Трубки для солнечного коллектора – Вакуумный коллектор с тепловыми трубками. Солнечное тепло: горячее водоснабжение и отопление

Содержание

Реально ли собрать вакуумный солнечный коллектор своими руками?

Вакуумный солнечный коллектор представляет собой современный прибор для эффективного отопления и горячего водоснабжения жилых домов. В качестве основного источника тепловой энергии он использует инфракрасный спектр солнечного излучения. Данный вид энергии является неиссякаемым и бесплатным, в связи с этим вакуумные солнечные коллекторы обрели большую популярность. Однако их применение заставляет учитывать ряд важных нюансов.

Как действует вакуумный агрегат

Вакуумные коллекторы показывают высокую эффективность выработки энергии на протяжении всего года. Наружный блок коллекторов представлен трубчатой системой, внутри которой расположены теплоприемники. Из пространства между теплоприемником и стенками цилиндров откачан воздух, таким образом, там создается вакуум.

Цилиндрическая форма элементов внешней конструкции вакуумного солнечного коллектора выбрана неспроста. Она способствует перпендикулярному воздействию солнечных лучей на ось теплоприемника. Такое воздействие обеспечивает максимальную мощность выработки энергии. Трубки солнечного коллектора поглощают даже рассеянный солнечный свет, когда на улице стоит пасмурная погода. Вакуум обеспечивает предельно высокую теплоизоляцию, что позволяет солнечным коллекторам эффективно функционировать при температурах вплоть до 30 градусов по Цельсию ниже ноля.

С помощью теплоносителя энергия передается в тепловой аккумулятор (бак) и накапливается в нем

Схема работы солнечных коллекторов выглядит следующим образом. Внешний блок коллектора поглощает лучистую энергию солнца и преобразует ее в тепло. После этого она отдается теплоносителю, в роли которого обычно выступает вода. Она обладает одной из самых больших теплоемкостей среди природных веществ. С помощью теплоносителя энергия передается в тепловой аккумулятор и накапливается в нем. В роли аккумулятора выступает специальный бак.

Делается это для того, чтобы не дать выработанному теплу сразу рассеяться и сохранить его на долгое время. От аккумулирующего тепло бака расходится система трубок, которая, распространяясь по дому, обеспечивает его отопление и водоснабжение. Для циркуляции воды по системе используется насосная станция. Так упрощенно выглядит принцип работы теплового коллектора.

Разновидности вакуумных солнечных коллекторов

В основе классификации солнечных коллекторов вакуумного типа лежат две их характеристики. Это вид стеклянного цилиндра и вид используемого теплового канала.

В конструкции вакуумных коллекторов встречаются стеклянные цилиндры (трубки) двух видов:

  • Коаксиальные трубки. Их конструкция предполагает наличие двух стеклянных колб, помещенных одна в другую. Пространство между внешней и внутренней колбой заполнено вакуумом. Поверхность внутренней колбы покрыта специальным веществом с высоким коэффициентом теплопоглощения. По сути внутренняя трубка и является теплоприемником. Во внутренней трубке размещен полый медный контур, заполненный эфирным составом. При нагревании данный состав испаряется и отдает полученную энергию теплоносителю, после чего обратно конденсируется.
  • Перьевые трубки. В их конструкции предусмотрена одна стеклянная колба, в которую помещен специальный медный элемент – тепловой поглотитель. Для увеличения его площади он выполняется рифленым. Вследствие этого он отдаленно становится похож на перо, отсюда и пошло название. Медный тепловой абсорбер покрывается специальным составом, увеличивающим эффективность поглощения солнечных лучей и выработку тепла. Коллекторы с перьевыми трубками обладают большей эффективностью и более долговечны по сравнению с агрегатами, где используются коаксиальные трубки.

Среди используемых в коллекторах вакуумного типа тепловых каналов выделяют также два вида:

  • Каналы типа Heat Pipe. Такая конструкция предполагает наличие внутри полости трубки специального теплосборника. Испаренный эфирный состав передает ему тепловую энергию, а теплосборник в свою очередь отдает ее теплоносителю для дальнейшего распространения по системе.
  • Прямоточные U-образные каналы. Особенностью данной конструкции является циркуляция теплоносителя по тонкому U-образному каналу непосредственно внутри стеклянного цилиндра теплоприемника. С одной стороны входит вода, либо другой применяемый теплоноситель. Проходя по трубке, он забирает тепловую энергию от теплоприемника и выходит со второго конца уже нагретый.

Создание солнечного коллектора вакуумного типа своими руками

Создание подобной конструкции в домашних условиях процесс довольно сложный и требует высокой степени подготовки. Главная трудность сооружения такого агрегата заключается в создании внешнего блока.

Вакуумирование колбы и теплоприемник сделать без сложного оборудования невозможно, поэтому их проще купить в заводском исполнении

Качественные вакуумирование колбы, содержащей внутри еще и теплоприемник, требует не только мастерства, но и наличия сложного оборудования. Выполнить такую операцию в кустарных условиях невозможно, поэтому в приведенной инструкции будет описан способ с использованием колб заводского выпуска. Но и здесь есть свои сложности. Работы по их монтажу требуют высшей степени аккуратности.

