Vakuumski solarni kolektor: kako djeluje + kako ga sami sastaviti

Ovdje ćete saznati:

• Što je kolektor i svrha solarnih kolektora
• Princip rada vakuumskog solarnog kolektora
• Prednosti i nedostatci
• Raznolikosti vakuumskih kolektora
• Usporedba različitih preinaka
• Izrada vakuumskog razdjelnika vlastitim rukama
• Značajke ispravnog postavljanja vakuumskog solarnog kolektora

Solarni kolektor s vakuumskom cijevi ekološki je način skladištenja i korištenja solarne energije za grijanje vašeg doma i opskrbu toplom vodom. Takvi uređaji postavljaju se na krov privatnih kuća na pravom mjestu.

Vrste vakuumskih cijevi

Postoji pet vrsta vakuumskih cijevi za solarne kolektore. Razlikuju se po unutarnjoj strukturi i dizajnu. Uz to, svaki od njih može se nadopuniti metalnim (obično aluminijskim) apsorberom, koji je smješten unutar staklene žarulje u obliku cijevi.

Važno! Većina proizvođača ispunjava donji razmak između staklenih stijenki barijem - apsorbira nečistoće plina i poboljšava svojstva toplinske izolacije. Njegova odsutnost može smanjiti učinkovitost kolektora do 15%.

Termosifonske (otvorene) vakuumske cijevi

Ova vrsta cijevi solarnog kolektora koristi se u kolektorima s vanjskim spremnikom. napunjeni su vodom i čine jedan volumen s rezervoarom. Zagrijana voda iz tikvice diže se u spremnik, a ohlađena se spušta.

Termosifonski vakuumski kolektori koriste se u sljedećim slučajevima:

1. Za spajanje na sustav opskrbe toplom vodom;
2. U regijama s visokom razinom osunčanosti tijekom hladne sezone;
3. Za sezonsku upotrebu (proljeće, ljeto, jesen).

Koaksijalna cijev (toplinska cijev)

Ovo je najčešći tip vakuumske cijevi. Sadrži bakrenu cijev unutar staklene žarulje napunjene tekućinom s niskim vrelištem ili vodom pod niskim tlakom.

Zagrijavanjem, tekućina ili voda počinju kipjeti, para se podiže, istovremeno zagrijavajući se od bakrenih zidova. Na vrhu ulazi u izmjenjivač topline - proširenje na kraju, u kojem toplinom kroz zidove odaje vodu koja oko njega kruži.

Nakon hlađenja para se kondenzira na stijenkama izmjenjivača topline i teče prema dolje. Ciklus se ponavlja iznova.

Shematska unutarnja struktura koaksijalne cijevi i izmjenjivača topline.

Dvostruke koaksijalne cijevi

Načelo rada takvog hladnjaka je isto kao i prethodno, s jednom iznimkom - dvije bakrene cijevi s tekućinom spojene su na jedan izmjenjivač topline. Tandem sustav omogućuje učinkovitije uklanjanje topline, a veliki kapacitet i površina stijenki izmjenjivača topline omogućuje vam brzo zagrijavanje vode.

Dvostruki koaksijalni vakuumski razvodnik instalira se po potrebi:

1. Osigurati malo zagrijavanje velikih količina vode;
2. Tijekom sunčanog dana postoji potreba za toplinskom energijom;
3. Visoka prosječna razina insolacije;
4. Sustav se brzo pumpa vodom.

Pernate vakuumske cijevi

U svom dizajnu imaju dodatni izmjenjivač topline, koji omogućuje učinkovitije uklanjanje topline s unutarnje strane staklene žarulje. Obično je izrađen u obliku dvije uzdužne ploče smještene na bočnim stranama bakrenog hladnjaka.

Inače, princip rada je potpuno isti kao i kod koaksijalne cijevi.

Vakuumske cijevi u obliku slova U (U-tip)

Ovaj se sustav bitno razlikuje od prethodnih. Koristi dvije linije - za hladnu i zagrijanu vodu.

Izmjenjivač topline u obliku engleskog slova U ugrađen je u staklenu tikvicu kroz koju teče voda. Iz linije s hladnom vodom ulazi u nju, zagrijava se i zagrijanom vodom vraća u cijev.

Razdjelnik vakuumske cijevi tipa U najučinkovitiji je, ali instalacija je teška. Tijekom montaže, protočni vodovi zavareni su na bakrene cijevi unutar staklene žarulje. Rezultat je jedinstveni cjeloviti sustav s visokom energetskom učinkovitošću, ali niskom održavanjem.

Postavljanje tikvice na bakrenu cijev u obliku slova U.

Što bi trebao biti kolektor topline?

Kolektor topline je još jedan vrlo važan radni element vakuumskog kolektora. Kroz ovu jedinicu akumulirana toplina prenosi se iz cijevi u rashladnu tekućinu.

