Hoe een vacuümzonnecollector kiezen (de voor- en nadelen van het apparaat)?

Apparaten die thermische zonne-energie verzamelen, worden zonnecollectoren genoemd. Zonnecollectoren zijn in staat het warmtedragende materiaal te verwarmen. Dit is hoe ze verschillen van zonnepanelen, die alleen elektrische energie kunnen produceren. Vanwege dit voordeel worden vacuümcollectoren veel gebruikt voor ruimteverwarming en warmwatervoorzieningssystemen. Er zijn twee soorten zonnecollectoren: vlak en vacuüm. Het doel van dit artikel is om te praten over vacuüm zonnecollectoren.

Soorten vacuümbuizen

Er zijn vijf soorten vacuümbuizen voor zonnecollectoren. Ze verschillen in interne structuur en ontwerp. Bovendien kunnen ze elk worden aangevuld met een metalen (meestal aluminium) absorber, die in een glazen bol in de vorm van een buis wordt geplaatst.

Belangrijk! De meeste fabrikanten vullen de onderste opening tussen de glazen wanden met barium - het absorbeert gasverontreinigingen en verbetert de thermische isolatie-eigenschappen. Het ontbreken ervan kan de efficiëntie van de collector tot 15% verminderen.

Thermosiphon (open) vacuümbuizen

Dit type zonnecollectorbuis wordt gebruikt bij collectoren met een externe opslagtank. ze zijn gevuld met water en vormen één volume met het reservoir. Het verwarmde water uit de kolf stijgt in de tank en het afgekoelde water gaat naar beneden.

Thermosiphon vacuümcollectoren worden gebruikt in de volgende gevallen:

1. Voor aansluiting op een warmwatervoorzieningssysteem;
2. In streken met een hoge instraling tijdens het koude seizoen;
3. Voor seizoensgebruik (lente, zomer, herfst).

Coaxiale buis (Heat Pipe)

Dit is het meest voorkomende type vacuümbuis. Het bevat een koperen buis in een glazen bol gevuld met een vloeistof met een laag kookpunt of water onder lage druk.

Bij verhitting begint de vloeistof of het water te koken, de stoom stijgt en warmt tegelijkertijd op vanuit de koperen wanden. Aan de bovenkant komt het de warmtewisselaar binnen - een expansie aan het einde, waarin het via de muren warmte afgeeft aan het water dat eromheen circuleert.

Na afkoeling condenseert de stoom op de wanden van de warmtewisselaar en stroomt naar beneden. De cyclus herhaalt zich opnieuw.

Schematische interne structuur van een coaxiale buis en warmtewisselaar.

Twin coaxiale buizen

Het werkingsprincipe van zo'n koellichaam is hetzelfde als dat van de vorige, met één uitzondering: twee koperen leidingen met vloeistof zijn verbonden met één warmtewisselaar. Het tandemsysteem zorgt voor een efficiëntere warmteafvoer en dankzij de grote capaciteit en het wandoppervlak van de warmtewisselaar kunt u het water snel verwarmen.

Een dubbel coaxiaal vacuümverdeelstuk wordt waar nodig geïnstalleerd:

1. Zorg voor kleine verwarming van grote hoeveelheden water;
2. Tijdens een zonnige dag is er behoefte aan thermische energie;
3. Hoog gemiddeld instralingsniveau;
4. Er wordt snel water door het systeem gepompt.

Veren vacuümbuizen

Ze hebben een extra warmtewisselaar in hun ontwerp, waardoor een efficiëntere warmteafvoer aan de binnenkant van de glazen bol mogelijk is. Het wordt meestal gemaakt in de vorm van twee longitudinale platen aan de zijkanten van het koperen koellichaam.

Anders is het werkingsprincipe precies hetzelfde als dat van een coaxiale buis.

U-vormige vacuümbuizen (U-type)

Dit systeem is fundamenteel anders dan de vorige. Het gebruikt twee lijnen - voor koud en verwarmd water.

Een warmtewisselaar in de vorm van een Engelse letter U is geïnstalleerd in een glazen kolf, waardoor water stroomt.Vanaf de leiding met koud water komt het erin, warmt op en keert terug naar de leiding met verwarmd water.

Het U-type vacuümbuisverdeelstuk is het meest efficiënt, maar de installatie is moeilijk. Tijdens de montage worden de stroomleidingen aan de koperen buizen in de glazen bol gelast. Het resultaat is één integraal systeem met een hoge energie-efficiëntie, maar een lage onderhoudbaarheid.

De kolf installeren op een U-vormige koperen buis.

Plug

Als het niet mogelijk is om kant-en-klare pluggen te kopen, moet u deze zelf maken. Elk polymeer met een smeltpunt boven de 150 graden is hiervoor geschikt. Bijvoorbeeld polyurethaan.

U moet een cirkel met een zodanige diameter doorsnijden dat deze met moeite in de fles komt. Snijd in het midden een gat voor de koperen buis. Het zou ook met weinig moeite moeten binnenkomen. De dikte van de plug moet 5-10 mm zijn, dit is voldoende.

De bovenkant van de plug moet een grotere diameter hebben. Zodanig dat het de inlaat van het blok waarin de koelvloeistof circuleert volledig blokkeert.

Vacuümverdeelstuk buisplug, zijaanzicht.

Voors en tegens van vacuümcollectoren

Het belangrijkste voordeel van de units is de bijna volledige afwezigheid van warmteverlies tijdens bedrijf. Dit wordt verzekerd door een vacuümomgeving, die een van de hoogste kwaliteit natuurlijke isolatoren is. Maar de lijst met voordelen houdt daar niet op. De apparaten hebben andere uitgesproken voordelen, bijvoorbeeld:

• efficiëntie van het werk bij lage temperatuurindicatoren (tot -30 ° С);
• vermogen om temperatuur te accumuleren tot 300 ° С;
• maximaal mogelijke opname van thermische energie, inclusief het onzichtbare spectrum;
• operationele stabiliteit;
• lage gevoeligheid voor agressieve atmosferische manifestaties;
• lage luchtdruk, vanwege de ontwerpkenmerken van buisvormige systemen die luchtmassa's met verschillende dichtheden door zichzelf kunnen laten passeren;
• hoog rendement in regio's met gematigde en koele klimaten met weinig heldere en zonnige dagen;
• duurzaamheid onderworpen aan de basisregels voor gebruik;
• beschikbaarheid voor reparatie en de mogelijkheid om niet het hele systeem te veranderen, maar slechts één mislukt fragment.

De nadelen zijn onder meer het onvermogen van de verzamelaars om zichzelf te reinigen door vorst, ijs, sneeuw en de hoge prijs van onderdelen die nodig zijn om de unit thuis te monteren.

Hoe u het apparaat correct plaatst

Om de vacuümcollector volledig te laten werken en de leefruimte effectief van de nodige energie te voorzien, is het noodzakelijk dat deze de meest succesvolle plaats vindt en het apparaat correct oriënteert ten opzichte van de delen van de wereld.

Voor nederzettingen op het noordelijk halfrond is het belangrijk om de collector in het zuidelijke deel van het dak van het huis of aan de zonzijde van het terrein te plaatsen. Het is wenselijk om een ​​minimale afwijking voor het vlak van de inrichting te voorzien.

Als er geen manier is om het oppervlak naar het zuiden te richten, is het de moeite waard om het lichtste perspectief in de open ruimte tussen het westen en oosten te kiezen.

Het zonne-energiecomplex mag niet worden belemmerd door schoorstenen, decoratieve dakfragmenten, uitgespreide boomtakken en hoge woon- of technische gebouwen. Dit vermindert de efficiëntie van het werk en vermindert het verwarmingsniveau van de actieve elementen.

Indien correct geplaatst, zal de unit het hele jaar door vrijwel dezelfde warmteafgifte leveren, ongeacht het seizoen.

Als je niet veel ervaring hebt met het uitvoeren van complexe reparatie-, installatie- en loodgieterswerkzaamheden, is het irrationeel om de buizen thuis te stofzuigen. Dit proces is erg bewerkelijk en vereist speciale kennis en gespecialiseerde apparatuur.

Bovendien hebben zelfgemaakte vacuümelementen een veel lagere efficiëntie dan in de fabriek gemaakte onderdelen. Daarom is het het meest redelijk om producten van een gespecialiseerde fabrikant te kopen en vervolgens thuis meerdere secties te monteren.

Soorten zonnepanelen

De zonnesystemen zijn geclassificeerd volgens de ontwerpkenmerken van de buizen en het type warmtekanaal dat als ontvanger wordt gebruikt:

1. Het coaxiale model van een vacuüm zonnecollector voor het verwarmen van een huis is een dubbele kolf van glas, waarin lucht wordt afgevoerd. Het oppervlak is bedekt met een absorberende coating, zodat de energie wordt overgedragen van de buis zelf.

2. De veerstructuur is enkelwandig, de holte bevindt zich hier in de ruimte van het warmtekanaal, waarvan een deel samen met de opslag geïntegreerd is in de kolf.

4. In systemen met geforceerde circulatie wordt een pomp met laag vermogen geïnstalleerd om de beweging van de drager te vergemakkelijken. Tegelijkertijd is het stroomverbruik veel lager dan de energie die wordt ontvangen voor het verwarmen van een privéwoning.

5. Er is ook een verschil in het aantal circuits. In de eenvoudigste collectoren wordt verwarmingswater verwarmd en verbruikt uit de opslagtank.

6. Complexere exemplaren bestaan ​​uit een vacuümbuis en vloeistofbemonsteringselementen. Het apparaat bevat antivries- en niet-giftige media met anticorrosie- en antischuimadditieven. Deze methode beschermt de apparatuur op betrouwbare wijze tegen zouten en kalkaanslag en draagt ​​bij aan een langere werking tijdens het verwarmen.

Overzicht van modellen en hun kenmerken

Momenteel is China koploper in de productie van zonnecollectoren. Volgens de beoordelingen van de eigenaren van particuliere huizen leveren binnenlandse fabrikanten ook apparatuur met goede eigenschappen te koop. Europese apparaten zijn vrij duur, maar na verloop van tijd zijn de kosten van aanschaf en installatie van apparaten volledig gerechtvaardigd. De bekendste bedrijven produceren de volgende verzamelaars:

Loodgieters: u betaalt tot 50% MINDER voor water met dit kraanhulpstuk

Verzamelaars Dacha en Universal zijn de bekendste apparaten van een binnenlandse fabrikant. De SCH-18 is zeer efficiënt met condensaattemperaturen tot 250 ° C. De kolven zijn gemaakt van rood koper, de warmtedrager is vloeibaar. De afwezigheid van water in een vacuüm zorgt voor weerstand tegen bevriezing. Robuuste koffer met goede windweerstand. De pijpleiding wordt beschermd door een verdeelstuk van polyurethaan. Rubberen anti-stofafdichtingen houden stof en neerslag buiten.

Ze werken effectief bij temperaturen tot -35 ° C, het type functionaliteit is een druksysteem voor verwarming. Er is een controller voor het regelen van de kachel, de grootte van de buizen is 1800 mm, het volume van de tank is 135-300 liter, het vermogen van het verwarmingselement is 1,5-2 kW. De verdelers zijn vervaardigd in overeenstemming met internationale certificeringen, wat hun veiligheid en betrouwbaarheid garandeert.

Hoe is de collector van een vacuümtype

Moderne vacuümapparaten die kamers van warmte en warm water voorzien dankzij zonne-energie zijn technologisch enigszins verschillend en zijn onderverdeeld in typen als:

• buisvormig zonder glasbeschermende coating;
• module met verminderde conversie;
• standaard platte versie;
• apparaat met transparante thermische isolatie;
• lucht eenheid;
• vlak vacuümverdeelstuk.

Ze hebben allemaal een gemeenschappelijke constructieve gelijkenis, dus ze bestaan ​​uit:

• een buitenste transparante buis, van waaruit de lucht volledig wordt weggepompt;
• een verwarmde buis in een grote buis waar een vloeibare of gasvormige warmtedrager beweegt;
• een of twee geprefabriceerde verdelers, waarop pijpen van een groter kaliber zijn aangesloten en het circulatiecircuit van binnen geplaatste dunne pijpen binnenkomt.

De hele constructie doet enigszins denken aan een thermoskan met transparante wanden, waarin een ongekend hoog niveau van thermische isolatie wordt gehandhaafd. Dankzij deze functie krijgt het lichaam van de binnenband het vermogen om kwalitatief op te warmen en de energiebron volledig te geven aan het koelmiddel dat erin circuleert.

Wat is een collector en het doel van zonnecollectoren

Onder een zonnecollector wordt verstaan ​​een apparaat dat stralingsenergie opvangt en vervolgens de opgehoopte warmte aan consumenten afgeeft. In de praktijk wordt een andere term gebruikt: zonnecollector.

Volgens het doel wordt het gebruik van zonne-installaties (zonne-installaties) onderverdeeld:

• zonneconcentrators zijn apparaten die zonne-energie verzamelen in een smalle stroom. Ze worden gebruikt om metaal te smelten. Bij het Instituut NPO "Physics-Sun" (Tasjkent) werden smeltovens ontwikkeld en vervaardigd, waarin temperaturen van meer dan 5000 ... 5500 ° C werden bereikt;
• zonnepanelen - apparaten voor het omzetten van straling van de zon in elektrische energie;
• ontziltingsinstallaties op zonne-energie - machines die zijn ontworpen om zoet water te verkrijgen uit water met een hoog gehalte aan minerale zouten;
• zonnedrooginstallaties - thermische apparaten waarin vocht wordt verwijderd uit groenten en fruit met behulp van de energie van de zon;
• zonneboilers (zonneluchtcollector) zijn installaties voor het overbrengen van warmteflux van infraroodstraling naar warmtedragers.

Soorten vacuümcollectoren

Soorten vacuümcollectoren

Er zijn twee soorten glazen buizen gebruikt bij het ontwerp van de collectoren:

• coaxiaal;
• veer.

Laten we ze allemaal eens nader bekijken.

Coaxiale buis

Het is een soort thermoskan die bestaat uit een dubbele kolf. De buitenballon is bekleed met een speciale warmte-absorberende stof. Er ontstaat een vacuüm tussen de twee buizen. Hierdoor kon ervoor worden gezorgd dat de warmte tijdens bedrijf rechtstreeks van de glazen bollen wordt overgedragen.

In elke buis zit er nog een - koper (het is gevuld met een etherische vloeistof). Wanneer de temperatuur stijgt, verdampt deze vloeistof, geeft de opgeslagen warmte af en stroomt als condensatie terug. Dan herhaalt de cyclus zich keer op keer.

Veren buis

Dit type buis bestaat uit een enkelwandige lamp. Overigens overtreffen ze aanzienlijk hun coaxiale tegenhangers in wanddikte. De koperen buis is versterkt met een speciale golfplaat die is behandeld met een vochtabsorberende substantie. Het blijkt dat lucht in dit geval uit het hele warmtekanaal wordt gepompt.

Dergelijke kanalen zijn trouwens ook anders:

• directe stroom;
• Raak Pipe.

Kanalen van het type "Hit Pipe"

Warmteoverdracht in een vacuüm zonnecollector type "Heat Pipe"

Hun andere naam is warmtepijpen. Ze werken als volgt: als de temperatuur stijgt, stijgt de etherische vloeistof in gesloten leidingen het kanaal op, waarna het daar condenseert in een speciaal uitgeruste warmtecollector. In de laatste draagt ​​de vloeistof warmte-energie over en daalt door de buis. Vanuit de warmtecollector wordt de warmte via een circulerende warmtedrager verder in het systeem overgedragen.

