Prietaisai, kurie renka saulės šiluminę energiją, vadinami saulės kolektoriais. Saulės kolektoriai gali šildyti šilumą nešančią medžiagą. Tuo jie skiriasi nuo saulės baterijų, galinčių gaminti tik elektros energiją. Dėl šio pranašumo vakuuminiai kolektoriai plačiai naudojami patalpų šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemoms. Yra dviejų tipų saulės kolektoriai: plokšti ir vakuuminiai. Šio straipsnio tikslas yra kalbėti apie vakuuminius saulės kolektorius.
Vakuuminių vamzdžių tipai
Yra penkių tipų vakuuminiai vamzdeliai saulės kolektoriams. Jie skiriasi vidine struktūra ir dizainu. Be to, kiekvienas iš jų gali būti papildytas metaliniu (dažniausiai aliuminio) absorberiu, kuris vamzdžio pavidalu dedamas į stiklinę lemputę.
Svarbu! Daugelis gamintojų apatinį tarpą tarp stiklinių sienelių užpildo bariu - jis sugeria dujų priemaišas ir pagerina šilumos izoliacijos savybes. Jo nebuvimas gali sumažinti kolektoriaus efektyvumą iki 15%.
Termosifoniniai (atviri) vakuuminiai vamzdeliai
Šio tipo saulės kolektorių vamzdžiai naudojami kolektoriuose su išorine akumuliacine talpa. jie pripildomi vandens ir su rezervuaru sudaro vieną tūrį. Šildomas kolbos vanduo pakyla į rezervuarą, o atvėsęs vanduo nusileidžia.
Termosifono vakuuminiai kolektoriai naudojami šiais atvejais:
- Prijungimui prie karšto vandens tiekimo sistemos;
- Regionuose, kuriuose šaltuoju metų laiku yra didelis insoliacijos lygis;
- Skirta naudoti sezoniškai (pavasarį, vasarą, rudenį).
Koaksialinis vamzdis (šilumos vamzdis)
Tai yra labiausiai paplitęs vakuuminių vamzdžių tipas. Stiklo lemputėje yra vario vamzdelis, pripildytas skysčio su žemu virimo tašku arba žemo slėgio vandeniu.
Kaitinant skystis ar vanduo pradeda virti, garai kyla, tuo pačiu kaitinant nuo varinių sienų. Viršuje jis patenka į šilumokaitį - išsiplėtimą gale, kurio metu jis per sienas atiduoda šilumą aplinkui cirkuliuojančiam vandeniui.
Atvėsę garai kondensuojasi ant šilumokaičio sienelių ir teka žemyn. Ciklas kartojamas iš naujo.
Koaksialinio vamzdžio ir šilumokaičio vidinė schema.
Dvigubi bendraašiai vamzdeliai
Tokio radiatoriaus veikimo principas yra toks pat kaip ir ankstesnio, su viena išimtimi - du variniai vamzdžiai su skysčiu yra prijungti prie vieno šilumokaičio. Tandeminė sistema leidžia efektyviau pašalinti šilumą, o didelis šilumokaičio pajėgumas ir sienų plotas leidžia greitai pašildyti vandenį.
Prireikus sumontuojamas dvigubas koaksialinis vakuuminis kolektorius:
- Užtikrinkite nedidelį didelių vandens kiekių šildymą;
- Saulėtą dieną reikia šiluminės energijos;
- Aukštas vidutinis insoliacijos lygis;
- Per sistemą greitai pumpuojamas vanduo.
Plunksniniai vakuuminiai vamzdeliai
Jų konstrukcijoje yra papildomas šilumokaitis, leidžiantis efektyviau pašalinti šilumą iš stiklo lemputės vidaus. Paprastai jis pagamintas dviejų išilginių plokščių pavidalu, esančių vario šilumos kriauklės šonuose.
Priešingu atveju veikimo principas yra visiškai toks pat kaip ir koaksialinio vamzdelio.
U formos vakuuminiai vamzdeliai (U tipo)
Ši sistema iš esmės skiriasi nuo ankstesnių. Jis naudoja dvi linijas - šaltam ir pašildytam vandeniui.
Į stiklinę kolbą sumontuotas šilumokaitis angliškos raidės U pavidalu.Iš šalto vandens linijos jis patenka į jį, sušyla ir grįžta į vamzdį su pašildytu vandeniu.
