تصميم ومزايا المجمعات الشمسية الفراغية

أنواع الأنابيب المفرغة

هناك خمسة أنواع من الأنابيب المفرغة لمجمعات الطاقة الشمسية. تختلف في الهيكل الداخلي والتصميم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استكمال كل منها بممتص معدني (عادة من الألومنيوم) ، يتم وضعه داخل دورق زجاجي على شكل أنبوب.

الأهمية!
يقوم معظم المصنّعين بملء الفجوة السفلية بين الجدران الزجاجية بالباريوم - فهو يمتص شوائب الغاز ويحسن خصائص العزل الحراري. يمكن أن يؤدي غيابه إلى تقليل كفاءة المجمع بنسبة تصل إلى 15٪.

الأنابيب المفرغة الحرارية (المفتوحة)

يستخدم هذا النوع من أنابيب تجميع الطاقة الشمسية في المجمعات ذات الخزان الخارجي. تمتلئ بالماء وتشكل حجمًا واحدًا مع الخزان. يرتفع الماء الساخن من القارورة إلى الخزان ، ويسقط الماء المبرد.

تُستخدم مشعبات الفراغ الحرارية في التطبيقات التالية:

1. للاتصال بنظام إمداد الماء الساخن ؛
2. في المناطق ذات المستوى العالي من التشمس خلال موسم البرد ؛
3. للاستخدام الموسمي (الربيع ، الصيف ، الخريف).

أنبوب محوري (أنبوب حراري)

هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الأنبوب المفرغ. بداخل دورق زجاجي ، يوجد أنبوب نحاسي مملوء بسائل بدرجة غليان منخفضة أو ماء تحت ضغط منخفض.

عند تسخينه ، يبدأ السائل أو الماء في الغليان ، يرتفع البخار ، في نفس الوقت يسخن من الجدران النحاسية. في الجزء العلوي ، يدخل المبادل الحراري - امتداد في النهاية ، حيث يطلق الحرارة عبر الجدران إلى الماء الذي يدور حوله.

بعد التبريد ، يتكثف البخار على جدران المبادل الحراري ويتدفق إلى أسفل. تتكرر الدورة من جديد.

هيكل داخلي تخطيطي لأنبوب متحد المحور ومبادل حراري.

أنابيب مزدوجة متحدة المحور

مبدأ تشغيل جهاز استقبال الحرارة هذا هو نفس المبدأ السابق ، مع استثناء واحد - يتم توصيل أنبوبين نحاسيين بسائل بمبادل حراري واحد. يسمح النظام المزدوج بإزالة الحرارة بكفاءة أكبر ، كما أن السعة الكبيرة ومساحة جدران المبادل الحراري تسخن الماء بسرعة.

يتم تركيب فتحات تفريغ مع نظام محوري مزدوج عند الضرورة:

1. توفير تدفئة صغيرة لكميات كبيرة من الماء ؛
2. هناك حاجة للطاقة الحرارية خلال يوم مشمس.
3. ارتفاع متوسط ​​مستوى التشمس ؛
4. هناك ضخ سريع للمياه من خلال النظام.

أنابيب مفرغة من الريش

يحتوي تصميمها على مبادل حراري إضافي ، والذي يسمح بإزالة الحرارة بشكل أكثر كفاءة من داخل المصباح الزجاجي. عادة ما يتم تصنيعه على شكل لوحين طولانيين يقعان على جانبي المشتت الحراري النحاسي.

خلاف ذلك ، فإن مبدأ التشغيل هو بالضبط نفس مبدأ الأنبوب المحوري.

أنابيب مفرغة على شكل حرف U (نوع U)

يختلف هذا النظام اختلافًا جوهريًا عن الأنظمة السابقة. يستخدم خطين - للمياه الباردة والساخنة.

يتم تثبيت مبادل حراري على شكل حرف إنجليزي U في دورق زجاجي يتدفق من خلاله الماء. من خط الماء البارد ، يدخله ، يسخن ويعود إلى الأنبوب بالماء الساخن.

مشعب U-tube هو الأكثر كفاءة ، لكن التثبيت أكثر صعوبة. يتم تثبيت خطوط التدفق أثناء التجميع باللحام بأنابيب نحاسية داخل المصباح الزجاجي. لقد ظهر نظامًا متكاملًا واحدًا بكفاءة طاقة كبيرة ، لكن قابلية صيانة منخفضة.

تركيب القارورة على انبوب نحاسي على شكل حرف U.

