Vakuum solfångare: hur det fungerar + hur man monterar det själv

Här får du reda på:

• Vad är en samlare och syftet med solfångare
• Arbetsprincip för en vakuum solfångare
• Fördelar och nackdelar
• Sorter av vakuumuppsamlare
• Jämförelse av olika modifieringar
• Gör ett vakuumgrenrör med egna händer
• Funktioner för rätt positionering av vakuum solfångaren

En vakuumrörs solfångare är ett miljövänligt sätt att lagra solenergi och använda den för att värma ditt hem och ge varmt vatten. Sådana enheter placeras på taket i privata hus på rätt plats.

Typer av vakuumrör

Det finns fem typer av vakuumrör för solfångare. De skiljer sig åt i intern struktur och design. Dessutom kan var och en av dem kompletteras med en metallabsorberare (vanligtvis aluminium), som placeras i en glödlampa i form av ett rör.

Viktig! De flesta tillverkare fyller bariumbotten mellan glasväggarna - det absorberar gasföroreningar och förbättrar värmeisoleringsegenskaperna. Dess frånvaro kan minska kollektorns effektivitet med upp till 15%.

Termosifon (öppna) vakuumrör

Denna typ av solfångarrör används i samlare med en extern lagringstank. de är fyllda med vatten och bildar en volym med behållaren. Det uppvärmda vattnet från kolven stiger upp i tanken och det kylda vattnet går ner.

Termosifonvakuumuppsamlare används i följande fall:

1. För anslutning till ett varmvattenförsörjningssystem;
2. I regioner med hög isolering under den kalla årstiden;
3. För säsongsanvändning (vår, sommar, höst).

Koaxialrör (värmerör)

Detta är den vanligaste typen av vakuumrör. Den innehåller ett kopparrör inuti en glödlampa fylld med en vätska med låg kokpunkt eller lågtrycksvatten.

Vid upphettning börjar vätskan eller vattnet koka, ångan stiger och värms upp samtidigt från kopparväggarna. Överst kommer den in i värmeväxlaren - en expansion i slutet, där den avger värme genom väggarna till vattnet som cirkulerar runt den.

Efter kylning kondenserar ångan på värmeväxlarens väggar och rinner ner. Cykeln upprepas på nytt.

Schematisk inre struktur för ett koaxialrör och värmeväxlare.

Två koaxialrör

Principen för en sådan kylfläns är samma som den förra, med ett undantag - två kopparrör med vätska är anslutna till en värmeväxlare. Tandemsystemet möjliggör effektivare avlägsnande av värme, och värmeväxlarens stora kapacitet och väggarea gör att du snabbt kan värma upp vattnet.

Det dubbla koaxiella vakuumgrenröret installeras vid behov:

1. Ge liten uppvärmning av stora volymer vatten;
2. Det finns ett behov av termisk energi under en solig dag;
3. Hög genomsnittlig insolation
4. Det går snabbt att pumpa vatten genom systemet.

Fjädersugarrör

De har en extra värmeväxlare i sin design, vilket möjliggör effektivare avlägsnande av värme från insidan av glödlampan. Vanligtvis är den tillverkad i form av två längsgående plattor som är placerade på kopparnas kylflänsar.

Annars är driftsprincipen exakt densamma som för ett koaxialt rör.

U-formade vakuumrör (U-typ)

Detta system skiljer sig i grunden från de tidigare. Den använder två linjer - för kallt och uppvärmt vatten.

En värmeväxlare i form av en engelsk bokstav U är installerad i en glaskolv, genom vilken vatten rinner. Från ledningen med kallt vatten kommer den in i den, värms upp och återvänder till röret med uppvärmt vatten.

U-typ vakuumrörsgrenrör är det mest effektiva, men installationen är svår. Under monteringen svetsas flödesledningarna till kopparrören inuti glödlampan. Resultatet är ett enda integrerat system med hög energieffektivitet men låg underhållsförmåga.

Installera kolven på ett U-format kopparrör.

Vad ska värmekollektorn vara?

Värmesamlaren är ett annat mycket viktigt arbetselement i vakuumuppsamlaren. Genom denna enhet överförs den ackumulerade värmen från rören till kylvätskan.

