Vákuové trubicové kolektory majú o niečo zložitejšiu štruktúru. Vákuum vytvorené v každej z trubíc spôsobuje, že teplo z absorbéra je oveľa menšie ako v plochých kolektoroch stratených do životného prostredia. Zobrazené tu: Zberač potrubia De Dietrich.

Slnečné kolektory využívajú bezplatnú energiu. Preto sú každým rokom čoraz obľúbenejšie. Tu je princíp činnosti solárnych kolektorov, ich konštrukcia a typy. Vyberte si solárne panely, ktoré efektívne a lacno ohrievajú vodu vo vašej domácnosti.

Ako fungujú ploché a vákuové solárne kolektory. Konštrukcia a prevádzka kolektorov

Čo je to solárny kolektor?

Slnečné kolektory, tiež nazývané solárne, sú zariadenia, v ktorých sa energia slnečného žiarenia premieňa na teplo, aby zohriala tekutinu, ktorá nimi prechádza. Ohrievanie vody na úžitkové účely (predovšetkým na umývanie) pre potreby jednej rodiny spotrebuje niekoľko tisíc kilowatthodín ročne. Lákavá vyhliadka je možnosť nahradiť drahú elektrinu alebo dokonca lacnejšie plynom alebo olejom voľnou solárnou energiou. Zberatelia preto už pracujú v Poľsku, ktorého celková plocha sa odhaduje na viac ako 300 000. m2. Veľká časť z nich sú inštalované v rodinných domoch.

Ako funguje plochý kolektor?

Solárne kolektory môžu byť konštruované rôznymi spôsobmi. Na trhu existuje najviac tzv. Plochých, tekutých kolektorov. Jednoducho povedané, dá sa povedať, že ide o systém tenkých rúrok (alebo kanálov vyrobených z profilov) pripevnených k kovovej doske pokrytej tzv. Selektívnym povlakom. Celá časť je uzavretá v skrini, ktorá má obmedziť tepelné straty a chrániť kolektor pred poškodením, pričom nebráni prenikaniu slnečného žiarenia do interiéru. A to je všetko.

Kvapalina pretekajúca kolektorovými trubicami (obvykle sa používa ťažko mrznúci glykolový roztok) sa zohreje z povrchu doštičky a susedných stien rúrok. Kvalita kolektora závisí od kvality použitých materiálov a presnosti spracovania, a teda od množstva energie, ktorú dodáva do zariadenia na danom povrchu.

Horšie spotrebiče môžu dodávať teplú vodu iba za slnečného počasia a pod podmienkou, že nie je vonku príliš studená. Dôvodom sú malé možnosti absorpcie slnečného žiarenia pomocou nie príliš sofistikovaného absorbéra a tepelné straty prostredníctvom jednoduchého krytu. Aby ste mohli mať úžitok z kolektorov aj v zime a keď je slnko zakryté mrakmi, je potrebné použiť drahšie riešenia.

Prečítajte si tiež: INVERTER - srdce solárneho zariadenia. Ktorý z nich si vybrať

Plochý a vákuový kolektor

Čo je absorbér?

Najdôležitejšou časťou kolektora je absorbér zahriaty slnečným žiarením. Je to doska pokrytá na povrchu látkou s vysokým koeficientom absorpcie pre toto žiarenie, ale s nízkym emisným koeficientom tepelného žiarenia.

V najjednoduchšom bezprecedentnom variante je kovová (niekedy plastová) doska absorbéra jednoducho natretá čiernou farbou. Toto riešenie bolo lacné, ale generuje relatívne veľké tepelné straty žiarením. Preto kolektory vyššej triedy používajú galvanické povlaky z čierneho niklu, čierneho chrómu, čiernej medi, ktoré sú známe pod rôznymi obchodnými názvami, alebo z vysoko selektívnych povlakov z oxidu titaničitého (TiNOX). To samozrejme vedie k zvýšeniu výrobných nákladov, ale využitie kolektorov je tiež väčšie.

