Вакумски соларни колектор уређај са цевима

Ефикасност различитих врста цеви

Оцена ефикасности вакуумских колектора у зависности од врсте инсталираних цеви:

1. У-облика (У-тип);
2. Твин цоакиал;
3. Феатхер;
4. Коаксијални (Хеат Пипе);
5. Термосифон (отворен).

Ова оцена карактерише различите системе уопште, јер перформансе зависе од карактеристика дизајна, особина коришћених материјала и дизајнерских решења. На степен ефикасности вакуумског колектора утичу следећи фактори:

• Коефицијенти апсорпције и емисивности апсорбера;
• Максимални радни притисак у систему;
• Квалитет и топлотна проводљивост материјала на спојевима;
• Присуство и својства металног апсорбера дуж унутрашњег периметра стакленог зида;
• Отпорност стакла на механичка оптерећења;
• Карактеристике дизајна - дебљина зида, квалитет метала итд.

Важно!
Многи произвођачи вакуумских цеви и колектора прецењују своје перформансе. Стварна количина топлоте која се може добити зависи од многих фактора и мора се израчунати појединачно.

Опште напомене

Све наведено важи за скупе и квалитетне соларне колекторе. У међувремену, на руском тржишту се сада појавио велики број система различитих произвођача. Шта су соларни колектори и шта је боље изабрати? Како не бити преварени у очекивањима и изабрати праву опцију?

Равни соларни колектори:

Равни соларни колектори су европски, руски и кинески. Димензије могу варирати, снага се стандардно процењује по површини колектора.

1. европски. Обично се испоручују из Немачке, ретко из Италије или других европских земаља. Готово сви произвођачи колектора су високог квалитета израде и највеће могуће ефикасности за равне колекторе. Цена је висока.

2. руски. Квалитет зависи од произвођача. Најбољи узорци су и даље инфериорни у односу на европске моделе. Најгоре су упоредиве са јефтиним кинеским опцијама. Ефикасност такође варира. Пре инсталације, боље је затражити повратне информације о овој врсти колектора и проценити применљивост на ваш пројекат. Цена је просечна.

3. кинески. Квалитет зависи од произвођача. Најбољи узорци познатих компанија су инфериорни у односу на европске моделе и упоредиви су са руским.Постоје јефтини колектори са равним плочама без марке - квалитет је обично низак, а ефикасност је такође ниска, иако их је могуће користити у системима за грејање воде. Цена је ниска.

Вакумски соларни колектори:

Вакумски соларни колектори се испоручују скоро искључиво из Кине, у Русији се не производе. У Европи се производе у релативно малом обиму, али се практично не испоручују у Русију.

1. Са грејним цевима. Најчешћи тип вакуумских колектора. Унутар стаклених вакуумских цеви су специјалне бакарне цеви које преносе енергију на расхладну течност. Квалитет варира од веома високог у најбољим фабрикама у Кини до веома ниског у малим и занатским индустријама. Висококвалитетни колектори се одликују високом чврстоћом стакла и повећаним нивоом апсорпције сунчеве енергије захваљујући специјалним селективним нано-премазима. Цеви ниског квалитета су ломљиве и слабо упијају топлоту. Тешко је визуелно разликовати квалитетан од неквалитетног, тако да се треба фокусирати на познате брендове. Највећи произвођач вакуумских колектора у Кини је Химин Солар, чији су производи највишег квалитета.

2. Са У-цевима. У овим колекторима, соларна енергија се преноси кроз мини-бакарна кола (У-цеви) смештена унутар сваке стаклене сијалице. У поређењу са цевима за грејање, ово резултира повећањем ефикасности за 10-15%. Производња оваквих колектора је технолошки напреднија, па се најчешће ради о висококвалитетним соларним колекторима познатих компанија од којих је највећа Химин Солар.

Главна препорука

Ако вам је потребна само топла вода, можете изабрати и равне и вакуумске соларне колекторе. Вакумски колектор ће имати већу ефикасност само у зимском и облачном времену.

За грејање у руској клими треба користити само вакуумске колекторе.

Запамтите да се магија не дешава и без обзира на врсту колектора, потребан је додатни извор енергије у случају дужег облачног времена.

И што је најважније, не купујте производе сумњиве производње и непознатог квалитета, верујте само познатим брендовима.

