Šiandien racionaliausias būdas naudoti saulės energiją yra karšto vandens sistemos vakuuminiai kolektoriai. Mūsų apžvalgoje bus atsakyta į pagrindinius klausimus apie saulės elektrinių eksploatavimo ypatybes, jų įrengimą ir naudojimą privačiojo namo buities reikmėms..
Kaip veikia vakuuminis kolektorius
Priešingai nei plokščiojo kolektoriaus, kur šildomas masinis radiatorius, kuriame yra uždaras šilumokaitis su vandeniu, vakuuminiai saulės įrenginiai veikia skirtingai. Juose aušinimo skystis cirkuliuoja per plonus vamzdelius, uždarytus permatomose kolbose, kylant iš apačios į viršų veikiant konvekcijai, kurią lydi šildymas. Pasirinktinai vakuuminis kolektorius gali turėti šias projektavimo ypatybes:
- Veidrodinis lemputės dugnas, nukreipiantis šviesos srautą į vamzdelį.
- Radiatorių buvimas ant vidinių vamzdžių, kurie prisideda prie efektyvesnės šilumos absorbcijos.
- Vidinių vamzdžių dengimas tuo pačiu tikslu.
- Šilumos vamzdžių, užpildytų medžiaga, turinčia mažą virimo temperatūrą, naudojimas vietoj vamzdžių su aušinimo skysčiu.
- Kolbos vakuuminiu būdu užpildytos ir laminuotas stiklo apvalkalas sumažina šilumos grįžimą.
Saulės kolektoriaus vakuuminio vamzdžio įtaisas: 1 – atvėsinto aušinimo skysčio įėjimas; 2 – šilumokaitis (kolektorius); 3 – šilumos kriauklės korpusas; 4 – šilumos izoliacija; 5 – šilumos vamzdžių kondensatorius; 6 – šildomo aušinimo skysčio išėjimas; 7 – hermetiškas kamštis; 8 – darbinis skystis; 9 – šilumos vamzdis; 10 – aliuminio plokštė (absorberis); 11 – vakuuminis vamzdis;
Įdiegus tokius sprendimus padidėja kolektoriaus kaina, tačiau kuo didesnė kaina, tuo daugiau saulės energijos įrenginys sugeba surinkti ir išsiųsti vandens šildymui. Tai ypač svarbu Rusijos klimate, kur trumpos dienos šviesos valandos ir žemas apšvietimo lygis leidžia naudoti tik labai efektyvius įrenginius. Kolekcionavimo efektyvumą lemia jo paso duomenys, atsižvelgiant į karšto vandens sistemos poreikius.
Kolektoriaus surinkimas ir montavimas ant stogo
Vienas pagrindinių vakuuminio kolektoriaus skirtumų yra tas, kad jo nereikia kelti ant stogo ir montuoti kaip mazgą. Montavimą galima atlikti atskirais vienetais, o tai labai palengvina savarankišką darbą.
Iš pradžių surenkamas atraminis rėmas. Tai gana didelis tūris, tačiau tuo pat metu ir lengvas, todėl surinkti lengviau ant žemės. Pagrindinis rėmo atraminis elementas yra šoniniai bėgiai, kurie turi kvadrato arba U formos profilį. Viršutinėje dalyje stogo bėgiai pritvirtinti prie kolektoriaus – kolektoriaus, prie kurio yra prijungtos šildymo kolbos. Apatinėje dalyje profiliai yra sujungti tarpiniu bėgiu, ant kurio pritvirtinta juostelė su įdubomis – laikiklis vakuuminiams vamzdžiams. Be to, stogo bėgiai vidurinėje dalyje yra sujungti su viena ar dviem tarpinėmis, kurių viršuje gali būti amortizuojančios trinkelės..
Ant rėmo šonų kampuose pritvirtintos galvos apdangalai su radialiniais grioveliais. Kojos pritvirtintos prie jų: ilgos nuo kolektoriaus šono ir trumpos apačioje. Dėl pasvirusio pritvirtinimo prie įvorių galimybės montavimo kampą galima sureguliuoti, tačiau iš karto reikia priveržti tik ašinius varžtus su įvorėmis, spaustukai priveržiami, kai montavimas bus baigtas. Daugelio kolektorių užpakalinės kojos yra sujungtos viena su kita plieninėmis petnešomis. Apatinėje dalyje pasvirusios kojos yra prisukamos prie kojų, kad būtų galima pritvirtinti prie stogo.
Po išankstinio surinkimo rėmas pakeliamas ant stogo ir dedamas ant šlaito, nukreipto į pietus. Pirmiausia kolektorius pritvirtinamas apačioje, tada montavimo padėtis sureguliuojama keičiant ar reguliuojant galinių kojų ilgį. Kojos tvirtinamos į dėžę per stogo dangą, po kojomis montuojami specialūs sandarikliai iš tiekimo komplekto. Kolektorių pastatykite ant stogo taip, kad kojos remtųsi į reljefinio paviršiaus keterus. Jei reikia, ant stogo montuojamos tarpinės juostos arba naudojami vamzdiniai sniego laikikliai.
Manoma, kad optimalus pasvirimo kampas yra lygus kolektoriaus išdėstymo platumai, tačiau, atsižvelgiant į sezoną ir konstrukcijos ypatybes, montavimo instrukcijose gamintojas gali nurodyti pakeitimus. Kai kuriuose kolektoriuose užpakalinės kojos yra pritvirtintos išilginiuose plyšiuose, kad būtų galima pakeisti nuolydį skirtingu metų laiku. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad stačiuose šlaituose priekinė ir užpakalinė kojos gali būti keičiamos, kad būtų išlaikytas reikiamas tvirtinimo kampas..
Šilumos akumuliatorių įrengimas
Kolektorių vamzdžių sugeriama šiluma perduodama į karšto vandens tiekimo sistemą, tačiau dėl nepakankamos momentinės galios neįmanoma dirbti srauto režimu. Šildomas vanduo kaupiasi šilumos akumuliatoriuje, iš kur jis tiekiamas į vandens priėmimo taškus. Yra du akumuliatoriaus įdėjimo būdai.
Saulės vakuuminis kolektorius su akumuliacine talpa
Pirmasis yra viršutinėje kolektoriaus dalyje, o bakas yra sujungtas su kolektoriumi, o šiluma iš kolektoriaus vamzdžių sugeriama tiesiai į vandenį. Toks akumuliatoriaus išdėstymas naudingas tik tuo požiūriu, kad jo nereikia montuoti name, eikvojant naudingą vietą. Tačiau nepaisant šilumos izoliacijos, šilumos nuostoliai yra gana dideli, o tai leidžia išorines baterijas naudoti tik vidutinio klimato regionuose. Kadangi vanduo naudojamas saulės kolektorių kontūre, rezervuaro viduje sumontuotas kaitinimo elementas, kuris neleidžia aušinimo skysčiui užšalti tuščiosios eigos metu, arba atvirkštinė šildymo sistema įgyvendinama ribotos saulės kolektoriaus cirkuliacijos dėka..
Saulės sistema vandeniui šildyti nuo saulės: 1 – šalto vandens tiekimas; 2 – šilumokaitis; 3 – netiesioginis šildymo katilas (šilumos akumuliatorius); 4 – temperatūros jutiklis; 5 – aušinimo skysčio kontūras; 6 – siurblinė; 7 – valdiklis; 8 – išsiplėtimo bakas; 9 – karštas vanduo; 10 – trijų krypčių vožtuvas; 11 – saulės kolektorius
Šilumos akumuliatorius, pastatytas namo viduje, gali išlaikyti šildomo vandens šilumą visą naktį, nepriklausomai nuo lauko temperatūros, o kaupiamo vandens tūris yra praktiškai neribotas. Paprastai šiems tikslams naudojami netiesioginiai šildymo katilai; propilenglikolio tirpalas naudojamas kaip šilumos nešiklis išorinėje šildymo sistemų grandinėje..
Vamzdynų klojimas
Įrengiant kolektorių, viena sunkiausių užduočių yra jo prijungimas prie vidaus vandentiekio. Vamzdynas turi būti ne tik atsparus kraštutinai temperatūrai, bet ir turėti aukštos kokybės izoliaciją. Geriausias pasirinkimas šiems tikslams yra laikomas PEX vamzdžiais su įsukamų jungiamųjų detalių sistema, kurie naudojami karšto vandens tiekimo sistemose..
Idealiu atveju vamzdžių ilgis turėtų būti minimalus, ypač išorinėje linijos dalyje. Todėl įprasta kolektorius montuoti žemiausioje šlaito dalyje, vedant jungiamuosius vamzdžius po dangčiu Mauerlat srityje. Toks išdėstymas ne visada yra priimtinas dėl montavimo vietos užtemimo, dėl kurio kolektorius turi būti pakeltas aukštyn, vamzdžiams praeinant pro stogą, naudojant specialias sandarinimo tarpines. Išorinė vamzdynų dalis turi būti įvyniota į izoliacinį apvalkalą, pagamintą iš putplasčio poliizocianurato arba gumos, galinčio atlaikyti aukštesnę nei 150 ° C temperatūrą. Šilumos izoliacija turi būti apsaugota nuo UV spindulių. Vidinės linijos dalys taip pat turi turėti šilumos izoliaciją..
Dirželiai ir papildomi įtaisai
Įdomiausia techninė problema montuojant saulės kolektorių yra sujungti ją su kitomis vandentiekio sistemomis ir užtikrinti teisingą veikimą, kartu išsprendžiant daugelį saulės augalų vaikų ligų. Prijungimas yra paprasčiausias, kai akumuliatorius yra išorėje: į jo apatinį šakos vamzdį tiekiamas šaltas vanduo, iš viršutinio šakos vamzdžio ištraukiamas karštas vanduo, skystis judinamas veikiant vandens tiekimo sistemos darbiniam slėgiui..
Vidinis akumuliatorius prijungiamas prie kolektoriaus kolektoriaus dviem lygiagrečiais vamzdžiais, o šaltame tarpe yra įmontuotas cirkuliacinis siurblys su šlapiu rotoriu ir speciali hidraulinė grandinė saulės sistemoms. Siurblio pase turi būti numatyta galimybė dirbti sistemose su propilenglikoliu.
Viena iš pagrindinių problemų, kylančių veikiant saulės kolektoriui, yra sąstingis, kai abiejose grandinėse temperatūra pasiekia praktišką maksimumą ir aušinimo skystis pradeda virti kolektoriuje arba pačiuose kolektoriaus vamzdžiuose. Šis reiškinys dažniausiai stebimas kelias valandas prieš vidurdienį dėl to, kad aktyviausiu šildymo laikotarpiu akumuliatoriaus vanduo neturėjo laiko visiškai atvėsti. Primityviausias problemos sprendimas yra aktyvios cirkuliacijos įjungimas likus kelioms valandoms iki dienos šviesos, kad baterija būtų visiškai atšaldyta, o tai visiškai neišsprendžia problemos ir taip pat nėra gana patogu gyventojams..
Alternatyvus pasirinkimas yra įjungti papildomą grandinę, kai perkaista. Šis sprendimas realizuojamas prijungiant prie kolektoriaus trijų krypčių vožtuvus su servopavaromis, sujungtus 3-4 metrų ilgio vamzdžiu. Kai pasiekiama maksimali temperatūra pirminėje grandinėje, valdiklis atidaro čiaupus, dėl kurių prailgėja linija ir įvyksta papildomas aušinimo skysčio, patenkančio į kolektorių, aušinimas..
Kitas, racionalesnis pasirinkimas – šilumos akumuliatorių prijungti prie šildymo sistemos. Kai įvyksta sąstingis, pagrindinis šildymo mazgas sustoja ir dalis vandens iš grįžtamojo srauto siunčiama į netiesioginio šildymo katilo trečiąjį šilumokaitį, aušinantį jo turinį. Struktūriškai toks sprendimas yra sudėtingesnis ir, be to, brangesnis, tačiau tuo pat metu yra daug pelningesnis energijos vartojimo efektyvumo požiūriu. Visi aprašyti metodai šiltuoju metų laiku neveikia gerai, todėl kolektorių nuo perkaitimo galima apsaugoti tik dirbtiniu šešėliavimu..
Vakuuminis saulės kolektorius: montavimas, prijungimas, veikimas
Medžiagos turinys
Koks yra vakuuminio saulės kolektoriaus montavimo procesas? Kaip jis prijungiamas prie kitų sistemų? Gal galite pasidalinti informacija apie jo veikimą? Dėkoju!