Veliko denarja se porabi za toplo vodo in ogrevanje prostorov. Obstaja pa alternativni vir energije - vakuumski sončni kolektor. Ste že slišali za to? Omogoča vam znatno zmanjšanje finančnih stroškov za ohranjanje udobja, saj zagotavlja maksimalen učinek ogrevanja z minimalnimi izgubami toplote.
To napravo lahko kupite pri proizvajalcih opreme za gospodinjstvo ali jo doma sestavite neodvisno. Če želite izbrati primeren model, je treba preučiti veliko informacij. Pomagali vam bomo določiti glavna merila za nakup.
Članek se bo osredotočil na načelo delovanja in zasnovo vakuumskega razdelilnika. Govorili bomo o oblikovnih značilnostih različnih modelov, upoštevali prednosti in slabosti teh instalacij. Poleg tega bomo podrobno opisali, kako sami izdelati in namestiti vakuumski sončni kolektor.
Gradivo spremljajo videoposnetki, iz katerih boste spoznali pomembne lastnosti in načela delovanja vakuumskih kolektorjev.
Načelo delovanja vakuumske enote
Vakuumski sončni kolektorji se od običajnih sončnih sistemov razlikujejo po načinu predelave sončne energije. Klasična baterija preprosto sprejme svetlobo in jo pretvori v električno energijo. Zbiralnik je sestavljen iz steklenih cevi z vakuumom, ustvarjenim v notranjosti. Preko posebnih priključnih vozlišč so združeni v enoten sistem.
Znotraj vsake cevi je kanal ene ali dveh bakrenih palic s hladilno tekočino. Z zajemanjem sončnih žarkov aktivni element segreva material za prenos toplote in tako zagotavlja delovanje kolektorja.
Galerija slik
Fotografija s
Sončni zbiralnik strehe na vakuumu
Sončna napeljava za ogrevanje hladilne tekočine
Polaganje kolektorskih cevi v hišo
Dizajn vakuumskih sončnih kolektorjev
Kakrkas z razdelilnikom za vgradnjo cevi
Vgradnja vakuumskih cevi v okvir
Vakuumski solarni toplotni regulator
Rezervoar za ogrevano vodo
Zaradi te zasnove se raven prenosa energije znatno poveča, izguba toplote pa se znatno zmanjša, saj vakuumski sloj omogoča, da prihranite približno 95% zajete sončne energije.
Vakuumski sončni kolektor, ki se nahaja na strehi zasebne hiše, bo prebivalcem skozi vse leto oskrboval toplo vodo, v hladni sezoni pa bo prijetno ogreval sobo, ne da bi porabil veliko denarja
Poleg tega se zmanjša odvisnost produktivnosti rezervoarjev od sezonskosti, temperature okolja in različnih vremenskih razmer, kot so sunki vetra, spremenljivo oblačno pokrivanje, padavine itd.
Kako je urejen vakuumski kolektor?
Sodobne vakuumske naprave, ki oskrbujejo prostore s toploto in toplo vodo zaradi sončne energije, so tehnološko drugačne.
Zbiralniki so razdeljeni na naslednje vrste:
- cevasto brez steklene zaščitne prevleke;
- modul z zmanjšano pretvorbo;
- standardna ravna izvedba;
- naprava s prozorno toplotno izolacijo;
- zračna enota;
- ravno vakuumski razdelilec.
Vakuumski sončni kolektor lahko zagotavlja toplo vodo in ogrevanje kadar koli v letu in v vsakem vremenu (+)
Vsi imajo skupno strukturno podobnost, zato jih sestavljajo:
- zunanja prozorna cevod koder se zrak popolnoma izčrpa;
- ogrevana cevnameščen v veliki cevi, kjer se tekoča ali plinasta hladilna tekočina premika;
- en ali dva montažna ventilana katere so priključene cevi večjega kalibra in je vključen obtočni krog tankih cevi, nameščenih v notranjosti.
Celotna zasnova nekoliko spominja na termos s prozornimi stenami, v katerem se ohranja izjemno visoka stopnja toplotne izolacije. Zaradi te lastnosti ohišje notranje cevi pridobi sposobnost kakovostnega segrevanja in v celoti daje energijski vir hladivu, ki kroži znotraj.
Strukturne nianse in razvrstitev
Vakuumski kolektorji so razvrščeni glede na vrsto steklenih cevi, vgrajenih v konstrukcijo, ali glede na značilnosti toplotnih kanalov. Cevi so običajno koaksialne in peresne, toplotni kanali pa so v obliki črke U in naravni ter toplotni cevi. .