U tipo vakuuminių vamzdžių kolektorius yra efektyviausias, tačiau juos sumontuoti sunku. Surinkimo metu srauto linijos privirinamos prie varinių vamzdelių, esančių stiklo lemputės viduje. Rezultatas yra viena vientisa sistema, pasižyminti dideliu energijos vartojimo efektyvumu, tačiau mažai prižiūrima.
Kolba pritvirtinama prie U formos vario vamzdelio.
Kištukas
Jei neįmanoma nusipirkti paruoštų kištukų, turėsite tai padaryti patys. Tam tinka bet koks polimeras, kurio lydymosi temperatūra viršija 150 laipsnių. Pavyzdžiui, poliuretanas.
Jums reikia nupjauti tokio skersmens apskritimą, kad jis pastangų patektų į kolbą. Jo centre išpjaukite skylę vario vamzdžiui. Jis taip pat turėtų įeiti nedaug pastangų. Kištuko storis turėtų būti 5-10 mm, to pakaks.
Kištuko viršaus skersmuo turėtų būti didesnis. Toks, kad jis visiškai blokuoja bloko, kuriame cirkuliuoja aušinimo skystis, įleidimo angą.
Vakuuminio kolektoriaus vamzdžio kištukas, vaizdas iš šono.
Vakuuminių kolektorių pliusai ir minusai
Pagrindinis vienetų pranašumas vadinamas beveik visišku šilumos nuostolių nebuvimu veikiant. Tai užtikrina vakuuminė aplinka, kuri yra viena iš aukščiausios kokybės natūralių izoliatorių. Bet naudų sąrašas tuo nesibaigia. Prietaisai turi kitų ryškių pranašumų, pavyzdžiui:
- darbo efektyvumas esant žemos temperatūros indikatoriams (iki -30 ° С);
- galimybė kaupti temperatūrą iki 300 ° С;
- maksimaliai įmanoma absorbuoti šiluminę energiją, įskaitant nematomą spektrą;
- veiklos stabilumas;
- mažas jautrumas agresyvioms atmosferos apraiškoms;
- mažas vėjas dėl vamzdinių sistemų, galinčių praleisti skirtingo tankio oro mases per save, konstrukcijos ypatumų;
- aukštas efektyvumo lygis regionuose, kuriuose vyrauja vidutinio klimato ir vėsios klimato sąlygos, kai būna nedaug giedrų ir saulėtų dienų;
- ilgaamžiškumas, atsižvelgiant į pagrindines eksploatavimo taisykles;
- prieinamumas remontui ir galimybė pakeisti ne visą sistemą, o tik vieną nepavykusį fragmentą.
Trūkumai yra kolektorių nesugebėjimas savaime išsivalyti nuo šalčio, ledo, sniego ir didelė komponentų, reikalingų įrenginiui surinkti namuose, kaina.
Kaip teisingai pastatyti prietaisą
Norint, kad vakuuminis kolektorius veiktų visiškai ir efektyviai aprūpintų gyvenamąją erdvę reikalinga energija, būtina, kad jis surastų sėkmingiausią vietą ir teisingai nukreiptų prietaisą pasaulio dalių atžvilgiu.
Gyvenvietėms šiauriniame pusrutulyje svarbu surinktuvą pastatyti pietinėje namo stogo dalyje arba saulėtoje svetainės pusėje. Pageidautina numatyti mažiausią prietaiso plokštumos nuokrypį.
Jei jokiu būdu negalima nukreipti paviršiaus į pietus, verta pasirinkti lengviausią perspektyvą atviroje erdvėje tarp vakarų ir rytų.
Saulės energijos kompleksui neturėtų trukdyti kaminai, dekoratyviniai stogo dangos fragmentai, besidriekiančios medžių šakos ir aukšti gyvenamieji ar techniniai statiniai. Tai sumažins darbo efektyvumą ir sumažins aktyvių elementų šildymo lygį.
Jei įrenginys pastatytas teisingai, jis užtikrins beveik vienodą šilumos kiekį per metus, nepaisant sezono.
