Соларен вакуум колектор

Максималното използване на алтернативни източници на енергия в ежедневието е ключова задача, над която инженерните умове работят постоянно. И по този въпрос те постигнаха значителни резултати, редовно въвеждайки всички нови устройства, които дават възможност да се организира удобно съществуване, при значително намаляване на потреблението на традиционна електроенергия. Едно от такива интересни разработки е вакуумният слънчев колектор. Запознаването с устройството и принципа на работа на оборудването ще ви помогне да разберете по-добре неговите достойнства и да вземете решение за целта в ежедневието..

Назначаване и подреждане на оборудването ↑

Дизайнът на слънчевите колектори е много различен. Това могат да бъдат плоски или вакуумни нагреватели, както и оборудване, където въздухът се използва като топлоносител вместо вода. Ще се спрем подробно на вакуумната модификация, тъй като именно този тип слънчеви колектори имат висока ефективност и множество други безспорни предимства.

Целта на вакуумния колектор, чиято работа се основава на превръщането на слънчевата радиация в топлинна енергия, има широк вариращ диапазон. Най-голямото търсене се наблюдава, когато е необходимо да се загрява вода в значителни обеми. Стъпка по-долу е целта да се организира отоплението на помещението чрез инсталиране на слънчево оборудване под формата на вакуум колектор. Той може да загрее водата в басейна или да осигури топъл под в студения сезон. Важен аспект от работата на слънчевия колектор е неговата екологичност и безопасност..

Основната разлика между вакуумните нагреватели и други дизайни на слънчеви колектори е наличието на неподвижни стъклени тръби на основния панел. Като материал се използва боросиликатно стъкло, което се характеризира с повишена якост и запазване на оптичните свойства за дълъг период. За покритие се използва специално вещество, което осигурява привличането на слънчева светлина. По-малък продукт е разположен вътре в по-голямата тръба, пространството между тях се запълва с вакуум.

В долната част на тръбата има специална течност, която под въздействието на слънчевата енергия се преобразува в пара и се издига нагоре, като по този начин се осигурява равномерно нагряване на водата във вакуум колектор. Устройството за оборудване е показано на диаграмата по-долу:

Принцип на работа ↑

Присъствието в дизайна на вакуумното отделение осигурява работата на слънчевия колектор на принципа на термос. Основните елементи на оборудването включват главно следните части:

• колектор;
• топлинен акумулатор; резервоар за вода често действа в своята роля;
• топлообменна верига;
• температурни датчици;
• приемник.

Ще анализираме подробно функциите на всяка част. Приемникът е изработен от мед, изолиран с полиуретанов метод. Допълнителна защита се осигурява от анодизирано алуминиево покритие. Чрез него се подава топлинна енергия. Ако се открие неизправност в приемника, процедурата по подмяна протича гладко, не изисква изтичане на течността от топлообменника.

В края на вакуумните тръби на слънчевия колектор и на гърба на отоплителното устройство се монтират температурни датчици. Въз основа на техните индикатори циркулационната помпа работи.

Принципът на работа на слънчевия нагревател е следният:

• Незамръзваща течност действа като охлаждаща течност, която, преминавайки през горната зона на оборудването, абсорбира топлинната енергия, генерирана от специални накрайници, изработени от медни сплави.
• В резултат на прилагане на механизма на намотката в задвижването на вакуумния слънчев колектор, течността се нагрява.
• Топлопредаването в затворен цикъл се осъществява, докато степента на самата течност е по-висока от температурата на водата в резервоара за съхранение.

Фактори, които определят периода на работа на такава система, са температурните показатели на атмосферата и продължителността на дневната светлина..

Вакуумните магазини, използващи енергията на слънчевата светлина, влизат в директно и косвено подаване на топлина. Първата версия на вакуумните колектори се характеризира с използването на вода като охлаждаща течност, така че се обозначава като сезонно оборудване, захранвано от слънчева енергия. Във втория случай е възможна целогодишна работа на устройството.

Функции за инсталиране ↑

Спазването на препоръките за инсталиране на вакуум колектор е ключът към високоефективната работа на слънчевия нагревател. Правилното местоположение осигурява отопление на течността в студения сезон с 50-60%, за летния период тази цифра е 100%.

За тези цели тръбопроводите от поцинкована стомана или полимер не са подходящи. Неръждаемата стомана или медът е оптималният материал. И така, на какво трябва да обърнете внимание:

• Когато се монтира на покрива на конструкциите, ъгълът на наклона на вакуумния колектор към хоризонта е равен на географската ширина на района.
• Поставянето в откритите пространства на слънчевия нагревател трябва да се извършва в близост до сгради, които консумират топлина.
• Засенчващите фактори трябва да бъдат изключени.
• Слънчевите колектори постигат максимална ефективност, когато ъгълът на падене на слънчевите лъчи е 90^{относно}.

Трудно е обаче да се постигне това условие поради постоянното движение на вакуумния нагревател спрямо слънчевата светлина. Идеалното решение е да инсталирате мобилен колектор, който поддържа необходимия ъгъл на наклон благодарение на функцията на въртене зад слънцето. Но цената на такова оборудване е твърде висока, поради което е много по-изгодно да се използват вакуумни колектори, които са по-прости в техническо отношение.

При избора на ъгъл на наклон те се ръководят от основното предназначение на слънчевия нагревател, като се избира посоката на юг. Максималното отклонение не трябва да надвишава 30^{относно}. В северните райони инсталирането на вакуум колектор се извършва почти вертикално. Такива устройства са ефективни през зимния сезон, тъй като използват светлина, отразена от снежната покривка. Понякога слънчевите колектори се фиксират по стените на къщите, получавайки следните предимства:

• лекота на поддръжка;
• по-малко натрупване на прах, съответно по-лесна грижа;
• рискът от повреда по време на градушка е сведен до минимум;
• ниското закрепване на вакуумния колектор спрямо резервоара с нагрятата течност увеличава скоростта на конвекция, необходимостта от активна система изчезва.
• вакуумен стенен монтиран слънчев колектор намалява топлинните загуби в помещението, намалявайки необходимостта от допълнителна енергия за отопление.

Предимства на вакуумните колектори ↑

Безпрекъсната работа на слънчевото вакуумно оборудване се осигурява от изолирани устройства. Това позволява на цялата система да работи при температури до -40^{относно}В. В този случай устройството с резервоара за съхранение е разположено отделно, свързва се към основната част на вакуумния колектор с помощта на валцувани метални изделия.

Автоматизираната работа на косвените устройства на вакуумния колектор се осигурява от контролерите, помпата осигурява непрекъсната циркулация на течността в системата. Сред предимствата на вакуумните слънчеви колектори са следните елементи:

• висока ефективност при облачно време или ниски температури;
• инсталирането на дизайна на вакуумно оборудване не изисква специални умения;
• устойчивост на слънчевия нагревател срещу отрицателни влияния на околната среда;
• дълъг период на работа.

Единственото бреме може да бъде високата цена на слънчевия нагревател, но поради дългия експлоатационен живот, инвестицията ще се изплати в близко бъдеще, осигурявайки допълнителни значителни икономии на разходи за енергия.

• Соларен колектор от поликарбонат
• Слънчев колектор: устройство и принцип на работа
• Слънчев колектор за вода