Саму технологию сборки можно разбить на несколько этапов:

  • Прежде всего, нужно соорудить раму, на которую будут крепиться внешние конструктивные элементы. Производить сборку лучше всего непосредственно по месту запланированной установки конструкции. Как правило, их размещают на крыше.
  • После сборки рамы необходимо ее надежно закрепить. Особенности используемого способа крепления будут зависеть от характеристик самой кровельной конструкции. Важным этапом, общим для всех видов крыш, является герметизация отверстий, проделанных для закрепления каркаса.
  • На следующем этапе необходимо установить накопительный бак, который будет выполнять задачу по аккумуляции тепла. Для этой цели нужен объемный резервуар и его установка потребует применения спецтехники, либо привлечения дополнительной рабочей силы. Также на этом этапе устанавливается насосная станция.
  • Далее необходимо провести монтаж вспомогательных узлов и агрегатов, таких как ТЭН, датчик контроля температуры и воздуховод.
  • Теперь необходимо провести закладку труб, по которым будет циркулировать теплоноситель. Трубы должны быть выполнены из материала устойчивого как к высоким, так и к низким температурам. Оптимальным вариантом будет использование полипропиленовых каналов.
  • После монтажа трубопровода необходимо провести его проверку на герметичность в комплексе с накопительным баком. В случае обнаружения течей, перед продолжением работ их стоит устранить и провести повторную проверку.
  • Далее производится установка трубок теплоприемника. Так как используются заводские изделия, необходимо внимательно ознакомиться с прилагаемой к ним инструкцией по монтажу. На данном этапе нужно попытаться просчитать все возможные нюансы, ведь допущение ошибки приведет к большим экономическим затратам. Эти изделия довольно-таки дороги.
  • На следующем этапе производится установка монтажного блока и подключение его к электросети. Затем к нему подключаются вспомогательные узлы и агрегаты, установленные ранее. Далее к монтажному блоку подключается блок-контроллер, необходимый для мониторинга за состоянием всей системы.
  • Завершающим этапом установки солнечного коллектора вакуумного типа станет проведение пусконаладочных работ. С их помощью выявляются и устраняются все допущенные при монтаже огрехи.

Завершение установки коллектора не означает, что о нем нужно раз и навсегда забыть. Для долгой и эффективной службы агрегата необходимо регулярно проводить его проверку и обслуживание.

Особенности правильного расположения вакуумного солнечного коллектора

Для того, чтобы вакуумный солнечный коллектор работал с максимальной эффективностью необходимо правильно расположить его в пространстве. Для северного полушария плоскость внешнего блока должна быть обращена на юг. Также имеет значение угол его наклона к горизонту. Он должен равняться широте местности, на которой происходит установка агрегата.

При установке коллектора следует учитывать геометрию крыши и угол наклона к горизонту

Кроме географических особенностей необходимо учитывать геометрию крыши, где он устанавливается. Установить коллектор нужно таким образом, чтобы тень от надстроек крыши не падала на него ни при каких обстоятельствах.

Таким образом, солнечный коллектор вакуумного типа является эффективным решением для отопления и снабжения дома горячее водой. Однако его конструктивные особенности и зависимость от движения солнца, которое является для него источником энергии, требует соблюдения ряда особенностей при его монтаже.

pechiexpert.ru

вакуумная трубка для солнечного коллектора

Вакуумный солнечный коллектор или солнечный трубчатый вакуумированный коллектор, состоящий из трубок поможет существенно сэкономить средства на оплате традиционных методов нагрева воды в доме. Такие устройства предназначены для работы в системе отопления воды для бытовых нужд.

При правильной установке, такая система обладает весьма полезными качествами:

  • Нагрев воды для бытовых нужд до 50 градусов по Цельсию
  • Экономия горячего водоснабжения до 90%
  • Экономия при установке в систему отопления до 40%
  • Гарантия на систему зачастую меньше срока окупаемости, поэтому выбирайте качественную продукцию, чтобы не иметь проблем в будущем. Тем не менее, если система достаточно хорошего качества, она прослужит до 25-ти лет

Установка солнечного трубчатого вакуумного коллектора

  • Устанавливается такая система нагрева только на южную сторону кровли, под наклоном. Или же установка производится на ровную, плоскую крышу, но с условием монтажа специальной наклонной фермы под трубчатый коллектор. Помимо этой, есть и другие конструктивные особенности для солнечных вакуумных трубчатых коллекторов:
  • В зависимости от цены, теплообменник может быть либо оцинкованый, либо из нержавеющей стали
  • Теплоизоляция теплообменника выполняется из пенополиуретана
  • Как правило, каркасная ферма собирается из надёжного металла и красится антикоррозийной краской. Для более удачной интеграции в ваш экстерьер дома, Вы можете предварительно заказать цвет у фирмы производителя
  • На вакуумные трубки для солнечного коллектора наносится специальное покрытие, которые поглощает не только прямой свет, но и собирает рассеянное освещение, а также инфракрасные лучи, что позволяет работать системе эффективно даже в зимнее время.
  • Зачастую такое покрытие представлено многослойным нанесением специального абсорбера.
  • Трубки для нагрева воды, также могут быть в виде закрытой медной трубки, с инертным газом. Такой термосифон работает по очень простому принципу: инертный газ испаряется, забирая тепло нагретой вакуумной трубки, дальше пары поднимаются в конденсатор. Здесь пары передают энергию теплоносителю уже в отопительный контур. После такой процедуры, газ снова охлаждается и стекает вниз, повторяя операцию снова и снова.
  • Простота конструкции позволяет менять в случае разгерметизации отдельные блоки, не влияя на работу всей системы в целом, если конечно не считать падение производительности. При замене отдельно взятой трубки даже не нужно сливать теплоноситель, ведь каждая трубка представляет собой отдельно замкнутый контур.

В общем система вакуумных трубок для солнечного коллектора, не только отличный вариант альтернативы для основной системы, но и вполне работоспособный механизм и для самостоятельного пользования. При чём, если конструкция качественная, то она подойдёт не только для лета, но и для зимы, позволяя сэкономить немалые средства.

www.solnpanels.com

Обзор вакуумной трубки для солнечного коллектора

Автор канала «jesterolog7» купил вакуумную трубку для солнечного водонагревателя. Прошлая была пустая, делалась для эксперимента. В этот раз потратил 23 доллара. Проведён тест, который показал, как быстро происходит нагрев до высокой температуры.

Из чего она состоит? Стеклянную частью вы уже знаете. Это обычный вакуумный кубок: стекло на поверхности и ещё одно. Длина 1 м 80 см. Как обычный термос. Пружинка держит нижнюю часть, чтобы она не болталась. Внутрь вставляется алюминиевая фольга. Видим трубочку, в нее вставляется асбест. В другое отверстие — медная тепловая трубка, и в ней жидкость для испарения.

Конденсатор. Здесь испаряющаяся жидкость отдаёт свою тепло воде или другому веществу, которая нагревается. Конденсируется и опять течёт по трубе вниз, далее испаряется, потому что она раскалённая. Попадает в виде пара, отдаёт тепло и конденсируется, стекает вниз. Силиконовая пробка, содержащая асбест. Сдерживает отдачу тепла наружу. Чтобы зимой холод не пробирался внутри.

Суть работы вакуумной трубки коллектора.

Солнце передаёт тепло на черную поверхность внутри колбы. Специальное напыление улавливает не только прямые солнечные лучи, но способно нагреваться от рассеянного света. Передает тепло фольге, далее переходит на медную трубку, трубка нагревает жидкость. Последняя испаряется, отдаёт тепло воде и после конденсации стекает вниз.

Соберём и попробуем на солнце разместить, проверить, как быстро конденсатор нагревает. Посмотрим, можно ли обжечь руки. Если быстро нагреется, придётся убрать в тень и проверить градусником. Задвигаем внутрь конденсатор и закрываем пробкой. Размещаем на солнце. Через несколько секунд он достигает температура руки. Через 6 минут температура 50 градусов. Это болевой порог. Стоит в темноте, в гараже. Всё ещё продолжается нагрев. Инерционность присутствует.


Подытожим.
Солнце смогло нагреть конденсатор с 23 градусов до 53 за 7 минут. Следующий опыт будет с водой. Замерим, сколько времени уйдет на нагрев 3 л воды до некоторой температуры.

Видеоблог jesterolog7.

izobreteniya.net

Вакуумный коллектор для отопления. Вакуумный солнечный коллектор своими руками

Использовать солнечную энергию для собственных нужд человек научился довольно давно. Сегодня люди применяют данные знания в том числе и для изготовления солнечных коллекторов, с помощью которых энергия солнца превращается в тепловую. Подобное устройство нельзя назвать достаточно сложным, поэтому изготовить его можно самостоятельно.

Вакуумный коллектор

Вакуумный коллектор представляет собой оборудование, которое больше остальных уменьшает потери тепла. Это становится возможным за счет условий, которые поддерживаются между оболочкой агрегата и нагревателем. Система имеет в составе стеклянные трубки, которые лишены воздуха. Черная трубка, располагаемая внутри, нагревается, благодаря этому конструкция способна поднять температуру воды до 300 градусов. Несмотря на высокий коэффициент полезного действия, система не имеет возможности самоочищения от инея и снега.

Плоский коллектор

Плоский коллектор отличается от вышеописанного тем, что теплопотери у него гораздо выше. Такие конструкции способны очищаться без помощи человека от незначительных заносов снега. Устройство имеет вид прозрачной панели, внутри которой находится трубки. Задняя стенка обладает теплоизоляционным слоем. Вода при этом способна нагреваться до 200 градусов. При воздействии сильного ветра на крепление может осуществляться внушительная нагрузка, чему способствуют еще и необтекаемые формы.

Воздушный коллектор

Воздушный коллектор - это плоская установка, в качестве теплоносителя в которой используется воздух. Такое оборудование достаточно просто изготовить самостоятельно, однако стоит учесть, что агрегат обладает низким коэффициентом полезного действия, и его нельзя использовать для нагрева воды. Трубчатый коллектор состоит из четырех трубок, наполненных теплоносителем. Циркуляция становится возможной за счет разницы температур нижней зоны накопителя и коллектора. Подобная система отличается от плоской более внушительной площадью поверхности, которая призвана поглощать свет. Подвижные системы - это установки, которые поворачиваются за движением солнца. Для проведения работ можно выбрать конструкцию, которая разворачивается полностью, или устройство, которое оснащено зеркалом, а также нагревательным элементом. Мастер должен знать и о принципе работы коллектора, который состоит в том, что солнечное излучение в процессе работы нагревает трубку с теплоносителем, а после тепло переходит в аккумулятор. Самостоятельно можно изготовить вакуумные коллекторы для отопления из подручных средств, однако для начала важно ознакомиться с технологией проведения работ.

