Vákuový solárny kolektor: ako to funguje + ako si ho sami zostaviť

Tu sa dozviete:

• Čo je kolektor a účel slnečných kolektorov
• Princíp práce vákuového slnečného kolektora
• Výhody a nevýhody
• Odrody vákuových kolektorov
• Porovnanie rôznych modifikácií
• Výroba vákuového potrubia vlastnými rukami
• Vlastnosti správneho umiestnenia vákuového solárneho kolektora

Vákuový solárny kolektor je ekologický spôsob skladovania slnečnej energie a jej použitia na vykurovanie domu a ohrev teplej vody. Takéto zariadenia sú umiestnené na streche súkromných domov na správnom mieste.

Typy vákuových trubíc

Existuje päť druhov vákuových trubíc pre solárne kolektory. Líšia sa vnútornou štruktúrou a dizajnom. Každý z nich môže byť navyše doplnený o kovový (zvyčajne hliníkový) absorbér, ktorý je umiestnený vo vnútri sklenenej banky vo forme trubice.

Dôležité! Väčšina výrobcov vyplní spodnú medzeru medzi sklenenými stenami báriom - absorbuje plynové nečistoty a zlepšuje tepelnoizolačné vlastnosti. Jeho absencia môže znížiť účinnosť kolektora až o 15%.

Termosifónové (otvorené) vákuové trubice

Tento typ trubice solárneho kolektora sa používa v kolektoroch s externým zásobníkom. sú naplnené vodou a tvoria jeden objem so zásobníkom. Ohriata voda z banky vystúpi do nádrže a ochladená voda klesá.

Termosifónové vákuové kolektory sa používajú v nasledujúcich prípadoch:

1. Na pripojenie k systému zásobovania teplou vodou;
2. V regiónoch s vysokou úrovňou slnečného žiarenia počas chladnej sezóny;
3. Na sezónne použitie (jar, leto, jeseň).

Koaxiálne potrubie (Heat Pipe)

Toto je najbežnejší typ vákuovej trubice. Obsahuje medenú trubicu vo vnútri sklenenej banky naplnenej kvapalinou s nízkym bodom varu alebo nízkotlakovou vodou.

Pri zahrievaní začne kvapalina alebo voda vrieť, para stúpa a súčasne sa ohrieva z medených stien. Na vrchu vstupuje do výmenníka tepla - na konci je expanzia, pri ktorej vydáva teplo cez steny do vody, ktorá okolo neho koluje.

Po ochladení para kondenzuje na stenách výmenníka tepla a steká dolu. Cyklus sa opakuje nanovo.

Schematická vnútorná štruktúra koaxiálnej trubice a výmenníka tepla.

Dvojité koaxiálne trubice

Princíp činnosti takého chladiča je rovnaký ako ten predchádzajúci, až na jednu výnimku - na jeden výmenník tepla sú pripojené dve medené rúry s kvapalinou. Tandemový systém umožňuje efektívnejšie odvádzanie tepla a veľká kapacita a plocha steny výmenníka tepla umožňuje rýchle ohriatie vody.

V prípade potreby je nainštalovaný dvojitý koaxiálny vákuový rozdeľovač:

1. Zabezpečte malý ohrev veľkého množstva vody;
2. Počas slnečného dňa je potreba tepelnej energie;
3. Vysoká priemerná úroveň slnečného žiarenia;
4. Systémom sa rýchlo čerpá voda.

Perové vákuové trubice

Vo svojej konštrukcii majú ďalší výmenník tepla, ktorý umožňuje efektívnejšie odvádzanie tepla z vnútornej strany sklenenej žiarovky. Spravidla sa vyrába vo forme dvoch pozdĺžnych dosiek umiestnených po stranách medeného chladiča.

V opačnom prípade je princíp činnosti úplne rovnaký ako princíp koaxiálnej trubice.

Vákuové trubice v tvare U (typ U)

Tento systém sa zásadne líši od tých predchádzajúcich. Používa dve linky - na studenú a ohrievanú vodu.

Výmenník tepla vo forme anglického písmena U je inštalovaný v sklenenej banke, cez ktorú preteká voda. Z potrubia so studenou vodou vstupuje do neho, ohrieva sa a vracia sa do potrubia so zahriatou vodou.

Rozdeľovač vákuových trubíc typu U je najefektívnejší, ale inštalácia je náročná. Počas montáže sú prietokové potrubia privarené k medeným rúrkam vo vnútri sklenenej banky. Výsledkom je jediný integrálny systém s vysokou energetickou účinnosťou, ale nízkou udržiavateľnosťou.

Inštalácia banky na medenú rúrku v tvare písmena U.

Aký by mal byť kolektor tepla?

Kolektor tepla je ďalším veľmi dôležitým pracovným prvkom vákuového kolektora. Prostredníctvom tejto jednotky sa akumulované teplo prenáša z rúrok na chladiacu kvapalinu.

Zberač tepla je umiestnený v hornej časti prístroja. Jedna z jeho zložiek, medené jadro, prijíma energiu a prenáša ju na hlavný nosič tepla, ktorý cirkuluje v uzavretom systéme „výmenník tepla typu nádrž-kolektor“.

Malé čerpadlo pripojené k systému zaisťuje správny obeh. Automatizácia ovládajúca vykurovací komplex jasne sleduje hladinu teploty v kanáloch a ak klesne pod prípustné kritické minimum (napríklad v noci), zastaví činnosť čerpadla.

Tým sa zabráni opätovnému zahriatiu, keď chladiaca kvapalina začne odoberať teplo z horúcej vody zhromaždenej v akumulačnej nádrži.

Klady a zápory vákuových kolektorov

Hlavná výhoda jednotiek sa nazýva takmer úplná absencia tepelných strát počas prevádzky. To zaisťuje vákuové prostredie, ktoré je jedným z najkvalitnejších prírodných izolátorov. Týmto však zoznam výhod nekončí. Zariadenia majú ďalšie výrazné výhody, napríklad:

• efektívnosť práce pri nízkych teplotných indikátoroch (do -30 ° С);
• schopnosť akumulovať teplotu až do 300 ° С;
• maximálna možná absorpcia tepelnej energie vrátane neviditeľného spektra;
• prevádzková stabilita;
• nízka náchylnosť na agresívne atmosférické prejavy;
• nízke vetranie kvôli konštrukčným vlastnostiam rúrkových systémov schopných prechádzať cez seba vzduchovými hmotami rôznej hustoty;
• vysoká úroveň účinnosti v regiónoch s miernym a chladným podnebím s niekoľkými jasnými a slnečnými dňami;
• trvanlivosť podliehajúca základným pravidlám prevádzky;
• dostupnosť pre opravu a schopnosť meniť nie celý systém, ale iba jeden neúspešný fragment.

Medzi nevýhody patrí neschopnosť kolektorov samočistiť sa od mrazu, ľadu, snehu a vysoká cena komponentov potrebných na domácu montáž jednotky.

Ako správne umiestniť spotrebič

Na to, aby vákuový kolektor fungoval naplno a efektívne a zabezpečoval životnému priestoru potrebnú energiu, je potrebné, aby našiel najúspešnejšie miesto a správne orientoval zariadenie voči častiam sveta.

Pre sídla na severnej pologuli je dôležité umiestniť kolektor do južnej časti strechy domu alebo na slnečnú stranu lokality. Je žiaduce zabezpečiť minimálnu odchýlku od roviny zariadenia.

Ak neexistuje spôsob, ako nasmerovať povrch na juh, stojí za to zvoliť najľahšiu perspektívu na otvorenom priestranstve medzi západom a východom.

Komplexu slnečnej energie by nemali prekážať komíny, ozdobné fragmenty strešnej krytiny, rozprestierajúce sa konáre stromov a vysoké obytné či technické budovy. Tým sa zníži účinnosť práce a zníži sa úroveň ohrevu aktívnych prvkov.

Ak je jednotka správne umiestnená, bude poskytovať takmer rovnaký tepelný výkon počas celého roka bez ohľadu na ročné obdobie.

Ak nemáte veľa skúseností s vykonávaním zložitých opráv, inštalácií a inštalatérskych prác, je iracionálne vysávať rúry doma. Tento proces je veľmi namáhavý a vyžaduje si špeciálne znalosti a špeciálne vybavenie.

Samostatne vyrobené prvky vákuového typu majú navyše oveľa nižšiu úroveň účinnosti ako diely vyrobené vo výrobe. Preto je najrozumnejšie kupovať výrobky od špecializovaného výrobcu a potom sa pokúsiť zhromaždiť niekoľko sekcií doma.

Vlastnosti správneho umiestnenia vákuového solárneho kolektora

Aby mohol vákuový solárny kolektor pracovať s maximálnou účinnosťou, je potrebné ho správne umiestniť do priestoru. Na severnej pologuli by rovina vonkajšieho bloku mala smerovať na juh. Dôležitý je aj uhol jeho sklonu k horizontu. Mala by sa rovnať zemepisnej šírke oblasti, kde je jednotka inštalovaná.

Okrem geografických prvkov je potrebné vziať do úvahy geometriu strechy, kde je inštalovaná. Kolektor musí byť inštalovaný tak, aby na neho za žiadnych okolností neklesal tieň zo strešných nadstavieb.

Solárny kolektor vákuového typu je teda efektívnym riešením na vykurovanie a zásobovanie domu teplou vodou. Jeho konštrukčné vlastnosti a závislosť od pohybu slnka, ktoré je pre neho zdrojom energie, si však vyžaduje pri jeho inštalácii súlad s mnohými vlastnosťami.

Odrody solárnych panelov

Solárne systémy sú klasifikované podľa konštrukčných charakteristík trubíc a typu tepelného kanála použitého ako prijímač:

1. Koaxiálny model vákuového solárneho kolektora na vykurovanie domu je dvojitá banka zo skla, v dutine ktorej je evakuovaný vzduch. Povrch je potiahnutý absorpčným povlakom, takže energia sa prenáša zo samotnej trubice.

2. Štruktúra peria je jednostenná, dutina sa nachádza tu v priestore tepelného kanála, ktorého časť je spolu so zásobníkom integrovaná do banky.

4. V systémoch s núteným obehom je nainštalované čerpadlo s nízkym výkonom, ktoré uľahčuje pohyb nosiča. Súčasne je spotreba energie oveľa menšia ako energia prijatá na vykurovanie súkromného domu.

5. Rozdiel je tiež v počte obvodov. V najjednoduchších kolektoroch sa vykurovacia voda ohrieva a spotrebúva zo zásobníka.

6. Zložitejšie pozostávajú z vákuovej trubice a prvkov na odber tekutín. Prístroj obsahuje nemrznúce a netoxické médium s antikoróznymi a protipenovými prísadami. Táto metóda spoľahlivo chráni zariadenie pred soľami a vodným kameňom a prispieva k dlhšej prevádzke počas kúrenia.

Prehľad modelov a ich charakteristík

Čína je v súčasnosti lídrom vo výrobe solárnych kolektorov. Podľa recenzií majiteľov súkromných domov domáci výrobcovia tiež dodávajú na predaj zariadenie s dobrými vlastnosťami. Európske zariadenia sú dosť drahé, ale v priebehu času sú náklady na nákup a inštaláciu zariadení úplne oprávnené. Najznámejšie spoločnosti vyrábajú týchto zberateľov:

Inštalatéri: S týmto faucetovým nástavcom zaplatíte až o 50% MENEJ za vodu

Zberatelia Dacha a Universal sú najslávnejšie zariadenia domáceho výrobcu. SCH-18 je vysoko účinný pri teplotách kondenzátu do 250 ° C. Banky sú vyrobené z červenej medi, nosič tepla je kvapalný. Absencia vody vo vákuu zaisťuje odolnosť proti zamrznutiu. Robustné puzdro s dobrou odolnosťou proti vetru. Potrubie je chránené polyuretánovým rozdeľovačom. Gumené protiprachové tesnenie udržuje prach a zrážky vonku.

Fungujú efektívne pri teplotách do -35 ° C, typom funkčnosti je tlakový systém na vykurovanie. K dispozícii je regulátor na ovládanie ohrievača, veľkosť rúrok je 1800 mm, objem nádrže je 135-300 litrov, výkon vykurovacieho telesa je 1,5-2 kW. Rozdeľovače sú vyrábané v súlade s medzinárodnými certifikáciami, čo zaručuje ich bezpečnosť a spoľahlivosť.

Aký je zberač vákuového typu

Moderné vákuové zariadenia, ktoré poskytujú miestnosti teplo a horúcu vodu vďaka solárnej energii, sú technologicky trochu odlišné a dajú sa rozdeliť do nasledujúcich typov:

• rúrkové bez ochranného povlaku zo skla;
• modul so zníženou konverziou;
• štandardná plochá verzia;
• zariadenie s priehľadnou tepelnou izoláciou;
• vzduchová jednotka;
• ploché vákuové potrubie.

Všetky majú spoločnú konštruktívnu podobnosť, takže pozostávajú z:

• vonkajšie priehľadné potrubie, odkiaľ je vzduch úplne odčerpaný;
• vyhrievané potrubie umiestnené vo veľkom potrubí, kde sa pohybuje kvapalný alebo plynný nosič tepla;
• jeden alebo dva prefabrikované rozdeľovače, ku ktorým sú pripojené potrubia väčšieho kalibru a vstupuje do nich cirkulačný okruh tenkých rúr umiestnených vo vnútri.

Celá štruktúra do istej miery pripomína termosku s priehľadnými stenami, v ktorej je udržiavaná nevídaná vysoká úroveň tepelnej izolácie. Vďaka tejto vlastnosti získa telo vnútornej trubice schopnosť kvalitatívne sa zahriať a plne odovzdať zdroj energie chladiacej kvapaline, ktorá cirkuluje vo vnútri.

Odrody vákuových kolektorov

Odrody vákuových kolektorov

Pri konštrukcii kolektorov sa používajú dva typy sklenených trubíc:

• koaxiálny;
• pierko.

Poďme sa na každú z nich pozrieť bližšie.

Koaxiálna trubica

Je to druh termosky, ktorá sa skladá z dvojitej banky. Vonkajšia žiarovka je potiahnutá špeciálnou látkou absorbujúcou teplo. Medzi dvoma trubicami sa vytvorí vákuum. To umožnilo zabezpečiť, aby sa teplo počas prevádzky prenášalo priamo zo sklenených žiaroviek.

