Güneş termal enerjisini toplayan cihazlara güneş kollektörleri denir. Güneş kollektörleri, ısı taşıyan malzemeyi ısıtabilir. Sadece elektrik enerjisi üretebilen güneş panellerinden farkı budur. Bu avantajı nedeniyle, vakum kollektörleri alan ısıtma ve sıcak su tedarik sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. İki tür güneş kollektörü vardır: düz ve vakumlu. Bu makalenin amacı vakumlu güneş kollektörlerinden bahsetmektir.
Vakum tüp çeşitleri
Güneş kollektörleri için beş tip vakum tüpü vardır. İç yapı ve tasarım bakımından farklılık gösterirler. Ek olarak, her biri bir tüp şeklinde bir cam ampulün içine yerleştirilmiş bir metal (genellikle alüminyum) emici ile desteklenebilir.
Önemli! Çoğu üretici, cam duvarlar arasındaki alt boşluğu baryum ile doldurur - gaz safsızlıklarını emer ve ısı yalıtım özelliklerini iyileştirir. Yokluğu, kollektör verimliliğini% 15'e kadar azaltabilir.
Termosifon (açık) vakum tüpleri
Bu tip güneş kollektör tüpü, harici depolama tankı olan kollektörlerde kullanılır. su ile doldurulurlar ve rezervuar ile tek hacim oluştururlar. Şişeden ısıtılmış su tanka yükselir ve soğutulmuş su aşağı iner.
Termosifon vakum kollektörleri aşağıdaki durumlarda kullanılır:
- Bir sıcak su besleme sistemine bağlantı için;
- Soğuk mevsimde güneşlenmenin yüksek olduğu bölgelerde;
- Mevsimsel kullanım için (ilkbahar, yaz, sonbahar).
Koaksiyel boru (Isı Borusu)
Bu, en yaygın vakum tüpü türüdür. Düşük kaynama noktasına sahip bir sıvıyla veya düşük basınçlı suyla doldurulmuş bir cam ampul içinde bakır bir tüp içerir.
Isıtıldığında sıvı veya su kaynamaya başlar, buhar yükselir ve aynı anda bakır duvarlardan ısınır. En üstte, ısı eşanjörüne girer - sonunda bir genişleme, duvarlardan etrafta dolaşan suya ısı verir.
Soğuduktan sonra buhar, ısı eşanjörünün duvarlarında yoğunlaşır ve aşağı doğru akar. Döngü yeniden tekrarlanır.
Bir koaksiyel tüp ve ısı eşanjörünün şematik iç yapısı.
İkiz koaksiyel tüpler
Böyle bir ısı emicinin çalışma prensibi, bir istisna dışında öncekiyle aynıdır - sıvı içeren iki bakır boru bir ısı eşanjörüne bağlanır. Tandem sistem, daha verimli ısı giderimi sağlar ve ısı eşanjörünün geniş kapasitesi ve duvar alanı, suyu hızlı bir şekilde ısıtmanıza olanak tanır.
Gerektiğinde ikiz koaksiyel vakum manifoldu takılır:
- Büyük hacimlerde su için küçük ısıtma sağlayın;
- Güneşli bir günde termal enerjiye ihtiyaç vardır;
- Yüksek ortalama güneşlenme seviyesi;
- Sistemde hızlı bir su pompalanması söz konusudur.
Tüy vakum tüpleri
Tasarımlarında, cam ampulün içinden daha verimli ısının uzaklaştırılmasını sağlayan ek bir ısı eşanjörüne sahiptirler. Genellikle bakır ısı emicinin yanlarında bulunan iki uzunlamasına levha şeklinde yapılır.
Aksi takdirde, çalışma prensibi bir koaksiyel tüp ile tamamen aynıdır.
U şeklindeki vakum tüpleri (U tipi)
Bu sistem, öncekilerden temelde farklıdır. Soğuk ve ısıtılmış su için iki hat kullanır.
İçinden suyun aktığı bir cam şişeye İngilizce U harfi şeklinde bir ısı eşanjörü yerleştirilmiştir.Soğuk su bulunan hattan içeri girer, ısınır ve ısıtılmış su ile boruya geri döner.
