Banyak uang dihabiskan untuk air panas dan pemanas ruangan. Tapi ada sumber energi alternatif - kolektor surya vakum. Pernahkah Anda mendengar tentang ini? Ini memungkinkan Anda untuk secara signifikan mengurangi biaya keuangan untuk menjaga kenyamanan, memberikan efek pemanasan maksimum dengan kehilangan panas minimal.
Perangkat ini dapat dibeli dari produsen peralatan rumah tangga atau dirakit secara mandiri di rumah. Untuk memilih model yang cocok, ada banyak informasi untuk dipelajari. Kami akan membantu Anda menentukan kriteria utama untuk pembelian.
Artikel ini akan fokus pada prinsip operasi dan desain manifold vakum. Kami akan berbicara tentang fitur desain berbagai model, mempertimbangkan pro dan kontra dari instalasi ini. Selain itu, kami akan menjelaskan secara rinci cara membuat dan memasang kolektor surya vakum sendiri.
Materi tersebut disertai dengan video dari mana Anda akan belajar tentang fitur-fitur penting dan prinsip-prinsip operasi pengumpul vakum.
Prinsip operasi unit vakum
Kolektor surya vakum berbeda dari sistem surya konvensional dalam cara mereka memproses energi surya. Baterai klasik hanya menerima cahaya dan mengubahnya menjadi listrik. Kolektor terdiri dari tabung kaca dengan vakum dibuat kembali di dalam. Mereka digabungkan menjadi satu sistem melalui node docking khusus.
Di dalam setiap tabung ada saluran satu atau dua batang tembaga dengan pendingin. Dengan menangkap sinar matahari, elemen aktif memanaskan bahan perpindahan panas, sehingga memastikan operasi kolektor.
Galeri Gambar
Foto dari
Kolektor Surya Vakum Atap
Instalasi surya untuk memanaskan pendingin
Menempatkan pipa kolektor ke dalam rumah
Desain Kolektor Surya Vakum
Kakrkas dengan bermacam-macam untuk memasang tabung
Pemasangan tabung vakum di bingkai
Pengontrol panas matahari vakum
Tangki penyimpanan air panas
Karena desain ini, tingkat transfer energi meningkat secara signifikan, dan kehilangan panas berkurang secara signifikan, karena lapisan vakum memungkinkan Anda menghemat sekitar 95% energi matahari yang ditangkap.
Kolektor surya vakum, yang terletak di atap rumah pribadi, akan menyediakan air panas bagi penghuninya sepanjang tahun, dan selama musim dingin akan dengan nyaman memanaskan ruangan, tanpa menghabiskan banyak uang
Selain itu, ketergantungan produktivitas waduk pada musim, suhu lingkungan, dan berbagai kondisi cuaca, seperti hembusan angin, tutupan awan bervariasi, curah hujan, dll., Berkurang.
Bagaimana kolektor tipe vakum diatur?
Perangkat vakum modern yang menyediakan tempat dengan panas dan air panas karena energi matahari secara teknologi berbeda.
Kolektor dibagi menjadi beberapa tipe berikut:
- tubular tanpa lapisan pelindung kaca;
- modul dengan konversi berkurang;
- versi standar datar;
- perangkat dengan isolasi termal transparan;
- unit udara;
- manifold vakum datar.
Kolektor surya vakum mampu menyediakan air panas dan pemanas setiap saat sepanjang tahun, dan dalam segala cuaca (+)
Semua dari mereka memiliki kesamaan struktural yang sama, sehingga mereka terdiri dari:
- pipa transparan eksternaldari tempat udara dipompa sepenuhnya;
- pipa dipanaskanterletak di pipa besar tempat cairan atau cairan gas bergerak;
- satu atau dua katup prefabrikasidimana pipa-pipa kaliber yang lebih besar dihubungkan dan sirkuit sirkulasi dari tabung-tabung tipis dimasukkan di dalamnya.
Keseluruhan desain agak mengingatkan pada termos dengan dinding transparan, di mana tingkat isolasi termal yang tinggi belum pernah terjadi sebelumnya dipertahankan. Karena fitur ini, selubung tabung bagian dalam memperoleh kemampuan untuk memanaskan secara kualitatif dan sepenuhnya memberikan sumber daya energi ke pendingin yang beredar di dalamnya.
Nuansa dan Klasifikasi Struktural
Kolektor tipe vakum diklasifikasikan berdasarkan jenis tabung gelas yang dipasang pada struktur, atau berdasarkan karakteristik saluran panas. Tabung biasanya koaksial dan bulu, dan saluran panas berbentuk U lurus dan jenis pipa panas. .
Karakteristik tabung koaksial
Tabung koaksial adalah termos kaca ganda dengan ruang hampa buatan yang dibuat di antara dinding. Permukaan bagian dalam tabung memiliki lapisan penyerap panas khusus, sehingga perpindahan panas yang sebenarnya terjadi langsung dari dinding bola kaca.
Tabung koaksial terbuat dari kaca borosilikat berkekuatan tinggi dengan transmisi cahaya yang tinggi. Unsur-unsur, tergantung pada produsen, memiliki hingga tiga lapisan magnetron sputtering, menunjukkan kekuatan dan ketahanan yang sangat baik terhadap berbagai manifestasi atmosfer (hujan, hujan es, dll.), Menahan tekanan 1 Mpa dan melayani dengan andal selama 15 tahun
Sebagai elemen penyerap, tabung tembaga yang mengandung komposisi eter disolder ke dalam tabung gelas. Selama pemanasan, ia menguap, secara efektif mengeluarkan panasnya, mengembun dan mengalir ke bagian bawah tabung. Kemudian siklus berulang, sehingga menciptakan proses perpindahan panas yang berkelanjutan.
Fitur Tabung Bulu
Tabung pena vakum memiliki ketebalan dinding yang lebih besar daripada koaksial dan tidak terdiri dari dua, tetapi satu tabung. Elemen serapan tembaga internal disediakan di sepanjang panjang dengan amplifier yang kuat - pelat bergelombang dengan lapisan penyerap energi tingkat tinggi.
Karena fitur desain ini, vakum terletak langsung di saluran panas, bagian yang, bersama dengan penyerap, terintegrasi langsung ke dalam labu.
Tabung vakum pena di dalamnya berisi piring yang menyerupai pena dalam bentuknya. Dalam hal efisiensi, ini melebihi kemampuan dari rekan koaksial, tetapi memiliki biaya yang jauh lebih tinggi dan sulit untuk diganti jika terjadi pelanggaran integritas labu atau kegagalan elemen pemanas
Kolektor yang dibuat berdasarkan tabung hampa bulu dianggap paling efektif di kelasnya, dengan sempurna mengatasi tugas dan dapat diandalkan selama bertahun-tahun.
Prinsip pengoperasian pipa panas saluran panas
Saluran panas pipa panas terdiri dari tabung tertutup yang mengandung komposisi cairan yang mudah menguap. Di bawah pengaruh sinar matahari, ia menghangat, melewati bagian atas saluran dan berkonsentrasi di sana dalam pengumpul panas khusus (bermacam-macam).
Cairan yang bekerja pada saat ini mengeluarkan semua panas yang terakumulasi dan kembali turun untuk melanjutkan proses.
Lengan penukar pipa panas terhubung ke penukar panas manifold melalui soket khusus yang disolder ke penukar panas 1-pipa itu sendiri atau dibengkokkan dengan penukar panas 2-pipa.
Elemen kerja pipa panas saluran panas terbuat dari tembaga, dalam kasus yang lebih jarang - dari aluminium. Ini menunjukkan resistensi yang tinggi terhadap beban operasional, telah dapat diandalkan selama 15 tahun, memiliki biaya yang masuk akal dan merupakan salah satu elemen paling populer dari sistem tata surya vakum tipe tabung modern
Pembawa panas memilih energi yang dilepaskan dari reservoir panas dan memindahkannya lebih jauh melalui sistem, sehingga memastikan ketersediaan air panas dalam keran dan radiator. Sistem pipa panas mudah dipasang dan menunjukkan efisiensi tinggi selama operasi.