Jei neturite daug patirties atliekant kompleksinius remonto, montavimo ir santechnikos darbus, vamzdžius namuose išsiurbti neracionalu. Šis procesas yra labai sunkus ir reikalauja specialių žinių ir specializuotos įrangos.
Be to, pačių pagaminti vakuuminio tipo elementai turi daug mažesnį efektyvumą nei gamykloje pagamintos dalys. Todėl protingiausia pirkti produktus iš specializuoto gamintojo, o tada pabandyti surinkti keletą skyrių namuose.
Saulės baterijų veislės
Saulės sistemos skirstomos pagal vamzdžių konstrukcines ypatybes ir kaip imtuvą naudojamo šilumos kanalo tipą:
1. Namų šildymo vakuuminio saulės kolektoriaus bendraašis modelis yra dviguba kolba iš stiklo, kurios ertmėje yra evakuojamas oras. Paviršius padengtas absorbuojančia danga, todėl energija perduodama iš paties vamzdžio.
2. Plunksnų konstrukcija yra viena sienelė, tuštuma yra čia šilumos kanalo erdvėje, kurios dalis kartu su saugykla yra integruota į kolbą.
4. Sistemose su priverstine cirkuliacija yra sumontuotas mažos galios siurblys, palengvinantis laikiklio judėjimą. Tuo pačiu metu energijos suvartojimas yra daug mažesnis nei energijos, gaunamos privačiam namui šildyti.
5. Taip pat skiriasi grandinių skaičius. Paprasčiuose kolektoriuose šildomas vanduo šildomas ir sunaudojamas iš akumuliacinės talpos.
6. Sudėtingesnius sudaro vakuuminis vamzdelis ir skysčio mėginių ėmimo elementai. Prietaise yra antifrizo ir netoksiškos terpės su antikoroziniais ir putplasčio priedais. Šis metodas patikimai apsaugo įrangą nuo druskų ir nuosėdų ir prisideda prie ilgesnio veikimo kaitinant.
Modelių ir jų charakteristikų apžvalga
Šiuo metu saulės kolektorių gamybos lyderė yra Kinija. Remiantis privačių namų savininkų apžvalgomis, vidaus gamintojai taip pat parduoda gerų savybių įrangą. Europos prietaisai yra gana brangūs, tačiau laikui bėgant prietaisų įsigijimo ir įdiegimo išlaidos yra visiškai pagrįstos. Garsiausios kompanijos gamina šiuos kolekcininkus:
Santechnikai: su tokiu maišytuvo priedu mokėsite iki 50% MAŽIAU už vandenį
Kolekcionieriai „Dacha“ ir „Universal“ yra garsiausi vietinio gamintojo prietaisai. SCH-18 yra labai efektyvus, kai kondensato temperatūra yra iki 250 ° C. Kolbos pagamintos iš raudono vario, šilumos nešiklis yra skystas. Vandens nebuvimas vakuume užtikrina atsparumą užšalimui. Tvirtas dėklas, gerai atsparus vėjui. Dujotiekis yra apsaugotas poliuretano kolektoriumi. Guminiai apsaugai nuo dulkių apsaugo dulkes ir kritulius.
Jie efektyviai veikia esant temperatūrai iki -35 ° C, funkcionalumas yra slėgio sistema šildymui. Yra reguliatorius, skirtas valdyti šildytuvą, vamzdžių dydis yra 1800 mm, bako tūris yra 135-300 litrų, kaitinimo elemento galia yra 1,5-2 kW. Kolektoriai gaminami pagal tarptautinius sertifikatus, kurie užtikrina jų saugumą ir patikimumą.
Kaip yra vakuuminio tipo kolektorius
Šiuolaikiniai vakuuminiai įtaisai, kuriuose patalpoms tiekiama šiluma ir karštas vanduo dėl saulės energijos, yra šiek tiek technologiškai skirtingi ir skirstomi į tokius tipus:
- vamzdinis be apsauginės stiklo dangos;
- modulis su sumažinta konversija;
- standartinė plokščia versija;
- prietaisas su skaidria šilumos izoliacija;
- oro vienetas;
- plokščio vakuuminio kolektoriaus.
