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.
Vakuový solární kolektor je schopen zajistit teplou vodu a vytápění kdykoliv během roku a za každého počasí (+)
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.
Solární kolektor je účinné zařízení, které umožňuje prakticky bez ztráty přeměnit sluneční energii na teplo
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 элементом
Для 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 солнца
Энергетический 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.