Vakuumsolfångare: funktionsprincip + hur man monterar den själv

Stora summor pengar spenderas på varmvattenförsörjning och rumsuppvärmning. Men det finns en alternativ energikälla - en vakuumsolfångare.Har du hört talas om detta? Det låter dig avsevärt minska de ekonomiska kostnaderna för att upprätthålla komforten, vilket ger maximal värmeeffekt med minimal värmeförlust.

Denna enhet kan köpas från tillverkare av hushållsutrustning eller monteras själv hemma. För att välja rätt modell måste du studera mycket information. Vi hjälper dig att bestämma de viktigaste inköpskriterierna.

Artikeln kommer att diskutera funktionsprincipen och designen av ett vakuumgrenrör. Vi kommer att prata om designfunktionerna för olika modeller, överväga fördelarna och nackdelarna med dessa installationer. Dessutom kommer vi att beskriva i detalj hur man gör och installerar en vakuumsolfångare själv.

Materialet åtföljs av videor från vilka du kommer att lära dig om de viktiga funktionerna och funktionsprinciperna för vakuumgrenrör.

Funktionsprincip för vakuumenheten

Vakuumsolfångaren skiljer sig på sättet från konventionella solfångare solenergibearbetning. Ett klassiskt batteri tar helt enkelt ljus och omvandlar det till elektricitet. Uppsamlaren består av glasrör med ett vakuum skapat inuti. De kombineras till ett enda system genom speciella dockningsenheter.

Inuti varje rör finns en kanal av en eller två kopparstavar med kylvätska. Genom att fånga solens strålar värmer det aktiva elementet kylvätskematerialet, vilket säkerställer att kollektorn fungerar.

På grund av denna design ökar nivån av energieffektivitet avsevärt, och värmeförlusten minskar avsevärt, eftersom vakuumskiktet gör att du kan spara cirka 95% av den fångade solenergin.

En vakuumsolfångare placerad på taket av ett privat hus kommer att ge varmt vatten till invånarna under hela året, och under den kalla årstiden låter det dig bekvämt värma rummet utan att spendera mycket pengar på det.

Dessutom minskar samlarproduktivitetens beroende av säsongsvariationer, omgivningstemperatur och olika väderförhållanden, såsom vindbyar, halvmolnigt, nederbörd etc.

Hur fungerar ett grenrör av vakuumtyp?

Moderna vakuumanordningar som förser rum med värme och varmvatten med hjälp av solenergi varierar tekniskt.

Samlare är indelade i följande typer:

• rörformad utan glasskyddsbeläggning;
• modul med reducerad konvertering;
• standard platt version;
• enhet med transparent värmeisolering;
• luftenhet;
• platt vakuumgrenrör.

Vakuumsolfångaren kan ge varmvattenförsörjning och uppvärmning när som helst på året och i alla väder (+)

De har alla en gemensam designlikhet, så de består av:

• externt transparent rör, varifrån luften har pumpats ut helt;
• uppvärmt rörplacerad i ett stort rör där flytande eller gasformig kylvätska rör sig;
• en eller två prefabricerade distributörer, till vilka rör av större kaliber är anslutna och en cirkulationskrets av tunna rör placerade inuti kommer in.

Hela designen påminner något om en termos med genomskinliga väggar, som håller en oöverträffad hög värmeisoleringsnivå. Tack vare denna funktion får innerrörets kropp förmågan att värma upp effektivt och helt överföra energiresursen till kylvätskan som cirkulerar inuti.

Designnyanser och klassificering

Vakuum-typ samlare klassificeras enligt typen av glasrör installerade i strukturen, eller enligt egenskaperna hos de termiska kanalerna. Rören är vanligtvis koaxial- och fjädertyp, och värmekanalerna är U-formade direktflödes- och värmerörstyp. .

Egenskaper för koaxialrör

Koaxialrör är en termosflaska av dubbelglas med ett konstgjort skapat vakuumutrymme mellan väggarna. Den inre ytan av röret har ett lager av speciell värmeabsorberande beläggning, så den faktiska värmeöverföringen sker direkt från glaskolvens väggar.

Koaxialrör är gjorda av höghållfast borosilikatglas, som har hög ljustransmittans. Elementen, beroende på tillverkaren, har upp till tre lager av magnetronförstoftning, uppvisar utmärkt styrka och motståndskraft mot olika atmosfäriska förhållanden (regn, hagel, etc.), tål ett tryck på 1 MPa och fungerar tillförlitligt i 15 år

Som ett absorberande element löds ett kopparrör innehållande en eterkomposition in i ett glasrör. Under uppvärmningsprocessen avdunstar den, ger effektivt upp sin värme, kondenserar och rinner till botten av röret.Cykeln upprepas sedan, vilket skapar en kontinuerlig värmeväxlingsprocess.

Funktioner av fjäderrör

Vakuumfjäderrör har större väggtjocklek än koaxiala och består inte av två utan av en kolv. Det interna kopparabsorptionselementet är utrustat längs hela sin längd med en hållbar förstärkare - en korrugerad platta med en energiabsorberande beläggning på hög nivå.

Tack vare denna designfunktion är vakuumet placerat direkt i den termiska kanalen, varav en del, tillsammans med absorbenten, är integrerad direkt i kolven.

Fjädervakuumröret innehåller en platta inuti som är formad som en fjäder. Effektivitetsnivån överstiger kapaciteten hos dess koaxiala motsvarighet, men har en betydligt högre kostnad och är svår att ersätta om glödlampans integritet är skadad eller värmeelementet misslyckas

Samlare gjorda av fjädervakuumrör anses vara de mest effektiva i sin klass, presterar bra och ger pålitlig service i många år.

Funktionsprincip för värmeröret

Värmerör består av slutna rör som innehåller en lätt avdunstande flytande sammansättning. Under påverkan av solljus värms den upp, rör sig till den övre delen av kanalen och koncentreras där i en speciell värmeuppsamlare (grenrör).

I detta ögonblick ger arbetsvätskan upp all ackumulerad värme och faller ner igen för att återuppta processen.

Värmerörsvärmeväxlarens hylsa är ansluten till grenrörsvärmeväxlaren genom en speciell sockel som löds in i själva 1-rörsvärmeväxlaren, eller är lindad runt en 2-rörs värmeväxlare.

Värmerörets arbetselement är gjord av koppar och i mer sällsynta fall - av aluminium. Den uppvisar hög motståndskraft mot driftsbelastningar, fungerar tillförlitligt i 15 år, har en rimlig kostnad och är en av de mest populära elementen i moderna vakuumsolsystem av rörtyp.

Den frigjorda energin tas från den termiska behållaren av kylvätskan och överförs vidare genom systemet, vilket säkerställer tillgången på varmvatten i kranar och radiatorer. Värmerörssystemet är lätt att installera och uppvisar hög driftseffektivitet.

Kollektorer utrustade med vakuumvärmerör har en god tillförlitlighet och är lämpliga för användning inte bara i vardagen utan även i högtryckssolvärmesystem

I händelse av ett haveri eller fel utan några svårigheter är det möjligt att ersätta den skadade enheten med en ny utan att tillgripa rekonstruktion av hela systemet.

Reparationsarbeten kan enkelt utföras direkt på platsen för uppsamlaren, utan att demontera enheten och utan att anstränga arbetet i onödan.

Beskrivning av U-formad engångsvärmeväxlare

Direktflödesvärmeväxlarens rör är format som bokstaven U. Vatten eller värmesystemets arbetskylvätska cirkulerar inuti. En del av elementet är avsedd för kall kylvätska, och den andra tar korrekt bort den redan uppvärmda.

När den värms upp expanderar den aktiva kompositionen och går in i lagringstanken, vilket skapar naturlig cirkulation av vätska i systemet. En speciell selektiv beläggning applicerad på innerväggarna ökar värmeabsorptionsförmågan och förbättrar systemets effektivitet som helhet.

Jämfört med rör av värmerörstyp har U-formade produkter större hydrauliskt motstånd, ställer högre krav på kylvätskan och är betydligt dyrare. Kollektorer som arbetar på direktflödes U-rör kan inte arbeta under högt tryck och ger högkvalitativ värmeöverföring endast under den varma årstiden

Rör av U-typ visar hög prestanda och ger solid värmeöverföring, men de har en betydande nackdel. De bildar en integrerad struktur med grenröret och är alltid monterade tillsammans med det.

Det kommer inte att vara möjligt att ersätta ett separat enstaka rör som har gått sönder. För reparationer kommer det att vara nödvändigt att demontera hela komplexet och sätta en ny på sin plats.

Jämförelse av olika modifieringar

Vid tillverkning av solfångare kombineras termiska kanaler och vakuumglasrör för solfångare i en mängd olika kombinationer.

De mest populära bland konsumenterna är koaxialmodeller med värmerör. Köpare lockas av enheternas lojala pris och mycket enkelt, prisvärt underhåll under hela livslängden.

En vakuumsolfångare med en arbetskanal för värmerör kan enkelt repareras. Byte av skadade rör utförs på plats och innebär inte att systemet demonteras eller flyttas till annan plats. Värmeöverföring i dessa modeller är dock svår, på grund av vilken utgångseffektiviteten inte är mer än 65%

Vakuumenheter med värmerörskanaler visar hög tillförlitlighet och har inga begränsningar för användning även i högtryckssolvärmekomplex.

Enheter med en koaxial kolv som innehåller direktflödes U-formade kanaler ingår också i listan över populära. De kännetecknas av sådana parametrar som låg värmeförlust och effektivitet på 70% och över.

För att fungera korrekt måste en vakuumanordning med U-kanal installeras korrekt. Det är önskvärt att den minsta lutningsvinkeln är minst 20⁰. Endast på detta sätt kommer det att vara möjligt att säkerställa maximal avkastning

Situationen är något förstörd av: en komplex reparationsprocess, specifikt underhåll under drift och oförmågan att ersätta en enskild skadad enhet. Om något händer med enheten demonteras den och en helt ny uppsamlare sätts på plats.

Fjäderrör är strukturellt en enda cylinder gjord av glas med förtjockade, starka väggar (beroende på tillverkare, från 2,5 mm och uppåt). Den fjäderabsorberande insatsen som finns inuti passar tätt in i arbetskanalen, gjord av värmeledande metall.

Nästan perfekt isolering skapas av vakuumutrymmet inuti glasbehållaren. Absorbenten överför absorberad värme utan förlust och ger systemet en verkningsgrad på upp till 77 %.

I händelse av funktionsfel måste grenrör utrustade med fjäderrör repareras. Det finns inget behov av att ändra hela systemet, det räcker att hitta en skadad enhet, demontera den och sätta en ny på sin plats

Modeller med fjäderelement är något dyrare än koaxiala, men på grund av sin höga effektivitet ger de fullständig komfort i rummet och betalar snabbt för sig själva.

De mest effektiva och produktiva är fjäderkolvar med interna direktflödeskanaler. Deras faktiska effektivitet når ibland rekordnivåer på 80 %.

När du installerar fjäderrör i ramen, placeras en stark krimpmutter med en ring och en värmebeständig packning på stången på varje del. Detta säkerställer tätheten av hela strukturen och gör att uppsamlaren kan fungera fullt ut under alla förhållanden

Priset på produkterna är ganska högt, och när du utför reparationer är det nödvändigt att tömma all kylvätska från systemet och först då börja felsökning.

Hur ska värmeuppsamlaren vara?

Värmeuppsamlaren är ett annat mycket viktigt arbetselement i vakuumgrenröret. Genom denna enhet överförs ackumulerad värme från rören till kylvätskan.

Värmeuppsamlaren är placerad på toppen av enheten. En av dess komponenter, en kopparkärna, tar emot energi och överför den till huvudkylvätskan som cirkulerar i ett slutet tank-kollektor-värmeväxlarsystem.

Korrekt funktion garanteras när den är ansluten till systemet. cirkulationspump. Automatiken som styr värmekomplexet övervakar tydligt temperaturnivån i kanalerna och, om den faller under det tillåtna kritiska minimumet (till exempel på natten), stoppar pumpen.

Detta gör att du kan undvika bakvärmning, när kylvätskan börjar ta bort värmen från det varma vattnet som samlas i lagringstanken.

För- och nackdelar med samlare av vakuumtyp

Den största fördelen med enheterna är den nästan fullständiga frånvaron av värmeförlust under drift. Detta tillhandahålls av en vakuummiljö, som är en av de naturliga isolatorerna av högsta kvalitet. Men listan över fördelar slutar inte där.

Enheterna har andra distinkta fördelar:

• driftseffektivitet vid låga temperaturer (ned till -30°C);
• förmåga att ackumulera temperaturer upp till 300°C;
• maximal möjlig absorption av termisk energi, inklusive det osynliga spektrumet;
• driftsstabilitet;
• låg känslighet för aggressiva atmosfäriska manifestationer;
• låg vindstyrka på grund av designegenskaperna hos rörformiga system som kan passera luftmassor med olika densitet genom dem;
• hög effektivitetsnivå i regioner med tempererat och svalt klimat med ett litet antal klara och soliga dagar;
• hållbarhet med förbehåll för grundläggande driftregler;
• tillgänglighet för reparation och möjligheten att ändra inte hela systemet, utan bara ett misslyckat fragment.

Nackdelarna inkluderar oförmågan hos samlarna att rengöra sig själv från frost, is, snö och det höga priset på de komponenter som krävs för att montera enheten hemma.

En solfångare är en effektiv enhet som gör att du kan omvandla solenergi till termisk energi praktiskt taget utan förlust.

Gör-det-själv montering av enheten

Processen att montera ett vakuumgrenrör börjar med tillverkningen av en stödram för arbetselementen. Den installeras omedelbart på den plats som är avsedd för enheten.

Storleken och dimensionerna på ramen beror helt på den modell som planeras att tillverkas, och är vanligtvis föreskrivna i instruktionerna som finns bland de medföljande dokumenten för komponenterna.

Den färdiga ramen för samlaren är fixerad på taket så att den intar en fri position och inte svänger. Om taket på byggnaden är skiffer, använd mantelbalkar och tjocka skruvar med stor kaliber. För andra takmaterial används konventionella ankare

Jag fixar dessutom de platser där ramen möter takytan med tätningsmedel så att vatten i framtiden inte kommer in i huset genom hålen. Därefter levereras lagringstanken till installationsplatsen och fästs med skruvar i toppen av ramen.

I nästa steg monteras värmeelement, temperaturgivare och automatiskt luftutlopp. Alla hjälpkomponenter och relaterade delar placeras på de medföljande mjukgöringsdynorna. För att fästa temperatursensorn, använd en hylsnyckel.

Därefter ordnas tillförseln av vattenförsörjningskommunikationer. För detta ändamål tas rör från alla material som är resistenta mot låga temperaturer och tål upp till 95°C. Väl bevisat rör och rördelar av polypropen.

Polypropenrör är idealiska för att ansluta solfångaren till husets VVS-system. Armeringen har goda fysiska egenskaper och driftstålighet, fungerar tillförlitligt i många år och byts enkelt ut vid sprickor eller revor.

Efter att ha anslutit vattenförsörjningen fylls lagringstanken med vatten och testas för läckage. Hittas läckor någonstans inom 3-4 timmar repareras de.

I slutet installeras värmeelement. För att göra detta lindas kopparröret in i aluminiumplåt och placeras i ett glasvakuumrör. Underifrån placeras en fixeringskopp och en stövel av slitstarkt, flexibelt gummi på kolven.

Den övre kopparspetsen på röret trycks hela vägen in i mässingskondensorn. Visköst termiskt kontaktfett avlägsnas inte från rören. Snäpp fast låsmekanismen på fästet och montera alla återstående glasrör enligt samma princip.

Rörformade solfångare kräver regelbundet underhåll och obligatorisk rengöring, särskilt under perioder med aktivt snöfall. Om du följer dessa enkla regler kommer de att fungera under lång tid och hålla en hög effektivitetsnivå under hela sin livslängd.

Ett monteringsblock placeras på strukturen, en 220-volts strömförsörjning tillförs den och tre hjälpenheter är anslutna till systemet - ett värmeelement, en luftventil och en temperatursensor.

Det sista att ansluta är en kontroller designad för att korrekt styra komplexet. De önskade driftsparametrarna läggs in i styrenhetens meny och systemet startar i standardläge.

Steg-för-steg-instruktioner för att bygga en solfångare ges i Denna artikel.

Hur placerar man enheten korrekt?

För att vakuumsamlaren ska fungera fullt ut och effektivt förse bostadsutrymmet med den nödvändiga energin, är det nödvändigt att hitta den mest gynnsamma platsen för den och orientera enheten korrekt i förhållande till världens delar.

Solfångare av vakuumtyp är mycket mer praktiska än sina platta motsvarigheter. När ett av arbetsrören skadas och går sönder är det mycket enkelt att byta ut det mot ett nytt. Efter detta kommer systemet att fortsätta att fungera som tidigare. Om det inte finns någon omedelbar möjlighet att sätta ett nytt element i stället för det skadade spelar det ingen roll. Enheten kommer att kunna utföra sina "uppgifter" även om den har en enhet med ett skadat element.

För bosättningar på norra halvklotet är det viktigt att placera samlaren i den södra delen av husets tak eller på den soliga sidan av platsen. Det är tillrådligt att säkerställa en minimal avvikelse för enhetens plan.

Om det inte går att rikta ytan mot söder bör du välja den ljusaste vinkeln i det öppna utrymmet bland väster och öster.

Den höga driftseffektiviteten hos en vakuumkollektor beror också på att den fungerar enligt principen om en spegel och utjämnar dess värmeeffekt baserat på solens nuvarande höjd

Solenergikomplexet bör inte täckas av skorstenar, dekorativa fragment av takbeläggning, spridda trädgrenar och höga bostads- eller tekniska byggnader. Detta kommer att minska driftseffektiviteten och minska nivån av uppvärmning av manöverelementen.

Om enheten är rätt placerad kommer den att ge nästan samma värmeöverföring under hela året, oavsett årstid.

Om du inte har lång erfarenhet av att utföra komplexa reparations-, installations- och VVS-arbeten är det irrationellt att dammsuga rör hemma. Denna process är mycket arbetskrävande och kräver specialkunskap och specialutrustning.

Dessutom har vakuumtypselement tillverkade oberoende en mycket lägre effektivitet än fabriksdelar. Därför är det mest meningsfullt att köpa produkter från en specialiserad tillverkare och sedan försöka montera flera sektioner hemma.

Webbplatsen har ett urval av artiklar om att ordna ett solvärmesystem, vi rekommenderar att du läser:

1. Solvärmesystem: analys av värmeteknik baserad på solsystem
2. Uppvärmning av ett privat hus med solpaneler: diagram och enhet
3. Flexibla solpaneler: typer, egenskaper + anslutningsegenskaper

Slutsatser och användbar video om ämnet

En detaljerad, detaljerad beskrivning av vakuumröret, principen för dess funktion och funktionerna i solfångarens funktion som helhet. Författaren berättar om några intressanta nyanser och visar att installationen kan bli ett verkligt alternativ till en gaspanna.

Intressant information om driften av solfångaren på vintern.

Hur man korrekt installerar en vakuumsolfångare med dina egna händer hemma. Alla nyanser av processen, rekommendationer och användbara tips.

Genom att känna till den grundläggande funktionsprincipen för en rörformig vakuumsolfångare kan du montera enheten själv. Installationen kommer att skräddarsys helt efter dina individuella krav och behov.

Detta är inte en särskilt svår uppgift, men det kräver ökad uppmärksamhet, noggrannhet och vissa färdigheter, annars ökar risken avsevärt för att skada kolvens integritet och bryta dess täthet.

Vi uppmanar alla som är intresserade av att välja, installera eller självmontera en solfångare att lämna kommentarer och ställa frågor. Kontaktformuläret finns i nedre blocket.