Vaakumpäikesekollektor: tööpõhimõte + kuidas seda ise kokku panna

Sooja veevarustusele ja ruumide kütmisele kulub märkimisväärseid summasid. Kuid on olemas alternatiivne energiaallikas – vaakumpäikesekollektor.Kas olete sellest kuulnud? See võimaldab teil oluliselt vähendada mugavuse säilitamise finantskulusid, pakkudes maksimaalset kütteefekti minimaalse soojuskaoga.

Seda seadet saab osta kodumasinate tootjatelt või ise kodus kokku panna. Õige mudeli valimiseks peate uurima palju teavet. Aitame teil otsustada peamiste ostukriteeriumide üle.

Artiklis käsitletakse vaakumkollektori tööpõhimõtet ja konstruktsiooni. Räägime erinevate mudelite disainifunktsioonidest, kaalume nende paigalduste plusse ja miinuseid. Lisaks kirjeldame üksikasjalikult, kuidas ise vaakumpäikesekollektorit valmistada ja paigaldada.

Materjaliga on kaasas videod, millest saate teada vaakumkollektorite olulistest omadustest ja tööpõhimõtetest.

Vaakumseadme tööpõhimõte

Vaakumpäikesekollektor erineb tavapärastest päikesesüsteemidest omamoodi päikeseenergia töötlemine. Klassikaline aku võtab lihtsalt valgust ja muudab selle elektriks. Kollektor koosneb klaastorudest, mille sisse on tekitatud vaakum. Need ühendatakse ühtseks süsteemiks spetsiaalsete dokkimisseadmete kaudu.

Iga toru sees on jahutusvedelikuga ühest või kahest vaskvardast koosnev kanal. Päikesekiirte püüdmisel soojendab aktiivne element jahutusvedeliku materjali, tagades nii kollektori töö.

Selle konstruktsiooni tõttu suureneb energiatõhususe tase märkimisväärselt ja soojuskadu väheneb oluliselt, kuna vaakumkiht võimaldab säästa umbes 95% kogutud päikeseenergiast.

Eramu katusele paigutatud vaakumpäikesekollektor varustab elanikke aastaringselt sooja veega ning külmal aastaajal võimaldab mugavalt tuba kütta ilma palju raha kulutamata.

Lisaks väheneb kollektori tootlikkuse sõltuvus hooajalisusest, ümbritseva õhu temperatuurist ja erinevatest ilmastikutingimustest, nagu tuuleiilid, vahelduv pilvisus, sademed jne.

Kuidas vaakumtüüpi kollektor töötab?

Kaasaegsed vaakumseadmed, mis varustavad ruume päikeseenergia abil soojuse ja sooja veega, on tehnoloogiliselt erinevad.

Kollektsionäärid jagunevad järgmisteks tüüpideks:

• torukujuline ilma klaasist kaitsekatteta;
• vähendatud konversiooniga moodul;
• standardne lame versioon;
• läbipaistva soojusisolatsiooniga seade;
• õhuüksus;
• lame vaakumkollektor.

Vaakumpäikesekollektor on võimeline tagama sooja veevarustuse ja kütmise igal aastaajal ja iga ilmaga (+)

Neil kõigil on ühine disaini sarnasus, nii et need koosnevad:

• väline läbipaistev toru, kust õhk on täielikult välja pumbatud;
• soojendatav toruasub suures torus, kus liigub vedel või gaasiline jahutusvedelik;
• üks või kaks kokkupandavat turustajat, mille külge ühendatakse suurema kaliibriga torud ja siseneb sisse pandud õhukeste torude tsirkulatsiooniahel.

Kogu disain meenutab mõneti läbipaistvate seintega termost, mis säilitab enneolematult kõrge soojapidavuse. Tänu sellele omadusele omandab sisekummi korpus võime tõhusalt soojeneda ja energiaressurssi täielikult sees ringlevale jahutusvedelikule üle kanda.

Disaini nüansid ja klassifikatsioon

Vaakumkollektorid klassifitseeritakse vastavalt konstruktsiooni paigaldatud klaastorude tüübile või soojuskanalite omadustele. Torud on tavaliselt koaksiaal- ja sulgetüüpi ning soojuskanalid on U-kujulised otsevoolu- ja soojustoru tüüpi. .

Koaksiaaltorude omadused

Koaksiaaltorud on topeltklaasist termoskolb, mille seinte vahele on kunstlikult loodud vaakumruum. Toru sisepinnal on spetsiaalse soojust neelava kattekihi kiht, nii et tegelik soojusülekanne toimub otse klaaskolvi seintelt.

Koaksiaaltorud on valmistatud ülitugevast borosilikaatklaasist, millel on kõrge valguse läbilaskvus. Elementidel on olenevalt tootjast kuni kolm magnetroni pihustuskihti, need näitavad suurepärast tugevust ja vastupidavust erinevatele atmosfääritingimustele (vihm, rahe jne), taluvad rõhku 1 MPa ja töötavad usaldusväärselt 15 aastat.

Neelava elemendina joodetakse klaastorusse eetri koostist sisaldav vasktoru. Kuumutamise käigus see aurustub, annab tõhusalt ära oma soojuse, kondenseerub ja voolab toru põhja.Seejärel korratakse tsüklit, luues nii pideva soojusvahetusprotsessi.

Suletorude omadused

Vaakumsulgtorude seinapaksus on suurem kui koaksiaalsetel ja need ei koosne mitte kahest, vaid ühest kolvist. Sisemine vasest neelduv element on kogu pikkuses varustatud vastupidava võimendiga - kõrgetasemelise energiat neelava kattega gofreeritud plaat.

Tänu sellele disainifunktsioonile asub vaakum otse termokanalis, millest osa koos absorbendiga on integreeritud otse kolbi.

Sulgede vaakumtoru sees on plaat, mis on sulekujuline. Tõhususe tase ületab selle koaksiaalse analoogi võimalusi, kuid selle maksumus on oluliselt kõrgem ja seda on raske asendada, kui pirni terviklikkus on kahjustatud või kütteelement ebaõnnestub

Sulgedest vaakumtorudest valmistatud kollektoreid peetakse oma klassi kõige tõhusamateks, need toimivad hästi ja pakuvad usaldusväärset teenindust aastaid.

Soojustoru tööpõhimõte

Soojustorud koosnevad suletud torudest, mis sisaldavad kergesti aurustuvat vedelat koostist. Päikesevalguse mõjul see soojeneb, liigub kanali ülemisse piirkonda ja koondub seal spetsiaalsesse soojuskollektorisse (kollektorisse).

Sel hetkel loovutab töövedelik kogu kogunenud soojuse ja kukub uuesti alla, et protsessi jätkata.

Soojustoru soojusvaheti hülss ühendatakse kollektori soojusvahetiga läbi spetsiaalse pesa, mis on joodetud 1-toru soojusvaheti enda sisse või mähitakse ümber 2-toru soojusvaheti.

Soojustoru tööelement on valmistatud vasest ja harvadel juhtudel alumiiniumist. Sellel on kõrge vastupidavus töökoormustele, see teenib usaldusväärselt 15 aastat, on mõistliku hinnaga ja on kaasaegsete torutüüpi vaakumpäikesesüsteemide üks populaarsemaid elemente.

Vabanenud energia võtab jahutusvedelik termoreservuaarist ja kantakse edasi läbi süsteemi, tagades nii kraanides ja radiaatorites sooja vee kättesaadavuse. Soojustorusüsteemi on lihtne paigaldada ja see näitab kõrget töötõhusust.

Vaakumsoojustorudega varustatud kollektorid on hea töökindlusega ja sobivad kasutamiseks mitte ainult igapäevaelus, vaid ka kõrgsurve päikesesoojussüsteemides

Rikke või rikke korral ilma raskusteta on võimalik kahjustatud seade asendada uuega ilma kogu süsteemi rekonstrueerimist kasutamata.

Remonditöid saab hõlpsasti teha otse kollektori asukohas, seadet lahti võtmata ja tarbetuid pingutusi tegemata.

U-kujulise läbiva soojusvaheti kirjeldus

Otsevoolusoojusvaheti toru on U-tähe kujuline. Sees ringleb vesi ehk küttesüsteemi töötav jahutusvedelik. Üks elemendi osa on ette nähtud külma jahutusvedeliku jaoks ja teine ​​eemaldab õigesti juba kuumutatud.

Kuumutamisel aktiivne koostis laieneb ja siseneb akumulatsioonipaaki, luues seeläbi vedeliku loomuliku ringluse süsteemis. Siseseintele kantud spetsiaalne selektiivne kate suurendab soojuse neeldumisvõimet ja parandab süsteemi kui terviku efektiivsust.