Kolektor yang dilengkapi dengan tabung vakum pipa panas memiliki tingkat keandalan yang baik dan cocok untuk digunakan tidak hanya dalam kehidupan sehari-hari, tetapi juga dalam sistem surya bertekanan tinggi
Jika terjadi kerusakan atau kegagalan tanpa kesulitan, dimungkinkan untuk mengganti unit yang rusak dengan yang baru tanpa menggunakan rekonstruksi keseluruhan sistem.
Pekerjaan perbaikan dapat dengan mudah dilakukan tepat di lokasi kolektor, tanpa membongkar unit dan tanpa melakukan upaya yang tidak perlu terhadap pekerjaan.
Deskripsi penukar panas in-line berbentuk-U
Tabung penukar panas aliran-langsung berbentuk huruf U. Air atau pendingin yang bekerja dari sistem pemanas bersirkulasi di dalamnya. Satu bagian elemen ditujukan untuk pendingin dingin, dan yang kedua dengan benar telah dipanaskan.
Selama pijar, komposisi aktif meluas dan memasuki tangki penyimpanan, sehingga menciptakan sirkulasi cairan alami dalam sistem. Lapisan selektif khusus yang diterapkan pada dinding bagian dalam meningkatkan kemampuan menyerap panas dan meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan.
Dibandingkan dengan tabung jenis pipa panas, produk berbentuk U memiliki ketahanan hidrolik yang lebih besar, memaksakan peningkatan permintaan pada pendingin dan jauh lebih mahal. Kolektor yang beroperasi pada tabung-U sekali-pakai tidak dapat bekerja di bawah tekanan tinggi dan menyediakan transfer panas berkualitas tinggi hanya selama musim hangat
Tabung tipe-U menunjukkan produktivitas tinggi dan memberikan perpindahan panas yang solid, tetapi pada saat yang sama mereka memiliki satu kelemahan signifikan. Mereka membentuk satu konstruksi integral dengan manifold dan selalu dipasang bersama dengannya.
Ganti satu tabung tunggal yang gagal, tidak akan berfungsi. Untuk perbaikan, Anda harus membongkar seluruh kompleks dan menempatkan yang baru di tempatnya.
Perbandingan berbagai modifikasi
Dalam pembuatan unit surya, saluran panas dan tabung gelas vakum untuk kolektor surya digabungkan dalam berbagai kombinasi.
Yang paling populer di kalangan konsumen adalah model koaksial dengan pipa panas pipa panas. Pembeli tertarik dengan harga perangkat yang loyal dan layanan yang sangat sederhana dan terjangkau selama seluruh periode operasi.
Kolektor surya vakum dengan pipa panas saluran kerja diperbaiki dengan sempurna. Tabung yang rusak diganti di lokasi dan tidak melibatkan pembongkaran sistem atau memindahkannya ke lokasi lain. Namun, perpindahan panas dalam model ini sulit, karena efisiensi output tidak lebih dari 65%
Perangkat vakum dengan saluran pipa panas menunjukkan keandalan yang tinggi dan tidak memiliki batasan penggunaan, bahkan di kompleks panas matahari bertekanan tinggi.
Perangkat dengan tabung coaxial yang berisi saluran berbentuk U aliran langsung juga termasuk dalam daftar yang populer. Mereka dicirikan oleh parameter seperti kehilangan panas yang rendah dan efisiensi dari 70% ke atas.
Untuk operasi yang benar, perangkat vakum dengan saluran-U harus dipasang dengan benar. Diinginkan bahwa sudut minimum kemiringan setidaknya 20⁰. Hanya dalam hal ini dimungkinkan untuk memastikan pengembalian maksimum
Situasinya agak rusak: proses perbaikan yang rumit, perawatan khusus selama operasi dan ketidakmampuan untuk mengganti satu unit yang rusak. Jika sesuatu terjadi pada perangkat, itu dibongkar dan seorang kolektor yang sama sekali baru ditempatkan.