Värmeuppsamlaren är placerad längst upp på apparaten. En av dess komponenter, en kopparkärna, tar emot energi och överför den till huvudvärmebäraren som cirkulerar i ett slutet system "tank-kollektorvärmeväxlare".

En liten pump ansluten till systemet säkerställer korrekt cirkulation. Automationen som styr värmekomplexet övervakar tydligt temperaturnivån i kanalerna och, om den faller under det tillåtna kritiska minimumet (till exempel på natten), stoppar pumpdriften.

Detta undviker uppvärmning när kylvätskan börjar ta värme från det heta vattnet som samlas upp i lagringstanken.

För- och nackdelar med vakuumuppsamlare

Enhetens största fördel kallas nästan fullständig frånvaro av värmeförlust under drift. Detta säkerställs av en vakuummiljö, som är en av de naturliga isolatorerna av högsta kvalitet. Men listan över fördelar slutar inte där. Enheterna har andra uttalade fördelar, till exempel:

• effektivitet av arbete vid lågtemperaturindikatorer (upp till -30 ° C);
• förmåga att ackumulera temperatur upp till 300 ° С;
• maximal möjlig absorption av termisk energi, inklusive det osynliga spektrumet;
• operativ stabilitet;
• låg känslighet för aggressiva atmosfäriska manifestationer;
• låg vindkraft på grund av designfunktionerna i rörformiga system som kan leda luftmassor med olika densitet genom sig själva;
• hög effektivitet i områden med tempererade och svala klimat med få klara och soliga dagar;
• hållbarhet enligt de grundläggande driftsreglerna;
• tillgänglighet för reparation och möjligheten att ändra inte hela systemet utan bara ett misslyckat fragment.

Nackdelarna inkluderar samlarnas oförmåga att självrengöra från frost, is, snö och det höga priset på komponenter som behövs för att montera enheten hemma.

Hur du placerar apparaten korrekt

För att vakuumuppsamlaren ska kunna fungera fullt och effektivt förse bostadsutrymmet med den nödvändiga energin är det nödvändigt att den hittar den mest framgångsrika platsen och riktar enheten korrekt i förhållande till världens delar.

För bosättningar på norra halvklotet är det viktigt att placera samlaren i den södra delen av husets tak eller på solsidan av platsen. Det är önskvärt att tillhandahålla en minimal avvikelse för anordningens plan.

Om det inte finns något sätt att rikta ytan mot söder är det värt att välja det lättaste perspektivet i öppet utrymme bland väst och öst.

Solenergikomplexet ska inte hindras av skorstenar, dekorativa fragment av tak, spridande trädgrenar och höga bostads- eller tekniska strukturer. Detta minskar effektiviteten i arbetet och minskar uppvärmningsnivån för de aktiva elementen.

Om enheten är korrekt placerad kommer den att ge nästan samma värmeeffekt under hela året, oavsett säsong.

Om du inte har mycket erfarenhet av att utföra komplexa reparations-, installations- och VVS-arbeten är det irrationellt att dammsuga rören hemma. Denna process är mycket mödosam och kräver speciell kunskap och specialutrustning.

Dessutom har självtillverkade vakuumelement mycket lägre effektivitet än fabrikstillverkade delar. Därför är det mest rimligt att köpa produkter från en specialiserad tillverkare och sedan försöka montera flera sektioner hemma.

Funktioner för rätt positionering av vakuum solfångaren

För att vakuum solfångaren ska fungera med maximal effektivitet är det nödvändigt att placera den korrekt i rymden. För den norra halvklotet ska det yttre blockets plan vända söderut. Vinkeln för dess lutning mot horisonten spelar också roll. Det ska vara lika med latitud för det område där enheten installeras.

Förutom geografiska särdrag är det nödvändigt att ta hänsyn till takets geometri där det är installerat. Installera uppsamlaren på ett sådant sätt att skuggan från takbyggnaderna inte faller på den under några omständigheter.

Således är en solfångare av vakuumtyp en effektiv lösning för att värma och förse ett hus med varmvatten. Men dess designfunktioner och beroende av solens rörelse, som är en energikälla för den, kräver att ett antal funktioner följs under installationen.

Sorter av solpaneler

Solsystemen klassificeras enligt rörens designfunktioner och den typ av värmekanal som används som mottagare:

1. Koaxialmodellen för en vakuum solfångare för uppvärmning av ett hus är en dubbelkolv av glas vars luft evakueras. Ytan är belagd med en absorberande beläggning, så energin överförs från själva röret.

2. Fjäderstrukturen är enväggig, tomrummet finns här i värmekanalens utrymme, varav en del tillsammans med förvaringen är integrerad i kolven.

4. I system med tvångscirkulation installeras en pump med låg effekt för att underlätta transportören. Samtidigt är energiförbrukningen mycket mindre än den energi som tas emot för uppvärmning av ett privat hus.

5. Det finns också en skillnad i antalet kretsar. I de enklaste samlarna värms upp och konsumeras uppvärmningsvatten från lagringstanken.

6. Mer komplexa består av ett vakuumrör och vätskeprovtagningselement. Enheten innehåller ett frysskyddsmedel och giftfritt medium med korrosionsskyddsmedel och skumskyddsmedel. Denna metod skyddar utrustningen på ett tillförlitligt sätt från salter och skalor och bidrar till en längre drift under uppvärmningen.

Översikt över modeller och deras egenskaper

För närvarande är Kina ledande inom produktion av solfångare. Enligt recensionerna från ägare av privata hus levererar inhemska tillverkare också utrustning med goda egenskaper till salu. Europeiska enheter är ganska dyra, men över tiden är kostnaderna för inköp och installation av enheter helt motiverade. De mest kända företagen producerar följande samlare:

Rörmokare: Du kommer att betala upp till 50% MINDRE för vatten med denna kranfäste

Collectors Dacha och Universal är de mest kända enheterna från en inhemsk tillverkare. SCH-18 är mycket effektiv med kondensatemperaturer upp till 250 ° C. Kolvarna är gjorda av rött koppar, värmebäraren är flytande. Frånvaron av vatten i vakuum säkerställer motstånd mot frysning. Robust fodral med bra vindmotstånd. Rörledningen är skyddad av ett polyuretangrenrör. Gummistoftätningar håller damm och nederbörd ute.

De fungerar effektivt vid temperaturer ner till -35 ° C, typ av funktionalitet är ett trycksystem för uppvärmning. Det finns en styrenhet för att styra värmaren, rörens storlek är 1800 mm, tankens volym är 135-300 liter, värmeelementets effekt är 1,5-2 kW. Grenrören tillverkas i enlighet med internationella certifieringar, vilket säkerställer deras säkerhet och tillförlitlighet.

Hur är samlaren av en vakuumtyp

Moderna vakuumapparater som förser rum med värme och varmvatten på grund av solenergi är tekniskt något annorlunda och är indelade i sådana typer som:

• rörformad utan skyddsbeläggning av glas;
• modul med reducerad konvertering;
• standard platt version;
• enhet med transparent värmeisolering;
• luftenhet;
• platt vakuumgrenrör.

De har alla en gemensam konstruktiv likhet, så de består av:

• ett yttre transparent rör, varifrån luft pumpas ut helt;
• ett uppvärmt rör placerat i ett stort rör där en flytande eller gasformig värmebärare rör sig;
• en eller två prefabricerade fördelare, till vilka rör av större kaliber är anslutna och cirkulationskretsen av tunna rör placerade inuti.

Hela strukturen påminner något om en termos med genomskinliga väggar, där en oöverträffad hög värmeisoleringsnivå upprätthålls. Tack vare denna funktion får innerrörets förmåga att värmas upp kvalitativt och helt ge energiresursen till kylvätskan som cirkulerar inuti.

Sorter av vakuumuppsamlare

Sorter av vakuumuppsamlare

Två typer av glasrör används vid utformningen av samlarna:

• koaxial;
• fjäder.

Låt oss titta närmare på var och en av dem.

Koaxialrör

Det är ett slags termos som består av en dubbel kolv. Den yttre glödlampan är belagd med ett speciellt värmeabsorberande ämne. Ett vakuum skapas mellan de två rören. Detta gjorde det möjligt att säkerställa att värmen under drift överförs direkt från glödlamporna.

Inuti varje rör finns en till - koppar (den är fylld med en eterisk vätska). När temperaturen stiger avdunstar denna vätska, överför lagrad värme och rinner tillbaka som kondens. Sedan upprepas cykeln om och om igen.

Fjäderrör

Denna typ av rör består av en enda vägglampa. Förresten överstiger de betydligt sina koaxiala motsvarigheter i väggtjocklek. Kopparröret är förstärkt med en speciell korrugerad platta behandlad med ett fuktabsorberande ämne. Det visar sig att luft i detta fall pumpas ut från hela värmekanalen.

Sådana kanaler är förresten också olika:

• direktflöde;
• Hit Pipe.

Kanaler av typen "Hit Pipe"

Värmeöverföring i vakuum solfångare typ "Heat Pipe"

Deras andra namn är värmerör. De fungerar på följande sätt: när temperaturen stiger, stiger etervätskan i slutna rör uppför kanalen, varefter den kondenseras där i en specialutrustad värmeuppsamlare. I det senare överför vätskan värmeenergi och sjunker ner i röret. Från värmeuppsamlaren överförs värme vidare till systemet med hjälp av en cirkulerande värmebärare.

Koaxiellt vakuumrör värmerör med tvårörsgrenrör

Det är karakteristiskt att metallrör här inte bara kan vara koppar utan även aluminium.

Direktflödeskanaler

I var och en av dessa kanaler i glasröret finns två metallrör samtidigt. Genom en av dem kommer vätskan in i kolven, värms upp där och går ut genom den andra.

Strukturella nyanser och klassificering

Uppsamlare av vakuumtyp klassificeras efter den typ av glasrör som är installerade i strukturen eller efter egenskaperna hos de termiska kanalerna. Rör är vanligtvis koaxiella och fjädertyp, och värmekanaler är U-formade raka och värmerörstyper. ...

Funktion av koaxialrör

Koaxialrör är en termoglas med dubbla glas med ett vakuumutrymme som är artificiellt skapat mellan väggarna. Rörets inre yta har ett lager av en speciell värmeabsorberande beläggning, så den faktiska värmeöverföringen sker direkt från glödlampans väggar.

Koaxialrör är gjorda av höghållfast borosilikatbaserat glas med hög ljusgenomsläpplighet. Element, beroende på tillverkare, har upp till tre lager magnetronförstoftning, visar utmärkt styrka och motståndskraft mot olika atmosfäriska manifestationer (regn, hagel, etc.), tål ett tryck på 1 MPa och tjänar tillförlitligt i 15 år.

Som ett absorberande element löds ett kopparrör innehållande en eterkomposition i glasröret. Under uppvärmningsprocessen avdunstar den, avger effektivt värmen, kondenserar och rinner ner till rörets botten. Cykeln upprepas sedan, vilket skapar en kontinuerlig värmeöverföringsprocess.

Fjäderrörsfunktioner

Vakuum fontänrör har större väggtjocklek än koaxiala och består av inte två utan en glödlampa. Det inre kopparabsorptionselementet är utrustat över hela sin längd med en stark förstärkning - en korrugerad platta med hög energiabsorberande förstoftning.

På grund av denna designfunktion är vakuumet placerat direkt i värmekanalen, varav en del tillsammans med det absorberande materialet integreras direkt i kolven.

Fjädervakuumröret innehåller en platta inuti, som är formad som en fjäder. När det gäller effektivitet överstiger den kapaciteten hos sin koaxiella motsvarighet, men har en betydligt högre kostnad och är svår att ersätta vid kränkning av kolvens integritet eller värmeelementets fel

Fjäderrörsgrenrör anses vara de mest effektiva i sin klass, gör jobbet bra och ger många års pålitlig service.

Principen för värmerörets funktion

Värmerör består av slutna rör som innehåller en lätt förångande flytande förening. Under påverkan av solljus värms den upp, går till kanalens övre del och koncentrerar sig där i en speciell värmeuppsamlare (grenrör).

Arbetsvätskan ger i detta ögonblick upp all ackumulerad värme och går ner igen för att återuppta processen.

Värmeväxlarhylsan är ansluten till grenrörets värmeväxlare med hjälp av ett specialuttag lödt i själva 1-rörsvärmeväxlaren, eller så böjs det av 2-rörsvärmeväxlaren.