Изготовление простого солнечного коллектора

Если будет изготавливаться вакуумный солнечный коллектор своими руками, то следует подготовить оцинкованную тару, предназначенную для воды. Ее объем может составить от 100 до 200 литров. Емкость предстоит расположить на крыше. 100 литров жидкости способны нагреться до отметки в +60 градусов, если бочка будет установлена на южной стороне кровли. Последнюю предстоит покрыть металлическим блестящим листом. Коэффициент полезного действия в этом случае окажется гораздо выше, так как площадь теплообмена с воздухом является минимальной. Использовать такой простой солнечный коллектор рекомендуется в районах, где экология поддерживается на необходимом уровне, лучше всего эксплуатировать такую систему вдали от загазованных участков. Стоит учесть, что в зимнее время такой агрегат способен выработать меньшее количество тепла.

Изготовление коллектора из радиатора и металлопластиковых труб

Если будет изготавливаться вакуумный коллектор, то можно использовать более сложную технологию. Для проведения работ могут применяться довольно дешевые материалы, но воду можно будет нагреть очень простым способом. Для манипуляции понадобятся стальные коробки, фитинги, металлопластиковые трубы, стекло, а также радиаторы, выполненные из стали, в количестве двух штук.

Технология проведения работ

Для того чтобы изготовить вакуумный коллектор, радиаторы следует расположить в металлических коробках на поверхности крыши. Они накрываются стеклом, а их предназначением является уменьшение периода нагрева воды. При их установке необходимо помнить о том, чтобы верх оказался ниже накопительного бака. Это позволит в воде подниматься естественным образом в бак. Изготавливая вакуумный коллектор, вы должны помнить о том, что циркуляция должна производиться обычным способом. Трубки провода воды следует проложить с некоторым уклоном вниз, обратив элементы в сторону радиаторов. Пластиковая емкость, объем которой составляет 160 литров, должна быть установлена на чердаке дома. Она соединяется с радиаторами с помощью металлопластиковых труб, которые сопрягаются фитингами.

Вода с наиболее высокой температурой должна располагаться в верхней части бака. Для этого трубку с теплой водой нужно подключить к емкости выше центральной части. В нижней части радиатора устанавливаются дренажные краны для слива воды в зимний период.

Изготовление коллектора на основе деревянной рамы

Если вы решили изготовить вакуумный солнечный коллектор своими руками, то можно использовать представленную ниже технологию. Для этого следует подготовить изоляционный материал, металлическую черную сетку, дефлектор, вентиляторы в количестве двух штук, лист поликарбоната и деревянную раму, которая обладает дном из фанеры.

Нюансы проведения работ

В днище рамы необходимо проделать два отверстия в форме окружности для того, чтобы была возможность производить забор воздуха. В верхней части необходимо сделать 2 отверстия, которые будут обладать прямоугольной формой. Они необходимы для отвода из конструкции горячего воздуха. На дно нужно застелить изоляционный материал. Накапливание тепла происходит с помощью металлической черной сетки. Два вентилятора следует установить в отверстие круглой формы. Опорные планки дефлектора устанавливаются в конструкцию, а после фиксируется и сам дефлектор. Он требуется для формирования воздушного потока. Если вы решили изготовить такой вакуумно-трубчатый коллектор, на заключительном этапе устройство фиксируется к стене здания. Как показывает практика, эффективность данного оборудования составляет 50%. Его можно применять для обогрева помещений.

Особенности установки коллектора

Вакуумный солнечный коллектор для отопления изготовить самостоятельно хоть и можно, однако работы отличаются некоторой степенью сложности. Важно правильно определить место установки, для того чтобы коэффициент полезного действия удалось поднять как можно выше. Установку нужно ориентировать на юг. Отклонение составляет 25 градусов в обе стороны. Важно исключить все затеняющие факторы. Движение теплоносителя должно быть обращено снизу вверх. Оборудование не должно достигать точки перегрева до самой установки и после нее. В одном ряду не должно находиться больше 3 коллекторов. Если изготавливается вакуумный коллектор своими руками, а после планируется его установка в большем количестве, чем было указано выше, то нужно встроить компенсатор и обеспечить линейное тепловое расширение.

Изготовление коллектора из змеевика холодильника

Если вы планируете самостоятельно изготовить описанную в статье конструкцию, то важно будет узнать, каково устройство вакуумного коллектора. Это вы сможете понять из ниже представленной методики, которая предполагает использование змеевика холодильника. Помимо прочего, понадобится фольга и рейки, которые лягут в основу каркаса. Подготовьте резиновый коврик, бак для воды или емкость. Важно запастись стеклом, а также запорной арматурой по типу труб и вентилей. Первоначально необходимо промыть змеевик от фреона. Далее сбивается реечный каркас. Его точные габариты зависят от того, каковы размеры рабочего узла. Коврик нужно подогнать под имеющиеся рейки, среди которых важно свободно расположить змеевик. На резиновый коврик, который выступит дном каркаса, нужно уложить слой теплоизоляции. После змеевик укрепляется с помощью винтовых хомутов. В стенках мастер должен проделать отверстия, сквозь которые будут проходить вакуумные трубки. Солнечный коллектор по такой технологии получится высокоэффективным. Если есть потребность в повышении продуктивности, то можно загерметизировать полученные стыки герметиком. Сверху фиксируется стекло посредством скотча. Для того чтобы не волноваться за прочность, рекомендуется подготовить алюминиевые пластинки, изготовив из них специальные прижимы.

