התקנים האוספים אנרגיה תרמית סולארית נקראים קולטי שמש. קולטי השמש מסוגלים לחמם את החומר הנושא חום. כך הם נבדלים מפאנלים סולאריים המסוגלים לייצר אנרגיה חשמלית בלבד. בשל יתרון זה, נעשה שימוש נרחב בקולטי ואקום למערכות חימום חלל ואספקת מים חמים. ישנם שני סוגים של קולטי שמש: שטוח ואקום. מטרת מאמר זה היא לדבר על קולטי שמש ואקום.
סוגי צינורות ואקום
ישנם חמישה סוגים של צינורות ואקום לקולטני שמש. הם נבדלים במבנה הפנימי ובעיצוב. בנוסף, ניתן להוסיף לכל אחד מהם בולם מתכת (לרוב אלומיניום), המונח בתוך נורת זכוכית בצורת צינור.
חָשׁוּב! רוב היצרנים ממלאים את הפער התחתון בין קירות הזכוכית בבריום - הוא סופג זיהומים בגז ומשפר את תכונות הבידוד התרמי. היעדרו יכול להפחית את יעילות הקולט בעד 15%.
צינורות ואקום תרמוסיפונים (פתוחים)
סוג זה של צינור קולט סולארי משמש בקולטים עם מיכל אחסון חיצוני. הם מלאים במים ויוצרים נפח אחד עם המאגר. המים המחוממים מהבקבוק עולה אל המיכל, והמים המקוררים יורדים.
קולטי ואקום תרמוסיפון משמשים במקרים הבאים:
- לחיבור למערכת אספקת מים חמים;
- באזורים עם רמת בידוד גבוהה במהלך העונה הקרה;
- לשימוש עונתי (אביב, קיץ, סתיו).
צינור קואקסיאלי (צינור חום)
זהו הסוג הנפוץ ביותר של צינור ואקום. הוא מכיל צינור נחושת בתוך נורת זכוכית מלאה בנוזל עם נקודת רתיחה נמוכה או מים בלחץ נמוך.
בחימום הנוזל או המים מתחילים לרתוח, האדים עולים, בו זמנית מתחממים מקירות הנחושת. בחלקו העליון הוא נכנס למחליף החום - התפשטות בקצה, בו הוא נותן חום דרך הקירות למים שמסתובבים סביבו.
לאחר הקירור, האדים מתעבים על קירות מחליף החום וזורמים מטה. המחזור חוזר על עצמו מחדש.
מבנה פנימי סכמטי של צינור קואקסיאלי ומחליף חום.
צינורות קואקסיאלים תאומים
עקרון הפעולה של גוף קירור כזה זהה לזה של הקודם, למעט יוצא מן הכלל - שני צינורות נחושת עם נוזל מחוברים למחליף חום אחד. מערכת הטנדם מאפשרת שאיבת חום יעילה יותר, וקיבולת השטח הגדולה ומחליף החום מאפשרת לכם לחמם במהירות את המים.
סעפת ואקום תאומה קואקסיאלית מותקנת במידת הצורך:
- ספק חימום קטן של כמויות מים גדולות;
- יש צורך באנרגיה תרמית במהלך יום שמש;
- רמה גבוהה של בידוד;
- יש שאיבה מהירה של מים דרך המערכת.
צינורות ואקום נוצות
יש להם מחליף חום נוסף בעיצובם, המאפשר פינוי חום יעיל יותר מבפנים של נורת הזכוכית. בדרך כלל הוא מיוצר בצורה של שתי לוחות אורכיים הממוקמים בצידי גוף הקירור הנחושת.
אחרת, עקרון הפעולה זהה לחלוטין לזה של צינור קואקסיאלי.
צינורות ואקום בצורת U (סוג U)
מערכת זו שונה מהותית מהקודמות. הוא משתמש בשני קווים - למים קרים ומחוממים.
מחליף חום בצורת אות U באנגלית מותקן בבקבוק זכוכית, שדרכו זורמים מים.מהקו עם מים קרים הוא נכנס אליו, מתחמם וחוזר לצינור עם מים מחוממים.
