Ako si vybrať vákuový solárny kolektor (výhody a nevýhody zariadenia)?

Zariadenia, ktoré zhromažďujú slnečnú tepelnú energiu, sa nazývajú slnečné kolektory. Solárne kolektory sú schopné ohrievať teplonosný materiál. Týmto sa líšia od solárnych panelov, ktoré sú schopné produkovať iba elektrickú energiu. Vďaka tejto výhode sa vákuové kolektory často používajú na vykurovanie miestností a systémy zásobovania teplou vodou. Existujú dva typy slnečných kolektorov: ploché a vákuové. Účelom tohto článku je hovoriť o vákuových solárnych kolektoroch.

Typy vákuových trubíc

Existuje päť druhov vákuových trubíc pre solárne kolektory. Líšia sa vnútornou štruktúrou a dizajnom. Každý z nich môže byť navyše doplnený o kovový (zvyčajne hliníkový) absorbér, ktorý je umiestnený vo vnútri sklenenej banky vo forme trubice.

Dôležité! Väčšina výrobcov vyplní spodnú medzeru medzi sklenenými stenami báriom - absorbuje plynové nečistoty a zlepšuje tepelnoizolačné vlastnosti. Jeho absencia môže znížiť účinnosť kolektora až o 15%.

Termosifónové (otvorené) vákuové trubice

Tento typ trubice solárneho kolektora sa používa v kolektoroch s externým zásobníkom. sú naplnené vodou a tvoria jeden objem so zásobníkom. Ohriata voda z banky vystúpi do nádrže a ochladená voda klesá.

Termosifónové vákuové kolektory sa používajú v nasledujúcich prípadoch:

1. Na pripojenie k systému zásobovania teplou vodou;
2. V regiónoch s vysokou úrovňou slnečného žiarenia počas chladnej sezóny;
3. Na sezónne použitie (jar, leto, jeseň).

Koaxiálne potrubie (Heat Pipe)

Toto je najbežnejší typ vákuovej trubice. Obsahuje medenú trubicu vo vnútri sklenenej banky naplnenej kvapalinou s nízkym bodom varu alebo nízkotlakovou vodou.

Pri zahrievaní začne kvapalina alebo voda vrieť, para stúpa a súčasne sa zahrieva z medených stien. Na vrchu vstupuje do výmenníka tepla - na konci je expanzia, pri ktorej vydáva teplo cez steny do vody, ktorá okolo neho koluje.

Po ochladení para kondenzuje na stenách výmenníka tepla a steká dolu. Cyklus sa opakuje nanovo.

Schematická vnútorná štruktúra koaxiálnej trubice a výmenníka tepla.

Dvojité koaxiálne trubice

Princíp činnosti takého chladiča je rovnaký ako ten predchádzajúci, až na jednu výnimku - na jeden výmenník tepla sú pripojené dve medené rúry s kvapalinou. Tandemový systém umožňuje efektívnejšie získavanie tepla a veľká kapacita a plocha steny výmenníka tepla umožňuje rýchle ohriatie vody.

Dvojité koaxiálne vákuové potrubie je nainštalované tam, kde je to potrebné:

1. Zabezpečte malý ohrev veľkého množstva vody;
2. Počas slnečného dňa je potreba tepelnej energie;
3. Vysoká priemerná úroveň slnečného žiarenia;
4. Systémom sa rýchlo čerpá voda.

Perové vákuové trubice

Vo svojej konštrukcii majú ďalší výmenník tepla, ktorý umožňuje efektívnejšie odvádzanie tepla z vnútornej strany sklenenej žiarovky. Spravidla sa vyrába vo forme dvoch pozdĺžnych dosiek umiestnených po stranách medeného chladiča.

Inak je princíp činnosti úplne rovnaký ako pri koaxiálnej trubici.

Vákuové trubice v tvare U (typ U)

Tento systém sa zásadne líši od predchádzajúcich. Používa dve linky - na studenú a ohrievanú vodu.

