- Princip činnosti vakuové jednotky
- Jak je vakuový typ kolektor?
- Konstrukční nuance a klasifikace
- Porovnání různých modifikací
- Co by měl být sběrač tepla?
- Výhody a nevýhody vakuových kolektorů
- Montáž jednotky vlastními rukama
- Как правильно разместить прибор?
- Závěry a užitečné video na toto téma
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Spousta peněz je vynaložena na zásobování teplou vodou a vytápění prostoru. Ale existuje alternativní zdroj energie - vakuový solární kolektor. Slyšeli jste o tom? Umožňuje výrazně snížit finanční náklady spojené s udržováním komfortu a poskytuje maximální tepelný efekt s minimálními tepelnými ztrátami.
Toto zařízení lze zakoupit u výrobců domácích přístrojů nebo se smontovat doma. Chcete-li vybrat vhodný model, prostudujte si mnoho informací. Pomůžeme vám určit základní kritéria nákupu.
Článek se bude zabývat principem provozu a zařízením vakuového kolektoru. Budeme hovořit o konstrukčních rysech různých modelů, zvážit výhody a nevýhody těchto instalací. Kromě toho podrobně popíšeme, jak vytvořit a nainstalovat vakuový solární kolektor sami.
Materiál je doplněn videem, ze kterého se dozvíte o důležitých vlastnostech a principech provozu vakuových kolektorů.
Princip činnosti vakuové jednotky
Vakuový solární kolektor se liší od běžných solárních systémů ve způsobu zpracování solární energie. Klasická baterie jednoduše přijímá světlo a převádí ji na elektřinu. Kolektor se skládá také ze skleněných trubek s vnitřním vakuem. Kombinují se do jednoho systému pomocí speciálních dokovacích stanic.
Uvnitř každé trubky je kanál jedné nebo dvou měděných tyčí s chladivem. Aktivní prvek, který zachytí sluneční paprsky, ohřívá chladivo, čímž zajišťuje provoz kolektoru.
Vakuový solární kolektor umístěný na střeše soukromého domu poskytne obyvatelům teplou vodu po celý rok a během chladného období vám umožní pohodlně vytápět místnost bez toho, aby se na ni vynaložilo velké množství peněz.Díky této konstrukci se významně zvyšuje úroveň energetické účinnosti a tepelné ztráty jsou výrazně sníženy, protože vakuová vrstva umožňuje ušetřit přibližně 95% zachycené sluneční energie.
Kromě toho se snižuje závislost produktivity kolektorů na sezónnosti, okolní teplotě a různých povětrnostních podmínkách, jako jsou: poryvy větru, částečně zamračené počasí, srážky atd., Klesá.
Jak je vakuový typ kolektor?
Moderní vakuová zařízení, která poskytují místnosti s teplou a teplou vodou díky sluneční energii, jsou technologicky odlišná.
Sběratelé jsou rozděleni do těchto typů:
- tubulární bez ochranného skla;
- modul se sníženou konverzí;
- standardní byt;
- zařízení s průhlednou izolací;
- vzduchová jednotka;
- plochý vakuový kolektor.
Všechny mají společnou strukturní podobnost, takže se skládají z:
- vnější průhledná trubka, ze které je vzduch zcela vyčerpán;
- vyhřívanou trubku umístěnou ve velké trubce, kde se pohybuje kapalina nebo plynná kapalina pro přenos tepla;
- jeden nebo dva prefabrikované ventily, ke kterým jsou připojeny trubky většího kalibru a cirkulační okruh tenkých trubek umístěných uvnitř.
Celá konstrukce je poněkud připomínající termosku s průhlednými stěnami, ve které je zachována nebývalá vysoká tepelná izolace. Díky této vlastnosti získává vnitřní trubkové těleso schopnost se dobře zahřát a plně uvolnit zdroj energie do cirkulujícího chladiva.
Konstrukční nuance a klasifikace
Vakuové kolektory jsou klasifikovány podle typu skleněných trubic instalovaných ve struktuře nebo podle vlastností tepelných kanálů. Trubky jsou obvykle koaxiální a peří a topné kanály jsou typu U ve tvaru písmene U a tepelných trubek. .
