Aufbau und Vorteile von Vakuum-Sonnenkollektoren

Arten von Vakuumröhren

Es gibt fünf Arten von Vakuumröhren für Sonnenkollektoren. Sie unterscheiden sich im inneren Aufbau und Design. Darüber hinaus kann jeder von ihnen mit einem Metallabsorber (normalerweise Aluminium) ergänzt werden, der in einem Glaskolben in Form eines Rohrs platziert wird.

Wichtig!
Die meisten Hersteller füllen den unteren Spalt zwischen den Glaswänden mit Barium - es absorbiert Gasverunreinigungen und verbessert die Wärmedämmeigenschaften. Sein Fehlen kann die Effizienz des Kollektors um bis zu 15 % reduzieren.

Thermosiphon (offene) Vakuumröhren

Diese Art von Solarkollektorröhren wird in Kollektoren mit externem Speicher verwendet. Sie sind mit Wasser gefüllt und bilden mit dem Tank ein Volumen. Das erhitzte Wasser aus dem Kolben steigt in den Tank und das gekühlte Wasser fällt nach unten.

Thermosiphon-Vakuumverteiler werden in folgenden Anwendungen eingesetzt:

1. Zum Anschluss an das Warmwasserversorgungssystem;
2. In Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung während der kalten Jahreszeit;
3. Für den saisonalen Einsatz (Frühling, Sommer, Herbst).

Koaxialrohr (Heatpipe)

Dies ist die häufigste Art von Vakuumröhren. Darin befindet sich in einem Glaskolben ein Kupferrohr, das mit einer Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt oder Wasser unter niedrigem Druck gefüllt ist.

Beim Erhitzen beginnt die Flüssigkeit oder das Wasser zu kochen, der Dampf steigt auf und erwärmt sich gleichzeitig von den Kupferwänden. Im oberen Teil tritt es in den Wärmetauscher ein – eine Verlängerung am Ende, in dem es Wärme durch die Wände an das umströmende Wasser abgibt.

Nach dem Abkühlen kondensiert der Dampf an den Wänden des Wärmetauschers und fließt nach unten. Der Zyklus wird erneut wiederholt.

Schematischer innerer Aufbau eines Koaxialrohres und eines Wärmetauschers.

Zwei koaxiale Röhren

Das Funktionsprinzip eines solchen Wärmeempfängers ist das gleiche wie das des vorherigen, mit einer Ausnahme - zwei Kupferrohre mit Flüssigkeit sind an einen Wärmetauscher angeschlossen. Das Doppelsystem ermöglicht eine effizientere Wärmeabfuhr und die große Kapazität und Fläche der Wärmetauscherwände erwärmen das Wasser schnell.

Vakuumkollektoren mit Zwillingskoaxialsystem werden bei Bedarf installiert:

1. Sorgen Sie für eine kleine Erwärmung großer Wassermengen;
2. An einem sonnigen Tag wird thermische Energie benötigt;
3. Hohe durchschnittliche Sonneneinstrahlung;
4. Das Wasser wird schnell durch das System gepumpt.

Feder-Vakuumröhren

Ihr Design verfügt über einen zusätzlichen Wärmetauscher, der eine effizientere Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Glaskolbens ermöglicht. Normalerweise besteht es aus zwei Längsplatten, die sich an den Seiten eines Kupferkühlkörpers befinden.

Ansonsten ist das Funktionsprinzip genau das gleiche wie bei einer Koaxialröhre.

U-förmige Vakuumröhren (U-Typ)

Dieses System unterscheidet sich grundlegend von den vorherigen. Es verwendet zwei Leitungen - für kaltes und erwärmtes Wasser.

In einem Glaskolben ist ein Wärmetauscher in Form eines englischen Buchstabens U eingebaut, durch den Wasser fließt. Aus der Leitung mit kaltem Wasser tritt es ein, erwärmt sich und kehrt mit erwärmtem Wasser zum Rohr zurück.

Der U-Rohr-Verteiler ist am effizientesten, aber die Installation ist schwieriger. Die Stromleitungen werden bei der Montage durch Verschweißen mit Kupferrohren innerhalb des Glaskolbens befestigt. Es stellt sich ein einziges integrales System mit großer Energieeffizienz, aber geringer Wartbarkeit heraus.

Installieren des Kolbens auf einem U-förmigen Kupferrohr.