Vo vnútri každej skúmavky je ešte jedna - meď (je naplnená éterickou tekutinou). Keď teplota stúpne, táto kvapalina sa odparí, odovzdá uložené teplo a ako kondenzácia prúdi späť. Potom sa cyklus opakuje stále dokola.

Feather tube

Tento typ trubice pozostáva z jednej žiarovky. Mimochodom, výrazne prevyšujú svoje koaxiálne náprotivky v hrúbke steny. Medená rúrka je vystužená špeciálnou vlnitou doskou upravenou látkou absorbujúcou vlhkosť. Ukazuje sa, že v tomto prípade je vzduch odčerpávaný z celého tepelného kanála.

Takéto kanály sú mimochodom tiež odlišné:

• priamy prúd;
• Hit Pipe.

Kanály typu „Hit Pipe“

Prestup tepla vo vákuovom solárnom kolektore typu „Heat Pipe“

Ich iný názov je tepelné trubice. Fungujú nasledovne: keď teplota stúpa, éterická kvapalina v uzavretých potrubiach stúpa hore kanálom a potom tam kondenzuje v špeciálne vybavenom kolektore tepla. V druhom prípade kvapalina prenáša tepelnú energiu a zostupuje dolu trubicou. Z kolektora tepla sa teplo ďalej prenáša do systému pomocou cirkulujúceho nosiča tepla.

Koaxiálna vákuová trubica s dvojrúrkovým rozdeľovačom

Je charakteristické, že tu môžu byť kovové rúry nielen meď, ale aj hliník.

Priame kanály

V každom z týchto kanálov v sklenenej trubici sú naraz dve kovové rúrky. Na jednom z nich kvapalina vstupuje do banky, ohrieva sa tam a vystupuje cez druhú.

Štrukturálne nuansy a klasifikácia

Vákuové kolektory sa klasifikujú podľa typu sklenených trubíc inštalovaných v konštrukcii alebo podľa vlastností tepelných kanálov. Trubice sú zvyčajne koaxiálne a perové a tepelné kanály sú typu priameho toku v tvare U a tepelnej trubice. ...

Funkcia koaxiálnych trubíc

Koaxiálne trubice sú dvojitá sklenená termoska s umelo vytvoreným vákuovým priestorom medzi stenami. Vnútorný povrch trubice má vrstvu špeciálneho povlaku pohlcujúceho teplo, takže skutočný prenos tepla nastáva priamo zo stien sklenenej banky.

Koaxiálne trubice sú vyrobené z vysoko pevného skla na báze borosilikátu s vysokou priepustnosťou svetla. Prvky majú v závislosti od výrobcu až tri vrstvy rozprašovania magnetrónu, preukazujú vynikajúcu pevnosť a odolnosť voči rôznym atmosférickým prejavom (dážď, krupobitie atď.), Odolávajú tlaku 1 MPa a spoľahlivo slúžia 15 rokov.

Ako absorpčný prvok je do sklenenej trubice spájkovaná medená trubica obsahujúca éterovú kompozíciu. Počas procesu ohrevu sa odparuje, účinne vydáva svoje teplo, kondenzuje a steká na dno trubice. Cyklus sa potom opakuje, čím sa vytvára kontinuálny proces prenosu tepla.

Vlastnosti páperových rúrok

Vákuové fontánové trubice majú väčšiu hrúbku steny ako koaxiálne a nepozostávajú z dvoch, ale z jednej žiarovky. Vnútorný absorpčný prvok z medi je po celej svojej dĺžke vybavený silnou výstužou - vlnitou doskou s rozprašovaním na vysokej úrovni absorbujúcim energiu.

Vďaka tejto konštrukčnej vlastnosti je vákuum umiestnené priamo v tepelnom kanáli, ktorého časť je spolu s absorbentom integrovaná priamo do banky.

Perová vákuová trubica obsahuje vo vnútri dosku, ktorá má tvar pierka. Pokiaľ ide o účinnosť, presahuje možnosti svojho koaxiálneho náprotivku, má však podstatne vyššie náklady a je ťažké ho vymeniť v prípade porušenia integrity banky alebo zlyhania vykurovacieho telesa.

Rozdeľovače s perovými rúrkami sa považujú za najefektívnejšie vo svojej triede, robia svoju prácu dobre a poskytujú roky spoľahlivého servisu.

Princíp činnosti tepelnej rúrky

Tepelné trubice pozostávajú z uzavretých trubíc obsahujúcich ľahko odparujúcu sa kvapalnú zlúčeninu. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa ohrieva, prechádza do hornej oblasti kanála a sústreďuje sa tam v špeciálnom kolektore tepla (rozdeľovači).

Pracovná tekutina sa v tomto okamihu vzdáva všetkého nahromadeného tepla a opäť klesá dole, aby pokračovala v procese.

Objímka tepelného výmenníka tepla je spojená s výmenníkom tepla rozdeľovača pomocou špeciálnej objímky spájkovanej do samotného 1-rúrkového výmenníka tepla alebo je ohnutá okolo pomocou 2-rúrkového výmenníka tepla.

