Como escolher um coletor solar a vácuo (prós e contras do aparelho)?

Dispositivos que coletam energia térmica solar são chamados de coletores solares. Os coletores solares são capazes de aquecer o material que transporta calor. É assim que eles diferem dos painéis solares, que são capazes de produzir apenas energia elétrica. Devido a esta vantagem, os coletores de vácuo são amplamente utilizados para aquecimento de ambientes e sistemas de abastecimento de água quente. Existem dois tipos de coletores solares: planos e de vácuo. O objetivo deste artigo é falar sobre coletores solares a vácuo.

Tipos de tubos de vácuo

Existem cinco tipos de tubos de vácuo para coletores solares. Eles diferem na estrutura interna e no design. Além disso, cada um deles pode ser complementado com um absorvedor de metal (geralmente alumínio), que é colocado dentro de um bulbo de vidro na forma de um tubo.

Importante! A maioria dos fabricantes preenche a lacuna inferior entre as paredes de vidro com bário - ele absorve as impurezas do gás e melhora as propriedades de isolamento térmico. Sua ausência pode reduzir a eficiência do coletor em até 15%.

Tubos de vácuo termossifão (abertos)

Este tipo de tubo coletor solar é utilizado em coletores com tanque de armazenamento externo. eles são preenchidos com água e formam um volume com o reservatório. A água aquecida do frasco sobe para o tanque e a água resfriada desce.

Os coletores de vácuo termossifão são usados ​​nos seguintes casos:

1. Para ligação a um sistema de abastecimento de água quente;
2. Em regiões com alto nível de insolação durante a estação fria;
3. Para uso sazonal (primavera, verão, outono).

Tubo coaxial (tubo de calor)

Este é o tipo mais comum de tubo de vácuo. Ele contém um tubo de cobre dentro de um bulbo de vidro cheio de um líquido com baixo ponto de ebulição ou água de baixa pressão.

Quando aquecido, o líquido ou água começa a ferver, o vapor sobe, simultaneamente aquecendo-se das paredes de cobre. Na parte superior, ele entra no trocador de calor - uma expansão na extremidade, na qual ele libera calor pelas paredes para a água que circula ao seu redor.

Após o resfriamento, o vapor condensa nas paredes do trocador de calor e flui para baixo. O ciclo se repete novamente.

Estrutura esquemática interna de um tubo coaxial e trocador de calor.

Tubos coaxiais gêmeos

O princípio de funcionamento de tal dissipador de calor é o mesmo do anterior, com uma exceção - dois tubos de cobre com líquido são conectados a um trocador de calor. O sistema tandem permite uma remoção de calor mais eficiente, e a grande capacidade e área da parede do trocador de calor permitem que você aqueça a água rapidamente.

Um coletor de vácuo coaxial duplo é instalado quando necessário:

1. Fornecer pequeno aquecimento de grandes volumes de água;
2. Há necessidade de energia térmica durante um dia ensolarado;
3. Alto nível médio de insolação;
4. Há um bombeamento rápido de água pelo sistema.

Tubos de vácuo de pena

Eles possuem um trocador de calor adicional em seu design, que permite uma remoção mais eficiente do calor do interior do bulbo de vidro. Geralmente é feito na forma de duas placas longitudinais localizadas nas laterais do dissipador de calor de cobre.

Caso contrário, o princípio de operação é exatamente o mesmo de um tubo coaxial.

Tubos de vácuo em forma de U (tipo U)

Este sistema é fundamentalmente diferente dos anteriores. Ele usa duas linhas - para água fria e aquecida.

Um trocador de calor na forma da letra U do inglês é instalado em um frasco de vidro, através do qual a água flui.Da linha com água fria, ele entra, esquenta e volta para a tubulação com água aquecida.

O coletor de tubo de vácuo tipo U é o mais eficiente, mas a instalação é difícil. Durante a montagem, as linhas de fluxo são soldadas aos tubos de cobre dentro do bulbo de vidro. O resultado é um único sistema integral com alta eficiência energética, mas baixa manutenção.