Альтернативное решение для вакуумного коллектора

Важно не только правильно подобрать вакуумные трубки для коллектора, но и соорудить остальные элементы, которые лягут в основу системы. Для короба, в который будет устанавливаться радиатор, подойдут деревянные 120-миллиметровые доски, что составляет их ширину; толщина заготовок должна составить 30 см. Для дна можно использовать текстолит, который дополняется ребрами жесткости. Днище нужно теплоизолировать пенопластом или минеральной ватой, которая сверху накрывается оцинковкой. Далее подготавливаются две трубы, диаметр которых должен составлять 1 дюйм. Понадобятся 15 тонкостенных труб с диаметром в пределах 0,5 дюйма. В более толстых элементах следует просверлить отверстия, чтобы перпендикулярно установить более тонкие составляющие. Конструкция сваривается в единое устройство. Теплообменник устанавливается на оцинкованный лист, укрепляется с использованием стальных хомутов. Для того чтобы увеличить образование тепла, можно окрасить поверхность в черный цвет, внешние элементы окрашиваются в белый цвет для снижения тепловых потерь. На заключительном этапе следует установить стекло к стенам короба, осуществив качественную герметизацию. Шаг между трубами и стеклом должен составить 12 миллиметров. Эти параметры чрезвычайно важно учесть, только тогда удастся добиться ожидаемого положительного результата, при котором коэффициент полезного действия установки будет на высоте.

fb.ru

Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

Солнечные коллекторы традиционно используют для получения горячей воды на бытовые нужды. Но рано или поздно возникает желание пустить ее на обогрев. И тогда возникает вопрос: Насколько оправданно использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой?

Однозначного ответа нет, все зависит от многих факторов. В этой статье мы разберем их и развеем некоторые заблуждения относительно использования трубчатых коллекторов.

Содержание статьи

Эффективность вакуумного коллектора зимой

КПД вакуумных трубок зависит не от температуры, а от количества солнечного света, это исходит из его принципа работы. Зимой дни короче, а солнце не так высоко поднимается над горизонтом, поэтому вакуумный коллектор не даст столько тепловой энергии, сколько летом.

Есть два способа решения вопроса – увеличение количества вакуумных коллекторов и уменьшение энергопотерь дома. Снизить тепловые потери можно двумя способами – утеплив здание и установив эффективную систему отопления. Сейчас наиболее эффективными являются теплые полы и теплые плинтусы.

Неплохой вариант – использовать спаренный тепловой насос и вакуумный коллектор для отопления дома. Так можно добиться максимальной эффективности, хотя общая стоимость оборудования будет высока.

Так выглядит система, в которую последовательно включены вакуумный солнечный коллектор и водяной тепловой насос.

Особенности эксплуатации

Основная проблема для всех типов солнечного оборудования в холодное время года – осадки. Если трубки покрыты снегом или инеем, их эффективность снижается. Но стоит учитывать следующее:

Если вы собираетесь использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой, значит он будет установлен под большим углом чтобы уловить максимум солнечного света. Соответственно, снег и вода будет просто соскальзывать с него.

Небольшая площадь трубок не позволит снегу «зацепиться» за них, в отличие от того, как это происходит с плоскими солнечными коллекторами. Практика показывает, что ветер скоростью 3 м/с сдувает снег с коллекторов.

Окупаемость и цена вакуумных коллекторов

Противники зеленой энергетики убеждают всех, что вакуумные солнечные коллектора не окупаются, а если это и происходит, то за очень долгий срок. Отчасти это так, но только если ваш дом уже подключен к газу или электричеству. А если учесть стоимость подключения?

Если сравнивать стоимость подключения к газопроводу и установки коллекторов – они вполне соизмеримы. Но газ это расходная статья бюджета, тогда как на работу вакуумного коллектора требуется минимум электроэнергии, да и то, только на прокачку теплоносителя. Практика показывает, что для отопления дома зимой вакуумный солнечный коллектор гораздо выгоднее других источников тепла.

Еще один момент который касается окупаемости – срок службы оборудования. В отопительной системе, основанной на трубчатых солнечных коллекторах, нет сложных деталей или частей, которые подвержены износу. При периодической профилактике такая система прослужит десятки лет.

Мифы и заблуждения

Некоторые считают, что плоские солнечные коллекторы более эффективны чем вакуумные. Отчасти это правда, но если идет об обогреве дома в зимний период, то последние однозначно выигрывают. Подробнее об этом читайте в статье «Сложный выбор: солнечный коллектор – плоский или вакуумный?»

Вакуумные трубки хоть и сделаны из стекла, но отлично держат удар. В приведенном ниже видео проводят испытания с помощью железного шара, который почти в 8 раз тяжелее льда. Соответственно, удары града они выдерживают с легкостью.