Kolektor topline nalazi se na vrhu uređaja. Jedna od njegovih komponenata, bakrena jezgra, prima energiju i prenosi je na glavni nosač topline koji cirkulira u zatvorenom sustavu "izmjenjivač topline spremnik-kolektor".

Mala pumpa spojena na sustav osigurava ispravnu cirkulaciju. Automatizacija koja upravlja kompleksom grijanja jasno prati razinu temperature u kanalima i, ako padne ispod dopuštenog kritičnog minimuma (na primjer, noću), zaustavlja rad crpke.

Time se izbjegava podgrijavanje kada rashladna tekućina počne uzimati toplinu iz vruće vode prikupljene u spremniku.

Prednosti i nedostaci vakuumskih kolektora

Glavna prednost jedinica naziva se gotovo potpuno odsustvo gubitka topline tijekom rada. To osigurava vakuumsko okruženje, koje je jedan od najkvalitetnijih prirodnih izolatora. No, popis pogodnosti tu ne završava. Uređaji imaju i druge izražene prednosti, na primjer:

• učinkovitost rada pri indikatorima niske temperature (do -30 ° S);
• sposobnost akumuliranja temperature do 300 ° C;
• maksimalna moguća apsorpcija toplinske energije, uključujući nevidljivi spektar;
• operativna stabilnost;
• niska osjetljivost na agresivne atmosferske manifestacije;
• nizak vjetrovitost, zahvaljujući konstrukcijskim značajkama cjevastih sustava sposobnih za propuštanje zračnih masa različite gustoće kroz sebe;
• visoka razina učinkovitosti u regijama s umjerenom i hladnom klimom s malo vedrih i sunčanih dana;
• trajnost podložna osnovnim pravilima rada;
• dostupnost za popravak i mogućnost promjene ne cijelog sustava, već samo jednog neuspjelog fragmenta.

Nedostaci uključuju nemogućnost kolektora da se samo očiste od mraza, leda, snijega i visoku cijenu sastavnih dijelova potrebnih za sastavljanje jedinice kod kuće.

Kako pravilno postaviti aparat

Da bi vakuumski kolektor u potpunosti radio i učinkovito pružio životnom prostoru potrebnu energiju, potrebno je pronaći najuspješnije mjesto i pravilno usmjeriti uređaj u odnosu na dijelove svijeta.

Za naselja na sjevernoj hemisferi važno je smjestiti kolektor u južni dio krova kuće ili na sunčanu stranu mjesta. Poželjno je osigurati minimalno odstupanje za ravninu uređaja.

Ako ne postoji način za usmjeravanje površine prema jugu, vrijedi odabrati najlakšu perspektivu na otvorenom prostoru između zapada i istoka.

Kompleks sunčeve energije ne bi trebao ometati dimnjaci, ukrasni ulomci krovišta, raširene grane stabala i visoke stambene ili tehničke građevine. To će smanjiti učinkovitost rada i smanjiti razinu zagrijavanja aktivnih elemenata.

Ako je jedinica pravilno postavljena, pružit će gotovo jednaku toplinsku snagu tijekom cijele godine, bez obzira na godišnje doba.

Ako nemate puno iskustva u obavljanju složenih radova na popravcima, ugradnji i vodovodu, neracionalno je usisavati cijevi kod kuće. Ovaj je postupak vrlo naporan i zahtijeva posebno znanje i specijaliziranu opremu.

Uz to, samoizrađeni elementi vakuumskog tipa imaju mnogo nižu razinu učinkovitosti od tvornički izrađenih dijelova. Stoga je najrazumnije kupiti proizvode od specijaliziranog proizvođača, a zatim pokušati sastaviti nekoliko odjeljaka kod kuće.

Značajke ispravnog postavljanja vakuumskog solarnog kolektora

Da bi vakuumski solarni kolektor radio s maksimalnom učinkovitošću, potrebno ga je pravilno postaviti u prostor. Za sjevernu hemisferu, ravnina vanjskog bloka trebala bi biti okrenuta prema jugu. Važan je i kut njegova nagiba prema horizontu. Trebao bi biti jednak zemljopisnoj širini područja na kojem se jedinica instalira.

Uz zemljopisne značajke, potrebno je uzeti u obzir geometriju krova na kojem je postavljen. Kolektor mora biti instaliran na takav način da sjena s krovnih nadgradnji ni u kojem slučaju ne padne na njega.

Dakle, solarni kolektor vakuumskog tipa učinkovito je rješenje za grijanje i opskrbu kuće vrućom vodom. Međutim, njegove dizajnerske značajke i ovisnost o kretanju sunca, koje je za njega izvor energije, zahtijevaju poštivanje brojnih značajki tijekom njegove instalacije.