Vor- und Nachteile von Vakuumkollektoren

Der Hauptvorteil der Geräte ist die nahezu vollständige Abwesenheit von Wärmeverlusten während des Betriebs. Dies wird durch eine Vakuumumgebung bereitgestellt, die einer der hochwertigsten natürlichen Isolatoren ist. Aber die Liste der Vorteile endet hier nicht.Geräte haben weitere ausgeprägte Vorteile, zum Beispiel:

• Arbeitseffizienz bei niedrigen Temperaturen (bis -30 °С);
• Fähigkeit, Temperaturen bis zu 300 °C anzusammeln;
• maximal mögliche Absorption von thermischer Energie, einschließlich des unsichtbaren Spektrums;
• Betriebsstabilität;
• geringe Anfälligkeit für aggressive atmosphärische Manifestationen;
• geringer Luftwiderstand aufgrund der Konstruktionsmerkmale von Rohrsystemen, die Luftmassen unterschiedlicher Dichte durchströmen können;
• hohe Effizienz in Regionen mit gemäßigtem und kühlem Klima mit wenigen klaren und sonnigen Tagen;
• Haltbarkeit unterliegt den Grundregeln des Betriebs;
• Verfügbarkeit für die Reparatur und die Fähigkeit, nicht das gesamte System, sondern nur ein ausgefallenes Fragment zu ändern.

Zu den Nachteilen gehören die Unfähigkeit der Kollektoren, sich selbst von Frost, Eis, Schnee zu reinigen, und der hohe Preis der Komponenten, die zum Zusammenbau der Einheit zu Hause benötigt werden.

So platzieren Sie das Gerät richtig

Damit der Vakuumkollektor voll arbeiten und den Wohnraum effektiv mit der notwendigen Energie versorgen kann, ist es notwendig, den am besten geeigneten Platz dafür zu finden und das Gerät in Bezug auf Teile der Welt richtig auszurichten.

Für Siedlungen auf der Nordhalbkugel ist es wichtig, den Kollektor im südlichen Teil des Hausdachs oder auf der Sonnenseite des Grundstücks zu platzieren. Es ist wünschenswert, eine minimale Abweichung für die Instrumentenebene sicherzustellen.

Wenn es nicht möglich ist, die Fläche nach Süden zu richten, lohnt es sich, zwischen Westen und Osten den hellsten Winkel im offenen Raum zu wählen.

Der Energie-Solarkomplex sollte nicht von Schornsteinen, dekorativen Fragmenten von Dacheindeckungen, ausladenden Ästen und hohen Wohn- oder Technikgebäuden verdeckt werden. Dies verringert die Arbeitseffizienz und verringert die Erwärmung der aktiven Elemente.

Wenn das Gerät richtig aufgestellt ist, liefert es das ganze Jahr über fast die gleiche Heizleistung, unabhängig von der Jahreszeit.

Wenn keine große Erfahrung in der Durchführung komplexer Reparatur-, Installations- und Klempnerarbeiten vorhanden ist, ist es unvernünftig, Rohre zu Hause zu evakuieren. Dieser Vorgang ist sehr zeitaufwändig und erfordert spezielle Kenntnisse und spezielle Ausrüstung.

Darüber hinaus haben selbst hergestellte Vakuumelemente einen viel geringeren Wirkungsgrad als Fabrikteile. Daher ist es am sinnvollsten, Produkte von einem spezialisierten Hersteller zu kaufen und dann zu versuchen, mehrere Teile zu Hause zusammenzubauen.

Sorten von Sonnenkollektoren

Die Klassifizierung von Solarsystemen erfolgt nach den Konstruktionsmerkmalen der Rohre und der Art des als Empfänger verwendeten Wärmekanals:

1. Das koaxiale Modell eines Vakuum-Solarkollektors zum Heizen von Häusern ist ein doppelter Glaskolben, in dessen Hohlraum Luft abgepumpt wird. Auf die Oberfläche wird eine absorbierende Beschichtung aufgebracht, sodass die Energieübertragung vom Rohr selbst erfolgt.

2. Die Federstruktur ist einwandig, der Hohlraum befindet sich hier im Raum des Wärmekanals, von dem ein Teil zusammen mit dem Akkumulator in den Kolben integriert ist.

4. In Zwangsumlaufsystemen wird eine Pumpe mit geringer Leistung installiert, um die Bewegung der Medien zu unterstützen. Gleichzeitig ist der Stromverbrauch viel geringer als die Energie, die zum Heizen eines Privathauses erhalten wird.

5. Es gibt auch einen Unterschied in der Anzahl der Schaltungen. In den einfachsten Kollektoren wird Heizungswasser aus einem Speicher erwärmt und verbraucht.

6. Komplexere bestehen aus einem Vakuumröhrchen und Flüssigkeitsprobenahmeelementen. Das Gerät enthält einen nicht gefrierenden und ungiftigen Träger mit Antikorrosions- und Antischaumadditiven. Diese Methode schützt die Geräte zuverlässig vor Salzen und Kalk und trägt zu einem längeren Betrieb während des Heizens bei.