Coaxiale vacuümbuis heat-pipe met 2-pijps verdeelstuk

Kenmerkend is dat metalen buizen hier niet alleen van koper kunnen zijn, maar ook van aluminium.

Directe stroomkanalen

In elk van deze kanalen in de glazen buis bevinden zich twee metalen buizen tegelijk. Op een van hen komt de vloeistof de kolf binnen, warmt daar op en verlaat deze door de tweede.

Met uw eigen handen een vacuümverdeelstuk maken

Belangrijk! Het is buitengewoon moeilijk om met uw eigen handen een zonnecollector van een vacuümtype te maken. De kosten kunnen erg hoog oplopen.

U kunt met uw eigen handen een vacuümzonnecollector maken. U moet glazen buizen voor de zuivelindustrie of melkmachines aanschaffen.Ze worden gerealiseerd samen met speciale rubberen hulzen, met behulp waarvan ze in verschillende bedradingsschema's kunnen worden gemonteerd.

In de glazen buizen moet u zwart geverfde stalen of koperen buizen plaatsen. Lassen of solderen zal extra moeten worden beschermd met warmte-isolerende tapes, bijvoorbeeld gesneden uit polyethyleenschuim.

Bij het maken van een zonnecollector van een vacuümtype, zal het nodig zijn om lucht uit glazen buizen te pompen. De lucht wordt afgevoerd met behulp van een vacuümpomp. Hier moet u een speciale fitting gebruiken, die onmiddellijk goed sluit na het loskoppelen van de aanzuigleiding van de vacuümpomp. Moderne plaatapparaten maken het mogelijk om een ​​vacuüm tot 25 ... 30% van de oorspronkelijke atmosferische waarde te verkrijgen.

Voordat u aan het werk gaat, moet u uw sterke punten evalueren. Dergelijke apparaten zijn vrij duur om te vervaardigen. Hier zijn niet alleen dure tools en apparaten nodig. Daarnaast heb je de vaardigheid nodig om werkzaamheden met vacuüminstallaties uit te voeren.

U kunt de installatie samenstellen uit kant-en-klare elementen:

1. Er wordt een frame gemaakt voor installatie.
2. Oriënteer het ten opzichte van de windstreken.
3. Koop coaxiale buizen compleet met warmtewisselaars.
4. Installatie van aanvoer- en afvoerleidingen wordt uitgevoerd.
5. Vacuümbuizen zijn geïnstalleerd en aangesloten op de hoofdpijpleidingen.
6. Voer werkzaamheden uit aan thermische isolatie van alle aansluitpunten van kolven en pijpleidingen.

Voor-en nadelen

Zonne-vacuümcollectoren hebben minder warmteverlies in vergelijking met platte. Het gebruik van vacuümnanotechnologie bij de productie van collectoren heeft het mogelijk gemaakt om hoge efficiëntie en betrouwbaarheid van zonnesystemen te bereiken.

Laten we eens kijken naar de belangrijkste voordelen van het gebruik van vacuümcollectoren:

1. Prestatie. Er is een vacuüm in de verzamelbuizen - een ideale warmte-isolator, waarmee u zelfs in de herfst-winterperiode een optimaal niveau van warmte kunt behouden. Door het rendement op een hoog niveau te houden, is de productiviteit van de vacuümcollector 40% hoger dan die van de vlakke collector.
2. Betrouwbaarheid. De levensduur van vacuümcollectoren is ongeveer 30 jaar. Hun duurzaamheid en probleemloze werking zijn te danken aan moderne duurzame materialen. De vacuümbuizen bevatten koper van hoge kwaliteit. De buitenmantel van de buizen is gegoten uit borosilicaatglas, dat bestand is tegen hoge belastingen. Het gebruik van vacuümcollectoren is vooral belangrijk voor klimaatzones waar buien, orkanen en hagel niet ongewoon zijn.
3. Zonne-energie-efficiëntie. De cilindrische vorm van de absorber van de vacuümcollector vangt zelfs de verstrooide zonne-energie op en houdt deze vast, die de vlakke corrector niet kan omzetten. Er kan 40% meer zonne-energie worden vastgehouden uit een vierkante meter van de absorber van een vacuümzonnestelsel dan uit een vergelijkbaar gebied van een platte zonne-installatie. Door de rondheid van de buizen kunt u van 's morgens vroeg tot' s avonds laat tot 97% van de zonne-energie ontvangen.
4. Makkelijk te gebruiken. Als de vacuümbuis beschadigd is, wordt deze vervangen zonder het systeem te stoppen (het is niet nodig om de circulerende vloeistof af te tappen). Als er geen warmte is, kunt u meerdere leidingen toevoegen en als er een teveel is, deze tijdelijk verwijderen. Nadat het vacuümverdeelstuk van sneeuw of ijs is verwijderd, wordt het snel operationeel. Het collectoroppervlak heeft een lage thermische inertie dankzij de dunne glascoating.
5. Desinfectie van water. De temperatuur van waterverwarming tijdens de werking van het zonnestelsel bereikt hoge niveaus, wat de desinfectie ervan garandeert en de vermenigvuldiging van pathogene organismen voorkomt.
6. Eenvoudige installatie. Bij het installeren van vacuümcollectoren zijn er geen speciale problemen, het belangrijkste dat moet worden nageleefd, is om de collector onder een hoek te plaatsen om de vloeistof in de buizen te laten wegvloeien.

De nadelen van zonneverwarming worden gereduceerd tot een extreem laag rendement bij lage temperaturen en 's nachts, waardoor de vraag rijst dat dit verwarmingssysteem niet de enige in huis kan zijn. Vacuümzonnecollectoren zijn ook duurder dan platte.

Vacuüm zonne-installaties worden steeds populairder onder de bevolking en grote bedrijven. Als voorheen velen werden afgeschrikt door de prijs van het probleem, zijn de kosten van apparatuur vandaag enigszins gedaald en is de functionaliteit verbeterd en aangepast.

Het werkingsprincipe van de vacuümbuis van het SKE-type.

De sleutel tot het zonnestelsel is de glazen vacuümbuis. Elke vacuümbuis bestaat uit twee glazen bollen.

De buitenkolf is gemaakt van extreem sterk borosilicaatglas dat bestand is tegen de impact van hagelstenen die vallen met een snelheid van 18 m / s en heeft een diameter tot 35 mm.

De binnenfles is ook gemaakt van borosilicaatglas en bedekt met een speciale drielaagse coating met een geleidelijke verandering van de ALN / AIN-SS / CU absorberende lagen. Door het gebruik van nieuwe technologieën wordt een hoge absorptiecoëfficiënt en een laag slagvermogen bereikt, waardoor + 380 ° С in het midden van de buis in direct zonlicht kan worden bereikt, zonder het product zelf te beschadigen.

Lucht wordt tussen de twee glazen bollen naar buiten gepompt om een ​​vacuüm te creëren dat omgekeerde warmtegeleiding en convectief warmteverlies voorkomt. In het midden van de glazen bol bevindt zich een afgedichte warmtepijp (HEAT PIPE), gemaakt van puur rood koper, in het midden waarvan er een laagkokende en verdampende vloeistof is, die de functie vervult van het overbrengen van warmte naar het koelmiddel. Onderstaande figuur toont het werkingsprincipe van de vacuümbuis.

De belangrijkste intensiteit van zonnestraling onder aardse omstandigheden ligt in het spectrale bereik van 0,28 µm - 3 µm. Borosilicaatglas laat zonnestralinggolven door in het bereik van 0,4 micron - 2,7 micron. Dringend door de buitenste transparante kolf, wordt energie vastgehouden op de tweede kolf, waarop een zeer selectieve ondoorzichtige absorberende laag is aangebracht.

