Sakupljači vakuumskih cijevi imaju malo složeniju strukturu. Vakuum stvoren u svakoj od cijevi uzrokuje da je toplina apsorbera mnogo manja nego u ravnim kolektorima izgubljenim u okolišu. Prikazano: De Dietrich cijevni sakupljač.

Solarni kolektori koriste besplatnu energiju koju dobiva sunce. Zbog toga su oni iz godine u godinu sve popularniji. Ovdje je načelo rada solarnih kolektora, njihova konstrukcija i vrste. Odaberite za sebe solarne panele koji će učinkovito i jeftino grijati vodu u vašem domu.

Kako rade ravni i vakuumski solarni kolektori. Izgradnja i rad kolektora

Što je solarni kolektor?

Solarni kolektori, koji se nazivaju i solarni, uređaji su u kojima se energija sunčevog zračenja pretvara u toplinu za zagrijavanje tekućine koja teče kroz njih. Grijanje vode za komunalne svrhe (prvenstveno za pranje) za potrebe jedne obitelji troši nekoliko tisuća kilovat sati godišnje. Mogućnost zamjene skupe struje ili čak nešto jeftinije plinom ili uljem besplatnom solarnom energijom je primamljiva perspektiva. Zato kolekcionari već rade u Poljskoj, čija se ukupna površina procjenjuje na preko 300 000. m2. Veliki dio njih su oni instalirani u obiteljskim kućama.

Kako djeluje ravan kolektor?

Solarni kolektori se mogu konstruirati na različite načine. Na tržištu se nalaze najviše takozvani ravni tekući sakupljači. Jednostavno rečeno, može se reći da je to sustav tankih cijevi (ili kanala izrađenih od profila) pričvršćenih na metalnu ploču prekrivenu takozvanim selektivnim premazom. Cjelina je zatvorena u kućištu koje treba ograničiti gubitak topline i zaštititi kolektor od oštećenja, a pritom ne ometati prodor sunčevog zračenja u unutrašnjost. I to je sve.

Tekućina koja protječe kroz cijevi sakupljača (obično se koristi otopina glikola koja se teško smrzava) zagrijava se od površine grijane na suncu ploče i susjednih zidova cijevi. Kvaliteta kolektora ovisi o kvaliteti upotrijebljenih materijala i preciznosti izrade, a time i o količini energije kojom se isporučuje za instalaciju na određenoj površini.

Inferiorni uređaji mogu dovoditi vruću vodu samo po sunčanom vremenu i pod uvjetom da vani nije jako hladno. To je zbog malih mogućnosti apsorbiranja sunčevog zračenja ne baš sofisticiranim apsorberom i toplinskih gubitaka kroz jednostavno kućište. Da biste imali koristi od sakupljača i zimi i kada sunce obasjava oblake, potrebno je koristiti skuplja rješenja.

Također pročitajte: INVERTER - srce solarne instalacije. Koji odabrati

Ravni i vakuum kolektor

Što je apsorber?

Najvažniji dio kolektora je apsorber zagrijan sunčevim zračenjem. To je ploča prekrivena na površini tvarima s visokim koeficijentom apsorpcije za ovo zračenje, ali s malim koeficijentom emisije toplinskog zračenja.

U najjednostavnijoj varijanti bez presedana, metalna (ponekad plastična) apsorpciona ploča jednostavno je obojana crnom bojom. Ovo rješenje je bilo jeftino, ali stvara relativno velike gubitke topline radijacijom. Zato sakupljači više klase koriste galvanske prevlake od crnog nikla, crnog kroma, crnog bakra poznatih pod različitim trgovačkim imenima ili visoko selektivnih prskanih titanovih oksida (TiNOX). To, naravno, povlači za sobom troškove proizvodnje, ali veća je i upotreba kolektora.

Tekućina (otopina glikola) koju zagrijava apsorpcijska toplina teče kroz cijevi. Treba ih pažljivo pričvrstiti - duž cijele duljine da ga se pridržavaju kako bi učinkovito primali toplinu. Najčešće su izrađeni od bakra, koji ih dobro provodi, a istodobno je materijal otporan na velike temperaturne promjene i koroziju. Način njihovog spajanja vrlo je važan zbog učinkovitosti izmjene topline između apsorbera i elemenata koji prevoze grijanu tekućinu. Proizvođači koriste različita rješenja, pokušavajući naći kompromis između njihove kvalitete i troškova proizvodnje. U apsorberima se izrađuju kanali u koje prodire cijev, zahvaljujući kojoj se kontaktna površina nekoliko puta povećava. Cijevi se također mogu spljoštiti.

Oni su povezani s apsorberom lemljenjem, točkaskim zavarivanjem (pomoću jastučića) ili ultrazvučnim ili laserskim zavarivanjem. Budući da je bakar relativno skup materijal, zamijenio ga je aluminij. Kolektori s aluminijskim apsorberima i aluminijskim profilima za transport tekućine mnogo su jeftiniji. Proizvodnja potpuno aluminijskih konstrukcija postala je profitabilna zbog poboljšanja tehnologije lijepljenja - koriste se visokotemperaturni silikoni. Međutim, režim njihove povezanosti s instalacijom različit je zbog mogućnosti galvanskih ćelija.

VIDEO: Instalacija ravnih solarnih kolektora

Kako rade vakuumski kolektori?

Procjenjuje se da je oko 90% svih solarnih kolektora koji se prodaju u Poljskoj ravnih kolektora .

Preostalih 10% prvenstveno je malo naprednije u pogledu konstrukcije, a samim tim i skupljih vakuumskih cijevnih kolektora. To su staklene cijevi promjera 5-10 cm, paralelne jedna s drugom, povezane u baterije. Svaka cijev ima zasebnu cijev s apsorberom - ravna ili nanesena na površinu cijevi (jeftinije, ali manje savršeno rješenje zbog nedostatka izravnog kontakta apsorbera s cijevi).

Vakuum oko apsorbera osigurava izolaciju. Ne postoji konvekcija (prijenos topline koja nastaje zbog pomicanja površine tvari), zbog čega su toplinski gubici apsorbera mnogo manji. Uz to se apsorber brže zagrijava, jer se ne gubi toplina radi zagrijavanja zraka oko apsorbera. Cijevni sakupljači mogu se sastojati od dvostrukih cijevi (cijev u cijevi) - vakuum je između dva sloja stakla - ili pojedinačnih vakuumskih cijevi. Otopina glikola (poput ravnih kolektora) može teći kroz staklenu cijev pričvršćenu na apsorber, ali postoje i konstrukcije s takozvanom toplinskom cijevi. Cijev je zatim s obje strane zatvorena, zatvorena i napunjena tekućinom za isparavanje na niskoj temperaturi (oko 25 ° C). Tekućina zagrijana sunčevim zrakama na dnu cijevi isparava i diže se do kondenzatora na vrhu. Ovo se izvana ispere glikolom koji kruži solarnim sustavom. Kao rezultat, tekuća para u kondenzatoru se hladi (daje toplinu glikolu), pa se ona kondenzira i teče niz unutarnju stijenku toplinske cijevi, gdje ponovo isparava i cijeli se ciklus ponavlja. Da bi to bilo moguće, sakupljače treba nagnuti pod kutom od oko 20 °. Upotreba fenomena promjene faza (isparavanje i kondenzacija) omogućuje povećanje učinkovitosti solarnog kolektora.

Neki cijevni kolektori imaju ogledala koja odražavaju sunčeve zrake tako da padaju na apsorber ne samo odozgo, već i odozdo. Kao rezultat, temperatura tekućine u instalaciji može značajno prelaziti 100 ° C. U kućnim uvjetima to nije potrebno, zbog čega se ova vrsta uređaja uglavnom koristi u industriji.

Kategorija:

Struja