Überblick über Modelle und ihre Eigenschaften

Derzeit ist China führend in der Produktion von solarbetriebenen Kollektoren.Nach den Bewertungen der Eigentümer von Privathäusern bieten einheimische Hersteller auch Geräte mit guten Eigenschaften zum Verkauf an. Europäische Geräte sind ziemlich teuer, aber im Laufe der Zeit sind die Kosten für den Kauf und die Installation von Geräten völlig gerechtfertigt. Die bekanntesten Firmen produzieren die folgenden Kollektoren:

Klempner: Mit diesem Wasserhahnaufsatz zahlen Sie bis zu 50 % WENIGER für Wasser

Collectors Dacha und Universal sind die bekanntesten Geräte eines heimischen Herstellers. Der SCH-18 ist hocheffizient bei Kondensattemperaturen bis zu 250 °C. Die Kolben sind aus Rotkupfer, das Kühlmittel ist flüssig. Das Fehlen von Wasser im Vakuum sorgt für Frostbeständigkeit. Das starke Gehäuse hält dem Wind gut stand. Die Rohrleitung wird durch einen Polyurethan-Verteiler geschützt. Anti-Staub-Dichtungen aus Gummi verhindern das Eindringen von Staub und Niederschlägen.

Sie arbeiten effektiv bei Temperaturen bis zu -35 ° C, die Art der Funktionalität ist ein Drucksystem zum Heizen. Es gibt einen Regler zur Steuerung der Heizung, die Größe der Rohre beträgt 1800 mm, das Volumen des Tanks 135-300 l, die Leistung des Heizelements 1,5-2 kW. Kollektoren werden in Übereinstimmung mit internationalen Zertifizierungen hergestellt, was ihre Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleistet.

Auswahlkriterien für Sammler

Wenn der Kauf eines Vakuumverteilers zum Heizen geplant ist, sollten Sie auf einige Nuancen achten, die Ihnen bei der Entscheidung für das Modell helfen:

1. Eine röhrenförmige Solaranlage ist für ein Flachdach geeignet. Mit einem großen Luftwiderstand hält es fest und stabil.

2. Beim Studium der technischen Eigenschaften müssen Sie die Anzahl der Röhren, deren Typ, Abmessungen und Ausrüstungsbereich berücksichtigen.

3

Außerdem ist es wichtig, das Flüssigkeitsvolumen, die Abmessungen des Geräts, die Oberfläche des Absorbers, die Qualität des Glases der Kolben und die Dicke des Isolators zu kennen.

4. Um die tatsächliche Leistung zu berechnen, müssen die Heizfläche, die Menge des Wärmeverlusts, die Klimamerkmale und der Warmwasserverbrauch pro Tag ermittelt werden.

5. Beim Kauf eines Kollektors müssen Sie auch die zusätzlichen Kosten für die Installation von Komponenten berücksichtigen: Tank, Batterie und Wärmetauscher.

Benutzermeinungen

Trotz der recht hohen Kosten stoßen Solaranlagen auf großes Interesse, wie die Rückmeldungen der Eigentümer belegen, die solche Heizsysteme verwendet haben:

„Um Geld zu sparen, musste ich auf Sonnenkollektoren für den Einsatz in einer privaten Pension achten. Während der Saison ist der Warmwasserverbrauch ziemlich groß, es war notwendig, eine alternative Methode zur Warmwasserversorgung und Heizung zu wählen

Der chinesische Hersteller Shentai bietet an, Geräte zu einem erschwinglichen Preis zu kaufen, also habe ich mich für ihre Produkte entschieden, zumal die Bewertungen überwiegend positiv sind. Nach den Berechnungen wurde mir die nötige Leistung empfohlen, sie lieferten und installierten alle Geräte schnell. Verglichen mit den Kosten für einen Boiler in jedem Raum waren die Einsparungen enorm. Es gab keine Mängel oder Probleme bei der Arbeit.

Evgeny Gonchar, Krasnodar.

„Jetzt versuchen alle Menschen, auf eine rentablere Heizquelle umzusteigen. Im Vertrauen auf die Bewertungen haben wir auch einen Paradigma-Kollektor für unser Ferienhaus bestellt. Zunächst nutzten sie es als Backup-Option, ein Jahr später waren sie von der Effektivität überzeugt und stellten komplett auf eine Solaranlage um. Wir waren besorgt, dass die Röhren durch schlechtes Wetter oder Wind beschädigt werden könnten, aber sie sind langlebig und haben nicht einmal Angst vor einem Hurrikan. Dank des Akkumulationssystems müssen Sie sich keine Gedanken über die Beendigung der Arbeit machen. Wir haben keine Mängel festgestellt, wir sind mit unserer Wahl zufrieden, obwohl der Preis ziemlich hoch ist.“

Angelina, Moskau.

„Wir haben einen Kollektor der Marke SCH-18 der Andi Group installiert, da die Bewertungen über das Unternehmen gut sind. Ich kenne mich mit technischen Features nicht so gut aus, mein Mann hat sich für das Gerät entschieden. Aber ich finde es gut, dass es nur eine Saison funktioniert hat und die Einsparungen bereits spürbar sind. Dieses Jahr gab es zwar viel Sonne, sodass die Energieansammlung praktisch nicht unterbrochen wurde.Einziges Manko ist, dass der Strom nicht immer ausreicht, die Heizung gut funktioniert und man beim Warmwasserverbrauch zurückhaltender sein muss, da die Familie groß ist. Mal sehen, wie sich der Sammler in Zukunft zeigt."

Marina, Rostow am Don.

„Ich arbeite in einem privaten Kindergarten. Der Eigentümer hat vor zwei Jahren eine Micoe-Solaranlage auf dem Dach installiert. Der Verbrauch von Warmwasser ist ständig erforderlich und die Räume müssen optimal temperiert sein, und das sind ordentliche Kosten. Mit der neuen Ausrüstung stellt sich heraus, dass die Heizung vollständig gewartet, Warmwasser ohne Unterbrechung geliefert und auch der Pool beheizt werden kann. Auch nachts funktionieren alle Systeme einwandfrei. Da ich keine Mängel gesehen habe, überlege ich, das gleiche Gerät für zu Hause zu kaufen, zumal der Preis angemessen ist. Sie müssen nur die Bewertungen lesen, um das richtige Modell auszuwählen.

Daria, Jekaterinburg.

Preis

Alle Unternehmen haben ihre eigene Preisspanne für Vakuum-Solarkollektoren.

Bei der Festlegung des Budgets für eine Solaranlage ist es wichtig, vorläufige Berechnungen anzustellen und sich für die geeignete Option zu entscheiden. Die ungefähren Kosten sind in der Tabelle aufgeführt:

Firma, Hersteller, Modell	Absorptionsfläche, m2	Anzahl der Röhren	Abmessungen, mm	Gewicht (kg	Preis, Rubel
China SZ47 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
Andi-Gruppe, Russland Hütte XF-II Wagen CP-II SCH-18	0,55-0,8 2-5 2,3	10-200 15-35 18	2350x1000/2050/160 2350x1300/3200/160 2020x1640x155	50-100 65-170 55	20 000-50 000 60 000-120 000 30 000-35 000
Deutschland CPC Star Azzurro TitanPlus	2,9-5 3-6	14-45 20-50	1060x1060/2050x120 1100x1200/2200x140	39-72 50-120	120 000-150 000 140 000 -170 000
Shentai, China, Niederlande SKM 58 ST 200	1,5-2 2-4	10-40 15-45	2300x1000/2200x150 2300x2000/2200x120	40-80 50-120	30 000-50 000 60 000- 80 000
Viessmann, Deutschland Vitosol 200-T Vitosol 300-T	2,7-3 3-3,7	20-40 20-40	1500x2050/3000x150 1500x2050/3000x150	60-70 60-80	225 000- 300 000 350 000 -420 000

Wie funktioniert ein Vakuumkollektor?

Moderne Vakuumgeräte, die Räume durch Sonnenenergie mit Wärme und Warmwasser versorgen, unterscheiden sich technologisch etwas und werden in solche Typen unterteilt wie:

• röhrenförmig ohne Glasschutzbeschichtung;
• Modul mit reduzierter Wandlung;
• Standard-Flachversion;
• Gerät mit transparenter Wärmedämmung;
• Lufteinheit;
• Flacher Vakuumverteiler.

Alle von ihnen haben eine gemeinsame strukturelle Ähnlichkeit, daher bestehen sie aus:

• externes transparentes Rohr, aus dem die Luft vollständig abgepumpt wird;
• ein beheiztes Zweigrohr, das sich in einem großen Rohr befindet, in dem sich ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel bewegt;
• Ein oder zwei vorgefertigte Verteiler, an denen Rohre mit größerem Durchmesser befestigt sind, und ein Zirkulationskreislauf aus dünnen Rohren, die darin angeordnet sind, sind enthalten.

Das gesamte Design erinnert ein wenig an eine Thermoskanne mit transparenten Wänden, bei der eine beispiellos hohe Wärmedämmung erhalten bleibt. Dank dieser Eigenschaft erhält der Körper des Innenrohrs die Fähigkeit, sich qualitativ aufzuwärmen und die Energieressource vollständig an das im Inneren zirkulierende Kühlmittel abzugeben.

Sorten von Vakuumkollektoren

Sorten von Vakuumkollektoren

Bei der Konstruktion der Kollektoren werden zwei Arten von Glasröhren verwendet:

• koaxial;
• Feder.

Lassen Sie uns einen genaueren Blick auf jeden von ihnen werfen.

Rohr koaxial

Das ist eine Art Thermoskanne, die aus einer Doppelflasche besteht. Der Außenkolben ist mit einer speziellen Substanz bedeckt, die Wärme absorbiert. Zwischen den beiden Rohren entsteht ein Vakuum. Dadurch konnte sichergestellt werden, dass die Wärme im Betrieb direkt von den Glaskolben abgeführt wird.

In jedem Rohr befindet sich ein weiteres - Kupfer (es ist mit ätherischer Flüssigkeit gefüllt). Bei steigender Temperatur verdampft diese Flüssigkeit, gibt die gespeicherte Wärme ab und fließt als Kondensat zurück. Der Zyklus wiederholt sich dann immer und immer wieder.

Federrohr

Solche Röhrchen bestehen aus einem einwandigen Kolben. In puncto Wandstärke übertreffen sie übrigens koaxiale Pendants deutlich. Das Kupferrohr ist mit einer speziellen Wellplatte verstärkt, die mit einer feuchtigkeitsabsorbierenden Substanz behandelt wurde. Es stellt sich heraus, dass die Luft in diesem Fall aus dem gesamten thermischen Kanal gepumpt wird.

Solche Kanäle sind übrigens auch anders:

• Direktfluss;
• "Hitpipe".

Kanäle wie "Hitpipe"

Wärmeübertragung in einem Vakuum-Solarkollektor Typ „Heat Pipe“

Ihr anderer Name ist Wärmerohre. Sie funktionieren wie folgt: Die ätherische Flüssigkeit in geschlossenen Rohren steigt bei steigender Temperatur den Kanal hinauf und kondensiert dort in einem speziell ausgestatteten Wärmekollektor.In letzterem überträgt die Flüssigkeit thermische Energie und sinkt das Rohr hinab. Vom Wärmekollektor wird Wärme mittels eines zirkulierenden Kühlmittels weiter in das System übertragen.

Koaxiales Vakuum-Wärmerohr mit 2-Rohr-Verteiler

Es ist charakteristisch, dass Metallrohre hier nicht nur Kupfer, sondern auch Aluminium sein können.

Gerade Kanäle

In jedem dieser Kanäle in einer Glasröhre befinden sich gleichzeitig zwei Metallrohre. Nach einem von ihnen tritt die Flüssigkeit in den Kolben ein, erwärmt sich dort und tritt durch den zweiten aus.

Vorteile und Nachteile

Solar-Vakuumkollektoren haben im Vergleich zu Flachkollektoren geringere Wärmeverluste. Der Einsatz von Vakuum-Nanotechnologien bei der Herstellung von Kollektoren hat es ermöglicht, eine hohe Effizienz und Zuverlässigkeit von Solarsystemen zu erreichen.

Betrachten Sie die Hauptvorteile der Verwendung von Vakuumkollektoren:

1. Leistung. In den Kollektorröhren herrscht Vakuum - ein idealer Wärmeisolator, mit dem Sie auch im Herbst-Winter ein optimales Wärmeniveau aufrechterhalten können. Durch den hohen Wirkungsgrad ist die Leistung des Vakuumkollektors um 40 % höher als die des Flachkollektors.
2. Zuverlässigkeit. Die Lebensdauer von Vakuumkollektoren beträgt ca. 30 Jahre. Ihre Langlebigkeit und ihr unterbrechungsfreier Betrieb sind modernen langlebigen Materialien zu verdanken. Vakuumröhren sind aus hochwertigem Kupfer gefertigt. Der Außenkörper der Röhren ist aus Borosilikatglas gegossen, das hohen Belastungen standhält. Der Einsatz von Vakuumkollektoren ist besonders wichtig für Klimazonen, in denen Sturmböen, Orkane, Hagel keine Seltenheit sind.
3. Effizienz der Nutzung von Sonnenenergie. Die zylindrische Form des Absorbers des Vakuumkollektors fängt und hält sogar gestreute Sonnenenergie, die ein flacher Korrektor nicht umwandeln kann. Aus einem Quadratmeter Absorber einer Vakuum-Solaranlage kann um 40 % mehr Sonnenenergie zurückgehalten werden als aus einer vergleichbaren Fläche einer Flach-Solaranlage. Durch die Rundheit der Röhren können Sie vom frühen Morgen bis zum späten Abend bis zu 97 % der Sonnenenergie empfangen.
4. Benutzerfreundlichkeit. Im Falle einer Beschädigung der Vakuumröhre kann diese ausgetauscht werden, ohne den Betrieb des Systems zu unterbrechen (ein Ablassen der zirkulierenden Flüssigkeit ist nicht erforderlich). Bei Wärmemangel können Sie mehrere Röhren hinzufügen und bei einem Überschuss vorübergehend entfernen. Nach der Reinigung des Vakuumverteilers von Schnee oder Vereisung ist er schnell wieder einsatzbereit. Die Oberfläche des Kollektors hat aufgrund der dünnen Glasbeschichtung eine geringe thermische Trägheit.
5. Wasserdesinfektion. Die Temperatur der Wassererwärmung während des Betriebs des Solarsystems erreicht ein hohes Niveau, was dessen Desinfektion gewährleistet und die Vermehrung von pathogenen Organismen verhindert.
6. Erleichterte Installation. Bei der Installation von Vakuumkollektoren gibt es keine besonderen Schwierigkeiten, das Wichtigste ist, den Kollektor in einem Winkel zu platzieren, damit die Flüssigkeit in den Rohren nach unten fließen kann.

