Come scegliere un collettore solare sottovuoto (i pro ei contro del dispositivo)?

I dispositivi che raccolgono l'energia solare termica sono chiamati collettori solari. I collettori solari sono in grado di riscaldare il materiale che trasporta il calore. Ecco come si differenziano dai pannelli solari, che sono in grado di produrre solo energia elettrica. A causa di questo vantaggio, i collettori sottovuoto sono ampiamente utilizzati per il riscaldamento degli ambienti e i sistemi di fornitura di acqua calda. Esistono due tipi di collettori solari: piatti e sottovuoto. Lo scopo di questo articolo è parlare di collettori solari sottovuoto.

Tipi di tubi a vuoto

Esistono cinque tipi di tubi a vuoto per i collettori solari. Si differenziano per struttura interna e design. Inoltre, ciascuno di essi può essere integrato con un assorbitore di metallo (solitamente alluminio), che è posizionato all'interno di un bulbo di vetro a forma di tubo.

Importante! La maggior parte dei produttori riempie lo spazio inferiore tra le pareti di vetro con bario: assorbe le impurità del gas e migliora le proprietà di isolamento termico. La sua assenza può ridurre l'efficienza del collettore fino al 15%.

Tubi a vuoto termosifonici (aperti)

Questo tipo di tubo del collettore solare viene utilizzato nei collettori con un serbatoio di accumulo esterno. sono riempiti d'acqua e formano un volume con il serbatoio. L'acqua riscaldata dal pallone sale nel serbatoio e l'acqua raffreddata scende.

I collettori sottovuoto a termosifone vengono utilizzati nei seguenti casi:

1. Per il collegamento a un sistema di fornitura di acqua calda;
2. Nelle regioni con un elevato livello di insolazione durante la stagione fredda;
3. Per uso stagionale (primavera, estate, autunno).

Tubo coassiale (tubo di calore)

Questo è il tipo più comune di tubo a vuoto. Contiene un tubo di rame all'interno di un bulbo di vetro riempito con un liquido a basso punto di ebollizione o acqua a bassa pressione.

Quando viene riscaldato, il liquido o l'acqua inizia a bollire, il vapore sale, riscaldandosi contemporaneamente dalle pareti di rame. In alto, entra nello scambiatore di calore - un'espansione all'estremità, in cui cede calore attraverso le pareti all'acqua che circola intorno ad esso.

Dopo il raffreddamento, il vapore si condensa sulle pareti dello scambiatore di calore e scorre verso il basso. Il ciclo si ripete di nuovo.

Struttura interna schematica di un tubo coassiale e scambiatore di calore.

Tubi coassiali gemelli

Il principio di funzionamento di un tale dissipatore di calore è lo stesso del precedente, con un'eccezione: due tubi di rame con liquido sono collegati a uno scambiatore di calore. Il sistema tandem consente una rimozione del calore più efficiente e la grande capacità e l'area della parete dello scambiatore di calore consentono di riscaldare rapidamente l'acqua.

Dove necessario viene installato un doppio collettore coassiale del vuoto:

1. Fornire un piccolo riscaldamento di grandi volumi d'acqua;
2. C'è bisogno di energia termica durante una giornata di sole;
3. Insolazione media elevata;
4. C'è un rapido pompaggio dell'acqua attraverso il sistema.

Tubi a vuoto piuma

Hanno uno scambiatore di calore aggiuntivo nel loro design, che consente una rimozione del calore più efficiente dall'interno del bulbo di vetro. Di solito è realizzato sotto forma di due piastre longitudinali situate sui lati del dissipatore di calore in rame.

Altrimenti, il principio di funzionamento è esattamente lo stesso di quello di un tubo coassiale.

Tubi a vuoto a forma di U (tipo U)

Questo sistema è fondamentalmente diverso dai precedenti. Utilizza due linee: per acqua fredda e riscaldata.

Uno scambiatore di calore a forma di lettera inglese U è installato in un pallone di vetro, attraverso il quale scorre l'acqua.Dalla linea con acqua fredda, entra, si riscalda e ritorna al tubo con acqua riscaldata.

Il collettore del tubo a vuoto di tipo U è il più efficiente, ma l'installazione è difficile. Durante l'assemblaggio, le linee di flusso vengono saldate ai tubi di rame all'interno del bulbo di vetro. Il risultato è un unico sistema integrale con alta efficienza energetica, ma bassa manutenibilità.