Výmenník tepla vo forme anglického písmena U je inštalovaný v sklenenej banke, cez ktorú preteká voda.Z potrubia so studenou vodou vstupuje do neho, ohrieva sa a vracia sa do potrubia so zahriatou vodou.

Rozdeľovač vákuových trubíc typu U je najefektívnejší, ale inštalácia je náročná. Počas montáže sú prietokové potrubia privarené k medeným rúrkam vo vnútri sklenenej banky. Výsledkom je jediný integrálny systém s vysokou energetickou účinnosťou, ale nízkou udržiavateľnosťou.

Inštalácia banky na medenú rúrku v tvare U.

Zástrčka

Ak nie je možné kúpiť hotové zástrčky, budete si ich musieť vyrobiť sami. K tomu je vhodný akýkoľvek polymér s teplotou topenia nad 150 stupňov. Napríklad polyuretán.

Musíte odrezať kruh takého priemeru, aby s námahou vstúpil do banky. V jeho strede vyrežte otvor pre medenú rúrku. Tiež by malo vstúpiť s malým úsilím. Hrúbka zástrčky by mala byť 5-10 mm, to bude stačiť.

Horná časť zástrčky by mala mať väčší priemer. Také, ktoré úplne blokujú vstup do bloku, v ktorom cirkuluje chladiaca kvapalina.

Zátka trubice vákuového potrubia, bočný pohľad.

Výhody a nevýhody vákuových kolektorov

Hlavná výhoda jednotiek sa nazýva takmer úplná absencia tepelných strát počas prevádzky. To zaisťuje vákuové prostredie, ktoré je jedným z najkvalitnejších prírodných izolátorov. Týmto však zoznam výhod nekončí. Zariadenia majú ďalšie výrazné výhody, napríklad:

• efektívnosť práce pri nízkych teplotných indikátoroch (do -30 ° С);
• schopnosť akumulovať teplotu až do 300 ° С;
• maximálna možná absorpcia tepelnej energie vrátane neviditeľného spektra;
• prevádzková stabilita;
• nízka náchylnosť na agresívne atmosférické prejavy;
• nízke vetranie kvôli konštrukčným vlastnostiam rúrkových systémov schopných prechádzať cez seba vzduchovými hmotami rôznej hustoty;
• vysoká úroveň účinnosti v regiónoch s miernym a chladným podnebím s niekoľkými jasnými a slnečnými dňami;
• trvanlivosť podliehajúca základným pravidlám prevádzky;
• dostupnosť pre opravu a schopnosť meniť nie celý systém, ale iba jeden neúspešný fragment.

Medzi nevýhody patrí neschopnosť kolektorov samočistiť sa od mrazu, ľadu, snehu a vysoká cena komponentov potrebných na domácu montáž jednotky.

Ako správne umiestniť zariadenie

Na to, aby vákuový kolektor fungoval naplno a efektívne a zabezpečoval životnému priestoru potrebnú energiu, je potrebné, aby našiel najúspešnejšie miesto a správne orientoval zariadenie voči častiam sveta.

Pre sídla na severnej pologuli je dôležité umiestniť kolektor do južnej časti strechy domu alebo na slnečnú stranu lokality. Je žiaduce zabezpečiť minimálnu odchýlku od roviny zariadenia.

Ak neexistuje spôsob, ako nasmerovať povrch na juh, stojí za to zvoliť najľahšiu perspektívu na otvorenom priestranstve medzi západom a východom.

Komplexu slnečnej energie by nemali prekážať komíny, ozdobné fragmenty strešnej krytiny, rozprestierajúce sa konáre stromov a vysoké obytné či technické stavby. Tým sa zníži účinnosť práce a zníži sa úroveň ohrevu aktívnych prvkov.

Ak je jednotka správne umiestnená, bude poskytovať takmer rovnaký tepelný výkon počas celého roka bez ohľadu na ročné obdobie.

Ak nemáte veľa skúseností s vykonávaním zložitých opráv, inštalácií a inštalatérskych prác, je iracionálne vysávať rúry doma. Tento proces je veľmi namáhavý a vyžaduje si špeciálne znalosti a špeciálne vybavenie.

Samostatne vyrobené prvky vákuového typu majú navyše oveľa nižšiu úroveň účinnosti ako diely vyrobené vo výrobe. Preto je najrozumnejšie kupovať výrobky od špecializovaného výrobcu a potom sa pokúsiť zhromaždiť niekoľko sekcií doma.

Odrody solárnych panelov

Solárne systémy sú klasifikované podľa konštrukčných charakteristík trubíc a typu tepelného kanála použitého ako prijímač:

1. Koaxiálny model vákuového solárneho kolektora na vykurovanie domu je dvojitá banka zo skla, v dutine ktorej je evakuovaný vzduch. Povrch je potiahnutý absorpčným povlakom, takže energia sa prenáša zo samotnej trubice.

2. Štruktúra peria je jednostenná, dutina sa nachádza tu v priestore tepelného kanála, ktorého časť je spolu so zásobníkom integrovaná do banky.

4. V systémoch s núteným obehom je nainštalované čerpadlo s nízkym výkonom, ktoré uľahčuje pohyb nosiča. Súčasne je spotreba energie oveľa menšia ako energia prijatá na vykurovanie súkromného domu.

5. Rozdiel je tiež v počte obvodov. V najjednoduchších kolektoroch sa vykurovacia voda ohrieva a spotrebúva zo zásobníka.

6. Zložitejšie pozostávajú z vákuovej trubice a prvkov na odber tekutín. Prístroj obsahuje nemrznúce a netoxické médium s antikoróznymi a protipenovými prísadami. Táto metóda spoľahlivo chráni zariadenie pred soľami a vodným kameňom a prispieva k dlhšej prevádzke počas kúrenia.

Prehľad modelov a ich charakteristík

Čína je v súčasnosti lídrom vo výrobe solárnych kolektorov. Podľa recenzií majiteľov súkromných domov domáci výrobcovia tiež dodávajú na predaj zariadenie s dobrými vlastnosťami. Európske zariadenia sú dosť drahé, ale v priebehu času sú náklady na nákup a inštaláciu zariadení úplne oprávnené. Najznámejšie spoločnosti vyrábajú týchto zberateľov:

Inštalatéri: S týmto faucetovým nástavcom zaplatíte až o 50% MENEJ za vodu

Zberatelia Dacha a Universal sú najznámejšie zariadenia domáceho výrobcu. SCH-18 je vysoko efektívny s teplotami kondenzátu do 250 ° C. Banky sú vyrobené z červenej medi, nosič tepla je kvapalný. Absencia vody vo vákuu zaisťuje odolnosť proti zamrznutiu. Robustné puzdro s dobrou odolnosťou proti vetru. Potrubie je chránené polyuretánovým potrubím. Gumené protiprachové tesnenie udržuje prach a zrážky vonku.

Účinne fungujú pri teplotách do -35 ° C, typom funkčnosti je tlakový systém na vykurovanie. K dispozícii je regulátor na ovládanie ohrievača, veľkosť rúrok je 1800 mm, objem nádrže je 135-300 litrov, výkon vykurovacieho telesa je 1,5-2 kW. Rozdeľovače sú vyrábané v súlade s medzinárodnými certifikáciami, čo zaručuje ich bezpečnosť a spoľahlivosť.

Aký je zberač vákuového typu

Moderné vákuové zariadenia, ktoré poskytujú miestnosti teplo a horúcu vodu vďaka solárnej energii, sú technologicky trochu odlišné a dajú sa rozdeliť na také typy, ako sú:

• rúrkové bez ochranného povlaku zo skla;
• modul so zníženou konverziou;
• štandardná plochá verzia;
• zariadenie s priehľadnou tepelnou izoláciou;
• vzduchová jednotka;
• ploché vákuové potrubie.

