Napelemes kollektor

Az alternatív energiaforrások mindennapi felhasználásának maximalizálása kulcsfontosságú feladat, amelyen a mérnökök folyamatosan dolgoznak. És ebben a kérdésben jelentős eredményeket értek el, rendszeresen bevezetve új eszközöket, amelyek lehetővé teszik számukra a kényelmes élet megszervezését, a hagyományos villamosenergia-fogyasztás jelentős csökkentése mellett. Az egyik ilyen érdekes fejlesztés a vákuum napkollektor. A készülék megismerése és a berendezés működési elve segít jobban megismerni annak érdemeit, és meghatározni a mindennapi élet céljait..

Kinevezés és eszköz tervezése ↑

A napkollektorok kivitele nagyon eltérő. Ezek lehetnek lapos vagy vákuummelegítők, valamint olyan berendezések, amelyekben hő helyett levegőt használnak víz helyett. Részletesen fogunk foglalkozni a vákuum-módosítással, mivel az ilyen típusú napkollektorok nagy hatékonysággal és számos egyéb vitathatatlan előnnyel rendelkeznek..

A vákuumgyűjtő célja, amelynek munkája a napsugárzás hőenergiává történő átalakításán alapul, széles variációs tartományú. A legnagyobb igény akkor fordul elő, ha jelentős mennyiségű vizet kell melegíteni. Az alábbiakban egy lépés található a helyiségfűtés szervezésében, napelemek beépítésével vákuum kollektor formájában. Melegíti a vizet a medencében, vagy meleg padlót biztosít a hideg évszakban. A napkollektor működésének fontos szempontja a környezetbarát és biztonságos..

A fő különbség a vákuummelegítők és a napkollektorok más konstrukciói között a rögzített üvegcsövek jelenléte az alaplapon. Anyagként boroszilikát üveget használnak, amelyet megnövelt szilárdság és az optikai tulajdonságok hosszú távú megőrzése jellemez. A bevonathoz speciális anyagot használnak, amely biztosítja a napfény vonzerejét. Egy kisebb termék található a nagyobb cső belsejében, a közöttük lévő teret vákuummal töltik meg.

A cső alján található egy speciális folyadék, amely a napenergia hatására gőzzé alakul és felmelegszik, ezáltal biztosítva a víz egyenletes felmelegedését a vákuumcsőben. A berendezést az alábbi ábra mutatja:

Működési elv ↑

A vákuumkamra kialakításában való jelenléte biztosítja a napkollektor hőmérő elvén történő működését. A berendezés alapelemei elsősorban a következő alkatrészekből állnak:

• gyűjtő;
• hőtároló; egy víztartály gyakran játszik szerepet;
• hőcserélő kör;
• hőmérséklet-érzékelők;
• vevő.

Az egyes részek funkcióit részletesen elemezzük. A vevőkészülék rézből készül, poliuretán módszerrel szigetelve. További védelmet az eloxált alumínium bevonat biztosít. Ezen keresztül hőenergiát szállítanak. Ha hibát észlelnek a vevőkészülékben, a csere eljárás simán zajlik, nem kell folyadékot kiüríteni a hőcserélőből.

A napkollektor vákuumcsöveinek végére és a fűtőberendezés hátuljára hőmérséklet-érzékelők vannak felszerelve. Indikátoruk alapján a keringtető szivattyút működtetik.

A napkollektor működésének elve a következő:

• A nem fagyasztó folyadék hűtőfolyadékként működik, amely a berendezés felső zónáján áthaladva elnyeli a rézötvözetekből készült speciális hegyek által generált hőenergiát..
• A tekercs mechanizmusnak a vákuum napkollektor hajtásában történő alkalmazásának eredményeként a folyadék felmelegszik.
• A hőátadást zárt ciklusban folytatjuk, amíg maga a folyadék mértéke nem haladja meg a tárolótartályban lévő víz hőmérsékletét.

Az ilyen rendszer működési idejét meghatározó tényezők a légköri hőmérséklet és a nappali órák..

A napfény energiáját felhasználó vákuumtárolók közvetlen és közvetett hőellátást kapnak. A vákuumgyűjtők első verzióját a víz hűtőközegként történő felhasználása jellemzi, így a napenergiából nyert szezonális berendezésnek nevezik. A második esetben az eszköz egész évben üzemeltethető.

Telepítési szolgáltatások ↑

A vákuumgyűjtő felszerelésére vonatkozó ajánlások betartása kulcsfontosságú a napkollektor nagyon hatékony működéséhez. A helyes helyzet biztosítja a folyadék melegítését a hideg évszakban 50–60% -kal, nyári időszakban ez az arány 100%.

E célra a horganyzott acél vagy polimer csővezetékek nem alkalmasak. Rozsdamentes acél vagy réz az optimális anyag. Szóval, amire figyelnie kell:

• A szerkezetek tetőjére felszerelve a vákuumcsatorna vízszintesre mutató szöge megegyezik a terület földrajzi szélességével.
• A napenergiát a szabad helyre kell elhelyezni hőt fogyasztó épületek közelében.
• Az árnyékolási tényezőket ki kell zárni.
• A napkollektorok akkor érik el a maximális hatékonyságot, ha a napsugarak beesési szöge 90 °^{ról ről}.

Ezt a körülményt azonban nehéz elérni, mert a vákuummelegítő állandóan a napfényhez viszonyítva mozog. Ideális megoldás erre a problémára egy mobil kollektor felszerelése, amely fenntartja a szükséges dőlésszöget a nap mögötti forgásfunkciónak köszönhetően. De az ilyen berendezések költsége meglehetősen magas, ezért sokkal jövedelmezőbb műszaki szempontból egyszerűbb vákuumgyűjtők üzemeltetése..

A dőlésszög kiválasztásakor a napkollektor fő céljától függnek, miközben a déli irányt választják. A legnagyobb eltérés nem haladhatja meg a 30 ° C-ot^{ról ről}. Az északi régiókban a vákuumcsatorna felszerelését szinte függőlegesen végzik. Az ilyen eszközök a téli szezonban hatékonyak, mivel a hótakaróból visszatükrözött fényt használnak. Időnként a napkollektorokat a házok falára rögzítik, és a következő előnyökkel járnak:

• karbantartás könnyűsége;
• kevesebb porfelhalmozás, ennek köszönhetően könnyebb karbantartás;
• a jégkárosodás kockázata minimálisra csökken;
• a vákuumcsatorna alacsony rögzítése a tartályhoz képest a fűtött folyadékkal növeli a konvekciós sebességet, az aktív rendszer iránti igény eltűnik.
• Vákuum típusú falra szerelt napkollektor csökkenti a hőveszteséget a helyiségben, csökkentve a fűtéshez szükséges kiegészítő energia igényét.

A vákuumgyűjtők előnyei ↑

A napkollektoros berendezések szünetmentes működését szigetelt eszközök biztosítják. Ez lehetővé teszi, hogy az egész rendszer -40 ° C hőmérsékleten működjön^{ról ről}C. Ebben az esetben a tárolótartállyal ellátott eszköz külön helyezkedik el, és hengerelt fémtermékekkel csatlakozik a vákuumcsatorna fő részéhez.

A vákuumcsatorna közvetett eszközeinek automatikus működését a szabályozók biztosítják, a szivattyú folyamatos folyadékkeringést biztosít a rendszerben. A vákuum típusú napkollektorok előnyei között szerepelnek a következők:

• nagy hatékonyság felhős időjárás vagy alatti hőmérsékletek esetén;
• a vákuumberendezés kialakításának telepítése nem igényel speciális ismereteket;
• a napfűtés ellenállása a negatív környezeti hatásoknak;
• hosszú ideig működik.

Az egyetlen terhet a napenergiával működő fűtés magas költsége okozhatja, de a hosszú élettartam miatt a beruházás a közeljövőben megtérül, további jelentős energiamegtakarítást eredményezve..