Vakuuma saules kolektors: darbības princips + kā pats sevi salikt

Liela daļa naudas tiek tērēta karstā ūdens un telpu apkurei. Bet ir arī alternatīvs enerģijas avots - vakuuma saules kolektors. Vai esat par to dzirdējis? Tas ļauj ievērojami samazināt finansiālās izmaksas par komforta uzturēšanu, nodrošinot maksimālu sildīšanas efektu ar minimāliem siltuma zudumiem.

Šo ierīci var iegādāties no sadzīves tehnikas ražotājiem vai patstāvīgi salikt mājās. Lai izvēlētos piemērotu modeli, vēl ir jāizpēta daudz informācijas. Mēs palīdzēsim jums noteikt galvenos pirkuma kritērijus.

Rakstā uzmanība tiks pievērsta darbības principam un vakuuma kolektora dizainam. Mēs runāsim par dažādu modeļu dizaina iezīmēm, apsvērsim šo instalāciju plusus un mīnusus. Turklāt mēs sīki aprakstīsim, kā pats izgatavot un uzstādīt vakuuma saules kolektoru.

Materiālam ir pievienoti video, no kuriem jūs uzzināsit par vakuuma kolektoru svarīgajām īpašībām un darbības principiem.

Vakuuma vienības darbības princips

Vakuuma saules kolektors savā ziņā atšķiras no parastajām saules sistēmām saules enerģijas apstrāde. Klasiskais akumulators vienkārši uztver gaismu un pārveido to elektrībā. Kolektoru veido stikla caurules, kuru iekšpusē ir izveidots vakuums. Izmantojot īpašus dokstacijas mezglus, tie tiek apvienoti vienā sistēmā.

Katras caurules iekšpusē ir viena vai divu vara stieņu kanāls ar dzesēšanas šķidrumu. Uztverot saules starus, aktīvais elements silda siltumu pārnesošo materiālu, tādējādi nodrošinot kolektora darbību.

Sakarā ar šo dizainu ievērojami palielinās enerģijas pārneses līmenis un tiek ievērojami samazināti siltuma zudumi, jo vakuuma slānis ļauj ietaupīt apmēram 95% no sagūstītās saules enerģijas.

Vakuuma saules kolektors, kas atrodas uz privātmājas jumta, visu gadu nodrošinās iedzīvotājiem karstu ūdeni, un aukstajā sezonā tas ļaus ērti sildīt istabu, netērējot daudz naudas

Turklāt samazinās rezervuāra produktivitātes atkarība no sezonalitātes, apkārtējās vides temperatūras un dažādiem laika apstākļiem, piemēram, vēja brāzmām, mainīga mākoņu sega, nokrišņiem utt.

Kā tiek sakārtots vakuuma tipa kolektors?

Mūsdienu vakuuma ierīces, kas saules enerģijas dēļ nodrošina telpas ar siltumu un karstu ūdeni, ir tehnoloģiski atšķirīgas.

Kolekcionāri tiek iedalīti šādos veidos:

• cauruļveida bez stikla aizsargpārklājuma;
• modulis ar samazinātu pārveidi;
• standarta plakanā versija;
• ierīce ar caurspīdīgu siltumizolāciju;
• gaisa vienība;
• plakans vakuuma kolektors.

Vakuuma saules kolektors nodrošina karstu ūdeni un apkuri jebkurā gada laikā un jebkuros laika apstākļos (+)

Visiem no tiem ir kopīga strukturāla līdzība, tāpēc tos veido:

• ārēja caurspīdīga cauruleno kurienes gaiss tiek pilnībā izsūknēts;
• apsildāma cauruleatrodas lielā caurulē, kur pārvietojas šķidrs vai gāzveida dzesēšanas šķidrums;
• viens vai divi saliekamie vārstipie kurām ir savienotas lielāka kalibra caurules, un ir iekļauta iekšpusē ievietotu plānu cauruļu cirkulācijas cilpa.

Viss dizains nedaudz atgādina termosu ar caurspīdīgām sienām, kurā tiek uzturēts nepieredzēti augsts siltumizolācijas līmenis. Sakarā ar šo īpašību, iekšējās caurules korpuss iegūst spēju efektīvi sasildīties un pilnībā dot enerģijas resursus dzesēšanas šķidrumam, kas cirkulē iekšpusē.