Pracovný prvok tepelnej rúrky je vyrobený z medi, v zriedkavejších prípadoch - z hliníka. Vykazuje vysokú odolnosť proti prevádzkovému zaťaženiu, spoľahlivo slúži 15 rokov, má prijateľné náklady a je jedným z najobľúbenejších prvkov moderných vákuových solárnych systémov trubicového typu.

Uvoľnená energia z tepelného zásobníka je odoberaná chladiacou kvapalinou a transportovaná ďalej cez systém, čím poskytuje horúcu vodu vo vodovodných kohútikoch a ohrieva sa v batériách. Systém tepelných potrubí sa ľahko inštaluje a preukazuje vysokú efektivitu práce.

Kolektory vybavené tepelnými trubicami majú dobrú spoľahlivosť a sú vhodné na použitie nielen v každodennom živote, ale aj vo vysokotlakových solárnych termických systémoch

V prípade poruchy alebo poruchy je bez akýchkoľvek ťažkostí možné vymeniť poškodenú jednotku za novú bez toho, aby ste sa uchýlili k rekonštrukcii celého systému.

Opravné práce je možné ľahko vykonať priamo na mieste kolektora bez demontáže jednotky a vynaloženia zbytočného úsilia na prácu.

Popis výmenníka tepla s priamym prietokom v tvare písmena U.

Rúrka priechodného výmenníka tepla je v tvare písmena U.Vo vnútri cirkuluje voda alebo pracovný nosič tepla vykurovacieho systému. Jedna časť prvku je určená pre studený nosič tepla a druhá správne odstráni už zohriaty.

Po zahriatí sa aktívna kompozícia roztiahne a vstúpi do skladovacej nádrže, čím vytvorí prirodzenú cirkuláciu kvapaliny v systéme. Špeciálny selektívny náter nanášaný na vnútorné steny zvyšuje kapacitu absorpcie tepla a zvyšuje účinnosť celého systému.

V porovnaní s rúrkami typu heat-pipe majú výrobky v tvare U väčší hydraulický odpor, kladú zvýšené nároky na chladiacu kvapalinu a sú oveľa nákladnejšie. Kolektory pracujúce na U-trubkách s priamym prietokom nemôžu pracovať pod vysokým tlakom a zabezpečujú vysoko kvalitný prenos tepla iba počas teplej sezóny

Rúry typu U vykazujú vysoký výkon a poskytujú pevný prenos tepla, majú však jednu významnú nevýhodu. Tvoria jednu integrálnu štruktúru s rozdeľovačom a sú s ním vždy namontované.

Nebude fungovať výmena samostatnej jednotlivej trubice, ktorá je mimo prevádzky. Pri opravách bude potrebné celý komplex kompletne rozobrať a na jeho miesto umiestniť nový.

Výhody a nevýhody

Solárne vákuové kolektory majú menšie tepelné straty v porovnaní s plochými. Použitie vákuovej nanotechnológie pri výrobe kolektorov umožnilo dosiahnuť vysokú účinnosť a spoľahlivosť solárnych systémov.

Zvážme hlavné výhody používania vákuových kolektorov:

1. Výkon. V potrubiach kolektorov je podtlak - ideálny tepelný izolátor, ktorý umožňuje udržiavať optimálnu úroveň tepla aj v období jeseň - zima. Udržiavaním účinnosti na vysokej úrovni je produktivita vákuového kolektora o 40% vyššia ako produktivita plochého kolektora.
2. Spoľahlivosť. Životnosť vákuových kolektorov je asi 30 rokov. Ich odolnosť a bezproblémová prevádzka je daná modernými odolnými materiálmi. Vákuové trubice obsahujú vysoko kvalitnú meď. Vonkajší plášť rúrok je odliaty z borosilikátového skla, ktoré je schopné odolávať vysokému zaťaženiu. Použitie vákuových kolektorov je obzvlášť dôležité v klimatických pásmach, kde nie sú nezvyčajné víchrice, hurikány a krupobitie.
3. Účinnosť solárnej energie. Valcovitý tvar absorbéra vákuového kolektora zachytáva a zadržuje aj rozptýlenú slnečnú energiu, ktorú plochý korektor nedokáže premeniť. Z jedného štvorcového metra absorbéra vákuového solárneho systému sa dá zadržať o 40% viac solárnej energie ako z podobnej oblasti solárneho zariadenia plochého typu. Zaoblenie trubíc vám umožňuje prijímať až 97% slnečnej energie od skorého rána do neskorého večera.
4. Jednoduchosť použitia. V prípade poškodenia vákuovej trubice je vymenená bez zastavenia činnosti systému (nie je potrebné vypúšťať cirkulujúcu kvapalinu). Ak je nedostatok tepla, môžete pridať niekoľko potrubí a ak je ich prebytok, môžete ich dočasne odstrániť. Po vyčistení sacieho potrubia od snehu alebo ľadu je rýchlo funkčný. Povrch kolektora má nízku tepelnú zotrvačnosť v dôsledku tenkého skleneného povlaku.
5. Dezinfekcia vody. Teplota ohrevu vody počas prevádzky slnečnej sústavy dosahuje vysoké úrovne, čo zaisťuje jej dezinfekciu a zabraňuje množeniu patogénnych organizmov.
6. Jednoduchá inštalácia. Pri inštalácii vákuových kolektorov nie sú žiadne zvláštne ťažkosti, je potrebné dodržiavať hlavne umiestnenie kolektora pod uhlom, aby mohla tekutina vo vnútri rúrok stiecť dole.