Charakteristika koaxiálních trubek
Koaxiální trubice jsou dvojitá skleněná termoska s vakuovým prostorem vytvořeným uměle mezi stěnami. Vnitřní povrch trubky má vrstvu speciálního povlaku absorbujícího teplo, takže skutečný přenos tepla probíhá přímo ze stěn skleněné baňky.
Koaxiální trubice jsou vyrobeny z vysoce pevného skla na bázi borosilikátů, které mají vysokou propustnost světla. Prvky v závislosti na výrobci mají až tři vrstvy magnetronového naprašování, vykazují vynikající pevnost a odolnost vůči různým atmosférickým projevům (déšť, krupobití atd.), Vydrží tlak 1 Mpa a spolehlivě slouží po dobu 15 let.Jako absorpční prvek je do skleněné trubice pájena měděná trubka obsahující etherovou kompozici. V procesu ohřevu se odpařuje, účinně uvolňuje své teplo, kondenzuje a teče na dno trubky. Pak se cyklus opakuje, čímž se vytvoří kontinuální proces výměny tepla.
Vlastnosti pera
Vakuové trubičky z peří mají větší tloušťku stěny než koaxiální a nemají dvě, ale jednu baňku. Vnitřní absorpční prvek z mědi je dodáván po celé délce odolným zesilovačem - vlnitou deskou s vysoce energeticky absorbujícím povlakem.
Díky tomuto konstrukčnímu znaku je vakuum umístěno přímo v tepelném kanálu, jehož část je společně s absorbentem integrována přímo do baňky.
Uvnitř vakuové trubice je deska, jejíž tvar připomíná peří. Pokud jde o účinnost, převyšuje možnosti jeho koaxiálního protějšku, ale má výrazně vyšší náklady a je obtížné jej vyměnit v případě poruchy integrity žárovky nebo selhání topného tělesa.Kolektory, vyrobené na bázi perových vakuových trubic, jsou ve své třídě považovány za nejefektivnější, perfektně se s těmito úkoly vyrovnávají a spolehlivě slouží po mnoho let.
Princip činnosti tepelné trubky tepelného potrubí
Tepelná trubka tepelných trubek se skládá z uzavřených trubek obsahujících snadno odpařovací kapalnou směs. Pod vlivem slunečního světla se ohřívá, přechází do horní oblasti kanálu a koncentruje se ve speciálním kolektoru tepla (rozdělovači).
Pracovní tekutina v tomto okamžiku vzdá veškerého nahromaděného tepla a opět klesá, aby proces pokračovala.
Objímka výměníku tepla tepelného potrubí je připojena k výměníku rozdělovače přes speciální hrdlo, utěsněné v samotném výměníku tepla s jedním potrubím nebo kolem 2-trubkového výměníku tepla.
Pracovní prvek tepelné trubky tepelného kanálu je vyroben z mědi, ve vzácnějších případech z hliníku. Vykazuje vysokou odolnost vůči provozním zatížením, spolehlivě slouží po dobu 15 let, má rozumnou cenu a je jedním z nejoblíbenějších prvků moderních vakuových heliosystémů trubkového typu.Uvolněná energie z tepelného zásobníku čerpá chladicí kapalinu a přenáší ji dále podél systému, čímž je zajištěna přítomnost horké vody v kohoutcích a radiátorech. Systém tepelných trubek se snadno instaluje a vykazuje vysoký výkon.
Kolektory vybavené vakuovými trubicemi se vyznačují dobrou mírou spolehlivosti a jsou vhodné pro použití nejen v každodenním životě, ale také ve vysokotlakých solárních tepelných systémech.V případě poruchy nebo poruchy bez jakýchkoliv obtíží je možné vyměnit poškozený uzel za nový, aniž by se uchýlil k rekonstrukci celého systému.
Opravné práce lze snadno provádět přímo na místě kolektoru, bez demontáže jednotky a bez zbytečné práce.
Popis přímého výměníku tepla ve tvaru písmene U
Trubka tepelného výměníku s přímým prouděním má tvar písmene U. Uvnitř je cirkulovaná voda nebo pracovní chladivo topného systému. Jedna část prvku je určena pro chladicí chladicí kapalinu a druhá správně odstraňuje již zahřáté těleso.