U tipi vakum tüpü manifoldu en verimli olanıdır, ancak kurulumu zordur. Montaj sırasında akış hatları cam ampul içindeki bakır borulara kaynaklanır. Sonuç, yüksek enerji verimliliğine sahip ancak düşük bakım kolaylığına sahip tek bir entegre sistemdir.
Şişeyi U şeklinde bir bakır boruya yerleştirme.
Fiş
Hazır fiş satın almak mümkün değilse, bunu kendiniz yapmanız gerekecektir. 150 derecenin üzerinde erime noktasına sahip herhangi bir polimer bunun için uygundur. Örneğin poliüretan.
Şişeye çabayla girecek kadar çapta bir daire kesmeniz gerekir. Ortasında bakır boru için bir delik açın. Ayrıca çok az çabayla girmelidir. Dübelin kalınlığı 5-10 mm olmalıdır, bu yeterli olacaktır.
Fişin üstü çap olarak daha büyük olmalıdır. Öyle ki, soğutucunun içinde dolaştığı bloğun girişini tamamen bloke eder.
Vakum manifoldu tüp tapası, yandan görünüm.
Vakum toplayıcıların artıları ve eksileri
Ünitelerin temel avantajı, çalışma sırasında neredeyse tamamen ısı kaybının olmamasıdır. Bu, en kaliteli doğal izolatörlerden biri olan bir vakum ortamı ile sağlanır. Ancak faydaların listesi burada bitmiyor. Cihazların başka belirgin avantajları vardır, örneğin:
- düşük sıcaklık göstergelerinde çalışma verimliliği (-30 ° C'ye kadar);
- 300 ° C'ye kadar sıcaklık biriktirme yeteneği;
- görünmez spektrum dahil maksimum olası termal enerji absorpsiyonu;
- operasyonel istikrar;
- agresif atmosferik belirtilere karşı düşük duyarlılık;
- farklı yoğunluklardaki hava kütlelerini kendi içinden geçirebilen borulu sistemlerin tasarım özellikleri nedeniyle düşük rüzgar;
- Birkaç açık ve güneşli gün ile ılıman ve serin iklime sahip bölgelerde yüksek verimlilik düzeyi;
- temel çalışma kurallarına tabi dayanıklılık;
- onarım için kullanılabilirlik ve tüm sistemi değil, yalnızca bir başarısız parçayı değiştirme yeteneği.
Dezavantajlar, kollektörlerin don, buz, kardan kendi kendini temizleyememesi ve üniteyi evde monte etmek için gereken bileşen parçalarının yüksek fiyatını içerir.
Cihazın doğru şekilde yerleştirilmesi
Vakum toplayıcının tam ve etkin çalışabilmesi için yaşam alanına gerekli enerjiyi sağlaması için en başarılı yeri bulması ve cihazı dünyanın bölgelerine göre doğru yönlendirmesi gerekmektedir.
Kuzey yarımküredeki yerleşim yerleri için, toplayıcıyı evin çatısının güney kısmına veya alanın güneşli tarafına yerleştirmek önemlidir. Cihazın düzlemi için minimum bir sapma sağlanması arzu edilir.
Yüzeyi güneye yönlendirmenin bir yolu yoksa, batı ve doğu arasında açık alanda en hafif perspektifi seçmeye değer.
Güneş enerjisi kompleksi bacalar, dekoratif çatı parçaları, yayılan ağaç dalları ve yüksek konut veya teknik yapılar tarafından engellenmemelidir. Bu, işin verimini düşürecek ve aktif elemanların ısınma seviyesini azaltacaktır.
Ünite doğru yerleştirilirse, sezondan bağımsız olarak yıl boyunca neredeyse aynı ısı çıkışını sağlayacaktır.
Karmaşık onarım, kurulum ve sıhhi tesisat işleri konusunda çok fazla deneyime sahip değilseniz, tüpleri evde vakumlamak mantıksızdır. Bu süreç çok zahmetlidir ve özel bilgi ve özel ekipman gerektirir.
