Zadowolony
Kluczowe zadanie, nad którym stale pracują umysły inżynieryjne, to maksymalizacja wykorzystania alternatywnych źródeł energii w życiu codziennym. W tej kwestii osiągnęli znaczące wyniki, regularnie wprowadzając wszystkie nowe urządzenia, które umożliwiają zorganizowanie wygodnego życia, z zastrzeżeniem znacznego zmniejszenia zużycia tradycyjnej energii elektrycznej. Jednym z takich interesujących rozwiązań jest próżniowy kolektor słoneczny. Zapoznanie się z urządzeniem i zasadą działania sprzętu pomoże lepiej poznać jego zalety i określić cel w życiu codziennym..
Powołanie i rozmieszczenie sprzętu ↑
Konstrukcja kolektorów słonecznych jest bardzo różna. Mogą to być grzejniki płaskie lub próżniowe, a także urządzenia, w których zamiast nośnika ciepła zamiast wody wykorzystywane jest powietrze. Zastanowimy się szczegółowo nad modyfikacją próżni, ponieważ jest to tego typu kolektor słoneczny, który ma wysoką wydajność i szereg innych niepodważalnych zalet.
Cel kolektora próżniowego, którego praca opiera się na konwersji promieniowania słonecznego na energię cieplną, ma szeroki zakres wariacyjny. Największe zapotrzebowanie obserwuje się, gdy konieczne jest podgrzewanie wody w znacznych ilościach. Krok poniżej ma na celu zorganizowanie ogrzewania pomieszczeń poprzez zainstalowanie urządzeń słonecznych w postaci kolektora próżniowego. Może podgrzewać wodę w basenie lub zapewnić ciepłą podłogę w zimnych porach roku. Ważnym aspektem działania kolektora słonecznego jest jego przyjazność dla środowiska i bezpieczeństwo..
Główną różnicą między podgrzewaczami próżniowymi a innymi konstrukcjami kolektorów słonecznych jest obecność nieruchomych szklanych rur na panelu podstawowym. Jako materiał stosuje się szkło borokrzemowe, charakteryzujące się zwiększoną wytrzymałością i zachowaniem właściwości optycznych przez długi czas. Do powlekania stosuje się specjalną substancję, która zapewnia przyciąganie światła słonecznego. Mniejszy produkt znajduje się wewnątrz większej rurki, przestrzeń między nimi jest wypełniona próżnią.
Na dnie rurki znajduje się specjalna ciecz, która pod wpływem energii słonecznej zamienia się w parę i unosi się, zapewniając w ten sposób równomierne podgrzewanie wody w kolektorze próżniowym. Urządzenie urządzenia pokazano na poniższym schemacie:
Zasada działania ↑
Obecność w konstrukcji komory próżniowej zapewnia działanie kolektora słonecznego na zasadzie termosu. Podstawowe elementy wyposażenia obejmują głównie następujące części:
- kolektor;
- akumulator ciepła; zbiornik wody często działa w jego roli;
- obwód wymiennika ciepła;
- czujniki temperatury;
- odbiorca.
Przeanalizujemy szczegółowo funkcje każdej części. Odbiornik wykonany jest z miedzi izolowanej metodą poliuretanową. Dodatkową ochronę zapewnia anodowana powłoka aluminiowa. Dzięki temu dostarczana jest energia cieplna. W przypadku wykrycia usterki w odbiorniku procedura wymiany przebiega płynnie, nie wymaga spuszczania cieczy z wymiennika ciepła.
Na końcu rur próżniowych kolektora słonecznego i z tyłu urządzenia grzewczego zainstalowane są czujniki temperatury. Na podstawie ich wskaźników działa pompa obiegowa.
Zasada działania podgrzewacza solarnego jest następująca:
- Płyn niezamarzający działa jak chłodziwo, które przechodząc przez górną strefę urządzenia pochłania energię cieplną wytwarzaną przez specjalne końcówki ze stopów miedzi.
- W wyniku zastosowania mechanizmu cewki w napędzie próżniowego kolektora słonecznego ciecz jest podgrzewana.
- Przenoszenie ciepła w cyklu zamkniętym odbywa się do momentu, gdy stopień samej cieczy będzie wyższy niż temperatura wody w zbiorniku.