Nevýhody solárneho ohrevu sa znižujú na extrémne nízku účinnosť pri nízkych teplotách a v noci, je teda otázkou, že tento vykurovací systém nemôže byť jediný v dome.Taktiež vákuové solárne kolektory sú drahšie ako ploché.

Vákuové solárne zariadenia sú čoraz populárnejšie medzi obyvateľstvom a veľkými spoločnosťami. Ak predtým mnohých vydesila cena emisie, dnes sa náklady na vybavenie mierne znížili a funkčnosť sa vylepšila a upravila.

Vlastnosti úprav zariadení

Vykurovacie kanály a vákuové sklenené trubice pre solárne kolektory sa na výrobu solárnych elektrární kombinujú v najrôznejších kombináciách.

Najobľúbenejšie medzi spotrebiteľmi sú koaxiálne modely s tepelnou rúrkou. Kupujúcich láka lojálna cena zariadení a veľmi jednoduchá a cenovo dostupná služba počas celej životnosti.

Vákuový solárny kolektor s pracovným kanálom tepelnej rúry je vynikajúco opraviteľný. Výmena poškodených rúrok sa vykonáva na mieste a nezahŕňa demontáž systému alebo premiestnenie na iné miesto. Prenos tepla je však v týchto modeloch zložitý, kvôli čomu výstupná účinnosť nie je vyššia ako 65%

Vákuové zariadenia s kanálmi tepelných potrubí vykazujú vysokú spoľahlivosť a ich použitie nie je nijako obmedzené, a to ani vo vysokotlakových solárnych termálnych komplexoch.

Zariadenia s koaxiálnou žiarovkou, ktoré obsahujú priame kanály v tvare písmena U, sú tiež zahrnuté v zozname požadovaných. Vyznačujú sa takými parametrami, ako sú nízke tepelné straty a účinnosť od 70% a vyššia.

Pre správnu funkciu musí byť vákuové zariadenie s U-kanálom nainštalované správne. Je žiaduce, aby minimálny uhol sklonu bol najmenej 20⁰. Iba v takom prípade bude možné zabezpečiť maximálnu návratnosť.

Situáciu trochu kazí zložitý proces opráv, špecifická údržba počas prevádzky a nemožnosť vymeniť samostatnú poškodenú jednotku. Ak sa so zariadením niečo stane, je demontované a zavedený úplne nový kolektor.

Perové trubice sú konštrukčne jediný valec vyrobený zo skla so zosilnenými silnými stenami (v závislosti od výrobcu, od 2,5 mm a viac). Vnútorná vložka z absorbéra peria tesne prilieha k pracovnému kanálu z teplovodivého kovu.

Takmer dokonalú izoláciu vytvára vákuový priestor vo vnútri sklenenej nádoby. Absorbent prenáša absorbované teplo bez strát a poskytuje systému účinnosť až 77%.

V prípade poruchy sa musia kolektory vybavené perovými trubicami opraviť. Nie je potrebné meniť celý systém, stačí nájsť poškodenú jednotku, demontovať ju a umiestniť na toto miesto nový

Modely s pierkovým prvkom sú o niečo nákladnejšie ako koaxiálne, ale vďaka svojej vysokej účinnosti poskytujú v miestnosti plný komfort a rýchlo sa vyplatia.

Najefektívnejšie a najproduktívnejšie sú perové banky s vnútornými kanálmi na priamy tok. Ich skutočná účinnosť niekedy dosahuje rekordných 80%.

Pri inštalácii perových rúrok do rámu sa na tyč každej časti nasadí silná lisovacia matica s krúžkom a žiaruvzdorným tesnením. To zaisťuje tesnosť celej konštrukcie a umožňuje kolektoru plne fungovať za akýchkoľvek podmienok.

Cena výrobkov je pomerne vysoká a pri opravách je nevyhnutné vypustiť zo systému celú chladiacu kvapalinu a až potom začať s odstraňovaním problémov.

Princíp činnosti vákuovej trubice typu SKE.

Kľúčom k slnečnej sústave je sklenená vákuová trubica. Každá vákuová trubica sa skladá z dvoch sklenených žiaroviek.

Vonkajšia banka je vyrobená z extrémne tvrdého borosilikátového skla, ktoré odolá nárazom krupobitia padajúcim rýchlosťou 18 m / s a ​​má priemer až 35 mm.

Vnútorná žiarovka je tiež vyrobená z borosilikátového skla a pokrytá špeciálnym trojvrstvovým povlakom s postupnou zmenou absorpčných vrstiev ALN / AIN-SS / CU. Vďaka použitiu nových technológií sa dosahuje vysoký koeficient absorpcie a nízka schopnosť šľahania, čo umožňuje dosiahnuť + 380 ° С v strede trubice na priamom slnečnom svetle bez poškodenia samotného výrobku.

Medzi dvoma sklenenými žiarovkami sa odčerpáva vzduch, aby sa vytvoril podtlak, ktorý zabráni spätnému vedeniu tepla a konvekčným stratám tepla. V strede sklenenej žiarovky je utesnená tepelná trubica (HEAT PIPE) vyrobená z čistej červenej medi, uprostred ktorej je nízkovriaca a odparujúca sa kvapalina, ktorá plní funkciu prenosu tepla do chladiacej kvapaliny. Na nasledujúcom obrázku je znázornený princíp fungovania vákuovej trubice.

Hlavná intenzita slnečného žiarenia v suchozemských podmienkach je v spektrálnom rozmedzí 0,28 µm - 3 µm. Borosilikátové sklo prepúšťa vlny slnečného žiarenia v rozmedzí 0,4 mikrónu - 2,7 mikrónu. Prienik cez vonkajšiu priehľadnú banku sa zadržiava energia v druhej banke, na ktorú sa nanáša vysoko selektívna nepriehľadná absorpčná vrstva.

V dôsledku absorpcie svetla absorbérom a jeho následnej emisie sa vlnová dĺžka zvyšuje na 11 μm. Sklo predstavuje nepreniknuteľnú bariéru pre elektromagnetické vlny tejto dĺžky. Slnečná energia vstupujúca do absorbéra je zachytená. Absorbér slnečného žiarenia sa môže absorbér, dokonca aj bez externej žiarovky, zahriať na teplotu + 80 ° C. Na takúto teplotu ohriaty absorbér vyžaruje tepelnú energiu, ktorá sa cez telo druhej žiarovky prenáša na TEPELNÚ TRUBKU. Vďaka vzhľadu skleníkového efektu, ktorý je založený na akumulovanej energii pod sklom, teplota v strede druhej banky stúpne na + 180 ° C. Toto teplo ohrieva nízkovriacu a odparujúcu sa kvapalinu, ktorá sa pri + 25 ° C - + 30 ° C mení na paru, stúpa a prenáša teplo do pracovnej časti TEPELNEJ RÚRY, kde dochádza k výmene tepla s chladiacou kvapalinou. Uvoľňovanie tepla núti paru skondenzovať a prúdiť na dno TEPELNEJ RÚRY a cyklus sa znova opakuje.

Vysoký koeficient prestupu tepla ľahko vriacej a odparujúcej sa kvapaliny, jeho nepatrné množstvo a relatívne malé rozmery TEPELNEJ RÚRY poskytujú účinnú tepelnú vodivosť. HEAT PIPE funguje ako tepelná dióda. Tepelná vodivosť je veľmi vysoká v jednom smere (hore) a nízka v opačnom smere (dole).

Na udržanie podtlaku medzi dvoma sklenenými bankami sa na spodné vnútro banky nanáša vrstva bária. Aktívne absorbuje CO, CO, N, O, HO a H počas skladovania a prevádzky skúmavky. Báriová vrstva tiež poskytuje jasnú vizuálnu indikáciu stavu vákua. Biela farba znamená, že sú porušené podmienky vákua.

Ideálna kombinácia vákuových a tepelných medených rúr poskytuje oproti plochým kolektorom nasledujúce výhody:

Vysoká tepelná účinnosť. vďaka moderným metódam prenosu tepla, vysoko kvalitnému absorpčnému povlaku.

Široká škála práce: kvôli svojej nízkej tepelnej kapacite je schopná pracovať vo vysokej oblačnosti (v infračervenej oblasti lúčov, ktoré prechádzajú cez oblaky).

Každá trubica funguje nezávisle na sebe. Pretože nemrznúca zmes netečie do stredu rúrky a jej prístup je obmedzený výmenníkom tepla, v prípade fyzického poškodenia kolektor pokračuje v práci.

Menšia hmotnosť kolektora s lepšou účinnosťou kolektora.

Lepšia efektivita práce v zime vďaka vákuu. Rúrka odolá mrazom pri -50 ° C.

Ako sa prenáša energia

Solárny kolektor na vykurovanie môže prenášať tepelnú energiu dvoma hlavnými spôsobmi. Prvým je režim priameho prenosu tepla.V takýchto zariadeniach je nádrž pripojená priamo k vákuovým trubiciam a jej objem spravidla nepresahuje 200 litrov. Princíp činnosti je nasledovný:

• Nosič tepla ohrievaný slnečnou energiou sa mení na paru a vstupuje do medenej špirály. Ten slúži ako výmenník tepla a je umiestnený vo vnútri akumulačnej nádrže.
• Ďalej vyhrievaný výmenník tepla prenáša tepelnú energiu na studenú vodu, ktorá ju obklopuje. Kvapalina cirkuluje v radiátoroch miestnosti a prúdi späť na opätovné zahriatie.

