Принцип работы вакуумного коллектора, его устройство и особенности

Принцип работы вакуумных солнечных коллекторов прост и даже странно, что их стали широко использовать только в последние годы. Скорее всего, это связано с развитием технологий производства.

Один из способов получения экологичной тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения (ГВС) – использовать солнечный свет. Лучший способ – вакуумные и плоские солнечные коллекторы. В этой статье мы рассмотрим, как работает вакуумный солнечный коллектор, его устройство и особенности.

Основные элементы

Есть много моделей разных производителей такого оборудования, которые отличны друг от друга. Но все они состоят из шести основных компонентов:

  1. Вакуумные трубки;
  2. Теплоноситель;
  3. Насос;
  4. Теплообменник;
  5. Бак-накопитель;
  6. Контроллер;
  7. Расширительный бачок.

Принцип работы вакуумного коллектора

  • Вакуумные трубки получают тепло от солнца и передают его теплоносителю.
  • Нагретый теплоноситель прокачивается с помощью насоса в теплообменник, где отдает тепло.
  • В баке накопителе находится вода, которая пор мере надобности отдается в систему отопления, горячего водоснабжения и т.д.
  • Охлажденный теплоноситель возвращается к вакуумным трубкам.

Вакуумные трубки

Вакуумные трубки делают из прочного жаростойкого двухслойного стекла. Из промежутка между слоями откачан воздух, что повышает уровень теплоизоляции и снижает теплопотери. Потому температура окружающей среды слабо влияет на температуру теплоносителя, что важно в холодное время года.

Читайте также:  Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

Внутренняя часть вакуумной трубки покрыта напылением, которое позволяет свету и инфракрасному и ультрафиолетовому излучению попадать внутрь, но не выпускает его обратно. В результате используется максимум солнечной энергии.

Концы вакуумных трубок

Так выглядит верхний и нижний концы вакуумной трубки. На фото не видно, но ее стенка состоит из двух слоев, между которыми откачан воздух.

Есть два вида трубок – полые и с медным сердечником. В полых находится вода, которую нагревает солнце, а в трубках с сердечником – медный штырь. Верхняя часть его погружена в теплоноситель, который циркулирует по замкнутому контуру. В зависимости от формы штыря также различают два вида вакуумных трубок.

Теплоноситель

Принцип работы солнечного вакуумного коллектора, в котором используется теплоноситель, несколько сложен, но более эффективен, чем у плоских панелей. Температура кипения теплоносителя в нем выше, чем у воды, что позволяет получать больше тепловой энергии.

Обычно в качестве теплоносителя используется пропиленгликоль или этиленгликоль и их водные растворы. Процент воды влияет на температуру замерзания смеси, что важно в холодное время года. Ниже приведены таблицы температур замерзания разных растворов пропиленгликоля и этиленгликоля:

Температура замерзания пропиленгликоля

Содержание воды (%) Температура замерзания
70 -15
65 -20
60 -25
55 -30
50 -35
45 -45
40 -55
35 -60
30 -65

Температура замерзания этиленгликоля

Содержание воды (%) Температура замерзания
70 -15
65 -20
60 -25
55 -30
50 -35
45 -42,5
40 -50
35 -60
30 -70
Читайте также:  Принцип работы холодильника с одним и двумя компрессорами, разным количеством камер и режимами

В зависимости от температуры теплоносителя меняется его объем. Чтобы избежать избыточного давления, используется расширительный бачок. Другое дело – его перегрев. Принцип работы вакуумного коллектора не предусматривает отвода тепла в случае его низкого потребления, но есть способы избежать этого.

Бак накопитель и теплообменник

В случае, когда в системе используется теплоноситель, в баке-накопителе установлен теплообменник, как правило, спиральной формы. Через него и отдается тепло в воду. Если от солнца нагревается вода, то бак-накопитель это просто резервуар для ее хранения.

Иногда вода из бака-накопителя не используется напрямую. В таком случае в нем установлены один или более дополнительных контуров, по которым проходит вода на систему отопления, ГВС и другие нужды. Это позволяет отдельно регулировать температуру под разные потребности.

Например, к резервуару с тремя контурами можно подключить систему теплого пола, отопления с помощью радиаторов и горячего водоснабжения на кухню и в ванну. Для нормальной работы температура воды в этих контурах должна быть 25, 45 и 55 градусов соответственно.

Для поддержания температуры устанавливают датчики и системы регулировки, которые управляются одним контроллером. В зависимости от производителя, решения этих вопросов у каждого свои.

Контроллер

Это устройство особенно важно, если использовать солнечные коллекторы для отопления дома. Его неправильная работа может привести не только к нарушению температурного режима, но выходу из строя системы отопления, поломкам приборов (могут выйти из строя радиаторы систем отопления) и обрывам трубопроводов.

Читайте также:  Как работает солнечный коллектор зимой – эффективность, проблемы и их решение

Контроллер регулирует работу всей системы. Минимальные его функции – установка нужного температурного режима, управление насосом и защита от перегрева. Более продвинутые контроллеры могут обеспечить работу нескольких контуров, иметь таймер на включение и другие функции.

Как видим, принцип работы вакуумного коллектора не так сложен, как кажется. Все просто и основано на элементарных физических законах, которые мы с вами проходили в школе.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Похожие записи

Работаю в сфере климатической техники с 2001 года. Начинал с монтажника, на данный момент тружусь главным инженером, хоть и не имею профильного образования. Всему обучался на практике.

В свободное от работы время пишу статьи. По возможности оказываю консультации и отвечаю на вопросы в комментариях.

Загрузка...
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (5 оценок, среднее: 4,40 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий