Vakuumski kolektorji imajo nekoliko bolj zapleteno strukturo. Vakuum, ustvarjen v vsaki od cevi, povzroči, da je toplote iz absorberja veliko manj kot v ploščatih kolektorjih, izgubljenih v okolju. Tu je prikazano: De Dietrich kolektor cevi.

Sončni kolektorji uporabljajo brezplačno energijo, ki jo zagotavlja sonce. Zato postajajo vsako leto bolj priljubljeni. Tu je načelo delovanja sončnih kolektorjev, njihova konstrukcija in vrste. Izberite zase sončne panele, ki bodo učinkovito in poceni ogrevali vodo v vašem domu.

Kako delujejo ploščni in vakuumski sončni kolektorji. Gradnja in delovanje kolektorjev

Kaj je sončni kolektor?

Sončni kolektorji, imenovani tudi sončni, so naprave, v katerih se energija sončnega sevanja pretvori v toploto za ogrevanje tekočine, ki teče skozi njih. Ogrevanje vode za gospodarske namene (predvsem za umivanje) za potrebe ene družine porabi nekaj tisoč kilovatnih ur na leto. Možnost zamenjave drage električne energije ali celo nekoliko cenejšega s plinom ali nafto z brezplačno sončno energijo je mamljiva perspektiva. Zato na Poljskem že delajo zbiralci, katerih skupna površina je ocenjena na dobrih 300.000. m2. Velik del so tisti, ki so nameščeni v enodružinskih domovih.

Kako deluje ploščni kolektor?

Sončne kolektorje je mogoče zgraditi na različne načine. Na trgu je največ tako imenovanih ploščatih tekočih zbiralnikov. Preprosto povedano, lahko rečemo, da gre za sistem tankih cevi (ali kanalov iz profilov), pritrjenih na kovinsko ploščo, prekrito s tako imenovanim selektivnim premazom. Celota je zaprta v ohišju, ki naj bi omejilo izgubo toplote in zaščiti kolektor pred poškodbami, hkrati pa ne ovira prodiranja sončnega sevanja v notranjost. In to je vse.

Tekočina, ki teče skozi kolektorske cevi (običajno se uporablja težko zamrzovalna raztopina glikola), segreva s sonca segrete površine plošče in sosednjih sten cevi. Kakovost zbiralnika je odvisna od kakovosti uporabljenih materialov in natančnosti izdelave, s tem pa tudi od količine energije, ki jo dobavi za namestitev na določeni površini.

Inferiorne naprave lahko vročo vodo oskrbujejo le v sončnem vremenu in pod pogojem, da zunaj ni zelo mrzlo. To je posledica majhnih možnosti absorpcije sončnega sevanja s pomočjo ne zelo izpopolnjenega absorberja in toplotnih izgub skozi preprosto ohišje. Da bi imeli zbiralci koristi tudi pozimi in ko sonce zakriva oblak, je treba uporabiti dražje rešitve.

Preberite tudi: INVERTER - srce sončne instalacije. Katerega izbrati

Ploščati in vakuumski kolektor

Kaj je absorber?

Najpomembnejši del kolektorja je absorber, ki ga segreva sončno sevanje. To je plošča, ki je na površini prekrita s snovjo z visokim absorpcijskim koeficientom za to sevanje, vendar z nizkim emisijskim koeficientom toplotnega sevanja.

V najpreprostejši različici brez primere je kovinska (včasih plastična) vpojna plošča preprosto pobarvana s črno barvo. Ta rešitev je bila poceni, vendar ustvarja relativno velike toplotne izgube zaradi sevanja. Zato zbiralniki višjega razreda uporabljajo galvanske prevleke iz črnega niklja, črnega kroma, črnega bakra, ki jih poznamo pod različnimi trgovskimi imeni ali visoko selektivne prevleke z razpršenim titanovim oksidom (TiNOX). To seveda pomeni povečanje proizvodnih stroškov, vendar je večja tudi uporaba zbiralnikov.

Tekočina (raztopina glikola), ki jo segreje absorpcijska toplota, teče skozi cevi. Pazljivo jih je treba pritrditi - vzdolž celotne dolžine se držijo, da učinkovito sprejema toploto. Najpogosteje so narejeni iz bakra, ki jih dobro vodi, hkrati pa je material, odporen na velike temperaturne spremembe in korozijo. Način njihovega povezovanja je zelo pomemben zaradi učinkovitosti izmenjave toplote med absorberjem in elementi, ki prevažajo segreto tekočino. Proizvajalci uporabljajo različne rešitve in poskušajo najti kompromis med njihovo kakovostjo in proizvodnimi stroški. V absorberjih so narejeni kanali, v katere prodrejo cevi, zahvaljujoč katerih se kontaktna površina večkrat poveča. Tudi cevi lahko sploščimo.

Na absorber so povezani z spajkanjem, točkovnim varjenjem (z uporabo blazinic) ali ultrazvočnim ali laserskim varjenjem. Ker je baker sorazmerno drag material, ga je nadomestil aluminij. Zbiralniki z aluminijastimi absorberji in aluminijastimi profili za transport tekočine so veliko cenejši. Proizvodnja popolnoma aluminijastih konstrukcij je zaradi izboljšanja tehnologije lepljenja postala donosna - uporabljajo se visokotemperaturni silikoni. Vendar je režim njihove povezave z namestitvijo drugačen zaradi možnosti nastanka galvanskih celic.

VIDEO: Vgradnja ravnih sončnih kolektorjev

Kako delujejo vakuumski kolektorji?

Ocenjujejo, da je približno 90% vseh sončnih kolektorjev, ki se prodajo na Poljskem, ploščati kolektorji .

Preostalih 10% je predvsem nekoliko bolj naprednih v smislu gradnje in zato dražjih vakuumskih cevnih kolektorjev. To so steklene cevi s premerom 5-10 cm, vzporedno med seboj, povezane v baterije. Vsaka cev ima ločeno cev z absorberjem - ravno ali naneseno na površino cevi (cenejša, a manj popolna rešitev zaradi pomanjkanja neposrednega stika absorberja s cevjo).

Vakuum okoli absorberja nudi izolacijo. Ni konvekcije (prenos toplote, ki je posledica gibanja površine snovi), zaradi katere so toplotne izgube absorberja veliko manjše. Poleg tega se absorber hitreje segreje, saj se pri segrevanju zraka okoli absorberja ne izgublja toplota. Cevni kolektorji so lahko sestavljeni iz dvojnih cevi (cev v cevi) - vakuum je med dvema plastema stekla - ali posameznih vakuumskih cevi. Raztopina glikola (tako kot v ploščatih kolektorjih) lahko teče skozi stekleno cev, pritrjeno na absorber, vendar obstajajo tudi konstrukcije s tako imenovano toplotno cevjo. Nato je cev na obeh straneh zaprta, napolnjena z tekočino, ki izhlapi pri nizki temperaturi (približno 25 ° C). Tekočina, segreta s sončnimi žarki na dnu cevi, izhlapi in se dvigne do kondenzatorja na vrhu. Ta se zunaj opere z glikolom, ki kroži v sončnem sistemu. Kot rezultat, se tekoča para v kondenzatorju ohladi (daje toploto glikolu), zato se kondenzira in teče po notranji steni toplotne cevi, kjer spet izhlapi in celoten cikel se ponovi. Da bi to omogočili, je treba kolektorje nagniti pod kotom približno 20 °. Uporaba pojava fazne spremembe (izhlapevanje in kondenzacija) omogoča povečanje učinkovitosti sončnega kolektorja.

Nekateri cevni kolektorji imajo ogledala, ki odbijajo sončne žarke, tako da padajo na absorber ne samo od zgoraj, ampak tudi od spodaj. Posledično lahko temperatura tekočine v napravi znatno preseže 100 ° C. V domačih razmerah to ni potrebno, zato se tovrstna naprava uporablja predvsem v industriji.

Kategorija:

Elektrika