Вакуумен слънчев колектор: как работи + как да си го направите сами

Как се сглобява въздушен колектор

Ако разчитате на собствените си ръце за сглобяване на слънчева термална система, първо се уверете, че разполагате с всички подходящи инструменти за работа.

Какво ви е необходимо за работата ви

1. отвертка.

2. Регулируем ключ, тръбен ключ и гаечен ключ.

Комплект гаечни ключове.

3. Инструмент за заваряване на пластмасови тръби.

Заваряване на пластмасови тръби.

4. Електрически чук.

Перфоратор

Технология на сглобяване

Желателно е да има поне един помощник за сглобяването. Самият процес може да бъде разделен на няколко етапа.

Първи етап. Първо сглобете рамката, за предпочитане веднага на мястото, където ще бъде монтирана. Покривът е оптимален - всички части на конструкцията могат да се прехвърлят там поотделно. Самата процедура за сглобяване на рамката зависи от конкретния модел и е описана в ръководството.

Втора стъпка. Закрепете рамката здраво към покрива. Ако покривът е шистов, използвайте дървени летви и дебели винтове, а ако е бетонен, използвайте обикновени анкери.

Рамките обикновено са предназначени за монтаж върху плоски повърхности (максимален наклон 20 градуса). Уплътнете точките на закрепване на рамката към повърхността на покрива, в противен случай те ще протекат.

Трета стъпка. Вероятно най-трудната, тъй като ще трябва да повдигнете тежък и обемист резервоар за съхранение на покрива. Ако не можете да използвате специална техника, увийте резервоара в дебел плат (за да избегнете евентуални повреди) и го повдигнете с въже. След това закрепете резервоара към рамката с винтове.

Четвърта стъпка. След това трябва да монтирате възлите. Те могат да включват:

• НАГРЕВАТЕЛНИЯ ЕЛЕМЕНТ;
• температурен сензор;
• автоматизирани въздуховоди.

Монтирайте всяка част върху специално уплътнение (те също са включени в комплекта).

Пета стъпка. Свържете водопроводния тръбопровод. За целта можете да използвате всякакъв материал за тръби, стига той да е проектиран да издържа на температура от 95°C. Освен това тръбите трябва да са устойчиви на ниски температури. Полипропиленът е най-подходящ от тази гледна точка.

Шеста стъпка. След като водопроводните тръби са свързани, напълнете резервоара за съхранение с вода и проверете за течове. Проверете за евентуални течове - оставете напълнения резервоар за няколко часа, преди да проверите внимателно и, ако е необходимо, да отстраните теча.

Седма стъпка. След като се уверите, че всички връзки са добре затегнати, пристъпете към монтажа на нагревателните елементи. За целта увийте медната тръба с алуминиев лист и я поставете в стъклената вакуумна тръба. Поставете на дъното на стъклената колба държач за чаши и гумена прахосмукачка. Поставете медния накрайник в другия край на тръбата докрай в месинговия кондензатор.

Остава само да закрепите държача на чашата към скобата. Поставете останалите тръби по същия начин.

Осма стъпка. Монтирайте монтажен блок върху конструкцията и го захранвайте с 220 V. След това свържете трите спомагателни устройства към това устройство (инсталирали сте ги в четвърта стъпка). Въпреки че монтажният блок е водоустойчив, опитайте се да го покриете с балдахин или някаква друга защита срещу валежи. След това свържете контролер към устройството, за да наблюдавате и регулирате системата. Монтирайте контролера на удобно място.

С това монтажът на вакуумния колектор е завършен. Задайте всички необходими параметри в контролера и стартирайте системата.

Критерии за избор на колектор

Ако възнамерявате да си купите вакуумен колектор за отопление, трябва да обърнете внимание на редица нюанси, които ще ви помогнат да вземете решение за модела:

1. За плосък покрив е подходяща тръбна соларна система. Тя ще се държи здраво и стабилно, ако има голямо количество платна.

2. Когато проучвате техническите спецификации, трябва да вземете предвид броя на тръбите, техния вид, размери и площта на оборудването.

3

Важно е също така да се знае обемът на течността, размерите на уреда, повърхността на абсорбера, качеството на стъклото на колбата и дебелината на изолатора.

4. За да се изчисли реалният капацитет, е необходимо да се установят отоплителната площ, размерът на топлинните загуби, характеристиките на климата, консумацията на гореща вода на ден.

5. При закупуване на колектор трябва да се вземат предвид и допълнителните разходи за монтаж на аксесоари - резервоар, акумулатор и топлообменник.

Въпреки сравнително високата цена, слънчевите термални системи се радват на голям интерес, за което свидетелстват отзивите на собствениците, които са използвали такива отоплителни системи:

"За да спестя пари, трябваше да разгледам слънчеви колектори за използване в частен пансион. През сезона потреблението на топла вода е доста високо и се налага да се избере алтернативен метод за снабдяване с БГВ и отопление.

Китайският производител Shentai предлага да закупи оборудване на разумна цена, така че се спрях на техните продукти, особено след като прегледите са предимно положителни. Според изчисленията ми беше препоръчан необходимият капацитет, а цялото оборудване беше доставено и монтирано бързо. В сравнение с разходите за котел във всяка стая, икономиите са огромни. Не съм имал никакви повреди или проблеми с оборудването.

Евгений Гончар, Краснодар.

"В днешно време всички хора се опитват да преминат към по-изгоден източник на отопление. Доверявайки се на отзивите, поръчахме и колектор от Paradigma за нашата вила. Първоначално я използвахме като резервна, но след една година се убедихме в нейната ефективност и преминахме към соларна система за нашата къща. Притеснявахме се, че слънчевите тръби ще се повредят от времето или вятъра, но те са здрави и дори не са уязвими от бури. Благодарение на системата за съхранение не се налага да се притеснявате за спиране на работата. Не открихме никакви недостатъци, доволни сме от избора си, въпреки че цената не е малка.

"Избрахме колектора SCH-18 от Andi Group, защото отзивите за компанията са добри. Наистина не знам техническите подробности, съпругът ми избра устройството. Но ми харесва фактът, че продължи само един сезон, а икономиите вече се усещат. Тази година обаче имаше много слънце, така че съхранението на енергия беше почти непрекъснато. Единственият недостатък е, че не винаги има достатъчно мощност, отоплението функционира добре, а консумацията на топла вода трябва да се ограничава, тъй като семейството е голямо. Ще видим как ще се представи колекторът в бъдеще.

"Работя в частна детска градина. Преди две години собственикът е инсталирал соларна система Micoe на покрива. Има постоянна нужда от топла вода и стаите трябва да са с оптимална температура, което е сериозен разход. С новото оборудване е възможно да се обслужва изцяло отоплението, да се подава топла вода без прекъсване, както и да се отоплява плувният басейн. Дори през нощта всички системи функционират перфектно. Тъй като не видях никакви недостатъци, мисля да купя същото устройство за дома си, особено след като цената е разумна. Просто трябва да прочета отзивите, за да избера правилния модел.

Всички компании имат собствен ценови диапазон за вакуумни слънчеви колектори

Когато се планира бюджет за слънчева термална система, е важно да се направят предварителни изчисления и да се избере подходящата опция. Приблизителните разходи са показани в таблицата по-долу:

Компания, производител, модел

Слънчевата термална система става все по-популярна поради своята гъвкавост и ефективност. Производителите разработват нови технологии за подобряване на производителността, надеждността и безопасността. Собствениците, които са инсталирали системите в домовете си, вече са оценили тяхното качество, икономичност и висока производителност.

От много години Rehau е специализирана в областта на подовото отопление.

Промиването и изпитването под налягане на отоплителната система е процедура, която има за цел да провери.

Все повече хора отопляват домовете си по този начин.

Индиректни нагреватели за вода

Преглед на водонагревателите Thermex

Водно подово отопление със собствените си ръце

Циркулационна помпа за отоплителни системи

Преглед на топлоизолацията с марка Tekhno-Nicol

Копирането на материали от даден сайт е възможно в случай на инсталиране на активни индексирани връзки към.

PG Obogrevguru Москва, Волгоградски проспект, 47, до 511b (499) 611-34-45

оборване 2017

Колектор, изработен от поликарбонат

Произведени от панели с пчелна пита с добри изолационни свойства. Дебелината на листовете варира от 4 до 30 mm. Изборът на дебелината на поликарбоната зависи от необходимото разсейване на топлината. Колкото по-дебел е листът и клетките в него, толкова повече вода ще може да затопли инсталацията.

За изработването на слънчева термална система, по-специално на самостоятелен слънчев нагревател за вода от поликарбонат, са ви необходими следните материали:

• два пръта с резба;
• Полипропиленови ъгли, фитингите трябва да са с външни резбови съединения;
• Пластмасови PVC тръби: 2 броя, дължина 1,5 м, диаметър 32;
• 2 щепсела.

Тръбите се поставят успоредно в корпуса. Свържете се към системата за БГВ чрез спирателни вентили. По дължината на тръбата се прави прорез, в който може да се постави поликарбонатен лист. Благодарение на принципа на термосифона водата се влива в жлебовете (клетките) на листа, нагрява се и преминава в колектора в горната част на цялата отоплителна система. За уплътняване и фиксиране на листовете, поставени в тръбата, се използва термоустойчив силикон.

За да се повиши топлинната ефективност на колектора от поликарбонат с форма на пчелна пита, листът се покрива със селективна боя. Загряването на водата след селективно покритие се ускорява приблизително два пъти.

Видове вакуумни лампи

Съществуват пет вида вакуумни тръби за слънчеви колектори. Те се различават по отношение на вътрешната си структура и дизайн. Освен това всеки от тях може да бъде допълнен с метален (обикновено алуминиев) абсорбер, който се поставя в стъклена крушка под формата на тръба.

Важно!
Повечето производители запълват долното пространство между стъклените стени с барий - той абсорбира примесите в газовете и подобрява топлоизолационните свойства. Липсата му може да намали ефективността на колектора с до 15%.

Термосифонни (отворени) вакуумни тръби

Този тип тръби за слънчеви колектори се използват в колектори с външен резервоар за съхранение. те са пълни с вода и образуват един обем с резервоара. Загрятата вода от колбата се издига в резервоара, а охладената вода пада надолу.

Термосифонните вакуумни колектори се използват в следните приложения:

1. За свързване към системата за топла вода;
2. В региони с високо слънчево греене през студения сезон;
3. За сезонна употреба (пролет, лято, есен).

Коаксиална тръба (Heat Pipe)

Това е най-разпространеният вариант на вакуумните лампи. Той има медна тръба в стъклена колба, която е пълна с течност с ниска точка на кипене или вода при ниско налягане.

Когато течността или водата започне да кипи, парата се издига нагоре и се нагрява от медните стени. В горната част тя влиза в топлообменник - разширение в края, където отдава топлина през стените на водата, която циркулира около нея.

След като се охлади, парата кондензира по стените на топлообменника и се стича надолу. Цикълът се повтаря отново и отново.

Схема на вътрешната структура на коаксиалната тръба и топлообменника.

Сдвоени коаксиални тръби

Принципът е същият като на предишния топлообменник, с едно изключение - две медни тръби с течност са свързани към един топлообменник. Сдвоената система дава възможност за по-ефективно отвеждане на топлината, а големият капацитет и площта на стените на топлообменника позволяват бързото загряване на водата.

Където е необходимо, се монтират вакуумни колектори с двойни коаксиални системи:

1. Осигуряват малко загряване на големи количества вода;
2. През слънчевия ден има нужда от топлинна енергия;
3. Средното ниво на слънчево греене е високо;
4. В системата се извършва бързо изпомпване на вода.

Вакуумни тръби с перо

Те имат допълнителен топлообменник в конструкцията си, който позволява по-ефективно извличане на топлината от вътрешността на стъклената колба. Обикновено тя е под формата на две надлъжни плочи от двете страни на медния радиатор.

В противен случай принципът на работа е същият като при коаксиалната тръба.

U-образни вакуумни тръби (тип U)

Тази система се различава коренно от предишните. Той използва две захранващи мрежи - една за студена и една за топла вода.

В стъклена колба е монтиран U-образен топлообменник, през който преминава водата. От главния тръбопровод за студена вода тя се влива в него, загрява се и се връща в тръбата за загрята вода.

Колекторът тип U с вакуумни тръби е най-ефективен, но е труден за сглобяване. Поточните линии са заварени към медните тръби в стъклената колба. Резултатът е еднокомпонентна система с висока енергийна ефективност, но с ограничена възможност за поддръжка.

Монтаж на крушката върху U-образна медна тръба.

Какви видове слънчеви колектори се предлагат?

Тези системи биват два вида: с плоски плочи и вакуумни системи. Но по същество принципът им на работа е сходен. Те използват слънчева топлина за затопляне на вода. Те се различават само по конструкцията си. Нека разгледаме по-подробно как работят тези видове слънчеви термални системи.

Плоска плоча

Това е най-простият и евтин тип колектор. Тя работи по следния начин: В метален корпус, който отвътре е обработен с високоефективен абсорбатор с перо за абсорбиране на топлина, са разположени медни тръби. В тях циркулира охлаждаща течност (вода или антифриз), която абсорбира топлината. След това тази охлаждаща течност преминава през топлообменник в резервоар за съхранение, където предава топлината директно на водата, която можем да използваме например за отопление на къщата.

Горната част на системата е покрита с високоякостно стъкло. Всички останали страни на корпуса са изолирани, за да се намалят топлинните загуби.

Предимства	Недостатъци
Ниска цена на панелите	Ниска ефективност, около 20% по-ниска от тази на вакуумните панели
Несложен дизайн	Голяма загуба на топлина през корпуса

Поради лесното им изграждане тези системи често се правят дори със собствените ви ръце. Необходимите материали могат да бъдат закупени в строителните магазини.

Вакуумни системи

Вакуумните системи имат малко по-различна функция поради своята конструкция. Панелът е съставен от двойни тръби. Външната тръба играе защитна роля. Те са изработени от стъкло с висока якост. Вътрешната тръба е с по-малък диаметър и е покрита с абсорбер, който съхранява слънчевата топлина.

След това тази топлина се пренася с помощта на изтеглящи устройства или пръти, изработени от мед (те се предлагат в няколко вида и имат различна ефективност, ще ги обсъдим малко по-късно). Топлинните изтеглящи устройства предават топлината с топлоносителя в акумулиращия резервоар.

Между тръбите има вакуум, който намалява загубите на топлина до нула и повишава ефективността на системата.

Предимства	недостатъци
Висока ефективност	По-висока цена в сравнение с плоските тръби
Минимални топлинни загуби	Не можете да ремонтирате самите тръби
Лесен ремонт, тръбите могат да се сменят една по една
Голям избор на видове

Видове радиатори (абсорбери), от общо 5

• Абсорбатор с перо и права топлинна тръба.
• Абсорбатор с перо и топлинна тръба.
• U-образен вакуумен колектор за директен поток с коаксиална колба и рефлектор.
• Система с коаксиална колба и топлинна тръба.
• Петата система са плоските колектори.

Нека да разгледаме ефективността на различните абсорбери и да ги сравним с плоските колектори. Изчисленията са дадени за 1 m2 панел.

В тази формула се използват следните стойности:

• η - ефективността на колектора, която изчисляваме;
• η₀ - оптична ефективност;
• k₁ - коефициент на топлинните загуби W/(m²-K);
• k₂ - коефициент на топлинните загуби W/(m²-K²);
• ∆T - температурна разлика между колектора и въздуха K;
• E - общ интензитет на слънчевата радиация.

С помощта на тази формула, като използвате данните, дадени по-горе, можете да направите изчисленията сами.

Без да навлизаме в променливи величини, най-просто казано, ефективността зависи от количеството топлина, погълнато от медните радиатори, и от количеството загуби в системата.

Системи с проточни нагреватели или термосифони

Те могат да бъдат плоски или вакуумно оформени. Те използват едни и същи принципи на работа. Те обаче имат една съществена разлика в техническото си устройство.

Тази система може да работи без допълнителен резервен акумулиращ резервоар и помпена група.

Принципът на действие е следният. Нагрятата отоплителна среда се натрупва в основния резервоар, който се намира в горната част на системата, обикновено с вместимост 300 литра. През серпентината, през която циркулира водата под налягане от водоразпределителната система на къщата, се прекарва вода. Тя се нагрява и може да се доставя на потребителя.

Предимства	недостатъци
Ниски разходи поради липсата на части за оборудване.	Ниска ефективност на системата през зимата и през нощта
Лесна инсталация, изискваща минимални усилия, тъй като системата е оборудвана с всичко необходимо

Създаване на вакуумен слънчев колектор със собствените си ръце

Създаването на такъв дизайн в домашни условия е доста сложно и изисква висока степен на подготовка. Основната трудност при изграждането на такава единица е създаването на външна единица.

Вакуумирането на колбата и топлинния акцептор е невъзможно да се направи без трудното оборудване, поради което е по-лесно да ги купите в заводска версия

Висококачествената евакуация на колбата, в която се намира и топлоприемникът, изисква не само умения, но и сложно оборудване. Не е възможно да се извърши такава операция в импровизирана среда, така че в следващите инструкции ще бъде описан методът, при който се използват фабрично вдъхновени колби. Но дори и тук има усложнения. Работата по монтажа им изисква най-висока степен на точност.

Самата технология на сглобяване може да се раздели на няколко етапа:

• На първо място е необходимо да се изгради рамка, върху която да се закрепят външните конструктивни елементи. Най-добре е да се монтира директно на планираното място за монтаж на конструкцията. По правило те се поставят на покрива.
• След като рамката е сглобена, тя трябва да бъде здраво закрепена. Спецификата на използвания метод на закрепване зависи от характеристиките на самата покривна конструкция. Важна стъпка, обща за всички видове покриви, е уплътняването на отворите, направени за закрепване на рамката.
• Следващата стъпка е да се инсталира резервоар за съхранение, който да изпълнява задачата за акумулиране на топлина. За тази цел е необходим обемен резервоар, чийто монтаж изисква използването на специализирани машини или допълнителен труд. На този етап се инсталира и помпена станция.
• След това трябва да се монтират спомагателни компоненти като нагревателен елемент, температурен сензор и въздуховоди.
• Сега трябва да се положат тръбите, по които ще циркулира отоплителната среда. Тръбите трябва да са изработени от материал, устойчив както на високи, така и на ниски температури. Полипропиленовите тръби са най-добрият избор.
• След като тръбите са монтирани, те трябва да се проверят за течове заедно с резервоара за съхранение. Ако бъдат открити течове, те трябва да бъдат отстранени и проверени, преди да продължите.
• Следващата стъпка е инсталирането на тръбите на приемника. Тъй като се използват фабрично произведени продукти, е важно да се прочетат внимателно инструкциите за монтаж, които се доставят с тях. На този етап трябва да се направи опит да се изчислят всички възможни нюанси, тъй като грешките ще доведат до високи икономически разходи. Тези продукти са доста скъпи.
• Следващата стъпка е да инсталирате инсталационния модул и да го свържете към захранването. След това към него се свързват инсталираните по-рано спомагателни компоненти и устройства. След това към инсталационния модул се свързва контролен блок, който следи състоянието на цялата система.
• Последният етап от монтажа на вакуумния слънчев колектор е пускането в експлоатация. Това се използва за идентифициране и отстраняване на евентуални неизправности, възникнали по време на монтажа.

Завършването на инсталацията на колектора не означава да забравите за нея веднъж завинаги. За да се осигури дълъг и ефективен експлоатационен живот на уреда, той трябва да се проверява и обслужва редовно.

Изгодно ли е

Всеки сам преценява дали е изгодно да използва слънчеви колектори в зависимост от региона на пребиваване, нуждите от топлина и финансовите си възможности.
Районът на местоживеене е важен критерий за определяне на ефективността на използването на устройства, които преобразуват слънчевата енергия в други форми на енергия. Слънчевата активност (продължителността на слънчевото греене) е различна в различните региони на страната, както се вижда от графиката по-долу.
Тази диаграма показва, че най-благоприятните региони за използване на слънчева енергия, с продължителност на слънчевата активност над 2000,0 часа годишно, се намират в южните райони на страната. В тези региони също така няма студени и дълги зими, което определя възможността за успешно използване на слънчеви колектори в системи за отопление и снабдяване с гореща вода в тези райони на Русия.

Ако е необходимо да се създаде напълно автономна система от външни, традиционни доставчици на топлинна енергия, трябва да се помни, че не е възможно да се създаде такава система само чрез инсталиране на колектор, тъй като Електричеството е необходимо за циркулацията на топлоносителя и за работата на системата за автоматизация. Ето защо, за да се постигне пълна автономност, е необходимо да се помисли за независимо захранване на съоръжението, което ще бъде свързано. Ето защо, за да се създаде напълно независима система, са необходими допълнителни финансови разходи, които ще увеличат периода на изплащане на оборудването.

Принцип на действие на вакуумния слънчев колектор

Слънчевите вакуумни колектори са най-ефективните устройства за обработка на слънчева енергия. За да постигне ефективност от 85 %, устройството използва само 15 % от слънчевата енергия, която получава. Слънчевите вакуумни колектори са по-ефективни от слънчевите панели, тъй като могат не само да преобразуват слънчевата енергия в електричество, но и да се използват за отопление. Тази функция не само спестява електроенергия, но и избягва нуждата от отоплително оборудване.

Благодарение на високата си ефективност слънчевите колектори се използват широко в приложения като

• Частни домове, апартаменти, ваканционни къщи.
• Офис сгради.
• Селскостопански предприятия.
• Индустриални комплекси от всякакъв мащаб.
• Здравни заведения.
• Образователни институции: училища, университети.
• Детски заведения.
• Търговски обекти.
• Възможности за хранене.
• жп гари, пристанища и много други институции от всякакъв вид.

Слънчевите колектори могат да се използват ефективно почти навсякъде, където са необходими електричество и топла вода.

Слънчевите колектори могат да се използват по няколко различни начина:

• През студения зимен период, особено през януари и декември, слънчевите колектори не могат да произвеждат повече от 30-50% топлина. Така че през този период ще трябва да прибегнете до традиционните източници на енергия.
• Колкото по-добра е изолацията на сградата, толкова по-ефективна е отоплителната система.
• Системата за подово отопление на водна основа може да се отоплява и чрез слънчеви колектори. Препоръчително е да използвате тази опция, за да увеличите ефективността на системата.
• Облачното време е основната пречка за слънчевите колектори. Ако е облачно, ще се наложи да използвате по-често традиционните източници на топлина.