Als gevolg van de absorptie van licht door de absorber en de daaropvolgende emissie, neemt de golflengte toe tot 11 μm. Glas is een ondoordringbare barrière voor elektromagnetische golven van deze lengte. Zonne-energie die de absorber binnenkomt, wordt opgevangen. Door zonnestraling te absorberen kan de absorber, zelfs zonder externe lamp, opwarmen tot een temperatuur van + 80 ° C. De tot een dergelijke temperatuur verwarmde absorber geeft warmte-energie af, die door het lichaam van de tweede lamp dringt en wordt overgebracht naar de WARMTEPIJP. Door het verschijnen van het broeikaseffect, dat is gebaseerd op de geaccumuleerde energie onder het glas, stijgt in het midden van de tweede kolf de temperatuur tot + 180 ° C. Deze warmte verwarmt een laagkokende en verdampende vloeistof, die bij + 25 ° C - + 30 ° C, in stoom verandert, stijgend, warmte overbrengt naar het werkende deel van de WARMTEPIJP, waar warmte-uitwisseling met het koelmiddel plaatsvindt. Het vrijkomen van warmte dwingt de stoom te condenseren en naar de bodem van de WARMTEPIJP te stromen, en de cyclus herhaalt zich opnieuw.

De hoge warmteoverdrachtscoëfficiënt van een gemakkelijk kokende en verdampende vloeistof, de onbeduidende hoeveelheid en de relatief kleine afmetingen van de WARMTEPIJP zorgen voor een effectieve thermische geleidbaarheid. WARMTEPIJP werkt als een thermische diode. De thermische geleidbaarheid is erg hoog in de ene richting (omhoog) en laag in de tegenovergestelde richting (omlaag).

Om een ​​vacuüm tussen de twee glazen kolven te behouden, wordt een laag barium aangebracht op het onderste inwendige van de fles. Het absorbeert actief CO, CO, N, O, HO en H tijdens opslag en gebruik van buizen. De bariumlaag geeft ook een duidelijke visuele indicatie van de vacuümstatus. Witte kleur betekent dat vacuümcondities worden geschonden.

De ideale combinatie van vacuüm- en warmtekoperen buizen geeft ons de volgende voordelen ten opzichte van vlakke collectoren:

Hoge thermische efficiëntie.dankzij moderne methoden van warmteoverdracht, hoogwaardige absorberende coating

Breed scala aan werkzaamheden: vanwege zijn lage thermische capaciteit is het in staat om in hoge wolken te werken (in het infrarode bereik van stralen die door de wolken gaan).

Elke buis werkt onafhankelijk van elkaar. Omdat het antivriesmiddel niet in het midden van de buis stroomt en de toegang wordt beperkt door de warmtewisselaar, blijft de collector in geval van fysieke schade werken.

Minder gewicht van de opvangbak met een betere efficiëntie van de opvangbak.

Betere werkefficiëntie in de winter dankzij het vacuüm. De buis is bestand tegen vorst bij -50 ° C.

Hoe vacuümbuizen werken

De functie van de geëvacueerde zonnecollectorbuizen is om zonnestraling te absorberen en te voorkomen dat deze in de omgeving ontsnapt. Thermische energie kan het werkende deel van de vacuümzonnecollector op twee manieren verlaten - door directe warmteoverdracht en in de vorm van infraroodstraling.

De spouw tussen de glaswanden sluit de mogelijke directe overdracht van warmte in vacuüm praktisch volledig uit, er zijn geen moleculen van stoffen die dit zouden kunnen uitvoeren.

Selectieve coating (absorberend) absorbeert zonne-energie en voorkomt dat deze ontsnapt. Er zijn verschillende soorten van dergelijke coatings, die verschillen in absorptie en emissievermogen.

Een deel van de zonnestraling wordt gereflecteerd door glas, maar het is onbeduidend - zichtbaar licht vormt slechts een deel van het geabsorbeerde spectrum. Hoogwaardige collectoren zijn gemaakt van hoogwaardig borosilicaatglas, dat bestand is tegen mechanische beschadiging.

Borosilicaatglas is moeilijk te krassen of te matteren en gaat tientallen jaren mee zonder de doorvoer te veranderen.

Hoe te kiezen / financieren

Zoals vermeld aan het begin van het artikel, hoe meer buizen er in het vacuümverdeelstuk zitten en hoe dikker ze zijn, hoe beter. De collector moet worden gekozen op basis van de grootte van het verwarmde gebied.

Modellen met 10 buizen en een collectordiameter van 850 mm zijn in staat om 2-3 kamers volledig te verwarmen. De gemiddelde prijs van een dergelijk model is vanaf 12.000 roebel.

Voor middelgrote particuliere huizen is het de moeite waard om een ​​model te kiezen met 20-25 buizen en een collectorbreedte tot 2000 mm. Gemiddelde prijs - vanaf 20.000 roebel.

Voor grote woningen is een 30-pijps model met een diameter van 2.500 mm beschikbaar. De prijs van dergelijke apparaten begint vanaf 22.000 roebel.

Houd er rekening mee dat extra componenten ook een breed scala aan prijzen hebben en aanzienlijk in prijs kunnen verschillen. De prijs van de duurste opslagtank met twee warmtewisselaars bereikt bijvoorbeeld 125.000 roebel.

Vacuümzonnecollectoren betalen zichzelf gemiddeld binnen 2-5 jaar terug.

Platte verzamelaars

Een platte zonnecollector verwarmt de warmtedrager met behulp van een plaatabsorber. Het is heel eenvoudig geregeld. In feite is dit een plaat van warmte-absorberend metaal, zwart geverfd aan de bovenkant met een speciale verf. Een kronkelige buis is stevig bevestigd (gelast) aan het onderste oppervlak van de plaat, waardoor de vloeistof circuleert.

Selectieve zwarte inkt zorgt voor maximale absorptie van zonlicht met vrijwel geen reflectie. De geabsorbeerde stralen verwarmen het koelmiddel onder de absorber, dat op zijn beurt verder in het systeem wordt gevoerd. Om warmteverlies te minimaliseren, is de absorber geïsoleerd van het collectorlichaam en gehard glas, dat bijna vrij is van ijzeroxiden. Het wordt boven de absorber geïnstalleerd en fungeert als de bovenklep van de behuizing. Bovendien kunt u door het gebruik van dergelijk glas een soort "broeikaseffect" creëren, waardoor de verwarming van de absorber en daarmee de temperatuur van het koelmiddel verder toeneemt.

Hoe een zonnecollector werkt

Naast zichtbaar licht heeft zonnestraling ook een onzichtbaar infrarood spectrum. Hij is het die thermische energie overdraagt.Op basis van onderzoek is vastgesteld dat in een gematigde klimaatzone de intensiteit van thermische straling 's middags meer dan 5 kW / m2 bedraagt. In afb. 1 toont de afhankelijkheid van de totale instraling voor 48 ° noorderbreedte.

Afb. 1 Totale instraling van zonnestraling voor verschillende periodes van de gematigde zone van Europa

Stof tot nadenken! Thermische straling is onderverdeeld in: direct en diffuus. Daarom is zelfs op een bewolkte dag de instroom van zonnewarmtestroom voelbaar. Uit de gepresenteerde illustratie blijkt dat de hoeveelheid binnenkomende warmte in de zomer- en winterperiode aanzienlijke verschillen vertoont. Daarom wordt bij het ontwerpen van apparaten rekening gehouden met mogelijke efficiëntie in relatie tot kosten.

Het schematische diagram van de zonnecollector wordt getoond in Fig. 2. Zonnestraling komt de collector binnen via een doorschijnende omheining. Warmte wordt geabsorbeerd op het ontvangende paneel, dat zwart is geverfd. Als gevolg hiervan warmt het zwarte lichaam op. Het daaropvolgende warmteoverdrachtsproces vindt plaats door convectie. Warmte wordt overgedragen van de verwarmde wand naar de vloeistofstroom (gas) die door de pijpleidingen beweegt. Het bewegende medium warmt op.

Aandacht! Om warmteverlies te voorkomen is de collectorafscheiding thermisch geïsoleerd. Omdat de warmte die van binnen wordt opgevangen, wordt gebruikt om de stroom te verwarmen, is de intensiteit van de gereflecteerde straling van het paneel dat de straling ontvangt laag.