إيجابيات وسلبيات المجمعات من النوع الفراغي

الميزة الرئيسية للوحدات هي الغياب شبه الكامل لفقدان الحرارة أثناء التشغيل. يتم توفير ذلك من خلال بيئة فراغ ، والتي تعد واحدة من أعلى العوازل الطبيعية جودة. لكن قائمة الفوائد لا تنتهي عند هذا الحد.تتمتع الأجهزة بمزايا أخرى واضحة ، على سبيل المثال:

• كفاءة العمل في درجات حرارة منخفضة (تصل إلى -30 درجة مئوية) ؛
• القدرة على تجميع درجات حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية ؛
• أقصى امتصاص ممكن للطاقة الحرارية ، بما في ذلك الطيف غير المرئي ؛
• الاستقرار التشغيلي
• حساسية منخفضة لمظاهر الغلاف الجوي العدوانية ؛
• انخفاض انحراف القذيفه بفعل الهواء بسبب ميزات تصميم الأنظمة الأنبوبية القادرة على المرور عبرها بكتل هوائية ذات كثافات مختلفة ؛
• مستوى عالٍ من الكفاءة في المناطق ذات المناخ المعتدل والبارد مع عدد قليل من الأيام الصافية والمشمسة ؛
• المتانة تخضع لقواعد التشغيل الأساسية ؛
• توفر للإصلاح والقدرة على تغيير ليس النظام بأكمله ، ولكن جزء واحد فقط فاشل.

تشمل العيوب عدم قدرة المجمعات على التنظيف الذاتي من الصقيع والجليد والثلج وارتفاع سعر المكونات اللازمة لتجميع الوحدة في المنزل.

كيفية وضع الجهاز بشكل صحيح

لكي يعمل مجمع الفراغ بشكل كامل وفعال لتوفير مساحة المعيشة بالطاقة اللازمة ، من الضروري إيجاد المكان الأنسب له وتوجيه الجهاز بشكل صحيح بالنسبة لأجزاء من العالم.

بالنسبة لمستوطنات نصف الكرة الشمالي ، من المهم وضع المجمع في الجزء الجنوبي من سطح المنزل أو على الجانب المشمس للموقع. من المستحسن ضمان أدنى انحراف لمستوى الجهاز.

إذا لم يكن من الممكن توجيه السطح إلى الجنوب ، فمن الجدير أن تختار بين الغرب والشرق أكثر زاوية ضوء في الفضاء المفتوح.

لا ينبغي تغطية مجمع الطاقة الشمسية بالمداخن وقطع الأسقف الزخرفية وأغصان الأشجار المترامية الأطراف والمباني السكنية أو الفنية الشاهقة. سيؤدي ذلك إلى تقليل كفاءة العمل وتقليل مستوى تسخين العناصر النشطة.

إذا تم تحديد موقع الوحدة بشكل صحيح ، فستوفر نفس ناتج الحرارة تقريبًا طوال العام ، بغض النظر عن الموسم.

إذا لم تكن هناك خبرة كبيرة في تنفيذ أعمال الإصلاح والتركيب والسباكة المعقدة ، فمن غير المنطقي القيام بإخلاء الأنابيب في المنزل. تستغرق هذه العملية وقتًا طويلاً وتتطلب معرفة خاصة ومعدات متخصصة.

بالإضافة إلى ذلك ، تتميز العناصر الفراغية ذاتية الصنع بمستوى كفاءة أقل بكثير من أجزاء المصنع. لذلك ، من المعقول جدًا شراء المنتجات من شركة تصنيع متخصصة ، ثم محاولة تجميع عدة أقسام في المنزل.

أنواع مختلفة من الألواح الشمسية

يحدث تصنيف الأنظمة الشمسية وفقًا لخصائص تصميم الأنابيب ونوع القناة الحرارية المستخدمة كمستقبل:

1. النموذج المحوري لمجمع الفراغ الشمسي للتدفئة المنزلية عبارة عن دورق زجاجي مزدوج ، في تجويفه يتم ضخ الهواء للخارج. يتم وضع طبقة ماصة على السطح ، لذلك يحدث نقل الطاقة من الأنبوب نفسه.

2. هيكل الريش ذو جدار واحد ، يقع الفراغ هنا في مساحة القناة الحرارية ، والتي تم دمج جزء منها مع المركب في القارورة.

4. في أنظمة التدوير القسري ، يتم تركيب مضخة منخفضة الطاقة للمساعدة في تحريك الوسائط. في الوقت نفسه ، يكون استهلاك الطاقة أقل بكثير من الطاقة المستلمة لتدفئة منزل خاص.

5. يوجد أيضًا اختلاف في عدد الدوائر. في أبسط المجمعات ، يتم تسخين المياه الساخنة واستهلاكها من خزان التخزين.

6. تتكون الأنواع الأكثر تعقيدًا من أنبوب مفرغ وعناصر لأخذ العينات السائلة. يحتوي الجهاز على مادة حاملة غير متجمدة وغير سامة مع إضافات مضادة للتآكل ومضادة للرغوة. تحمي هذه الطريقة المعدات بشكل موثوق من الأملاح والحجم وتساهم في تشغيل أطول أثناء التسخين.