Všetky majú spoločnú konštruktívnu podobnosť, takže pozostávajú z:

• vonkajšie priehľadné potrubie, odkiaľ je vzduch úplne odčerpaný;
• vyhrievané potrubie umiestnené vo veľkom potrubí, kde sa pohybuje kvapalný alebo plynný nosič tepla;
• jeden alebo dva prefabrikované rozdeľovače, ku ktorým sú pripojené potrubia väčšieho kalibru a vstupuje do nich cirkulačný okruh tenkých rúr umiestnených vo vnútri.

Celá štruktúra do istej miery pripomína termosku s priehľadnými stenami, v ktorej je udržiavaná nevídaná vysoká úroveň tepelnej izolácie. Vďaka tejto vlastnosti získa telo vnútornej trubice schopnosť kvalitatívne sa zahriať a plne odovzdať zdroj energie chladiacej kvapaline, ktorá cirkuluje vo vnútri.

Čo je kolektor a účel slnečných kolektorov

Solárny kolektor sa chápe ako zariadenie, ktoré zhromažďuje energiu žiarenia a potom odovzdáva akumulované teplo spotrebiteľom. V praxi sa používa iný termín - slnečný kolektor.

Podľa účelu sa solárne zariadenia (solárne zariadenia) používajú ďalej:

• solárne koncentrátory sú zariadenia, ktoré zhromažďujú slnečnú energiu do úzkeho prúdu. Používajú sa na tavenie kovu. V ústave NPO „Fyzika-slnko“ (Taškent) boli vyvinuté a vyrobené taviace pece, v ktorých boli dosiahnuté teploty viac ako 5 000 ... 5 500 ° C;
• solárne panely - zariadenia na premenu žiarenia zo Slnka na elektrickú energiu;
• zariadenia na solárne odsoľovanie - stroje určené na získavanie čerstvej vody z vody s vysokým obsahom minerálnych solí;
• solárne sušiace zariadenia - tepelné zariadenia, v ktorých sa vlhkosť zo zeleniny a ovocia odvádza pomocou slnečnej energie;
• solárne ohrievače (solárny kolektor vzduchu) sú zariadenia na prenos tepelného toku z infračerveného žiarenia na nosiče tepla.

Odrody vákuových kolektorov

Odrody vákuových kolektorov

Pri konštrukcii kolektorov sa používajú dva typy sklenených trubíc:

• koaxiálny;
• pierko.

Poďme sa na každú z nich pozrieť bližšie.

Koaxiálna trubica

Je to druh termosky, ktorá sa skladá z dvojitej banky. Vonkajšia žiarovka je potiahnutá špeciálnou látkou absorbujúcou teplo. Medzi dvoma trubicami sa vytvorí vákuum. To umožnilo zabezpečiť, aby sa teplo počas prevádzky prenášalo priamo zo sklenených žiaroviek.

Vo vnútri každej skúmavky je ešte jedna - meď (je naplnená éterickou tekutinou). Keď teplota stúpne, táto kvapalina sa odparí, odovzdá uložené teplo a ako kondenzácia prúdi späť. Potom sa cyklus opakuje stále dokola.

Feather tube

Tento typ trubice pozostáva z jednej žiarovky. Mimochodom, výrazne prevyšujú svoje koaxiálne náprotivky v hrúbke steny. Medená rúrka je vystužená špeciálnou vlnitou doskou upravenou látkou absorbujúcou vlhkosť. Ukazuje sa, že v tomto prípade je vzduch odčerpávaný z celého tepelného kanála.

Takéto kanály sú, mimochodom, tiež odlišné:

• priamy prúd;
• Hit Pipe.

Kanály typu „Hit Pipe“

Prestup tepla vo vákuovom solárnom kolektore typu „Heat Pipe“

Ich iný názov je tepelné trubice. Fungujú nasledovne: keď teplota stúpa, éterická kvapalina v uzavretých potrubiach stúpa hore kanálom a potom tam kondenzuje v špeciálne vybavenom kolektore tepla. V druhom prípade kvapalina prenáša tepelnú energiu a zostupuje dolu trubicou. Z kolektora tepla sa teplo prenáša ďalej do systému pomocou cirkulujúceho nosiča tepla.

