Вакуум слънчев колектор: монтаж, свързване, работа

Съдържанието на статията

• Как работи вакуумният колектор
• Сглобяване и инсталиране на колектора на покрива
• Монтаж на топлинен акумулатор
• Полагане на тръбопроводи
• Завързване и допълнителни устройства

Днес най-рационалният начин за използване на слънчевата енергия са вакуумните колектори на системата за БГВ. Нашият преглед ще отговори на основните въпроси относно характеристиките на работата на слънчевите централи, тяхното инсталиране и използване за битовите нужди на частна къща.

Как работи вакуумният колектор

За разлика от колектора с плосък панел, където се нагрява масивен радиатор, в който е затворен топлообменник с вода, вакуумните слънчеви централи работят по различен начин. В тях охлаждащата течност циркулира през тънки тръби, затворени в прозрачни колби, издигащи се от дъното до върха под действието на конвекция, което е придружено от нагряване. По желание вакуумният колектор може да има следните конструктивни характеристики:

• Огледално дъно на крушката, фокусирайки светлинния поток върху тръбата.
• Наличието на радиатори на вътрешните тръби, което допринася за по-ефективно усвояване на топлина.
• Покриване на вътрешните тръби за подобна цел.
• Използване на топлинни тръби, пълни с вещество с ниска точка на кипене, вместо на тръби с охлаждаща течност.
• Вакуумни колби и ламинирана стъклена обвивка за намаляване на връщането на топлина.

Устройството на вакуумната тръба на слънчевия колектор: 1 – вход на охладената охлаждаща течност; 2 – топлообменник (колектор); 3 – тяло на радиатора; 4 – топлоизолация; 5 – кондензатор за топлинна тръба; 6 – изход на загрятата охлаждаща течност; 7 – херметична тапа; 8 – работна течност; 9 – топлинна тръба; 10 – алуминиева плоча (абсорбатор); 11 – вакуумна тръба;

Въвеждането на такива решения увеличава цената на колектора, но колкото по-висока е цената, толкова повече слънчева енергия инсталацията е в състояние да събира и изпраща за отопление на водата. Това е особено важно в руския климат, където късите дневни часове и ниските нива на осветеност дават възможност да се използват само високоефективни инсталации. Производителността на колектора се определя от паспортните му данни в съответствие с нуждите на системата за БГВ.

Сглобяване и инсталиране на колектора на покрива

Една от основните разлики на вакуумния колектор е, че той не изисква повдигане на покрива и монтаж като монтаж. Монтажът може да се извърши в отделни единици, което значително улеснява независимата работа.

Основната рамка първоначално се сглобява. Тя е доста обемна, но лека, така че монтажа е по-лесен за извършване на земята. Основният носещ елемент на рамката са страничните парапети, които имат квадратен или U-образен профил. В горната част покривните релси са прикрепени към колектора – събирателен колектор, към който са свързани отоплителни колби. В долната част профилите са свързани с дистанционна релса, върху която е фиксирана лента с канали – държач за вакуумни тръби. Освен това релсите на покрива са свързани в средната част с един или два дистанционера, които отгоре могат да имат възглавници, поглъщащи удар..

В ъглите, забрадките с радиални канали са прикрепени към страните на рамката. Краката са с болтове към тях: дълги от страната на колектора и къси в долната част. Поради възможността за наклонено закрепване към улеите, ъгълът на монтаж може да се регулира, но веднага трябва да се затегнат само аксиалните винтове с втулки, скобите се затягат след завършване на инсталацията. Задните крака в много колектори са свързани помежду си чрез стоманени скоби. В долната част наклонените крака се завинтват към краката за закрепване към покрива.

След предварително сглобяване рамката се повдига на покрива и се поставя на наклон, обърнат към южната страна. Първо колекторът е прикрепен в долната част, след това положението за монтаж се регулира чрез изместване или регулиране на дължината на задните крака. Краката са закрепени в щайгата през покривното покритие, под краката са монтирани специални уплътнения от комплекта за доставка. Поставете колектора на покрива по такъв начин, че краката да опират върху гребените на релефната повърхност. Ако е необходимо, на покрива се монтират междинни релси или като такива се използват тръбни държачи за сняг.

Смята се, че оптималният ъгъл на наклон е равен на географската ширина, на която е разположен колекторът, но в зависимост от сезона и конструктивните характеристики може да има настройки, посочени от производителя в инструкциите за монтаж. На някои колектори задните крака са фиксирани в надлъжни прорези за възможност за промяна на наклона в различно време на годината. Също така имайте предвид, че при стръмни склонове предните и задните крака могат да се сменят, за да се поддържа необходимия ъгъл на монтаж.

Монтаж на топлинен акумулатор

Топлината, погълната от колекторните тръби, се прехвърля към системата за подаване на гореща вода, но работата в режим на преминаване е невъзможна поради недостатъчна моментна мощност. Загрятата вода се натрупва в акумулатора на топлина, откъдето след това се подава до точките на прием на вода. Има две опции за поставяне на батерията.