Strukturālās nianses un klasifikācija

Vakuuma tipa kolektorus klasificē pēc konstrukcijā uzstādīto stikla cauruļu veida vai siltuma kanālu parametriem. Caurules parasti ir koaksiālas un spalvas, un siltuma kanāli ir U veida taisni un siltumcaurules. .

Koaksiālās caurules raksturojums

Koaksiālās caurules ir dubultā stikla termosa kolba ar vakuuma telpu, kas mākslīgi izveidota starp sienām.Caurules iekšējai virsmai ir īpaša siltumu absorbējoša pārklājuma kārta, tāpēc faktiskā siltuma pārnešana notiek tieši no stikla spuldzes sienām.

Koaksiālās caurules ir izgatavotas no augstas stiprības stikla uz borosilikāta bāzes ar augstu gaismas caurlaidību. Elementiem, atkarībā no ražotāja, ir līdz trim magnetrona izsmidzināšanas slāņiem, tie demonstrē izcilu izturību un izturību pret dažādām atmosfēras izpausmēm (lietus, krusu utt.), Iztur 1 MPa spiedienu un uzticami kalpo 15 gadus

Kā absorbējošs elements stikla caurulē ir pielodēta vara caurule, kurā ir ētera sastāvs. Sildīšanas procesā tas iztvaiko, efektīvi izdala siltumu, kondensējas un izplūst caurules apakšā. Tad cikls atkārtojas, tādējādi izveidojot nepārtrauktu siltuma pārneses procesu.

Spalvu caurules funkcijas

Vakuuma pildspalvas caurulēm ir lielāks sienas biezums nekā koaksiālajām, un tās nesastāv no divām, bet no vienas kolbas. Iekšējais vara absorbcijas elements visā garumā tiek nodrošināts ar spēcīgu pastiprinātāju - gofrētu plāksni ar augsta līmeņa enerģiju absorbējošu pārklājumu.

Sakarā ar šo dizaina īpašību vakuums atrodas tieši siltuma kanālā, kura daļa kopā ar absorbentu tiek integrēta tieši kolbā.

Pildspalvas vakuuma caurulītes iekšpusē ir plāksne, kas pēc formas atgādina pildspalvu. Efektivitātes ziņā tas pārsniedz tā koaksiālā ekvivalenta iespējas, taču tam ir ievērojami augstākas izmaksas, un to ir grūti nomainīt, ja tiek pārkāpts kolbas integritāte vai sildelements sabojājies.

Kolekcionāri, kas izgatavoti, pamatojoties uz spalvu vakuuma caurulēm, tiek uzskatīti par visefektīvākajiem savā klasē, tie lieliski tiek galā ar uzdevumiem un uzticami kalpo daudzus gadus.

Siltumtrases siltuma caurules darbības princips

Siltuma caurules siltuma kanāli sastāv no slēgtām caurulēm, kas satur viegli gaistošu šķidrumu. Saules gaismas ietekmē tas sasilda, nonāk kanāla augšējā reģionā un koncentrējas tur speciālā siltuma savācējā (kolektorā).

Darba šķidrums šajā brīdī izdala visu uzkrāto siltumu un atkal nokrītas, lai atsāktu procesu.

Siltumcaurules siltummaiņa apvalks ir savienots ar kolektora siltummaini ar speciālu ligzdu, kas ir pielodēta pašā 1 caurules siltummainī vai saliekta ar 2 cauruļu siltummaini.

Siltumcaurules siltuma caurules darba elements ir izgatavots no vara, retāk gadījumos - no alumīnija. Tas parāda augstu izturību pret ekspluatācijas slodzēm, ir uzticams 15 gadus, ir pieņemamām izmaksām un ir viens no populārākajiem mūsdienu cauruļu tipa vakuuma saules enerģijas sistēmu elementiem.

Siltumnesējs izvēlas atbrīvoto enerģiju no siltuma rezervuāra un pārnes to tālāk caur sistēmu, tādējādi nodrošinot karstā ūdens pieejamību krānos un radiatoros. Siltuma cauruļu sistēmu ir viegli uzstādīt, un tā darbības laikā demonstrē augstu efektivitāti.

Kolektoriem, kas aprīkoti ar siltuma cauruļu vakuuma caurulēm, ir augsts uzticamības līmenis un tie ir piemēroti lietošanai ne tikai ikdienas dzīvē, bet arī augsta spiediena saules sistēmās

Bojājuma vai kļūmes gadījumā bez jebkādām grūtībām ir iespējams nomainīt bojāto ierīci ar jaunu, neveicot visas sistēmas rekonstrukciju.

Remonta darbus var viegli veikt tieši kolektora atrašanās vietā, neizjaucot agregātu un nepieliekot liekus centienus darbam.

U veida līnijas siltummaini apraksts

Tiešās plūsmas siltummaiņa caurulei ir burta U forma. Ūdens vai apkures sistēmas darba šķidrums cirkulē iekšpusē. Viena elementa daļa ir paredzēta aukstam dzesēšanas šķidrumam, un otrā pareizi izlādē jau uzkarsēto.

Kvēlspējas laikā aktīvā kompozīcija izplešas un nonāk glabāšanas tvertnē, tādējādi radot dabisku šķidruma cirkulāciju sistēmā. Īpašs selektīvs pārklājums, kas tiek uzklāts uz iekšējām sienām, palielina siltuma absorbcijas spēju un palielina sistēmas efektivitāti kopumā.

Salīdzinot ar siltumcauruļu tipa caurulēm, U veida izstrādājumiem ir lielāka hidrauliskā pretestība, tie izvirza paaugstinātas prasības dzesēšanas šķidrumam un ir daudz dārgākas. Kolektori, kas darbojas ar vienreizējām U caurulēm, nevar strādāt zem augsta spiediena un nodrošina augstas kvalitātes siltuma pārnesi tikai siltajā sezonā

U tipa caurules demonstrē augstu veiktspēju un nodrošina stabilu siltuma pārnesi, taču tajā pašā laikā tām ir viens būtisks trūkums. Tās veido vienu neatņemamu konstrukciju ar kolektoriem un vienmēr tiek montētas kopā ar to.

Nomainiet vienu cauruli, kas neizdevās, nedarbosies. Remontam jums būs jāizjauc viss komplekss un tā vietā jāuzliek jauns.

Dažādu modifikāciju salīdzinājums

Saules kolektoru ražošanā siltuma kanāli un vakuuma stikla caurules saules kolektoriem tiek kombinēti dažādās kombinācijās.

Patērētāju vidū vispopulārākie ir koaksiālie modeļi ar siltuma caurules siltuma cauruli. Pircējus piesaista lojālā ierīču cena un ļoti vienkāršais, pieejamais pakalpojums visā dzīves ciklā.

Vakuuma saules kolektors ar darba kanāla siltuma cauruli ir lieliski salabots. Bojātas caurules tiek nomainītas uz vietas, un tās nenozīmē sistēmas demontāžu vai pārvietošanu uz citu vietu. Tomēr siltuma pārnešana šajos modeļos ir apgrūtināta, kuru dēļ izejas efektivitāte nepārsniedz 65%

Vakuuma ierīces ar siltuma cauruļu kanāliem demonstrē augstu uzticamību, un tām nav ierobežojumu lietošanai, pat augsta spiediena saules termiskajos kompleksos.

Ierīces ar koaksiālo kolbu, kas satur tiešas plūsmas U formas kanālus, ir iekļautas arī populāro sarakstā. Tos raksturo tādi parametri kā zems siltuma zudums un efektivitāte no 70% un vairāk.

Pareizai darbībai ir pareizi jāuzstāda vakuuma ierīce ar U-kanālu. Vēlams, lai minimālais slīpuma leņķis būtu vismaz 20⁰. Tikai šajā gadījumā būs iespējams nodrošināt maksimālu atdevi

Situācija ir nedaudz sabojāta: sarežģīts remonta process, īpaša uzturēšana ekspluatācijas laikā un nespēja nomainīt vienu bojātu agregātu. Ja ar ierīci kaut kas notiek, tā tiek demontēta un tiek ievietots pilnīgi jauns kolektors.

Strūklaku caurules ir strukturāli no viena stikla izgatavots cilindrs ar sabiezētām stiprām sienām (atkarībā no ražotāja, no 2,5 mm un augstāk). Tajā esošais pildspalvas absorbējošais ieliktnis cieši pieguļ darba kanālam, kas izgatavots no siltumvadītāja metāla.

Gandrīz ideāla izolācija rada vakuuma telpu stikla trauka iekšpusē. Absorbents nodod absorbēto siltumu bez zaudējumiem un nodrošina sistēmas efektivitāti līdz 77%.

Nepareizas darbības gadījumā ir jāremontē kolektori, kas aprīkoti ar spalvu caurulēm. Nav nepieciešams mainīt visu sistēmu, pietiek ar to, lai atklātu bojātu vienību, demontētu to un šajā vietā ievietotu jaunu.

Modeļi ar spalvu elementu ir nedaudz dārgāki nekā koaksiālie, taču augstās efektivitātes dēļ tie nodrošina pilnvērtīgu komfortu telpā un ātri atmaksājas.

Visefektīvākās un efektīvākās ir spalvu kolbas ar iekšējiem tiešās plūsmas kanāliem. To faktiskā efektivitāte dažreiz sasniedz rekordaugstu līmeni - 80%.

Uzstādot spalvu caurules rāmī, katras daļas kodolā tiek uzlikts stiprs saspiešanas uzgrieznis ar gredzenu un karstumizturīga blīve.Tas nodrošina visas struktūras integritāti un ļauj kolektoram pilnībā darboties jebkuros apstākļos

Izstrādājumu cena ir diezgan augsta, un remonta laikā ir nepieciešams no sistēmas izvadīt visu dzesēšanas šķidrumu un tikai pēc tam turpināt problēmu novēršanu.

Kādai vajadzētu būt siltuma izlietnei?

Siltuma kolektors ir vēl viens ļoti svarīgs vakuuma kolektora darba elements. Caur šo mezglu uzkrātais siltums no caurulēm tiek pārnests uz dzesēšanas šķidrumu.

Siltuma kolektors atrodas ierīces augšējā daļā. Viens no tā komponentiem, vara kodols, saņem enerģiju un nodod to galvenajam siltumnesējam, kas cirkulē slēgtā sistēmā “tvertņu kolektora siltummainī”.

Ja sistēma ir savienota, tiek garantēta pareiza darbība cirkulācijas sūknis. Automatizācija, kas kontrolē apkures kompleksu, skaidri uzrauga temperatūras līmeni kanālos un, ja tā nokrītas zem pieļaujamā kritiskā minimuma (piemēram, naktī), apstādina sūkni.

Tas ļauj izvairīties no apgrieztas sildīšanas, kad dzesēšanas šķidrums sāk savākt karstā ūdens siltumu, kas savākts uzglabāšanas tvertnē.

Plusi un mīnusi vakuuma tipa kolektoriem

Vienību galvenā priekšrocība ir gandrīz pilnīga siltuma zudumu neesamība ekspluatācijas laikā. Tas nodrošina vakuuma vidi, kas ir viens no augstākās kvalitātes dabiskajiem izolatoriem. Bet pabalstu saraksts ar to nebeidzas.

Ierīcēm ir citas izteiktas priekšrocības:

• darba efektivitāte pie zemas temperatūras indikatoriem (līdz -30 ° С);
• spēja uzkrāt temperatūru līdz 300 ° C;
• maksimālā iespējamā siltumenerģijas absorbcija, ieskaitot neredzamo spektru;
• darbības stabilitāte;
• zema uzņēmība pret agresīvām atmosfēras izpausmēm;
• zems blīvums cauruļveida sistēmu strukturālo īpatnību dēļ, kas pašas par sevi var iziet dažāda blīvuma gaisa masas;
• augsts efektivitātes līmenis reģionos ar mērenu un vēsu klimatu ar nelielu skaitu skaidru un saulainu dienu;
• izturība, ievērojot darbības pamatnoteikumus;
• pieejamība remontam un spēja mainīt ne visu sistēmu, bet tikai vienu neveiksmīgu fragmentu.

Trūkumi ir kolektoru nespēja pašattīrīties no sasaluma, ledus, sniega un augstās komponentu cenas, kas vajadzīgas vienības montāžai mājās.

Saules kolektors ir efektīva ierīce, kas ļauj pārveidot saules enerģiju siltumenerģijā praktiski bez zaudējumiem

DIY montāža

Vakuuma kolektora montāžas process sākas ar pamatnes rāmja izgatavošanu darba priekšmetiem. Tas tiek nekavējoties uzstādīts vietā, kas paredzēta vienībai.

Rāmja izmērs un izmēri pilnībā ir atkarīgi no modeļa, kuru plānojat izgatavot, un parasti tas ir noteikts instrukcijās, kas atrodas starp komponentiem apliecinošajiem dokumentiem.

Gatavais kolektora rāmis ir piestiprināts pie jumta tā, lai tas ieņemtu skaidru pozīciju un nepārvērstos. Ja ēkas jumts ir šīfera, viņi izmanto virpuļu sijas un liela kalibra biezas skrūves. Citiem jumta materiāliem tiek izmantoti parastie enkuri.

Es piestiprinu vietas, kur rāmis robežojas ar jumta virsmu, ar hermētiķi, lai nākotnē ūdens caur atverēm neieietu mājā. Pēc tam uzglabāšanas tvertne tiek nogādāta uzstādīšanas vietā un tiek piestiprināta ar skrūvēm rāmja augšējā daļā.

Nākamais solis ir savākt sildītāju, temperatūras sensoru un automatizētu gaisa ventilāciju. Visas palīgierīces un ar tām saistītās detaļas tiek novietotas komplektācijā iekļautajos mīkstinātājos. Lai fiksētu temperatūras sensoru, izmantojiet uzmavas atslēgu.

Pēc tam aprīkojiet ūdens komunikāciju piegādi. Šim nolūkam caurules tiek ņemtas no jebkura materiāla, kas izturīgs pret zemas temperatūras indikatoriem un spēj izturēt līdz 95 ° C. Labi pierādīts polipropilēna caurules un veidgabali.

Polipropilēna caurules ir ideāli piemērotas, lai organizētu saules kolektora savienojumu ar viesistabas santehnikas sistēmu. Armatūrai ir labas fizikālās īpašības un darbības izturība, tā kalpo daudzus gadus un ir viegli nomaināma plaisu vai plīsumu gadījumā

Pieslēdzot ūdens padevi, uzglabāšanas tvertni piepilda ar ūdeni un pārbauda, ​​vai tajā nav noplūdes. Ja noplūdes tiek konstatētas kaut kur 3-4 stundu laikā, tās tiek labotas.

Beigās tiek uzstādīti sildelementi. Lai to izdarītu, vara caurule tiek ietīta alumīnija loksnē un ievietota vakuuma mēģenē, kas izgatavota no stikla. No apakšas uz kolbas tiek uzlikts stiprinājuma kauss un putekļi no izturīgas, elastīgas gumijas.

Caurules augšējais vara gals ir pilnībā iespiests misiņa kondensatorā. Viskozā termiskā kontakta smērviela no caurulēm netiek noņemta. Bloķēšanas mehānisms tiek nofiksēts uz stiprinājuma, un visas atlikušās stikla caurules ir uzstādītas uz tā paša principa.

Cauruļveida saules kolektoriem ir nepieciešama regulāra apkope un obligāta tīrīšana, īpaši intensīvas snigšanas laikā. Ja jūs ievērosit šos vienkāršos noteikumus, tie darbosies ilgu laiku un uzturēs augstu efektivitāti visā darbības periodā.

Uz konstrukcijas ir novietots montāžas bloks, tam ir pievienots 220 voltu barošanas avots, un sistēmai ir pievienoti trīs palīgierīces - sildelements, gaisa izvads un temperatūras sensors.

Pēdējais, kas savieno kontrolieri, ir paredzēts pareizai kompleksa pārvaldībai. Vēlamie darbības parametri tiek ievadīti kontroliera izvēlnē un sistēma tiek palaista standarta režīmā.

Soli pa solim ir sniegti norādījumi par saules kolektora uzbūvi šo rakstu.

Kā ievietot ierīci?

Lai vakuuma kolektors pilnībā darbotos un efektīvi nodrošinātu dzīvojamo istabu ar nepieciešamo enerģiju, viņam ir jāatrod vispiemērotākā vieta un pareizi jāorientē ierīce attiecībā pret pasaules malām.

Vakuuma tipa saules kolektori ir daudz praktiskāki nekā to līdzīgie kolēģi. Kad viena no darba caurulēm sabojājas un neizdodas, to ir ļoti viegli nomainīt pret jaunu. Pēc tam sistēma turpinās darboties tāpat kā iepriekš. Ja uzreiz nav iespējas savā vietā ievietot jaunu elementu, tam nav nozīmes. Vienība varēs veikt savus “pienākumus”, pat ja būs pieejams mezgls ar bojātu elementu

Ziemeļu puslodes apmetnēm ir svarīgi kolektoru novietot mājas jumta dienvidu daļā vai vietnes saulainajā pusē. Ir vēlams nodrošināt minimālu novirzi ierīces plaknei.

Ja nav iespējas virzīt virsmu uz dienvidiem, ir vērts izvēlēties starp rietumiem un austrumiem visvairāk gaismas leņķi atklātā telpā.

Vakuuma tipa kolektora augstā darba efektivitāte ir saistīta arī ar to, ka tas darbojas pēc spoguļa principa un izlīdzina tā siltumspēju, pamatojoties uz pašreizējo saules augstumu.

Saules enerģijas kompleksam nevajadzētu aptvert skursteņus, dekoratīvos jumta seguma fragmentus, koku zaru izplatīšanos un augstās dzīvojamās vai tehniskās ēkas. Tas samazinās efektivitāti un samazinās aktīvo elementu sildīšanas līmeni.

Ja iekārta atrodas pareizi, tā nodrošinās gandrīz vienādu siltuma pārnesi visu gadu, neatkarīgi no gadalaika.

Ja nav daudz pieredzes sarežģītu remonta, uzstādīšanas un atslēdznieku darbu veikšanā, cauruļu vakuums mājās ir neracionāls. Šis process ir ļoti darbietilpīgs un prasa īpašas zināšanas un specializētu aprīkojumu.

Turklāt pašizveidotiem vakuuma tipa elementiem ir daudz zemāks efektivitātes līmenis nekā rūpnīcas detaļām. Tāpēc vissaprātīgāk ir iegādāties produktus no specializēta ražotāja un pēc tam mēģināt salikt vairākas sadaļas mājās.

Vietnē ir rakstu izlase par saules apkures sistēmas izvietojumu, iesakām izlasīt:

1. Saules apkures sistēmas: uz saules sistēmām balstītas apkures tehnoloģijas analīze
2. Privātmājas sildīšana ar saules paneļiem: shēmas un ierīce
3. Elastīgi saules paneļi: veidi, raksturlielumi + savienojuma īpašības

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Sīks, detalizēts vakuuma caurules apraksts, tās darbības princips un saules kolektora darbības iezīmes kopumā. Autore runā par dažām interesantām niansēm un parāda, ka uzstādīšana var būt reāla alternatīva gāzes katlam.

Interesanta informācija par saules kolektora darbu ziemā.

Kā mājās ar savām rokām uzstādīt vakuuma saules kolektoru. Visas procesa nianses, ieteikumi un noderīgi padomi.

Zinot cauruļveida vakuuma saules kolektora darbības pamatprincipu, jūs varat pats montēt ierīci. Instalācija pilnībā atbildīs individuālajām individuālajām prasībām un vajadzībām.

Tas nav pārāk grūti, taču tam nepieciešama pastiprināta uzmanība, rūpīgums un noteiktas prasmes, pretējā gadījumā ievērojami palielinās risks sabojāt kolbas integritāti un pārkāpt tās integritāti.

Visi, kurus interesē jautājums par saules kolektora izvēli, uzstādīšanu vai pašmontēšanu, tiek aicināti atstāt komentārus un uzdot jautājumus. Kontakta forma atrodas apakšējā blokā.