نظرة عامة على النماذج وخصائصها

في الوقت الحالي ، تحتل الصين الصدارة في إنتاج المجمعات التي تعمل بالطاقة الشمسية.وفقًا لاستعراضات مالكي المنازل الخاصة ، يقوم المصنعون المحليون أيضًا بتزويد معدات ذات خصائص جيدة للبيع. تعد الأجهزة الأوروبية باهظة الثمن ، ولكن بمرور الوقت ، أصبحت تكلفة شراء الأجهزة وتثبيتها مبررة تمامًا. تنتج أشهر الشركات المجمعات التالية:

السباكين: ستدفع حتى 50٪ أقل مقابل المياه مع مرفق الصنبور هذا

جامعي Dacha و Universal هما أشهر أجهزة الشركة المصنعة المحلية. يتميز SCH-18 بكفاءة عالية مع درجات حرارة تصل إلى 250 درجة مئوية. القوارير مصنوعة من النحاس الأحمر ، المبرد سائل. يضمن عدم وجود الماء في الفراغ مقاومة الصقيع. العلبة القوية مقاومة للريح. خط الأنابيب محمي بواسطة مشعب البولي يوريثين. الأختام المطاطية المضادة للغبار تمنع الغبار وهطول الأمطار من الدخول.

إنها تعمل بشكل فعال في درجات حرارة تصل إلى -35 درجة مئوية ، نوع الوظيفة هو نظام مضغوط للتدفئة. يوجد جهاز تحكم للتحكم في السخان ، حجم الأنابيب 1800 مم ، حجم الخزان 135-300 لتر ، قوة عنصر التسخين 1.5-2 كيلو واط. يتم تصنيع الجامعين وفقًا للشهادات الدولية ، مما يضمن سلامتهم وموثوقيتهم.

معايير اختيار الجامع

إذا تضمنت الخطط شراء مشعب فراغ للتدفئة ، فيجب الانتباه إلى عدد من الفروق الدقيقة التي ستساعدك على تحديد النموذج:

1. النظام الشمسي الأنبوبي مناسب للسقف المسطح. مع انحراف الرياح الكبير ، سوف يثبت بقوة وثبات.

2. عند دراسة الخصائص التقنية ، يجب أن تأخذ في الاعتبار عدد الأنابيب ونوعها وأبعادها ومنطقة المعدات.

3

من المهم أيضًا معرفة حجم السائل وأبعاد الجهاز وسطح الممتص ونوعية زجاج القوارير وسماكة العازل.

4. لحساب الأداء الحقيقي ، من الضروري معرفة منطقة التسخين ، وكمية فقدان الحرارة ، وخصائص المناخ ، واستهلاك الماء الساخن في اليوم.

5. عند شراء المجمع ، تحتاج أيضًا إلى مراعاة التكاليف الإضافية لتركيب المكونات: الخزان والبطارية والمبادل.

آراء المستخدم

على الرغم من التكلفة المرتفعة إلى حد ما ، فقد حظيت التركيبات الشمسية باهتمام كبير ، كما يتضح من ردود الفعل من المالكين الذين استخدموا أنظمة التدفئة هذه:

"من أجل توفير المال ، كان علي الانتباه إلى مجمعات الطاقة الشمسية لاستخدامها في منزل داخلي خاص. خلال الموسم ، يكون استهلاك الماء الساخن كبير جدًا ، وكان من الضروري اختيار طريقة بديلة لتزويد الماء الساخن والتدفئة

تقدم الشركة المصنعة الصينية Shentai شراء المعدات بسعر مناسب ، لذلك استقرت على منتجاتها ، خاصة وأن المراجعات إيجابية في الغالب. وفقًا للحسابات ، أوصيت بالطاقة اللازمة ، فقد قاموا بتسليم وتركيب جميع المعدات بسرعة. بالمقارنة مع تكلفة المرجل في كل غرفة ، كانت المدخرات هائلة. لم يكن هناك عيوب أو مشاكل في العمل.

يفجيني جونشار ، كراسنودار.

"الآن يحاول جميع الناس التحول إلى مصدر تدفئة أكثر ربحية. بعد الوثوق بالمراجعات ، طلبنا أيضًا جامع Paradigma لمنزلنا الريفي. في البداية استخدموه كخيار احتياطي ، وبعد عام كانوا مقتنعين بالفعالية وتحولوا تمامًا إلى تزويد المنزل بنظام شمسي. كنا قلقين من أن الأنابيب قد تتضرر بسبب سوء الأحوال الجوية أو الرياح ، لكنها متينة ، ولا تخشى الإعصار. بفضل نظام التراكم ، لا داعي للقلق بشأن إنهاء العمل. لم نجد أي عيوب ، نحن راضون عن اختيارنا ، على الرغم من أن السعر مرتفع إلى حد ما ".

أنجلينا ، موسكو.

“لقد قمنا بتركيب أداة تجميع من ماركة Andi Group SCH-18 ، حيث أن التقييمات حول الشركة جيدة. لست على دراية كبيرة بالميزات التقنية ، فقد اختار زوجي الجهاز. لكني أحب أن الأمر نجح لموسم واحد فقط ، وقد تم الشعور بالمدخرات بالفعل. صحيح ، كان هناك الكثير من الشمس هذا العام ، لذلك لم ينقطع عمليا تراكم الطاقة.العيب الوحيد هو أنه لا توجد دائمًا طاقة كافية ، والتدفئة تعمل بشكل جيد ، ويجب أن تكون أكثر تقييدًا في استهلاك الماء الساخن ، لأن الأسرة كبيرة. دعونا نرى كيف سيظهر الجامع نفسه في المستقبل ".

مارينا ، روستوف أون دون.

"أعمل في روضة أطفال خاصة. قام المالك بتركيب نظام Micoe الشمسي على السطح منذ عامين. مطلوب باستمرار استهلاك الماء الساخن ويجب أن تتمتع الغرف بدرجة حرارة مثالية ، وهذه تكاليف مناسبة. مع المعدات الجديدة ، اتضح أنها توفر خدمة التدفئة بشكل كامل ، وتوفر الماء الساخن دون انقطاع ، وتسخين المسبح أيضًا. حتى في الليل ، تعمل جميع الأنظمة بشكل مثالي. نظرًا لأنني لم أر أي عيوب ، فأنا أفكر في شراء نفس الجهاز لمنزلي ، خاصة وأن السعر معقول. تحتاج فقط إلى قراءة المراجعات لاختيار النموذج المناسب.

داريا ، يكاترينبورغ.

السعر

جميع الشركات لديها النطاق السعري الخاص بها لمجمعات الطاقة الشمسية من النوع الفراغي.

عند وضع الميزانية لنظام التدفئة الشمسية ، من المهم إجراء حسابات أولية وتحديد الخيار المناسب. التكلفة التقريبية موضحة في الجدول:

الشركة ، الشركة المصنعة ، النموذج	منطقة الامتصاص ، م 2	عدد الأنابيب	الأبعاد ، مم	الوزن ، كجم	السعر روبل
الصين س. زد 47 MZ58	1-3 1,5-4	10-30 10-30	1700×1000/2300×150 2200×1000/2700×155	30-75 40-115	20 000-40 000 25 000-50 000
مجموعة آندي ، روسيا الكوخ XF-II عربة CP-II SCH-18	0,55-0,8 2-5 2,3	10-200 15-35 18	2350 × 1000/2050/160 2350 × 1300/3200/160 2020 × 1640 × 155	50-100 65-170 55	20 000-50 000 60 000-120 000 30 000-35 000
ألمانيا سي بي سي ستار أزورو تيتان بلس	2,9-5 3-6	14-45 20-50	1060 × 1060/2050 × 120 1100 × 1200/2200 × 140	39-72 50-120	120 000-150 000 140 000 -170 000
شنتاي ، الصين ، هولندا SCM 58 STH 200	1,5-2 2-4	10-40 15-45	2300 × 1000/2200 × 150 2300 × 2000/2200 × 120	40-80 50-120	30 000-50 000 60 000- 80 000
فيسمان ، ألمانيا فيتوسول 200 ت فيتوسول 300 ت	2,7-3 3-3,7	20-40 20-40	1500 × 2050/3000 × 150 1500 × 2050/3000 × 150	60-70 60-80	225 000- 300 000 350 000 -420 000

كيف يعمل المجمع من النوع الفراغي؟

تختلف أجهزة التفريغ الحديثة التي تزود الغرف بالحرارة والماء الساخن بسبب الطاقة الشمسية إلى حد ما من الناحية التكنولوجية وتنقسم إلى أنواع مثل:

• أنبوبي بدون طلاء زجاجي واقي ؛
• وحدة مع تحويل مخفض ؛
• نسخة مسطحة قياسية
• جهاز مع عزل حراري شفاف ؛
• وحدة الهواء
• مشعب فراغ مسطح.

كل منهم لديهم تشابه هيكلي مشترك ، لذلك فهم يتكونون من:

• أنبوب شفاف خارجي ، يتم ضخ الهواء منه بالكامل ؛
• أنبوب مسخن يقع في أنبوب كبير حيث يتحرك سائل أو سائل تبريد ؛
• واحد أو اثنان من الموزعين الجاهزين ، حيث يتم توصيل أنابيب ذات عيار أكبر ودائرة دائرية من الأنابيب الرفيعة الموضوعة بالداخل.

يذكرنا التصميم بالكامل إلى حد ما بالترمس بجدران شفافة ، حيث يتم الحفاظ على مستوى عالٍ غير مسبوق من العزل الحراري. بفضل هذه الميزة ، يكتسب جسم الأنبوب الداخلي القدرة على التسخين النوعي وإعطاء مصدر الطاقة بالكامل لسائل التبريد المتداول بالداخل.