Czynnikami determinującymi okres działania takiego układu są wskaźniki temperatury atmosfery i czas trwania godzin dziennych..
Magazyny próżniowe wykorzystujące energię słoneczną są zasilane bezpośrednio i pośrednio. Pierwsza wersja kolektorów próżniowych charakteryzuje się użyciem wody jako chłodziwa, dlatego określa się ją jako sprzęt sezonowy zasilany energią słoneczną. W drugim przypadku możliwa jest całoroczna praca urządzenia.
Funkcje instalacji ↑
Zgodność z zaleceniami dotyczącymi instalacji kolektora próżniowego jest kluczem do bardzo wydajnej pracy podgrzewacza słonecznego. Prawidłowa lokalizacja zapewnia podgrzewanie cieczy w zimnych porach roku o 50-60%, w okresie letnim liczba ta wynosi 100%.
Do tych celów rurociągi ze stali ocynkowanej lub polimerowej nie są odpowiednie. Optymalnym materiałem jest stal nierdzewna lub miedź. Na co więc należy zwrócić uwagę:
- Po zamontowaniu na dachu konstrukcji kąt nachylenia kolektora próżniowego do horyzontu jest równy szerokości geograficznej obszaru.
- Umieszczanie w otwartych przestrzeniach grzejnika słonecznego powinno odbywać się w pobliżu budynków zużywających ciepło.
- Czynniki zacieniające powinny zostać wykluczone.
- Kolektory słoneczne osiągają maksymalną wydajność, gdy kąt padania promieni słonecznych wynosi 90o.
Trudno jest jednak osiągnąć ten warunek ze względu na ciągły ruch grzałki próżniowej względem światła słonecznego. Idealnym rozwiązaniem tego problemu jest zainstalowanie mobilnego kolektora, który utrzymuje wymagany kąt nachylenia dzięki funkcji obrotu za słońcem. Ale koszt takiego sprzętu jest zbyt wysoki, dlatego znacznie bardziej opłaca się eksploatować kolektory próżniowe, które są prostsze technicznie.
Wybierając kąt pochylenia, kierują się głównym celem podgrzewacza słonecznego, przy wyborze kierunku na południe. Maksymalne odchylenie nie powinno przekraczać 30o. W regionach północnych instalacja kolektora próżniowego odbywa się prawie pionowo. Takie urządzenia są skuteczne w sezonie zimowym, ponieważ wykorzystują światło odbite od pokrywy śnieżnej. Czasami kolektory słoneczne są przymocowane do ścian domów, uzyskując następujące korzyści:
- łatwość konserwacji;
- mniejsze gromadzenie się pyłu, a zatem łatwiejsza pielęgnacja;
- ryzyko uszkodzenia podczas gradobicia jest zminimalizowane;
- niskie mocowanie kolektora próżniowego względem zbiornika z podgrzanym płynem zwiększa prędkość konwekcji, znika potrzeba aktywnego układu.
- próżniowy kolektor ścienny zmniejsza straty ciepła w pomieszczeniu, zmniejszając zapotrzebowanie na dodatkową energię do ogrzewania.
Zalety kolektorów próżniowych ↑
Izolowane urządzenia zapewniają nieprzerwaną pracę słonecznych urządzeń próżniowych. Dzięki temu cały system może działać w temperaturach do -40oC. W takim przypadku urządzenie ze zbiornikiem jest umieszczone osobno, łącząc się z główną częścią kolektora próżniowego za pomocą walcowanych produktów metalowych.
Zautomatyzowane działanie pośrednich urządzeń kolektora próżniowego zapewniają sterowniki, pompa zapewnia nieprzerwany obieg płynu w układzie. Do zalet próżniowych kolektorów słonecznych należą:
- wysoka wydajność przy pochmurnej pogodzie lub ujemnych temperaturach;
- instalacja projektu urządzenia próżniowego nie wymaga specjalnych umiejętności;
- odporność podgrzewacza słonecznego na negatywne wpływy otoczenia;
- długi okres działania.
Jedynym obciążeniem może być wysoki koszt podgrzewacza słonecznego, ale ze względu na długą żywotność inwestycja zwróci się w najbliższej przyszłości, zapewniając dalsze znaczne oszczędności kosztów energii.