Koaxiálna vákuová trubica s dvojrúrkovým rozdeľovačom

Je charakteristické, že kovové rúry tu môžu byť nielen meď, ale aj hliník.

Priame kanály

V každom z týchto kanálov v sklenenej trubici sú naraz dve kovové rúrky. Na jednom z nich kvapalina vstupuje do banky, ohrieva sa tam a vystupuje cez druhú.

Výroba vákuového potrubia vlastnými rukami

Dôležité! Je mimoriadne ťažké vyrobiť solárny kolektor vlastnými rukami vákuového typu. Náklady môžu byť veľmi vysoké.

Vákuový solárny kolektor môžete vyrobiť vlastnými rukami. Budete si musieť kúpiť sklenené trubice pre mliekarenský priemysel alebo dojacie stroje.Realizujú sa spolu so špeciálnymi gumovými objímkami, pomocou ktorých je možné ich namontovať do rôznych schém zapojenia.

Vo vnútri sklenených rúrok budete musieť umiestniť čierne natreté oceľové alebo medené rúry. Zváranie alebo spájkovanie bude musieť byť dodatočne chránené tepelnoizolačnými páskami, napríklad vyrezanými z polyetylénovej peny.

Pri výrobe slnečného kolektora vákuového typu bude potrebné odčerpávať vzduch zo sklenených rúrok. Vzduch sa evakuuje pomocou vákuovej pumpy. Tu musíte použiť špeciálnu armatúru, ktorá sa tesne po odpojení sacieho potrubia od vákuového čerpadla tesne uzavrie. Moderné doskové prístroje umožňujú získať vákuum až 25 ... 30% počiatočnej atmosférickej hodnoty.

Pred začatím práce by ste mali zhodnotiť svoje silné stránky. Výroba takýchto zariadení je dosť nákladná. Tu sú potrebné nielen drahé nástroje a zariadenia. Potrebujete tiež zručnosť pri vykonávaní práce s vákuovými inštaláciami.

Inštaláciu môžete zostaviť z hotových prvkov:

1. Na inštaláciu je vyrobený rám.
2. Orientujte ho vzhľadom na svetové strany.
3. Nákup koaxiálnych trubíc s výmenníkmi tepla.
4. Inštalácia prívodného a výtlačného potrubia sa vykonáva.
5. Vákuové trubice sú nainštalované a pripojené k hlavným potrubiam.
6. Vykonajte práce na tepelnej izolácii všetkých miest pripojenia baniek a potrubí.

Výhody a nevýhody

Solárne vákuové kolektory majú menšie tepelné straty v porovnaní s plochými. Použitie vákuovej nanotechnológie pri výrobe kolektorov umožnilo dosiahnuť vysokú účinnosť a spoľahlivosť solárnych systémov.

Zvážme hlavné výhody používania vákuových kolektorov:

1. Výkon. V potrubiach kolektorov je podtlak - ideálny tepelný izolátor, ktorý umožňuje udržiavať optimálnu úroveň tepla aj v období jeseň-zima. Udržiavaním účinnosti na vysokej úrovni je produktivita vákuového kolektora o 40% vyššia ako produktivita plochého kolektora.
2. Spoľahlivosť. Životnosť vákuových kolektorov je asi 30 rokov. Ich odolnosť a bezproblémová prevádzka je daná modernými odolnými materiálmi. Vákuové trubice obsahujú vysoko kvalitnú meď. Vonkajší plášť rúrok je odliaty z borosilikátového skla, ktoré je schopné odolávať vysokému zaťaženiu. Použitie vákuových kolektorov je obzvlášť dôležité v klimatických pásmach, kde nie sú nezvyčajné víchrice, hurikány a krupobitie.
3. Účinnosť solárnej energie. Valcovitý tvar absorbéra vákuového kolektora zachytáva a zadržuje aj rozptýlenú slnečnú energiu, ktorú plochý korektor nedokáže premeniť. Z jedného štvorcového metra absorbéra vákuového solárneho systému sa dá zadržať o 40% viac solárnej energie ako z podobnej oblasti solárneho zariadenia plochého typu. Zaoblenie trubíc vám umožňuje prijímať až 97% slnečnej energie od skorého rána do neskorého večera.
4. Jednoduchosť použitia. Ak je vákuová trubica poškodená, je vymenená bez zastavenia systému (nie je potrebné vypúšťať cirkulujúcu kvapalinu). Ak je nedostatok tepla, môžete pridať niekoľko potrubí a ak je ich prebytok, dočasne ich odobrať. Po vyčistení sacieho potrubia od snehu alebo ľadu je rýchlo funkčný. Povrch kolektora má nízku tepelnú zotrvačnosť v dôsledku tenkého skleneného povlaku.
5. Dezinfekcia vody. Teplota ohrevu vody počas prevádzky slnečnej sústavy dosahuje vysoké úrovne, čo zaisťuje jej dezinfekciu a zabraňuje množeniu patogénnych organizmov.
6. Jednoduchá inštalácia. Pri inštalácii vákuových kolektorov nie sú žiadne zvláštne ťažkosti, je potrebné dodržiavať hlavne umiestnenie kolektora pod uhlom, aby mohla tekutina vo vnútri rúrok odtekať.

Nevýhody solárneho ohrevu sa znižujú na extrémne nízku účinnosť pri nízkych teplotách a v noci, a tak vzniká otázka, že tento vykurovací systém nemôže byť jediný v dome. Taktiež vákuové solárne kolektory sú drahšie ako ploché.

Vákuové solárne zariadenia sú čoraz populárnejšie medzi obyvateľstvom a veľkými spoločnosťami. Ak predtým mnohých vydesila cena emisie, dnes sa náklady na vybavenie mierne znížili a funkčnosť sa vylepšila a upravila.

Princíp činnosti vákuovej trubice typu SKE.

Kľúčom k slnečnej sústave je sklenená vákuová trubica. Každá vákuová trubica sa skladá z dvoch sklenených žiaroviek.

Vonkajšia banka je vyrobená z mimoriadne tvrdého borosilikátového skla, ktoré odolá nárazom krupobitia padajúcich rýchlosťou 18 m / s a ​​má priemer až 35 mm.

Vnútorná žiarovka je tiež vyrobená z borosilikátového skla a pokrytá špeciálnym trojvrstvovým povlakom s postupnou zmenou absorpčných vrstiev ALN / AIN-SS / CU. Vďaka použitiu nových technológií sa dosahuje vysoký koeficient absorpcie a nízka schopnosť šľahania, čo umožňuje dosiahnuť + 380 ° С v strede trubice na priamom slnečnom svetle bez poškodenia samotného výrobku.

Medzi dvoma sklenenými žiarovkami sa odčerpáva vzduch, aby sa vytvoril podtlak, ktorý zabráni spätnému vedeniu tepla a konvekčným stratám tepla. V strede sklenenej žiarovky je utesnená tepelná trubica (HEAT PIPE) vyrobená z čistej červenej medi, v strede ktorej je nízkovriaca a odparujúca sa kvapalina, ktorá plní funkciu prenosu tepla do chladiacej kvapaliny. Na nasledujúcom obrázku je znázornený princíp fungovania vákuovej trubice.

Hlavná intenzita slnečného žiarenia v suchozemských podmienkach je v spektrálnom rozmedzí 0,28 µm - 3 µm. Borosilikátové sklo prepúšťa vlny slnečného žiarenia v rozmedzí 0,4 mikrónu - 2,7 mikrónu. Prienik cez vonkajšiu priehľadnú banku sa zadržiava energia v druhej banke, na ktorú sa nanáša vysoko selektívna nepriehľadná absorpčná vrstva.