Värmerörets arbetselement är tillverkat av koppar, i mer sällsynta fall - av aluminium. Visar hög motståndskraft mot driftsbelastningar, tjänar tillförlitligt i 15 år, har en rimlig kostnad och är ett av de mest populära elementen i moderna vakuum solsystem av rörtyp

Den frigjorda energin från värmebehållaren tas av kylvätskan och transporteras vidare genom systemet, vilket ger varmvatten i kranarna och värmer i batterierna. Värmerörssystemet är enkelt att installera och visar hög arbetseffektivitet.

Samlare med vakuumrör med värmerör har god tillförlitlighet och är lämpliga för användning inte bara i vardagen utan även i högtrycks solvärmesystem

I händelse av haveri eller fel, utan problem, är det möjligt att ersätta den skadade enheten med en ny, utan att tillgripa rekonstruktion av hela systemet.

Reparationsarbete kan enkelt utföras direkt på platsen för uppsamlaren utan att demontera enheten och utan att anstränga arbetet onödigt.

Beskrivning av U-formad direktflödesvärmeväxlare

Röret till den en gång genomgående värmeväxlaren är U-formad.Värmesystemets vatten eller arbetsvärmebärare cirkulerar inuti. En del av elementet är avsedd för en kall värmebärare och den andra tar bort den redan uppvärmda korrekt.

Vid uppvärmning expanderar den aktiva kompositionen och kommer in i lagringstanken, vilket skapar en naturlig cirkulation av vätskan i systemet. En speciell selektiv beläggning applicerad på innerväggarna ökar värmeabsorptionsförmågan och ökar effektiviteten i hela systemet.

Jämfört med rör av värmerörstyp har U-formade produkter större hydrauliskt motstånd, ställer ökade krav på kylvätskan och är mycket dyrare. Samlare som arbetar på U-rör med rakt flöde kan inte arbeta under högt tryck och tillhandahålla värmeöverföring av hög kvalitet endast under den varma säsongen

U-typ rör visar hög prestanda och ger solid värmeöverföring, men de har en betydande nackdel. De bildar en integrerad struktur med grenröret och monteras alltid tillsammans med den.

Det fungerar inte att byta ut ett separat rör som inte är i ordning. För reparationer är det nödvändigt att demontera hela komplexet helt och sätta ett nytt på sin plats.

Fördelar och nackdelar

Solvakuumuppsamlare har mindre värmeförlust jämfört med platta. Användningen av vakuumnanoteknik vid produktion av samlare har gjort det möjligt att uppnå hög effektivitet och tillförlitlighet hos solsystem.

Låt oss överväga de största fördelarna med att använda vakuumuppsamlare:

1. Prestanda. Det finns ett vakuum i uppsamlingsrören - en idealisk värmeisolator som gör att du kan upprätthålla en optimal värmenivå även under höst-vinterperioden. Genom att hålla effektiviteten på en hög nivå är vakuumuppsamlarens produktivitet 40% högre än för den platta uppsamlaren.
2. Pålitlighet. Vakuumuppsamlarnas livslängd är cirka 30 år. Deras hållbarhet och problemfria drift beror på moderna hållbara material. Vakuumrören innehåller koppar av hög kvalitet. Rörens yttre hölje är gjutet av borosilikatglas, som tål hög belastning. Användningen av vakuumuppsamlare är särskilt viktig för klimatzoner där stormar, orkaner, hagel inte är ovanliga.
3. Solenergi effektivitet. Den cylindriska formen på vakuumuppsamlaren absorberar och behåller även den spridda solenergin, som den plana korrigeraren inte kan omvandla. 40% mer solenergi kan behållas från en kvadratmeter absorberare i ett vakuum solsystem än från ett liknande område i en solinstallation av platt typ. Rörens rundhet gör att du kan ta emot upp till 97% av solenergin från tidigt på morgonen till sent på kvällen.
4. Enkel användning. Om vakuumröret skadas byts det ut utan att systemet stoppas (inget behov av att tömma cirkulationsvätskan). Om det saknas värme kan du lägga till flera rör, och om det finns ett överskott kan du ta bort det tillfälligt. Efter rengöring av vakuumgrenröret från snö eller is börjar det snabbt fungera. Samlarytan har låg termisk tröghet på grund av den tunna glasbeläggningen.
5. Desinfektion av vatten. Temperaturen för uppvärmning av vatten under solsystemets drift når höga nivåer, vilket säkerställer desinfektion och förhindrar förökning av patogena organismer.
6. Enkel installation. När du installerar vakuumuppsamlare finns det inga speciella svårigheter, det viktigaste som måste följas är att placera uppsamlaren i en vinkel så att vätskan inuti rören rinner ner.

Nackdelarna med solvärme reduceras till extremt låg verkningsgrad vid låga temperaturer och på natten, så frågan är att detta värmesystem inte kan vara det enda i huset.Vakuum solfångare är också dyrare än platta.

Vakuum solinstallationer blir allt populärare bland befolkningen och stora företag. Om många tidigare skrämdes av priset på utgåvan, har kostnaden för utrustning idag minskat något och funktionaliteten har förbättrats och modifierats.

Modifieringsfunktioner för enheter

Värmekanaler och vakuumglasrör för solfångare kombineras i en mängd olika kombinationer för produktion av solenergianläggningar.

De mest populära bland konsumenterna är koaxialmodeller med värmerör. Köpare lockas av enheternas lojala pris och den mycket enkla och prisvärda tjänsten under hela livslängden.

Vakuum solfångaren med en arbetskanal för värmerör är utmärkt att reparera. Byte av skadade rör utförs på plats och innebär inte att systemet demonteras eller flyttas till ett annat ställe. Värmeöverföringen i dessa modeller är dock svår, på grund av vilken uteffektiviteten inte är mer än 65%

Vakuumanordningar med värmerörskanaler uppvisar hög tillförlitlighet och har inga begränsningar för deras användning, inte ens i högtrycks värmekomplex.

Enheter med en koaxiallampa som innehåller U-formade kanaler med direkt flöde ingår också i listan över efterfrågade. De kännetecknas av sådana parametrar som låg värmeförlust och effektivitet från 70% och högre.

För korrekt drift måste dammsugaren med en U-kanal installeras korrekt. Det är önskvärt att den minsta lutningsvinkeln är minst 20⁰. Endast i detta fall är det möjligt att säkerställa maximal avkastning

Situationen förstörs något av en komplex reparationsprocess, specifikt underhåll under drift och oförmågan att byta ut en separat skadad enhet. Om något händer med enheten demonteras den och en helt ny uppsamlare sätts på plats.

Fjäderrör är strukturellt en enda cylinder tillverkad av glas med förtjockade starka väggar (beroende på tillverkare, från 2,5 mm och mer). Den inre insatsen av fjäderabsorberande passar tätt till arbetskanalen av värmeledande metall.

Nästan perfekt isolering skapas av vakuumutrymmet inuti glasbehållaren. Absorbenten överför absorberad värme utan förlust och ger systemet en verkningsgrad på upp till 77%.

I händelse av ett fel måste de samlare som är utrustade med fjäderrör repareras. Det är inte nödvändigt att ändra hela systemet, det räcker att hitta den skadade enheten, demontera den och sätta en ny på den här platsen

Modeller med fjäderelement är något dyrare än koaxiala, men på grund av sin höga effektivitet ger de full komfort i rummet och lönar sig snabbt.

Det mest effektiva och produktiva är fjäderkolvar med inre direktflödeskanaler. Deras faktiska effektivitet når ibland rekordhastigheter på 80%.

När du installerar fjäderrör i ramen, placeras en stark krympmutter med en ring och en värmebeständig packning på stången på varje del. Detta säkerställer tätheten i hela strukturen och gör att kollektorn kan fungera fullt ut under alla förhållanden.

Priset på produkterna är ganska högt och vid reparationer är det absolut nödvändigt att tömma hela kylvätskan från systemet och först då börja felsöka.

Funktionsprincipen för vakuumröret av SKE-typ.

Nyckeln till solsystemet är vakuumröret i glas. Varje vakuumrör består av två glödlampor.

Den yttre kolven är gjord av extremt tuff borsilikatglas som tål stötar av hagelstenar som faller med en hastighet av 18 m / s och har en diameter på upp till 35 mm.