 

А в этом видеоролике вакуумную трубку испытывают на прочность куском льда. Согласитесь, что такой град большая редкость, но и его вакуумный коллектор сможет выдержать.

Считается, что китайские вакуумные коллекторы хуже европейских или американских. На деле это не так – большинство именитых производителей заказывают комплектующие в Поднебесной и максимум что делают на своих производствах – собирают их. К тому же, Китай давно вышел из эпохи ширпотреба, их производства следят за уровнем качества чтобы быть конкурентоспособными на европейском и американском рынках.

Есть мнение, что со временем вакуумные солнечные коллекторы теряют эффективность. Отчасти это правда, но только в том случае, если не проводить профилактику. Если использовать вакуумные солнечные коллекторы для обогрева дома зимой, в них будут большие перепады температур. Из-за этого уплотнители со временем загрубеют и начнут пропускать теплоноситель. Если их периодически менять (раз в 2-3 года), такого не произойдет, а цена уплотнителя просто копеечная.

Вакуумные трубки со временем теряют герметичность – да, такое происходит, но не со временем, а из-за повреждений. Если стекло некачественное или во время производства появились дефекты, такое может произойти. Разгерметизация может случиться из-за механического повреждения или во время эксплуатации, когда трубка меняет размеры под влиянием перепада температур.

При определенных условиях вакуумные трубки покрываются инеем и становится видно, какие из них потеряли герметичность

Стоит ли использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой?

Когда у вас есть другие источники тепловой энергии, например – тепловой насос, газовый котел и т.д., то использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой не слишком целесообразно. Если же вы отапливаете здание электричеством, обогрев за счет солнечной энергии будет отличным решением.

Если дом не подключен к газу или электричеству, то солнечные вакуумные коллекторы – оптимальное решение для организации отопления в доме. При одинаковых начальных затратах на оборудование вы получите практически бесплатное тепло.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Похожие записи

vteple.xyz

устройство, принцип работы, монтаж и подключение

Ежедневно солнце является поставщиком неограниченного энергетического потенциала, которое будет доступно для человеческого пользования на протяжении еще многих лет. Такие возможности природы являются главными движителями для человека придумывать и воплощать в реальность более новые возможности и устройства, которые способны перерабатывать солнечное излучении в полезную для человечества энергию.

Монтаж вакуумных трубок

 

Вакуумный солнечный коллектор – эффективное устройство, способное питать не только электрическую лампочку, но и целую отопительную систему для помещений.

Переработанная солнечная энергия превращается в тепловую, и передается теплоносителю. Такое применение современных установок используется для обогрева помещения, подогрева жидкости, архитектурных конструкций.

Процесс нагревания воды от солнца

Для того, чтоб солнечное светило могло осуществить нагрев воды, должны быть осуществлены некоторые предпосылки. На протяжении всего года расход остается практически на одном и том же уровне. Именно по этой причине в роли энергетического источника для нагрева жидкости эффективнее всего использовать энергию большого светила – Солнца.

Если правильно осуществить установку солнечных коллекторов, то они способны увеличить температуру воды на 50- 65% в холодное время и до 100% в летнее.

 

Такие условия работы системы свидетельствуют о том, что в теплое время года можно будет отказаться от использования традиционных систем обогревания при помощи газа или электричества. Использование такой системы в летнее время является крайне выгодным еще и по той причине, что выработанной энергии хватает даже на питание некоторых бытовых электрических машин, работающих на благо домашнего хозяйства.

Важным достоинством современных солнечных водонагревательных установок является простота технологического новшества, использование которого дает возможность жить комфортно, экономно, без нанесения вреда для окружающей среды.

Конструктивные отличия

Главным конструктивным отличием вакуумных коллекторов являются стеклянные трубки, которые надежно закреплены на базовой панели. Такие трубки покрыты специальным веществом, которое способно притягивать солнечное тепло. Помимо этого, внутри такой трубки находится еще одна, меньшим диаметром.

Следует отметить, что между ними находится вакуум. Именно благодаря этой вакуумной прослойке удается сохранить большую часть тепла и повысить эффективность коллектора более чем на 30%, по сравнению с плоскими моделями. В таких коллекторах вода способна нагреться до 300 °C.

Следующим не менее важным отличием вакуумных коллекторов является специальная жидкость внизу трубки, которая в результате нагревания превращается в пар, поднимаясь вверх, производит равномерное нагревание жидкости.

Отметим, что именно в регионах с небольшой продолжительностью светового дня и минусовой температурой реализация такой работы аппарата дает существенный выигрыш в количестве добытой тепловой энергии.

Относительно цены такие приборы имеют более высокую стоимость, нежели иные, однако, выходные характеристики оправдываются по истечении нескольких лет.

Принцип работы солнечных коллекторов

Если говорить доступным языком, то солнечные коллекторы направлены на оккупацию тепловой солнечной энергии, ее накапливание и последующее распределение по оборудованию для человеческих потребностей.

Для большего понимания работы системы, прежде всего, необходимо разобраться из чего она состоит. Зачастую такая система собрана из коллектора, контура для самого теплообменника, теплового аккумулятора, температурных датчиков, приемника. В качестве такого аккумулятора чаще всего используют водяной бак.