סעפת צינור הוואקום מסוג U היא היעילה ביותר, אך ההתקנה קשה. במהלך ההרכבה מולחמים קווי הזרימה לצינורות הנחושת שבתוך נורת הזכוכית. התוצאה היא מערכת אינטגרלית אחת עם יעילות אנרגטית גבוהה, אך יכולת תחזוקה נמוכה.
התקנת הבקבוקון על צינור נחושת בצורת U.
תֶקַע
אם לא ניתן לקנות תקעים מוכנים, יהיה עליכם להכין זאת בעצמכם. כל פולימר עם נקודת התכה מעל 150 מעלות מתאים לכך. למשל, פוליאוריטן.
אתה צריך לחתוך עיגול בקוטר כזה שהוא נכנס לבקבוק במאמץ. במרכזו, חותכים חור לצינור הנחושת. זה צריך להיכנס גם עם מעט מאמץ. עובי התקע צריך להיות 5-10 מ"מ, זה יהיה מספיק.
החלק העליון של התקע צריך להיות גדול יותר בקוטר. כזה שהוא מכסה לחלוטין את כניסת הבלוק בו מסתובב נוזל הקירור.
תקע צינור סעפת ואקום, מבט מהצד.
יתרונות וחסרונות של אספני ואקום
היתרון העיקרי של היחידות נקרא היעדר כמעט מוחלט של אובדן חום במהלך הפעולה. זה מובטח על ידי סביבת ואקום, שהיא אחד מבודדי הטבע האיכותיים ביותר. אבל רשימת ההטבות לא נגמרת שם. למכשירים יתרונות בולטים אחרים, למשל:
- יעילות העבודה במחווני טמפרטורה נמוכה (עד -30 מעלות צלזיוס);
- יכולת לצבור טמפרטורה עד 300 מעלות צלזיוס;
- ספיגה מרבית אפשרית של אנרגיה תרמית, כולל הספקטרום הבלתי נראה;
- יציבות תפעולית;
- רגישות נמוכה לביטויים אטמוספריים אגרסיביים;
- רוח נמוכה, בשל תכונות העיצוב של מערכות צינוריות המסוגלות להעביר דרכן מסתות אוויר בצפיפות שונות;
- יעילות גבוהה באזורים עם אקלים ממוזג וקריר עם מעט ימים בהירים ושטופי שמש;
- עמידות בכפוף לכללי הפעולה הבסיסיים;
- זמינות לתיקון ויכולת לשנות לא את המערכת כולה, אלא רק שבר אחד כושל.
החסרונות כוללים את חוסר היכולת של הקולטים לנקות את עצמם מכפור, קרח, שלג והמחיר הגבוה של חלקי הרכיב הדרושים להרכבת היחידה בבית.
כיצד למקם את המכשיר בצורה נכונה
על מנת שאספן הוואקום יעבוד באופן מלא ויעיל לחלל המגורים עם האנרגיה הדרושה, יש צורך למצוא את המקום הנוח ביותר עבורו ולכוון נכון את המכשיר ביחס לחלקי העולם.
עבור יישובים בחצי הכדור הצפוני, חשוב להציב את האספן בחלקו הדרומי של גג הבית או בצד שטוף השמש של האתר. רצוי לספק סטייה מינימלית למישור המכשיר.
אם אין דרך לכוון את פני השטח לדרום, כדאי לבחור בין המערב והמזרח את נקודת המבט הבהירה ביותר בשטח פתוח.
אסור לחסום את מתחם האנרגיה הסולארית על ידי ארובות, שברי קירוי דקורטיביים, ענפי עצים מתפשטים ומבני מגורים גבוהים או טכניים. זה יפחית את יעילות העבודה ויפחית את רמת החימום של הגורמים הפעילים.
אם היחידה ממוקמת נכון, היא תספק כמעט אותה תפוקת חום לאורך כל השנה, ללא קשר לעונה.
אם אין לך ניסיון רב בביצוע עבודות תיקון, התקנה ואינסטלציה מורכבות, אין זה הגיוני לשאוב את האבובים בבית. תהליך זה מאומץ מאוד ודורש ידע מיוחד וציוד מיוחד.