Tabung air mancur secara struktural adalah sebuah silinder tunggal yang terbuat dari kaca dengan dinding kuat yang menebal (tergantung pabrikan, dari 2,5 mm ke atas). Insert pena-penyerap yang terkandung di dalamnya pas erat pada saluran kerja yang terbuat dari logam penghantar panas.
Isolasi yang hampir sempurna menciptakan ruang vakum di dalam wadah kaca. Penyerap mentransfer panas yang diserap tanpa kehilangan dan memberikan efisiensi pada sistem hingga 77%.
Jika terjadi kerusakan, kolektor yang dilengkapi dengan tabung bulu harus diperbaiki. Tidak perlu mengubah seluruh sistem, cukup untuk mendeteksi unit yang rusak, membongkar dan menempatkan yang baru di tempat ini
Model dengan elemen bulu agak lebih mahal daripada yang koaksial, tetapi karena efisiensinya yang tinggi mereka memberikan kenyamanan penuh di ruangan dan cepat membayar.
Yang paling efektif dan produktif adalah labu bulu dengan saluran aliran langsung internal. Efisiensi aktualnya terkadang mencapai tingkat rekor 80%.
Saat memasang tabung bulu pada bingkai, mur kompresi yang kuat dengan cincin dan paking tahan panas diletakkan pada inti setiap bagian. Ini memastikan kekencangan seluruh struktur dan memungkinkan kolektor berfungsi penuh dalam kondisi apa pun
Harga produk cukup tinggi, dan selama perbaikan perlu untuk mengeringkan seluruh pendingin dari sistem dan hanya kemudian melanjutkan dengan pemecahan masalah.
Apa yang harus menjadi pendingin?
Kolektor panas adalah elemen kerja yang sangat penting dari manifold vakum. Melalui simpul ini, akumulasi panas ditransfer dari tabung ke pendingin.
Kolektor panas terletak di bagian atas perangkat. Salah satu komponennya, inti tembaga, menerima energi dan mentransfernya ke pembawa panas utama yang bersirkulasi dalam sistem tertutup "penukar panas tangki-kolektor".
Pengoperasian yang benar dijamin oleh pompa sirkulasi yang terhubung ke sistem. Otomatisasi yang mengendalikan kompleks pemanas dengan jelas memantau tingkat suhu di saluran dan, jika jatuh di bawah minimum kritis yang diizinkan (misalnya, pada malam hari), pompa berhenti.
Ini memungkinkan Anda untuk menghindari pemanasan terbalik saat pendingin mulai mengumpulkan panas dari air panas yang terkumpul di tangki penyimpanan.
Pro dan kontra dari kolektor tipe vakum
Keuntungan utama dari unit adalah hampir tidak adanya kehilangan panas selama operasi. Ini memberikan lingkungan vakum, yang merupakan salah satu isolator alami berkualitas tinggi. Tetapi daftar manfaat tidak berakhir di sana.
Galeri Gambar
Foto dari
Tabung vakum buatan pabrik
Menggunakan barium absorber
Peningkatan efisiensi penyerap
Dinginkan bagian luar tabung vakum
Perangkat memiliki keunggulan lain yang nyata:
- efisiensi kerja pada indikator suhu rendah (hingga -30 °));
- kemampuan mengakumulasi suhu hingga 300 ° C;
- penyerapan maksimum yang dimungkinkan dari energi panas, termasuk spektrum yang tidak terlihat;
- stabilitas operasional;
- kerentanan rendah terhadap manifestasi atmosfer yang agresif;
- windage rendah karena fitur struktural sistem tubular yang mampu melewatkan massa udara dengan kepadatan berbeda melalui dirinya sendiri;
- tingkat efisiensi tinggi di daerah dengan iklim sedang dan sejuk dengan beberapa hari cerah dan cerah;
- daya tahan tunduk pada aturan operasi dasar;
- ketersediaan untuk perbaikan dan kemampuan untuk mengubah tidak seluruh sistem, tetapi hanya satu fragmen yang gagal.
Kerugiannya termasuk ketidakmampuan kolektor untuk membersihkan diri dari embun beku, es, salju dan tingginya harga komponen yang diperlukan untuk merakit unit di rumah.
Kolektor surya adalah perangkat yang efektif yang memungkinkan mengubah energi matahari menjadi energi panas hampir tanpa kehilangan
Perakitan DIY
Proses pemasangan manifold vakum dimulai dengan pembuatan kerangka substrat untuk item pekerjaan. Itu dipasang segera di tempat yang dialokasikan untuk unit.
Ukuran dan dimensi bingkai sepenuhnya tergantung pada model yang Anda rencanakan untuk dibuat, dan biasanya ditentukan dalam instruksi yang terdapat di antara dokumen pendukung untuk komponen.
Bingkai jadi untuk kolektor dipasang ke atap sehingga menempati posisi yang jelas dan tidak berayun. Jika atap bangunan adalah batu tulis, gunakan balok lathing dan sekrup tebal kaliber besar. Untuk bahan atap lainnya, jangkar konvensional digunakan.
Saya memperbaiki tempat-tempat di mana bingkai berdekatan dengan permukaan atap dengan sealant, sehingga di masa depan, air tidak akan masuk ke rumah melalui lubang. Kemudian, tangki penyimpanan dikirim ke lokasi pemasangan dan dipasang di bagian atas bingkai dengan sekrup.
Langkah selanjutnya adalah mengumpulkan pemanas, sensor suhu dan ventilasi udara otomatis. Semua unit bantu dan bagian terkait ditempatkan pada pelembut yang disediakan. Untuk memperbaiki sensor suhu gunakan kunci pas soket.
Selanjutnya, lengkapi pasokan komunikasi air. Untuk tujuan ini, ambil pipa dari bahan apa saja yang tahan terhadap indikator suhu rendah dan mampu bertahan hingga 95 ° C. Pipa dan perlengkapan polypropylene telah membuktikan diri dengan baik.
Pipa polypropylene sangat ideal untuk mengatur koneksi kolektor surya dengan sistem pipa ruang tamu. Alat kelengkapan memiliki karakteristik fisik yang baik dan daya tahan operasional, berfungsi andal selama bertahun-tahun dan mudah diganti jika terjadi keretakan atau robekan
Dengan menghubungkan pasokan air, tangki penyimpanan diisi dengan air dan diuji untuk kebocoran. Jika kebocoran terdeteksi di suatu tempat dalam waktu 3-4 jam, mereka diperbaiki.
Pada akhirnya, elemen pemanas dipasang. Untuk ini, tabung tembaga dibungkus lembaran aluminium dan ditempatkan dalam tabung vakum yang terbuat dari kaca. Dari bawah, sebuah gelas pengunci dan antera dari karet fleksibel yang tahan lama diletakkan di dalam labu.
Ujung tembaga atas tabung didorong sepenuhnya ke kapasitor kuningan. Pelumas kontak termal yang kental tidak dikeluarkan dari pipa. Mekanisme penguncian terkunci pada braket dan semua tabung gelas yang tersisa dipasang pada prinsip yang sama.
Kolektor surya berbentuk tabung membutuhkan perawatan rutin dan pembersihan wajib, terutama selama periode hujan salju lebat. Jika Anda mengikuti aturan sederhana ini, mereka akan bekerja untuk waktu yang lama dan akan mempertahankan tingkat efisiensi yang tinggi selama seluruh periode operasional.
Blok pemasangan ditempatkan pada struktur, catu daya 220 volt terhubung, dan tiga unit tambahan terhubung ke sistem - elemen pemanas, lubang udara, dan sensor suhu.
Yang terakhir untuk menghubungkan controller, dirancang untuk manajemen kompleks yang benar. Parameter operasi yang diinginkan dimasukkan ke menu controller dan sistem dimulai dalam mode standar.
Petunjuk langkah demi langkah tentang pembangunan kolektor surya diberikan dalam artikel ini.
Bagaimana cara menempatkan perangkat?
Agar kolektor vakum berfungsi penuh dan secara efektif menyediakan energi yang diperlukan ruang tamu, perlu baginya untuk menemukan tempat yang paling cocok dan mengarahkan perangkat secara tepat ke bagian-bagian dunia.
Kolektor surya tipe-vakum jauh lebih praktis daripada rekan-rekan datar mereka. Ketika salah satu tabung kerja rusak dan gagal, sangat mudah untuk menggantinya dengan yang baru. Setelah itu, sistem akan terus berfungsi seperti sebelumnya. Jika tidak ada kesempatan untuk menempatkan elemen baru di tempat yang rusak, itu tidak masalah. Unit akan dapat memenuhi "tugasnya", bahkan jika sebuah node dengan elemen yang rusak tersedia
Untuk pemukiman di belahan bumi utara, penting untuk menempatkan kolektor di bagian selatan atap rumah atau di sisi situs yang cerah. Diinginkan untuk memastikan deviasi minimum untuk bidang perangkat.
Jika tidak ada kemungkinan untuk mengarahkan permukaan ke selatan, ada baiknya memilih di antara barat dan timur sudut paling terang di ruang terbuka.
Efisiensi kerja yang tinggi dari kolektor tipe vakum juga karena fakta bahwa ia bertindak berdasarkan prinsip cermin dan meratakan daya termalnya berdasarkan ketinggian matahari saat ini.
Kompleks energi surya seharusnya tidak menutupi cerobong asap, serpihan atap dekoratif, menyebarkan cabang-cabang pohon dan bangunan tinggi perumahan atau teknis. Ini akan mengurangi efisiensi dan mengurangi tingkat pemanasan elemen aktif.
Jika unit terletak dengan benar, itu akan memberikan transfer panas yang hampir sama sepanjang tahun, terlepas dari musim.
Jika tidak ada banyak pengalaman dalam pelaksanaan pekerjaan perbaikan, pemasangan dan penguncian yang rumit, menyedot tabung di rumah tidak rasional. Proses ini sangat melelahkan dan membutuhkan pengetahuan khusus dan peralatan khusus.
Selain itu, elemen tipe vakum buatan sendiri memiliki tingkat efisiensi yang jauh lebih rendah daripada bagian pabrik. Oleh karena itu, paling masuk akal untuk membeli produk dari produsen khusus, dan kemudian mencoba merakit beberapa bagian di rumah.
Situs ini memiliki pilihan artikel tentang pengaturan sistem pemanas matahari, kami sarankan Anda membaca:
- Sistem pemanas surya: analisis teknologi pemanas berdasarkan sistem surya
- Pemanasan rumah pribadi dengan panel surya: skema dan perangkat
- Panel surya fleksibel: tipe, karakteristik + fitur koneksi
Penjelasan terperinci dan terperinci dari tabung vakum, prinsip operasinya dan fitur fungsi kolektor surya secara keseluruhan. Penulis berbicara tentang beberapa nuansa yang menarik dan menunjukkan bahwa instalasi dapat menjadi alternatif nyata untuk boiler gas.
Informasi menarik tentang karya kolektor surya di musim dingin.
Cara memasang kolektor surya vakum dengan tangan Anda sendiri di rumah. Semua nuansa proses, rekomendasi dan tips bermanfaat.
Mengetahui prinsip dasar pengoperasian kolektor surya vakum berbentuk tabung, Anda dapat merakit unit sendiri. Instalasi sepenuhnya akan memenuhi persyaratan dan kebutuhan individu pribadi.
Ini bukan tugas yang sulit, namun, ini membutuhkan peningkatan perhatian, ketelitian dan keterampilan tertentu, jika tidak, risiko merusak integritas labu dan memecah sesaknya meningkat secara signifikan.
Semua yang tertarik dengan masalah pilihan, instalasi atau perakitan sendiri kolektor surya diundang untuk meninggalkan komentar dan mengajukan pertanyaan. Formulir kontak terletak di blok bawah.