Jie visi turi bendrą konstruktyvų panašumą, todėl susideda iš:
- išorinis skaidrus vamzdis, iš kurio visiškai išsiurbiamas oras;
- šildomas vamzdis, esantis dideliame vamzdyje, kuriame juda skystas arba dujinis šilumos nešiklis;
- vienas ar du surenkamieji skirstytuvai, prie kurių prijungiami didesnio kalibro vamzdžiai ir patenka į vidų įdėtų plonų vamzdžių cirkuliacijos grandinė.
Visa konstrukcija šiek tiek primena termosą su skaidriomis sienomis, kuriame išlaikomas precedento neturintis aukštas šilumos izoliacijos lygis. Dėl šios savybės vidinio vamzdžio korpusas įgauna galimybę kokybiškai sušilti ir visiškai atiduoti energijos ištekėjimą cirkuliuojančiam aušinimo skysčiui.
Kas yra kolektorius ir saulės kolektorių paskirtis
Saulės kolektorius yra prietaisas, kuris renka spinduliuotės energiją ir paskui perduoda sukauptą šilumą vartotojams. Praktiškai vartojamas kitas terminas - saulės kolektorius.
Pagal paskirtį saulės įrenginių (saulės įrenginių) naudojimas yra skirstomas:
- saulės koncentratoriai yra prietaisai, surenkantys saulės energiją į siaurą srautą. Jie naudojami lydyti metalą. Institute NPO „Physics-Sun“ (Taškentas) buvo sukurtos ir pagamintos lydymo krosnys, kuriose buvo pasiekta daugiau nei 5000 ... 5500 ° C temperatūra;
- saulės baterijos - prietaisai, skirti saulės spinduliuotę paversti elektros energija;
- saulės nudruskinimo įrenginiai - mašinos, skirtos gauti gėlą vandenį iš vandens, kuriame yra daug mineralinių druskų;
- saulės džiovinimo įrenginiai - terminiai įtaisai, kuriuose iš daržovių ir vaisių pašalinama drėgmė, naudojant saulės energiją;
- saulės šildytuvai (saulės oro kolektoriai) - įrenginiai, skirti pernešti šilumos srautą iš infraraudonosios spinduliuotės į šilumos nešėjus.
Vakuuminių kolektorių veislės
Vakuuminių kolektorių veislės
Kuriant kolektorius naudojami dviejų tipų stiklo vamzdžiai:
- bendraašis;
- plunksna.
Pažvelkime į kiekvieną iš jų atidžiau.
Koaksialinis vamzdelis
Tai tam tikras termosas, kurį sudaro dviguba kolba. Išorinė lemputė padengta specialia šilumą sugeriančia medžiaga. Tarp dviejų vamzdžių susidaro vakuumas. Tai leido užtikrinti, kad eksploatavimo metu šiluma būtų perduodama tiesiai iš stiklinių lempučių.
Kiekvieno vamzdelio viduje yra dar vienas - varis (jis užpildytas eteriniu skysčiu). Kai temperatūra pakyla, šis skystis išgaruoja, perduoda sukauptą šilumą ir kaip kondensatas teka atgal. Tada ciklas kartojasi vėl ir vėl.
Plunksnos vamzdelis
Šio tipo vamzdis susideda iš vienos sienos lemputės. Beje, jų storis žymiai viršija koaksialinius analogus. Vario vamzdis sutvirtintas specialia gofruota plokšte, apdorota drėgmę sugeriančia medžiaga. Pasirodo, kad šiuo atveju oras pumpuojamas iš viso šilumos kanalo.
Tokie kanalai, beje, taip pat yra skirtingi:
- tiesioginis srautas;
- Paspauskite vamzdį.
„Hit Pipe“ tipo kanalai
Šilumos perdavimas vakuuminiame saulės kolektoriuje „Heat Pipe“
Kitas jų vardas yra šilumos vamzdžiai. Jie veikia taip: pakilus temperatūrai, eterinis skystis uždaruose vamzdžiuose kyla kanalu aukštyn, po kurio jis kondensuojasi specialiai įrengtame šilumos kolektoriuje. Pastarajame skystis perduoda šilumos energiją ir nusileidžia vamzdžiu. Iš šilumos kolektoriaus šiluma cirkuliuojančiu šilumos nešikliu perduodama toliau į sistemą.
Koaksialinis vakuuminio vamzdžio šilumos vamzdis su 2 vamzdžių kolektoriumi
Būdinga tai, kad metaliniai vamzdžiai čia gali būti ne tik varis, bet ir aliuminis.
Tiesioginio srauto kanalai
Kiekviename iš šių stiklinio vamzdelio kanalų yra du metaliniai vamzdžiai vienu metu. Viename iš jų skystis patenka į kolbą, ten sušyla ir išeina per antrąją.
Savo rankomis pasidarykite vakuuminį kolektorių
Svarbu! Savo rankomis pagaminti vakuuminio tipo saulės kolektorių yra nepaprastai sunku. Išlaidos gali būti labai didelės.
Savo rankomis galite pagaminti vakuuminį saulės kolektorių. Jums reikės įsigyti stiklo vamzdelius pieno pramonei ar melžimo mašinoms.Jie realizuojami kartu su specialiomis guminėmis rankovėmis, kurių pagalba jas galima montuoti skirtingose laidų schemose.
Stiklo vamzdžių viduje turėsite įdėti juodai dažytus plieno arba vario vamzdžius. Suvirinimas ar litavimas turės būti papildomai apsaugotas šilumą izoliuojančiomis juostomis, pavyzdžiui, supjaustytomis iš putų polietileno.
Gaminant vakuuminio tipo saulės kolektorių, reikės išpumpuoti orą iš stiklo vamzdžių. Oras evakuojamas naudojant vakuuminį siurblį. Čia reikia naudoti specialią jungtį, kuri, atjungus įsiurbimo vamzdį nuo vakuuminio siurblio, tuoj pat sandariai užsidarys. Šiuolaikiniai plokščių įtaisai leidžia gauti vakuumą iki 25 ... 30% pradinės atmosferos vertės.
Prieš pradėdami dirbti, turėtumėte įvertinti savo stipriąsias puses. Tokių prietaisų gamyba yra gana brangi. Čia reikalingi ne tik brangūs įrankiai ir prietaisai. Jums taip pat reikia įgūdžių atlikti darbą su vakuuminėmis instaliacijomis.
Instaliaciją galite surinkti iš paruoštų elementų:
- Rėmelis yra pagamintas montavimui.
- Orientuokite jį, palyginti su kardinaliais taškais.
- Įsigykite koaksialinius vamzdžius su šilumokaičiais.
- Atliekamas tiekimo ir išleidimo vamzdynų montavimas.
- Vakuuminiai vamzdžiai sumontuoti ir prijungti prie pagrindinių vamzdynų.
- Atlikite visų kolbų ir vamzdynų prijungimo taškų šilumos izoliacijos darbus.
Privalumai ir trūkumai
Saulės vakuuminiai kolektoriai turi mažiau šilumos nuostolių, palyginti su plokščiais. Vakuuminių nanotechnologijų naudojimas gaminant kolektorius leido pasiekti aukštą saulės sistemų efektyvumą ir patikimumą.
Apsvarstykime pagrindinius vakuuminių kolektorių naudojimo pranašumus:
- Spektaklis. Kolektoriaus vamzdžiuose yra vakuumas - idealus šilumos izoliatorius, leidžiantis išlaikyti optimalų šilumos lygį net rudens-žiemos laikotarpiu. Laikant aukštą efektyvumą, vakuuminio kolektoriaus produktyvumas yra 40% didesnis nei plokščio kolektoriaus.
- Patikimumas. Vakuuminių kolektorių tarnavimo laikas yra apie 30 metų. Jų ilgaamžiškumą ir be rūpesčių veikia šiuolaikinės patvarios medžiagos. Vakuuminiuose vamzdeliuose yra aukštos kokybės vario. Vamzdžių išorinis korpusas yra išlietas iš borosilikatinio stiklo, kuris gali atlaikyti dideles apkrovas. Vakuuminių kolektorių naudojimas yra ypač svarbus klimato zonose, kur neretai pasitaiko škvalas, uraganai, kruša.
- Saulės energijos efektyvumas. Cilindrinė vakuuminio kolektoriaus absorbento forma užfiksuoja ir išlaiko net išsibarsčiusią saulės energiją, kurios plokščias korektorius negali konvertuoti. Iš vieno vakuuminės saulės sistemos sugertuvo kvadratinio metro galima sulaikyti 40% daugiau saulės energijos nei iš panašaus plokščio tipo saulės įrenginio ploto. Vamzdžių apvalumas leidžia jums gauti iki 97% saulės energijos nuo ankstaus ryto iki vėlaus vakaro.
