Kako odabrati vakuumski solarni kolektor (prednosti i nedostaci uređaja)?

Uređaji koji prikupljaju sunčevu toplinsku energiju nazivaju se solarni kolektori. Solarni kolektori mogu zagrijati materijal koji prenosi toplinu. Po tome se razlikuju od solarnih panela koji su sposobni proizvoditi samo električnu energiju. Zbog ove prednosti, vakuumski kolektori se široko koriste za sustave grijanja prostora i opskrbe toplom vodom. Postoje dvije vrste solarnih kolektora: ravni i vakuumski. Svrha ovog članka je govoriti o vakuumskim solarnim kolektorima.

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 - on upija nečistoće plina i poboljšava svojstva toplinske izolacije. Njegova odsutnost može smanjiti učinkovitost kolektora i 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.

Kada se zagriju, 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. Tandemski sustav omogućuje učinkovitije uklanjanje topline, a veliki kapacitet i površina stijenki izmjenjivača topline omogućuje vam brzo zagrijavanje vode.

Po potrebi se postavlja dvostruki koaksijalni vakuumski razvodnik:

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 se izrađuje u obliku dvije uzdužne ploče smještene na bočnim stranama bakrenog hladnjaka.

Inače, princip rada potpuno je 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.

Utikač

Ako nije moguće kupiti gotove čepove, morat ćete ga sami izraditi. Bilo koji polimer s talištem iznad 150 stupnjeva pogodan je za to. Na primjer, poliuretan.

Morate izrezati krug takvog promjera da s naporom uđe u tikvicu. U njegovom središtu izrežite rupu za bakrenu cijev. Također bi trebalo ući s malo napora. Debljina čepa trebala bi biti 5-10 mm, to će biti dovoljno.

Gornji dio čepa trebao bi biti većeg promjera. Takav da potpuno blokira ulaz bloka u kojem rashladna tekućina cirkulira.

Utikač cijevi vakuumskog razvodnika, bočni pogled.

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;
• mala 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.

Mane uključuju nemogućnost kolektora da se samo očiste od mraza, leda, snijega i visoku cijenu 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 polutki 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 solarne energije ne bi trebao biti ometan dimnjacima, ukrasnim ulomcima krovišta, raširenim granama drveća i visokim stambenim ili tehničkim objektima. 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 izvođenju složenih popravaka, instalacija i vodovodnih radova, 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 puno nižu razinu učinkovitosti od tvornički izrađenih dijelova. Stoga je najrazumnije kupiti proizvode od specijaliziranog proizvođača, a zatim pokušati sastaviti nekoliko odjeljaka kod kuće.

Raznolikosti solarnih panela

Solarni sustavi klasificirani su prema konstrukcijskim 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: Ovim nastavkom 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 razdjelnikom. 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 u 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.

Što je kolektor i svrha solarnih kolektora

Solarni kolektor je uređaj koji sakuplja energiju zračenja, a zatim pohranjenu toplinu prenosi potrošačima. U praksi se koristi još jedan 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 izrađene 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;
• instalacije za solarno 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.

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 i iznova.

Pernata cijev

Ova vrsta cijevi sastoji se od jednostruke žarulje. Usput, u debljini stijenki znatno premašuju svoje koaksijalne kolege. 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: kad temperatura poraste, eterična tekućina u zatvorenim cijevima podiže se uz kanal, 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.

Izrada vakuumskog razdjelnika vlastitim rukama

Važno! Izuzetno je teško napraviti solarni kolektor vlastitim rukama vakuumskog tipa. Troškovi mogu biti vrlo visoki.

Možete napraviti vakuumski solarni kolektor vlastitim rukama. Morat ćete kupiti staklene cijevi za mljekarsku industriju ili strojeve za mužnju.Realiziraju se zajedno s posebnim gumenim čahurama, uz pomoć kojih se mogu montirati u različite sheme ožičenja.

Unutar staklenih cijevi morat ćete postaviti čelično obojene čelične ili bakrene cijevi. Zavarivanje ili lemljenje morat će se dodatno zaštititi toplinskim izolacijskim trakama, na primjer, izrezanim od polietilenske pjene.

Prilikom izrade solarnog kolektora vakuumskog tipa bit će potrebno ispumpati zrak iz staklenih cijevi. Zrak se vakuumira pomoću vakuumske pumpe. Ovdje trebate koristiti posebnu armaturu, koja će se čvrsto zatvoriti odmah nakon odspajanja usisne cijevi od vakuumske pumpe. Suvremeni pločasti uređaji omogućuju postizanje vakuuma do 25 ... 30% početne atmosferske vrijednosti.

Prije početka rada trebali biste procijeniti svoje snage. Takvi su uređaji prilično skupi za proizvodnju. Ovdje nisu potrebni samo skupi alati i uređaji. Također vam je potrebna vještina izvođenja radova s ​​vakuumskim instalacijama.

Instalaciju možete sastaviti od gotovih elemenata:

1. Okvir je napravljen za ugradnju.
2. Usmjerite ga u odnosu na kardinalne točke.
3. Kupite koaksijalne cijevi u kompletu s izmjenjivačima topline.
4. Izvodi se instalacija dovodnih i odvodnih cjevovoda.
5. Vakuumske cijevi su instalirane i spojene na glavne cjevovode.
6. Izvršiti radove na toplinskoj izolaciji svih točaka spajanja tikvica i cjevovoda.

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 kolektorskim cijevima postoji vakuum - idealan izolator topline, 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 izliveno je iz borosilikatnog stakla, koje je sposobno izdržati velika opterećenja. Korištenje vakuumskih kolektora posebno je važno 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 sa 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 se omogućilo da se tekućina unutar cijevi odvodi 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 su skuplji od ravnih.

Vakuumske solarne instalacije postaju sve popularnije među stanovništvom i velikim tvrtkama. Ako su se prije mnogi plašili cijene izdanja, danas su troškovi opreme neznatno opali, a funkcionalnost je poboljšana i izmijenjena.

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 može izdržati udar kamenaca koji padaju brzinom od 18 m / s i promjera 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. Korištenjem 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 raste 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 da se para kondenzira i otječe na dno TOPLOTNE CIJEVI i ciklus se ponovno ponavlja.

Visoki 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 svog 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 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 u potpunosti 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 on je 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 ogrebati ili matirati i trajat će desetljećima bez promjene protoka.

Kako odabrati / financirati

Kao što je spomenuto na početku članka, što je više cijevi u vakuumskom razvodniku i što su deblje to bolje. Kolektor treba odabrati prema veličini grijane površine.

Modeli s 10 cijevi i promjerom kolektora od 850 mm mogu u potpunosti zagrijati 2-3 prostorije. Prosječna cijena takvog modela je od 12 000 rubalja.

Za privatne kuće srednje veličine vrijedi odabrati model s 20-25 cijevi i širinom kolektora do 2000 mm. Prosječna cijena - od 20.000 rubalja.

Za velike kuće može se kupiti model s 30 cijevi promjera 2.500 mm. Cijena takvih uređaja počinje od 22 000 rubalja.

Treba imati na umu da dodatne komponente također imaju širok raspon cijena i mogu se značajno razlikovati u cijeni. Na primjer, cijena najskupljeg spremnika s dva izmjenjivača topline doseže 125 000 rubalja.

U prosjeku se vakuumski solarni kolektori isplaćuju u roku od 2-5 godina.

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. Zmijolika cijev čvrsto je pričvršćena (zavarena) na donju površinu ploče 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", koji dodatno povećava zagrijavanje apsorbera, a time i temperaturu rashladne tekućine.

Kako radi solarni kolektor

Osim vidljive svjetlosti, sunčevo zračenje ima i nevidljivi infracrveni spektar. On je taj koji prenosi toplinsku energiju.Na temelju istraživanja utvrđeno je da u umjerenom klimatskom pojasu intenzitet toplinskog zračenja u podne doseže više od 5 kW / m2. Na sl. 1 prikazuje ovisnost ukupne insolacije za 48 ° sjeverne širine.

Sl. 1 Ukupna osunčanost sunčevim zračenjem za različita razdoblja umjerenog pojasa Europe

Hrana za razmišljanje! Toplinsko zračenje dijelimo na: izravno i difuzno. Stoga se i po oblačnom danu osjeti priljev sunčevog protoka topline. Iz prikazane ilustracije vidi se da količina dolazne topline u ljetnom i zimskom razdoblju ima značajne razlike. Stoga se pri projektiranju uređaja uzima u obzir moguća učinkovitost u odnosu na troškove.

Shematski dijagram solarnog kolektora prikazan je na sl. 2. Solarno zračenje ulazi u kolektor kroz prozirnu ogradu. Toplina se apsorbira na prijemnoj ploči koja je obojana u crno. Kao rezultat, crno tijelo se zagrijava. Sljedeći postupak prijenosa topline odvija se konvekcijom. Toplina se prenosi sa zagrijanog zida na protok tekućine (plina) koji se kreće kroz cjevovode. Pokretni medij se zagrijava.

Pažnja! Da bi se spriječio gubitak topline, ograda kolektora je toplinski izolirana. Budući da se toplina primljena unutra koristi za zagrijavanje protoka, intenzitet reflektiranog zračenja od ploče koja prima zračenje je nizak.