Die Nachteile der Solarheizung liegen in einem extrem geringen Wirkungsgrad bei niedrigen Temperaturen und in der Nacht, was die Frage aufwirft, dass dieses Heizsystem nicht das einzige im Haus sein kann. Außerdem sind Vakuum-Solarkollektoren teurer als flache.

Vakuum-Solaranlagen erfreuen sich bei der Bevölkerung und großen Unternehmen immer größerer Beliebtheit. Wenn früher viele vom Preis der Ausgabe abgeschreckt waren, sind die Kosten für die Ausrüstung heute etwas gesunken und die Funktionalität wurde verbessert und modifiziert.

Das Funktionsprinzip der Vakuumröhre Typ SKE.

Der Schlüssel zum Betrieb des Solarsystems ist die Vakuumröhre aus Glas. Jede Vakuumröhre besteht aus zwei Glaskolben.

Der Außenkolben besteht aus extrem starkem Borosilikatglas, das Hagel mit einer Geschwindigkeit von 18 m/s und einem Durchmesser von bis zu 35 mm widersteht.

Der Innenkolben ist ebenfalls aus Borosilikatglas und mit einer speziellen dreistufigen Beschichtung mit einem allmählichen Wechsel der absorbierenden Schichten ALN/AIN-SS/CU beschichtet. Durch den Einsatz neuer Technologien werden ein hoher Absorptionskoeffizient und ein geringes Abstoßungsvermögen erreicht, was es ermöglicht, +380 ° C in der Mitte des Rohrs bei direkter Sonneneinstrahlung zu erreichen, ohne das Produkt selbst zu schädigen.

Zwischen den beiden Glaskolben wird Luft herausgepumpt, um ein Vakuum zu erzeugen, das eine umgekehrte Wärmeleitung und Konvektionswärmeverlust verhindert. In der Mitte des Glaskolbens befindet sich ein hermetisches Wärmerohr (HEAT PIPE) aus reinem Rotkupfer, in dessen Mitte sich eine leicht siedende und verdampfende Flüssigkeit befindet, die die Funktion hat, Wärme an das Kühlmittel zu übertragen. Die folgende Abbildung zeigt das Funktionsprinzip einer Vakuumröhre.

Die Hauptintensität der Sonnenstrahlung liegt unter terrestrischen Bedingungen im Spektralbereich 0,28 µm – 3 µm. Borosilikatglas lässt Sonnenstrahlungswellen im Bereich von 0,4 Mikrometer - 2,7 Mikrometer durch. Beim Durchdringen des äußeren transparenten Kolbens wird die Energie auf dem zweiten Kolben festgehalten, der mit einer hochselektiven opaken Absorberschicht beschichtet ist.

Infolge der Lichtabsorption durch den Absorber und seiner anschließenden Emission erhöht sich die Wellenlänge auf 11 Mikrometer. Glas ist eine undurchdringliche Barriere für eine elektromagnetische Welle dieser Länge. Sonnenenergie, die auf den Absorber fällt, wird eingefangen. Durch die Absorption von Sonnenstrahlung kann sich der Absorber auch ohne externen Kolben auf eine Temperatur von + 80 ° C erwärmen. Der auf eine solche Temperatur erhitzte Absorber gibt Wärmeenergie ab, die durch den Körper des zweiten Kolbens hindurch auf die HEAT PIPE übertragen wird. Durch den Treibhauseffekt, der auf der unter dem Glas akkumulierten Energie beruht, steigt die Temperatur in der Mitte des zweiten Kolbens auf +180°C. Diese Wärme erwärmt eine niedrigsiedende und verdampfende Flüssigkeit, die bei +25 ° C - +30 ° C, sich in Dampf verwandelnd, aufsteigend, Wärme an den Arbeitsteil des HEAT PIPE überträgt, wo ein Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel stattfindet. Durch die Wärmeabgabe kondensiert der Dampf und fließt in den Boden des HEAT PIPE, und der Kreislauf wiederholt sich erneut.