Den inre glödlampan är också gjord av borosilikatglas och täckt med en speciell treskiktsbeläggning med en gradvis förändring av ALN / AIN-SS / CU-absorberande skikt. På grund av användningen av ny teknik uppnås en hög absorptionskoefficient och låg förmåga att slå, vilket gör att man når + 380 ° С i mitten av röret i direkt solljus utan att skada själva produkten.

Luft pumpas ut mellan de två glödlamporna för att skapa ett vakuum som förhindrar omvänd värmeledning och konvektiv värmeförlust. I mitten av glödlampan finns ett förseglat värmerör (HEAT PIPE), tillverkat av rent rött koppar, i vars mitt det finns en lågkokande och förångande vätska, som utför funktionen att överföra värme till kylvätskan. Bilden nedan visar vakuumrörets arbetsprincip.

Huvudintensiteten för solstrålning under markbundna förhållanden ligger inom spektralområdet 0,28 µm - 3 µm. Borosilikatglas överför solstrålningsvågor inom området 0,4 mikron - 2,7 mikron. Genom att tränga igenom den yttre transparenta kolven behålls energi i den andra kolven, på vilken ett mycket selektivt ogenomskinligt absorberande skikt appliceras.

Som ett resultat av absorptionen av ljus från absorbatorn och dess efterföljande emission ökar våglängden till 11 μm. Glas är en ogenomtränglig barriär mot elektromagnetiska vågor av denna längd. Solenergi som kommer in i absorbatorn är instängd. Absorberande solstrålning kan absorberaren, även utan en extern glödlampa, värmas upp till + 80 ° C. Absorbatorn som värms upp till en sådan temperatur avger värmeenergi, som tränger igenom den andra glödlampans kropp och överförs till HEAT PIPE. På grund av utseendet på växthuseffekten, som är baserad på den ackumulerade energin under glaset, stiger temperaturen i mitten av den andra kolven till + 180 ° C. Denna värme värmer upp en lågkokande och avdunstande vätska, som vid + 25 ° C - + 30 ° C förvandlas till ånga, stiger, överför värme till arbetsdelen av HEAT PIPE, där värmeväxling med kylvätskan sker. Utsläppet av värme tvingar ångan att kondensera och rinna till botten av VÄRMRÖRET, och cykeln upprepas igen.

Den höga värmeöverföringskoefficienten för en lättkokande och förångande vätska, dess obetydliga mängd och de relativt små dimensionerna av HEAT PIPE ger effektiv värmeledningsförmåga. HEAT PIPE fungerar som en termisk diod. Värmeledningsförmågan är mycket hög i en riktning (uppåt) och låg i motsatt riktning (nedåt).

För att bibehålla ett vakuum mellan de två glaskolvarna appliceras ett lager barium på kolvens nedre inre. Det absorberar aktivt CO, CO, N, O, HO och H under lagring och drift av röret. Bariumskiktet ger också en tydlig visuell indikation på vakuumstatus. Vit färg innebär att vakuumförhållandena bryts.

Den perfekta kombinationen av vakuum- och värmekopparrör ger oss följande fördelar jämfört med platta samlare:

Hög termisk verkningsgrad. tack vare moderna metoder för värmeöverföring, absorberande beläggning av hög kvalitet.

Brett utbud av arbete: på grund av sin låga värmekapacitet kan den arbeta i höga moln (inom det infraröda strålområdet som passerar genom molnen).

Varje rör fungerar oberoende av varandra. Eftersom frostskyddsmedlet inte strömmar in i rörets mitt och dess åtkomst begränsas av värmeväxlaren, i händelse av fysisk skada, fortsätter samlaren att arbeta.

Mindre kollektorvikt med bättre kollektoreffektivitet.

Bättre arbetseffektivitet på vintern tack vare vakuumet. Röret tål frost vid -50 ° C.