Raznolikosti solarnih panela

Solarni sustavi klasificirani su prema dizajnerskim značajkama cijevi i vrsti toplinskog kanala koji se koristi kao prijamnik:

1. Koaksijalni model vakuumskog solarnog kolektora za grijanje kuće je dvostruka tikvica izrađena od stakla, u čiju se šupljinu evakuira zrak. Površina je presvučena upijajućim premazom, pa se energija prenosi iz same cijevi.

2. Struktura pera je jednostruka, praznina se nalazi ovdje u prostoru toplinskog kanala, čiji je dio, zajedno sa spremnikom, integriran u tikvicu.

4. U sustavima s prisilnom cirkulacijom ugrađuje se pumpa male snage kako bi se olakšalo kretanje nosača. Istodobno, potrošnja energije je mnogo manja od energije dobivene za grijanje privatne kuće.

5. Također postoji razlika u broju krugova. U najjednostavnijim kolektorima, voda za grijanje se zagrijava i troši iz spremnika.

6. Složeniji se sastoje od vakuumske cijevi i elemenata za uzorkovanje fluida. Uređaj sadrži antifriz i netoksične medije s aditivima protiv korozije i pjene. Ova metoda pouzdano štiti opremu od soli i kamenca i pridonosi duljem radu tijekom zagrijavanja.

Pregled modela i njihovih karakteristika

Trenutno je Kina lider u proizvodnji solarnih kolektora. Prema recenzijama vlasnika privatnih kuća, domaći proizvođači također opskrbljuju opremom s dobrim karakteristikama za prodaju. Europski uređaji prilično su skupi, ali s vremenom su troškovi kupnje i instaliranja uređaja potpuno opravdani. Najpoznatije tvrtke proizvode sljedeće sakupljače:

Vodoinstalateri: Pomoću ovog nastavka za slavinu platit ćete do 50% MANJE za vodu

Kolekcionari Dacha i Universal najpoznatiji su uređaji domaćeg proizvođača. SCH-18 je vrlo učinkovit s temperaturama kondenzata do 250 ° C. Tikvice su izrađene od crvenog bakra, nosač topline je tekući. Odsutnost vode u vakuumu osigurava otpornost na smrzavanje. Robusno kućište s dobrom otpornošću na vjetar. Cjevovod je zaštićen poliuretanskim razvodnikom. Gumene brtve protiv prašine sprečavaju prašinu i oborine.

Učinkovito rade na temperaturama do -35 ° C, vrsta funkcionalnosti je tlačni sustav za grijanje. Postoji kontroler za upravljanje grijačem, veličina cijevi je 1800 mm, volumen spremnika je 135-300 litara, snaga grijaćeg elementa je 1,5-2 kW. Razdjelnici su proizvedeni u skladu s međunarodnim certifikatima, što osigurava njihovu sigurnost i pouzdanost.

Kako je kolektor vakuumskog tipa

Suvremeni vakuumski uređaji koji prostorijama osiguravaju toplinu i toplu vodu zahvaljujući sunčevoj energiji tehnološki su ponešto različiti i podijeljeni su na sljedeće vrste:

• cjevasti bez zaštitnog premaza od stakla;
• modul sa smanjenom pretvorbom;
• standardna ravna verzija;
• uređaj s prozirnom toplinskom izolacijom;
• zračna jedinica;
• ravni vakuumski razdjelnik.

Svi imaju zajedničku konstruktivnu sličnost, pa se sastoje od:

• vanjska prozirna cijev, odakle se zrak potpuno ispumpava;
• grijana cijev smještena u velikoj cijevi u kojoj se kreće tekući ili plinoviti nosač topline;
• jedan ili dva montažna razdjelnika, na koja su spojene cijevi većeg kalibra i ulazi cirkulacijski krug tankih cijevi smještenih unutra.

Cijela struktura pomalo podsjeća na termosicu s prozirnim zidovima, u kojoj se održava neviđena visoka razina toplinske izolacije. Zahvaljujući ovoj značajci, tijelo unutarnje cijevi stječe sposobnost da se kvalitativno zagrije i u potpunosti daje energetski izvor rashladnoj tekućini koja cirkulira unutra.

Raznolikosti vakuumskih kolektora

Raznolikosti vakuumskih kolektora

Postoje dvije vrste staklenih cijevi koje se koriste u dizajnu kolektora:

• koaksijalni;
• pero.

Pogledajmo izbliza svaki od njih.

Koaksijalna cijev

To je vrsta termosice koja se sastoji od dvostruke tikvice. Vanjska žarulja presvučena je posebnom supstancom koja apsorbira toplinu. Između dviju cijevi stvara se vakuum. To je omogućilo da se toplina tijekom rada prenosi izravno iz staklenih žarulja.