أنواع مختلفة من مجمعات الفراغ

أنواع مختلفة من مجمعات الفراغ

يتم استخدام نوعين من الأنابيب الزجاجية في تصميم المجمعات:

• متحد المحور؛
• ريشة.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل منهم.

أنبوب محوري

هذا نوع من الترمس يتكون من دورق مزدوج. الدورق الخارجي مغطى بمادة خاصة تمتص الحرارة. يتم إنشاء فراغ بين الأنبوبين. أتاح ذلك ضمان انتقال الحرارة أثناء التشغيل مباشرةً من القوارير الزجاجية.

يوجد داخل كل أنبوب أنبوب آخر - نحاس (مملوء بسائل أثيري). عندما ترتفع درجة الحرارة ، يتبخر هذا السائل ، وينقل الحرارة المتراكمة ويتدفق مرة أخرى في شكل مكثف. ثم تتكرر الدورة مرارًا وتكرارًا.

أنبوب الريش

تتكون هذه الأنابيب من دورق أحادي الجدار. بالمناسبة ، من حيث سمك الجدار ، فإنها تتجاوز بشكل كبير نظيراتها المحورية. الأنبوب النحاسي مقوى بلوح مموج خاص معالج بمادة ماصة للرطوبة. اتضح أن الهواء في هذه الحالة يتم ضخه من القناة الحرارية بأكملها.

بالمناسبة ، هذه القنوات مختلفة أيضًا:

• التدفق المباشر
• "Hitpipe".

قنوات مثل "Hitpipe"

نقل الحرارة في مجمّع شمسي مفرغ من النوع "أنبوب حراري"

الاسم الآخر هو أنابيب الحرارة. إنها تعمل على النحو التالي: السائل الأثيري في الأنابيب المغلقة يرتفع إلى أعلى القناة عندما ترتفع درجة الحرارة ، وبعد ذلك يتكثف هناك في مجمع حرارة مجهز خصيصًا.في الحالة الأخيرة ، ينقل السائل الطاقة الحرارية وينزل إلى أسفل الأنبوب. من مجمع الحرارة ، يتم نقل الحرارة بشكل أكبر إلى النظام عن طريق مبرد متداول.

أنبوب حراري مفرغ محوري مع مشعب ثنائي الأنابيب

من المميزات أن الأنابيب المعدنية هنا لا يمكن أن تكون نحاسية فحسب ، بل من الألومنيوم أيضًا.

القنوات المستقيمة

يوجد في كل قناة من هذه القنوات في أنبوب زجاجي أنبوبان معدنيان في وقت واحد. وفقًا لأحدهم ، يدخل السائل إلى القارورة ، ويسخن هناك ويخرج من خلال الثانية.

المميزات والعيوب

مجمعات الفراغ الشمسية لها خسائر أقل في الحرارة مقارنة بالمسطحات. إن استخدام التقنيات النانوية الفراغية في إنتاج المجمعات جعل من الممكن تحقيق كفاءة وموثوقية عالية لأنظمة الطاقة الشمسية.

ضع في اعتبارك المزايا الرئيسية لاستخدام مجمعات الفراغ:

1. أداء. يوجد فراغ في أنابيب التجميع - عازل حراري مثالي ، والذي يسمح لك بالحفاظ على المستوى الأمثل للحرارة حتى في فترة الخريف والشتاء. من خلال الحفاظ على الكفاءة عند مستوى عالٍ ، فإن أداء المجمع الفراغي يكون 40٪ أعلى من أداء المجمع المسطح.
2. الموثوقية. العمر التشغيلي لمجمعات الفراغ حوالي 30 سنة. يعود سبب متانتها وتشغيلها المستمر إلى المواد المتينة الحديثة. الأنابيب المفرغة مصنوعة من النحاس عالي الجودة. الجسم الخارجي للأنابيب مصبوب من زجاج البورسليكات ، وهو قادر على تحمل الأحمال العالية. يعد استخدام المجمعات الفراغية أمرًا مهمًا بشكل خاص في المناطق المناخية ، حيث لا تكون العواصف والأعاصير والبرد أمرًا شائعًا.
3. كفاءة استخدام الطاقة الشمسية. يلتقط الشكل الأسطواني للممتص لمجمع الفراغ الطاقة الشمسية المتناثرة ويحتفظ بها ، والتي لا يمكنها تحويل مصحح مسطح. من متر مربع واحد لامتصاص النظام الشمسي الفراغي ، من الممكن الاحتفاظ بالطاقة الشمسية بنسبة 40٪ أكثر من مساحة مماثلة لتركيب شمسي من النوع المسطح. يتيح لك استدارة الأنابيب الحصول على ما يصل إلى 97٪ من الطاقة الشمسية من الصباح الباكر حتى وقت متأخر من المساء.
4. سهولة الاستعمال. في حالة تلف الأنبوب المفرغ ، يمكن استبداله دون إيقاف تشغيل النظام (لا يلزم تصريف السائل المتداول). مع نقص الحرارة ، يمكنك إضافة عدة أنابيب ، ومع وجود فائض منها ، قم بإزالتها مؤقتًا. بعد تنظيف مجمع الفراغ من الثلج أو الجليد ، فإنه يدخل بسرعة في حالة صالحة للعمل. سطح المجمع لديه خمول حراري منخفض بسبب طلاء الزجاج الرقيق.
5. تطهير المياه. تصل درجة حرارة تسخين المياه أثناء تشغيل النظام الشمسي إلى مستويات عالية ، مما يضمن تطهيرها ويمنع تكاثر الكائنات المسببة للأمراض.
6. سهولة التركيب. عند تركيب مجمعات الفراغ ، لا توجد صعوبات معينة ، الشيء الرئيسي الذي يجب الالتزام به هو وضع المجمع بزاوية للسماح للسائل داخل الأنابيب بالتدفق لأسفل.