בנוסף, לאלמנטים מסוג ואקום מתוצרת עצמית רמת יעילות נמוכה בהרבה מאשר חלקים מתוצרת המפעל. לכן, הכי סביר לרכוש מוצרים מיצרן מתמחה, ואז לנסות להרכיב כמה חלקים בבית.
זנים של פאנלים סולאריים
מערכות השמש מסווגות על פי מאפייני העיצוב של הצינורות וסוג תעלת החום המשמשת כקולט:
1. המודל הקואקסיאלי של קולט שמש ואקום לחימום בית הוא בקבוקון כפול העשוי זכוכית, אשר בחלל זה מפונה אוויר. המשטח מצופה בציפוי סופג, ולכן האנרגיה מועברת מהצינור עצמו.
2. מבנה הנוצות הוא בעל דופן אחת, הריק ממוקם כאן בחלל תעלת החום, שחלקו יחד עם האחסון משולב בבקבוק.
4. במערכות עם סירקולציה מאולצת, מותקנת משאבה בהספק נמוך כדי להקל על תנועת המוביל. יחד עם זאת, צריכת החשמל נמוכה בהרבה מהאנרגיה המתקבלת לחימום בית פרטי.
5. יש גם הבדל במספר המעגלים. באספנים הפשוטים ביותר, מחממים מים ומחוממים אותם ממיכל האחסון.
6. מורכבים יותר מורכבים מצינור ואקום ומרכיבי דגימת נוזלים. המכשיר מכיל חומר נגד הקפאה ולא רעיל עם תוספות נגד קורוזיה ונוגדי קצף. שיטה זו מגנה על הציוד בצורה אמינה מפני מלחים וקנה מידה ותורמת לפעולה ארוכה יותר במהלך החימום.
סקירת הדגמים ומאפייניהם
כרגע, סין היא המובילה בייצור קולטי שמש. על פי ביקורות הבעלים של בתים פרטיים, יצרנים מקומיים מספקים גם ציוד עם מאפיינים טובים למכירה. מכשירים אירופיים הם יקרים למדי, אך לאורך זמן עלויות הרכישה והתקנת המכשירים מוצדקות לחלוטין. החברות המפורסמות ביותר מייצרות את האספנים הבאים:
אינסטלטורים: תשלמו עד 50% פחות עבור מים עם חיבור הברז הזה
אספנים דאצ'ה ויוניברסל הם המכשירים המפורסמים ביותר של יצרן מקומי. SCH-18 יעיל ביותר עם טמפרטורות מעובה עד 250 מעלות צלזיוס. הצלוחיות עשויות נחושת אדומה, נושא החום נוזלי. היעדר מים בחלל ריק מבטיח עמידות בפני הקפאה. מארז חזק עם עמידות טובה ברוח. הצינור מוגן על ידי סעפת פוליאוריטן. אטמי גומי נגד אבק שומרים על אבק ומשקעים בחוץ.
הם עובדים ביעילות בטמפרטורות של עד -35 ° C, סוג הפונקציונליות הוא מערכת לחץ לחימום. יש בקר לשליטה בתנור החימום, גודל הצינורות הוא 1800 מ"מ, נפח המיכל הוא 135-300 ליטר, כוח גוף החימום הוא 1.5-2 קילוואט. הסעפות מיוצרות בהתאם להסמכות בינלאומיות, המבטיחות את בטיחותן ואמינותן.
איך האספן מסוג ואקום
מכשירי ואקום מודרניים המספקים חדרים עם חום ומים חמים עקב אנרגיה סולארית שונים מבחינה טכנולוגית במקצת והם מחולקים לסוגים כגון:
- צינורי ללא ציפוי מגן מזכוכית;
- מודול עם המרה מופחתת;
- גרסה שטוחה סטנדרטית;
- מכשיר עם בידוד תרמי שקוף;
- יחידת אוויר;
- סעפת ואקום שטוחה.