Теперь разберем особенности некоторых частей более подробно. Главной особенностью приемника является состав сплава – медь, изолированная полиуретановым типом, защищенная анодированным алюминиевым покрытием. Именно через него происходит подача тепловой энергии. В случае обнаружения неисправности в приемнике его процесс замены происходит без особых затруднений, без необходимости слива всей не замерзшей жидкости из теплообменника.

Принцип работы вакуумной трубки коллектора

Температурные датчики расположены на выходе из вакуумного коллектора и на обратной стороне устройства отопления. На основе данных температурных датчиков происходит включение и выключение циркуляционного насоса.

В случае перегрева теплоносителя (жидкости) в системе может возникнуть так называемое избыточное давление, нейтрализовать которое поможет только расширительный бак.

Работа системы происходит следующим образом. В качестве теплоносителя вакуумного солнечного коллектора является незамерзшая жидкость, которая, продвигаясь через верхнюю зону устройства, осуществляет поглощение тепловой энергии со специальных наконечников из медных сплавов.

В результате использования змеевого механизма осуществляется нагревание жидкости в накопителе. Замкнутый цикл передачи тепла происходит до тех пор, пока температура самой жидкости будет превышать температурные показатели воды в накопительной емкости. Время работы такой системы напрямую зависит от продолжительности дня и температуры окружающей среды.

Вакуумные накопители с прямой тепловой подачей

В приборах с прямой подачей тепла вакуумные приспособления, изготовленные из стекла, и накопительный бак крепятся к единому рамному каркасу в наклоне от 40° до 60 °. Через резиновое соединительное кольцо соединены все вакуумные механизмы с накопительным баком.

Принцип работы вакуумного накопителя с прямым нагревом

 

При помощи запорного клапана устройство может быть подключено к водопроводным линиям, а специальный фиксирующий клапан осуществляет контроль за состоянием уровней водных масс в накопительной емкости.

Ввиду того, что носителем в таких системах является вода, то такие устройства относят к сезонным обменникам тепловой энергии.

Вакуумные коллекторы с косвенной подачей

Принцип работы оборудования, который имеет свойства косвенной передачи тепловых ресурсов, чем-то схож с процессом системных линий централизованной системы отопления. Работа в данных соединениях происходит благодаря давлению от водопроводных путей.

Достоинства вакуумных коллекторов

Для осуществления работы системы используются вакуумные изолированные приспособления. Главным достоинством таких тепловых соединений является постоянная работоспособность и при пониженных температурах (до — 40 °C) и усиленном давлении водопроводных каналов. Сам прибор с накопительным баком устанавливаются по отдельности, которые соединяются при помощи специальных металлопрокатных изделий.

Для получения максимального количества солнечной энергии стандартный вакуумный коллектор устанавливают на крыше дома, а накопительную емкость внутри помещения. Такие установки получили название всесезонных сплит-систем.

 

Работоспособность косвенных устройств автоматизирована при использовании контроллеров, а бесперебойная циркуляция носителя тепловой энергии в системе осуществляет насос.

Главными достоинствами коллекторов солнечного тепла являются:

  1. Высокая эффективность процесса даже в условиях минусовой температуры.
  2. Легкость установки всей конструкции.
  3. Противоветровая устойчивость коллектора.
  4. Продолжительность работы.

К недостаткам использования работы такой системы необходимо отнести высокую стоимость оборудования, окупаемого по истечении нескольких лет.

Распространенность солнечных коллекторов

На сегодняшний день ситуация распространения солнечных коллекторов претерпела небольших изменений. Ввиду изменения климата в некоторых областях использование солнечных коллекторов приобрело больше популярности.

Солнечные коллекторы с успехом используют как для реализации бытовых нужд, так и для обогрева жилых помещений, на предприятиях различных масштабов, на овощных плантациях. Такой способ получения энергии стал достаточно популярен в Европейских государствах, для которых экономия средств стоит на первом месте: США, Китай, Германия и так далее.

Для всего мира массовый переход на солнечную энергию означает прорыв в современных технологиях, которые обеспечивают большие возможности обеспечения населения планеты бесплатным электричеством, не оказывающим пагубное воздействие на атмосферу.

Использование такого рода коллекторов является прекрасной альтернативой электрического и газового отопления, так как является экологически чистым устройством, не осуществляющим выбросы в атмосферу. Помимо этого наибольшим достоинством использования такого рода устройств является экономическая выгода.

energomir.biz

Распространенные типы вакуумированных трубок для солнечных коллекторов

Основные типы вакуумированных трубок (колб) применяемых в солнечных водонагревающих установках (СВНУ).

О вакуумированных трубках (вакуумных трубках)

Современная наука пока не знает лучшего теплоизолирующего материала, чем вакуум. Для сбора солнечной энергии была разработана стеклянная вакуумированная трубка, позволяющая максимально эффективно поглощать энергию и при этом терять её минимум. Трубки испытаны и используются в течение многих лет в Германии, Канаде, Китае и Великобритании, США. Есть несколько типов вакуумированных трубок, используемых в солнечной энергетике:

Вакуумная трубка тип 1 (Simple - простая)

Одна из самых распространенных и недорогих вакуумированных трубок для СВНУ. Используется в системах с открытым контуром или с низким давлением. В системах, где теплоносителем является вода, рекомендовано применение при продолжительных температурах не ниже -10°С. На основе данной трубки изготавливаются некоторые другие модификации.

