Solárny vákuový kolektor

Maximalizácia využívania alternatívnych zdrojov energie v každodennom živote je kľúčovou úlohou, na ktorej inžinieri neustále pracujú. A v tejto veci dosiahli významné výsledky, pravidelne zavádzali všetky nové zariadenia, ktoré umožňujú organizovať pohodlnú existenciu, pod podmienkou výrazného zníženia spotreby tradičnej elektrickej energie. Jedným z takýchto zaujímavých udalostí je vákuový solárny kolektor. Zoznámenie sa so zariadením a princíp činnosti zariadenia pomôžu lepšie spoznať jeho podstatu a rozhodnúť sa o účele v každodennom živote..

Vymenovanie a usporiadanie vybavenia ↑

Konštrukcia solárnych kolektorov je veľmi odlišná. Môže ísť o ploché alebo vákuové ohrievače, ako aj zariadenia, v ktorých sa namiesto vody používa vzduch ako nosič tepla. Budeme sa podrobne zaoberať úpravou vákua, pretože tento konkrétny typ solárneho kolektora má vysokú účinnosť a množstvo ďalších nesporných výhod..

Účel vákuového kolektora, ktorého práca je založená na premene slnečného žiarenia na tepelnú energiu, má široký variačný rozsah. Najväčší dopyt sa pozoruje, keď je potrebné ohriať vodu vo významných objemoch. Krok nižšie je cieľom organizácie vykurovania miest inštaláciou solárneho zariadenia vo forme vákuového kolektora. V chladnom období je schopný zohriať vodu v bazéne alebo zabezpečiť teplú podlahu. Dôležitým aspektom prevádzky solárneho kolektora je jeho ekologickosť a bezpečnosť..

Hlavným rozdielom medzi vákuovými ohrievačmi a inými konštrukciami solárnych kolektorov je prítomnosť pevných sklenených trubíc na základnom paneli. Ako materiál sa používa borosilikátové sklo, ktoré sa vyznačuje zvýšenou pevnosťou a zachovaním optických vlastností po dlhú dobu. Na povrchovú úpravu sa používa špeciálna látka, ktorá zaisťuje príťažlivosť slnečného svetla. Vo väčšej trubici je umiestnený menší produkt, priestor medzi nimi je vyplnený vákuom.

Na dne trubice sa nachádza špeciálna kvapalina, ktorá sa vplyvom slnečnej energie premieňa na paru a stúpa, čím sa zabezpečuje rovnomerné zahrievanie vody vo vákuovom rozdeľovači. Zariadenie je zobrazené na obrázku nižšie:

Pracovný princíp ↑

Prítomnosť v konštrukcii vákuového oddelenia zaisťuje činnosť solárneho kolektora na princípe termosky. Medzi základné prvky vybavenia patria najmä tieto časti:

• kolektor;
• tepelný akumulátor; vodná nádrž často plní svoju úlohu;
• obvod výmenníka tepla;
• snímače teploty;
• prijímač.

Podrobne analyzujeme funkcie každej časti. Prijímač je vyrobený z medi izolovanej polyuretánovou metódou. Ďalšiu ochranu poskytuje eloxovaný hliníkový povlak. Prostredníctvom nej sa dodáva tepelná energia. Ak je zistená porucha v prijímači, postup výmeny prebieha hladko, nevyžaduje vypustenie kvapaliny z výmenníka tepla..

Na konci vákuových trubíc solárneho kolektora a na zadnej strane vykurovacieho zariadenia sú nainštalované teplotné senzory. Na základe ich ukazovateľov je v prevádzke obehové čerpadlo.

Princíp činnosti solárneho ohrievača je nasledujúci:

• Nemrznúca kvapalina pôsobí ako chladivo, ktoré pri prechode cez hornú zónu zariadenia absorbuje tepelnú energiu generovanú špeciálnymi hrotmi vyrobenými zo zliatin medi..
• V dôsledku aplikácie cievkového mechanizmu v pohone vákuového solárneho kolektora sa kvapalina zahrieva.
• Prenos tepla v uzavretom cykle sa uskutočňuje dovtedy, kým stupeň samotnej kvapaliny nie je vyšší ako teplota vody v zásobnej nádrži..

Faktory, ktoré určujú dobu prevádzky takého systému, sú teplotné ukazovatele atmosféry a trvanie denných hodín..

Vákuové sklady využívajúce energiu slnečného žiarenia prichádzajú do priameho a nepriameho zdroja tepla. Prvá verzia vákuových kolektorov je charakterizovaná použitím vody ako chladiva, preto sa označuje ako sezónne zariadenie poháňané slnečnou energiou. V druhom prípade je možná celoročná prevádzka zariadenia.

Funkcie inštalácie ↑

Dodržiavanie odporúčaní na inštaláciu vákuového kolektora je kľúčom k vysoko efektívnej prevádzke solárneho ohrievača. Správne umiestnenie zaisťuje ohrev kvapaliny v chladnom období o 50-60%, pre letné obdobie je to 100%.

Na tieto účely nie sú vhodné galvanizované oceľové alebo polymérové ​​potrubia. Optimálna je nehrdzavejúca oceľ alebo meď. Čomu by ste teda mali venovať pozornosť:

• Pri montáži na strechu konštrukcií sa uhol sklonu vákuového potrubia k horizontu rovná zemepisnej šírke oblasti.
• Umiestnenie na otvorenom priestranstve solárneho ohrievača by sa malo vykonávať v blízkosti budov, ktoré spotrebúvajú teplo.
• Faktory tieňa by sa mali vylúčiť.
• Solárne kolektory dosahujú maximálnu účinnosť, keď je uhol dopadu slnečných lúčov 90^o.

Je však ťažké dosiahnuť tento stav kvôli neustálemu pohybu vákuového ohrievača vzhľadom na slnečné svetlo. Ideálnym riešením tohto problému je inštalácia mobilného kolektora, ktorý udržuje požadovaný uhol sklonu vďaka rotačnej funkcii za slnkom. Náklady na takéto vybavenie sú však neprimerane vysoké, a preto je oveľa výhodnejšie prevádzkovať vákuové kolektory, ktoré sú technicky jednoduchšie..

Pri výbere uhla sklonu sa riadia hlavným účelom solárneho ohrievača, pričom sa vyberie smer na juh. Maximálna odchýlka by nemala presiahnuť 30^o. V severných oblastiach sa inštalácia vákuového rozdeľovača vykonáva takmer vertikálne. Takéto zariadenia sú účinné v zimnom období, pretože využívajú svetlo odrážané od snehovej pokrývky. Solárne kolektory sú niekedy pripevnené na stenách domov a majú nasledujúce výhody:

• ľahká údržba;
• menšie hromadenie prachu, preto sa uľahčuje starostlivosť;
• riziko poškodenia pri krupobití je minimalizované;
• nízke upevnenie vákuového rozdeľovača voči nádrži s vyhrievanou tekutinou zvyšuje rýchlosť prúdenia, potreba aktívneho systému zmizne.
• vákuový nástenný solárny kolektor znižuje tepelné straty v miestnosti a znižuje potrebu dodatočnej energie na vykurovanie.

Výhody vákuových kolektorov ↑

Nepretržitú prevádzku solárneho vákuového zariadenia zabezpečujú izolované zariadenia. To umožňuje, aby celý systém fungoval pri teplotách až do -40^oC. V tomto prípade je zariadenie so zásobnou nádržou umiestnené oddelene a pripája sa k hlavnej časti vákuového rozdeľovača pomocou valcovaných kovových výrobkov..

Automatizovanú prevádzku nepriamych zariadení vákuového rozdeľovača zabezpečujú regulátory, pričom čerpadlo zabezpečuje nepretržitú cirkuláciu tekutiny v systéme. Medzi výhody vákuových solárnych kolektorov patria nasledujúce položky:

• vysoká účinnosť pri oblačnom počasí alebo pri teplotách pod teplotou nula;
• inštalácia konštrukcie vákuového zariadenia nevyžaduje špeciálne zručnosti;
• odolnosť solárneho ohrievača voči negatívnym vplyvom prostredia;
• dlhá doba prevádzky.

Jedinou záťažou môžu byť vysoké náklady na solárny ohrievač, ale vzhľadom na dlhú životnosť sa investícia vyplatí v blízkej budúcnosti, čím sa dosiahnu ďalšie významné úspory nákladov na energiu..