- Naudojimo paprastumas. Jei pažeistas vakuuminis vamzdis, jis pakeičiamas nestabdant sistemos (nereikia išleisti cirkuliuojančio skysčio). Jei trūksta šilumos, galite pridėti kelis mėgintuvėlius, o jei jų yra perteklius, galite laikinai pašalinti. Išvalius vakuuminį kolektorių nuo sniego ar ledo, jis greitai pradeda veikti. Kolektoriaus paviršius turi mažą šiluminę inerciją dėl plonos stiklo dangos.
- Vandens dezinfekavimas. Eksploatuojant Saulės sistemą vandens šildymo temperatūra pasiekia aukštą lygį, o tai užtikrina jo dezinfekciją ir užkerta kelią patogeninių organizmų dauginimuisi.
- Montavimo paprastumas. Montuojant vakuuminius kolektorius, nėra jokių ypatingų sunkumų, pagrindinis dalykas, kurio reikia laikytis, yra kolektoriaus padėjimas kampu, kad vamzdžių viduje esantis skystis nutekėtų.
Saulės šildymo trūkumai sumažėja iki ypač mažo efektyvumo esant žemai temperatūrai ir naktį, todėl kyla klausimas, kad ši šildymo sistema negali būti vienintelė namuose. Be to, vakuuminiai saulės kolektoriai yra brangesni nei plokšti.
Vakuuminiai saulės įrenginiai tampa vis populiaresni tarp gyventojų ir didelių kompanijų. Jei anksčiau daugelį išgąsdino emisijos kaina, šiandien įrangos kaina šiek tiek sumažėjo, o funkcionalumas buvo patobulintas ir modifikuotas.
SKE tipo vakuuminio vamzdžio veikimo principas.
Saulės sistemos raktas yra stiklinis vakuuminis vamzdelis. Kiekvieną vakuuminį vamzdelį sudaro dvi stiklinės lemputės.
Išorinė kolba pagaminta iš ypač tvirto borosilikatinio stiklo, kuris gali atlaikyti krušos, krentančios 18 m / s greičiu, skersmens iki 35 mm, poveikį.
Vidinė lemputė taip pat pagaminta iš borosilikatinio stiklo ir padengta specialia trijų sluoksnių danga, palaipsniui keičiant ALN / AIN-SS / CU sugeriančius sluoksnius. Dėl naujų technologijų naudojimo pasiekiamas aukštas absorbcijos koeficientas ir mažas plakimo gebėjimas, kuris leidžia pasiekti + 380 ° С vamzdžio viduryje esant tiesioginiams saulės spinduliams, nepakenkiant pačiam produktui.
Tarp dviejų stiklinių lempučių pumpuojamas oras, kad būtų sukurtas vakuumas, kuris apsaugo nuo atvirkštinio šilumos laidumo ir konvekcinių šilumos nuostolių. Stiklinės lemputės viduryje yra sandarus šilumos vamzdis (ŠILUMOS VAMZDIS), pagamintas iš gryno raudono vario, kurio viduryje yra mažai verdantis ir garuojantis skystis, kuris atlieka šilumos perdavimo funkciją į aušinimo skystį. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip veikia vakuuminis vamzdelis.
Pagrindinis saulės spinduliuotės intensyvumas žemės sąlygomis yra 0,28 µm - 3 µm spektriniame diapazone. Borosilikatinis stiklas praleidžia saulės spinduliuotės bangas 0,4 mikrono - 2,7 mikrono diapazone. Skverbiantis pro išorinę permatomą kolbą, energija pasilieka ant antrosios kolbos, ant kurios padengiamas labai selektyvus nepermatomas absorbento sluoksnis.
Dėl absorbcinės šviesos absorbcijos ir paskesnės jos emisijos bangos ilgis padidėja iki 11 μm. Stiklas yra neįveikiama kliūtis tokio ilgio elektromagnetinėms bangoms. Saulės energija yra įstrigusi ant sugėrovo. Sugeriantis saulės spinduliuotę, absorbentas, net ir neturėdamas išorinės lemputės, gali įkaisti iki + 80 ° C temperatūros. Iki tokios temperatūros įkaitęs absorberis skleidžia šilumos energiją, kuri, prasiskverbusi pro antrosios lemputės korpusą, perduodama į ŠILUMOS VAMZDĮ. Dėl šiltnamio efekto atsiradimo, kuris pagrįstas sukaupta energija po stiklu, antrosios kolbos viduryje temperatūra pakyla iki + 180 ° C. Ši šiluma sušildo mažai virinantį ir garuojantį skystį, kuris + 25 ° C - + 30 ° C temperatūroje virsta garais, kyla, perduoda šilumą į darbinę ŠILUMOS VAMZDŽIO dalį, kur vyksta šilumos mainai su aušinimo skysčiu. Šilumos išsiskyrimas priverčia garus kondensuotis ir tekėti į ŠILUMOS VAMZDŽIO dugną, o ciklas vėl kartojasi.
Didelis lengvai verdančio ir garuojančio skysčio šilumos perdavimo koeficientas, jo nereikšmingas kiekis ir santykinai maži ŠILUMOS VAMZDŽIO matmenys užtikrina efektyvų šilumos laidumą. ŠILUMOS VAMZDIS veikia kaip terminis diodas. Šilumos laidumas yra labai didelis viena kryptimi (aukštyn) ir mažas priešinga kryptimi (žemyn).
Siekiant išlaikyti vakuumą tarp dviejų stiklinių kolbų, ant apatinės kolbos vidaus pusės padengiamas bario sluoksnis. Laikant ir eksploatuojant mėgintuvėlį, jis aktyviai absorbuoja CO, CO, N, O, HO ir H. Bario sluoksnis taip pat aiškiai rodo vakuumo būseną. Balta spalva reiškia, kad pažeidžiamos vakuumo sąlygos.
Idealus vakuuminių ir šiluminių varinių vamzdžių derinys suteikia mums šiuos privalumus, palyginti su plokščiais kolektoriais:
Didelis šiluminis efektyvumas.dėl šiuolaikinių šilumos perdavimo metodų, aukštos kokybės sugeriančios dangos.
Platus darbų spektras: dėl mažo šiluminio pajėgumo jis gali dirbti esant dideliems debesims (infraraudonųjų spindulių diapazone, kuris praeina per debesis).
Kiekvienas vamzdis veikia nepriklausomai vienas nuo kito. Kadangi antifrizas neteka į vamzdžio vidurį, o jo prieigą riboja šilumokaitis, fizinės žalos atveju kolektorius tęsia darbą.
Mažesnis kolektoriaus svoris su geresniu kolektoriaus efektyvumu.
Didesnis darbo efektyvumas žiemą dėl vakuumo. Vamzdis gali atlaikyti šalčius esant -50 ° C temperatūrai.
Kaip veikia vakuuminiai vamzdeliai
Iškrautų saulės kolektorių vamzdžių funkcija yra sugerti saulės spinduliuotę ir neleisti jai išbėgti į aplinką. Šilumos energija gali išeiti iš darbinės vakuuminės saulės kolektoriaus dalies dviem būdais - dėl tiesioginio šilumos perdavimo ir infraraudonosios spinduliuotės pavidalu.
Ertmė tarp stiklo sienų praktiškai visiškai pašalina galimą tiesioginį šilumos perdavimą vakuume, nėra medžiagų molekulių, kurios galėtų ją perduoti.
Selektyvi danga (absorbuojanti) sugeria saulės energiją ir neleidžia jai išbėgti. Tokių dangų yra įvairių tipų, skiriasi absorbcija ir spinduliavimas.
Tam tikra saulės spinduliuotės dalis atsispindi stiklu, tačiau ji yra nereikšminga - matoma šviesa sudaro tik dalį absorbuoto spektro. Aukštos kokybės kolektoriai gaminami iš didelio stiprumo borosilikatinio stiklo, atsparaus mechaniniams pažeidimams.
Borosilikatinį stiklą sunku subraižyti ar užklijuoti ir jis tarnaus dešimtmečius, nepakeisdamas pralaidumo.
Kaip pasirinkti / finansuoti
Kaip minėta straipsnio pradžioje, kuo daugiau vamzdžių yra vakuuminiame kolektoriuje ir kuo jie storesni, tuo geriau. Kolektorius turėtų būti parenkamas atsižvelgiant į šildomo ploto dydį.
Modeliai su 10 vamzdžių ir 850 mm kolektoriaus skersmeniu gali visiškai apšildyti 2–3 kambarius. Vidutinė tokio modelio kaina yra nuo 12 000 rublių.
Vidutinio dydžio privatiems namams verta rinktis 20-25 vamzdžių modelį, kurio kolektoriaus plotis yra iki 2000 mm. Vidutinė kaina - nuo 20 000 rublių.
Didesniems namams galima įsigyti 30 vamzdžių modelį, kurio skersmuo yra 2500 mm. Tokių prietaisų kaina prasideda nuo 22 000 rublių.
Reikėtų nepamiršti, kad papildomų komponentų kainos taip pat yra labai įvairios ir kainos gali labai skirtis. Pavyzdžiui, brangiausio akumuliacinio rezervuaro su dviem šilumokaičiais kaina siekia 125 000 rublių.
Vidutiniškai vakuuminiai saulės kolektoriai atsiperka per 2–5 metus.
Plokšti kolektoriai
Plokščias saulės kolektorius šildo šilumnešį, naudodamas plokštelių sugėriklį. Tai sutvarkyta gana paprastai. Tiesą sakant, tai yra šilumą sugeriančio metalo plokštė, ant viršaus specialiais dažais nudažyta juoda spalva. Prie apatinio plokštelės paviršiaus tvirtai pritvirtinamas (suvirinamas) serpantino vamzdelis, per kurį cirkuliuoja skystis.
Selektyvus juodas rašalas užtikrina maksimalią saulės spindulių absorbciją praktiškai be atspindžio. Sugerti spinduliai šildo aušinimo skystį po absorberiu, kuris savo ruožtu tiekiamas toliau į sistemą. Siekiant sumažinti šilumos nuostolius, absorbentas izoliuojamas nuo kolektoriaus korpuso ir grūdinto stiklo, beveik be geležies oksidų. Jis sumontuotas virš absorberio ir veikia kaip viršutinis korpuso dangtis. Be to, tokio stiklo naudojimas leidžia sukurti tam tikrą „šiltnamio efektą“, kuris dar labiau padidina absorbento įkaitimą, taigi ir aušinimo skysčio temperatūrą.
Kaip veikia saulės kolektorius
Be matomos šviesos, saulės spinduliuotė taip pat turi nematomą infraraudonųjų spindulių spektrą. Tai jis perduoda šiluminę energiją.Remiantis tyrimais nustatyta, kad vidutinio klimato zonoje šiluminės spinduliuotės intensyvumas vidurdienį siekia daugiau kaip 5 kW / m2. Fig. 1 parodyta viso insoliacijos priklausomybė nuo 48 ° šiaurės platumos.
Pav. 1 Bendras saulės spinduliuotės insoliacija skirtingais Europos vidutinio klimato zonos laikotarpiais
Maisto mintims! Terminė spinduliuotė skirstoma į: tiesioginę ir difuzinę. Todėl net debesuotą dieną jaučiamas saulės šilumos srautas. Iš pateiktos iliustracijos matyti, kad gaunamos šilumos kiekis vasaros ir žiemos laikotarpiais turi reikšmingų skirtumų. Todėl projektuojant prietaisus, atsižvelgiant į išlaidas, atsižvelgiama į galimą efektyvumą.
Saulės kolektoriaus schema parodyta Fig. 2. Saulės spinduliuotė į kolektorių patenka per permatomą tvorą. Šiluma absorbuojama ant priėmimo skydo, kuris yra nudažytas juodai. Dėl to juodas kūnas įkaista. Vėlesnis šilumos perdavimo procesas vyksta konvekcijos būdu. Šiluma iš šildomos sienos perduodama į vamzdynais judantį skysčio (dujų) srautą. Judanti terpė įkaista.
Dėmesio! Siekiant išvengti šilumos nuostolių, kolektoriaus tvora yra termiškai izoliuota. Kadangi viduje gaunama šiluma naudojama srautui šildyti, atspindimos spinduliuotės, gaunamos iš radiją gaunančios plokštės, intensyvumas yra mažas.