Овај чланак је прочитан 6137 пута!

Које врсте соларних колектора постоје

Такви системи су два типа: равни и вакуумски. Али, у суштини, њихов принцип рада је сличан. Они користе сунчеву топлоту за загревање воде. Разликују се само у уређају. Хајде да детаљније погледамо принципе рада ових врста соларних система.

раван

Ово је најједноставнији и најјефтинији тип колектора. Функционише на следећи начин: Бакарне цеви се налазе у металном кућишту, које је изнутра третирано високо ефикасним апсорбером перја да апсорбује топлоту. Кроз њих циркулише расхладна течност (вода или антифриз), која апсорбује топлоту. Даље, ова расхладна течност пролази кроз измењивач топлоте у резервоару за складиштење, где преносим топлоту директно у воду коју можемо користити, на пример, за грејање куће.

Горњи део система је прекривен стаклом високе чврстоће. Све остале стране кућишта су изоловане изолацијом како би се смањили губици топлоте.

Предности	Недостаци
Панели са ниским трошковима	Ниска ефикасност, око 20% нижа од вакуума
Једноставан дизајн	Велики губитак топлоте кроз тело

Због лакоће производње, такви системи се често израђују чак и сопственим рукама. У грађевинским продавницама можете купити потребне материјале.

вакуум

Ови системи раде мало другачије, то је због њиховог дизајна. Панел се састоји од дуплих цеви. Спољна цев има заштитну улогу. Израђени су од стакла високе чврстоће. Унутрашња цев има мањи пречник и прекривена је апсорбером који акумулира сунчеву топлоту.

Даље, ова топлота се преноси на топлоту помоћу скидача или шипки од бакра (долазе у неколико врста и имају различиту ефикасност, размотрићемо их мало касније). Одстрањивачи топлоте преносе топлоту уз помоћ носача топлоте у акумулациони резервоар.

Између цеви постоји вакуум, што смањује губитак топлоте на нулу и повећава ефикасност система.

Предности	Недостаци
Висока ефикасност	Виша цена у односу на стан
Минимални губитак топлоте	Немогућност поправке самих цеви
Лако се поправља, цеви се могу мењати једну по једну
Велики избор врста

Врсте елемената за уклањање топлоте (апсорбера), од 5

• Упијач перја са директним термичким каналом.
• Упијач перја са топлотном цеви.
• Вакумски колектор са директним протоком у облику слова У са коаксијалном сијалицом и рефлектором.
• Систем са коаксијалном боцом и топлотном цеви "хеат пипе".
• Пети систем су равни колектори.

Хајде да погледамо ефикасност различитих апсорбера, а такође их упоредимо са равним колекторима. Прорачуни су дати за 1 м2 панела.

Ова формула користи следеће вредности:

• η је ефикасност колектора, коју израчунавамо;
• η₀ - оптичка ефикасност;
• к₁ - коефицијент топлотног губитка В/(м² К);
• к₂ - коефицијент топлотног губитка В/(м² К²);
• ∆Т је температурна разлика између колектора и ваздуха К;
• Е је укупан интензитет сунчевог зрачења.

Користећи ову формулу, користећи горе наведене податке, можете сами да извршите прорачуне.

Једноставно речено, ефикасност зависи од количине топлоте коју бакарни расхладни одводи апсорбују и количине топлотног губитка у систему.

Системи са проточним грејачима или термосифоном

По својој структури могу бити и равни и вакумски. Користе се исти принципи рада. Међутим, они имају једну значајну разлику у техничком уређају.

Овај систем може да ради без додатног резервног резервоара за складиштење и пумпне групе.

Принцип рада је следећи. Загрејана расхладна течност се акумулира у основном резервоару, који се налази у горњем делу система, обично 300 литара. Кроз њега пролази калем кроз који циркулише вода од притиска самог водоводног система куће. Загрева се и иде до потрошача.

Предности	Недостаци
Ниска цена због одсуства дела опреме.	Ниска ефикасност система у зимској сезони и ноћу
Лакоћа уградње, потребан је минималан напор, јер је систем опремљен свим потребним

Врсте вакуумских колектора

Соларни колектори различитих типова садрже вакумске цеви различитих величина. Што је цев већа и што је дебља, то ће колектор снабдевати више енергије. Дужина цеви је најмање 1 метар, максимална дужина је већа од два метра. Цеви пречника мањег од 58 мм нису добродошле јер су мање ефикасне.

Бојлере је потребно с времена на време очистити, али како то учинити, прочитајте у чланку испуштање воде из бојлера. О акумулационим бојлерима Термек погледајте рецензије овде.

Топлотне цеви су такође различите:

• Бакарне цеви, које се налазе у стакленим цевима, загревају се. Топлота испарава расхладно средство, подиже се до врха цеви и кондензује.
• У систему са У-цевима, расхладна течност, пролазећи кроз доњи део цеви, загрева се и брзо пролази кроз њен горњи део - ово је систем затвореног кола. Одликује се убрзаним преносом топлоте и 15-20% је ефикаснији од стандардних система.

Принцип рада соларних грејача

Пре него што се упустите у производњу домаћег соларног система, вреди проучити дизајн фабрички направљених соларних колектора - ваздуха и воде. Први се користе за директно загревање простора, други се користе као бојлери или расхладна течност без смрзавања - антифриз.

Главни елемент соларног система је сам соларни колектор, који се нуди у 3 верзије:

1. Равни бојлер. То је запечаћена кутија, изолована одоздо. Унутра се налази пријемник топлоте (апсорбер) од металног лима, на који је причвршћен бакарни калем. Одозго је елемент затворен јаким стаклом.
2. Дизајн колектора за грејање ваздуха је сличан претходној верзији, само ваздух који пумпа вентилатор циркулише кроз цеви уместо расхладне течности.
3. Уређај цевастог вакуумског колектора се суштински разликује од равних модела. Уређај се састоји од издржљивих стаклених боца, у које су постављене бакарне цеви.Њихови крајеви су повезани са 2 линије - довод и повратак, ваздух се испумпава из тиквица.

Додатак. Постоји још једна врста вакуумских бојлера, где су стаклене боце чврсто затворене и напуњене посебном супстанцом која испарава на ниској температури. Током испаравања, гас апсорбује велику количину топлоте која се преноси на воду. У процесу размене топлоте, супстанца се поново кондензује и тече на дно балоне, као што је приказано на слици.

Уређај директно загрејане вакуумске цеви (лево) и боце напајане испаравањем/кондензацијом течности

Наведени типови колектора користе принцип директног преноса топлоте сунчевог зрачења (иначе - инсолације) на текућу течност или ваздух. Равни бојлер ради овако:

1. Вода или антифриз који пумпа циркулациона пумпа креће се кроз бакарни измењивач топлоте брзином од 0,3-0,8 м / с (иако постоје и гравитациони модели за туш на отвореном).
2. Сунчеви зраци загревају упијајућу плочу и завојну цев која је чврсто повезана са њим. Температура расхладне течности која тече расте за 15-80 степени у зависности од сезоне, доба дана и времена на улици.
3. Да би се искључили губици топлоте, дно и бочне површине тела су изоловане полиуретанском пеном или екструдираном полистиренском пеном.
4. Прозирно горње стакло обавља 3 функције: штити селективни премаз апсорбера, не дозвољава да ветар дува преко завојнице и ствара херметички слој који задржава топлоту.
5. Врућа расхладна течност улази у измењивач топлоте резервоара за складиштење - пуферски резервоар или котао за индиректно грејање.

Пошто температура воде у кругу уређаја варира са променом годишњих доба и дана, соларни колектор се не може користити директно за грејање и потрошну топлу воду. Енергија добијена од сунца се преноси на главну расхладну течност кроз калем резервоара - акумулатор (котла).

Ефикасност цевастих апарата је повећана захваљујући вакууму и унутрашњем рефлектујућем зиду у свакој посуди. Сунчеви зраци слободно пролазе кроз безваздушни слој и загревају бакарну цев антифризом, али топлота не може да савлада вакуум и изађе напоље, па су губици минимални. Други део зрачења улази у рефлектор и фокусира се на водну линију. Према произвођачима, ефикасност инсталације достиже 80%.

Када се вода у резервоару загреје на одговарајућу температуру, соларни измењивачи топлоте се пребацују на базен помоћу тросмерног вентила

Цевни соларни грејачи

У системима грејања један од примарних задатака је да се обезбеди сигурност топлоте и спречи њен губитак. За то се користе различити грејачи и медији који спречавају расипање топлотне енергије. Најефикаснији топлотни изолатор је вакуум. Овај принцип се користи у цевастим или, како их још називају, вакуумским соларним колекторима. Али вакуумски соларни колектори могу бити од четири модификације. Имају различите врсте стаклених цеви и различите топлотне канале.

Овако изгледају цевасте соларне електране

Типови цеви

Данас се углавном користе две врсте цеви: коаксијална (цев у цеви) или перо цев. Структура коаксијалне цеви подсећа на термос: две боце су херметички залемљене једним од крајева, између зидова је разређен простор - вакуум. Упијајући слој се наноси на зид друге боце.Сунчеве зраке претвара у топлотну енергију. Унутрашњи зид тиквице се загрева, ваздух унутар тиквице се загрева од њега, а од њега се, заузврат, загрева расхладна течност која циркулише кроз топлотни канал. Због сложеног система преноса топлоте, грејачи са таквим цевима немају веома високу ефикасност. Али чешће се користе. Из разлога што могу да раде у било ком тренутку, чак иу великим мразима и имају мале губитке топлоте (због вакуума), што побољшава њихову ефикасност.

коаксијална цев

Цев од перја је само једна боца, али са дебљим зидом. Унутра је уметнут термални канал, који је опремљен равном или благо вијугавом плочом од упијајућег материјала за побољшање преноса топлоте. Затим се цев евакуише. Овај тип има већу ефикасност, али кошта много више од коаксијалних. Поред тога, теже је заменити када цев поквари.

Цев за перо - унутар плоче која подсећа на перо

Врсте термичких канала

Данас су уобичајене две врсте термалних канала:

• топлотном цеви
• У-тип или право кроз канал.

Шема рада топлотног канала топлотне цеви

Систем топлотних цеви је шупља цев са масивним врхом на једном крају. Овај врх је направљен од материјала са добрим одвођењем топлоте (најчешће бакар). Врхови су повезани у једну магистралу - разводник (манифолд). Њихову топлоту одузима расхладна течност која циркулише кроз колектор. Штавише, циркулација расхладне течности може се организовати кроз једну или две цеви.

Унутар цеви је супстанца која лагано кључа. Све док је температура ниска, она је у течном стању на дну термалног канала.Како се загрева, почиње да кључа, део супстанце прелази у гасовито стање, подиже се. Загрејани гас одаје топлоту металу масивног врха, хлади се, прелази у течно стање и тече низ зид. Затим се поново загрева и тако даље.

У цевастим колекторима са једнократним каналом користи се познатија шема размене топлоте: постоји цев у облику слова У кроз коју се расхладна течност креће. Пролазећи кроз њега, загрева се.

Најбоље перформансе показују размењивачи топлоте типа У, али њихов главни недостатак је што су недељиви део система. А ако је једна цев у соларном панелу оштећена, мораћете да је потпуно промените.

Размењивачи топлоте типа топлотне цеви су мање ефикасни, али се користе много чешће због чињенице да је систем модуларан и да се свака оштећена цев веома лако мења. Само један излази из колектора, други се ставља на његово место. Како се то дешава можете видети у видеу. Чудно, али овако се саставља вакумска цев за соларне колекторе. И ту нема никакве контрадикторности. Коаксијална боца се једноставно користи и вакуум је између њених зидова, а не око термалног канала.

Посебан тип соларних цевастих колектора су инсталације директног грејања. Називају се и "влажне цеви". У овом дизајну, вода циркулише између две тиквице, загрева се са њихових зидова, а затим улази у резервоар. Ове биљке су једноставне и јефтине, али не могу да раде под високим притиском или на негативним температурама (вода се смрзава и ломи боце). Ова опција није погодна за грејање, може се користити за загревање воде у топлој сезони.

Како саставити ваздушни колектор

Ако одлучите да саставите соларни систем сопственим рукама, прво се побрините за све потребне алате.

Шта ће бити потребно у раду

1. Одвијач.

2. Подесиви кључеви за цеви и утичнице.

Сет насадних кључева

3. Заваривање пластичних цеви.

Заваривање пластичних цеви

4. Перфоратор.

Перфоратор

Технологија монтаже

За монтажу је пожељно набавити најмање једног помоћника. Сам процес се може поделити у неколико фаза.

Прва фаза. Прво, саставите оквир, по могућности одмах на месту где ће бити инсталиран. Најбоља опција је кров, где можете засебно пренети све детаље структуре. Сам поступак монтаже рама зависи од конкретног модела и прописан је у упутствима.

Друга фаза. Причврстите оквир чврсто на кров. Ако је кров од шкриљевца, онда користите греду за облагање и дебеле вијке; ако је бетон, онда користите обичне анкере.

Обично су оквири дизајнирани да се монтирају на равне површине (максимални нагиб од 20 степени). Запечатите тачке причвршћивања оквира на површину крова, иначе ће процурити.

Трећа фаза. Можда најтеже, јер морате подићи тежак и димензионални резервоар за складиштење на кров. Ако није могуће користити специјалну опрему, умотајте резервоар у густу тканину (да бисте избегли могућа оштећења) и подигните га на кабл. Затим причврстите резервоар на оквир помоћу вијака.

Четврта фаза. Затим морате монтирати помоћне чворове. Ово може укључивати:

• грејач;
• сензор температуре;
• аутоматизовани ваздушни канал.

Поставите сваки од делова на посебну заптивку за омекшавање (они су такође укључени).

Пета фаза. Доведите водовод.Да бисте то урадили, можете користити цеви од било ког материјала, све док може да издржи температуру од 95 ° Ц. Поред тога, цеви морају бити отпорне на ниске температуре. Са ове тачке гледишта, полипропилен је најпогоднији.

Шеста фаза. Након повезивања довода воде, напуните резервоар водом и проверите да ли нема цурења. Проверите да ли цевовод цури - оставите напуњен резервоар неколико сати, а затим пажљиво све прегледајте и, ако је потребно, решите проблем.

Седма фаза. Након што се уверите да је непропусност свих прикључака нормална, наставите са уградњом грејних елемената. Да бисте то урадили, омотајте бакарну цев алуминијумским лимом и ставите је у стаклену вакуумску цев. На дно стаклене боце ставите држач и гумену чизму. Уметните бакарни врх на другом крају цеви до краја у месингани кондензатор.

Остаје само да закопчате браву за чашу на држач. На исти начин инсталирајте остале цеви.

Осма фаза. Инсталирајте монтажни блок на структуру и напајајте га од 220 волти. Затим повежите три помоћна чвора на овај блок (инсталирали сте их у четвртој фази рада). Упркос чињеници да је монтажни блок водоотпоран, покушајте да га покријете визиром или неком другом заштитом од атмосферских падавина. Затим повежите контролер са јединицом - то ће вам омогућити да надгледате и регулишете рад система. Инсталирајте контролер на било које погодно место.

Овим је завршена инсталација вакуумског колектора. Унесите све потребне параметре у контролер и покрените систем.

Стагнација система

Хајде да разговарамо мало више о проблемима повезаним са вишком произведене топлоте.Дакле, претпоставимо да сте инсталирали довољно снажан соларни колектор који може у потпуности да обезбеди топлоту систему грејања вашег дома. Али дошло је лето, а потреба за грејањем је нестала. Ако се електрични котао може искључити из напајања, гасни котао може искључити довод горива, онда немамо снаге над сунцем - не можемо га „искључити“ када постане превруће.

Стагнација система је један од главних потенцијалних проблема за соларне колекторе. Ако се из кола колектора не узима довољно топлоте, расхладна течност се прегрева. У одређеном тренутку, овај други може да прокључа, што ће довести до престанка његовог циркулације дуж струјног кола. Када се расхладна течност охлади и кондензује, систем ће наставити са радом. Међутим, не све врсте расхладних течности лако толеришу прелазак из течног у гасовито стање и обрнуто. Неки, као резултат прегревања, добијају конзистенцију налик на желе, што онемогућава даљи рад кола.

Само стабилно одвођење топлоте коју производи колектор помоћи ће да се избегне стагнација. Ако је израчунавање снаге опреме исправно обављено, вероватноћа проблема је скоро нула.

Међутим, ни у овом случају није искључена појава околности више силе, стога је потребно унапред предвидети методе заштите од прегревања:

1. Уградња резервног резервоара за акумулацију топле воде. Ако је вода у главном резервоару система за снабдевање топлом водом достигла подешени максимум, а соларни колектор настави да испоручује топлоту, аутоматски ће доћи до пребацивања и вода ће почети да се загрева већ у резервном резервоару. Створена залиха топле воде може се користити за домаће потребе касније, по облачном времену.

