Vakuum solfanger: prinsipp for drift + hvordan du monterer den selv

Det brukes betydelige beløp på varmtvannsforsyning og romoppvarming. Men det finnes en alternativ energikilde - en vakuumsolfanger.Har du hørt om dette? Det lar deg redusere de økonomiske kostnadene ved å opprettholde komforten betydelig, og gir maksimal varmeeffekt med minimalt varmetap.

Denne enheten kan kjøpes fra produsenter av husholdningsutstyr eller monteres selv hjemme. For å velge riktig modell må du studere mye informasjon. Vi hjelper deg med å bestemme de viktigste kjøpskriteriene.

Artikkelen vil diskutere driftsprinsippet og utformingen av en vakuummanifold. Vi vil snakke om designfunksjonene til ulike modeller, vurdere fordeler og ulemper ved disse installasjonene. I tillegg vil vi beskrive i detalj hvordan du lager og installerer en vakuumsolfanger selv.

Materialet er ledsaget av videoer der du vil lære om de viktige funksjonene og driftsprinsippene til vakuummanifolder.

Driftsprinsipp for vakuumenheten

Vakuumsolfangeren skiller seg fra konvensjonelle solcelleanlegg på den måten behandling av solenergi. Et klassisk batteri tar rett og slett lys og konverterer det til elektrisitet. Samleren består av glassrør med et vakuum skapt inni. De er kombinert til et enkelt system gjennom spesielle dokkingenheter.

Inne i hvert rør er det en kanal av en eller to kobberstenger med kjølevæske. Det aktive elementet fanger opp solens stråler og varmer opp kjølevæskematerialet, og sikrer dermed driften av kollektoren.

På grunn av denne designen øker nivået av energieffektivitet betydelig, og varmetapet reduseres betydelig, siden vakuumlaget lar deg spare omtrent 95% av den fangede solenergien.

En vakuumsolfanger plassert på taket av et privat hus vil gi varmt vann til beboerne hele året, og i den kalde årstiden vil det tillate deg å varme opp rommet komfortabelt uten å bruke mye penger på det.

I tillegg reduseres samlerproduktivitetens avhengighet av sesongvariasjoner, omgivelsestemperatur og ulike værforhold, som vindkast, delvis overskyet, nedbør osv.

Hvordan fungerer en manifold av vakuumtype?

Moderne vakuumenheter som gir rom varme og varmt vann ved hjelp av solenergi varierer teknologisk.

Samlere er delt inn i følgende typer:

• rørformet uten glassbeskyttende belegg;
• modul med redusert konvertering;
• standard flat versjon;
• enhet med gjennomsiktig termisk isolasjon;
• luft enhet;
• flat vakuummanifold.

Vakuumsolfangeren er i stand til å gi varmtvannsforsyning og oppvarming når som helst på året, og uansett vær (+)

De har alle en felles designlikhet, så de består av:

• utvendig gjennomsiktig rør, hvorfra luften er fullstendig pumpet ut;
• oppvarmet rørplassert i et stort rør hvor flytende eller gassformig kjølevæske beveger seg;
• en eller to prefabrikkerte forhandlere, som rør av større kaliber er koblet til og en sirkulasjonskrets av tynne rør plassert inne kommer inn.

Hele designet minner litt om en termos med gjennomsiktige vegger, som opprettholder et enestående høyt nivå av varmeisolasjon. Takket være denne funksjonen får kroppen til det indre røret evnen til å varme opp effektivt og fullt ut overføre energiressursen til kjølevæsken som sirkulerer inne.

Designnyanser og klassifisering

Vakuum-type samlere er klassifisert i henhold til typen glassrør installert i strukturen, eller i henhold til egenskapene til de termiske kanalene. Rørene er vanligvis koaksiale og fjærtype, og varmekanalene er U-formede direktestrøm og varmerørstype. .

Kjennetegn på koaksiale rør

Koaksialrør er en dobbel glass termosflaske med et kunstig skapt vakuumrom mellom veggene. Den indre overflaten av røret har et lag med spesielt varmeabsorberende belegg, slik at selve varmeoverføringen skjer direkte fra veggene til glasspæren.