Značilnost koaksialne cevi
Koaksialne cevi so dvojna steklena termo-bučka z vakuumskim prostorom, umetno ustvarjenim med stenami. Notranja površina cevi ima plast posebne prevleke, ki absorbira toploto, zato dejanski prenos toplote poteka neposredno s sten steklene žarnice.
Koaksialne cevi so izdelane iz visoko trdnega borosilikatnega stekla z visoko prepustnostjo svetlobe. Elementi, odvisno od proizvajalca, vsebujejo do tri plasti magnetronskega brizganja, kažejo odlično trdnost in odpornost na različne atmosferske manifestacije (dež, toča itd.), Vzdržijo pritisk 1 Mpa in zanesljivo služijo 15 let
Kot absorpcijski element je bakrena cev, ki vsebuje etrski sestavek, spajkana v stekleno cev. Med segrevanjem izhlapi, učinkovito odda svojo toploto, kondenzira in odteče v spodnji del cevi. Nato se cikel ponovi, s čimer se ustvari stalen proces prenosa toplote.
Funkcije pero cevi
Cevi za vakuumske injekcijske peresnike imajo večjo debelino stene kot koaksialne in ne sestojijo iz dveh, temveč ene bučke. Notranji absorpcijski bakreni element je po celotni dolžini opremljen z močnim ojačevalcem - valovito ploščo z visokim nivojem, ki absorbira energijo.
Zaradi te oblikovne lastnosti se vakuum nahaja neposredno v toplotnem kanalu, katerega del je skupaj z absorbentom vgrajen neposredno v bučko.
Vakuumska cev za pero v notranjosti vsebuje ploščo, ki po obliki spominja na peresnik. Po učinkovitosti presega zmogljivosti koaksialnega kolega, vendar ima bistveno večje stroške in ga je težko nadomestiti v primeru kršitve celovitosti bučke ali odpovedi grelnega elementa
Zbiralniki, izdelani na osnovi peresnih vakuumskih cevi, veljajo za najučinkovitejše v svojem razredu, se odlično spopadajo z nalogami in zanesljivo služijo več let.
Načelo delovanja toplotne cevi toplotnega kanala
Toplotni kanali toplotne cevi sestavljajo zaprte cevi, ki vsebujejo lahko hlapljivo tekočo sestavo. Pod vplivom sončne svetlobe se segreje, prehaja v zgornje območje kanala in se tam koncentrira v posebnem kolektorju toplote (razdelilniku).
V tem trenutku delovna tekočina oddaja vso akumulirano toploto in se spet spusti, da nadaljuje postopek.
Rokav toplotnega izmenjevalnika je povezan s toplotnim izmenjevalnikom razdelilnika s posebno vtičnico, spajkano v sam cevni izmenjevalnik toplote ali z upognjenim dvocevnim izmenjevalnikom toplote.
Delovni element toplotne cevi toplotnega kanala je iz bakra, v bolj redkih primerih - iz aluminija. Pokaže visoko odpornost na obratovalne obremenitve, je zanesljiv že 15 let, ima razumne stroške in je eden najbolj priljubljenih elementov sodobnih vakuumskih solarnih sistemov cevnih cevi
Toplotni nosilec izbere sproščeno energijo iz rezervoarja za toploto in jo prenese naprej po sistemu ter tako zagotavlja razpoložljivost tople vode v pipe in radiatorjih. Sistem toplotnih cevi je enostaven za namestitev in kaže visok izkoristek med delovanjem.
Zbiralniki, opremljeni s vakuumskimi cevmi s toplotno cevjo, imajo dobro raven zanesljivosti in so primerni za uporabo ne le v vsakdanjem življenju, temveč tudi v solarnih sistemih z visokim pritiskom
V primeru okvare ali okvare brez težav lahko poškodovano enoto zamenjate z novo, ne da bi se zatekli k rekonstrukciji celotnega sistema.
Popravila je mogoče enostavno izvesti neposredno na lokaciji zbiralnika, brez demontaže in brez nepotrebnih naporov pri delu.
Opis linijskega izmenjevalnika toplote v obliki črke U
Cev toplotnega izmenjevalnika z neposrednim tokom ima obliko črke U. Voda kroži voda ali delovna hladilna tekočina ogrevalnega sistema. En del elementa je namenjen hladni hladilni tekočini, drugi pa pravilno odvaja že segreto.
Med vžiganjem se aktivna sestava razširi in vstopi v rezervoar, s čimer ustvari naravno kroženje tekočine v sistemu. Poseben selektivni premaz, nanesen na notranje stene, poveča sposobnost absorpcije toplote in poveča učinkovitost sistema kot celote.
V primerjavi s cevmi s toplotno cevjo imajo izdelki v obliki črke U večjo hidravlično odpornost, nalagajo večje zahteve za hladilno tekočino in so veliko dražji. Kolektorji, ki delujejo na enkratnih U-ceveh, ne morejo delovati pod visokim pritiskom in zagotavljajo visokokakovosten prenos toplote samo v topli sezoni
U-cevi so visoke produktivnosti in zagotavljajo trden prenos toplote, hkrati pa imajo eno pomembno pomanjkljivost. Z razdelilnikom tvorijo eno celotno konstrukcijo in so vedno nameščeni skupaj.
Zamenjajte eno samo cev, ki ni uspela, ne bo delovalo. Za popravilo boste morali razstaviti celoten kompleks in na njegovo mesto postaviti novega.
Primerjava različnih modifikacij
Pri izdelavi sončnih enot se toplotni kanali in vakuumske steklene cevi za sončne kolektorje kombinirajo v različnih kombinacijah.
Med potrošniki so najbolj priljubljeni koaksialni modeli s toplotno toplotno cevjo. Kupce privlači zvesta cena naprav in zelo preprosta, cenovno ugodna storitev v celotnem obdobju delovanja.
Vakuumski sončni kolektor z delovno toplotno cevjo je odlično popravljen. Poškodovane cevi se zamenjajo na mestu in ne vključujejo demontaže ali premestitve na drugo lokacijo. Vendar je prenos toplote v teh modelih težaven, zaradi česar učinkovitost izhoda ne presega 65%
Vakuumske naprave s kanali za toplotno cev kažejo visoko zanesljivost in nimajo omejitev uporabe, tudi v visokotlačnih solarnih toplotnih kompleksih.
Na seznam priljubljenih so tudi naprave s koaksialno bučko, ki vsebujejo kanale v obliki črke U z neposrednim tokom. Zanje so značilni takšni parametri, kot so nizke toplotne izgube in izkoristek od 70% in več.
Za pravilno delovanje je treba pravilno namestiti vakuumsko napravo z U-kanalom. Zaželeno je, da je najmanjši kot nagiba najmanj 20 °. Le v tem primeru bo mogoče zagotoviti največji donos
Situacija je nekoliko pokvarjena: zapleten postopek popravila, specifično vzdrževanje med delovanjem in nezmožnost zamenjave ene same poškodovane enote. Če se napravi nekaj zgodi, jo razstavimo in postavimo popolnoma nov kolektor.
Nalivne cevi so strukturno enojni valji iz stekla z odebeljenimi močnimi stenami (odvisno od proizvajalca, od 2,5 mm in več). Vložek za vložek, ki ga vsebuje vložek, se tesno prilega delujočemu kanalu iz kovine, ki vodi toploto.
Skoraj popolna izolacija ustvarja vakuumski prostor znotraj steklene posode. Absorent prenaša absorbirano toploto brez izgub in sistemu zagotavlja učinkovitost do 77%.
V primeru okvare je treba popraviti zbiralnike, opremljene s peresnimi cevmi. Ni treba spreminjati celotnega sistema, dovolj je, da zaznate poškodovano enoto, jo razstavite in na to mesto postavite novega.
Modeli s perjastim elementom so nekoliko dražji od koaksialnih, vendar zaradi visoke učinkovitosti zagotavljajo popolno udobje v sobi in se hitro izplačajo.
Najbolj učinkovite in produktivne so bučke iz perja z notranjimi kanali z neposrednim tokom. Njihova dejanska učinkovitost včasih doseže rekordne ravni 80%.
Pri nameščanju peresnih cevi v okvir je na jedro vsakega dela nameščena močna kompresijska matica z obročem in toplotno odpornim tesnilom. To zagotavlja tesnost celotne konstrukcije in kolektorju omogoča, da v celoti deluje v kakršnih koli pogojih
Cena izdelkov je precej visoka, med popravilom je potrebno iz sistema izprazniti celotno hladilno tekočino in šele nato nadaljevati z odpravljanjem napak.
Kakšen mora biti hladilnik?
Kolektor toplote je še en zelo pomemben delovni element vakuumskega razdelilnika. Skozi to vozlišče se akumulirana toplota prenaša iz cevi v hladilno tekočino.
Kolektor toplote je nameščen v zgornjem delu naprave. Ena izmed njegovih sestavnih delov, bakreno jedro, prejema energijo in jo prenaša v glavni toplotni nosilec, ki kroži v zaprtem sistemu "toplotni izmenjevalec rezervoarja-zbiralnik".
