2. Vykurovanie súkromného domu so solárnymi panelmi: schéma a zariadenie
3. Flexibilné solárne panely: typy, charakteristiky + funkcie pripojenia

Závery a užitočné video na túto tému

Podrobný, podrobný opis vákuovej trubice, princíp jej práce a vlastnosti fungovania solárneho kolektora ako celku. Autor hovorí o niektorých zaujímavých nuanciách a ukazuje, že inštalácia môže byť reálnou alternatívou plynového kotla.

Zaujímavé informácie o práci slnečného kolektora v zimnom období.

Ako správne namontovať vákuový solárny kolektor vlastnými rukami doma. Všetky nuansy procesu, odporúčania a užitočné tipy.

Spoznajúc základný princíp fungovania rúrkového vákuového solárneho kolektora, môžete zostaviť jednotku sami. Inštalácia bude plne vyhovovať individuálnym individuálnym požiadavkám a potrebám.

To nie je príliš ťažké, ale vyžaduje zvýšenú pozornosť, úzkostlivosť a určité riziká, inak hrozí riziko poškodenia integrity banky a narušenia jej integrity rastie.

Každý, kto má záujem o výber, inštaláciu alebo samo-montáž solárneho kolektora, sa odporúča, aby uverejnil svoje pripomienky a otázky. Kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.