Koaksiale rør er laget av høystyrke borosilikatglass, som har høy lystransmittans. Elementene, avhengig av produsenten, har opptil tre lag med magnetronsputtering, viser utmerket styrke og motstand mot forskjellige atmosfæriske forhold (regn, hagl, etc.), tåler trykk på 1 MPa og fungerer pålitelig i 15 år

Som et absorberende element loddes et kobberrør som inneholder en etersammensetning inn i et glassrør. Under oppvarmingsprosessen fordamper den, gir effektivt fra seg varmen, kondenserer og strømmer til bunnen av røret.Syklusen gjentas deretter, og skaper dermed en kontinuerlig varmevekslingsprosess.

Funksjoner av fjærrør

Vakuumfjærrør har større veggtykkelse enn koaksiale, og består ikke av to, men av en kolbe. Det interne kobberabsorpsjonselementet er i hele sin lengde utstyrt med en slitesterk forsterker - en korrugert plate med et energiabsorberende belegg på høyt nivå.

Takket være denne designfunksjonen er vakuumet plassert direkte i den termiske kanalen, hvor en del, sammen med absorbenten, er integrert direkte i kolben.

Fjærvakuumrøret inneholder en plate inni som er formet som en fjær. Effektivitetsnivået overstiger evnene til den koaksiale motparten, men har en betydelig høyere kostnad og er vanskelig å erstatte hvis integriteten til pæren er skadet eller varmeelementet svikter

Samlere laget av fjærvakuumrør regnes som de mest effektive i sin klasse, presterer godt og gir pålitelig service i mange år.

Driftsprinsippet til varmerøret

Varmerør består av lukkede rør som inneholder en lett fordampende væskesammensetning. Under påvirkning av sollys varmes den opp, beveger seg til den øvre delen av kanalen og konsentreres der i en spesiell varmesamler (manifold).

I dette øyeblikket gir arbeidsvæsken opp all den akkumulerte varmen og faller ned igjen for å gjenoppta prosessen.

Varmerørs varmevekslerhylsen er koblet til manifoldvarmeveksleren gjennom en spesiell stikkontakt loddet inn i selve 1-rørs varmeveksleren, eller er viklet rundt en 2-rørs varmeveksler.

Arbeidselementet til varmerøret er laget av kobber, og i mer sjeldne tilfeller - av aluminium. Den utviser høy motstand mot driftsbelastninger, tjener pålitelig i 15 år, har en rimelig kostnad og er en av de mest populære elementene i moderne vakuumsolsystemer av rørtype.

Den frigjorte energien tas fra det termiske reservoaret av kjølevæsken og overføres videre gjennom systemet, og sikrer dermed tilgjengeligheten av varmt vann i kraner og radiatorer. Varmerørsystemet er enkelt å installere og viser høy driftseffektivitet.

Samlere utstyrt med vakuum varmerør har et godt nivå av pålitelighet og er egnet for bruk ikke bare i hverdagen, men også i høytrykks solvarmesystemer

I tilfelle et sammenbrudd eller feil uten problemer, er det mulig å erstatte den skadede enheten med en ny uten å ty til rekonstruksjon av hele systemet.

Reparasjonsarbeid kan enkelt utføres direkte på stedet for oppsamleren, uten å demontere enheten og uten å bruke unødig innsats på arbeidet.

Beskrivelse av U-formet engangsvarmeveksler

Røret til direktestrømvarmeveksleren er formet som bokstaven U. Vann eller arbeidskjølevæsken til varmesystemet sirkulerer inne. En del av elementet er beregnet for kald kjølevæske, og den andre fjerner den allerede oppvarmede på riktig måte.

Ved oppvarming utvides den aktive sammensetningen og kommer inn i lagringstanken, og skaper dermed naturlig sirkulasjon av væske i systemet. Et spesielt selektivt belegg påført de indre veggene øker varmeabsorpsjonskapasiteten og forbedrer effektiviteten til systemet som helhet.

Sammenlignet med rør av typen varmerør har U-formede produkter større hydraulisk motstand, stiller høyere krav til kjølevæsken og er betydelig dyrere. Samlere som opererer på direktestrøms U-rør kan ikke operere under høyt trykk og gir høykvalitets varmeoverføring kun i den varme årstiden

U-type rør viser høy ytelse og gir solid varmeoverføring, men de har en betydelig ulempe. De danner én integrert struktur med manifolden og er alltid montert sammen med den.

Det vil ikke være mulig å erstatte et separat enkeltrør som har sviktet. For reparasjoner vil det være nødvendig å demontere hele komplekset og sette en ny på plass.

Sammenligning av ulike modifikasjoner

Ved produksjon av solcelleenheter kombineres termiske kanaler og vakuumglassrør for solfangere i en rekke kombinasjoner.

De mest populære blant forbrukere er koaksiale modeller med varmerør. Kjøpere tiltrekkes av den lojale prisen på enhetene og veldig enkelt, rimelig vedlikehold gjennom hele levetiden.

En vakuumsolfanger med en arbeidskanal for varmerør kan enkelt repareres. Utskifting av skadede rør utføres på stedet og innebærer ikke demontering av systemet eller flytting til et annet sted. Imidlertid er varmeoverføring vanskelig i disse modellene, på grunn av hvilken utgangseffektiviteten ikke er mer enn 65%

Vakuumenheter med varmerørkanaler viser høy pålitelighet og har ingen bruksbegrensninger selv i høytrykks solvarmekomplekser.

Enheter med en koaksial kolbe som inneholder direktestrøms U-formede kanaler er også inkludert i listen over populære. De er preget av slike parametere som lavt varmetap og effektivitet på 70% og over.

For å fungere korrekt må en vakuumenhet med U-kanal installeres riktig. Det er ønskelig at minimum tiltvinkel er minst 20⁰. Kun på denne måten vil det være mulig å sikre maksimal avkastning

Situasjonen er noe ødelagt av: en kompleks reparasjonsprosess, spesifikt vedlikehold under drift og manglende evne til å erstatte en individuell skadet enhet. Skjer det noe med apparatet, demonteres det og en helt ny oppsamler settes på plass.

Fjærrør er strukturelt en enkelt sylinder laget av glass med fortykkede, sterke vegger (avhengig av produsent, fra 2,5 mm og over). Den fjærabsorberende innsatsen på innsiden passer tett til arbeidskanalen, laget av varmeledende metall.

Nesten perfekt isolasjon skapes av vakuumrommet inne i glassbeholderen. Absorbenten overfører absorbert varme uten tap og gir systemet en effektivitet på opptil 77 %.

Ved feil skal manifolder utstyrt med fjærrør repareres. Det er ikke nødvendig å endre hele systemet; det er nok å finne en skadet enhet, demontere den og sette en ny på plass

Modeller med fjærelement er noe dyrere enn koaksiale, men på grunn av sin høye effektivitet gir de full komfort i rommet og betaler raskt for seg selv.

De mest effektive og produktive er fjærkolber med interne direktestrømningskanaler. Deres faktiske effektivitet når noen ganger rekordnivåer på 80 %.

Når du installerer fjærrør i rammen, plasseres en sterk krympemutter med en ring og en varmebestandig pakning på stangen til hver del. Dette sikrer tettheten til hele strukturen og lar oppsamleren fungere fullt ut under alle forhold

Prisen på produktene er ganske høy, og når du utfører reparasjoner, er det nødvendig å tømme all kjølevæsken fra systemet og først da begynne å feilsøke.

Hvordan skal varmesamleren være?

Varmesamleren er et annet svært viktig arbeidselement i vakuummanifolden. Gjennom denne enheten overføres akkumulert varme fra rørene til kjølevæsken.

Varmesamleren er plassert på toppen av enheten. En av komponentene, en kobberkjerne, mottar energi og overfører den til hovedkjølevæsken som sirkulerer i et lukket tank-kollektor-varmevekslersystem.

Riktig drift er garantert når den er koblet til systemet. sirkulasjonspumpe. Automatikken som styrer varmekomplekset overvåker tydelig temperaturnivået i kanalene, og hvis det faller under det tillatte kritiske minimum (for eksempel om natten), stopper pumpen.