Ajustando o frasco a um tubo de cobre em forma de U.

Plugue

Se não for possível comprar plugues prontos, você terá que fazer você mesmo. Qualquer polímero com ponto de fusão acima de 150 graus é adequado para isso. Por exemplo, poliuretano.

Você precisa cortar um círculo com um diâmetro tal que entre no frasco com esforço. No centro, faça um furo para o tubo de cobre. Também deve entrar com pouco esforço. A espessura do plugue deve ser de 5 a 10 mm, isso será suficiente.

A parte superior do plugue deve ter um diâmetro maior. De forma que bloqueia completamente a entrada do bloco por onde circula o refrigerante.

Bujão do tubo coletor de vácuo, vista lateral.

Prós e contras dos coletores a vácuo

A principal vantagem das unidades é chamada de ausência quase completa de perda de calor durante a operação. Isso é garantido por um ambiente de vácuo, que é um dos isolantes naturais da mais alta qualidade. Mas a lista de benefícios não termina aí. Os dispositivos têm outras vantagens pronunciadas, por exemplo:

• eficiência de trabalho em indicadores de baixa temperatura (até -30 ° С);
• capacidade de acumular temperatura de até 300 ° С;
• absorção máxima possível de energia térmica, incluindo o espectro invisível;
• estabilidade operacional;
• baixa suscetibilidade a manifestações atmosféricas agressivas;
• baixo vento, devido às características de projeto de sistemas tubulares capazes de passar por si massas de ar de diferentes densidades;
• alto nível de eficiência em regiões de clima temperado e frio com poucos dias claros e ensolarados;
• durabilidade sujeita às regras básicas de operação;
• disponibilidade para reparo e capacidade de alterar não todo o sistema, mas apenas um fragmento com falha.

As desvantagens incluem a incapacidade dos coletores de se autolimparem de geada, gelo, neve e o alto preço dos componentes necessários para montar a unidade em casa.

Como colocar o aparelho corretamente

Para que o coletor de vácuo funcione de forma plena e eficaz, forneça a energia necessária ao espaço de vida, é necessário que ele encontre o local mais bem-sucedido e oriente corretamente o dispositivo em relação às partes do mundo.

Para assentamentos no hemisfério norte, é importante colocar o coletor na parte sul do telhado da casa ou no lado ensolarado do local. É desejável fornecer um desvio mínimo para o plano do dispositivo.

Se não houver como direcionar a superfície para o sul, vale a pena escolher a perspectiva mais clara em espaço aberto entre o oeste e o leste.

O complexo de energia solar não deve ser obstruído por chaminés, fragmentos decorativos de telhados, galhos de árvores espalhados e altas estruturas residenciais ou técnicas. Isso irá reduzir a eficiência do trabalho e reduzir o nível de aquecimento dos elementos ativos.

Se a unidade estiver posicionada corretamente, fornecerá quase a mesma produção de calor ao longo do ano, independentemente da estação.

Se você não tem muita experiência na execução de trabalhos complexos de reparo, instalação e encanamento, é irracional aspirar os tubos em casa. Este processo é muito trabalhoso e requer conhecimentos especiais e equipamentos especializados.

Além disso, os elementos do tipo a vácuo feitos pelo próprio têm um nível de eficiência muito menor do que as peças feitas na fábrica. Portanto, é mais razoável comprar produtos de um fabricante especializado e, em seguida, tentar montar várias seções em casa.

Variedades de painéis solares

Os sistemas solares são classificados de acordo com as características de design dos tubos e o tipo de canal de calor usado como receptor:

1. O modelo coaxial de um coletor solar a vácuo para aquecimento de uma casa é um frasco duplo de vidro, em cuja cavidade é evacuado o ar. A superfície é revestida com um revestimento absorvente, de modo que a energia é transferida do próprio tubo.

2. A estrutura da pena é de parede simples, o vazio está localizado aqui no espaço do canal de calor, parte do qual, juntamente com o armazenamento, é integrado ao frasco.

4. Em sistemas com circulação forçada, uma bomba de baixa potência é instalada para facilitar a movimentação do transportador. Ao mesmo tempo, o consumo de energia é muito menor do que a energia recebida para aquecimento de uma casa particular.

5. Também há uma diferença no número de circuitos. Nos coletores mais simples, a água do aquecimento é aquecida e consumida do tanque de armazenamento.

6. Os mais complexos consistem em um tubo de vácuo e elementos de amostragem de fluido. O dispositivo contém um meio anticongelante e não tóxico com aditivos anticorrosão e antiespuma. Este método protege o equipamento de sais e incrustações de forma confiável e contribui para uma operação mais longa durante o aquecimento.

Visão geral dos modelos e suas características

No momento, a China é líder na produção de coletores solares. De acordo com as opiniões dos proprietários das casas particulares, os fabricantes nacionais também fornecem para venda equipamentos com boas características. Os dispositivos europeus são bastante caros, mas com o tempo, os custos de aquisição e instalação de dispositivos são totalmente justificados. As empresas mais famosas produzem os seguintes colecionadores:

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Os coletores Dacha e Universal são os aparelhos mais famosos de um fabricante nacional. O SCH-18 é altamente eficiente com temperaturas de condensado de até 250 ° C. Os frascos são feitos de cobre vermelho, o portador de calor é líquido. A ausência de água no vácuo garante resistência ao congelamento. Caixa robusta com boa resistência ao vento. A tubulação é protegida por um coletor de poliuretano. Vedantes de borracha anti-poeira impedem a entrada de poeira e precipitação.

Eles funcionam efetivamente em temperaturas de até -35 ° C, o tipo de funcionalidade é um sistema de pressão para aquecimento. Existe um controlador para controlar o aquecedor, o tamanho dos tubos é 1800 mm, o volume do tanque é 135-300 litros, a potência do elemento de aquecimento é 1,5-2 kW. Os manifolds são fabricados de acordo com certificações internacionais, o que garante sua segurança e confiabilidade.

Como é o coletor de um tipo de vácuo

Os dispositivos de vácuo modernos que fornecem calor e água quente aos quartos devido à energia solar são tecnologicamente um pouco diferentes e são subdivididos em tipos como:

• tubular sem revestimento protetor de vidro;
• módulo com conversão reduzida;
• versão plana padrão;
• dispositivo com isolamento térmico transparente;
• unidade aérea;
• coletor de vácuo plano.

Todos eles têm uma semelhança construtiva comum, então consistem em:

• um tubo transparente externo, de onde o ar é completamente bombeado para fora;
• um tubo aquecido localizado em um tubo grande onde um transportador de calor líquido ou gasoso se move;
• um ou dois distribuidores pré-fabricados, aos quais são ligados tubos de maior calibre e entra o circuito de circulação dos tubos finos colocados no seu interior.

Toda a estrutura lembra um pouco uma garrafa térmica com paredes transparentes, na qual é mantido um alto nível de isolamento térmico sem precedentes. Graças a esse recurso, o corpo do tubo interno adquire a capacidade de aquecer qualitativamente e fornecer totalmente o recurso de energia para o refrigerante que circula por dentro.

O que é um coletor e a finalidade dos coletores solares

Um coletor solar é um dispositivo que coleta a energia da radiação e, em seguida, transfere o calor armazenado para os consumidores. Na prática, outro termo é usado - coletor solar.

Por designação, o uso de instalações solares (instalações solares) é subdividido:

• concentradores solares são dispositivos que coletam energia solar em um fluxo estreito. Eles são usados ​​para derreter metal. No Instituto NPO "Physics-Sun" (Tashkent), fornos de fusão foram desenvolvidos e fabricados, nos quais temperaturas de mais de 5000 ... 5500 ° C foram atingidas;
• painéis solares - dispositivos para converter a radiação do Sol em energia elétrica;
• usinas de dessalinização solar - máquinas projetadas para obter água doce de água com alto teor de sais minerais;
• instalações de secagem solar - dispositivos térmicos nos quais a umidade é removida de vegetais e frutas usando a energia do sol;
• aquecedores solares (coletor de ar solar) - instalações para transferir o fluxo de calor da radiação infravermelha para os portadores de calor.