2. Грејање воде у базену

Власници кућа са базеном (било затвореним или отвореним) имају одличну прилику да уклоне вишак топлотне енергије. Запремина базена је неупоредиво већа од запремине било ког кућног складишта, што значи да се вода у њему неће толико загрејати да више неће моћи да апсорбује топлоту.

3. Испуштање топле воде. У недостатку могућности трошења вишка топлоте са користи, можете једноставно испустити загрејану воду у малим порцијама из резервоара за топлу воду у канализацију. Хладна вода која улази у резервоар снизиће температуру целе запремине, што ће вам омогућити да наставите да уклањате топлоту из кола.

4. Спољни измењивач топлоте са вентилатором. Ако соларни колектор има велики капацитет, вишак топлоте такође може бити веома велики. У овом случају, систем је опремљен додатним кругом напуњеним расхладним средством. Ово додатно коло је повезано са системом помоћу измењивача топлоте опремљеног вентилатором и инсталираним ван зграде. Ако постоји опасност од прегревања, вишак топлоте улази у додатни круг и „избацује“ се у ваздух кроз измењивач топлоте.

5. Испуштање топлоте у земљу. Ако, поред соларног колектора, кућа има топлотну пумпу са земљом, вишак топлоте се може послати у бунар. Истовремено, решавате два проблема одједном: с једне стране штитите коло колектора од прегревања, а са друге стране обнављате резерву топлоте у земљишту исцрпљеном током зиме.

6. Изолација соларног колектора од директне сунчеве светлости. Са техничке тачке гледишта, овај метод је један од најједноставнијих. Наравно, пењање на кров и ручно качење колектора није вредно тога - тешко је и несигурно. Много је рационалније уградити даљински управљану баријеру, попут ролетне.Можете чак и да повежете контролну јединицу за клапне на контролер - ако температура опасно порасте у кругу, колектор ће се аутоматски затворити.

7. Испуштање расхладне течности. Овај метод се може сматрати кардиналним, али је у исто време прилично једноставан. Ако постоји опасност од прегревања, расхладна течност се испушта помоћу пумпе у посебан контејнер интегрисан у системски круг. Када услови поново постану повољни, пумпа ће вратити расхладну течност у коло, а колектор ће се вратити.

Додатни оперативни трошкови

Употреба овога не подразумева никакву негу или одржавање осим периодичног чишћења прљавштине и снега зими (ако се сам не одмрзне). Међутим, биће неки повезани трошкови:

Поправка, све што се може променити под гаранцијом, произвођач може бити замењен без проблема, важно је купити овлашћеног дилера и имати гарантне документе.
Струја, доста се троши на пумпу и контролер. За прву можете ставити само 1 соларни панел на 300 В и то ће бити довољно (чак и без батеријског система).
Испирање намотаја, мораће да се уради једном у 5-7 година

Све зависи од квалитета воде (ако се користи као носач топлоте).

Резултати

У закључку, желео бих да напоменем да је могући дизајн колектора ограничен употребом бакарне завојнице. Постоји много различитих начина, на пример, можете саставити потпуно ефикасан, радни колектор користећи лименке пива и друге лимене боце као упијајуће елементе. Постоји много опција. Да бисте то урадили, вреди само проучити питање, прикупити потребан број лименки пива или лимених боца. Затим их саставите у један дизајн.Главна ствар је да чак и ако одлучите да сакупите сакупљач пива лименке или флаше, запамтите да сви соларни колектори раде на истом принципу. Квалитативно извршите лемљење спојева цеви и лименки, створите одговарајуће вакуумске услове у дизајну и успећете. Храбро се баците на посао. Као резултат тога, добићете не само потпуно бесплатан и аутономан извор топле воде. Такође ћете добити велику психолошку сатисфакцију сазнањем да сте допринели повећању удела обновљиве енергије у данашњем глобализованом свету. Креирањем уређаја који ради на сунчево зрачење, постаћете независнији од централних система снабдевања и струјом и гасом. Обезбедићете себи топлу воду за потребе домаћинства. Срећно.

соларни колектор