Ek olarak, kendi kendine yapılan vakum tipi elemanlar, fabrikada üretilen parçalara göre çok daha düşük bir verimlilik seviyesine sahiptir. Bu nedenle, uzman bir üreticiden ürün satın almak ve ardından evde birkaç bölüm oluşturmaya çalışmak en mantıklıdır.
Güneş paneli çeşitleri
Güneş sistemleri, tüplerin tasarım özelliklerine ve alıcı olarak kullanılan ısı kanalının türüne göre sınıflandırılır:
1. Bir evi ısıtmak için vakumlu güneş kollektörünün koaksiyel modeli, boşluğu havanın boşaltıldığı camdan yapılmış bir çift şişedir. Yüzey emici bir kaplama ile kaplanmıştır, böylece enerji tüpün kendisinden aktarılır.
2. Tüy yapısı tek cidarlıdır, boşluk burada ısı kanalı boşluğunda yer alır ve bunun bir kısmı depolama ile birlikte şişeye entegre edilmiştir.
4. Cebri sirkülasyonlu sistemlerde, taşıyıcının hareketini kolaylaştırmak için düşük güçlü bir pompa takılır. Aynı zamanda, güç tüketimi, özel bir evi ısıtmak için alınan enerjiden çok daha azdır.
5. Devre sayısında da bir fark vardır. En basit kollektörlerde ısıtma suyu ısıtılır ve depolama tankından tüketilir.
6. Daha karmaşık olanlar, bir vakum tüpü ve sıvı örnekleme elemanlarından oluşur. Cihaz, korozyon önleyici ve köpük önleyici katkı maddeleri içeren bir antifriz ve toksik olmayan ortam içerir. Bu yöntem, ekipmanı tuzlardan ve kireçten güvenilir bir şekilde korur ve ısıtma sırasında daha uzun bir çalışmaya katkıda bulunur.
Modellere ve özelliklerine genel bakış
Şu anda Çin, güneş kollektörlerinin üretiminde lider konumdadır. Özel ev sahiplerinin incelemelerine göre, yerli üreticiler ayrıca satılık iyi özelliklere sahip ekipman tedarik ediyor. Avrupa'daki cihazlar oldukça pahalıdır, ancak zamanla cihazları satın alma ve kurma maliyetleri tamamen haklıdır. En ünlü şirketler şu koleksiyoncuları üretir:
Tesisatçılar: Bu musluk eki ile su için% 50'ye varan DAHA AZ ödersiniz.
Koleksiyonerler Dacha ve Universal, yerli bir üreticinin en ünlü cihazlarıdır. SCH-18, 250 ° C'ye kadar kondens sıcaklıkları ile oldukça verimlidir. Şişeler kırmızı bakırdan yapılmıştır, ısı taşıyıcı sıvıdır. Vakumda su bulunmaması donmaya karşı direnç sağlar. İyi rüzgar direncine sahip sağlam kasa. Boru hattı bir poliüretan manifold ile korunmaktadır. Toz önleyici lastik contalar tozu ve çökeltiyi dışarıda tutar.
-35 ° C'ye kadar düşük sıcaklıklarda etkili bir şekilde çalışırlar, işlevsellik türü ısıtma için bir basınç sistemidir. Isıtıcıyı kontrol etmek için bir kontrolör var, tüplerin boyutu 1800 mm, tankın hacmi 135-300 litre, ısıtma elemanının gücü 1.5-2 kW. Manifoldlar, güvenlik ve güvenilirliklerini sağlayan uluslararası sertifikalara uygun olarak üretilmektedir.
Vakum tipi toplayıcı nasıl
Güneş enerjisi nedeniyle odalara ısı ve sıcak su sağlayan modern vakum cihazları teknolojik olarak biraz farklıdır ve aşağıdaki gibi alt gruplara ayrılır:
- cam koruyucu kaplamasız boru şekilli;
- azaltılmış dönüşümlü modül;
- standart düz versiyon;
- şeffaf ısı yalıtımlı cihaz;
- hava birimi;
- düz vakum manifoldu.
Hepsinin ortak bir yapıcı benzerliği vardır, bu nedenle şunlardan oluşur:
- havanın tamamen pompalandığı dış şeffaf boru;
- sıvı veya gaz halindeki bir ısı taşıyıcının hareket ettiği büyük bir boruya yerleştirilmiş ısıtılmış bir boru;
- daha büyük kalibreli boruların bağlandığı ve içine yerleştirilen ince boruların sirkülasyon devresinin girdiği bir veya iki prefabrik dağıtıcı.
Tüm yapı, benzeri görülmemiş bir yüksek düzeyde ısı yalıtımının korunduğu şeffaf duvarlı bir termosu andırıyor. Bu özellik sayesinde, iç borunun gövdesi, kalitatif olarak ısınma ve enerji kaynağını içeride dolaşan soğutucuya tam olarak verme yeteneği kazanır.
Kollektör nedir ve güneş kollektörlerinin amacı
Güneş kollektörü, radyasyon enerjisini toplayan ve daha sonra depolanan ısıyı tüketicilere aktaran bir cihazdır. Uygulamada, başka bir terim kullanılır - bir güneş kollektörü.
Amaca göre, güneş enerjisi tesisatı (güneş enerjisi tesisatı) kullanımı alt bölümlere ayrılmıştır:
- güneş yoğunlaştırıcılar, güneş enerjisini dar bir akıntıya toplayan cihazlardır. Metali eritmek için kullanılırlar. NPO "Physics-Sun" Enstitüsünde (Taşkent), 5000 ... 5500 ° C'nin üzerinde sıcaklıklara ulaşılan eritme fırınları geliştirildi ve üretildi;
- güneş panelleri - Güneş'ten gelen radyasyonu elektrik enerjisine dönüştürmek için cihazlar;
- solar tuzdan arındırma tesisleri - yüksek oranda mineral tuz içeren sudan tatlı su elde etmek için tasarlanmış makineler;
- güneş enerjisi ile kurutma tesisatları - güneş enerjisi kullanılarak sebze ve meyvelerden nemin uzaklaştırıldığı termal cihazlar;
- güneş ısıtıcıları (güneş enerjili hava toplayıcı), ısı akışını kızılötesi radyasyondan ısı taşıyıcılarına aktarmak için kullanılan tesisatlardır.
Vakum toplayıcı çeşitleri
Vakum toplayıcı çeşitleri
Kollektörlerin tasarımında kullanılan iki tür cam tüp vardır:
- eş eksenli;
- tüy.
Her birine daha yakından bakalım.
Koaksiyel tüp
Çift şişeden oluşan bir tür termostur. Dış ampul, ısı emici özel bir madde ile kaplanmıştır. İki tüp arasında bir vakum oluşturulur. Bu, çalışma sırasındaki ısının doğrudan cam ampullerden aktarılmasını sağlamayı mümkün kıldı.
Her tüpün içinde bir tane daha bakır vardır (eterik bir sıvı ile doldurulur). Sıcaklık yükseldikçe bu sıvı buharlaşır, depolanan ısıyı aktarır ve yoğunlaşma olarak geri akar. Sonra döngü defalarca tekrar eder.
Tüy tüpü
Bu tür bir tüp, tek duvarlı bir ampulden oluşur. Bu arada, koaksiyel benzerlerini duvar kalınlığında önemli ölçüde aşıyorlar. Bakır boru, nem emici bir maddeyle işlenmiş özel bir oluklu levha ile güçlendirilmiştir. Bu durumda havanın tüm ısı kanalından pompalandığı ortaya çıktı.
Bu arada, bu tür kanallar da farklıdır:
- doğrudan akış;
- Pipe'a vur.
"Hit Pipe" tipi kanallar
Vakumlu güneş kollektörü tipi "Isı Borusu" içinde ısı transferi
Diğer isimleri ısı borularıdır. Şu şekilde çalışırlar: Sıcaklık yükseldiğinde, kapalı borulardaki eterik sıvı kanalda yükselir ve ardından orada özel olarak donatılmış bir ısı toplayıcıda yoğunlaşır. İkincisinde, sıvı ısı enerjisini aktarır ve tüpten aşağı iner. Isı toplayıcıdan ısı, sirküle eden bir ısı taşıyıcı kullanılarak sisteme daha da aktarılır.
2 borulu manifoldlu koaksiyel vakum borusu ısı borusu
Buradaki metal boruların sadece bakır değil aynı zamanda alüminyum da olabileceği karakteristiktir.
Doğrudan akışlı kanallar
Cam tüp içindeki bu kanalların her birinde aynı anda iki metal boru bulunmaktadır. Bunlardan birinde sıvı şişeye girer, orada ısınır ve ikinciden çıkar.
Kendi elinizle bir vakum manifoldu yapmak
Önemli! Kendi elinizle vakum tipi bir güneş kolektörü yapmak son derece zordur. Maliyetler çok yüksek olabilir.
Kendi ellerinizle vakumlu güneş kolektörü yapabilirsiniz. Süt endüstrisi veya sağım makineleri için cam tüpler satın almanız gerekecektir.Farklı bağlantı şemalarında monte edilebilecekleri özel kauçuk manşonlarla birlikte gerçekleştirilmektedir.
Cam boruların içine siyah boyalı çelik veya bakır borular yerleştirmeniz gerekecektir. Kaynak veya lehimlemenin ek olarak, örneğin polietilen köpükten kesilmiş ısı yalıtım bantları ile korunması gerekecektir.
Vakumlu tipte bir güneş kolektörü yaparken, havayı cam borulardan dışarı pompalamak gerekecektir. Hava, bir vakum pompası kullanılarak boşaltılır. Burada, emme borusunu vakum pompasından çıkardıktan hemen sonra sıkıca kapanacak özel bir bağlantı parçası kullanmanız gerekir. Modern plaka cihazları, ilk atmosferik değerin% 25 ... 30'una kadar bir vakum elde etmeyi mümkün kılar.
İşe başlamadan önce güçlü yönlerinizi değerlendirmelisiniz. Bu tür cihazların üretimi oldukça pahalıdır. Burada sadece pahalı aletlere ve cihazlara ihtiyaç duyulmaz. Ayrıca vakum kurulumlarıyla çalışma becerisine de ihtiyacınız var.
Kurulumu hazır elemanlardan monte edebilirsiniz:
- Kurulum için bir çerçeve yapılır.
- Ana noktalara göre yönlendirin.
- Isı eşanjörlü koaksiyel tüpler satın alın.
- Besleme ve deşarj boru hatlarının montajı yapılır.
- Vakum tüpleri takılır ve ana boru hatlarına bağlanır.
- Şişelerin ve boru hatlarının tüm bağlantı noktalarının ısı yalıtımı üzerinde çalışın.
Avantajlar ve dezavantajlar
Solar vakum kollektörleri düz olanlara göre daha az ısı kaybına sahiptir. Kollektör üretiminde vakum nanoteknolojisinin kullanılması, güneş sistemlerinin yüksek verim ve güvenilirliğine ulaşılmasını mümkün kılmıştır.
Vakum toplayıcı kullanmanın temel avantajlarını ele alalım:
- Verim. Kollektör borularında bir vakum vardır - sonbahar-kış döneminde bile optimal bir ısı seviyesini korumanıza izin veren ideal bir ısı yalıtkanı. Verimliliği yüksek seviyede tutarak, vakum kollektörünün verimliliği düz kollektörden% 40 daha fazladır.
- Güvenilirlik. Vakum kollektörlerinin kullanım ömrü yaklaşık 30 yıldır. Dayanıklılıkları ve sorunsuz çalışmaları, modern dayanıklı malzemelerden kaynaklanmaktadır. Vakum tüpleri yüksek kaliteli bakır içerir. Tüplerin dış muhafazası, yüksek yüklere dayanabilen borosilikat camdan yapılmıştır. Vakumlu toplayıcıların kullanımı özellikle fırtınaların, kasırgaların ve doluların nadir olmadığı iklim bölgeleri için önemlidir.
- Güneş enerjisi verimliliği. Vakum toplayıcı emicinin silindirik şekli, düz düzelticinin dönüştüremediği dağınık güneş enerjisini bile yakalar ve tutar. Bir vakum güneş enerjisi sisteminin emicisinin bir metrekaresinden, düz tip bir güneş enerjisi tesisinin benzer bir alanına göre% 40 daha fazla güneş enerjisi tutulabilir. Tüplerin yuvarlaklığı, sabahın erken saatlerinden akşamın geç saatlerine kadar% 97'ye kadar güneş enerjisi almanızı sağlar.