Pravilno delovanje zagotavlja obtočna črpalka, priključena na sistem. Avtomatizacija, ki nadzoruje ogrevalni kompleks, jasno spremlja raven temperature v kanalih in če pade pod dovoljeno kritično minimum (na primer ponoči), črpalko ustavi.
To vam omogoča, da se izognete obratnemu segrevanju, ko hladilna tekočina začne zbirati toploto vroče vode, zbrane v hranilniku.
Prednosti in slabosti vakuumskih kolektorjev
Glavna prednost enot je skoraj popolna odsotnost toplotne izgube med delovanjem. To zagotavlja vakuumsko okolje, ki je eden najkakovostnejših naravnih izolatorjev. Toda seznam ugodnosti se tu ne konča.
Galerija slik
Fotografija s
Tovarniško izdelane vakuumske cevi
Z uporabo barijevega absorberja
Povečanje učinkovitosti absorberja
Ohladi zunanji del vakuumske cevi
Naprave imajo še druge izrazite prednosti:
- delovna učinkovitost pri kazalcih nizkih temperatur (do -30 ° C);
- sposobnost kopičenja temperatur do 300 ° C;
- največja možna absorpcija toplotne energije, vključno z nevidnim spektrom;
- operativna stabilnost;
- majhna dovzetnost za agresivne atmosferske manifestacije;
- nizka moč zaradi strukturnih značilnosti cevnih sistemov, ki lahko prenašajo zračne mase različnih gostot skozi sebe;
- visoka raven učinkovitosti v regijah z zmerno in hladno klimo z malo jasnimi in sončnimi dnevi;
- trajnost ob upoštevanju osnovnih pravil delovanja;
- razpoložljivost za popravilo in zmožnost spreminjanja ne celotnega sistema, temveč le en neuspeli delček.
Pomanjkljivosti vključujejo nezmožnost zbiralcev, da se samočistijo od mraza, ledu, snega in visoke cene komponent, potrebnih za sestavljanje enote doma.
Sončni kolektor je učinkovita naprava, ki omogoča pretvorbo sončne energije v toplotno energijo skoraj brez izgube
Sama montaža
Postopek sestavljanja vakuumskega razdelilnika se začne z izdelavo okvirja podlage za delovne predmete. Takoj je nameščen na mestu, ki je dodeljeno enoti.
Velikost in dimenzije okvirja so popolnoma in popolnoma odvisne od modela, ki ga nameravate izdelati, in so ponavadi predpisani v navodilih, ki se nahajajo med podpornimi dokumenti za komponente.
Končan okvir za zbiralnik je pritrjen na streho, tako da zavzema čist položaj in se ne niha. Če je streha stavbe iz skrilavca, uporabite tračne trakove in vijake debelih kalibrov. Za ostale strešne materiale se uporabljajo običajna sidra.
Pritrdim mesta, kjer se okvir meji s strešno površino s tesnilnim sredstvom, tako da voda v prihodnosti ne bo vstopila v hišo skozi odprtine. Nato se hranilnik dostavi na mesto namestitve in je pritrjen na vrhu okvirja z vijaki.
Naslednji korak je zbiranje grelca, temperaturnega senzorja in samodejnega odzračevanja zraka. Vse pomožne enote in pripadajoči deli so nameščeni na priloženih mehčalcih. Za pritrditev temperaturnega senzorja uporabite ključ.
Nato opremite oskrbo z vodnimi komunikacijami. V ta namen se cevi odvzamejo iz kakršnega koli materiala, odpornega na kazalnike nizkih temperatur in ki lahko prenese do 95 ° C. Polipropilenske cevi in fitingi so se dobro izkazali.
Polipropilenske cevi so idealne za organizacijo povezave sončnega kolektorja z vodovodnim sistemom dnevne sobe. Okovje ima dobre fizične lastnosti in vzdržljivost, zanesljivo služi več let in se zlahka zamenja v primeru razpok ali raztrganin
S priključitvijo dovoda vode se hranilnik napolni z vodo in preizkusi, da puščajo. Če v 3-4 urah nekje odkrijejo puščanje, jih popravimo.
Na koncu so nameščeni grelni elementi. Za to je bakrena cev zavita v aluminijasto pločevino in postavljena v vakuumsko cev iz stekla. Od spodaj se na bučko namesti pritrdilna skodelica in pentlja iz trpežne, prožne gume.
Zgornji bakreni vrh cevi je potisnjen do konca v medeninasti kondenzator. Viskozna toplotna maščoba se ne odstrani iz cevi. Zaklepni mehanizem je pripet na nosilec in vse preostale steklene cevi so nameščene po istem principu.