Võrreldes heat-pipe tüüpi torudega on U-kujulised tooted suurema hüdraulilise takistusega, seavad kõrgemad nõudmised jahutusvedelikule ja on oluliselt kallimad. Otsevooluga U-torudel töötavad kollektorid ei saa töötada kõrge rõhu all ja tagavad kvaliteetse soojusülekande ainult soojal aastaajal

U-tüüpi torud näitavad kõrget jõudlust ja tagavad tugeva soojusülekande, kuid neil on üks oluline puudus. Need moodustavad kollektoriga ühe tervikliku konstruktsiooni ja paigaldatakse alati sellega koos.

Eraldi üksikut toru, mis on ebaõnnestunud, ei ole võimalik asendada. Remondiks on vaja kogu kompleks lahti võtta ja asemele uus panna.

Erinevate modifikatsioonide võrdlus

Päikeseseadmete valmistamisel kombineeritakse päikesekollektorite termokanaleid ja vaakumklaastorusid mitmesugustes kombinatsioonides.

Tarbijate seas on kõige populaarsemad soojustoruga koaksiaalmudelid. Ostjaid köidab seadmete lojaalne hind ja väga lihtne, soodne hooldus kogu kasutusea jooksul.

Soojustoru töökanaliga vaakumpäikesekollektorit on lihtne parandada. Kahjustatud torude väljavahetamine toimub kohapeal ja see ei hõlma süsteemi lahtivõtmist ega teisaldamist. Soojusülekanne nendes mudelites on aga keeruline, mistõttu väljundefektiivsus ei ületa 65%.

Soojustoru kanalitega vaakumseadmed näitavad suurt töökindlust ja neil pole kasutuspiiranguid isegi kõrgsurve päikeseenergia kompleksides.

Populaarsete toodete nimekirja kuuluvad ka seadmed, mille koaksiaalkolb sisaldab otsevoolu U-kujulisi kanaleid. Neid iseloomustavad sellised parameetrid nagu madal soojuskadu ja efektiivsus 70% ja rohkem.

Õigeks tööks peab U-kanaliga vaakumseade olema õigesti paigaldatud. Soovitav on, et minimaalne kaldenurk oleks vähemalt 20⁰. Ainult nii on võimalik tagada maksimaalne tulu

Olukorda rikuvad mõnevõrra: keeruline remondiprotsess, spetsiifiline hooldus töö ajal ja võimetus üksikut kahjustatud seadet asendada. Kui seadmega midagi juhtub, võetakse see lahti ja asetatakse täiesti uus kollektor.

Suletorud on struktuurilt ühekordsed klaasist silindrid, millel on paksendatud tugevad seinad (olenevalt tootjast alates 2,5 mm ja rohkem). Sees olev sulgedest imav sisetükk sobib tihedalt töökanaliga, valmistatud soojust juhtivast metallist.

Peaaegu täiusliku isolatsiooni loob klaasanuma sees olev vaakumruum. Absorbent kannab neeldunud soojust kadudeta üle ja tagab süsteemile kuni 77% kasuteguri.

Rikke korral tuleb sulgtorudega varustatud kollektorid parandada. Kogu süsteemi pole vaja vahetada, piisab, kui leida kahjustatud seade, see lahti võtta ja uus asemele panna

Suleelemendiga mudelid on küll mõnevõrra kallimad kui koaksiaalsed, kuid tänu oma suurele efektiivsusele pakuvad ruumis täielikku mugavust ja tasuvad end kiiresti ära.

Kõige tõhusamad ja produktiivsemad on sisemiste otsevoolukanalitega sulekolvid. Nende tegelik efektiivsus ulatub mõnikord rekordilise 80% tasemeni.

Suletorude paigaldamisel raami sisse asetatakse iga detaili vardale tugev rõngaga ja kuumakindla tihendiga pressmutter. See tagab kogu konstruktsiooni tiheduse ja võimaldab kollektoril täielikult töötada mis tahes tingimustes

Toodete hind on üsna kõrge ja remonti tehes on vaja kogu jahutusvedelik süsteemist välja lasta ja alles seejärel alustada tõrkeotsinguga.

Milline peaks olema soojuskollektor?

Soojuskollektor on vaakumkollektori teine ​​väga oluline tööelement. Selle seadme kaudu kantakse kogunenud soojus torudest jahutusvedelikku.

Soojuskollektor asub seadme ülaosas. Selle üks komponente, vasksüdamik, saab energiat ja edastab selle suletud paak-kollektoriga soojusvahetisüsteemis ringlevale põhijahutusvedelikule.

Süsteemiga ühendamisel on tagatud korrektne töö. tsirkulatsioonipump. Küttekompleksi juhtiv automaatika jälgib selgelt kanalite temperatuuritaset ja kui see langeb alla lubatud kriitilise miinimumi (näiteks öösel), peatab pumba.

See võimaldab vältida tagasisoojenemist, kui jahutusvedelik hakkab akumulatsioonipaaki kogutud kuuma vee soojust ära võtma.

Vaakumkollektorite plussid ja miinused

Seadmete peamine eelis on soojuskadude peaaegu täielik puudumine töö ajal. Selle tagab vaakumkeskkond, mis on üks kvaliteetsemaid looduslikke isolaatoreid. Kuid eeliste loetelu ei lõpe sellega.

Seadmetel on muid selgeid eeliseid:

• töö efektiivsus madalatel temperatuuridel (kuni -30 ° C);
• võime koguda temperatuure kuni 300 ° C;
• soojusenergia, sealhulgas nähtamatu spektri maksimaalne võimalik neeldumine;
• töö stabiilsus;
• madal vastuvõtlikkus agressiivsete atmosfääri ilmingute suhtes;
• madal tuul, mis on tingitud torukujuliste süsteemide konstruktsioonilistest iseärasustest, mis on võimelised läbima erineva tihedusega õhumassi;
• kõrge tõhususe tase parasvöötme ja jaheda kliimaga piirkondades, kus on vähe selgeid ja päikesepaistelisi päevi;
• vastupidavus vastavalt põhilistele tööreeglitele;
• remondiks juurdepääsetavus ja võimalus muuta mitte kogu süsteemi, vaid ainult ühte ebaõnnestunud fragmenti.

Puuduseks on kollektorite suutmatus ise puhastuda pakasest, jääst, lumest ning seadme kodus kokkupanemiseks vajalike komponentide kõrge hind.

Päikesekollektor on tõhus seade, mis võimaldab päikeseenergiat praktiliselt ilma kadudeta soojusenergiaks muundada.

Seadme ise kokkupanek

Vaakumkollektori kokkupanemise protsess algab tööelementide tugiraami valmistamisega. See paigaldatakse kohe seadme jaoks ettenähtud kohta.

Raami suurus ja mõõtmed sõltuvad täielikult mudelist, mida plaanitakse valmistada ning on tavaliselt ette nähtud komponentide saatedokumentide hulgast leitavas juhendis.

Valmis kollektori raam kinnitatakse katusele nii, et see võtab vaba asendi ega kõiguks. Kui hoone katus on kiltkivi, kasutage mantlitalasid ja suurekaliibrilisi jämedaid kruvisid. Teiste katusematerjalide puhul kasutatakse tavapäraseid ankruid

Täiendavalt kinnitan hermeetikuga karkassi ja katusepinna kokkupõrke kohad, et edaspidi vesi läbi aukude majja ei satuks. Seejärel toimetatakse säilituspaak paigalduskohta ja kinnitatakse kruvidega raami ülaosa külge.

Järgmises etapis pannakse kokku kütteelement, temperatuuriandur ja automaatne õhutusava. Kõik abikomponendid ja nendega seotud osad asetatakse kaasasolevatele pehmenduspatjadele. Temperatuurianduri kinnitamiseks kasutage mutrivõtit.

Järgmisena korraldatakse veevarustuse kommunikatsioonide varustamine. Selleks võetakse torud mis tahes materjalist, mis on vastupidav madalale temperatuurile ja talub kuni 95°C. Hästi tõestatud polüpropüleenist torud ja liitmikud.

Polüpropüleentorud sobivad ideaalselt päikesekollektori ühendamiseks elamu torustikuga. Armeering on heade füüsikaliste omaduste ja töökindlusega, töötab usaldusväärselt aastaid ning on kergesti asendatav pragude või rebendite korral.

Pärast veevarustuse ühendamist täidetakse akumulatsioonipaak veega ja testitakse lekkeid. Kui kuskil 3-4 tunni jooksul lekkeid leitakse, siis need parandatakse.

Lõpuks paigaldatakse kütteelemendid. Selleks mähitakse vasktoru alumiiniumlehte ja asetatakse klaasist vaakumtorusse. Altpoolt asetatakse kolvile kinnitustops ja vastupidavast painduvast kummist saabas.

Toru ülemine vasest ots lükatakse lõpuni messingkondensaatorisse. Torudest ei eemaldata viskoosset termokontaktmääret. Kinnitage lukustusmehhanism kronsteini külge ja paigaldage kõik ülejäänud klaastorud sama põhimõtte järgi.

Torukujulised päikesekollektorid vajavad regulaarset hooldust ja kohustuslikku puhastamist, eriti aktiivse lumesaju ajal. Kui järgite neid lihtsaid reegleid, töötavad need pikka aega ja säilitavad kõrge efektiivsuse kogu kasutusaja jooksul.

Konstruktsioonile asetatakse kinnitusplokk, sellele antakse 220-voldine toiteallikas ja süsteemiga on ühendatud kolm abiseadet - kütteelement, õhuava ja temperatuuriandur.

Viimane ühendatav asi on kontroller, mis on loodud kompleksi korrektseks juhtimiseks. Soovitud tööparameetrid sisestatakse kontrolleri menüüsse ja süsteem käivitub standardrežiimis.

Siin on toodud samm-sammult juhised päikesekollektori ehitamiseks see artikkel.

Kuidas seadet õigesti paigutada?

Vaakumkollektori täielikuks ja tõhusaks töötamiseks on vaja elamispinda vajaliku energiaga varustada, on vaja leida sellele kõige soodsam asukoht ja seade õigesti orienteerida maailma osade suhtes.

Vaakum-tüüpi päikesekollektorid on palju praktilisemad kui nende lamedad kolleegid. Kui üks töötorudest saab kahjustatud ja ebaõnnestub, on seda väga lihtne uuega asendada. Pärast seda jätkab süsteem tööd nagu varem. Kui kohe pole võimalust kahjustatud elemendi asemele uut panna, pole see oluline. Seade suudab oma "ülesandeid" täita isegi siis, kui sellel on kahjustatud element.

Põhjapoolkera asulate jaoks on oluline paigutada kollektor maja katuse lõunapoolsesse ossa või koha päikesepaistelisse külge. Soovitav on tagada seadme tasapinna minimaalne kõrvalekalle.

Kui pinda pole võimalik suunata lõunasse, tuleks valida lääne ja ida seast kõige heledam nurk lagendikul.

Vaakumkollektori kõrge tööefektiivsus tuleneb ka sellest, et see töötab peegli põhimõttel ja võrdsustab oma soojusvõimsust lähtuvalt päikese hetkekõrgusest

Päikeseenergia kompleksi ei tohiks katta korstnad, katusekatte dekoratiivsed killud, laialivalguvad puuoksad ning kõrged elu- või tehnohooned. See vähendab töötõhusust ja vähendab tööelementide kuumutamise taset.

Kui seade on õigesti paigutatud, tagab see peaaegu sama soojusülekande aastaringselt, olenemata aastaajast.

Kui teil pole laialdasi kogemusi keerukate remondi-, paigaldus- ja sanitaartehniliste tööde tegemisel, on irratsionaalne kodus torusid imeda. See protsess on väga töömahukas ja nõuab eriteadmisi ja erivarustust.

Lisaks on iseseisvalt valmistatud vaakum-tüüpi elementide efektiivsus palju madalam kui tehaseosadel. Seetõttu on kõige mõttekam osta tooteid spetsialiseeritud tootjalt ja seejärel proovida kodus mitu sektsiooni kokku panna.

Veebisaidil on valik artikleid päikeseküttesüsteemi korraldamise kohta, soovitame lugeda:

1. Päikeseküttesüsteemid: päikesesüsteemidel põhinevate küttetehnoloogiate analüüs
2. Eramu kütmine päikesepaneelidega: skeemid ja seade
3. Paindlikud päikesepaneelid: tüübid, omadused + ühendusomadused

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Vaakumtoru üksikasjalik ja üksikasjalik kirjeldus, selle tööpõhimõte ja päikesekollektori kui terviku toimimise omadused. Autor räägib huvitavatest nüanssidest ja näitab, et paigaldusest võib saada tõeline alternatiiv gaasikatlale.

Huvitav info päikesekollektori töötamise kohta talvel.

Kuidas õigesti paigaldada vaakumpäikesekollektor oma kätega kodus. Kõik protsessi nüansid, soovitused ja kasulikud näpunäited.

Teades torukujulise vaakumpäikesekollektori põhilist tööpõhimõtet, saate seadme ise kokku panna. Paigaldus kohandatakse täielikult teie individuaalsetele nõuetele ja vajadustele.

See ei ole väga keeruline ülesanne, kuid nõuab suuremat tähelepanu, täpsust ja teatud oskusi, vastasel juhul suureneb oluliselt oht, et kolvi rikutakse ja puruneb tihedus.

Kutsume kõiki, kes on huvitatud päikesekollektori valikust, paigaldamisest või ise kokkupanemisest, kommenteerima ja esitama küsimusi. Kontaktvorm asub alumises plokis.