Hur energi överförs

En solfångare för uppvärmning kan överföra värmeenergi på två huvudsakliga sätt. Den första är direktvärmeöverföringsläget.I sådana anordningar är tanken ansluten direkt till vakuumrören, och dess volym överstiger som regel inte 200 liter. Funktionsprincipen är som följer:

• Värmebäraren som värms upp av solenergi förvandlas till ånga och går in i kopparspiralen. Den senare fungerar som värmeväxlare och är placerad inuti lagringstanken.
• Vidare överför den uppvärmda värmeväxlaren värmeenergi till det kalla vattnet som omger den. Vätskan cirkulerar i radiatorerna i rummet och flyter tillbaka för uppvärmning.

Systemet är ganska billigt och prisvärt eftersom det inte finns något behov av att köpa pumputrustning. Installationen gör att du kan få upp till 300 liter vatten med en temperatur på +60 grader Celsius, men det här är bara ett säsongsalternativ, det används oftast i positivt väder, dvs. från maj till september.

Om du behöver ett system med användning året runt, beställ sedan en enhet med ett indirekt värmeöverföringsläge. En särskiljande egenskap hos denna typ av enhet är närvaron av en buffertank, som ligger direkt i huset. Pannans volymgräns anges i dokumenten. Systemet gör att du kan få en kylvätsketemperatur på 200-300 grader Celsius, vilket gör det enkelt att organisera ett värmesystem. För att enheten ska fungera även i frost på -50 grader är kopparvärmeväxlaren fylld med frostskyddsmedel.

Hur vakuumrör fungerar

De evakuerade solfångarrörens funktion är att absorbera solstrålning och förhindra att den flyr ut i miljön. Värmeenergi kan lämna den fungerande delen av vakuum solfångaren på två sätt - på grund av direkt värmeöverföring och i form av infraröd strålning.

Håligheten mellan glasväggarna utesluter praktiskt taget helt möjlig direkt överföring av värme i vakuum, det finns inga molekyler av ämnen som kan utföra det.

Selektiv beläggning (absorberande) absorberar solenergi och förhindrar att den släpper ut. Det finns olika typer av sådana beläggningar, som skiljer sig åt i absorption och emissivitet.

En del av solstrålningen reflekteras av glas, men det är obetydligt - synligt ljus utgör bara en del av det absorberade spektrumet. Högkvalitativa samlare är tillverkade av borosilikatglas med hög hållfasthet, som är motståndskraftig mot mekanisk skada.

Borosilikatglas är svårt att repa eller matta och kommer att hålla i decennier utan att genomströmningen förändras.

Platta samlare

En platt solfångare värmer upp värmebäraren med en plattabsorberare. Det är ordnat helt enkelt. I själva verket är detta en platta av värmeabsorberande metall, svartmålad på toppen med en speciell färg. Ett serpentint rör är tätt fäst (svetsat) på plattans nedre yta, genom vilken vätskan cirkulerar.

Selektivt svart bläck säkerställer maximal absorption av solljus med nästan noll reflektion. De absorberade strålarna värmer upp kylvätskan under absorbatorn, som i sin tur matas vidare in i systemet. För att minimera värmeförlusten är absorberaren isolerad från uppsamlingskroppen och härdat glas, nästan fri från järnoxider. Den är installerad ovanför absorberaren och fungerar som husets topplock. Dessutom kan användningen av sådant glas skapa en slags "växthuseffekt", vilket ytterligare ökar uppvärmningen av absorberaren och därmed kylvätskans temperatur.

Vad är en samlare och syftet med solfångare

En solfångare förstås som en anordning som samlar in strålningsenergi och sedan överför den ackumulerade värmen till konsumenterna. I praktiken använder de en annan term - solfångare.

Enligt syftet är användningen av solinstallationer (solinstallationer) uppdelad:

• solkoncentratorer är enheter som samlar solenergi i en smal ström.De används för att smälta metall. Vid institutet NPO "Physics-Sun" (Tasjkent) utvecklades och tillverkades smältugnar i vilka temperaturer över 5000 ... 5500 ° C uppnåddes;
• solpaneler - enheter för att omvandla strålning från solen till elektrisk energi;
• Solavsaltningsanläggningar - maskiner som är konstruerade för att hämta färskt vatten från vatten med högt innehåll av mineralsalter.
• soltorkningsinstallationer - termiska anordningar där fukt avlägsnas från grönsaker och frukter med solenergi;
• solvärmare (solfångare) är installationer för att överföra värmeflöde från infraröd strålning till värmebärare.