V dôsledku absorpcie svetla absorbérom a jeho následnej emisie sa vlnová dĺžka zvyšuje na 11 μm. Sklo predstavuje nepreniknuteľnú bariéru pre elektromagnetické vlny tejto dĺžky. Slnečná energia vstupujúca do absorbéra je zachytená. Absorbér slnečného žiarenia sa môže absorbér, dokonca aj bez externej žiarovky, zahriať na teplotu + 80 ° C. Na takúto teplotu ohriaty absorbér vyžaruje tepelnú energiu, ktorá sa cez telo druhej žiarovky prenáša na TEPELNÚ TRUBKU. Vďaka vzhľadu skleníkového efektu, ktorý je založený na akumulovanej energii pod sklom, stúpne teplota v strede druhej banky na + 180 ° C. Toto teplo ohrieva nízkovriacu a odparujúcu sa kvapalinu, ktorá sa pri + 25 ° C - + 30 ° C mení na paru, stúpa a prenáša teplo do pracovnej časti TEPELNEJ TRUBKY, kde dochádza k výmene tepla s chladiacou kvapalinou. Uvoľňovanie tepla núti paru skondenzovať a prúdiť na dno TEPELNEJ RÚRY a cyklus sa znova opakuje.

Vysoký koeficient prestupu tepla ľahko vriacej a odparujúcej sa kvapaliny, jeho zanedbateľné množstvo a relatívne malé rozmery TEPELNEJ POTRUBIE poskytujú účinnú tepelnú vodivosť. HEAT PIPE funguje ako tepelná dióda. Tepelná vodivosť je veľmi vysoká v jednom smere (hore) a nízka v opačnom smere (dole).

Na udržanie podtlaku medzi dvoma sklenenými bankami sa na spodné vnútro banky nanáša vrstva bária. Aktívne absorbuje CO, CO, N, O, HO a H počas skladovania a prevádzky skúmavky. Báriová vrstva tiež poskytuje jasnú vizuálnu indikáciu stavu vákua. Biela farba znamená, že sú porušené podmienky vákua.

Ideálna kombinácia vákuových a tepelných medených rúr poskytuje oproti plochým kolektorom nasledujúce výhody:

Vysoká tepelná účinnosť.vďaka moderným metódam prenosu tepla, vysoko kvalitnému absorpčnému povlaku.

Široký rozsah práce: vďaka svojej nízkej tepelnej kapacite je schopný pracovať vo veľkých oblakoch (v infračervenom rozsahu lúčov, ktoré prechádzajú cez mraky).

Každá trubica funguje nezávisle na sebe. Pretože nemrznúca zmes netečie do stredu trubice a jej prístup je obmedzený výmenníkom tepla, v prípade fyzického poškodenia kolektor pokračuje v práci.

Menšia hmotnosť kolektora s lepšou účinnosťou kolektora.

Lepšia efektivita práce v zime vďaka vákuu. Rúrka odolá mrazom pri -50 ° C.

Ako fungujú vákuové trubice

Funkciou evakuovaných slnečných kolektorových trubíc je absorbovať slnečné žiarenie a zabrániť jeho úniku do životného prostredia. Tepelná energia môže z pracovnej časti vákuového slnečného kolektora odísť dvoma spôsobmi - priamym prenosom tepla a vo forme infračerveného žiarenia.

Dutina medzi sklenenými stenami prakticky úplne vylučuje možný priamy prenos tepla vo vákuu, neexistujú molekuly látok, ktoré by ho mohli vykonávať.

Selektívny povlak (absorbent) absorbuje slnečnú energiu a zabraňuje jej úniku. Existujú rôzne typy takýchto povlakov, ktoré sa líšia absorpciou a emisivitou.

Časť slnečného žiarenia sa odráža od skla, čo je však nepatrné - viditeľné svetlo tvorí iba časť absorbovaného spektra. Kvalitné kolektory sú vyrobené z vysoko pevného borosilikátového skla, ktoré je odolné voči mechanickému poškodeniu.

Borosilikátové sklo je ťažké poškriabať alebo matovať a vydrží desaťročia bez zmeny priepustnosti.

