Вакуумные трубчатые коллекторы имеют несколько более сложную конструкцию. Вакуум, создаваемый в каждой из труб, приводит к тому, что тепло от поглотителя значительно меньше, чем в плоских коллекторах, теряемых в окружающую среду. Здесь показано: коллектор De Dietrich.

Солнечные коллекторы используют бесплатную энергию солнца. Вот почему они становятся все более популярными с каждым годом. Вот принцип работы солнечных коллекторов, их конструкция и виды. Выберите для себя солнечные батареи, которые будут эффективно и дешево нагревать воду в вашем доме.

Как работают плоские и вакуумные солнечные коллекторы. Строительство и эксплуатация коллекторов

Что такое солнечный коллектор?

Солнечные коллекторы, также называемые солнечными, представляют собой устройства, в которых энергия солнечного излучения преобразуется в тепло для нагрева текучей среды, протекающей через них. Нагрев воды для хозяйственно-бытовых целей (прежде всего для мытья) для нужд одной семьи потребляет несколько тысяч киловатт-часов в год. Возможность заменить дорогое электричество или даже немного дешевле газом или нефтью на бесплатную солнечную энергию является заманчивой перспективой. Именно поэтому коллекционеры уже работают в Польше, общая площадь которой оценивается более чем в 300 000 человек. м2. Большая часть из них - те, которые установлены в домах для одной семьи.

Как работает плоский коллектор?

Солнечные коллекторы могут быть построены различными способами. На рынке представлены самые плоские жидкостные коллекторы. Проще говоря, можно сказать, что это система тонких трубок (или каналов, выполненных из профилей), прикрепленных к металлической пластине, покрытой так называемым селективным покрытием. Целое заключено в кожух, который предназначен для ограничения потерь тепла и защиты коллектора от повреждений, не препятствуя проникновению солнечного излучения внутрь. И это все.

Жидкость, протекающая через коллекторные трубки (обычно используется трудно замораживающийся раствор гликоля), нагревается от нагретой солнцем поверхности пластины и соседних стенок труб. Качество коллектора зависит от качества используемых материалов и точности изготовления, а также от количества энергии, которое он поставляет для установки на данной поверхности.

Низкие приборы могут поставлять горячую воду только в солнечную погоду и при условии, что на улице не очень холодно. Это связано с небольшими возможностями поглощения солнечного излучения не очень сложным поглотителем и потерями тепла через простой корпус. Для того чтобы коллекционеры могли пользоваться зимой и когда солнце скрыто облаками, необходимо использовать более дорогие решения.

Также читайте: ИНВЕРТОР - сердце солнечной установки. Какой выбрать

Плоский и вакуумный коллектор

Что такое поглотитель?

Наиболее важной частью коллектора является поглотитель, нагреваемый солнечным излучением. Это пластина, покрытая на поверхности веществом с высоким коэффициентом поглощения для этого излучения, но с низким коэффициентом излучения теплового излучения.

В простейшем беспрецедентном варианте металлическая (иногда пластиковая) пластина поглотителя просто окрашивается черной краской. Это решение было дешевым, но генерирует относительно большие потери тепла за счет излучения. Вот почему в коллекторах более высокого класса используются гальванические покрытия из черного никеля, черного хрома, черной меди, известные под различными торговыми марками, или высокоселективные покрытия из оксида титана (TiNOX). Это, конечно, влечет за собой увеличение издержек производства, но использование коллекторов также больше.

Жидкость (раствор гликоля), которая нагревается поглотителем, течет по трубам. Они должны быть аккуратно прикреплены к нему - по всей длине они придерживаются его, чтобы эффективно получать тепло. Чаще всего они изготовлены из меди, которая хорошо проводит их, и в то же время является материалом, устойчивым к большим перепадам температур и коррозии. Способ их соединения очень важен из-за эффективности теплообмена между поглотителем и элементами, транспортирующими нагретую жидкость. Производители используют разные решения, пытаясь найти компромисс между их качеством и производственными затратами. В поглотителях сделаны каналы, в которые проникают трубки, благодаря чему поверхность контакта увеличивается в несколько раз. Трубы также могут быть сплющены.

Они соединяются с поглотителем пайкой, точечной сваркой (с использованием прокладок) или ультразвуковой или лазерной сваркой. Поскольку медь является относительно дорогим материалом, его заменили алюминием. Коллекторы с алюминиевыми поглотителями и алюминиевыми профилями для транспортировки жидкости значительно дешевле. Производство полностью алюминиевых конструкций стало прибыльным благодаря совершенствованию технологии склеивания - используются высокотемпературные силиконы. Однако режим их соединения с установкой отличается из-за возможности образования гальванических элементов.

ВИДЕО: Установка плоских солнечных коллекторов

Как работают вакуумные коллекторы?

По оценкам, около 90% всех солнечных коллекторов, продаваемых в Польше, являются плоскими коллекторами .

Остальные 10% в основном немного более продвинуты в плане конструкции и, следовательно, более дорогие вакуумные коллекторы. Это стеклянные трубки диаметром 5-10 см, параллельные друг другу, соединенные в батарейки. Каждая трубка имеет отдельную трубку с поглотителем - плоскую или нанесенную на поверхность трубки (более дешевое, но менее совершенное решение из-за отсутствия прямого контакта поглотителя с трубкой).

Вакуум вокруг абсорбера обеспечивает изоляцию. Здесь нет конвекции (перенос тепла в результате движения поверхности вещества), вследствие чего потери тепла от поглотителя значительно меньше. Кроме того, поглотитель нагревается быстрее, поскольку тепло не теряется при нагреве воздуха вокруг поглотителя. Трубные коллекторы могут состоять из двойных трубок (труба в трубе) - вакуум находится между двумя слоями стекла - или из отдельных вакуумных трубок. Раствор гликоля (как в плоских коллекторах) может протекать через стеклянную трубку, прикрепленную к поглотителю, но существуют также конструкции с так называемой тепловой трубкой. Затем трубка закрывается с обеих сторон, закрывается и заполняется испаряющейся жидкостью при низкой температуре (около 25 ° C). Жидкость, нагреваемая солнечными лучами в нижней части трубки, испаряется и поднимается в конденсатор в верхней части. Это внешне вымыто с гликолем, циркулирующим в солнечной системе. В результате жидкий пар в конденсаторе охлаждается (отдает тепло гликолю), поэтому он конденсируется и стекает по внутренней стенке тепловой трубки, где снова испаряется и весь цикл повторяется. Чтобы сделать это возможным, коллекторы должны быть наклонены под углом около 20 °. Использование явления фазового перехода (испарение и конденсация) позволяет повысить эффективность солнечного коллектора.

Некоторые трубчатые коллекторы имеют зеркала, отражающие солнечные лучи, так что они попадают на поглотитель не только сверху, но и снизу. В результате температура жидкости в установке может значительно превышать 100 ° С. В домашних условиях это не нужно, поэтому данный тип устройства в основном используется в промышленности.

Категория:

Электричество