Cevasti sončni kolektorji potrebujejo redno vzdrževanje in obvezno čiščenje, zlasti v obdobjih močnih snežnih padavin. Če upoštevate ta preprosta pravila, bodo delovala dlje časa in ohranila visoko raven učinkovitosti skozi celotno obratovalno obdobje.
Na konstrukcijo je nameščen pritrdilni blok, nanj je priključeno napetost 220 voltov, v sistem pa so priključene tri pomožne enote - grelni element, izpust zraka in temperaturni senzor.
Zadnji, ki povezuje krmilnik, zasnovan za pravilno upravljanje kompleksa. Želeni parametri delovanja se vnesejo v meni krmilnika in sistem se zažene v standardnem načinu.
V tem članku je podrobno opisano gradivo sončnega kolektorja.
Kako postaviti napravo?
Da bo vakuumski kolektor v celoti deloval in učinkovito oskrboval dnevno sobo s potrebno energijo, je zanj potrebno najti najustreznejše mesto in pravilno usmeriti napravo glede na dele sveta.
Vakuumski sončni kolektorji so veliko bolj praktični od svojih ravnih kolegov. Ko se ena od delovnih cevi poškoduje in pokvari, jo je zelo enostavno zamenjati z novo. Po tem bo sistem še naprej deloval kot prej. Če naenkrat ni možnosti, da na mesto poškodovanega postavite nov element, ni pomembno. Enota bo lahko izpolnila svoje naloge, tudi če je na voljo vozlišče s poškodovanim elementom
Za naselja severne poloble je pomembno, da se zbiralnik postavi na južni del strehe hiše ali na sončno stran mesta. Zaželeno je zagotoviti minimalno odstopanje za ravnino naprave.
Če ni možnosti usmeritve površine proti jugu, je vredno med zahodom in vzhodom izbrati najbolj lahek kot v odprtem prostoru.
Visok delovni izkoristek vakuumskega kolektorja je posledica tudi dejstva, da deluje po principu ogledala in izravnava svojo toplotno moč glede na trenutno višino sonca
Energetski sončni kompleks ne bi smel pokrivati dimnikov, okrasnih fragmentov strešne kritine, širjenja vej dreves in visokih stanovanjskih ali tehničnih zgradb. To bo zmanjšalo učinkovitost in zmanjšalo nivo ogrevanja aktivnih elementov.
Če je enota pravilno nameščena, bo zagotovila skoraj enak prenos toplote skozi vse leto, ne glede na letni čas.
Če ni veliko izkušenj z izvajanjem zapletenih popravil in inštalacij ter ključavničarskih del, je vakuumiranje cevi doma neracionalno. Ta postopek je zelo naporen in zahteva posebno znanje in specializirano opremo.
Poleg tega imajo izdelani vakuumski elementi veliko nižjo stopnjo učinkovitosti kot tovarniški deli. Zato je najbolj smiselno izdelke kupiti pri specializiranem proizvajalcu in nato poskusiti sestaviti več oddelkov doma.
Spletno mesto vsebuje izbor člankov o ureditvi solarnega ogrevalnega sistema, priporočamo, da si preberete:
- Sončni ogrevalni sistemi: analiza ogrevalne tehnologije na osnovi solarnih sistemov
- Ogrevanje zasebne hiše s sončnimi paneli: sheme in naprava
- Fleksibilne sončne plošče: vrste, značilnosti + značilnosti povezave
Podroben, podroben opis vakuumske cevi, načelo njenega delovanja in značilnosti delovanja sončnega kolektorja kot celote. Avtor govori o nekaterih zanimivih odtenkih in pokaže, da je namestitev lahko resnična alternativa plinskemu kotlu.
Zanimivi podatki o delu sončnega kolektorja pozimi.
Kako montirati vakuumski sončni kolektor z lastnimi rokami doma. Vse nianse postopka, priporočila in koristni nasveti.
Poznavanje osnovnega načela delovanja cevastega vakuumskega sončnega kolektorja lahko enoto sestavite sami. Namestitev bo popolnoma ustrezala osebnim individualnim zahtevam in potrebam.
To ni zelo težka naloga, vendar zahteva večjo pozornost, natančnost in določene spretnosti, sicer se tveganje za poškodovanje celovitosti bučke in kršitev njene integritete znatno poveča.
Vsem, ki jih zanima izbira, namestitev ali samonastavitev sončnega kolektorja, predlagamo, da pustite komentarje in postavite vprašanja. Kontaktni obrazec se nahaja v spodnjem bloku.