Der hohe Wärmeübertragungskoeffizient durch leicht siedende und verdampfende Flüssigkeit, seine geringe Menge und die relativ geringe Größe von HEAT PIPE sorgen für eine effektive Wärmeleitfähigkeit. HEAT PIPE funktioniert wie eine Thermodiode. Die Wärmeleitfähigkeit ist in einer Richtung (oben) sehr hoch und in der entgegengesetzten Richtung (unten) gering.

Um zwischen zwei Glaskolben ein Vakuum aufrechtzuerhalten, wird auf den unteren Innenraum des Kolbens eine Bariumschicht aufgebracht. Es absorbiert aktiv CO, CO, N, O, HO und H während der Lagerung und des Betriebs der Röhre. Die Bariumschicht bietet auch eine klare visuelle Anzeige des Vakuumstatus. Weiße Farbe bedeutet, dass die Vakuumbedingungen verletzt werden.

Durch die ideale Kombination von Vakuum- und Thermokupferrohren haben wir gegenüber Flachkollektoren folgende Vorteile:

Hoher thermischer Wirkungsgrad. Dank moderner Methoden der Wärmeübertragung, hochwertige absorbierende Beschichtung.

Breites Arbeitsspektrum: Aufgrund der geringen Wärmekapazität ist es in der Lage, in hohen Wolken zu arbeiten (im Infrarotbereich von Strahlen, die durch die Wolken gehen).

Jede Röhre arbeitet unabhängig voneinander. Da das Frostschutzmittel nicht in die Mitte des Rohrs fließt und sein Zugang durch den Wärmetauscher begrenzt ist, arbeitet der Kollektor im Falle einer physischen Beschädigung weiter.

Weniger Gewicht des Kollektors bei besserer Effizienz des Kollektors selbst.

Bessere Arbeitseffizienz im Winter dank Vakuum. Das Rohr hält Temperaturen bis -50°C stand.

Funktionsprinzip von Vakuumröhren

Die Funktion der Vakuumröhren des Sonnenkollektors besteht darin, Sonnenstrahlung zu absorbieren und zu verhindern, dass sie in die Umgebung entweicht.Wärmeenergie kann den Arbeitsteil eines Vakuum-Solarkollektors auf zwei Arten verlassen - durch direkte Wärmeübertragung und in Form von Infrarotstrahlung.

Der Hohlraum zwischen den Glaswänden schließt die Möglichkeit einer direkten Wärmeübertragung im Vakuum fast vollständig aus, es gibt keine Moleküle von Substanzen, die ihre Übertragung durchführen könnten.

Die selektive Abdeckung (absorbierend) sorgt für die Absorption der Sonnenenergie und lässt sie nicht nach außen gelangen. Es gibt verschiedene Arten solcher Beschichtungen, die sich in Absorption und Emissivität unterscheiden.

Glas reflektiert einen Teil der Sonnenstrahlung, aber das ist unbedeutend – sichtbares Licht macht nur einen Teil des absorbierten Spektrums aus. Hochwertige Kollektoren bestehen aus hochfestem Borosilikatglas, das widerstandsfähig gegen mechanische Beschädigungen ist.

Borosilikatglas ist schwer zu zerkratzen oder stumpf und hält jahrzehntelang, ohne den Durchsatz zu verändern.

Flache Sammler

Ein Flachkollektor erwärmt das Kühlmittel über einen Plattenabsorber. Es ist ganz einfach eingerichtet. Tatsächlich ist dies eine Platte aus hitzeintensivem Metall, die oben mit Spezialfarbe schwarz lackiert ist. An der Unterseite der Platte ist ein Serpentinenrohr fest angebracht (geschweißt), durch das die Flüssigkeit zirkuliert.

Schwarze selektive Farbe bietet eine maximale Absorption des Sonnenlichts und ihre Reflexion ist nahezu Null. Die absorbierten Strahlen erwärmen das Kühlmittel unter dem Absorber, das wiederum dem System zugeführt wird. Um die Wärmeverluste zu minimieren, ist der Absorber vom Kollektorgehäuse und gehärtetem Glas isoliert, das fast keine Eisenoxide enthält. Es wird über dem Absorber installiert und dient als obere Abdeckung des Gehäuses. Darüber hinaus können Sie durch die Verwendung eines solchen Glases eine Art "Treibhauseffekt" erzeugen, der die Erwärmung des Absorbers und damit die Temperatur des Kühlmittels weiter erhöht.