לכולם יש דמיון קונסטרוקטיבי משותף, ולכן הם מורכבים מ:
- צינור שקוף חיצוני, שממנו נשאב אוויר לחלוטין;
- צינור מחומם הנמצא בצינור גדול בו נשא חום נוזלי או גזי;
- מפיץ אחד או שניים טרומיים, אליהם מחוברים צינורות בקוטר גדול יותר ונכנס מעגל זרימת הצינורות הדקים המונחים בתוכם.
המבנה כולו מזכיר מעט תרמוס עם קירות שקופים, בו נשמרת רמה גבוהה חסרת תקדים של בידוד תרמי. הודות לתכונה זו, גוף הצינור הפנימי רוכש את היכולת להתחמם באופן איכותי ומלא את משאבי האנרגיה לנוזל הקירור שמסתובב בתוכו.
מהו אספן ומטרתם של קולטי שמש
קולט סולארי מובן כמכשיר שאוסף אנרגיית קרינה ואז מעביר את החום המצטבר לצרכנים. בפועל משתמשים במונח אחר - קולט שמש.
על פי המטרה, השימוש במתקנים סולאריים (מתקנים סולאריים) מחולק:
- ריכוזי שמש הם מכשירים שאוספים אנרגיה סולארית לזרם צר. הם משמשים להמיסת מתכת. במכון NPO "פיזיקה-סולנצה" (טשקנט) פותחו ויוצרו תנורי התכה, בהם הושגה טמפרטורה של יותר מ 5000 ... 5500 מעלות צלזיוס;
- פאנלים סולאריים - מכשירים להמרת קרינה מהשמש לאנרגיה חשמלית;
- מתקני התפלת שמש - מכונות המיועדות להשגת מים מתוקים ממים עם תכולה גבוהה של מלחים מינרליים;
- מתקני ייבוש סולארי - מכשירים תרמיים בהם מסירים לחות מירקות ופירות באמצעות אנרגיית השמש;
- דודי שמש (קולט אוויר סולרי) הם מתקנים להעברת שטף חום מקרינת אינפרא אדום למובילי חום.
זנים של קולטי ואקום
זנים של קולטי ואקום
ישנם שני סוגים של צינורות זכוכית המשמשים לעיצוב הקולטים:
- חַד צִירִי;
- נוֹצָה.
בואו נסתכל מקרוב על כל אחד מהם.
צינור קואקסיאלי
זהו מעין תרמוס המורכב מבקבוקון כפול. הנורה החיצונית מצופה בחומר מיוחד לספיגת חום. נוצר ואקום בין שני הצינורות. זה התאפשר להבטיח שהחום במהלך ההפעלה יועבר ישירות מנורות הזכוכית.
בתוך כל שפופרת יש עוד אחד - נחושת (הוא מלא בנוזל אתרי). כאשר הטמפרטורה עולה, נוזל זה מתאדה, מעביר את החום המאוחסן וזורם חזרה כעיבוי. ואז המחזור חוזר שוב ושוב.
צינור נוצות
סוג זה של צינור מורכב מנורת קיר אחת. אגב, הם חורגים משמעותית מעמיתיהם הקואקסיאליים בעובי הקיר. צינור הנחושת מחוזק בפלטת גלי מיוחדת שטופלה בחומר סופג לחות. מתברר שאוויר במקרה זה נשאב מכל ערוץ החום.
ערוצים כאלה, אגב, גם הם שונים:
- זרימה ישירה;
- פגע בצינור.
ערוצים מסוג "Hit Pipe"
העברת חום בקולט שמש ואקום מסוג "צינור חום"
שמם האחר הוא צינורות חום. הם פועלים באופן הבא: כאשר הטמפרטורה עולה, הנוזל האתרי בצינורות סגורים עולה במעלה התעלה, ולאחר מכן הוא מתעבה שם בקולט חום מאובזר במיוחד. באחרון הנוזל מעביר אנרגיית חום ויורד במורד הצינור. מקולט החום מועבר חום נוסף למערכת באמצעות נושא חום במחזור.
צינור חום צינור ואקום קואקסיאלי עם סעפת דו-צינורית
זה אופייני כי צינורות מתכת כאן יכולים להיות לא רק נחושת, אלא גם אלומיניום.
ערוצי זרימה ישירה
בכל אחד מהתעלות הללו בצינור הזכוכית ישנם שני צינורות מתכת בו זמנית. דרך אחד מהם הנוזל נכנס לבקבוקון, מתחמם שם ויוצא דרך השנייה.
הכנת סעפת ואקום במו ידיך
חָשׁוּב! קשה מאוד להכין קולט שמש במו ידיך מסוג ואקום. העלויות יכולות להיות גבוהות מאוד.
אתה יכול להכין קולט שמש ואקום במו ידיך. יהיה עליכם לרכוש צינורות זכוכית לתעשיית החלב או למכונות חליבה.הם ממומשים יחד עם שרוולי גומי מיוחדים, בעזרתם ניתן להתקין אותם בתרשימי חיווט שונים.
בתוך צינורות הזכוכית תצטרכו להציב צינורות פלדה או נחושת בצבע שחור. ריתוך או הלחמה יצטרך להיות מוגן בנוסף באמצעות קלטות בידוד חום, למשל, חתוכות מקצף פוליאתילן.
כאשר מייצרים קולט שמש מסוג ואקום, יהיה צורך לשאוב אוויר מצינורות זכוכית. האוויר מתפנה באמצעות משאבת ואקום. כאן עליך להשתמש בהתאמה מיוחדת, שתיסגר היטב מיד לאחר ניתוק צינור היניקה ממשאבת הוואקום. מכשירי לוח מודרניים מאפשרים להשיג ואקום של עד 25 ... 30% מהערך האטמוספרי הראשוני.
לפני שתתחיל בעבודה, עליך להעריך את כוחך. מכשירים כאלה הם יקרים למדי לייצור. לא נדרשים רק כלים ומכשירים יקרים. אתה גם צריך את המיומנות של ביצוע עבודה עם התקנות ואקום.
אתה יכול להרכיב את ההתקנה מאלמנטים מוכנים:
- מסגרת מיוצרת להתקנה.
- כוון אותו ביחס לנקודות הקרדינליות.
- קנו צינורות קואקסיאליים עם מחליפי חום.
- התקנת צינורות אספקה ופריקה מתבצעת.
- צינורות ואקום מותקנים ומחוברים לצינורות הראשיים.
- בצע עבודות על בידוד תרמי של כל נקודות החיבור של צלוחיות וצינורות.
יתרונות וחסרונות
בקולטי ואקום סולריים יש פחות אובדן חום בהשוואה לאלה שטוחים. השימוש בננוטכנולוגיה ואקום בייצור אספנים אפשר להשיג יעילות ואמינות גבוהה של מערכות סולאריות.
בואו ניקח בחשבון את היתרונות העיקריים של שימוש בקולטני ואקום:
- ביצועים. בצינור הקולט ישנו ואקום - מבודד חום אידיאלי, המאפשר לשמור על רמה אופטימלית של חום גם בתקופת הסתיו-חורף. על ידי שמירה על היעילות ברמה גבוהה, התפוקה של קולט הוואקום גבוהה ב 40% מזו של הקולט השטוח.
- מהימנות. חיי השירות של קולטי ואקום הם כ- 30 שנה. עמידותם ופעולתם ללא בעיות נובעים מחומרים עמידים מודרניים. צינורות הוואקום מכילים נחושת באיכות גבוהה. המעטפת החיצונית של הצינורות יצוקה מזכוכית בורוסיליקט, אשר מסוגלת לעמוד בעומסים גבוהים. השימוש בקולטי ואקום חשוב במיוחד באזורי אקלים בהם סופות, הוריקנים, ברד אינם נדירים.
- יעילות אנרגיה סולארית. הצורה הגלילית של בולם קולט הוואקום לוכדת ושומרת אפילו על אנרגיית השמש המפוזרת, אשר המתקן השטוח אינו יכול להמיר. ניתן לשמור על 40% יותר אנרגיה סולארית ממטר מרובע אחד של הבולם של מערכת סולארית ואקום מאשר מאזור דומה של מתקן סולארי מסוג שטוח. עגול הצינורות מאפשר לך לקבל עד 97% מאנרגיית השמש משעות הבוקר המוקדמות ועד שעות הערב המאוחרות.
- קלות שימוש. במקרה של נזק לצינור הוואקום, הוא מוחלף מבלי להפסיק את פעולת המערכת (אין צורך לנקז את נוזל המחזור). אם חסר חום, אתה יכול להוסיף מספר צינורות, ואם יש עודף ממנו, הסר אותו זמנית. לאחר ניקוי סעפת הוואקום משלג או קרח, הוא הופך במהירות לפעולה. למשטח הקולט אינרציה תרמית נמוכה עקב ציפוי הזכוכית הדק.
- חיטוי מים. טמפרטורת חימום המים במהלך פעולת מערכת השמש מגיעה לרמות גבוהות, מה שמבטיח את חיטויו ומונע ריבוי אורגניזמים פתוגניים.
- קלות התקנה. בעת התקנת קולטי ואקום, אין קשיים מיוחדים, הדבר העיקרי שיש להקפיד עליו הוא למקם את הקולט בזווית כדי לאפשר לנוזל שבתוך הצינורות להתנקז מטה.
החסרונות של חימום סולארי מצטמצמים ליעילות נמוכה במיוחד בטמפרטורות נמוכות ובלילה, ולכן השאלה היא שמערכת חימום זו לא יכולה להיות היחידה בבית. כמו כן, קולטי שמש ואקום יקרים יותר מאשר שטוחים.
מתקנים סולאריים ואקום הופכים פופולריים יותר ויותר בקרב האוכלוסייה והחברות הגדולות. אם לפני רבים נבהלו ממחיר ההנפקה, כיום עלות הציוד ירדה מעט, והפונקציונליות שופרה ושונתה.
עקרון הפעולה של צינור הוואקום מסוג SKE.
המפתח למערכת השמש הוא צינור ואקום הזכוכית. כל צינור ואקום מורכב משתי נורות זכוכית.
הבקבוק החיצוני עשוי זכוכית בורוסיליקט קשוחה במיוחד העומדת בפני פגיעת אבני ברד שנופלות במהירות של 18 מ 'לשנייה וקוטרה עד 35 מ"מ.
הנורה הפנימית עשויה גם מזכוכית בורוסיליקט ומכוסה בציפוי תלת שכבתי מיוחד עם שינוי הדרגתי של שכבות הספיגה ALN / AIN-SS / CU. בשל השימוש בטכנולוגיות חדשות מושג מקדם ספיגה גבוה ויכולת מכות נמוכה המאפשרים להגיע ל -380 מעלות צלזיוס באמצע הצינור באור שמש ישיר, מבלי לפגוע במוצר עצמו.
אוויר נשאב החוצה בין שתי נורות הזכוכית ליצירת ואקום המונע הולכת חום הפוכה ואובדן חום קונווקטיבי. באמצע נורת הזכוכית יש צינור חום אטום (HEAT PIPE), עשוי נחושת אדומה טהורה, שבאמצעו יש נוזל רותח ומתאדה, שממלא את פונקציית העברת החום לנוזל הקירור. האיור שלהלן מראה את עקרון העבודה של צינור הוואקום.
עוצמת קרינת השמש העיקרית בתנאים יבשתיים היא בטווח הספקטרום 0.28 מיקרומטר - 3 מיקרומטר. זכוכית בורוסיליקט מעבירה גלי קרינת שמש בטווח של 0.4 מיקרון - 2.7 מיקרון. חודר דרך הבקבוקון השקוף החיצוני, האנרגיה נשמרת על הבקבוק השני, עליו מוחלת שכבת בולם אטומה מאוד סלקטיבית.
כתוצאה מספיגת האור על ידי הבולם ופליטתו שלאחר מכן, אורך הגל עולה ל 11 מיקרומטר. זכוכית מהווה מחסום בלתי חדיר לגלים אלקטרומגנטיים באורך זה. אנרגיית השמש הנכנסת לבולם כלואה. ספיגת קרינת השמש, הבולם, גם ללא נורה חיצונית, יכול להתחמם לטמפרטורה של +80 מעלות צלזיוס. הבולם המחומם לטמפרטורה כזו פולט אנרגיית חום, אשר חודרת דרך גוף הנורה השנייה, מועברת לצינור החימום. בשל הופעת אפקט החממה, המבוסס על האנרגיה המצטברת מתחת לזכוכית, באמצע הבקבוק השני הטמפרטורה עולה ל -180 מעלות צלזיוס. חום זה מחמם נוזל רותח ומתאדה, שב- 25 מעלות צלזיוס - + 30 מעלות צלזיוס, הופך לאדים, עולה, מעביר חום לחלק העבודה של צינור החימום, שם מתרחש החלפת חום עם נוזל הקירור. שחרור החום מכריח את האדים להתעבות ולזרום לתחתית צינור החימום, והמחזור חוזר שוב.
מקדם העברת החום הגבוה של נוזל רותח ומתאדה בקלות, כמותו הבלתי משמעותית והממדים הקטנים יחסית של HEAT PIPE מספקים מוליכות תרמית יעילה. HEAT PIPE עובד כמו דיודה תרמית. מוליכות תרמית גבוהה מאוד בכיוון אחד (למעלה) ונמוכה בכיוון ההפוך (למטה).
על מנת לשמור על ואקום בין שתי צלוחיות הזכוכית, מורחים שכבה של בריום על החלק התחתון של הבקבוקון. זה סופג באופן פעיל CO, CO, N, O, HO ו- H במהלך אחסון ותפעול צינורות. שכבת הבריום מספקת גם אינדיקציה חזותית ברורה למצב הוואקום. צבע לבן פירושו שתנאי ואקום מופרים.
השילוב האידיאלי של צינורות נחושת ואקום נותן לנו את היתרונות הבאים על פני אספנים שטוחים:
יעילות תרמית גבוהה.הודות לשיטות מודרניות להעברת חום, ציפוי סופג באיכות גבוהה.
מגוון רחב של עבודה: בשל יכולתו התרמית הנמוכה, הוא מסוגל לעבוד בעננים גבוהים (בטווח הקרניים האינפרא אדום שעובר בעננים).
כל שפופרת עובדת באופן עצמאי זה מזה. מכיוון שהקפאה הנוזל לא זורם לאמצע הצינור, והגישה אליו מוגבלת על ידי מחליף החום, במקרה של נזק פיזי, הקולט ממשיך לעבוד.
משקל אספן פחות עם יעילות קולן טובה יותר.
יעילות עבודה טובה יותר בחורף בזכות הוואקום. הצינור יכול לעמוד בפני כפור ב -50 מעלות צלזיוס.
איך עובדים צינורות ואקום
תפקידם של צינורות קולט השמש המפונים הוא לקלוט קרינת שמש ולמנוע את בריחתה לסביבה. אנרגיה תרמית יכולה להשאיר את החלק העובד של קולט השמש בוואקום בשתי דרכים - בגלל העברת חום ישירה ובצורה של קרינת אינפרא אדום.
החלל בין קירות הזכוכית אינו כולל באופן מוחלט העברה ישירה אפשרית של חום בוואקום, אין מולקולות של חומרים שיכולים לבצע אותו.
הציפוי הסלקטיבי (סופג) סופג אנרגיית שמש ומונע ממנה לברוח. ישנם סוגים שונים של ציפויים כאלה, השונים בקליטה ובפליטה.
חלק כלשהו מקרינת השמש מוחזר על ידי זכוכית, אך אין זה משמעותי - האור הנראה מהווה רק חלק מהספקטרום הנקלט. קולטים איכותיים עשויים זכוכית בורוסיליקט חוזק ועמיד בפני נזק מכני.
זכוכית בורוסיליקט קשה לשריטה או מחצלת ותמשך עשרות שנים מבלי לשנות את התפוקה.
איך לבחור / לממן
כאמור בתחילת המאמר, ככל שיש יותר צינורות בסעפת הוואקום וככל שהם עבים יותר, כן ייטב. יש לבחור את הקולט בהתאם לגודל השטח המחומם.
דגמים עם 10 צינורות וקוטר אספן של 850 מ"מ מסוגלים לחמם 2-3 חדרים באופן מלא. המחיר הממוצע של מודל כזה הוא מ 12,000 רובל.
לבתים פרטיים בינוניים כדאי לבחור דגם עם 20-25 צינורות ורוחב אספן עד 2000 מ"מ. מחיר ממוצע - מ -20,000 רובל.
לבתים גדולים ניתן להשיג דגם 30 צינורות בקוטר 2,500 מ"מ. מחיר מכשירים כאלה החל מ- 22,000 רובל.
יש לזכור כי לרכיבים נוספים יש גם מגוון רחב של מחירים ועשויים להיות שונים משמעותית במחיר. לדוגמא, מחיר מיכל האחסון היקר ביותר עם שני מחליפי חום מגיע ל 125,000 רובל.
בממוצע, קולטי שמש ואקום משלמים על עצמם תוך 2-5 שנים.
אספנים שטוחים
קולט שמש שטוח מחמם את מנשא החום באמצעות בולם צלחות. זה מסודר בפשטות. למעשה, מדובר בפלטה של מתכת סופגת חום, צבועה שחור מעל עם צבע מיוחד. צינור מתפתל מחובר היטב (מולחם) למשטח התחתון של הצלחת, דרכו מסתובב הנוזל.
דיו שחור סלקטיבי מבטיח ספיגה מקסימאלית של אור השמש עם השתקפות אפסית כמעט. הקרניים הנספגות מחממות את נוזל הקירור מתחת לבולם, שבתורו מוזרם עוד יותר למערכת. כדי למזער את אובדן החום, הבולם מבודד מגוף הקולט והזכוכית המחוסמת, כמעט ללא תחמוצות ברזל. הוא מותקן מעל הבולם ומשמש כמכסה העליון של הבית. בנוסף, השימוש בזכוכית כזו מאפשר לך ליצור מעין "אפקט חממה", המגביר עוד יותר את חימום הבולם, ומכאן את הטמפרטורה של נוזל הקירור.
איך עובד קולט שמש
בנוסף לאור הנראה, לקרינת השמש יש גם ספקטרום אינפרא אדום בלתי נראה. הוא זה שמעביר אנרגיה תרמית.על בסיס מחקרים נקבע כי באזור אקלים ממוזג עוצמת הקרינה התרמית בצהריים מגיעה ליותר מ -5 קילוואט / מ"ר. באיור. 1 מראה את התלות של ההפרדה הכוללת לקו רוחב 48 ° צפונית.
תאנה. 1 בידוד מוחלט של קרינת השמש לתקופות שונות באזור הממוזג באירופה
חומר למחשבה! קרינה תרמית מחולקת ל: ישיר ומפוזר. לכן, גם ביום מעונן מורגשת זרם חום השמש. ניתן לראות מהאיור המוצג כי בכמות החום הנכנס בתקופות הקיץ והחורף יש הבדלים משמעותיים. לכן, בעת תכנון מכשירים לוקחים בחשבון יעילות אפשרית ביחס לעלויות.
התרשים הסכמטי של קולט השמש מוצג באיור. 2. קרינת שמש נכנסת לקולט דרך גדר שקופה. בלוח הקבלה, שצבוע בשחור, נספג חום. כתוצאה מכך, הגוף השחור מתחמם. תהליך העברת החום שלאחר מכן מתרחש באמצעות הסעה. החום מועבר מהקיר המחומם לזרימת הנוזל (גז) הנעים בצינורות. המדיום הנע מתחמם.
תשומת הלב! כדי למנוע אובדן חום, גדר הקולט מבודדת תרמית. מכיוון שהחום המתקבל פנימה משמש לחימום הזרימה, עוצמת הקרינה המשתקפת מהלוח שמקבל את הקרינה נמוכה.