Adattamento del pallone a un tubo di rame a forma di U.

Spina

Se non è possibile acquistare spine già pronte, dovrai farlo da solo. Qualsiasi polimero con un punto di fusione superiore a 150 gradi è adatto a questo. Ad esempio, poliuretano.

Devi tagliare un cerchio di un diametro tale da entrare nel pallone con uno sforzo. Al centro, fai un foro per il tubo di rame. Dovrebbe anche entrare con poco sforzo. Lo spessore del tappo dovrebbe essere di 5-10 mm, questo sarà sufficiente.

La parte superiore della spina dovrebbe avere un diametro maggiore. Tale da bloccare completamente l'ingresso del blocco in cui circola il refrigerante.

Tappo del tubo del collettore del vuoto, vista laterale.

Pro e contro dei collettori sottovuoto

Il vantaggio principale delle unità è chiamato la quasi completa assenza di perdita di calore durante il funzionamento. Ciò è garantito da un ambiente sottovuoto, che è uno degli isolanti naturali di altissima qualità. Ma l'elenco dei vantaggi non finisce qui. I dispositivi hanno altri vantaggi pronunciati, ad esempio:

• efficienza del lavoro a indicatori di bassa temperatura (fino a -30 ° С);
• capacità di accumulare temperatura fino a 300 ° С;
• massimo assorbimento possibile di energia termica, compreso lo spettro invisibile;
• stabilità operativa;
• bassa suscettibilità alle manifestazioni atmosferiche aggressive;
• bassa deriva, per le caratteristiche progettuali dei sistemi tubolari in grado di far passare attraverso se stessi masse d'aria di diversa densità;
• alto grado di efficienza nelle regioni con clima temperato e fresco con poche giornate serene e soleggiate;
• durata soggetta alle regole di funzionamento di base;
• disponibilità per la riparazione e la possibilità di modificare non l'intero sistema, ma solo un frammento guasto.

Gli svantaggi includono l'incapacità dei collettori di autopulirsi da gelo, ghiaccio, neve e il prezzo elevato dei componenti necessari per assemblare l'unità a casa.

Come posizionare correttamente l'apparecchio

Affinché il collettore sottovuoto funzioni in modo completo ed efficace per fornire allo spazio abitativo l'energia necessaria, è necessario che trovi il posto di maggior successo e orienti correttamente il dispositivo rispetto alle parti del mondo.

Per gli insediamenti nell'emisfero settentrionale, è importante posizionare il collettore nella parte meridionale del tetto della casa o sul lato soleggiato del sito. È desiderabile fornire una deviazione minima per il piano del dispositivo.

Se non c'è modo di dirigere la superficie a sud, vale la pena scegliere la prospettiva più leggera in spazio aperto tra ovest e est.

Il complesso di energia solare non deve essere ostruito da camini, frammenti decorativi di coperture, rami di alberi sparsi e strutture residenziali o tecniche alte. Ciò ridurrà l'efficienza del lavoro e ridurrà il livello di riscaldamento degli elementi attivi.

Se l'unità è posizionata correttamente, fornirà quasi la stessa potenza termica durante tutto l'anno, indipendentemente dalla stagione.

Se non si ha molta esperienza nell'esecuzione di riparazioni complesse, installazione e lavori idraulici, è irrazionale passare l'aspirapolvere a casa. Questo processo è molto laborioso e richiede conoscenze speciali e attrezzature specializzate.

Inoltre, gli elementi del tipo sottovuoto autocostruiti hanno un livello di efficienza molto inferiore rispetto alle parti prodotte in fabbrica. Pertanto, è più ragionevole acquistare prodotti da un produttore specializzato e quindi provare a assemblare diverse sezioni a casa.

Varietà di pannelli solari

I sistemi solari sono classificati in base alle caratteristiche costruttive dei tubi e al tipo di canale termico utilizzato come ricevitore:

1. Il modello coassiale di un collettore solare sottovuoto per il riscaldamento di una casa è un doppio pallone in vetro, nella cavità del quale viene evacuata l'aria. La superficie è rivestita con un rivestimento assorbente, quindi l'energia viene trasferita dal tubo stesso.

2. La struttura della piuma è a parete singola, il vuoto si trova qui nello spazio del canale di calore, parte del quale, insieme al deposito, è integrato nel pallone.

4. Negli impianti a circolazione forzata è installata una pompa a bassa potenza per facilitare il movimento del trasportatore. Allo stesso tempo, il consumo di energia è molto inferiore all'energia ricevuta per il riscaldamento di una casa privata.

5. C'è anche una differenza nel numero di circuiti. Nei collettori più semplici, l'acqua di riscaldamento viene riscaldata e consumata dal serbatoio di accumulo.

6. Quelli più complessi sono costituiti da un tubo a vuoto e da elementi di campionamento del fluido. Il dispositivo contiene un mezzo antigelo e non tossico con additivi anticorrosione e antischiuma. Questo metodo protegge in modo affidabile l'apparecchiatura da sali e incrostazioni e contribuisce a un funzionamento più lungo durante il riscaldamento.

Panoramica dei modelli e delle loro caratteristiche

Al momento, la Cina è leader nella produzione di collettori solari. Secondo le recensioni dei proprietari di case private, i produttori nazionali forniscono anche apparecchiature con buone caratteristiche in vendita. I dispositivi europei sono piuttosto costosi, ma nel tempo i costi di acquisto e installazione dei dispositivi sono pienamente giustificati. Le aziende più famose producono i seguenti collezionisti:

Idraulici: con questo attacco per rubinetto pagherai fino al 50% IN MENO per l'acqua

I collezionisti Dacha e Universal sono i dispositivi più famosi di un produttore nazionale. Lo SCH-18 è altamente efficiente con temperature della condensa fino a 250 ° C. I flaconi sono in rame rosso, il vettore di calore è liquido. L'assenza di acqua nel vuoto garantisce resistenza al gelo. Cassa robusta con buona resistenza al vento. La tubazione è protetta da un collettore in poliuretano. Le guarnizioni antipolvere in gomma tengono lontani la polvere e le precipitazioni.

Funzionano efficacemente a temperature fino a -35 ° C, il tipo di funzionalità è un sistema a pressione per il riscaldamento. C'è un controller per il controllo del riscaldatore, la dimensione dei tubi è 1800 mm, il volume del serbatoio è 135-300 litri, la potenza dell'elemento riscaldante è 1,5-2 kW. I collettori sono prodotti in conformità alle certificazioni internazionali, che ne garantiscono la sicurezza e l'affidabilità.

Com'è il collettore di un tipo a vuoto

I moderni dispositivi di aspirazione che forniscono agli ambienti calore e acqua calda grazie all'energia solare sono tecnologicamente alquanto diversi e sono suddivisi in tipi come:

• tubolare senza rivestimento protettivo in vetro;
• modulo con conversione ridotta;
• versione piatta standard;
• dispositivo con isolamento termico trasparente;
• unità aerea;
• collettore vuoto piatto.

Hanno tutti una comune somiglianza costruttiva, quindi sono costituiti da:

• un tubo trasparente esterno, da cui viene espulsa completamente l'aria;
• un tubo riscaldato situato in un tubo di grandi dimensioni in cui si muove un vettore di calore liquido o gassoso;
• uno o due distributori prefabbricati, ai quali si collegano tubazioni di calibro maggiore ed entra il circuito di circolazione di tubazioni sottili poste al suo interno.

L'intera struttura ricorda in qualche modo un thermos con pareti trasparenti, in cui viene mantenuto un elevato livello di isolamento termico senza precedenti. Grazie a questa caratteristica, il corpo della camera d'aria acquisisce la capacità di riscaldarsi qualitativamente e completamente cedere la risorsa energetica al liquido di raffreddamento circolante al suo interno.

Cos'è un collettore e lo scopo dei collettori solari

Un collettore solare è inteso come un dispositivo che raccoglie l'energia della radiazione e quindi trasferisce il calore accumulato ai consumatori. In pratica, viene utilizzato un altro termine: un collettore solare.

A seconda dello scopo, l'uso degli impianti solari (impianti solari) è suddiviso:

• i concentratori solari sono dispositivi che raccolgono l'energia solare in un flusso stretto. Sono usati per fondere il metallo. Presso l'Istituto NPO "Physics-Sun" (Tashkent), sono stati sviluppati e prodotti forni fusori, in cui sono state raggiunte temperature superiori a 5000 ... 5500 ° C;
• pannelli solari - dispositivi per convertire la radiazione solare in energia elettrica;
• impianti solari di desalinizzazione - macchine progettate per ottenere acqua dolce da acqua con un alto contenuto di sali minerali;
• impianti di essiccazione solare - dispositivi termici in cui l'umidità viene rimossa da frutta e verdura utilizzando l'energia del sole;
• I riscaldatori solari (collettori solari d'aria) sono installazioni per trasferire il flusso di calore dalla radiazione infrarossa ai vettori di calore.

Varietà di collettori sottovuoto

Varietà di collettori sottovuoto

Nella progettazione dei collettori vengono utilizzati due tipi di tubi di vetro:

• coassiale;
• piuma.

Diamo uno sguardo più da vicino a ciascuno di essi.

Tubo coassiale

È una specie di thermos che consiste in una doppia fiaschetta. Il bulbo esterno è rivestito con una speciale sostanza che assorbe il calore. Si crea un vuoto tra i due tubi. Ciò ha permesso di garantire che il calore durante il funzionamento fosse trasferito direttamente dai bulbi di vetro.

All'interno di ogni tubo ce n'è uno in più: il rame (è riempito con un liquido etereo). Quando la temperatura aumenta, questo liquido evapora, trasferisce il calore immagazzinato e rifluisce sotto forma di condensa. Quindi il ciclo si ripete ancora e ancora.

Tubo di piume

Questo tipo di tubo è costituito da una singola lampadina a parete. A proposito, superano significativamente le loro controparti coassiali nello spessore della parete. Il tubo di rame è rinforzato con una speciale lamiera ondulata trattata con una sostanza che assorbe l'umidità. Si scopre che l'aria in questo caso viene pompata dall'intero canale di calore.

Tali canali, a proposito, sono anche diversi:

• flusso diretto;
• Hit Pipe.

Canali di tipo "Hit Pipe"

Trasferimento di calore in un collettore solare sottovuoto tipo "Heat Pipe"

Il loro altro nome è tubi di calore. Funzionano come segue: quando la temperatura aumenta, il liquido etereo nei tubi chiusi risale il canale, dopodiché si condensa lì in un collettore di calore appositamente attrezzato. In quest'ultimo, il liquido trasferisce energia termica e scende lungo il tubo. Dal collettore di calore, il calore viene trasferito ulteriormente nel sistema utilizzando un vettore di calore circolante.

Heat-pipe coassiale sottovuoto con collettore a 2 tubi

È caratteristico che i tubi di metallo qui possono essere non solo rame, ma anche alluminio.

Canali a flusso diretto

In ciascuno di questi canali nel tubo di vetro ci sono due tubi metallici contemporaneamente. Su uno di essi, il liquido entra nel pallone, si riscalda lì ed esce attraverso il secondo.

Realizzare un collettore del vuoto con le tue mani

Importante! È estremamente difficile realizzare un collettore solare con le proprie mani di tipo a vuoto. I costi possono essere molto alti.

Puoi realizzare un collettore solare sottovuoto con le tue mani. Dovrai acquistare tubi di vetro per l'industria lattiero-casearia o macchine per la mungitura.Sono realizzati insieme a speciali manicotti in gomma, con l'aiuto dei quali possono essere montati in vari schemi elettrici.

All'interno dei tubi di vetro, sarà necessario posizionare tubi di acciaio o rame verniciati di nero. La saldatura o la saldatura dovranno essere ulteriormente protette con nastri termoisolanti, ad esempio tagliati da schiuma di polietilene.

Quando si realizza un collettore solare di tipo sottovuoto, sarà necessario pompare l'aria dai tubi di vetro. L'aria viene evacuata utilizzando una pompa a vuoto. Qui è necessario utilizzare un raccordo speciale, che si chiuderà ermeticamente immediatamente dopo aver scollegato il tubo di aspirazione dalla pompa del vuoto. I moderni dispositivi a lastra consentono di ottenere un vuoto fino al 25 ... 30% del valore atmosferico iniziale.

Prima di iniziare il lavoro, dovresti valutare i tuoi punti di forza. Tali dispositivi sono piuttosto costosi da produrre. Qui non sono necessari solo strumenti e dispositivi costosi. È inoltre necessaria l'abilità di eseguire lavori con installazioni a vuoto.

È possibile assemblare l'installazione da elementi già pronti:

1. Un telaio è realizzato per l'installazione.
2. Orientalo rispetto ai punti cardinali.
3. Acquista tubi coassiali completi di scambiatori di calore.
4. Viene eseguita l'installazione delle condutture di alimentazione e di scarico.
5. I tubi a vuoto sono installati e collegati alle tubazioni principali.
6. Eseguire lavori sull'isolamento termico di tutti i punti di connessione di beute e tubazioni.

Vantaggi e svantaggi

I collettori solari sottovuoto hanno una minore dispersione di calore rispetto a quelli piatti. L'utilizzo della nanotecnologia del vuoto nella produzione di collettori ha permesso di ottenere un'elevata efficienza e affidabilità dei sistemi solari.

Consideriamo i principali vantaggi dell'utilizzo di collettori sottovuoto:

1. Prestazione. C'è un vuoto nei tubi del collettore: un isolante termico ideale, che consente di mantenere un livello ottimale di calore anche nel periodo autunno-inverno. Mantenendo l'efficienza ad un livello elevato, la produttività del collettore sottovuoto è del 40% superiore a quella del collettore piano.
2. Affidabilità. La durata dei collettori sottovuoto è di circa 30 anni. La loro durata e il funzionamento senza problemi sono dovuti a materiali moderni e durevoli. I tubi a vuoto contengono rame di alta qualità. L'involucro esterno dei tubi è realizzato in vetro borosilicato, che è in grado di sopportare carichi elevati. L'utilizzo di collettori sottovuoto è particolarmente importante per le zone climatiche dove non sono rari burrasche, uragani, grandine.
3. Efficienza energetica solare. La forma cilindrica dell'assorbitore del collettore sottovuoto cattura e trattiene anche l'energia solare diffusa, che il correttore piano non può convertire. Il 40% in più di energia solare può essere trattenuto da un metro quadrato dell'assorbitore di un sistema solare sottovuoto rispetto a un'area simile di un'installazione solare di tipo piatto. La rotondità dei tubi permette di ricevere fino al 97% di energia solare dalla mattina presto fino a tarda sera.
4. Facilità di utilizzo. Se il tubo del vuoto è danneggiato, viene sostituito senza arrestare il sistema (non è necessario scaricare il fluido di ricircolo). In caso di mancanza di calore, è possibile aggiungere più tubi e, se ce n'è un eccesso, rimuoverlo temporaneamente. Dopo aver pulito il collettore del vuoto da neve o ghiaccio, diventa rapidamente operativo. La superficie del collettore ha una bassa inerzia termica dovuta al sottile rivestimento in vetro.
5. Disinfezione dell'acqua. La temperatura del riscaldamento dell'acqua durante il funzionamento del sistema solare raggiunge livelli elevati, il che garantisce la sua disinfezione e impedisce la moltiplicazione di organismi patogeni.
6. Facilità di installazione. Quando si installano i collettori sottovuoto, non ci sono particolari difficoltà, la cosa principale a cui bisogna attenersi è posizionare il collettore ad angolo per permettere al liquido all'interno dei tubi di defluire.

Gli svantaggi del riscaldamento solare si riducono a un'efficienza estremamente bassa alle basse temperature e di notte, quindi sorge la domanda che questo sistema di riscaldamento non può essere l'unico in casa. Inoltre, i collettori solari sottovuoto sono più costosi di quelli piatti.

Gli impianti solari sottovuoto stanno diventando sempre più popolari tra la popolazione e le grandi aziende. Se prima molti erano spaventati dal prezzo del problema, oggi il costo dell'attrezzatura è leggermente diminuito e la funzionalità è migliorata e modificata.

Il principio di funzionamento del tubo a vuoto tipo SKE.

La chiave del sistema solare è il tubo a vuoto di vetro. Ogni tubo a vuoto è costituito da due lampadine di vetro.

Il pallone esterno è realizzato in vetro borosilicato estremamente resistente che può resistere all'impatto della grandine che cade a una velocità di 18 m / se ha un diametro fino a 35 mm.

Il bulbo interno è anch'esso realizzato in vetro borosilicato e ricoperto da uno speciale rivestimento a tre strati con un graduale cambio degli strati assorbenti ALN / AIN-SS / CU. Grazie all'utilizzo di nuove tecnologie, si ottiene un elevato coefficiente di assorbimento e una bassa capacità di battitura, che consente di raggiungere + 380 ° С al centro del tubo alla luce solare diretta, senza danneggiare il prodotto stesso.

L'aria viene pompata tra i due bulbi di vetro per creare un vuoto che impedisce la conduzione del calore inversa e la perdita di calore convettivo. Al centro del bulbo di vetro si trova un tubo di calore sigillato (HEAT PIPE), realizzato in puro rame rosso, al centro del quale si trova un liquido basso bollente ed evaporante, che svolge la funzione di trasferire calore al refrigerante. La figura seguente mostra il principio di funzionamento del tubo a vuoto.

L'intensità principale della radiazione solare in condizioni terrestri è nell'intervallo spettrale 0,28 µm - 3 µm. Il vetro borosilicato trasmette onde di radiazione solare nell'intervallo 0,4 micron - 2,7 micron. Penetrando attraverso il pallone trasparente esterno, l'energia viene trattenuta sul secondo pallone, sul quale viene applicato uno strato assorbente opaco altamente selettivo.

Come risultato dell'assorbimento della luce da parte dell'assorbitore e della sua successiva emissione, la lunghezza d'onda aumenta fino a 11 μm. Il vetro è una barriera impenetrabile alle onde elettromagnetiche di questa lunghezza. L'energia solare che entra nell'assorbitore è intrappolata. Assorbendo la radiazione solare, l'assorbitore, anche senza bulbo esterno, può riscaldarsi fino ad una temperatura di + 80 ° C. L'assorbitore riscaldato a tale temperatura emette energia termica che, penetrando nel corpo del secondo bulbo, viene trasferita al TUBO DI CALORE. A causa della comparsa dell'effetto serra, che si basa sull'energia accumulata sotto il vetro, al centro del secondo pallone la temperatura sale a + 180 ° C. Questo calore riscalda un liquido basso bollente ed evaporante, che a + 25 ° C - + 30 ° C, trasformandosi in vapore, salendo, cede calore alla parte lavorante del TUBO DI CALORE, dove avviene lo scambio termico con il refrigerante. Il rilascio di calore costringe il vapore a condensare e fluire sul fondo del TUBO DI CALORE, e il ciclo si ripete di nuovo.

L'elevato coefficiente di trasferimento del calore di un liquido facilmente bollente ed evaporante, la sua quantità insignificante e le dimensioni relativamente piccole di HEAT PIPE forniscono un'efficace conduttività termica. HEAT PIPE funziona come un diodo termico. La conducibilità termica è molto alta in una direzione (su) e bassa nella direzione opposta (giù).

Per mantenere il vuoto tra i due matracci di vetro, uno strato di bario viene applicato all'interno inferiore del matraccio. Assorbe attivamente CO, CO, N, O, HO e H durante lo stoccaggio e il funzionamento del tubo. Lo strato di bario fornisce anche una chiara indicazione visiva dello stato del vuoto. Il colore bianco significa che le condizioni di vuoto sono violate.

La combinazione ideale di tubi in rame per vuoto e calore ci offre i seguenti vantaggi rispetto ai collettori piani:

Alta efficienza termica.grazie ai moderni metodi di trasferimento del calore, rivestimento assorbente di alta qualità.

Ampia gamma di lavoro: grazie alla sua bassa capacità termica, è in grado di lavorare in nuvole alte (nel raggio infrarosso dei raggi che passano attraverso le nuvole).

Ogni tubo funziona indipendentemente l'uno dall'altro. Poiché l'antigelo non scorre al centro del tubo e il suo accesso è limitato dallo scambiatore di calore, in caso di danno fisico il collettore continua a funzionare.

Meno peso del collettore con una migliore efficienza del collettore.

Migliore efficienza lavorativa in inverno grazie al vuoto. Il tubo può resistere alle gelate a -50 ° C.

Come funzionano i tubi a vuoto

La funzione dei tubi del collettore solare sottovuoto è quella di assorbire la radiazione solare e impedirne la fuoriuscita nell'ambiente. L'energia termica può lasciare la parte operativa del collettore solare sottovuoto in due modi: a causa del trasferimento di calore diretto e sotto forma di radiazione infrarossa.

L'intercapedine tra le pareti di vetro esclude praticamente completamente l'eventuale trasferimento diretto di calore nel vuoto, non ci sono molecole di sostanze che potrebbero svolgerlo.

Il rivestimento selettivo (assorbente) assorbe l'energia solare e ne impedisce la fuoriuscita. Esistono diversi tipi di tali rivestimenti, che differiscono per assorbimento ed emissività.

Una parte della radiazione solare viene riflessa dal vetro, ma è insignificante: la luce visibile costituisce solo una parte dello spettro assorbito. I collettori di alta qualità sono realizzati in vetro borosilicato ad alta resistenza, resistente ai danni meccanici.

Il vetro borosilicato è difficile da graffiare o opacizzare e durerà per decenni senza modificare la produttività.

Come scegliere / finanziare

Come accennato all'inizio dell'articolo, più tubi ci sono nel collettore del vuoto e più sono spessi, meglio è. Il collettore deve essere scelto in base alle dimensioni dell'area riscaldata.

I modelli con 10 tubi e un diametro del collettore di 850 mm sono in grado di riscaldare completamente 2-3 stanze. Il prezzo medio di un tale modello è di 12.000 rubli.

Per le case private di medie dimensioni, vale la pena scegliere un modello con 20-25 tubi e una larghezza del collettore fino a 2000 mm. Prezzo medio - da 20.000 rubli.

Per le case di grandi dimensioni è possibile acquistare un modello a 30 tubi con un diametro di 2.500 mm. Il prezzo di tali dispositivi parte da 22.000 rubli.

Va tenuto presente che anche i componenti aggiuntivi hanno una vasta gamma di prezzi e possono differire in modo significativo nel prezzo. Ad esempio, il prezzo del serbatoio di stoccaggio più costoso con due scambiatori di calore raggiunge i 125.000 rubli.

In media, i collettori solari sottovuoto si ripagano entro 2-5 anni.

Collettori piani

Un collettore solare piano riscalda il vettore di calore utilizzando un assorbitore a piastre. È organizzato in modo abbastanza semplice. Si tratta infatti di una lastra di metallo termoassorbente, verniciata in nero sulla parte superiore con una vernice speciale. Un tubo a serpentina è saldamente fissato (saldato) alla superficie inferiore della piastra, attraverso la quale circola il liquido.

L'inchiostro nero selettivo garantisce il massimo assorbimento della luce solare con riflessi praticamente nulli. I raggi assorbiti riscaldano il liquido di raffreddamento sotto l'assorbitore, che a sua volta viene immesso ulteriormente nel sistema. Per ridurre al minimo la dispersione termica, l'assorbitore è isolato dal corpo del collettore e dal vetro temperato, quasi privo di ossidi di ferro. È installato sopra l'assorbitore e funge da copertura superiore dell'alloggiamento. Inoltre, l'utilizzo di tale vetro permette di creare una sorta di "effetto serra", che aumenta ulteriormente il riscaldamento dell'assorbitore, e quindi la temperatura del liquido di raffreddamento.

Come funziona un collettore solare

Oltre alla luce visibile, la radiazione solare ha anche uno spettro infrarosso invisibile. È lui che trasferisce l'energia termica.Sulla base della ricerca, è stato stabilito che in una zona a clima temperato, l'intensità della radiazione termica a mezzogiorno supera i 5 kW / m2. Nella fig. 1 mostra la dipendenza dell'insolazione totale per 48 ° di latitudine nord.

Figura. 1 Insolazione totale della radiazione solare per diversi periodi della zona temperata dell'Europa

Cibo per la mente! La radiazione termica si divide in: diretta e diffusa. Pertanto, anche in una giornata nuvolosa, si avverte l'afflusso del flusso di calore solare. Dall'illustrazione presentata si può vedere che la quantità di calore in entrata nei periodi estivo e invernale presenta differenze significative. Pertanto, nella progettazione dei dispositivi, si tiene conto della possibile efficienza in relazione ai costi.

Il diagramma schematico del collettore solare è mostrato in Fig. 2. La radiazione solare entra nel collettore attraverso una recinzione traslucida. Il calore viene assorbito sul pannello ricevente, che è verniciato di nero. Di conseguenza, il corpo nero si riscalda. Il successivo processo di trasferimento del calore avviene per convezione. Il calore viene trasferito dalla parete riscaldata al flusso di liquido (gas) che si muove attraverso le tubazioni. Il mezzo mobile si riscalda.

Attenzione! Per evitare perdite di calore, la recinzione del collettore è isolata termicamente. Poiché il calore ricevuto all'interno viene utilizzato per riscaldare il flusso, l'intensità della radiazione riflessa dal pannello che riceve la radiazione è bassa.