Unutar svake cijevi nalazi se još jedan - bakar (napunjen je eteričnom tekućinom). Kako temperatura raste, ta tekućina isparava, prenosi uskladištenu toplinu i teče natrag kao kondenzacija. Tada se ciklus ponavlja iznova.

Pernata cijev

Ova vrsta cijevi sastoji se od jednostruke žarulje. Usput, u debljini zida znatno premašuju svoje koaksijalne kolegice. Bakrena cijev je ojačana posebnom valovitom pločom obrađenom supstancom koja apsorbira vlagu. Ispada da se zrak u ovom slučaju ispumpava iz cijelog toplinskog kanala.

Takvi su kanali, inače, također različiti:

• izravni protok;
• Udarna cijev.

Kanali tipa "Hit Pipe"

Prijenos topline u vakuumskom solarnom kolektoru tipa "Heat Pipe"

Njihov drugi naziv su toplinske cijevi. Djeluju na sljedeći način: kada temperatura poraste, eterična tekućina u zatvorenim cijevima podiže se po kanalu, nakon čega se tamo kondenzira u posebno opremljenom kolektoru topline. U potonjem, tekućina prenosi toplinsku energiju i spušta se niz cijev. Iz kolektora topline toplina se dalje prenosi u sustav pomoću cirkulirajućeg nosača topline.

Koaksijalna cijev za vakuumsku cijev s dvocijevnim razdjelnikom

Karakteristično je da ovdje metalne cijevi mogu biti ne samo bakrene, već i aluminijske.

Kanali s izravnim protokom

U svakom od tih kanala u staklenoj cijevi nalaze se dvije metalne cijevi odjednom. Na jednom od njih tekućina ulazi u tikvicu, tamo se zagrijava i izlazi kroz drugu.

Strukturne nijanse i klasifikacija

Kolektori vakuumskog tipa klasificirani su prema vrsti staklenih cijevi ugrađenih u strukturu ili prema karakteristikama toplinskih kanala. Cijevi su obično koaksijalnog i perastog tipa, a toplinski kanali su ravni i prolazni cijevi u obliku U oblika. ...

Značajka koaksijalnih cijevi

Koaksijalne cijevi su dvostruka staklena tikvica s umjetno stvorenim vakuumskim prostorom između zidova. Unutarnja površina cijevi ima sloj posebne presvlake koja apsorbira toplinu, pa se stvarni prijenos topline događa izravno sa stijenki staklene žarulje.

Koaksijalne cijevi izrađene su od stakla na bazi borosilikata visoke čvrstoće s velikom propusnošću svjetlosti. Elementi, ovisno o proizvođaču, imaju do tri sloja raspršivanja magnetronom, pokazuju izvrsnu čvrstoću i otpornost na različite atmosferske pojave (kiša, tuča itd.), Podnose pritisak od 1 Mpa i pouzdano služe 15 godina.

Kao upijajući element, u staklenu cijev zalemljena je bakrena cijev koja sadrži sastav etera. Tijekom postupka zagrijavanja isparava, učinkovito odaje toplinu, kondenzira se i slijeva na dno cijevi. Zatim se ciklus ponavlja, stvarajući tako kontinuirani proces prijenosa topline.

Značajke pernatih cijevi

Vakuumske cijevi za fontane imaju veću debljinu stijenke od koaksijalnih i sastoje se ne od dvije, već od jedne žarulje. Unutarnji bakreni apsorpcijski element cijelom je duljinom opremljen snažnom armaturom - valovitom pločom s prskanjem koje apsorbira energiju na visokoj razini.

Zbog ove značajke dizajna, vakuum se nalazi izravno u toplinskom kanalu, čiji je dio zajedno s apsorbentom integriran izravno u tikvicu.

Vakuumska cijev za pero sadrži unutrašnjost ploče koja je oblikovana poput pera. Što se tiče učinkovitosti, premašuje mogućnosti svog koaksijalnog kolege, ali ima znatno veću cijenu i teško ga je zamijeniti u slučaju kršenja integriteta tikvice ili kvara grijaćeg elementa

Razdjelnici s pernatim cijevima smatraju se najučinkovitijima u svojoj klasi, dobro rade svoj posao i pružaju godine pouzdane usluge.

Načelo rada toplinske cijevi

Toplinske cijevi sastoje se od zatvorenih cijevi koje sadrže tekući spoj koji se lako isparava. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti zagrijava se, odlazi u gornju regiju kanala i tamo se koncentrira u posebnom kolektoru topline (razdjelniku).

Radna tekućina u ovom trenutku odustaje od sve akumulirane topline i ponovno se spušta kako bi nastavila postupak.

Rukav izmjenjivača topline toplinske cijevi povezan je s izmjenjivačem topline razdjelnika pomoću posebne utičnice zalemljene u sam 1-cijevni izmjenjivač topline ili je savijen oko 2-cijevnog izmjenjivača topline.

