Много пари се харчат за топла вода и отопление. Но има и алтернативен източник на енергия - вакуумният слънчев колектор. Чували ли сте за това? Тя ви позволява значително да намалите финансовите разходи за поддържане на комфорта, осигурявайки максимален топлинен ефект с минимални топлинни загуби.
Това устройство може да се закупи от производители на домакински уреди или да се сглоби у дома. За да изберете подходящ модел, да изучавате много информация. Ние ще Ви помогнем да определите основните критерии за покупката.
Статията ще обсъди принципа на работа и устройството на вакуумния колектор. Ще говорим за структурните особености на различните модели, ще разгледаме плюсовете и минусите на тези инсталации. Освен това ще опишем подробно как да направите и инсталирате вакуум слънчев колектор сами.
Материалът е придружен от видеоклипове, от които ще се запознаете с важните характеристики и принципи на работа на вакуумните колектори.
Принципът на работа на вакуумната единица
Вакуумният слънчев колектор се различава от конвенционалните слънчеви системи по начина, по който се обработва слънчевата енергия. Класическата батерия просто приема светлината и я преобразува в електричество. Колекторът се състои също от стъклени тръби с вакуум, пресъздаден отвътре. Те се комбинират в една система чрез специални докинг станции.
Вътре във всяка тръба има канал от една или две медни пръчки с охлаждаща течност. Хващайки слънчевите лъчи, активният елемент нагрява материала-охладител, като по този начин осигурява работата на колектора.
Вакуумният слънчев колектор, разположен на покрива на частна къща, ще осигури на обитателите с гореща вода през цялата година, а по време на студения сезон ще ви позволи удобно да отоплявате помещението, без да харчите много пари за него
Благодарение на този дизайн нивото на енергийна ефективност се увеличава значително, а топлинните загуби са значително намалени, тъй като вакуумният слой ви позволява да спестите около 95% от заловената слънчева енергия.
В допълнение, зависимостта на колекторната производителност от сезонността, температурата на околната среда и различните метеорологични условия, като например пориви на вятъра, частично облачно време, валежи и др., Намалява.
Как е вакуумният колектор?
Съвременните вакуумни устройства, които осигуряват на помещенията топлина и гореща вода, дължащи се на слънчева енергия, са технологично различни.
Колекторите са разделени на следните типове:
- тръбна без защитно покритие от стъкло;
- модул с намалено преобразуване;
- стандартна плоска опция;
- устройство с прозрачна изолация;
- въздушна единица;
- плосък вакуум колектор.
Вакуумният слънчев колектор е способен да осигурява топла вода и отопление по всяко време на годината, а при всякакви климатични условия (+)
Всички те имат обща структурна прилика, така че се състоят от:
- външна прозрачна тръба, от която въздухът е напълно изтощен;
- нагрята тръба, разположена в голяма тръба, където се движи течна или газообразна течност за пренос на топлина;
- влизат един или два предварително сглобени клапана, към които са свързани тръби с по-голям калибър и циркулационен кръг на тънки тръби, поставени вътре.
Цялата конструкция донякъде напомня на термос с прозрачни стени, в които се поддържа безпрецедентно високо ниво на топлоизолация. Благодарение на тази функция тялото на вътрешната тръба придобива способността да се загрява добре и напълно да освободи енергийния ресурс към циркулиращия охлаждащ агент.
Конструктивни нюанси и класификация
Вакуумните колектори се класифицират по типа на стъклените тръби, монтирани в конструкцията или по характеристиките на топлопроводите. Тръбите обикновено са коаксиални и перо, а топлинните канали са U-образни, направляващи и топлинни тръби.,
Характеристика на коаксиалните тръби
Коаксиалните тръби са двойна стъклена термос с вакуумно пространство, създадено изкуствено между стените. Вътрешната повърхност на тръбата има слой от специално топлинно-абсорбиращо покритие, така че действителното пренасяне на топлина се осъществява директно от стените на стъклената колба.
Коаксиалните тръби са изработени от високоякостно стъкло на базата на боросиликати, което има висока способност за пропускане на светлина. Елементите, в зависимост от производителя, имат до три слоя магнетронно разпрашване, демонстрират отлична якост и устойчивост на различни атмосферни прояви (дъжд, градушка и др.), Издържат на налягане от 1 Mpa и надеждно обслужват 15 години
Като абсорбиращ елемент, медна тръба, съдържаща етерния състав, се запоява в стъклената тръба. В процеса на нагряване той се изпарява, ефективно отделя топлината си, кондензира и се стича до дъното на тръбата. След това цикълът се повтаря, като по този начин се създава непрекъснат процес на топлообмен.
Характеристики на Pen Pen
Вакуумните тръби с пера са с по-голяма дебелина на стената от коаксиалните и се състоят не от две, а от една колба. Вътрешният абсорбиращ елемент от мед се доставя по цялата дължина с траен усилвател - гофрирана плоча с високоенергийно поглъщащо покритие.
Поради тази конструктивна особеност, вакуумът се намира директно в топлинния канал, част от който заедно с абсорбента е интегриран директно в колбата.
Вътре във вакуумната тръба има плоча, чиято форма наподобява перо. По отношение на ефективността, тя надхвърля възможностите на своя коаксиален аналог, но има значително по-висока цена и е трудна за подмяна в случай на повреда на целостта на крушката или повреда на нагревателния елемент.
Колекторите, изработени на базата на пури вакуумни тръби, се считат за най-ефективни в своя клас, те перфектно се справят със задачите и надеждно служат в продължение на много години.
Принципът на работа на топлинната тръба на топлинната тръба
Топлинната тръба за топлинни тръби се състои от затворени тръби, съдържащи лесно изпаряващ се течен състав. Под въздействието на слънчева светлина то се загрява, преминава в горната част на канала и се концентрира там в специален топлосъбирателен колектор (колектор).
Работният флуид в този момент се отказва от натрупаната топлина и отново се понижава, за да възобнови процеса.
Топлинната тръбна топлообменна втулка е свързана към топлообменника на колектора чрез специален цокъл, затворен в самия 1-тръбен топлообменник или около 2-тръбен топлообменник.
Работният елемент на топлинната тръба на топлинния канал е направен от мед, в по-редки случаи, от алуминий. Той показва висока устойчивост на експлоатационни натоварвания, надеждно служи за 15 години, има разумна цена и е един от най-популярните елементи на съвременните вакуумни хелиосистеми от тръбен тип.
Освободената енергия от топлинния резервоар изтегля охлаждащата течност и я пренася по-нататък по системата, като по този начин се осигурява наличието на гореща вода в крановете и радиаторите. Топлинната тръбна система е лесна за инсталиране и демонстрира висока производителност.
Колекторите, оборудвани с вакуумни тръби с топлинна тръба, се отличават с добро ниво на надеждност и са подходящи за използване не само в ежедневието, но и в слънчеви системи с високо налягане.
В случай на повреда или повреда, без затруднения, е възможно да се замени повредения възел с нов, без да се прибягва до реконструкция на цялата система.
Ремонтните работи могат да се извършват лесно на мястото на колектора, без да се демонтира устройството и да не се правят ненужни усилия за работа.
Описание на U-образен топлообменник
Тръбата на топлообменника с директен поток има формата на буквата U. Вътре в нея циркулира вода или работният топлоносител на отоплителната система. Една част от елемента е предназначена за студена охлаждаща течност, а втората правилно премахва вече нагрятата.
По време на светене активното вещество се разширява и навлиза в акумулиращия резервоар, като по този начин се създава естествената циркулация на течността в системата. Специално селективно покритие, нанасяно върху вътрешните стени, увеличава капацитета за поглъщане на топлината и повишава ефективността на системата като цяло.
В сравнение с тръбите от тип тръби, U-образните продукти имат по-голямо хидравлично съпротивление, налагат повишени изисквания към охлаждащата течност и са много по-скъпи. Колекторите, които работят с правопроводими U-тръби, не могат да работят под високо налягане и да осигуряват висококачествен топлообмен само по време на топлия сезон.
Тръбите от тип U показват висока производителност и осигуряват твърд трансфер на топлина, но имат един съществен недостатък. Те представляват една цялостна конструкция с колектор и винаги се монтират с нея.
Заменете една единична тръба, която се провали, няма да работи. За ремонт, ще трябва да разглобите целия комплекс напълно и да поставите нов на негово място.
Сравнение на различни модификации
При производството на хелиоагрегати са комбинирани топлинни канали и вакуумни стъклени тръби за слънчеви колектори в различни комбинации.
Коаксиалните модели с топлинна тръба за топлинна тръба са най-популярни сред потребителите. Купувачите са привлечени от лоялната цена на устройствата и много простата и достъпна услуга през целия жизнен цикъл.
Вакуумният слънчев колектор с перфектно ремонтиран тръбен тръбопровод. Подмяната на повредените тръби се извършва на място и не предвижда демонтаж на системата или преместването й на друго място. Въпреки това, преносът на топлина в тези модели е труден, поради което ефективността на изхода не е повече от 65%
Вакуумните уреди с тръбни тръбни канали показват висока надеждност и нямат ограничения за употреба дори при слънчеви термални комплекси с високо налягане.
Устройства с коаксиална колба, съдържащи праволинейни U-образни канали, също са включени в списъка на търсените. Те се характеризират с такива параметри като ниска топлинна загуба и ефективност от 70% и повече.
За правилна работа трябва да се инсталира правилно вакуумно устройство с U-канал. Желателно е минималният ъгъл на наклон да е поне 20 °. Само в това изпълнение ще осигури максимална възвръщаемост.
Ситуацията е донякъде развалена: сложният процес на ремонт, специфичната поддръжка по време на експлоатация и невъзможността да се замени един-единствен повреден възел. Ако нещо се случи с устройството, то се демонтира и се постави абсолютно нов колектор.
Тръбите от пера са структурно един цилиндър, изработен от стъкло с дебели, здрави стени (в зависимост от производителя от 2.5 мм и повече). Вътрешността на абсорбиращата вложка на писалката плътно приляга към работния канал, направен от топлопроводим метал.
Почти идеалната изолация създава вакуумно пространство във вътрешността на стъкления контейнер. Абсорбентът пренася абсорбираната топлина без загуби и осигурява ефективност на системата до 77%.
В случай на повреда, колекторите с тръби с пера са ремонтирани. Не е необходимо да променяте цялата система, достатъчно е да откриете повреденото устройство, да я демонтирате и да поставите нова в това място
Моделите с перо са малко по-скъпи от коаксиалните, но благодарение на тяхната висока ефективност те осигуряват пълен комфорт в стаята и бързо заплащат себе си.
Най-ефективни и продуктивни са колби с пера с вътрешни канали с директен поток. Действителната им ефективност понякога достига рекордни нива от 80%.
Когато монтирате тръбите за перо в рамката на сърцевината на всяка част, носете здрава компресионна гайка с пръстен и топлоустойчива уплътнение. Това осигурява целостта на цялата конструкция и позволява на колектора да функционира напълно при всякакви условия.
Цената на продуктите е доста висока и при извършване на ремонт е наложително да се изцеди цялата охладителна течност от системата и едва след това да се започне отстраняване на неизправности.
Какъв трябва да бъде топлинният колектор?
Топлинният колектор е друг много важен работен елемент на вакуумния колектор. Чрез този възел натрупаната топлина се прехвърля от тръбите към охлаждащата течност.
Топлинният колектор е поставен в горната част на устройството. Един от компонентите му, медното ядро, получава енергия и я прехвърля към главния охладител, циркулиращ в затворената система “топлообменник на колекторния резервоар”.
Правилната работа е гарантирана от циркулационната помпа, свързана към системата. Автоматичният контрол на отоплителния комплекс ясно следи нивото на температурата в каналите и в случай на падане под допустимия критичен минимум (например през нощта) спира работата на помпата.
Това ви позволява да избегнете обратното нагряване, когато охладителната течност започне да взима топлината от горещата вода, събрана в резервоара.
Плюсове и минуси на вакуумни колектори
Основното предимство на блоковете се нарича почти пълната липса на топлинни загуби по време на работа. Това осигурява вакуумна среда, която е един от най-висококачествените естествени изолатори. Но списъкът на обезщетенията не свършва дотук.
Устройствата имат други различни предимства:
- производителност при ниски температури (до -30 ° C);
- способност за акумулиране на температури до 300 ° C;
- максималната възможна абсорбция на топлинна енергия, включително невидимия спектър;
- оперативна стабилност;
- ниска чувствителност към агресивни атмосферни прояви;
- ниско платно, поради структурните особености на тръбните системи, които могат да преминават през въздушни маси с различна плътност;
- високо ниво на ефективност в райони с умерен и хладен климат с малко ясни и слънчеви дни;
- дълготрайност в съответствие с основните правила за работа;
- наличност за ремонт и възможност за промяна не на цялата система, а само на един счупен фрагмент.
Слънчевият колектор е ефективно устройство, което позволява почти без загуба да преобразува слънчевата енергия в топлина
Недостатъците са невъзможността на колекторите за самопочистване от замръзване, лед, сняг и високата цена на компонентите, необходими за сглобяване на уреда у дома.
Сглобяване на уреда със собствени ръце
Процесът на сглобяване на вакуумния колектор започва с производството на рамка-основа за работни елементи. Монтира се веднага на мястото, което е предназначено за единицата.
Размерът и размерите на рамката зависят изцяло от модела, който се планира да бъде направен, и обикновено се предписват в инструкцията, разположена между придружаващите документи за компонентите.
Готовата рамка под колектора се фиксира на покрива, така че заема ясна позиция и не се люлее. Ако покривът на сградата е от шифер, тогава се използват мостовете и големите дебели винтове. Конвенционалните анкери се използват за други покривни материали.
Местата, където рамката пасва на покривната повърхност, допълнително се закрепват с уплътнител, така че в бъдеще водата не попада в къщата през отворите. След това към мястото за монтаж се подава акумулиращ резервоар, който се закрепва с винтове към горната част на рамката.
В следващата стъпка се събират нагревател, температурен сензор и автоматизиран вентилационен отвор. Всички спомагателни елементи и свързаните с тях части се поставят върху включените меки подложки. За фиксиране на температурния сензор се използва гаечен ключ.
След това оборудвайте доставките на водни комуникации. За тази цел се вземат тръби от всякакви материали, устойчиви на нискотемпературни параметри и способни да издържат до 95 ° C. Полипропиленовите тръби и фитинги са се доказали добре.
Тръбите от полипропилен са идеални за организиране на свързването на слънчевия колектор с водопроводната система на жилището. Арматурата има добро физическо изпълнение и експлоатационна издръжливост, служи надеждно в продължение на много години и лесно се подменя в случай на пукнатини или разкъсвания
При свързване на водоснабдителната система резервоарът се напълва с вода и се тества за плътност. Ако има открити течове някъде в рамките на 3-4 часа, те се елиминират.
Накрая се монтират нагревателните елементи. За да направите това, медната тръба се обвива с алуминиева ламарина и се поставя във вакуумна тръба от стъкло. От дъното на колбата се поставя фиксираща чаша и ботуш от здрава, гъвкава гума.
Горният меден връх на тръбата се избутва в месинговия кондензатор, докато спре. От тръбите не се отстранява мазнина с вискозен термичен контакт. Закачете заключващия механизъм върху скобата и монтирайте всички останали стъклени тръби на същия принцип.
Тръбните слънчеви колектори се нуждаят от редовна поддръжка и задължително почистване, особено по време на активния снеговалеж. Ако следвате тези прости правила, те ще работят дълго време и ще поддържат високо ниво на ефективност през целия експлоатационен живот.
На конструкцията е монтиран монтажен блок, към него е подадено 220-волтово захранване, към системата са свързани три спомагателни устройства - нагревателен елемент, вентилационен отвор и температурен датчик.
Последният е свързан с контролера, предназначен за правилното управление на комплекса. В менюто на контролера задайте желаните работни параметри и стартирайте системата в стандартен режим.
В тази статия е предвидено стъпка по стъпка за изграждането на слънчев колектор.
Как да поставите устройството?
За да може вакуумният колектор да функционира напълно и ефективно да осигури на жизненото пространство необходимата енергия, е необходимо да се намери най-подходящото място за него и да се ориентира правилно устройството спрямо частите на света.
Вакуумните слънчеви колектори са много по-практични от плоските им колеги. Когато една от работещите тръби се повреди и се повреди, е много лесно да се замени с нова. След това системата ще продължи да функционира както преди. Ако изведнъж няма възможност да поставим нов елемент на мястото на развалите, няма проблем Устройството ще може да изпълнява своите "задължения", дори с наличието на възел с повреден елемент
За селища от северното полукълбо е важно да се постави колектор в южната част на покрива на къщата или на слънчевата страна на площадката. Желателно е за равнината на инструмента да се осигури минималното отклонение.
Ако няма възможност за насочване на повърхността към юг, си струва да се избере измежду запад и изток най-светлата перспектива в открито пространство.
Високата работна ефективност на вакуумния колектор се дължи и на факта, че той действа съгласно принципа на огледалото и изравнява своята топлинна мощност въз основа на текущата височина на слънцето.
Енергийният соларен комплекс не трябва да се затваря от комини, декоративни фрагменти от покриви, разпръснати клони на дървета и високи жилищни или технически сгради. Това ще намали ефективността на работата и ще намали нивото на загряване на съществуващите елементи.
Ако устройството е позиционирано правилно, то ще осигури почти същия топлообмен през цялата година, независимо от сезона.
Ако няма голям опит в осъществяването на комплексни ремонтни и монтажни работи и водопроводни работи, е нерационално тръбите да се евакуират у дома. Този процес е много труден и изисква специални знания и специализирано оборудване.
В допълнение, елементите на вакуумния тип, направени самостоятелно, имат много по-ниско ниво на ефективност от фабричните части. Затова е най-разумно да купувате продукти от основния производител, а след това да се опитате да сглобите няколко секции у дома.
На сайта има селекция от артикули за подреждането на соларната отоплителна система, съветваме ви да прочетете:
- Слънчеви отоплителни системи: анализ на технологии за подреждане на отопление на базата на слънчеви системи
- Отопление на частна къща със слънчеви панели: схемата и устройството
- Гъвкави слънчеви панели: видове, характеристики + характеристики на свързване
Заключения и полезно видео по темата
Подробное, детальное описание вакуумной трубки, принципа ее работы и особенностей функционирования солнечного коллектора в целом. Автор рассказывает о некоторых интересных нюансах и показывает, что установка может стать реальной альтернативой газовому котлу.
Интересная информация о работе солнечного коллектора в зимний период времени.
Как правильно смонтировать вакуумный солнечный коллектор своими руками в домашних условиях. Все нюансы процесса, рекомендации и полезные советы.
Зная базовый принцип работы трубчатого вакуумного солнечного коллектора, можно собрать агрегат собственноручно. Установка будет полностью соответствовать личным индивидуальным требованиям и нуждам.
Это не слишком трудное занятие, однако оно требует повышенного внимания, скрупулезности и определенных навыков, иначе риск повредить целостность колбы и нарушить ее герметичность значительно возрастает.
Всем заинтересованным в вопросе выбора, установки или самостоятельной сборки солнечного коллектора предлагаем оставлять комментарии и задавать вопросы. Формулярът за контакт се намира в долния блок.