Variedades de coletores de vácuo

Variedades de coletores de vácuo

Dois tipos de tubos de vidro são usados ​​no projeto dos coletores:

• coaxial;
• pena.

Vamos dar uma olhada em cada um deles.

Tubo coaxial

É uma espécie de garrafa térmica que consiste em um frasco duplo. O bulbo externo é revestido com uma substância absorvente de calor especial. Um vácuo é criado entre os dois tubos. Isso permitiu garantir que o calor durante o funcionamento seja transferido diretamente das lâmpadas de vidro.

Dentro de cada tubo há mais um - cobre (é preenchido com um líquido etéreo). Quando a temperatura sobe, esse líquido evapora, transfere o calor armazenado e flui de volta como condensação. Em seguida, o ciclo se repete indefinidamente.

Tubo de pena

Este tipo de tubo consiste em um único bulbo de parede. A propósito, eles excedem significativamente suas contrapartes coaxiais em espessura de parede. O tubo de cobre é reforçado com uma placa ondulada especial tratada com uma substância que absorve a umidade. Acontece que o ar, neste caso, é bombeado para fora de todo o canal de calor.

Esses canais, aliás, também são diferentes:

• fluxo direto;
• Hit Pipe.

Canais do tipo "Hit Pipe"

Transferência de calor em coletor solar a vácuo tipo "Heat Pipe"

Seu outro nome é tubos de calor. Funcionam da seguinte maneira: quando a temperatura sobe, o líquido etéreo em tubos fechados sobe pelo canal, após o que se condensa em um coletor de calor especialmente equipado. Neste último, o líquido transfere energia térmica e desce pelo tubo. Do coletor de calor, o calor é transferido ainda mais para o sistema usando um transportador de calor circulante.

Tubo de calor coaxial com tubo de vácuo com coletor de 2 tubos

É característico que os tubos de metal aqui possam ser não apenas de cobre, mas também de alumínio.

Canais de fluxo direto

Em cada um desses canais do tubo de vidro, existem dois tubos de metal ao mesmo tempo. Em uma delas, o líquido entra no frasco, ali se aquece e sai pelo segundo.

Fazendo um coletor de vácuo com suas próprias mãos

Importante! É extremamente difícil fazer um coletor solar com suas próprias mãos de um tipo de vácuo. Os custos podem ser muito altos.

Você pode fazer um coletor solar a vácuo com suas próprias mãos. Você precisará comprar tubos de vidro para a indústria de laticínios ou máquinas de ordenha.Eles são realizados em conjunto com mangas de borracha especiais, com a ajuda das quais podem ser montados em diferentes esquemas elétricos.

Dentro dos tubos de vidro, você precisará colocar tubos de aço ou cobre pintados de preto. A soldagem ou soldagem deverá ser protegida adicionalmente com fitas isolantes de calor, por exemplo, cortadas em espuma de polietileno.

Ao fazer um coletor solar do tipo vácuo, será necessário bombear o ar dos tubos de vidro. O ar é evacuado por meio de uma bomba de vácuo. Aqui você precisa usar um encaixe especial, que fecha hermeticamente imediatamente após desconectar o tubo de sucção da bomba de vácuo. Os modernos dispositivos de placas permitem obter um vácuo de até 25 ... 30% do valor atmosférico inicial.

Antes de começar a trabalhar, você deve avaliar seus pontos fortes. Esses dispositivos são muito caros de fabricar. Não apenas ferramentas e dispositivos caros são necessários aqui. Você também precisa da habilidade de realizar trabalhos com instalações a vácuo.

Você pode montar a instalação a partir de elementos prontos:

1. Uma moldura é feita para instalação.
2. Oriente-o em relação aos pontos cardeais.
3. Compre tubos coaxiais completos com trocadores de calor.
4. É realizada a instalação de tubulações de abastecimento e descarga.
5. Tubos de vácuo são instalados e conectados às tubulações principais.
6. Realizar trabalhos de isolamento térmico de todos os pontos de conexão de frascos e dutos.

Vantagens e desvantagens

Os coletores solares a vácuo têm menos perda de calor em comparação com os planos. O uso da nanotecnologia de vácuo na produção de coletores tem permitido alcançar alta eficiência e confiabilidade dos sistemas solares.

Vamos considerar as principais vantagens do uso de coletores a vácuo:

1. Desempenho. Existe um vácuo nos tubos coletores - um isolante térmico ideal, que permite manter um nível ideal de calor, mesmo no período outono-inverno. Ao manter a eficiência elevada, a produtividade do coletor a vácuo é 40% superior à do coletor plano.
2. Confiabilidade. A vida útil dos coletores a vácuo é de cerca de 30 anos. Sua durabilidade e operação sem problemas devem-se a materiais duráveis ​​modernos. Os tubos de vácuo contêm cobre de alta qualidade. O revestimento externo dos tubos é feito de vidro de borosilicato, que é capaz de suportar altas cargas. O uso de coletores a vácuo é especialmente importante para zonas climáticas onde tempestades, furacões e granizo não são incomuns.
3. Eficiência energética solar. A forma cilíndrica do absorvedor do coletor de vácuo captura e retém até mesmo a energia solar espalhada, que o corretor plano não consegue converter. 40% mais energia solar pode ser retida de um metro quadrado do absorvedor de um sistema solar a vácuo do que de uma área semelhante de uma instalação solar plana. A redondeza dos tubos permite que você receba até 97% da energia solar de manhã cedo até tarde da noite.
4. Fácil de usar. Se o tubo de vácuo estiver danificado, ele é substituído sem parar o sistema (não há necessidade de drenar o fluido circulante). Se faltar calor, pode-se adicionar vários tubos e, se houver excesso, pode-se retirá-lo temporariamente. Depois de limpar o coletor de vácuo de neve ou gelo, ele se torna rapidamente operacional. A superfície do coletor possui baixa inércia térmica devido ao fino revestimento de vidro.
5. Desinfecção de água. A temperatura de aquecimento da água durante o funcionamento do sistema solar atinge níveis elevados, o que garante sua desinfecção e evita a multiplicação de organismos patogênicos.
6. Facilidade de instalação. Na instalação dos coletores de vácuo não existem dificuldades especiais, o principal que deve ser respeitado é posicionar o coletor em ângulo que permita o escoamento do líquido no interior dos tubos.

As desvantagens do aquecimento solar são reduzidas a um rendimento extremamente baixo a baixas temperaturas e à noite, pelo que a questão é que este sistema de aquecimento não pode ser o único em casa. Além disso, os coletores solares a vácuo são mais caros do que os planos.

As instalações solares a vácuo estão se tornando cada vez mais populares entre a população e as grandes empresas. Se antes muitos se assustavam com o preço do problema, hoje o custo do equipamento diminuiu ligeiramente e a funcionalidade foi aprimorada e modificada.

O princípio de operação do tubo de vácuo tipo SKE.

A chave do sistema solar é o tubo de vácuo de vidro. Cada tubo de vácuo consiste em duas lâmpadas de vidro.

O frasco externo é feito de vidro de borosilicato extremamente resistente, que pode suportar o impacto de pedras de granizo caindo a uma velocidade de 18 m / se tem até 35 mm de diâmetro.

O bulbo interno também é feito de vidro de borossilicato e coberto com um revestimento especial de três camadas com uma mudança gradual das camadas de absorção de ALN / AIN-SS / CU. Com o uso de novas tecnologias, consegue-se um alto coeficiente de absorção e baixo batimento, o que permite atingir + 380 ° C no meio do tubo sob luz solar direta, sem prejudicar o próprio produto.

O ar é bombeado para fora entre as duas lâmpadas de vidro para criar um vácuo que evita a condução reversa de calor e a perda de calor por convecção. No centro do bulbo de vidro existe um heat pipe selado (HEAT PIPE), feito de cobre vermelho puro, no meio do qual existe um líquido de baixo ponto de ebulição e evaporação, que desempenha a função de transferir calor para o refrigerante. A figura abaixo mostra como funciona o tubo de vácuo.

A principal intensidade da radiação solar em condições terrestres está na faixa espectral de 0,28 µm - 3 µm. O vidro borosilicato transmite ondas de radiação solar na faixa de 0,4 mícron - 2,7 mícron. Penetrando através do frasco transparente externo, a energia é retida no segundo frasco, no qual uma camada absorvente opaca altamente seletiva é aplicada.

Como resultado da absorção de luz pelo absorvedor e sua emissão subsequente, o comprimento de onda aumenta para 11 μm. O vidro é uma barreira impenetrável para ondas eletromagnéticas desse comprimento. A energia solar está presa no absorvedor. Absorvendo a radiação solar, o absorvedor, mesmo sem lâmpada externa, pode aquecer até uma temperatura de + 80 ° C. O absorvedor aquecido a essa temperatura emite energia térmica, que, penetrando no corpo do segundo bulbo, é transferida para o TUBO DE CALOR. Devido ao aparecimento do efeito estufa, que se baseia na energia acumulada sob o vidro, no meio do segundo frasco a temperatura sobe para + 180 ° C. Este calor aquece um líquido de baixo ponto de ebulição e evaporação, que a + 25 ° C - + 30 ° C, transformando-se em vapor, subindo, transfere calor para a parte de trabalho do TUBO DE CALOR, onde ocorre a troca de calor com o refrigerante. A liberação de calor força o vapor a se condensar e fluir para o fundo do TUBO DE CALOR, e o ciclo se repete novamente.

O alto coeficiente de transferência de calor de um líquido de fácil fervura e evaporação, sua quantidade insignificante e as dimensões relativamente pequenas do HEAT PIPE fornecem condutividade térmica efetiva. O HEAT PIPE funciona como um diodo térmico. A condutividade térmica é muito alta em uma direção (para cima) e baixa na direção oposta (para baixo).

Para manter o vácuo entre os dois frascos de vidro, uma camada de bário é aplicada no interior do frasco. Ele absorve ativamente CO, CO, N, O, HO e H durante o armazenamento e operação do tubo. A camada de bário também fornece uma indicação visual clara do status do vácuo. A cor branca significa que as condições de vácuo foram violadas.

A combinação ideal de tubos de cobre a vácuo e calor nos dá as seguintes vantagens sobre os coletores planos:

Alta eficiência térmica.graças a métodos modernos de transferência de calor, revestimento absorvente de alta qualidade.

Uma ampla gama de trabalhos: devido à sua baixa capacidade térmica, é capaz de trabalhar em nuvens altas (na faixa do infravermelho dos raios que passam pelas nuvens).

Cada tubo funciona independentemente um do outro. Como o anticongelante não flui para o meio do tubo e seu acesso é limitado pelo trocador de calor, em caso de avaria física o coletor continua funcionando.

Menos peso do coletor com melhor eficiência do coletor.

Melhor eficiência de trabalho no inverno graças ao vácuo. O tubo pode resistir a geadas a -50 ° C.

Como funcionam os tubos de vácuo

A função dos tubos coletores solares evacuados é absorver a radiação solar e evitar que ela escape para o meio ambiente. A energia térmica pode deixar a parte funcional do coletor solar a vácuo de duas maneiras - devido à transferência direta de calor e na forma de radiação infravermelha.

A cavidade entre as paredes de vidro exclui praticamente por completo a possível transferência direta de calor no vácuo, não há moléculas de substâncias que possam realizar sua transferência.

O revestimento seletivo (absorvente) absorve a energia solar e evita que ela escape. Existem diferentes tipos de tais revestimentos, diferindo na absorção e emissividade.

Parte da radiação solar é refletida pelo vidro, mas é insignificante - a luz visível representa apenas uma parte do espectro absorvido. Os coletores de alta qualidade são feitos de vidro de borosilicato de alta resistência, que é resistente a danos mecânicos.

O vidro de borosilicato é difícil de arranhar ou deformar e durará décadas sem alterar o rendimento.

Como escolher / financiar

Conforme mencionado no início do artigo, quanto mais tubos houver no coletor de vácuo e quanto mais grossos eles forem, melhor. O coletor deve ser escolhido de acordo com o tamanho da área aquecida.

Modelos com 10 tubos e diâmetro de coletor de 850 mm são capazes de aquecer totalmente 2 a 3 ambientes. O preço médio desse modelo é de 12.000 rublos.

Para residências particulares de médio porte, vale a pena escolher um modelo com 20-25 tubos e largura de coletor de até 2.000 mm. Preço médio - de 20.000 rublos.

Para casas maiores, um modelo de 30 tubos com diâmetro de 2.500 mm pode ser adquirido. O preço de tais dispositivos começa em 22.000 rublos.

Deve-se ter em mente que os componentes adicionais também têm uma ampla gama de preços e podem diferir significativamente no preço. Por exemplo, o preço do tanque de armazenamento mais caro com dois trocadores de calor chega a 125.000 rublos.

Em média, os coletores solares a vácuo se pagam dentro de 2 a 5 anos.

Coletores planos

Um coletor solar plano aquece o transportador de calor usando um absorvedor de placa. Está organizado de forma bastante simples. Na verdade, esta é uma placa de metal que absorve o calor, pintada de preto no topo com uma tinta especial. Um tubo de serpentina é firmemente preso (soldado) à superfície inferior da placa, através da qual o líquido circula.

A tinta preta seletiva garante a máxima absorção da luz solar com praticamente nenhum reflexo. Os raios absorvidos aquecem o refrigerante sob o absorvedor, que, por sua vez, é alimentado posteriormente no sistema. Para minimizar a perda de calor, o absorvedor é isolado do corpo do coletor e do vidro temperado, quase isento de óxidos de ferro. Ele é instalado acima do absorvedor e atua como a tampa superior da caixa. Além disso, o uso desse vidro permite criar uma espécie de "efeito estufa", que aumenta ainda mais o aquecimento do absorvedor e, consequentemente, a temperatura do refrigerante.

Como funciona um coletor solar

Além da luz visível, a radiação solar também possui um espectro infravermelho invisível. É ele quem transfere energia térmica.Com base em pesquisas, foi estabelecido que em uma zona de clima temperado, a intensidade da radiação térmica ao meio-dia chega a mais de 5 kW / m2. Na fig. 1 mostra a dependência da insolação total para 48 ° de latitude norte.

FIG. 1 Insolação total da radiação solar para diferentes períodos da zona temperada da Europa

Alimento para o pensamento! A radiação térmica é dividida em: direta e difusa. Portanto, mesmo em um dia nublado, o influxo do fluxo de calor solar é sentido. A partir da ilustração apresentada, pode-se ver que a quantidade de calor que entra nos períodos de verão e inverno apresenta diferenças significativas. Portanto, ao projetar dispositivos, a possível eficiência é levada em consideração em relação aos custos.

O diagrama esquemático do coletor solar é mostrado na Fig. 2. A radiação solar entra no coletor através de uma cerca translúcida. O calor é absorvido no painel receptor, que é pintado de preto. Como resultado, o corpo negro se aquece. O processo de transferência de calor subsequente ocorre por convecção. O calor é transferido da parede aquecida para o fluxo de líquido (gás) que se move através dos dutos. O meio móvel aquece.

Atenção! Para evitar a perda de calor, a cerca coletora é isolada termicamente. Como o calor recebido internamente é usado para aquecer o fluxo, a intensidade da radiação refletida do painel que recebe a radiação é baixa.