Ako si vybrať / financovať

Ako bolo spomenuté na začiatku článku, čím viac je vo vákuovom potrubí elektrónok a čím sú hrubšie, tým lepšie. Kolektor by sa mal zvoliť podľa veľkosti vykurovanej oblasti.

Modely s 10 rúrkami a priemerom kolektora 850 mm sú schopné plne vykurovať 2 - 3 miestnosti. Priemerná cena takéhoto modelu je od 12 000 rubľov.

Pre stredne veľké súkromné ​​domy stojí za výber model s rúrkami 20-25 a šírkou kolektora až 2000 mm. Priemerná cena - od 20 000 rubľov.

Pre veľké domy je možné zakúpiť 30-trubkový model s priemerom 2 500 mm. Cena takýchto zariadení začína od 22 000 rubľov.

Je potrebné mať na pamäti, že ďalšie komponenty majú tiež širokú škálu cien a môžu sa výrazne líšiť v cene. Napríklad cena najdrahšej akumulačnej nádrže s dvoma výmenníkmi tepla dosahuje 125 000 rubľov.

Vákuové slnečné kolektory sa priemerne splatia za 2 - 5 rokov.

Ploché kolektory

Plochý solárny kolektor ohrieva nosič tepla pomocou doskového absorbéra. Je to usporiadané celkom jednoducho. V skutočnosti ide o dosku z kovu absorbujúceho teplo, na vrchu natretú čiernou farbou špeciálnou farbou. Hadovitá trubica je pevne pripevnená (zváraná) k spodnému povrchu platne, cez ktorú cirkuluje kvapalina.

Selektívny čierny atrament zaisťuje maximálnu absorpciu slnečného žiarenia s prakticky nulovým odrazom. Absorbované lúče ohrievajú chladiacu kvapalinu pod absorbérom, ktorá sa ďalej dodáva ďalej do systému. Aby sa minimalizovali tepelné straty, je absorbér izolovaný od telesa kolektora a tvrdeného skla, takmer bez oxidov železa. Je inštalovaný nad absorbérom a slúži ako horný kryt krytu. Použitie takéhoto skla vám navyše umožňuje vytvoriť akýsi „skleníkový efekt“, ktorý ďalej zvyšuje ohrev absorbéra, a tým aj teplotu chladiacej kvapaliny.

Ako funguje slnečný kolektor

Okrem viditeľného svetla má slnečné žiarenie aj neviditeľné infračervené spektrum. Je to on, kto prenáša tepelnú energiu.Na základe výskumu sa zistilo, že v miernom podnebnom pásme dosahuje intenzita tepelného žiarenia na pravé poludnie viac ako 5 kW / m2. Na obr. 1 zobrazuje závislosť celkového slnečného žiarenia na 48 ° severnej šírky.

Obr. 1 Celkové slnečné žiarenie pre rôzne obdobia mierneho pásma Európy

Podnet na zamyslenie! Tepelné žiarenie sa delí na: priame a difúzne. Preto aj v zamračený deň je cítiť príliv slnečného tepla. Z predloženej ilustrácie je zrejmé, že množstvo prichádzajúceho tepla v letnom a zimnom období má značné rozdiely. Pri navrhovaní zariadení sa preto berie do úvahy možná efektívnosť vo vzťahu k nákladom.

Schematický diagram slnečného kolektora je znázornený na obr. 2. Slnečné žiarenie vstupuje do kolektora cez priesvitný plot. Teplo sa absorbuje na prijímacom paneli, ktorý je natretý čiernou farbou. Vďaka tomu sa čierne telo zahreje. Následný proces prenosu tepla prebieha prúdením. Teplo sa prenáša z vyhrievanej steny na tok kvapaliny (plynu) pohybujúci sa potrubím. Pohybujúce sa médium sa zahrieva.

Pozor! Aby sa zabránilo tepelným stratám, je kolektorový plot tepelne izolovaný. Pretože teplo prijímané vo vnútri sa používa na ohrev toku, je intenzita odrazeného žiarenia z panelu, ktorý prijíma žiarenie, nízka.