Конструкция:

Трубка состоит из двух стеклянных колб разных диаметров вставленных друг в друга. Колбы изготовлены из прочнейшего боросиликатного стекла. Наружная прозрачная колба позволяет световым лучам проходить с минимальным отражением. Внутренняя колба покрыта специальными селективными покрытиями, которые отличаются превосходным поглощением солнечной радиации и минимальным отражением. В верхней части две колбы соединяются вместе, а воздух  содержащийся в пространстве между двумя слоями стекла откачивается. В нижней части внутренняя колба удерживается от соприкосновения с наружной с помощью специального держателя, там же расположен геттер - газопоглотитель, вещество, поглощающее и прочно удерживающее остаточные газы (т.к. вакуум не идеальный). Проходящая через внешнюю колбу солнечная радиация поглощается внутренней колбой, разогревает её, но обратно тепло через вакуум не уходит. Эта конструкция похожа на обычный термос для чая, но с прозрачной внешней колбой.

Качество:

Сегодня практически все вакуумные трубки изготавливаются в Китае. Многие производители коллекторов из Германии, США и т.д. просто покупают трубки в Китае, а остальное делают сами. На рынке встречается две модификации трубок, отличающихся селективным покрытием. Внешне трубки можно отличить по оттенку (ALN/AIN-SS/CU более темные), а если взглянуть внутрь, то трубка с покрытием ALN/AIN-SS/CU будет светиться красным, а AL/N/AL голубым.

Характеристики трубок:

Технические характеристики вакуумных труб Glass simple vacuum tube, Al-N/Al 3-Hi Solar Core Vacuum Tube, Al-N/SS/Cu
Структура Цельностеклянная концентрическая трубка с двойными стенками Цельностеклянная концентрическая трубка с двойными стенками
Качество стекла Боросиликатное стекло 3.3 (Т-0.91) Боросиликатное стекло 3.3 (Т-0.91)
Внешний диаметр трубки и толщина стенки ф47±0.7 мм &=1.5 мм ф47±0.7 мм &=1.5 мм
ф58±0.7 мм &=2 мм ф58±0.7 мм &=2 мм
Внутренний диаметр трубки и толщина стенки ф37±0.7 мм &=1.5 мм ф37±0.7 мм &=1.5 мм
ф47±0.7 мм &=1.6 мм ф47±0.7 мм &=1.6 мм
Длинна трубки 1500 мм (±5 мм) 1500 мм (±5 мм)
1800 мм (±5 мм) 1800 мм (±5 мм)
Площадь абсорбера ф47±0.7 мм L=1500 мм 0.0763 м2 0.0763 м2
ф58±0.7 мм L=1800 мм 0.1231 м2 0.1231 м2
Характеристики абсорбирующего покрытия Тип покрытия солнечное абсорбирующее покрытие типа Al-N/Al многослойное (12 слоев) солнечное абсорбирующее покрытие типа ALN/AIN-SS/Cu

Метод покрытия улавливающего слоя

прямое напыление прямое напыление
Сбор тепла >91% >95%
Емиссия тепла <8% (при 80°С) <5% (при 80°С)
Качество вакуума P < 3x10-3 PA P < 3x10-3 PA
Температура стагнации 200 М2°С/кВт 250 М2°С/кВт
Мощность солнечного излучения для начала эффективного сбора тепла 1.33 кВтч/м2 0.77 кВтч/м2
Средний коэффициент потерь тепла 0.8 Вт/(м2 °С) 0.8 Вт/(м2 °С)
Устойчивость к граду < 35 мм < 35 мм
Устойчивость к перегреву до 350°С до 400°С
Устойчивость к замерзанию до -50°С до -50°С
Устойчивость к ветру до 30 м/c до 30 м/c
Вес 2.29±0.18 кг 2.29±0.18 кг
Время старта не более 10 минут не более 10 минут
Стартовая температура 30°С 30°С
Срок службы более 15 лет более 15 лет

Область применения коллекторов на трубках типа 1:

На трубках типа 1 строятся безнапорные системы горячего водоснабжения в теплом или умеренном климате. Бак-теплоаккумулятор обычно располагается выше коллекторов с данными трубками, поэтому жидкость может циркулировать из-за естественной конвекции.

Достоинства: низкая цена, возможность построения систем без подключения к электричеству

Недостатки: при разрушении система теряет работоспособность, не работает под давлением, внутри большое количество теплоносителя, не работает при продолжительных низких температурах.

Вакуумная трубка U-pipe (с медными каналами)

Конструкция:

Разработана на основании трубки типа 1 для активных систем (с насосом) работающих под напором до 6кг/см2. Внутрь введена контактная пластина и медная трубка. Характеристики аналогичны трубке типа 1, а в связи с отсутствием воды в трубке коллектор может теоретически работать при температурах до -50С. Но, из-за высокой вязкости антифризов при экстремально низких температурах и высокого гидравлического  сопротивления (диаметр медным трубок 5мм) коллектора, насос системы не справляется с запуском таких коллекторов до момента прогрева, что грозит локальным закипанием и сбросом антифриза. Поэтому не рекомендуется эксплуатация данного коллектора при температурах менее -25 градусов.

giperion.biz

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *