Вакуумните колекторни тръби имат малко по-сложна структура. Вакуумът, създаден във всяка от тръбите, причинява, че топлината от абсорбера е много по-малко, отколкото в плоските колектори, изгубени за околната среда. Показани тук: тръбен колектор De Dietrich.

Слънчевите колектори използват безплатна енергия, осигурена от слънцето. Ето защо те стават все по-популярни всяка година. Ето принципа на работа на слънчевите колектори, тяхната конструкция и видове. Изберете за себе си соларни панели, които ефективно и евтино ще загряват водата във вашия дом.

Как работят плоските и вакуумните слънчеви колектори. Изграждане и експлоатация на колектори

Какво е слънчев колектор?

Слънчевите колектори, наричани още слънчеви, са устройства, при които енергията на слънчевата радиация се преобразува в топлина, за да загрява течността, преминаваща през тях. Отоплителната вода за битови нужди (предимно за измиване) за нуждите на едно семейство изразходва няколко хиляди киловатчаса годишно. Възможността за подмяна на скъпа електроенергия или дори малко по-евтино с газ или петрол с безплатна слънчева енергия е примамлива перспектива. Ето защо колекторите вече работят в Полша, чиято обща площ се оценява на над 300 000. m2. Голяма част от тях са инсталирани в еднофамилни домове.

Как работи плосък колектор?

Слънчевите колектори могат да бъдат конструирани по различни начини. На пазара има най-наречените плоски течни колектори. Просто казано, може да се каже, че това е система от тънки тръби (или канали, направени от профили), прикрепени към метална плоча, покрита с така нареченото селективно покритие. Цялото е затворено в корпус, който трябва да ограничи топлинните загуби и да предпази колектора от повреди, като същевременно не пречи на навлизането на слънчевата радиация във вътрешността. И това е всичко.

Течността, преминаваща през колекторните тръби (обикновено се използва трудно замръзващ разтвор на гликол), се нагрява от нагрятата от слънцето повърхност на плочата и съседните стени на тръбите. Качеството на колектора зависи от качеството на използваните материали и прецизността на изработката и по този начин количеството енергия, което доставя за инсталацията на дадена повърхност.

По-малките уреди могат да доставят гореща вода само при слънчево време и при условие, че навън не е много студено. Това се дължи на малките възможности за поглъщане на слънчевата радиация от не много усъвършенстван абсорбатор и топлинни загуби чрез обикновен корпус. За да имате ползата от колекционерите и през зимата и когато слънцето е затъмнено от облаци, е необходимо да се използват по-скъпи решения.

Прочетете също: INVERTER - сърцето на слънчевата инсталация. Кой да избера

Плосък и вакуум колектор

Какво е абсорбатор?

Най-важната част на колектора е абсорбаторът, нагряван от слънчевата радиация. Това е плоча, покрита на повърхността с вещество с висок коефициент на абсорбция за това излъчване, но с нисък емисионен коефициент на топлинно излъчване.

В най-простия безпрецедентен вариант металната (понякога пластмасова) абсорбираща плоча е просто боядисана с черна боя. Това решение беше евтино, но генерира сравнително големи топлинни загуби от радиация. Ето защо колекторите от по-висок клас използват галванични покрития от черен никел, черен хром, черна мед, известни под различни търговски наименования или високоселективни разпръснати титаниеви оксиди (TiNOX). Това, разбира се, води до увеличаване на производствените разходи, но използването на колектори също е по-голямо.

Течността (разтвор на гликол), която се загрява от топлината на абсорбера, тече през тръбите. Те трябва да бъдат внимателно прикрепени към него - по цялата дължина, която се придържат към него, за да получават ефективно топлина. Най-често те са изработени от мед, което ги провежда добре, а в същото време е материал, устойчив на големи температурни промени и корозия. Начинът, по който са свързани, е много важен поради ефективността на топлообмена между абсорбера и елементите, транспортиращи нагрятата течност. Производителите използват различни решения, опитвайки се да намерят компромис между тяхното качество и производствените разходи. В абсорбаторите се правят канали, в които проникват тръби, благодарение на които контактната повърхност се увеличава няколко пъти. Тръбите също могат да бъдат сплескани.

Те са свързани към абсорбера чрез спояване, точково заваряване (с помощта на подложки) или ултразвуково или лазерно заваряване. Тъй като медта е сравнително скъп материал, тя е заменена от алуминий. Колекторите с алуминиеви абсорбатори и алуминиеви профили за транспорт на течности са много по-евтини. Производството на изцяло алуминиеви конструкции стана печелившо поради подобряването на технологията на залепване - използват се високотемпературни силикони. Режимът на свързването им с инсталацията обаче е различен поради възможността за галванични клетки.

ВИДЕО: Монтаж на плоски слънчеви колектори

Как работят вакуумните колектори?

Счита се, че приблизително 90% от всички слънчеви колектори, продавани в Полша, са плоски колектори .

Останалите 10% са предимно малко по-напреднали по отношение на конструкцията и следователно по-скъпи вакуумни колекторни тръби. Това са стъклени тръби с диаметър 5-10 см, успоредни една на друга, свързани в батерии. Всяка тръба има отделна тръба с абсорбатор - плоска или приложена към повърхността на тръбата (по-евтино, но не толкова перфектно решение поради липсата на директен контакт на абсорбера с тръбата).

Вакуумът около абсорбера осигурява изолация. Няма конвекция (топлинен транспорт в резултат на движението на повърхността на материята), поради което топлинните загуби от абсорбера са много по-малки. Освен това абсорбаторът се загрява по-бързо, тъй като топлината не се губи за загряване на въздуха около абсорбера. Тръбните колектори могат да се състоят от двойни тръби (тръба в тръба) - вакуумът е между два слоя стъкло - или от отделни вакуумни тръби. Гликоловият разтвор (като в плоските колектори) може да тече през стъклената тръба, прикрепена към абсорбера, но има и конструкции с така наречената топлинна тръба. След това епруветката се затваря от двете страни, затваря се и се пълни с изпаряваща се течност при ниска температура (около 25 ° С). Течността, нагрята от слънчевите лъчи на дъното на тръбата, се изпарява и се издига до кондензатора в горната част. Това се измива външно с гликол, циркулиращ в слънчевата система. В резултат на това течната пара в кондензатора се охлажда (дава топлина на гликол), така че тя се кондензира и тече по вътрешната стена на топлинната тръба, където отново се изпарява и целият цикъл се повтаря. За да стане това възможно, колекторите трябва да бъдат наклонени под ъгъл около 20 °. Използването на феномена промяна на фазата (изпарение и кондензация) позволява да се повиши ефективността на слънчевия колектор.

Някои колекторни тръби имат огледала, отразяващи слънчевите лъчи, така че те падат върху абсорбера не само отгоре, но и отдолу. В резултат на това температурата на течността в инсталацията може значително да надвиши 100 ° C. В домашни условия това не е необходимо, поради което този тип устройства се използват главно в промишлеността.

Категория:

Електричество