Dette lar deg unngå tilbakeoppvarming, når kjølevæsken begynner å ta bort varmen fra varmtvannet som samles opp i lagertanken.

Fordeler og ulemper med oppsamlere av vakuumtype

Den største fordelen med enhetene er det nesten fullstendige fraværet av varmetap under drift. Dette leveres av et vakuummiljø, som er en av de naturlige isolatorene av høyeste kvalitet. Men listen over fordeler slutter ikke der.

Enhetene har andre distinkte fordeler:

• driftseffektivitet ved lave temperaturer (ned til -30°C);
• evne til å akkumulere temperaturer opp til 300 °C;
• maksimal mulig absorpsjon av termisk energi, inkludert det usynlige spekteret;
• operasjonell stabilitet;
• lav følsomhet for aggressive atmosfæriske manifestasjoner;
• lav vindstyrke på grunn av designfunksjonene til rørformede systemer som er i stand til å føre luftmasser med forskjellige tettheter gjennom dem;
• høyt effektivitetsnivå i regioner med temperert og kjølig klima med et lite antall klare og solfylte dager;
• holdbarhet underlagt grunnleggende driftsregler;
• tilgjengelighet for reparasjon og muligheten til å endre ikke hele systemet, men bare ett mislykket fragment.

Ulempene inkluderer samlernes manglende evne til å selvrense fra frost, is, snø og den høye prisen på komponentene som er nødvendige for å montere enheten hjemme.

En solfanger er en effektiv enhet som lar deg konvertere solenergi til termisk energi uten å miste tap.

Gjør-det-selv montering av enheten

Prosessen med å montere en vakuummanifold begynner med produksjonen av en støtteramme for arbeidselementene. Den installeres umiddelbart på stedet som er tildelt enheten.

Størrelsen og dimensjonene på rammen avhenger helt av modellen som er planlagt å lage, og er vanligvis foreskrevet i instruksjonene som finnes blant de medfølgende dokumentene for komponentene.

Den ferdige rammen for samleren er festet til taket slik at den inntar en klar posisjon og ikke svinger. Hvis taket på bygningen er av skifer, bruk kappebjelker og tykke skruer med stor kaliber. For andre takmaterialer brukes konvensjonelle ankere

Jeg fikser i tillegg stedene der rammen møter takflaten med tetningsmasse slik at vann i fremtiden ikke kommer inn i huset gjennom hullene. Deretter leveres lagertanken til installasjonsstedet og festes med skruer til toppen av rammen.

På neste trinn monteres varmeelementet, temperaturføleren og den automatiske lufteventilen. Alle hjelpekomponenter og tilhørende deler er plassert på de medfølgende mykgjøringsputene. For å feste temperatursensoren, bruk en pipenøkkel.

Deretter ordnes tilførsel av vannforsyningskommunikasjon. Til dette formål tas rør fra ethvert materiale som er motstandsdyktig mot lave temperaturer og tåler opptil 95°C. Godt bevist polypropylen rør og beslag.

Polypropylenrør er ideelle for å koble solfangeren til rørleggersystemet i boliger. Armeringen har gode fysiske egenskaper og operativ utholdenhet, fungerer pålitelig i mange år og skiftes enkelt ut ved sprekker eller rifter.

Etter å ha koblet til vannforsyningen, fylles lagertanken med vann og testes for lekkasjer. Hvis det oppdages lekkasjer et sted innen 3-4 timer, repareres de.

På slutten er varmeelementer installert. For å gjøre dette, er kobberrøret pakket inn i aluminiumsplate og plassert i et glassvakuumrør. Nedenfra er en festekopp og en støvel laget av slitesterk, fleksibel gummi plassert på kolben.

Den øvre kobberspissen av røret skyves helt inn i messingkondensatoren. Viskøst termisk kontaktfett fjernes ikke fra rørene. Klikk låsemekanismen på braketten og monter alle gjenværende glassrør etter samme prinsipp.

Rørformede solfangere krever regelmessig vedlikehold og obligatorisk rengjøring, spesielt i perioder med aktivt snøfall. Hvis du følger disse enkle reglene, vil de fungere i lang tid og opprettholde et høyt effektivitetsnivå gjennom hele levetiden.

En monteringsblokk er plassert på strukturen, en 220-volts strømforsyning leveres til den, og tre hjelpeenheter er koblet til systemet - et varmeelement, en luftventil og en temperatursensor.

Den siste tingen å koble til er en kontroller designet for å kontrollere komplekset på riktig måte. Ønskede driftsparametre legges inn i kontrollermenyen og systemet starter i standardmodus.

Trinn-for-trinn-instruksjoner for å bygge en solfanger er gitt i denne artikkelen.

Hvordan plasserer du enheten riktig?

For at vakuumsamleren skal fungere fullt ut og effektivt gi boarealet den nødvendige energien, er det nødvendig å finne den mest gunstige plasseringen for den og orientere enheten riktig i forhold til deler av verden.

Vakuum-type solfangere er mye mer praktiske enn sine flate kolleger. Når et av arbeidsrørene blir skadet og svikter, er det veldig enkelt å erstatte det med et nytt. Etter dette vil systemet fortsette å fungere som før. Hvis det ikke er noen umiddelbar mulighet til å sette et nytt element i stedet for det skadede, spiller det ingen rolle. Enheten vil kunne utføre sine "plikter" selv om den har en enhet med et skadet element.

For bosetninger på den nordlige halvkule er det viktig å plassere samleren i den sørlige delen av husets tak eller på solsiden av stedet. Det anbefales å sikre et minimumsavvik for enhetens plan.

Hvis det ikke er mulig å rette overflaten mot sør, bør du velge den lyseste vinkelen i det åpne rommet blant vest og øst.

Den høye driftseffektiviteten til en vakuumkollektor skyldes også at den opererer på prinsippet om et speil og utjevner dens termiske kraft basert på den nåværende høyden til solen

Solenergikomplekset skal ikke dekkes av skorsteiner, dekorative fragmenter av taktekking, spredte tregrener og høye bolig- eller tekniske bygninger. Dette vil redusere driftseffektiviteten og redusere oppvarmingsnivået til driftselementene.

Hvis enheten er riktig plassert, vil den gi nesten samme varmeoverføring gjennom hele året, uavhengig av årstid.

Hvis du ikke har lang erfaring med å utføre komplekse reparasjons-, installasjons- og rørleggerarbeid, er det irrasjonelt å støvsuge rør hjemme. Denne prosessen er svært arbeidskrevende og krever spesialkunnskap og spesialisert utstyr.

I tillegg har vakuum-type elementer laget uavhengig et mye lavere effektivitetsnivå enn fabrikkdeler. Derfor er det mest fornuftig å kjøpe produkter fra en spesialisert produsent, og deretter prøve å sette sammen flere seksjoner hjemme.

Nettsiden har et utvalg artikler om tilrettelegging av solvarmeanlegg, vi anbefaler at du leser:

1. Solvarmesystemer: analyse av varmeteknologier basert på solcelleanlegg
2. Oppvarming av et privat hus med solcellepaneler: diagrammer og enhet
3. Fleksible solcellepaneler: typer, egenskaper + tilkoblingsfunksjoner

Konklusjoner og nyttig video om temaet

En detaljert, detaljert beskrivelse av vakuumrøret, prinsippet om dets drift og funksjonene til solfangeren som helhet. Forfatteren snakker om noen interessante nyanser og viser at installasjonen kan bli et reelt alternativ til en gasskjele.

Interessant informasjon om driften av solfangeren om vinteren.

Hvordan installere en vakuumsolfanger riktig med egne hender hjemme. Alle nyansene i prosessen, anbefalinger og nyttige tips.

Når du kjenner til det grunnleggende driftsprinsippet til en rørformet vakuumsolfanger, kan du montere enheten selv. Installasjonen vil være fullt skreddersydd til dine individuelle krav og behov.

Dette er ikke en veldig vanskelig oppgave, men det krever økt oppmerksomhet, samvittighet og visse ferdigheter, ellers øker risikoen for å skade kolbens integritet og bryte dens tetthet.

Vi inviterer alle som er interessert i å velge, installere eller selvmontere en solfanger til å legge igjen kommentarer og stille spørsmål. Kontaktskjemaet ligger i nedre blokk.