Solarni vakuumski kolektor

Maksimalno korištenje alternativnih izvora energije u svakodnevnom životu je ključni zadatak koji inženjerski umovi neprestano rade. I u tom su području postigli značajne rezultate, redovito uvodeći sve nove uređaje koji omogućuju organiziranje ugodnog postojanja, uz značajno smanjenje potrošnje tradicionalne električne energije. Jedan od takvih zanimljivih događaja je vakuumski solarni kolektor. Upoznavanje s uređajem i principom rada opreme pomoći će boljem upoznavanju njegovih prednosti i odlučivanju o svrsi u svakodnevnom životu..

Imenovanje i raspored opreme ↑

Dizajn solarnih kolektora je vrlo različit. To mogu biti ravni ili vakuumski grijači, kao i oprema u kojoj se umjesto vode koristi zrak kao toplinski nosač. Detaljno ćemo se posvetiti modifikaciji vakuuma, budući da je upravo ova vrsta solarnog kolektora visoka učinkovitost i niz drugih neospornih prednosti.

Svrha vakuumskog kolektora, čiji se rad temelji na pretvorbi sunčevog zračenja u toplinsku energiju, ima široki varijacijski raspon. Najveća potražnja primjećuje se kada je potrebno zagrijavati vodu u značajnijim količinama. Korak u nastavku cilj je organiziranja grijanja prostora ugradnjom solarne opreme u obliku vakuumskog kolektora. Može zagrijati vodu u bazenu ili pružiti topli pod u hladnoj sezoni. Važan aspekt rada solarnog kolektora je njegova ekološka prijatnost i sigurnost..

Glavna razlika između vakuumskih grijača i ostalih dizajna solarnih kolektora je prisutnost fiksnih staklenih cijevi na osnovnoj ploči. Kao materijal koristi se borosilikatno staklo koje karakterizira povećana čvrstoća i očuvanje optičkih svojstava tijekom dugog razdoblja. Za premazivanje koristi se posebna tvar koja pruža privlačnost sunčeve svjetlosti. Manji proizvod nalazi se unutar veće cijevi, prostor između njih napunjen je vakuumom.

Na dnu cijevi nalazi se posebna tekućina, koja se pod utjecajem sunčeve energije pretvara u paru i diže uvis, čime se osigurava jednoliko zagrijavanje vode u vakuumskom razdjelniku. Uređaj opreme prikazan je na donjem dijagramu:

Princip rada ↑

Prisutnost u dizajnu vakuumskog odjeljka osigurava rad solarnog kolektora na principu termosa. Osnovni elementi opreme uglavnom uključuju sljedeće dijelove:

• kolektor;
• akumulator topline, spremnik vode često djeluje u svojoj ulozi;
• krug izmjenjivača topline;
• temperaturni senzori;
• prijamnik.

Detaljno analiziramo funkcije svakog dijela. Prijemnik je izrađen od bakra izoliranog poliuretanskom metodom. Dodatnu zaštitu pruža eloksirani aluminijski premaz. Kroz njega se dovodi toplinska energija. Ako je otkriven kvar u prijemniku, postupak zamjene teče bez problema, ne zahtijeva ispuštanje tekućine iz izmjenjivača topline..

Na kraju vakuumskih cijevi solarnog kolektora i na stražnjoj strani uređaja za grijanje ugrađuju se senzori temperature. Na temelju njihovih pokazatelja djeluje cirkulacijska crpka.

Princip rada solarnog grijača je sljedeći:

• Tekućina koja ne smrzava djeluje kao rashladno sredstvo, koje prolazeći kroz gornju zonu opreme apsorbira toplinsku energiju stvorenu posebnim vrhovima bakarnih legura.
• Kao rezultat primjene mehanizma zavojnice u pogonu vakuumskog solarnog kolektora, tekućina se zagrijava.
• Prijenos topline u zatvorenom ciklusu vrši se sve dok stupanj same tekućine nije viši od temperature vode u spremniku..

Čimbenici koji određuju razdoblje rada takvog sustava su temperaturni pokazatelji atmosfere i trajanje dnevnog vremena..

Trgovine vakuuma koje koriste energiju sunčeve svjetlosti dolaze u izravnom i neizravnom opskrbi toplinom. Prvu verziju vakuumskih kolektora karakterizira upotreba vode kao rashladnog sredstva, pa se naziva sezonskom opremom koja se napaja solarnom energijom. U drugom slučaju moguć je cjelogodišnji rad uređaja.

Značajke instalacije ↑

Sukladnost s preporukama za ugradnju vakuumskog kolektora ključ je za vrlo učinkovit rad solarnog grijača. Ispravan položaj osigurava zagrijavanje tekućine u hladnoj sezoni za 50-60%, za ljetno razdoblje ta brojka je 100%.

U te svrhe, cjevovodi od pocinčanog čelika ili polimera nisu prikladni. Nehrđajući čelik ili bakar su optimalni materijal. Dakle, na što biste trebali obratiti pažnju:

• Kada je montiran na krovu konstrukcija, kut nagiba vakuumskog razvodnika prema horizontu jednak je zemljopisnoj širini područja.
• Postavljanje na otvorene prostore solarnog grijača treba izvesti u blizini zgrada koje troše toplinu.
• Faktori zasjenjenja trebaju biti isključeni.
• Solarni kolektori postižu maksimalnu učinkovitost kada je kut upada sunčevih zraka 90^oko.

Međutim, teško je postići ovo stanje zbog stalnog kretanja vakuumskog grijača u odnosu na sunčevu svjetlost. Idealno rješenje ovog problema je instaliranje pokretnog kolektora koji održava potrebni kut nagiba zahvaljujući funkciji rotacije iza sunca. No trošak takve opreme je nevjerojatno visok, pa je zato mnogo isplativije koristiti vakuumske kolektore u tehničkom smislu jednostavnijim..

Prilikom odabira kuta nagiba vode se glavnom svrhom solarnog grijača, a odabire se pravac prema jugu. Maksimalno odstupanje ne smije biti veće od 30^oko. U sjevernim krajevima postavljanje vakuumskog razvodnika vrši se gotovo okomito. Takvi su uređaji učinkoviti u zimskoj sezoni, jer koriste svjetlost reflektiranu iz snježnog pokrivača. Ponekad su solarni kolektori pričvršćeni na zidove kuća, primajući sljedeće prednosti:

• jednostavnost održavanja;
• manje nakupljanje prašine, briga je u skladu s tim;
• rizik od oštećenja tijekom tuče sveden je na minimum;
• slabo pričvršćivanje vakuumskog razdjelnika u odnosu na spremnik zagrijanom tekućinom doprinosi povećanju brzine konvekcije, nestaje potreba za aktivnim sustavom.
• vakuumski zidni solarni kolektor smanjuje gubitak topline u sobi, smanjujući potrebu za dodatnom energijom za grijanje.

Prednosti vakuumskih kolektora ↑

Neprekinuti rad solarne vakuumske opreme osiguravaju izolirani uređaji. To omogućava da cijeli sustav funkcionira na temperaturama do -40^okoC. U ovom se slučaju uređaj s spremnikom nalazi odvojeno, spajajući se na glavni dio vakuumskog razvodnika pomoću valjanih metalnih proizvoda.

Automatizirani rad neizravnih uređaja vakuumskog razdjelnika osiguravaju regulatora, crpka omogućuje nesmetanu cirkulaciju tekućine u sustavu. Među prednostima vakuumskih solarnih kolektora navode se sljedeće:

• visoka učinkovitost u oblačnom vremenu ili niskim temperaturama;
• ugradnja dizajna vakuumske opreme ne zahtijeva posebne vještine;
• otpornost solarnog grijača na negativne utjecaje okoline;
• dugo razdoblje rada.

Jedino opterećenje može biti visoki trošak solarnog grijača, ali zbog dugog radnog vijeka, ulaganje će se isplatiti u skoroj budućnosti, pružajući daljnje značajne uštede u troškovima energije.

• Solarni kolektor: uređaj i princip rada
• Solarni kolektor za vodu
• Kako napraviti vodeni solarni kolektor