Вакуумен слънчев колектор: как работи + как да го сглобите сами

Тук ще разберете:

• Какво е колектор и предназначението на слънчевите колектори
• Принцип на работа на вакуумен слънчев колектор
• Предимства и недостатъци
• Разновидности на вакуумни колектори
• Сравнение на различни модификации
• Изработване на вакуумен колектор със собствените си ръце
• Характеристики на правилното позициониране на вакуумния слънчев колектор

Слънчевият колектор с вакуумна тръба е екологичен начин за съхранение на слънчева енергия и използването й за отопление на дома и осигуряване на топла вода. Такива устройства са поставени на покрива на частни къщи на правилното място.

Видове вакуумни тръби

Има пет вида вакуумни тръби за слънчеви колектори. Те се различават по вътрешна структура и дизайн. Освен това всеки от тях може да бъде допълнен с метален (обикновено алуминиев) абсорбер, който се поставя вътре в стъклена крушка под формата на тръба.

Важно! Повечето производители запълват долната междина между стъклените стени с барий - той абсорбира газовите примеси и подобрява топлоизолационните свойства. Липсата му може да намали ефективността на колектора с до 15%.

Термосифонни (отворени) вакуумни тръби

Този тип слънчеви колекторни тръби се използват в колектори с външен резервоар за съхранение. те се пълнят с вода и образуват един обем с резервоара. Нагрятата вода от колбата се издига в резервоара и охладената вода слиза надолу.

Термосифонните вакуумни колектори се използват в следните случаи:

1. За свързване към система за захранване с топла вода;
2. В региони с високо ниво на инсолация през студения сезон;
3. За сезонна употреба (пролет, лято, есен).

Коаксиална тръба (топлинна тръба)

Това е най-често срещаният тип вакуумни тръби. Съдържа медна тръба вътре в стъклена крушка, пълна с течност с ниска точка на кипене или вода с ниско налягане.

При нагряване течността или водата започват да кипят, парата се издига, като едновременно се нагрява от медните стени. Отгоре той влиза в топлообменника - разширение в края, при което отдава топлина през стените на водата, която циркулира около него.

След охлаждане парата се кондензира по стените на топлообменника и се стича надолу. Цикълът се повтаря наново.

Схематична вътрешна структура на коаксиална тръба и топлообменник.

Двойни коаксиални тръби

Принципът на действие на такъв радиатор е същият като този на предишния, с едно изключение - две медни тръби с течност са свързани към един топлообменник. Тандемната система позволява по-ефективно отвеждане на топлината, а големият капацитет и площта на стените на топлообменника ви позволява бързо да затопляте водата.

При необходимост се инсталира двоен коаксиален вакуумен колектор:

1. Осигурете малко отопление на големи обеми вода;
2. Има нужда от топлинна енергия през слънчев ден;
3. Високо средно ниво на инсолация;
4. Има бързо изпомпване на вода през системата.

Вакуумни тръби с пера

Те имат допълнителен топлообменник в своя дизайн, който позволява по-ефективно отвеждане на топлината от вътрешната страна на стъклената крушка. Обикновено се прави под формата на две надлъжни плочи, разположени отстрани на медния радиатор.

В противен случай принципът на действие е абсолютно същият като този на коаксиалната тръба.

U-образни вакуумни тръби (U-тип)

Тази система е коренно различна от предишните. Използва две линии - за студена и нагрята вода.

В стъклена колба е монтиран топлообменник под формата на английска буква U, през която тече вода. От линията със студена вода той влиза в нея, загрява се и се връща към тръбата с нагрята вода.

Колекторът за вакуумна тръба тип U е най-ефективен, но инсталирането е трудно. По време на монтажа поточните линии са заварени към медните тръби вътре в стъклената крушка. Резултатът е единна интегрална система с висока енергийна ефективност, но ниска поддръжка.

Инсталиране на колбата върху U-образна медна тръба.

Какъв трябва да бъде колекторът на топлина?

Топлинният колектор е друг много важен работен елемент на вакуумния колектор. Чрез този уред натрупаната топлина се пренася от тръбите към охлаждащата течност.

Топлинният колектор се намира в горната част на уреда. Един от неговите компоненти, медно ядро, получава енергия и я прехвърля към основния топлоносител, циркулиращ в затворена система "топлообменник резервоар-колектор".

Малка помпа, свързана към системата, осигурява правилна циркулация. Автоматиката, контролираща отоплителния комплекс, ясно следи нивото на температурата в каналите и, ако падне под допустимия критичен минимум (например през нощта), спира работата на помпата.

Това избягва претопляне, когато охлаждащата течност започне да отнема топлина от горещата вода, събрана в резервоара за съхранение.

Плюсове и минуси на вакуумните колектори

Основното предимство на агрегатите се нарича почти пълна липса на топлинни загуби по време на работа. Това се осигурява от вакуумна среда, която е един от най-качествените естествени изолатори. Но списъкът с предимствата не свършва дотук. Устройствата имат други изразени предимства, например:

• ефективност на работа при нискотемпературни показатели (до -30 ° С);
• способност за натрупване на температура до 300 ° С;
• максимално възможно поглъщане на топлинна енергия, включително невидимия спектър;
• оперативна стабилност;
• ниска податливост на агресивни атмосферни прояви;
• ниска ветровитост, поради конструктивните характеристики на тръбните системи, способни да пропускат въздушни маси с различна плътност през себе си;
• високо ниво на ефективност в региони с умерен и хладен климат с малко ясни и слънчеви дни;
• трайност при спазване на основните правила за експлоатация;
• наличност за ремонт и възможност за промяна не на цялата система, а само на един неуспешен фрагмент.

Недостатъците включват невъзможността на колекторите да се самопочистват от замръзване, лед, сняг и високата цена на съставните части, необходими за сглобяване на уреда у дома.

Как да позиционирате правилно уреда

За да може вакуумният колектор да работи пълноценно и ефективно да осигурява на жилищното пространство необходимата енергия, е необходимо той да намери най-успешното място и правилно да ориентира устройството спрямо частите на света.

За населените места в северното полукълбо е важно колекторът да се постави в южната част на покрива на къщата или от слънчевата страна на обекта. Желателно е да се осигури минимално отклонение за равнината на устройството.

Ако няма начин да се насочи повърхността на юг, струва си да се избере най-леката перспектива в открито пространство сред запад и изток.

Комплексът за слънчева енергия не трябва да бъде препятстван от комини, декоративни фрагменти от покриви, разстилащи се клони на дървета и високи жилищни или технически сгради. Това ще намали ефективността на работата и ще намали нивото на нагряване на активните елементи.

Ако уредът е позициониран правилно, той ще осигури почти еднаква топлинна мощност през цялата година, независимо от сезона.

Ако нямате много опит в извършването на сложни ремонтни, монтажни и водопроводни работи, нерационално е да вакуумирате тръбите у дома. Този процес е много трудоемък и изисква специални знания и специализирано оборудване.

В допълнение, самоизработените елементи от вакуумен тип имат много по-ниско ниво на ефективност от фабрично произведените части. Ето защо е най-разумно да закупите продукти от специализиран производител и след това да се опитате да сглобите няколко секции у дома.

Характеристики на правилното позициониране на вакуумния слънчев колектор

За да може вакуумният слънчев колектор да работи с максимална ефективност, е необходимо правилно да го позиционирате в пространството. За северното полукълбо равнината на външния блок трябва да е обърната на юг. От значение е и ъгълът на наклона му към хоризонта. Тя трябва да бъде равна на географската ширина на зоната, където се инсталира устройството.

В допълнение към географските характеристики е необходимо да се вземе предвид геометрията на покрива, където е монтиран. Колекторът трябва да бъде монтиран по такъв начин, че сянката от надстройките на покрива при никакви обстоятелства да не пада върху него.

По този начин слънчевият колектор от вакуумен тип е ефективно решение за отопление и захранване на къща с топла вода. Дизайнните му характеристики и зависимостта от движението на слънцето, което е източник на енергия за него, обаче изискват спазване на редица характеристики по време на монтажа му.

Разновидности на слънчеви панели

Слънчевите системи са класифицирани според конструктивните характеристики на тръбите и вида на топлинния канал, използван като приемник:

1. Коаксиалният модел на вакуумен слънчев колектор за отопление на къща е двойна колба от стъкло, в кухината на която се евакуира въздух. Повърхността е покрита с абсорбиращо покритие, така че енергията се пренася от самата тръба.

2. Структурата на пера е едностенна, кухината е разположена тук в пространството на топлинния канал, част от която, заедно със съхранението, е интегрирана в колбата.

4. В системи с принудителна циркулация е инсталирана помпа с малка мощност, за да се улесни движението на носача. В същото време консумацията на енергия е много по-малка от енергията, получена за отопление на частна къща.

5. Има разлика и в броя на веригите. В най-простите колектори отоплителната вода се нагрява и консумира от резервоара за съхранение.

6. По-сложните се състоят от вакуумна тръба и елементи за вземане на проби от течности. Устройството съдържа антифриз и нетоксична среда с антикорозионни и антипенни добавки. Този метод надеждно предпазва оборудването от соли и котлен камък и допринася за по-дълга работа по време на нагряване.

Преглед на моделите и техните характеристики

В момента Китай е лидер в производството на слънчеви колектори. Според отзивите на собствениците на частни къщи, местните производители също доставят оборудване с добри характеристики за продажба. Европейските устройства са доста скъпи, но с течение на времето разходите за закупуване и инсталиране на устройства са напълно оправдани. Най-известните компании произвеждат следните колекционери:

Водопроводчици: Ще платите до 50% НАМАЛО за вода с това приспособление за кран

Колекционерите Dacha и Universal са най-известните устройства на местния производител. SCH-18 е високоефективен при температури на кондензат до 250 ° C. Колбите са направени от червена мед, топлоносителят е течен. Липсата на вода във вакуум гарантира устойчивост на замръзване. Здрав калъф с добра устойчивост на вятър. Тръбопроводът е защитен от полиуретанов колектор. Гумените антипрахови уплътнения предпазват от прах и валежи.

Те работят ефективно при температури до -35 ° C, типът функционалност е система за налягане за отопление. Има контролер за управление на нагревателя, размерът на тръбите е 1800 мм, обемът на резервоара е 135-300 литра, мощността на нагревателния елемент е 1,5-2 kW. Колекторите са произведени в съответствие с международни сертификати, което гарантира тяхната безопасност и надеждност.

Как е колекторът от вакуумен тип

Съвременните вакуумни устройства, които осигуряват помещения с топлина и топла вода поради слънчевата енергия, са технологично донякъде различни и се подразделят на такива видове като:

• тръбна без стъклено защитно покритие;
• модул с намалена конверсия;
• стандартна плоска версия;
• устройство с прозрачна топлоизолация;
• въздушна единица;
• плосък вакуумен колектор.

Всички те имат общо конструктивно сходство, така че се състоят от:

• външна прозрачна тръба, откъдето въздухът се изпомпва напълно;
• отопляема тръба, разположена в голяма тръба, където се движи течен или газообразен топлоносител;
• един или два сглобяеми разпределителя, към които са свързани тръби с по-голям калибър и влиза циркулационната верига от тънки тръби, поставени вътре.

Цялата конструкция напомня донякъде на термос с прозрачни стени, в който се поддържа безпрецедентно високо ниво на топлоизолация. Благодарение на тази функция, тялото на вътрешната тръба придобива способността да се затопля качествено и напълно да даде енергийния ресурс на охлаждащата течност, циркулираща вътре.

Разновидности на вакуумни колектори

Разновидности на вакуумни колектори

При проектирането на колекторите се използват два вида стъклени тръби:

• коаксиален;
• перо.

Нека разгледаме по-отблизо всеки от тях.

Коаксиална тръба

Това е вид термос, който се състои от двойна колба. Външната крушка е покрита със специално поглъщащо топлината вещество. Между двете тръби се създава вакуум. Това направи възможно да се гарантира, че топлината по време на работа се предава директно от стъклените крушки.

Във всяка тръба има още една - мед (тя е пълна с ефирна течност). Когато температурата се повиши, тази течност се изпарява, пренася запасената топлина и тече обратно като конденз. След това цикълът се повтаря отново и отново.

Периста тръба

Този тип тръби се състоят от едностенна крушка. Между другото, те значително надвишават своите коаксиални колеги по дебелина на стената. Медната тръба е подсилена със специална гофрирана плоча, обработена с влагопоглъщащо вещество. Оказва се, че въздухът в този случай се изпомпва от целия топлинен канал.

Такива канали, между другото, също са различни:

• директен поток;
• Hit Pipe.

Канали от типа "Hit Pipe"

Топлообмен във вакуумен слънчев колектор тип "Heat Pipe"

Другото им име са топлинните тръби. Те работят по следния начин: когато температурата се повиши, ефирната течност в затворени тръби се издига нагоре по канала, след което тя кондензира там в специално оборудван топлосъбирач. В последната течността предава топлинна енергия и се спуска надолу по тръбата. От топлинния колектор топлината се пренася допълнително в системата с помощта на циркулиращ топлоносител.

Коаксиална вакуумна тръбна топлинна тръба с 2-тръбен колектор

Характерно е, че металните тръби тук могат да бъдат не само медни, но и алуминиеви.

Канали с директен поток

Във всеки от тези канали в стъклената тръба има две метални тръби наведнъж. На един от тях течността попада в колбата, загрява се там и излиза през втората.

Структурни нюанси и класификация

Колекторите от вакуумен тип се класифицират по типа стъклени тръби, монтирани в конструкцията, или по характеристиките на термичните канали. Тръбите обикновено са коаксиални и пера, а топлинните канали са U-образни видове директни потоци и топлинни тръби. ...

Характеристика на коаксиалните тръби

Коаксиалните тръби са двойна стъклена термос-колба с изкуствено създадено вакуумно пространство между стените. Вътрешната повърхност на тръбата има слой от специално поглъщащо топлината покритие, така че действителният топлообмен се извършва директно от стените на стъклената крушка.

Коаксиалните тръби са изработени от високоякостно стъкло на основата на боросиликат с висока пропускливост на светлината. Елементите, в зависимост от производителя, имат до три слоя магнетронно пръскане, демонстрират отлична здравина и устойчивост на различни атмосферни прояви (дъжд, градушка и др.), Издържат на налягане от 1 Mpa и надеждно служат в продължение на 15 години.

Като абсорбиращ елемент в стъклената тръба е запоена медна тръба, съдържаща етерен състав. По време на процеса на нагряване той се изпарява, ефективно отделя топлината си, кондензира се и се стича до дъното на тръбата. След това цикълът се повтаря, като по този начин се създава непрекъснат процес на пренос на топлина.

Характеристики на пернатите тръби

Вакуумните тръби за фонтан имат по-голяма дебелина на стената от коаксиалните и се състоят не от две, а от една крушка. Вътрешният меден абсорбиращ елемент е оборудван по цялата си дължина със здрава армировка - гофрирана плоча с високо ниво на абсорбиране на енергия.

Поради тази конструктивна характеристика вакуумът се намира директно в топлинния канал, част от който, заедно с абсорбента, се интегрира директно в колбата.

Вакуумната тръба с пера съдържа вътре плоча, която е оформена като перце. По отношение на ефективността той надхвърля възможностите на своя коаксиален аналог, но има значително по-висока цена и е труден за замяна в случай на нарушаване на целостта на колбата или повреда на нагревателния елемент

Колекторите с пернати тръби се считат за най-ефективните в своя клас, вършат добре работата си и осигуряват години надеждно обслужване.

Принципът на действие на топлинната тръба

Топлинните тръби се състоят от затворени тръби, съдържащи лесно изпаряващо се течно съединение. Под въздействието на слънчевата светлина той се затопля, отива в горната област на канала и се концентрира там в специален топлинен колектор (колектор).

В този момент работната течност се отказва от цялата натрупана топлина и отново се спуска, за да възобнови процеса.

Топлообменната втулка на топлообменника е свързана с топлообменника на колектора посредством специален контакт, споен в самия 1-тръбен топлообменник, или е огънат от двутръбния топлообменник.

Работният елемент на топлинната тръба е направен от мед, в по-редки случаи - от алуминий. Показва висока устойчивост на експлоатационни натоварвания, надеждно служи в продължение на 15 години, има разумна цена и е един от най-популярните елементи на съвременните вакуумни слънчеви системи от тръбен тип

Освободената енергия от топлинния резервоар се поема от охлаждащата течност и се транспортира по-нататък през системата, като по този начин осигурява топла вода в крановете и отопление в батериите. Топлопроводната система е лесна за инсталиране и демонстрира висока ефективност на работа.

Колекторите, оборудвани с вакуумни тръби с топлинна тръба, имат добро ниво на надеждност и са подходящи за използване не само в ежедневието, но и в слънчеви топлинни системи с високо налягане

В случай на повреда или повреда, без никакви затруднения, е възможно да се замени повредената единица с нова, без да се прибягва до реконструкция на цялата система.

Ремонтните работи могат лесно да се извършат точно на мястото на колектора, без да се демонтира агрегатът и без да се прилагат ненужни усилия за работата.

Описание на U-образен топлообменник с директен поток

Тръбата на проходния топлообменник е U-образна.Вътре циркулира вода или работещ топлоносител на отоплителната система. Едната част на елемента е предназначена за студен топлоносител, а втората правилно премахва вече нагретия.

При нагряване активният състав се разширява и навлиза в резервоара за съхранение, като по този начин създава естествена циркулация на течността в системата. Специално селективно покритие, нанесено върху вътрешните стени, увеличава капацитета на поглъщане на топлина и повишава ефективността на цялата система.

В сравнение с тръбите от тип тръби с топлинна тръба, U-образните продукти имат по-голямо хидравлично съпротивление, поставят повишени изисквания към охлаждащата течност и са много по-скъпи. Колекторите, работещи на U-тръби с прав поток, не могат да работят под високо налягане и осигуряват висококачествен топлопренос само през топлия сезон

U-тип тръби показват висока производителност и осигуряват солиден топлопренос, но имат един съществен недостатък. Те образуват една цялостна структура с колектора и винаги са монтирани заедно с него.

Няма да работи за смяна на отделна единична тръба, която не работи. За ремонти ще е необходимо да се демонтира целият комплекс изцяло и да се постави нов на негово място.

Предимства и недостатъци

Слънчевите вакуумни колектори имат по-малко топлинни загуби в сравнение с плоските. Използването на вакуумни нанотехнологии при производството на колектори направи възможно постигането на висока ефективност и надеждност на слънчевите системи.

Нека разгледаме основните предимства на използването на вакуумни колектори:

1. Производителност. В колекторните тръби има вакуум - идеален топлоизолатор, който ви позволява да поддържате оптимално ниво на топлина дори през есенно-зимния период. Поддържайки ефективността на високо ниво, производителността на вакуумния колектор е с 40% по-висока от тази на плоския колектор.
2. Надеждност. Срокът на експлоатация на вакуумните колектори е около 30 години. Тяхната издръжливост и безпроблемна работа се дължат на съвременните трайни материали. Вакуумните тръби съдържат висококачествена мед. Външната обвивка на тръбите е отлята от боросиликатно стъкло, което е в състояние да издържа на големи натоварвания. Използването на вакуумни колектори е особено важно за климатичните зони, където шкваловете, ураганите и градушките не са необичайни.
3. Слънчева енергийна ефективност. Цилиндричната форма на абсорбера на вакуумния колектор улавя и задържа дори разсеяната слънчева енергия, която плоският коректор не може да преобразува. 40% повече слънчева енергия може да се задържи от един квадратен метър на абсорбера на вакуумна слънчева система, отколкото от подобна зона на слънчева инсталация от плосък тип. Закръглеността на тръбите ви позволява да получавате до 97% от слънчевата енергия от ранната сутрин до късната вечер.
4. Лесно използване. В случай на повреда на вакуумната тръба, тя се подменя, без да се спира работата на системата (няма нужда от източване на циркулиращата течност). Ако липсва топлина, можете да добавите няколко тръби и ако има излишък от нея, можете временно да я премахнете. След почистване на вакуумния колектор от сняг или лед, той бързо започва да работи. Повърхността на колектора има ниска топлинна инерция поради тънкото стъклено покритие.
5. Дезинфекция на вода. Температурата на нагряване на водата по време на работа на Слънчевата система достига високи нива, което осигурява нейната дезинфекция и предотвратява размножаването на патогенни организми.
6. Лесно инсталиране. При инсталиране на вакуумни колектори няма особени трудности, основното нещо, което трябва да се спазва, е да се разположи колекторът под ъгъл, за да може течността вътре в тръбите да изтече надолу.

Недостатъците на слънчевото отопление се свеждат до изключително ниска ефективност при ниски температури и през нощта, поради което въпросът е, че тази отоплителна система не може да бъде единствената в къщата.Също така, вакуумните слънчеви колектори са по-скъпи от плоските.

Вакуумните слънчеви инсталации стават все по-популярни сред населението и големите компании. Ако преди мнозина са били уплашени от цената на изданието, днес цената на оборудването е леко намалена, а функционалността е подобрена и модифицирана.

Характеристики на модификация на устройствата

Отоплителните канали и вакуумните стъклени тръби за слънчеви колектори са комбинирани в голямо разнообразие от комбинации за производството на слънчеви енергийни блокове.

Най-популярни сред потребителите са коаксиалните модели с топлинна тръба. Купувачите са привлечени от лоялната цена на устройствата и много опростената, достъпна услуга през целия експлоатационен живот.

Вакуумният слънчев колектор с работен канал на топлопровод е отлично ремонтируем. Подмяната на повредени тръби се извършва на място и не включва демонтиране на системата или преместване на друго място. Преносът на топлина в тези модели обаче е труден, поради което ефективността на изхода е не повече от 65%

Вакуумните устройства с канали за топлинни тръби демонстрират висока надеждност и нямат ограничения за тяхното използване, дори в слънчеви топлинни комплекси с високо налягане.

Устройствата с коаксиална крушка, съдържащи праволинейни U-образни канали, също са включени в списъка на търсените. Те се характеризират с такива параметри като ниски топлинни загуби и ефективност от 70% и повече.

За правилна работа вакуумното устройство с U-канал трябва да бъде инсталирано правилно. Желателно е минималният ъгъл на наклон да е поне 20⁰. Само в този случай ще бъде възможно да се осигури максимална възвръщаемост.

Ситуацията е донякъде развалена от сложен процес на ремонт, специфична поддръжка по време на работа и невъзможност за подмяна на отделен повреден възел. Ако нещо се случи с устройството, то се демонтира и се поставя напълно нов колектор.

Пернатите тръби са структурно единичен цилиндър, направен от стъкло с удебелени здрави стени (в зависимост от производителя, от 2,5 mm и повече). Вътрешната вложка, направена от абсорбиращ пера, плътно приляга на работния канал, изработен от топлопроводим метал.

Почти перфектната изолация се създава от вакуумното пространство вътре в стъкления съд. Абсорбентът пренася абсорбираната топлина без загуби и осигурява на системата ефективност до 77%.

В случай на неизправност, колекторите, оборудвани с пера от тръби, трябва да бъдат ремонтирани. Не е необходимо да сменяте цялата система, достатъчно е да намерите повредената единица, да я демонтирате и да поставите нова на това място

Моделите с перален елемент са малко по-скъпи от коаксиалните, но поради високата си ефективност те осигуряват пълен комфорт в стаята и бързо се изплащат.

Най-ефективните и продуктивни са колбите с пера с вътрешни канали с директен поток. Действителната им ефективност понякога достига рекордни нива от 80%.

При монтиране на пернати тръби в рамката върху пръта на всяка част се поставя здрава кримпваща гайка с пръстен и термоустойчиво уплътнение. Това гарантира плътността на цялата конструкция и позволява на колектора да функционира напълно при всякакви условия.

Цената на продуктите е доста висока и при извършване на ремонти е наложително да се източи цялата охлаждаща течност от системата и едва след това да се започне отстраняване на неизправности.

Принципът на действие на вакуумната тръба тип SKE.

Ключът към слънчевата система е стъклената вакуумна тръба. Всяка вакуумна тръба се състои от две стъклени крушки.

Външната колба е изработена от изключително здраво боросиликатно стъкло, което може да издържи на удара от градушки, падащи със скорост 18 m / s и с диаметър до 35 mm.

Вътрешната крушка също е направена от боросиликатно стъкло и покрита със специално трислойно покритие с постепенна смяна на абсорбиращите слоеве ALN / AIN-SS / CU. Благодарение на използването на нови технологии се постига висок коефициент на поглъщане и ниска способност за биене, което позволява достигане на + 380 ° С в средата на тръбата при пряка слънчева светлина, без да навреди на самия продукт.

Между двете стъклени крушки се изпомпва въздух, за да се създаде вакуум, който предотвратява обратната топлопроводимост и конвективните топлинни загуби. В средата на стъклената крушка има запечатана топлинна тръба (HEAT PIPE), изработена от чиста червена мед, в средата на която има нискокипяща и изпаряваща се течност, която изпълнява функцията за пренос на топлина към охлаждащата течност. Фигурата по-долу показва принципа на работа на вакуумната тръба.

Основният интензитет на слънчевата радиация в земните условия е в спектралния диапазон 0,28 µm - 3 µm. Боросиликатното стъкло предава вълните на слънчевата радиация в диапазона от 0,4 микрона - 2,7 микрона. Прониквайки през външната прозрачна колба, енергията се задържа във втората колба, върху която се нанася силно селективен непрозрачен абсорбиращ слой.

В резултат на поглъщането на светлината от абсорбера и последващото му излъчване дължината на вълната се увеличава до 11 μm. Стъклото е непроницаема бариера за електромагнитните вълни с тази дължина. Слънчевата енергия, постъпваща в абсорбера, е затворена. Поглъщайки слънчевата радиация, абсорберът, дори без външна крушка, може да се нагрее до температура от + 80 ° C. Нагрятият до такава температура абсорбер излъчва топлинна енергия, която, прониквайки през корпуса на втората крушка, се прехвърля в ОТОПЛИТЕЛНАТА ТРЪБА. Поради появата на парников ефект, който се основава на натрупаната енергия под стъклото, в средата на втората колба температурата се повишава до + 180 ° C. Тази топлина загрява нискокипяща и изпаряваща се течност, която при + 25 ° C - + 30 ° C, превръщайки се в пара, издигаща се, прехвърля топлината към работната част на ТОПЛОТРЪБАТА, където се осъществява топлообмен с охлаждащата течност. Отделянето на топлина принуждава парата да се кондензира и да потече към дъното на ОТОПЛИТЕЛНАТА ТРЪБА и цикълът се повтаря отново.

Високият коефициент на топлопреминаване на лесно кипяща и изпаряваща се течност, незначителното й количество и относително малките размери на ТОПЛОПРОВОДА осигуряват ефективна топлопроводимост. HEAT PIPE работи като термичен диод. Топлопроводимостта е много висока в едната посока (нагоре) и ниска в обратната посока (надолу).

За да се поддържа вакуум между двете стъклени колби, върху долната вътрешност на колбата се нанася слой барий. Той активно абсорбира CO, CO, N, O, HO и H по време на съхранение и работа на тръбата. Бариевият слой също така осигурява ясна визуална индикация за състоянието на вакуум. Белият цвят означава, че вакуумните условия са нарушени.

Идеалната комбинация от вакуумни и топлинни медни тръби ни дава следните предимства пред плоските колектори:

Висока топлинна ефективност. благодарение на съвременните методи за топлообмен, висококачествено абсорбиращо покритие.

Широк спектър на работа: поради ниския си топлинен капацитет, той е в състояние да работи във високи облаци (в инфрачервения диапазон на лъчите, които преминават през облаците).

Всяка тръба работи независимо една от друга. Тъй като антифризът не се влива в средата на тръбата и достъпът му е ограничен от топлообменника, в случай на физически повреди, колекторът продължава да работи.

По-малко тегло на колектора с по-добра ефективност на колектора.

По-добра ефективност на работа през зимата благодарение на вакуума. Тръбата може да издържи на студове при -50 ° C.

Как се пренася енергията

Слънчевият колектор за отопление може да предава топлинна енергия по два основни начина. Първият е режимът на директен пренос на топлина.В такива устройства резервоарът е свързан директно към вакуумните тръби и неговият обем, като правило, не надвишава 200 литра. Принципът на действие е следният:

• Нагретият от слънчевата енергия топлоносител се превръща в пара и навлиза в медната намотка. Последният служи като топлообменник и се намира вътре в резервоара за съхранение.
• Освен това отопляемият топлообменник предава топлинна енергия на студената вода, която го заобикаля. Течността циркулира в радиаторите на помещението и тече обратно за претопляне.

Системата е доста евтина и достъпна, тъй като няма нужда да се купува помпено оборудване. Инсталацията ви позволява да получавате до 300 литра вода с температура от +60 градуса по Целзий, но това е само сезонна опция, съответно най-често се използва при положително време, тоест от май до септември.

Ако имате нужда от система с целогодишна употреба, поръчайте устройство с непряк режим на пренос на топлина. Отличителна черта на този тип устройства е наличието на буферен резервоар, който се намира директно в къщата. Ограничението за обема на котела е посочено в документите. Системата ви позволява да получите температура на охлаждащата течност от 200-300 градуса по Целзий, което улеснява организирането на отоплителна система. За да функционира агрегатът дори при студове от -50 градуса, медният топлообменник се пълни с антифриз.

Как работят вакуумните тръби

Функцията на евакуираните слънчеви колекторни тръби е да абсорбират слънчевата радиация и да я предпазват от излизане в околната среда. Топлинната енергия може да напусне работната част на вакуумния слънчев колектор по два начина - поради директен топлообмен и под формата на инфрачервено лъчение.

Кухината между стъклените стени на практика напълно изключва възможния директен пренос на топлина във вакуум, няма молекули вещества, които биха могли да го осъществят.

Селективното покритие (абсорбиращо) поглъща слънчевата енергия и предотвратява нейното излизане. Има различни видове такива покрития, които се различават по абсорбция и емисионност.

Част от слънчевата радиация се отразява от стъклото, но е незначителна - видимата светлина съставлява само част от абсорбирания спектър. Висококачествените колектори са изработени от високоякостно боросиликатно стъкло, което е устойчиво на механични повреди.

Боросиликатното стъкло е трудно да се надраска или сгъне и ще продължи десетилетия, без да променя производителността.

Плоски колектори

Плоският слънчев колектор загрява топлоносителя с помощта на плоча абсорбатор. Подредено е съвсем просто. Всъщност това е плоча от поглъщащ топлината метал, боядисана в черно отгоре със специална боя. Към долната повърхност на плочата е плътно прикрепена (заварена) серпентинова тръба, през която циркулира течността.

Селективното черно мастило осигурява максимално поглъщане на слънчева светлина с практически нулево отражение. Погълнатите лъчи загряват охлаждащата течност под абсорбера, който от своя страна се подава допълнително в системата. За да сведе до минимум топлинните загуби, абсорберът е изолиран от корпуса на колектора и закалено стъкло, почти без железни оксиди. Той е инсталиран над абсорбера и действа като горния капак на корпуса. В допълнение, използването на такова стъкло ви позволява да създадете един вид "парников ефект", който допълнително увеличава нагряването на абсорбера, а оттам и температурата на охлаждащата течност.

Какво е колектор и предназначението на слънчевите колектори

Слънчевият колектор се разбира като устройство, което събира радиационна енергия и след това предава натрупаната топлина на потребителите. На практика се използва друг термин - слънчев колектор.

Според целта използването на слънчеви инсталации (слънчеви инсталации) се подразделя:

• слънчевите концентратори са устройства, които събират слънчева енергия в тесен поток.Те се използват за топене на метал. В Института НПО "Физика-Слънце" (Ташкент) бяха разработени и произведени топилни пещи, в които бяха постигнати температури над 5000 ... 5500 ° C;
• слънчеви панели - устройства за преобразуване на лъчението от Слънцето в електрическа енергия;
• слънчеви обезсоляващи инсталации - машини, предназначени за получаване на прясна вода от вода с високо съдържание на минерални соли;
• слънчеви инсталации за сушене - термични устройства, при които влагата се отстранява от зеленчуците и плодовете с помощта на слънчевата енергия;
• слънчеви нагреватели (слънчев въздушен колектор) са инсталации за пренос на топлинен поток от инфрачервено лъчение към топлоносители.