So montieren Sie einen Luftverteiler

Wenn Sie sich entscheiden, das Solarsystem mit Ihren eigenen Händen zusammenzubauen, kümmern Sie sich zuerst um alle notwendigen Werkzeuge.

Was wird in der Arbeit benötigt

1. Schraubendreher.

2. Verstellbare Rohr- und Steckschlüssel.

Steckschlüssel-Satz

3. Schweißen für Kunststoffrohre.

Schweißen für Kunststoffrohre

4. Locher.

Locher

Montagetechnik

Für die Montage ist es wünschenswert, mindestens einen Assistenten zu erwerben. Der Prozess selbst kann in mehrere Stufen unterteilt werden.

Erste Stufe. Montieren Sie zuerst den Rahmen, am besten gleich am Einbauort. Die beste Option ist das Dach, auf das Sie alle Details der Struktur separat übertragen können. Das eigentliche Verfahren zur Montage des Rahmens hängt vom jeweiligen Modell ab und ist in der Anleitung vorgeschrieben.

Zweite Phase. Befestigen Sie den Rahmen fest am Dach. Wenn das Dach aus Schiefer besteht, verwenden Sie einen Schalungsbalken und dicke Schrauben; wenn es aus Beton ist, verwenden Sie gewöhnliche Dübel.

In der Regel sind Rahmen für die Montage auf ebenen Flächen (maximale 20-Grad-Neigung) ausgelegt. Dichten Sie die Befestigungspunkte des Rahmens an der Dachfläche ab, da sie sonst undicht werden.

Dritter Abschnitt. Vielleicht das Schwierigste, weil Sie einen schweren und großen Lagertank auf das Dach heben müssen. Wenn es nicht möglich ist, spezielle Ausrüstung zu verwenden, wickeln Sie den Tank in ein dickes Tuch (um mögliche Beschädigungen zu vermeiden) und heben Sie ihn an einem Kabel an. Befestigen Sie dann den Tank mit Schrauben am Rahmen.

Vierte Stufe. Als nächstes müssen Sie die Hilfsknoten montieren. Dies kann beinhalten:

• Heizkörper;
• Temperatursensor;
• automatisierter Luftkanal.

Installieren Sie jedes der Teile auf einer speziellen weichmachenden Dichtung (diese sind ebenfalls enthalten).

Fünfte Stufe. Bringen Sie die Klempnerarbeit an. Dazu können Sie Rohre aus jedem Material verwenden, solange es einer Temperatur von 95 ° C standhält. Außerdem müssen die Rohre kältebeständig sein. Unter diesem Gesichtspunkt ist Polypropylen am besten geeignet.

Sechste Stufe. Nach dem Anschließen der Wasserversorgung den Vorratsbehälter mit Wasser füllen und auf Dichtheit prüfen. Prüfen Sie, ob die Rohrleitung undicht ist - lassen Sie den gefüllten Tank mehrere Stunden stehen, überprüfen Sie dann alles sorgfältig und beheben Sie das Problem gegebenenfalls.

Siebte Stufe. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass die Dichtheit aller Verbindungen normal ist, fahren Sie mit der Installation der Heizelemente fort. Umwickeln Sie dazu ein Kupferrohr mit einem Aluminiumblech und legen Sie es in eine Vakuumröhre aus Glas. Legen Sie eine Halteschale und eine Gummimanschette auf den Boden des Glaskolbens. Führen Sie die Kupferspitze am anderen Ende des Rohrs ganz in den Messingkondensator ein.

Es bleibt nur noch, das Becherschloss auf die Halterung einzurasten. Installieren Sie die restlichen Röhren auf die gleiche Weise.

Achte Stufe. Installieren Sie einen Montageblock an der Struktur und versorgen Sie ihn mit 220 Volt. Verbinden Sie dann drei Hilfsknoten mit diesem Block (Sie haben sie in der vierten Arbeitsphase installiert). Trotz der Tatsache, dass der Montageblock wasserdicht ist, versuchen Sie, ihn mit einem Visier oder einem anderen Schutz vor atmosphärischen Niederschlägen abzudecken. Schließen Sie dann den Controller an das Gerät an - damit können Sie den Betrieb des Systems überwachen und regulieren. Installieren Sie den Controller an einem geeigneten Ort.

Damit ist die Installation des Vakuumverteilers abgeschlossen. Geben Sie alle notwendigen Parameter in die Steuerung ein und starten Sie das System.