Systém je dosť lacný a cenovo dostupný, pretože nie je potrebné kupovať čerpacie zariadenie. Inštalácia umožňuje prijať až 300 litrov vody s teplotou +60 stupňov Celzia, jedná sa však iba o sezónnu možnosť, respektíve najčastejšie sa používa za priaznivého počasia, teda od mája do septembra.

Ak potrebujete systém s celoročným využitím, objednajte si zariadenie s režimom nepriameho prenosu tepla. Výraznou črtou tohto typu zariadenia je prítomnosť vyrovnávacej nádrže, ktorá je umiestnená priamo v dome. Limit objemu kotla je uvedený v dokumentoch. Systém umožňuje dosiahnuť teplotu chladiacej kvapaliny 200 - 300 stupňov Celzia, čo uľahčuje organizáciu vykurovacieho systému. Aby jednotka fungovala aj v mrazoch -50 stupňov, je medený výmenník tepla naplnený nemrznúcou zmesou.

Ako fungujú vákuové trubice

Funkciou evakuovaných slnečných kolektorových trubíc je absorbovať slnečné žiarenie a zabrániť jeho úniku do životného prostredia. Tepelná energia môže z pracovnej časti vákuového slnečného kolektora odísť dvoma spôsobmi - priamym prenosom tepla a vo forme infračerveného žiarenia.

Dutina medzi sklenenými stenami prakticky úplne vylučuje možný priamy prenos tepla vo vákuu, neexistujú molekuly látok, ktoré by ho mohli vykonávať.

Selektívny povlak (absorbent) absorbuje slnečnú energiu a zabraňuje jej úniku. Existujú rôzne typy takýchto povlakov, ktoré sa líšia absorpciou a emisivitou.

Časť slnečného žiarenia sa odráža od skla, čo je však zanedbateľné - viditeľné svetlo tvorí iba časť absorbovaného spektra. Kvalitné kolektory sú vyrobené z vysoko pevného borosilikátového skla, ktoré je odolné voči mechanickému poškodeniu.

Borosilikátové sklo je ťažké poškriabať alebo matovať a vydrží desaťročia bez zmeny priepustnosti.

Ploché kolektory

Plochý solárny kolektor ohrieva nosič tepla pomocou doskového absorbéra. Je to usporiadané celkom jednoducho. V skutočnosti ide o dosku z kovu absorbujúceho teplo, na vrchu natretú čiernou farbou špeciálnou farbou. Hadovitá trubica je pevne pripevnená (zváraná) k spodnému povrchu platne, cez ktorú cirkuluje kvapalina.

Selektívny čierny atrament zaisťuje maximálnu absorpciu slnečného žiarenia s prakticky nulovým odrazom. Absorbované lúče ohrievajú chladiacu kvapalinu pod absorbérom, ktorá sa ďalej dodáva ďalej do systému. Aby sa minimalizovali tepelné straty, je absorbér izolovaný od telesa kolektora a tvrdeného skla, takmer bez oxidov železa. Je inštalovaný nad absorbérom a slúži ako horný kryt krytu. Použitie takéhoto skla vám navyše umožňuje vytvoriť akýsi „skleníkový efekt“, ktorý ďalej zvyšuje ohrev absorbéra, a tým aj teplotu chladiacej kvapaliny.

Čo je kolektor a účel slnečných kolektorov

Solárny kolektor sa chápe ako zariadenie, ktoré zhromažďuje energiu žiarenia a potom odovzdáva akumulované teplo spotrebiteľom. V praxi sa používa iný termín - slnečný kolektor.

Podľa účelu sa solárne zariadenia (solárne zariadenia) používajú ďalej:

• solárne koncentrátory sú zariadenia, ktoré zhromažďujú slnečnú energiu do úzkeho prúdu.Používajú sa na tavenie kovu. V ústave NPO „Fyzika-slnko“ (Taškent) boli vyvinuté a vyrobené taviace pece, v ktorých boli dosiahnuté teploty viac ako 5 000 ... 5 500 ° C;
• solárne panely - zariadenia na premenu žiarenia zo Slnka na elektrickú energiu;
• zariadenia na solárne odsoľovanie - stroje určené na získavanie čerstvej vody z vody s vysokým obsahom minerálnych solí;
• solárne sušiace zariadenia - tepelné zariadenia, v ktorých sa pomocou slnečnej energie odvádza vlhkosť zo zeleniny a ovocia;
• solárne ohrievače (solárny kolektor vzduchu) sú zariadenia na prenos tepelného toku z infračerveného žiarenia na nosiče tepla.