Během žhavení se účinná látka rozpíná a vstupuje do akumulační nádrže, čímž se vytváří přirozená cirkulace tekutiny v systému. Speciální selektivní povlak aplikovaný na vnitřní stěny zvyšuje schopnost absorpce tepla a zvyšuje účinnost systému jako celku.
Ve srovnání s trubkami typu tepelného potrubí mají výrobky ve tvaru písmene U větší hydraulický odpor, kladou zvýšené nároky na chladivo a jsou mnohem dražší. Kolektory pracující na přímých U-trubkách nemohou pracovat pod vysokým tlakem a poskytují vysoce kvalitní přenos tepla pouze v teplém období.Trubky typu U vykazují vysoký výkon a dávají tuhý přenos tepla, ale mají jednu významnou nevýhodu. Představují jednu integrální konstrukci s rozdělovači a jsou s ní vždy namontovány.
Nahraďte jedinou trubku, která selhala, nebude fungovat. Pro opravu bude nutné celý komplex kompletně demontovat a umístit nový.
Porovnání různých modifikací
Při výrobě helioaggregátů se kombinují tepelné kanály a vakuové skleněné trubice pro solární kolektory v různých kombinacích.
Koaxiální modely s teplovodním potrubím jsou nejoblíbenější mezi spotřebiteli. Kupující láká loajální cena zařízení a velmi jednoduchá a cenově dostupná služba v průběhu celého životního cyklu.
Vakuový solární kolektor s teplovodním potrubím pracovní trubky dokonale opraven. Výměna poškozených trubek se provádí na místě a nezajišťuje demontáž systému nebo jeho přemístění na jiné místo. Přenos tepla u těchto modelů je však obtížný, protože účinnost na výstupu není vyšší než 65%.Vakuová zařízení s kanály tepelných trubek vykazují vysokou spolehlivost a nemají žádná omezení pro použití ani ve vysokotlakých solárních termálních komplexech.
Zařízení s koaxiální bankou s přímými kanály ve tvaru písmene U jsou také zařazena do seznamu hledaných. Vyznačují se takovými parametry, jako je nízká tepelná ztráta a účinnost 70% a vyšší.
Pro správnou funkci musí být správně instalováno vakuové zařízení s U-kanálem. Je žádoucí, aby minimální úhel sklonu byl alespoň 20 °. Pouze v tomto provedení bude zajištěna maximální návratnost.Situace je poněkud zkažená: komplexní proces opravy, specifická údržba během provozu a neschopnost nahradit jeden poškozený uzel. Pokud se s přístrojem něco stane, je demontován a je zaveden zcela nový kolektor.
Trubky z peří jsou konstrukčně jeden válec ze skla se silnými silnými stěnami (v závislosti na výrobci od 2, 5 mm a více). Vnitřek absorpční vložky pro pero těsně přiléhá k pracovnímu kanálu z tepelně vodivého kovu.
Téměř dokonalá izolace vytváří uvnitř skleněné nádoby vakuový prostor. Absorbent přenáší absorbované teplo bez ztráty a zajišťuje účinnost systému až 77%.
V případě poruchy je možné opravovat kolektory s trubkami z peří. Není nutné měnit celý systém, stačí detekovat poškozenou jednotku, demontovat ji a na tomto místě umístit nový.Modely s prvkem z peří jsou poněkud dražší než koaxiální, ale vzhledem k jejich vysoké účinnosti poskytují kompletní komfort v místnosti a rychle zaplatí sami za sebe.
Nejúčinnější a nejproduktivnější jsou perní baňky s vnitřními kanály přímého proudění. Jejich skutečná efektivita někdy dosahuje rekordních 80%.
Při montáži trubek z peří do rámu na jádru každého dílu noste silnou kompresní matici s kroužkem a tepelně odolným těsněním. To zajišťuje integritu celé konstrukce a umožňuje kolektoru plně fungovat za všech podmínek.Cena výrobků je poměrně vysoká a při provádění oprav je nutné vypustit celou chladicí kapalinu ze systému a teprve poté začít s odstraňováním problémů.
Co by měl být sběrač tepla?
Dalším důležitým pracovním prvkem vakuového kolektoru je sběrač tepla. Prostřednictvím tohoto uzlu se nahromaděné teplo přenáší z trubek do chladiva.
Sběrač tepla je umístěn v horní části zařízení. Jedna z jeho součástí, měděné jádro, přijímá energii a přenáší ji do hlavního chladiva cirkulujícího v uzavřeném systému „výměník tepla sběrné nádrže“.
Správná funkce je zaručena cirkulačním čerpadlem připojeným k systému. Řízení automatiky topného komplexu zřetelně sleduje úroveň teploty v kanálech a v případě jejího poklesu pod přípustné kritické minimum (např. V noci) zastaví provoz čerpadla.
To vám umožní vyhnout se zpětnému ohřevu, když chladicí kapalina začne zachytávat teplo horké vody shromážděné v zásobníku.
Výhody a nevýhody vakuových kolektorů
Hlavní výhodou jednotek je téměř úplná absence tepelných ztrát během provozu. To poskytuje vakuové prostředí, které je jedním z nejkvalitnějších přírodních izolátorů. Seznam výhod však nekončí.
Zařízení mají další výrazné výhody:
- výkon při nízkých teplotách (do -30 ° C);
- schopnost akumulovat teploty do 300 ° C;
- maximální možnou absorpci tepelné energie, včetně neviditelného spektra;
- provozní stabilita;
- nízká citlivost na agresivní atmosférické projevy;
- nízká plachta, vzhledem ke konstrukčním vlastnostem trubicových systémů, které mohou procházet vzduchovými hmotami různých hustot;
- vysoká účinnost v regionech s mírným a chladným podnebím s několika jasnými a slunečnými dny;
- trvanlivost v souladu se základními pravidly provozu;
- dostupnost k opravě a schopnost měnit ne celý systém, ale pouze jeden zlomený fragment.
Nevýhodou je neschopnost kolektorů pro samočisticí čištění před mrazem, ledem, sněhem a vysoká cena komponentů potřebných pro montáž jednotky doma.
Montáž jednotky vlastními rukama
Proces montáže vakuového kolektoru začíná výrobou rámového substrátu pro pracovní předměty. Je namontován okamžitě v místě, které je pro jednotku přiděleno.
Velikost a rozměry rámu závisí zcela na modelu, který má být proveden, a jsou obvykle předepsány v pokynech umístěných mezi průvodními dokumenty pro komponenty.
Hotový rám pod kolektorem je upevněn na střeše tak, že zaujímá jasnou polohu a neotáčí se. Pokud je střecha budovy břidlice, použijí se obrestotochny paprsek a tlusté šrouby velkého kalibru. Pro ostatní střešní materiály se používají běžné kotvy.Místa, kde se rám hodí k povrchu střechy, jsou dodatečně upevněna tmelem tak, aby se v budoucnu voda nedostala do domu skrz otvory. Poté se na místo montáže dodá akumulační nádrž a upevní se šrouby do horní části rámu.
V dalším kroku se shromáždí ohřívač, teplotní čidlo a automatizovaný odvzdušňovací otvor. Všechny pomocné jednotky a související díly jsou umístěny na přiložených změkčovacích podložkách. K upevnění teplotního čidla se používá klíčový klíč.
Dále vybavit zásobování vodou. Pro tento účel se používají trubky z jakéhokoliv materiálu odolného vůči nízkoteplotním parametrům a schopné odolat až 95 ° C. Polypropylenové trubky a tvarovky se osvědčily.
Trubky z polypropylenu jsou ideální pro uspořádání připojení solárního kolektoru s instalatérským systémem obydlí. Armatura má dobrý fyzický výkon a provozní vytrvalost, spolehlivě funguje po mnoho let a snadno se vymění v případě trhlin nebo trhlin.Po připojení systému přívodu vody je zásobník naplněn vodou a testován na těsnost. Pokud byly úniky nalezeny někde do 3 - 4 hodin, jsou odstraněny.
Na konci namontujte topná tělesa. K tomu je měděná trubka obalena hliníkovým plechem a umístěna ve vakuové trubici ze skla. Od dna baňky položili upevňovací kelímek a botu z odolné pružné gumy.
Horní měděný hrot trubky je zatlačen do mosazného kondenzátoru, dokud se nezastaví. Viskózní tepelný kontaktní tuk není z potrubí odstraněn. Zajistěte pojistný mechanismus na držák a všechny zbývající skleněné zkumavky namontujte na stejný princip.
Trubkové solární kolektory vyžadují pravidelnou údržbu a povinné čištění, zejména v období aktivního sněžení. Pokud se budete řídit těmito jednoduchými pravidly, budou pracovat po dlouhou dobu a udržovat vysokou úroveň efektivity po celou dobu životnosti.На конструкцию ставят монтажный блок, подводят к нему электропитание в 220 вольт и присоединяют к системе три вспомогательных блока – ТЭН, воздухоотвод и температурный датчик.
Последним подключают контроллер, предназначенный для корректного управления комплексом. В меню контроллера вносят желаемые параметры работы и запускают систему в стандартном режиме.
Пошаговый инструктаж по сооружению солнечного коллектора приведен в этой статье.
Как правильно разместить прибор?
Чтобы вакуумный коллектор мог полноценно работать и эффективно обеспечивал жилое помещение необходимой энергией, для него необходимо найти наиболее удачное место и правильно сориентировать прибор относительно частей света.
Солнечные коллекторы вакуумного типа намного практичней своих плоских аналогов. Когда какая-то из рабочих трубок получает повреждения и выходит из строя, ее очень легко заменить на новую. После этого система продолжит функционировать в прежнем режиме. Если сразу возможности поставить новый элемент на место испорченного нет, не беда. Агрегат сможет исполнять свои «обязанности», даже имея в наличии узел с поврежденным элементомДля населенных пунктов северного полушария актуально разместить коллектор в южной части крыши дома или на солнечной стороне участка. Желательно обеспечить для плоскости прибора минимальное отклонение.
Если возможности направить поверхность на юг нет, стоит выбрать среди запада и востока максимально светлый ракурс на открытом пространстве.
Высокая рабочая эффективность коллектора вакуумного типа обусловлена еще и тем, что он действует по принципу зеркала и выравнивает свою тепловую мощность исходя из текущей высоты солнцаЭнергетический солнечный комплекс не должны закрывать дымоходы, декоративные фрагменты кровельного покрытия, раскидистые ветви деревьев и высокие жилые или технические строения. Это понизит эффективность работы и уменьшит уровень прогрева действующих элементов.
Если агрегат расположен правильно, он обеспечит практически одинаковую теплоотдачу в течение всего года, независимо от сезона.
Если большого опыта осуществления сложных ремонтно-монтажных и слесарных работ нет, делать в домашних условиях вакуумирование трубок нерационально. Этот процесс очень трудоемкий и требует наличия специальных знаний и профильного оборудования.
Кроме того, элементы вакуумного типа, сделанные самостоятельно, имеют гораздо более низкий уровень КПД, нежели заводские детали. Поэтому разумнее всего приобрести продукцию у профильного производителя, а потом уже дома попробовать собрать несколько секций.
На сайте есть подборка статей по обустройству солнечной системы отопления, советуем ознакомиться:
- Solární systémy: analýza technologií pro uspořádání vytápění na základě solárních systémů
- Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство
- Гибкие солнечные батареи: виды, характеристики + особенности подключения
Závěry a užitečné video na toto téma
Подробное, детальное описание вакуумной трубки, принципа ее работы и особенностей функционирования солнечного коллектора в целом. Автор рассказывает о некоторых интересных нюансах и показывает, что установка может стать реальной альтернативой газовому котлу.
Интересная информация о работе солнечного коллектора в зимний период времени.
Как правильно смонтировать вакуумный солнечный коллектор своими руками в домашних условиях. Все нюансы процесса, рекомендации и полезные советы.
Зная базовый принцип работы трубчатого вакуумного солнечного коллектора, можно собрать агрегат собственноручно. Установка будет полностью соответствовать личным индивидуальным требованиям и нуждам.
Это не слишком трудное занятие, однако оно требует повышенного внимания, скрупулезности и определенных навыков, иначе риск повредить целостность колбы и нарушить ее герметичность значительно возрастает.
Всем заинтересованным в вопросе выбора, установки или самостоятельной сборки солнечного коллектора предлагаем оставлять комментарии и задавать вопросы. Kontaktní formulář je umístěn ve spodním bloku.