تنخفض عيوب التسخين الشمسي إلى الكفاءة المنخفضة للغاية في درجات الحرارة المنخفضة وفي الليل ، مما يثير تساؤلًا مفاده أن نظام التدفئة هذا لا يمكن أن يكون الوحيد في المنزل. أيضا ، مجمعات الطاقة الشمسية الفراغية أغلى من المجمعات المسطحة.

تزداد شعبية التركيبات الشمسية من النوع الفراغي بين السكان والشركات الكبيرة. إذا كان الكثيرون خائفين في وقت سابق من سعر المشكلة ، فقد انخفضت تكلفة المعدات إلى حد ما اليوم ، وتم تحسين الوظيفة وتعديلها.

مبدأ تشغيل الأنبوب المفرغ من نوع SKE.

مفتاح تشغيل النظام الشمسي هو الأنبوب الزجاجي المفرغ. يتكون كل أنبوب مفرغ من قوارير زجاجية.

الدورق الخارجي مصنوع من زجاج البورسليكات القوي للغاية والذي يقاوم البرد الذي يسقط بسرعة 18 م / ث ويبلغ قطره 35 مم.

القارورة الداخلية مصنوعة أيضًا من زجاج البورسليكات ومغطاة بطبقة خاصة من ثلاث مستويات مع تغيير تدريجي في امتصاص الطبقات ALN / AIN-SS / CU. من خلال استخدام التقنيات الجديدة ، يتم تحقيق معامل امتصاص عالي وقدرة تنافر منخفضة ، مما يجعل من الممكن الوصول إلى +380 درجة مئوية في منتصف الأنبوب في الشمس المباشرة ، دون الإضرار بالمنتج نفسه.

يتم ضخ الهواء بين المصباحين الزجاجيين لخلق فراغ يمنع التوصيل الحراري العكسي وفقدان الحرارة بالحمل الحراري. يوجد في منتصف المصباح الزجاجي أنبوب حرارة محكم (HEAT PIPE) ، مصنوع من النحاس الأحمر النقي ، يوجد في منتصفه سائل غليان خفيف وتبخر ، يقوم بوظيفة نقل الحرارة إلى المبرد. يوضح الشكل أدناه مبدأ عمل الأنبوب المفرغ.

تتراوح الشدة الرئيسية للإشعاع الشمسي في الظروف الأرضية في النطاق الطيفي 0.28 ميكرومتر - 3 ميكرومتر. ينقل زجاج البورسليكات موجات الإشعاع الشمسي في نطاق 0.4 ميكرون - 2.7 ميكرون. من خلال اختراق القارورة الخارجية الشفافة ، يتم الاحتفاظ بالطاقة في الدورق الثاني ، والمغلف بطبقة ماصة شديدة الانتقائية ومعتمة.

نتيجة لامتصاص الضوء من قبل الماص وانبعاثه اللاحق ، يزيد الطول الموجي إلى 11 ميكرون. الزجاج هو حاجز لا يمكن اختراقه لموجة كهرومغناطيسية بهذا الطول. الطاقة الشمسية ، المتساقطة على جهاز الامتصاص ، محاصرة. بامتصاص الإشعاع الشمسي ، يمكن للممتص ، حتى بدون دورق خارجي ، أن يسخن حتى درجة حرارة +80 درجة مئوية. يبعث جهاز الامتصاص الذي يتم تسخينه إلى درجة حرارة كهذه طاقة حرارية ، والتي تخترق جسم القارورة الثانية ، وتنتقل إلى أنبوب التدفئة. بسبب حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري ، والتي تعتمد على الطاقة المتراكمة تحت الزجاج ، في منتصف القارورة الثانية ترتفع درجة الحرارة إلى + 180 درجة مئوية. تعمل هذه الحرارة على تسخين سائل منخفض الغليان والتبخر ، والذي يتحول عند + 25 درجة مئوية - + 30 درجة مئوية ، ويتحول إلى بخار ، ثم يرتفع ، وينقل الحرارة إلى جزء العمل من أنابيب التدفئة ، حيث يحدث التبادل الحراري مع المبرد. يتسبب إطلاق الحرارة في تكثيف البخار وتدفقه إلى قاع أنبوب التدفئة ، وتتكرر الدورة مرة أخرى.

يوفر المعامل العالي لنقل الحرارة عن طريق غليان وتبخير السائل بسهولة ، وكميته الصغيرة والحجم الصغير نسبيًا لأنابيب التدفئة ، التوصيل الحراري الفعال. يعمل HEAT PIPE مثل الصمام الثنائي الحراري. الموصلية الحرارية عالية جدًا في اتجاه واحد (أعلى) ومنخفضة في الاتجاه المعاكس (أسفل).

من أجل الحفاظ على فراغ بين قارورتين زجاجيتين ، يتم وضع طبقة من الباريوم على الجزء الداخلي السفلي من الدورق. تمتص بنشاط ثاني أكسيد الكربون ، CO ، N ، O ، HO و H أثناء تخزين الأنبوب وتشغيله. توفر طبقة الباريوم أيضًا مؤشرًا مرئيًا واضحًا لحالة الفراغ. الأبيض يعني أنه تم انتهاك ظروف الفراغ.

يمنحنا المزيج المثالي بين الأنابيب النحاسية المفرغة والحرارية المزايا التالية على المجمعات ذات الألواح المسطحة:

كفاءة حرارية عالية. بفضل الطرق الحديثة لنقل الحرارة ، طلاء ماص عالي الجودة.

نطاق واسع من العمل: نظرًا لقدرته الحرارية المنخفضة ، فهو قادر على العمل في السحب العالية (في نطاق الأشعة تحت الحمراء التي تمر عبر السحب).

يعمل كل أنبوب بشكل مستقل عن الآخر. نظرًا لأن التجمد لا يتدفق إلى منتصف الأنبوب ، ويكون وصوله مقيدًا بواسطة المبادل الحراري ، في حالة حدوث ضرر مادي ، يستمر المجمع في العمل.

وزن أقل للمجمع مع كفاءة أفضل للمجمع نفسه.

كفاءة عمل أفضل في الشتاء بفضل الفراغ. يمكن أن يتحمل الأنبوب درجات حرارة تصل إلى -50 درجة مئوية.

مبدأ عمل الأنابيب المفرغة

وظيفة الأنابيب المفرغة للمجمع الشمسي هي امتصاص الإشعاع الشمسي ومنعها من الهروب إلى البيئة.يمكن أن تترك الطاقة الحرارية الجزء العامل من المجمع الشمسي الفراغي بطريقتين - بسبب النقل المباشر للحرارة وفي شكل الأشعة تحت الحمراء.

يزيل التجويف بين الجدران الزجاجية تمامًا تقريبًا إمكانية الانتقال المباشر للحرارة في الفراغ ، ولا توجد جزيئات من المواد يمكنها نقلها.

يوفر الغطاء الانتقائي (ماص) امتصاص الطاقة الشمسية ولا يسمح لها بالخروج. هناك أنواع مختلفة من هذه الطلاءات ، تختلف في الامتصاص والانبعاثية.

يعكس الزجاج بعض الإشعاع الشمسي ، لكنه غير مهم - فالضوء المرئي يشكل جزءًا فقط من الطيف الممتص. جامعي الجودة مصنوعون من زجاج البورسليكات عالي القوة ، وهو مقاوم للتلف الميكانيكي.

يصعب خدش زجاج البورسليكات أو عدم لمعانه ، ويستمر لعقود دون تغيير الإنتاجية.

المجمعات المسطحة

يقوم المجمع الشمسي المسطح بتسخين المبرد باستخدام لوحة امتصاص. يتم ترتيبه بكل بساطة. في الواقع ، هذه لوحة من المعدن كثيف الحرارة ، مطلية باللون الأسود من الأعلى بطلاء خاص. يتم توصيل أنبوب اعوج بإحكام (ملحوم) بالسطح السفلي للصفيحة ، والذي يدور السائل من خلاله.

يوفر الطلاء الانتقائي الأسود أقصى امتصاص لأشعة الشمس ، وانعكاسها يكاد يكون صفرًا. تقوم الأشعة الممتصة بتسخين المبرد تحت جهاز الامتصاص ، والذي بدوره يتم تغذيته بشكل أكبر في النظام. لتقليل فقد الحرارة ، يتم عزل جهاز الامتصاص عن هيكل المجمع والزجاج المقسى ، والذي لا يحتوي على أكاسيد الحديد تقريبًا. يتم تثبيته فوق جهاز الامتصاص ويعمل كغطاء علوي للغلاف. بالإضافة إلى ذلك ، يتيح لك استخدام هذا الزجاج إنشاء نوع من "تأثير الاحتباس الحراري" ، مما يزيد من تسخين جهاز الامتصاص ، وبالتالي درجة حرارة المبرد.