- Kullanım kolaylığı. Vakum tüpünün hasar görmesi durumunda sistemin çalışması durdurulmadan değiştirilir (sirkülasyon sıvısının boşaltılmasına gerek yoktur). Isı eksikliği varsa, birkaç boru ekleyebilir ve fazlalık varsa geçici olarak kaldırabilirsiniz. Vakum manifoldunu kar veya buzdan temizledikten sonra, hızla çalışır hale gelir. Kollektör yüzeyi, ince cam kaplaması nedeniyle düşük ısıl atalete sahiptir.
- Suyun dezenfeksiyonu. Güneş sisteminin çalışması sırasında su ısıtmanın sıcaklığı yüksek seviyelere ulaşır, bu da dezenfeksiyonunu sağlar ve patojenik organizmaların çoğalmasını önler.
- Kurulum kolaylığı. Vakum toplayıcıları kurarken özel bir zorluk yoktur, uyulması gereken en önemli şey, kollektörü tüplerin içindeki sıvının aşağı akmasına izin verecek bir açıda konumlandırmaktır.
Güneş enerjisiyle ısıtmanın dezavantajları, düşük sıcaklıklarda ve geceleri son derece düşük verime indirgenmiştir, bu nedenle soru, bu ısıtma sisteminin evde tek olamayacağıdır. Ayrıca vakumlu güneş kollektörleri düz olanlardan daha pahalıdır.
Vakumlu güneş enerjisi tesisatları, nüfus ve büyük şirketler arasında giderek daha popüler hale geliyor. Daha önce birçok kişi sorunun fiyatından korktuysa, bugün ekipmanın maliyeti biraz azaldı ve işlevsellik geliştirildi ve değiştirildi.
SKE tipi vakum tüpünün çalışma prensibi.
Güneş enerjisi sisteminin anahtarı cam vakum tüpüdür. Her vakum tüpü iki cam ampulden oluşur.
Dış şişe, 18 m / s hızla düşen ve çapı 35 mm'ye kadar olan dolu taşlarının etkisine dayanabilen son derece sert borosilikat camdan yapılmıştır.
İç ampul de borosilikat camdan yapılmıştır ve ALN / AIN-SS / CU emici katmanların kademeli olarak değiştirildiği özel üç katmanlı bir kaplama ile kaplanmıştır. Yeni teknolojilerin kullanılması sayesinde, ürünün kendisine zarar vermeden direk güneş ışığında tüpün ortasında + 380 ° C'ye ulaşmayı sağlayan yüksek absorpsiyon katsayısı ve düşük vuruş kabiliyeti elde edilir.
Ters ısı iletimini ve konvektif ısı kaybını önleyen bir vakum oluşturmak için iki cam ampul arasında hava pompalanır. Cam ampulün ortasında, ortasında düşük kaynamalı ve buharlaşan bir sıvının bulunduğu, soğutucunun ısısını aktarma işlevini yerine getiren, saf kırmızı bakırdan yapılmış sızdırmaz bir ısı borusu (ISI BORUSU) vardır. Aşağıdaki şekil vakum tüpünün çalışma prensibini göstermektedir.
Karasal koşullar altında güneş radyasyonunun ana yoğunluğu 0.28 µm - 3 µm spektral aralıktadır. Borosilikat cam, 0,4 mikron - 2,7 mikron aralığında güneş radyasyonu dalgalarını iletir. Dış şeffaf şişe içinden nüfuz ederek, üzerine oldukça seçici bir opak soğurucu katmanın uygulandığı ikinci şişe üzerinde enerji tutulur.
Işığın soğurucu tarafından emilmesi ve ardından yayılmasının bir sonucu olarak, dalga boyu 11 μm'ye çıkar. Cam, bu uzunluktaki elektromanyetik dalgalara karşı aşılmaz bir engeldir. Soğurucuya giren güneş enerjisi sıkışmış durumda. Güneş ışınlarını emen emici, harici bir ampul olmadan bile + 80 ° C'ye kadar ısınabilir. Bu tür bir sıcaklığa ısıtılan emici, ikinci ampulün gövdesine nüfuz ederek ISI BORUSUNA aktarılan ısı enerjisi yayar. Camın altında biriken enerjiye dayanan sera etkisinin ortaya çıkması nedeniyle ikinci şişenin ortasında sıcaklık + 180 ° C'ye yükselir. Bu ısı, düşük kaynamalı ve buharlaşan bir sıvıyı ısıtır, + 25 ° C - + 30 ° C'de buhara dönüşür, yükselir, soğutucuyla ısı alışverişinin gerçekleştiği ISI BORUSU'nun çalışma kısmına ısı aktarır. Isının serbest bırakılması, buharı yoğuşmaya ve ISI BORUSU'nun dibine akmaya zorlar ve döngü tekrar tekrar eder.
Kolayca kaynayan ve buharlaşan bir sıvının yüksek ısı transfer katsayısı, önemsiz miktarı ve ISI BORUSU'nun nispeten küçük boyutları etkili termal iletkenlik sağlar. ISI BORUSU, termal diyot gibi çalışır. Isıl iletkenlik bir yönde (yukarı) çok yüksek ve ters yönde (aşağı) düşüktür.
İki cam şişe arasında bir vakum sağlamak için, şişenin alt iç kısmına bir baryum tabakası uygulanır. Tüp saklama ve çalıştırma sırasında CO, CO, N, O, HO ve H'yi aktif olarak emer. Baryum tabakası ayrıca vakum durumunun net bir görsel gösterimini sağlar. Beyaz renk, vakum koşullarının ihlal edildiği anlamına gelir.
Vakum ve ısı bakır borularının ideal kombinasyonu bize düz kollektörlere göre şu avantajları sağlar:
Yüksek ısıl verim.Modern ısı transferi yöntemleri sayesinde, yüksek kaliteli emici kaplama.
Geniş çalışma yelpazesi: Düşük termal kapasitesi nedeniyle, yüksek bulutlarda (bulutlardan geçen kızılötesi ışın aralığında) çalışabilir.
Her bir tüp birbirinden bağımsız olarak çalışır. Antifriz, borunun ortasına akmadığından ve erişimi ısı eşanjörü ile sınırlı olduğundan, fiziksel hasar durumunda kolektör çalışmaya devam eder.
Daha iyi toplayıcı verimliliği ile daha az toplayıcı ağırlığı.
Vakum sayesinde kışın daha iyi iş verimliliği. Tüp, -50 ° C'de donlara dayanabilir.
Vakum tüpleri nasıl çalışır?
Boşaltılan güneş kolektörü tüplerinin işlevi, güneş radyasyonunu emmek ve çevreye kaçmasını önlemektir. Termal enerji, vakumlu güneş kollektörünün çalışma bölümünü iki şekilde terk edebilir - doğrudan ısı transferi nedeniyle ve kızılötesi radyasyon şeklinde.
Cam duvarlar arasındaki boşluk, bir vakumda olası doğrudan ısı transferini pratik olarak tamamen dışlar, bunu gerçekleştirebilecek hiçbir madde molekülü yoktur.
Seçici kaplama (emici) güneş enerjisini emer ve dışarı çıkmasını engeller. Emilim ve salım açısından farklılık gösteren bu tür kaplamaların farklı türleri vardır.
Güneş radyasyonunun bir kısmı cam tarafından yansıtılır, ancak önemsizdir - görünür ışık, soğurulan spektrumun yalnızca bir kısmını oluşturur. Yüksek kaliteli kollektörler, mekanik hasara dayanıklı, yüksek mukavemetli borosilikat camdan yapılmıştır.
Borosilikat camın çizilmesi veya matlaştırılması zordur ve verimi değiştirmeden onlarca yıl dayanır.
Nasıl seçilir / finanse edilir
Makalenin başında belirtildiği gibi, vakum manifoldunda ne kadar çok tüp varsa ve ne kadar kalınsa o kadar iyidir. Kollektör, ısıtılan alanın büyüklüğüne göre seçilmelidir.
10 borulu ve 850 mm kollektör çaplı modeller 2-3 odayı tam olarak ısıtabilmektedir. Böyle bir modelin ortalama fiyatı 12.000 ruble.
Orta büyüklükteki özel evler için 20-25 borulu ve 2000 mm'ye kadar kolektör genişliğine sahip bir model seçmeye değer. Ortalama fiyat - 20.000 ruble'den.
Büyük evler için 2.500 mm çapında 30 borulu bir model satın alınabilir. Bu tür cihazların fiyatı 22.000 ruble'den başlıyor.
Ek bileşenlerin de geniş bir fiyat yelpazesine sahip olduğu ve fiyatta önemli ölçüde farklılık gösterebileceği unutulmamalıdır. Örneğin, iki ısı eşanjörlü en pahalı depolama tankının fiyatı 125.000 rubleye ulaşıyor.
Vakumlu güneş kollektörleri ortalama olarak 2-5 yıl içinde kendini amorti eder.
Düz toplayıcılar
Düz bir güneş kolektörü, bir plaka emici kullanarak ısı taşıyıcıyı ısıtır. Oldukça basit bir şekilde düzenlenmiştir. Aslında, bu, özel bir boya ile üstüne siyaha boyanmış, ısıyı emen bir metal levhadır. Bir serpantin tüpü, içinden sıvının dolaştığı plakanın alt yüzeyine sıkıca tutturulur (kaynaklanır).
Seçici siyah mürekkep, neredeyse sıfır yansıma ile maksimum güneş ışığı emilimi sağlar. Emilen ışınlar, soğurucunun altındaki soğutucuyu ısıtır ve bu da daha sonra sisteme beslenir. Isı kaybını en aza indirmek için, emici kollektör gövdesinden ve temperli camdan neredeyse hiç demir oksit içermeyen şekilde yalıtılmıştır. Emicinin üzerine monte edilir ve muhafazanın üst kapağı görevi görür. Ek olarak, bu tür bir camın kullanılması, emicinin ısınmasını ve dolayısıyla soğutucunun sıcaklığını daha da artıran bir tür "sera etkisi" yaratmanıza izin verir.
Güneş kollektörü nasıl çalışır?
Görünür ışığa ek olarak, güneş radyasyonu da görünmez bir kızılötesi spektruma sahiptir. Termal enerjiyi aktaran odur.Araştırmalara dayanarak, ılıman bir iklim kuşağında öğle saatlerinde termal radyasyon yoğunluğunun 5 kW / m2'den fazla olduğu tespit edilmiştir. İncirde. Şekil 1, 48 ° kuzey enlemi için toplam güneş ışığının bağımlılığını göstermektedir.
İncir. 1 Avrupa'nın ılıman bölgesinin farklı dönemleri için güneş radyasyonunun toplam güneşe maruz kalması
Düşünce için yiyecek! Termal radyasyon ikiye ayrılır: doğrudan ve dağınık. Bu nedenle, bulutlu bir günde bile, güneş ısısı akışının akışı hissedilir. Sunulan resimden yaz ve kış dönemlerinde gelen ısı miktarının önemli farklılıklar gösterdiği görülmektedir. Bu nedenle, cihazlar tasarlanırken, maliyetlerle ilgili olarak olası verimlilik dikkate alınır.
Güneş kollektörünün şematik diyagramı Şek. 2. Güneş radyasyonu kollektöre yarı saydam bir çitten girer. Siyaha boyanmış alıcı panelde ısı emilir. Sonuç olarak, siyah gövde ısınır. Sonraki ısı transferi işlemi konveksiyonla gerçekleşir. Isı, ısıtılmış duvardan boru hatlarında hareket eden sıvı (gaz) akışına aktarılır. Hareketli ortam ısınır.
Dikkat! Isı kaybını önlemek için kolektör çiti termal olarak yalıtılmıştır. İçeriden alınan ısı akışı ısıtmak için kullanıldığından, radyasyonu alan panelden yansıyan radyasyonun yoğunluğu düşüktür.