Radni element toplinske cijevi izrađen je od bakra, u rjeđim slučajevima - od aluminija. Pokazuje visoku otpornost na operativna opterećenja, pouzdano služi 15 godina, ima razumne troškove i jedan je od najpopularnijih elemenata modernih vakuumskih solarnih sustava cijevnog tipa

Oslobođenu energiju iz spremnika topline rashladna tekućina uzima i dalje transportira kroz sustav, osiguravajući tako toplu vodu u slavinama i grijanje u baterijama. Sustav toplinskih cijevi jednostavan je za instalaciju i pokazuje visoku radnu učinkovitost.

Kolektori opremljeni vakuumskim cijevima za cijevi s toplinom imaju dobru razinu pouzdanosti i prikladni su za upotrebu ne samo u svakodnevnom životu, već i u visokotlačnim solarnim sustavima

U slučaju kvara ili kvara, bez ikakvih poteškoća, oštećenu jedinicu moguće je zamijeniti novom, bez pribjegavanja rekonstrukciji cijelog sustava.

Popravci se mogu lako izvesti na mjestu kolektora bez demontaže jedinice i bez ulaganja nepotrebnih napora na posao.

Opis izmjenjivača topline s izravnim protokom u obliku slova U

Cijev prolaznog izmjenjivača topline ima oblik slova U.Voda ili radni nosač topline sustava grijanja cirkulira unutra. Jedan dio elementa namijenjen je hladnom nosaču topline, a drugi ispravno uklanja već zagrijani.

Zagrijavanjem, aktivni sastav širi se i ulazi u spremnik, stvarajući tako prirodnu cirkulaciju tekućine u sustavu. Posebna selektivna prevlaka nanesena na unutarnje zidove povećava sposobnost apsorpcije topline i povećava učinkovitost cijelog sustava.

U usporedbi s cijevima s toplinskim cijevima, proizvodi u obliku slova U imaju veći hidraulički otpor, postavljaju povećane zahtjeve za rashladnom tekućinom i mnogo su skuplji. Kolektori koji rade na U-cijevima ravnog protoka ne mogu raditi pod visokim tlakom i pružaju kvalitetan prijenos topline samo tijekom tople sezone

Cijevi tipa U pokazuju visoke performanse i pružaju solidan prijenos topline, ali imaju jedan značajan nedostatak. Oni čine jednu cjelovitu strukturu s razdjelnikom i uvijek se montiraju zajedno s njim.

Neće uspjeti zamijeniti zasebnu pojedinačnu cijev koja nije u redu. Za popravke bit će potrebno kompletan kompleks demontirati i na njegovo mjesto postaviti novi.

Prednosti i nedostatci

Solarni vakuumski kolektori imaju manje gubitaka topline u odnosu na ravne. Korištenje vakuumske nanotehnologije u proizvodnji kolektora omogućilo je postizanje visoke učinkovitosti i pouzdanosti solarnih sustava.

Razmotrimo glavne prednosti upotrebe vakuumskih kolektora:

1. Izvođenje. U cijevima kolektora postoji vakuum - idealan toplinski izolator, koji vam omogućuje održavanje optimalne razine topline čak i u jesensko-zimskom razdoblju. Održavanjem učinkovitosti na visokoj razini, produktivnost vakuumskog kolektora je 40% veća od produkcije ravnog kolektora.
2. Pouzdanost. Životni vijek vakuumskih kolektora je oko 30 godina. Njihova trajnost i rad bez problema su zahvaljujući modernim izdržljivim materijalima. Vakuumske cijevi sadrže visokokvalitetni bakar. Vanjsko kućište cijevi odliveno je od borosilikatnog stakla, koje je sposobno izdržati velika opterećenja. Upotreba vakuumskih kolektora posebno je važna za klimatske zone u kojima kiša, uragani, tuča nisu rijetkost.
3. Solarna energetska učinkovitost. Cilindrični oblik apsorbera vakuumskog kolektora hvata i zadržava čak i raspršenu sunčevu energiju, koju ravni korektor ne može pretvoriti. Iz jednog četvornog metra apsorbera vakuumskog solarnog sustava može se zadržati 40% više sunčeve energije nego iz sličnog područja solarne instalacije ravnog tipa. Zaobljenost cijevi omogućuje vam primanje do 97% sunčeve energije od ranog jutra do kasne večeri.
4. Jednostavnost korištenja. U slučaju oštećenja vakuumske cijevi, zamjenjuje se bez zaustavljanja rada sustava (nema potrebe za ispuštanjem tekućine u cirkulaciji). Ako nedostaje topline, možete dodati nekoliko cijevi, a ako je ima viška, možete je privremeno ukloniti. Nakon čišćenja usisnog razvodnika od snijega ili leda, brzo postaje operativan. Površina kolektora ima malu toplinsku inerciju zbog tanke staklene prevlake.
5. Dezinfekcija vode. Temperatura zagrijavanja vode tijekom rada Sunčevog sustava doseže visoku razinu, što osigurava njegovu dezinfekciju i sprječava razmnožavanje patogenih organizama.
6. Jednostavnost instalacije. Prilikom ugradnje vakuumskih kolektora nema posebnih poteškoća, glavna stvar koje se mora pridržavati je postavljanje kolektora pod kutom kako bi tekućina unutar cijevi mogla odvoditi prema dolje.