كيفية تجميع مشعب الهواء

إذا قررت تجميع النظام الشمسي بيديك ، فعليك أولاً الاهتمام بجميع الأدوات اللازمة.

ما هو المطلوب في العمل

1. مفك البراغي.

2. مفاتيح ربط الأنابيب والمآخذ قابلة للتعديل.

مجموعة وجع المقبس

3. لحام الأنابيب البلاستيكية.

لحام الأنابيب البلاستيكية

4. ثقب.

ثقب

تكنولوجيا التجميع

للتجميع ، من المستحسن الحصول على مساعد واحد على الأقل. يمكن تقسيم العملية نفسها إلى عدة مراحل.

المرحلة الأولى. أولاً ، قم بتجميع الإطار ، ويفضل أن يكون ذلك على الفور في المكان الذي سيتم تثبيته فيه. الخيار الأفضل هو السقف ، حيث يمكنك نقل كل تفاصيل الهيكل بشكل منفصل. يعتمد الإجراء ذاته الخاص بتركيب الإطار على الطراز المحدد وهو موصوف في التعليمات.

المرحلة الثانية. اربط الإطار بإحكام بالسقف. إذا كان السقف أردوازيًا ، فاستخدم عارضة تغليف ومسامير سميكة ؛ وإذا كان خرسانيًا ، فاستخدم المراسي العادية.

عادةً ما يتم تصميم الإطارات بحيث يتم تركيبها على أسطح مستوية (أقصى انحدار 20 درجة). قم بإغلاق نقاط ربط الإطار على سطح السقف ، وإلا فسوف تتسرب.

المرحلة الثالثة. ربما يكون الأصعب ، لأنه يتعين عليك رفع خزان تخزين ثقيل الأبعاد على السطح. إذا لم يكن من الممكن استخدام معدات خاصة ، فلف الخزان بقطعة قماش سميكة (لتجنب التلف المحتمل) وارفعه على كابل. ثم قم بتوصيل الخزان بالإطار باستخدام البراغي.

المرحلة الرابعة. بعد ذلك ، عليك تركيب العقد المساعدة. قد يشمل ذلك:

• عنصر التسخين؛
• جهاز استشعار درجة الحرارة؛
• مجرى هواء آلي.

قم بتثبيت كل جزء من الأجزاء على حشية تليين خاصة (وهي مضمنة أيضًا).

المرحلة الخامسة. إحضار السباكة. للقيام بذلك ، يمكنك استخدام الأنابيب المصنوعة من أي مادة ، بشرط أن تتحمل درجة حرارة تصل إلى 95 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون الأنابيب مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. من وجهة النظر هذه ، فإن البولي بروبلين هو الأنسب.

المرحلة السادسة. بعد توصيل مصدر المياه ، املأ خزان التخزين بالماء وتحقق من عدم وجود تسرب. تحقق مما إذا كان خط الأنابيب يتسرب - اترك الخزان المملوء لعدة ساعات ، ثم افحص كل شيء بعناية ، وإذا لزم الأمر ، قم بإصلاح المشكلة.

المرحلة السابعة. بعد التأكد من أن إحكام جميع الوصلات أمر طبيعي ، تابع تركيب عناصر التسخين. للقيام بذلك ، قم بلف أنبوب نحاسي بورقة من الألومنيوم وضعه في أنبوب زجاجي مفرغ. ضع كوب احتجاز وحذاء مطاطي في قاع الدورق الزجاجي. أدخل الطرف النحاسي في الطرف الآخر من الأنبوب بالكامل في المكثف النحاسي.

يبقى فقط لفك قفل الكوب على الحامل. قم بتركيب باقي الأنابيب بنفس الطريقة.

المرحلة الثامنة. قم بتثبيت كتلة تركيب على الهيكل وتزويده بقدرة 220 فولت. ثم قم بتوصيل ثلاث عقد مساعدة بهذه الكتلة (قمت بتثبيتها في المرحلة الرابعة من العمل). على الرغم من حقيقة أن كتلة التثبيت مقاومة للماء ، حاول تغطيتها بواق أو بعض الحماية الأخرى من هطول الأمطار في الغلاف الجوي. ثم قم بتوصيل وحدة التحكم بالوحدة - ستسمح لك بمراقبة وتنظيم تشغيل النظام. قم بتثبيت وحدة التحكم في أي مكان مناسب.

هذا يكمل تركيب الفراغ المتشعب. أدخل جميع المعلمات الضرورية في وحدة التحكم وابدأ تشغيل النظام.