Соларен вакуум колектор с резервоар за съхранение

Първият е в горната част на колектора, докато резервоарът се комбинира с колектора и топлината от колекторните тръби се абсорбира директно от водата. Такова поставяне на батерията е полезно само от гледна точка, че не е необходимо да се монтира в къщата, като се губи полезно пространство. Въпреки наличието на топлоизолация, топлинните загуби са доста високи, което позволява използването на външни батерии само в региони с умерен климат. Тъй като в слънчевата верига се използва вода, в резервоара е монтиран нагревателен елемент, който не позволява на охлаждащата течност да замръзва по време на празен ход, или се използва система за повторно нагряване посредством ограничена циркулация на слънчевата верига.

Слънчева система за отопление на водата от слънцето: 1 – захранване със студена вода; 2 – топлообменник; 3 – индиректен отоплителен котел (топлинен акумулатор); 4 – сензор за температура; 5 – верига на охлаждащата течност; 6 – помпена станция; 7 – контролер; 8 – разширителен резервоар; 9 – топла вода; 10 – трипътен клапан; 11 – слънчев колектор

Топлинният акумулатор, разположен вътре в къщата, е в състояние да задържа топлината на загрята вода през цялата нощ, независимо от външната температура, освен това, обемът на съхранената вода е практически неограничен. Като правило, за тази цел се използват непреки котли за отопление, разтвор на пропилен гликол се използва като топлоносител във външната верига за отоплителни системи.

Полагане на тръбопроводи

Една от най-трудните задачи при инсталирането на колектор е да го свържете към вътрешния водопровод. Тръбопроводът трябва не само да е устойчив на температурни крайности, но и да има висококачествена изолация. Най-добрият вариант за тези цели се счита за PEX тръби със система от вкарващи се фитинги, които се използват в системи за подаване на топла вода..

В идеалния случай дължината на тръбите трябва да бъде минимална, особено във външната част на линията. Поради това е обичайно да се монтират колекторите в най-ниската част на склона, като се водят свързващите тръби под капака в областта Mauerlat. Такова поставяне не винаги е приемливо поради засенчването на мястото за монтаж, което принуждава колектора да се повдига нагоре, което прави преминаването на тръбите през покрива, като се използват специални уплътнителни входове. Външната част на тръбопроводите трябва да бъде обвита в изолационна обвивка, изработена от разпенен полиизоцианурат или гума, способна да издържа на температури над 150 ° C. Топлоизолацията трябва да има UV устойчива външна обвивка. Вътрешните части на линията също трябва да имат топлоизолация..

Завързване и допълнителни устройства

Най-интересното техническо предизвикателство при инсталирането на слънчев колектор е да го свържете с други водопроводни системи и да осигурите правилна работа, като същевременно решавате редица детски заболявания на слънчевата централа. Свързването е най-просто, когато акумулаторът е разположен външно: студена вода се подава към долния си разклонителен тръбопровод, горещата вода се изтегля от горния разклонителен тръбопровод, течността се премества под работното налягане на водоснабдителната система.

Свързването на вътрешния акумулатор към колектора на колектора се осъществява от две успоредни тръби, докато в студената празнина е инсталирана циркулационна помпа с мокър ротор и специална хидравлична верига за слънчеви системи. Паспортът на помпата трябва да осигурява възможността за работа в системи с пропилен гликол.

Един от основните проблеми, които възникват по време на работа на слънчев колектор, е стагнацията, когато температурата в двете вериги достига практически максимум и охлаждащата течност започва да кипи в колектора или в самите тръби на колектора. Това явление се наблюдава главно няколко часа преди обяд поради факта, че до най-активния период на отопление водата в акумулатора не е имала време да се охлади напълно. Най-примитивното решение на проблема е да включите активна циркулация няколко часа преди дневна светлина, за да охладите напълно батерията, което не решава напълно проблема и освен това не е много удобно за жителите.

Алтернативен вариант е да включите допълнителната верига при прегряване. Това решение се реализира чрез инсталиране в точката на свързване към колектора двойка трипътни клапани със серво задвижвания, свързани с тръба с дължина 3-4 метра. Когато се достигне максималната температура в първи контур, контролерът отваря крановете, поради което линията се удължава и се получава допълнително охлаждане на охлаждащата течност, влизаща в колектора.

Друг, по-рационален вариант е да свържете акумулатора на топлина към отоплителната система. Когато възникне стагнация, основният отоплителен блок спира и част от водата от обратния поток се изпраща към третия топлообменник на котела за индиректно отопление, охлаждайки съдържанието му. В структурно отношение подобно решение е по-сложно и освен това е по-скъпо за изпълнение, но в същото време е много по-изгодно от гледна точка на енергийната ефективност. Всички описани методи не работят добре в топлия сезон, следователно колекторът може да бъде защитен от прегряване само чрез изкуствено засенчване..