Kvapalina (roztok glykolu), ktorý sa má zohriať absorbčným teplom, tečie trubicami. Mali by byť k nemu opatrne pripevnené - po celej dĺžke, ktorú držia, aby účinne prijímali teplo. Najčastejšie sú vyrobené z medi, ktorá ich dobre vedie, a súčasne je to materiál odolný voči veľkým zmenám teploty a korózii. Spôsob, akým sú spojené, je veľmi dôležitý z dôvodu účinnosti výmeny tepla medzi absorbérom a prvkami transportujúcimi zahrievanú kvapalinu. Výrobcovia používajú rôzne riešenia a snažia sa nájsť kompromis medzi kvalitou a výrobnými nákladmi. V absorbéri sú vytvorené kanály, do ktorých prenikajú rúrky, vďaka čomu sa kontaktná plocha niekoľkokrát zväčšuje. Rúrky môžu byť tiež sploštené.

Sú spojené s absorbérom spájkovaním, bodovým zváraním (pomocou vankúšikov) alebo ultrazvukom alebo laserovým zváraním. Pretože meď je relatívne drahý materiál, bola nahradená hliníkom. Zberače s hliníkovými absorbérmi a hliníkovými profilmi na prepravu tekutín sú oveľa lacnejšie. Výroba plne hliníkových štruktúr sa stala výhodnou vďaka zlepšeniu technológie lepenia - používajú sa vysokoteplotné silikóny. Režim ich spojenia s inštaláciou je však odlišný kvôli možnosti vytvorenia galvanických článkov.

VIDEO: Inštalácia plochých solárnych kolektorov

Ako fungujú vákuové kolektory?

Odhaduje sa, že približne 90% všetkých solárnych kolektorov predávaných v Poľsku sú ploché kolektory .

Zvyšných 10% je v prvom rade o niečo vyspelejšie, čo sa týka konštrukcie, a teda drahších kolektorov s vákuovými trubicami. Sú to sklenené rúrky s priemerom 5 až 10 cm, vzájomne paralelné, spojené v batériách. Každá trubica má samostatnú trubicu s absorbérom - plochú alebo nanesenú na povrch trubice (lacnejšie, ale menej dokonalé riešenie z dôvodu neexistencie priameho kontaktu absorbéra s trubicou).

Podtlak okolo absorbéra poskytuje izoláciu. Nedochádza ku konvekcii (prenos tepla v dôsledku pohybu povrchu látky), v dôsledku čoho sú tepelné straty z absorbéra oveľa menšie. Okrem toho sa absorbér zahrieva rýchlejšie, pretože pri ohrievaní vzduchu okolo absorbéra sa nestratí teplo. Rúrkové kolektory môžu pozostávať z dvojitých trubíc (trubica v trubici) - vákuum je medzi dvoma vrstvami skla - alebo jednotlivých vákuových trubíc. Glykolový roztok (ako v plochých kolektoroch) môže pretekať cez sklenenú trubicu pripojenú k absorbéru, ale existujú aj konštrukcie s takzvanou tepelnou rúrkou. Rúrka sa potom z oboch strán uzavrie, uzavrie a naplní odparovacou kvapalinou pri nízkej teplote (asi 25 ° C). Kvapalina zahrievaná slnečnými lúčmi na spodku trubice sa odparuje a stúpa ku kondenzátoru na vrchu. Toto je navonok premyté glykolom cirkulujúcim v slnečnej sústave. V dôsledku toho sa kvapalná para v kondenzátore chladí (dodáva teplo glykolu), takže kondenzuje a steká po vnútornej stene tepelnej trubice, kde sa znova odparuje a celý cyklus sa opakuje. Aby to bolo možné, mali by byť kolektory naklonené v uhle asi 20 °. Použitie javu zmeny fázy (odparovanie a kondenzácia) umožňuje zvýšiť účinnosť solárneho kolektora.

Niektoré potrubné kolektory majú zrkadlá odrážajúce slnečné lúče, takže dopadajú na absorbér nielen zhora, ale aj zdola. Výsledkom je, že teplota kvapaliny v zariadení môže výrazne prekročiť 100 ° C. V domácich podmienkach to nie je potrebné, a preto sa tento typ zariadenia používa hlavne v priemysle.

Kategórie:

Elektrina