Mane solarnog grijanja svedene su na izuzetno nisku učinkovitost pri niskim temperaturama i noću, pa je pitanje da ovaj sustav grijanja ne može biti jedini u kući.Također, vakuumski solarni kolektori skuplji su od ravnih.

Vakuumske solarne instalacije postaju sve popularnije među stanovništvom i velikim tvrtkama. Ako je prije mnoge plašila cijena ovog izdanja, danas su se troškovi opreme lagano smanjili, a funkcionalnost je poboljšana i izmijenjena.

Značajke modifikacije uređaja

Kanali za grijanje i vakuumske staklene cijevi za solarne kolektore kombiniraju se u širokoj paleti kombinacija za proizvodnju solarnih agregata.

Najpopularniji među potrošačima su koaksijalni modeli s toplinskom cijevi. Kupce privlači lojalna cijena uređaja i vrlo jednostavna, pristupačna usluga tijekom cijelog životnog vijeka.

Vakuumski solarni kolektor s radnim kanalom toplinske cijevi izvrsno se popravlja. Zamjena oštećenih cijevi vrši se na licu mjesta i ne uključuje demontažu sustava ili njegovo premještanje na drugo mjesto. Međutim, prijenos topline u ovim modelima je težak, zbog čega izlazna učinkovitost nije veća od 65%

Vakuumski uređaji s kanalima cijevi za toplinu pokazuju visoku pouzdanost i nemaju ograničenja u njihovoj uporabi, čak ni u visokotlačnim solarnim termalnim kompleksima.

Uređaji s koaksijalnom žaruljom koji sadrže kanale u obliku slova U s izravnim protokom također su uključeni u popis traženih. Karakteriziraju ih parametri kao što su mali gubici topline i učinkovitost od 70% i više.

Za ispravan rad, uređaj za usisavanje s U-kanalom mora biti pravilno instaliran. Poželjno je da minimalni kut nagiba bude najmanje 20⁰. Samo u ovom slučaju bit će moguće osigurati maksimalan povrat

Situaciju donekle kvare složeni postupak popravka, specifično održavanje tijekom rada i nemogućnost zamjene zasebne oštećene jedinice. Ako se nešto dogodi s uređajem, on se rastavlja i postavlja potpuno novi kolektor.

Pernate cijevi su strukturno jedan cilindar izrađen od stakla s zadebljanim jakim stijenkama (ovisno o proizvođaču, od 2,5 mm i više). Unutarnji umetak izrađen od apsorbenta pera čvrsto se uklapa u radni kanal izrađen od metala koji provodi toplinu.

Gotovo savršenu izolaciju stvara vakuumski prostor unutar staklene posude. Apsorbent prenosi apsorbiranu toplinu bez gubitaka i pruža sustavu učinkovitost do 77%.

U slučaju kvara, sakupljači opremljeni pernatim cijevima moraju se popraviti. Nije potrebno mijenjati cijeli sustav, dovoljno je pronaći oštećenu jedinicu, demontirati je i na ovo mjesto postaviti novi

Modeli s pernatim elementom nešto su skuplji od koaksijalnih, ali zbog velike učinkovitosti pružaju punu udobnost u sobi i brzo se isplaćuju.

Najučinkovitije i najproduktivnije su tikvice s unutarnjim kanalima s izravnim protokom. Njihova stvarna učinkovitost ponekad doseže rekordne stope od 80%.

Prilikom postavljanja pernatih cijevi u okvir, na štap svakog dijela stavlja se snažna stezna matica s prstenom i brtvom otpornom na toplinu. To osigurava nepropusnost cijele konstrukcije i omogućuje kolektoru da u potpunosti funkcionira u bilo kojim uvjetima.

Cijena proizvoda je prilično visoka, a prilikom popravaka nužno je isprazniti cijelu rashladnu tekućinu iz sustava i tek onda započeti s rješavanjem problema.

Načelo rada vakuumske cijevi tipa SKE.

Ključ solarnog sustava je staklena vakuumska cijev. Svaka vakuumska cijev sastoji se od dvije staklene žarulje.

Vanjska tikvica izrađena je od izuzetno žilavog borosilikatnog stakla koje podnosi udar kamenaca koji padaju brzinom od 18 m / s i promjera je do 35 mm.

Unutarnja žarulja također je izrađena od borosilikatnog stakla i prekrivena posebnim troslojnim premazom s postupnom promjenom upijajućih slojeva ALN / AIN-SS / CU. Zahvaljujući upotrebi novih tehnologija postižu se visoki koeficijent apsorpcije i niska sposobnost udaranja, što omogućuje postizanje + 380 ° C u sredini cijevi na izravnom sunčevom svjetlu, bez štete samom proizvodu.

Između dvije staklene žarulje ispumpava se zrak kako bi se stvorio vakuum koji sprečava povratno provođenje topline i konvektivni gubitak topline. U sredini staklene žarulje nalazi se zatvorena toplinska cijev (TOPLOTNA CIJEV), izrađena od čistog crvenog bakra, u čijoj se sredini nalazi tekućina s niskim vrelištem i isparavanjem, koja obavlja funkciju prijenosa topline u rashladnu tekućinu. Donja slika prikazuje princip rada vakuumske cijevi.

Glavni intenzitet sunčevog zračenja u zemaljskim uvjetima je u spektralnom opsegu 0,28 µm - 3 µm. Borosilikatno staklo prenosi valove sunčevog zračenja u rasponu od 0,4 mikrona - 2,7 mikrona. Prodirući kroz vanjsku prozirnu tikvicu, energija se zadržava na drugoj tikvici, na koju se nanosi visoko selektivni neprozirni apsorbirajući sloj.

Kao rezultat apsorpcije svjetlosti apsorberom i njegove naknadne emisije, valna duljina povećava se na 11 μm. Staklo je neprobojna prepreka elektromagnetskim valovima ove duljine. Sunčeva energija koja ulazi u apsorber zarobljena je. Apsorbirajući sunčevo zračenje, apsorber, čak i bez vanjske žarulje, može se zagrijati na temperaturu od + 80 ° C. Apsorber zagrijan na takvu temperaturu emitira toplinsku energiju koja se prodirući kroz tijelo druge žarulje prenosi u TOPLOTNU CIJEV. Zbog pojave efekta staklenika koji se temelji na akumuliranoj energiji ispod stakla, sredinom druge tikvice temperatura se povisuje na + 180 ° C. Ova toplina zagrijava tekućinu s niskim vrelištem i isparavanje, koja na + 25 ° C - + 30 ° C, pretvarajući se u paru, diže se, prenosi toplinu na radni dio TOPLOTNE CIJEVI, gdje se odvija izmjena topline s rashladnom tekućinom. Oslobađanjem topline prisiljava se para da se kondenzira i otječe na dno TOPLOTNE CIJEVI i ciklus se ponovno ponavlja.

Veliki koeficijent prijenosa topline lako kipuće i isparavajuće tekućine, njezina beznačajna količina i relativno male dimenzije TOPLOTNE CIJEVE pružaju učinkovitu toplinsku vodljivost. TOPLOTNA CIJEV djeluje poput toplinske diode. Toplinska vodljivost je vrlo visoka u jednom smjeru (gore), a niska u suprotnom smjeru (dolje).

Kako bi se održao vakuum između dvije staklene tikvice, na donju unutrašnjost tikvice nanosi se sloj barija. Aktivno apsorbira CO, CO, N, O, HO i H tijekom skladištenja i rada cijevi. Sloj barija također pruža jasnu vizualnu naznaku stanja vakuuma. Bijela boja znači da su povrijeđeni uvjeti vakuuma.

Idealna kombinacija bakrenih cijevi za vakuum i toplinu daje nam sljedeće prednosti u odnosu na ravne kolektore:

Visoka toplinska učinkovitost. zahvaljujući modernim metodama prijenosa topline, visokokvalitetnom upijajućom prevlakom.

Širok spektar rada: zbog niskog toplinskog kapaciteta, sposoban je raditi u visokim oblacima (u infracrvenom opsegu zraka koje prolaze kroz oblake).

Svaka cijev djeluje neovisno jedna o drugoj. Budući da antifriz ne ulazi u sredinu cijevi, a pristup mu je ograničen izmjenjivačem topline, u slučaju fizičkih oštećenja, kolektor nastavlja raditi.

Manja težina kolektora uz bolju učinkovitost kolektora.

Bolja efikasnost rada zimi zahvaljujući vakuumu. Cijev može podnijeti mraz na -50 ° C.

Kako se energija prenosi

Solarni kolektor za grijanje može prenositi toplinsku energiju na dva glavna načina. Prvi je način izravnog prijenosa topline.U takvim uređajima spremnik je spojen izravno na vakuumske cijevi, a njegov volumen, u pravilu, ne prelazi 200 litara. Princip rada je sljedeći:

• Nosač topline zagrijavan solarnom energijom pretvara se u paru i ulazi u bakrenu zavojnicu. Potonji služi kao izmjenjivač topline i nalazi se unutar spremnika.
• Dalje, zagrijani izmjenjivač topline prenosi toplinsku energiju na hladnu vodu koja ga okružuje. Tekućina cirkulira u radijatorima prostorije i teče natrag radi ponovnog zagrijavanja.

Sustav je prilično jeftin i pristupačan jer nema potrebe za kupnjom crpne opreme. Instalacija vam omogućuje da dobijete do 300 litara vode s temperaturom od +60 Celzijevih stupnjeva, ali ovo je samo sezonska opcija, odnosno najčešće se koristi u pozitivnom vremenu, tj. Od svibnja do rujna.

Ako trebate sustav s cjelogodišnjom uporabom, naručite uređaj s načinom neizravnog prijenosa topline. Karakteristična značajka ove vrste uređaja je prisutnost tampon spremnika, koji se nalazi izravno u kući. Ograničenje zapremine kotla naznačeno je u dokumentima. Sustav omogućuje postizanje temperature rashladne tekućine od 200-300 Celzijevih stupnjeva, što olakšava organizaciju sustava grijanja. Da bi jedinica mogla funkcionirati čak i pri mrazevima od -50 stupnjeva, bakreni izmjenjivač topline napunjen je antifrizom.

Kako rade vakuumske cijevi

Funkcija evakuiranih solarnih kolektorskih cijevi je apsorbiranje sunčevog zračenja i sprečavanje njegovog izlaska u okoliš. Toplinska energija može napustiti radni dio vakuumskog solarnog kolektora na dva načina - zbog izravnog prijenosa topline i u obliku infracrvenog zračenja.

Šupljina između staklenih stijenki praktički potpuno isključuje mogući izravan prijenos topline u vakuumu, nema molekula tvari koje bi to mogle provesti.

Selektivni premaz (upijajući) apsorbira sunčevu energiju i sprječava njezino istjecanje. Postoje različite vrste takvih premaza, koje se razlikuju u apsorpciji i emisivnosti.

Staklo reflektira dio sunčevog zračenja, ali je on beznačajan - vidljiva svjetlost čini samo dio apsorbiranog spektra. Kvalitetni kolektori izrađeni su od borosilikatnog stakla visoke čvrstoće, otpornog na mehanička oštećenja.

Borosilikatno staklo teško je ogrebotina ili mat, a trajat će desetljećima bez promjene protoka.

Ravni kolektori

Ravni solarni kolektor zagrijava nosač topline pomoću pločastog apsorbera. Uređeno je prilično jednostavno. Zapravo, ovo je ploča metala koji apsorbira toplinu, na vrhu je obojena crnom bojom posebnom bojom. Na donju površinu ploče čvrsto je pričvršćena (zavarena) zmijolika cijev kroz koju tekućina cirkulira.

Selektivna crna tinta osigurava maksimalno upijanje sunčeve svjetlosti uz gotovo nula refleksije. Apsorbirane zrake zagrijavaju rashladnu tekućinu ispod apsorbera, koja se zauzvrat dalje dovodi u sustav. Kako bi se gubici topline sveli na najmanju mjeru, apsorber je izoliran od tijela kolektora i kaljenog stakla, gotovo bez željeznih oksida. Instaliran je iznad apsorbera i djeluje kao gornji poklopac kućišta. Osim toga, upotreba takvog stakla omogućuje vam stvaranje svojevrsnog "efekta staklenika", što dodatno povećava zagrijavanje apsorbera, a time i temperaturu rashladne tekućine.

Što je kolektor i svrha solarnih kolektora

Solarni kolektor shvaćen je kao uređaj koji sakuplja energiju zračenja, a zatim akumuliranu toplinu prenosi potrošačima. U praksi koriste drugi izraz - solarni kolektor.

Prema namjeni, uporaba solarnih instalacija (solarnih instalacija) podijeljena je na:

• solarni koncentratori su uređaji koji sakupljaju sunčevu energiju u uski tok.Koriste se za topljenje metala. U Institutu NPO "Physics-Sun" (Taškent) razvijene su i proizvedene peći za taljenje, u kojima su postignute temperature veće od 5000 ... 5500 ° C;
• solarni paneli - uređaji za pretvaranje sunčevog zračenja u električnu energiju;
• solarna postrojenja za desalinizaciju - strojevi dizajnirani za dobivanje slatke vode iz vode s visokim udjelom mineralnih soli;
• solarne instalacije za sušenje - toplinski uređaji u kojima se vlaga uklanja iz povrća i voća pomoću sunčeve energije;
• solarni grijači (solarni kolektor zraka) su instalacije za prijenos toplinskog toka s infracrvenog zračenja na nosače topline.