Princípio geral de operação de coletores solares fabricados na Rússia, revisões

Coletor solar Yasolar

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Os coletores solares Ya Solar são projetados de acordo com as normas europeias EN 12975-1 e -2 e são fabricados pela NOVIY POLYUS LLC na Rússia em um ciclo completo (incluindo a fabricação de um absorvedor) usando equipamentos exclusivos. O design do coletor solar I Solar usa o revestimento TiNOX de absorção de energia mais avançado, absorvedor totalmente em cobre, vidro antirreflexo ultra claro, o isolamento mais eficiente (60 mm) e meios de vedação. Especialmente para o coletor Ya Solar, foi desenvolvida e patenteada uma tecnologia para soldar absorvedores de cobre com uma folha de TiNOX perfilada para melhor transferência de calor, corpo especial e braçadeira de vidro. Após melhorias, a eficiência óptica do Ya Solar foi de 83%, muito mais do que todos os análogos russos e muitos importados (incluindo os de vácuo). Em baixas temperaturas, a perda de calor do coletor solar proposto é quase a mesma dos aquecedores de água tubulares (relatório de teste), enquanto em temperaturas positivas, a eficiência do coletor solar Ya Solar é maior. A proporção da superfície absorvente efetiva (absorvente) para as dimensões é maior e a neve não interfere na operação normal. Também não há problema de congelamento como coletores solares tubulares e nenhum aumento na perda de calor ao longo do tempo. Os coletores solares I Solar possuem uma conexão conveniente com baixa resistência hidráulica e pontos de fixação flexíveis.

Garantia da Qualidade. Todos os elementos do coletor solar são feitos de materiais confiáveis ​​(cobre e alumínio) de acordo com os mais altos padrões de qualidade, graças aos quais os coletores solares Ya Solar são cobertos por uma garantia de 5 anos, a vida útil é superior a 25 anos.

Alta eficiência. O coletor solar I Solar, com revestimento TiNOX altamente seletivo, oferece excelente desempenho. O vidro óptico especial e a inovadora conexão soldada do absorvedor moldado e tubos de cobre em mais de metade de sua superfície (incluindo tubos coletores Ø22mm) permitem o aproveitamento da energia solar mesmo com tempo nublado. Ao contrário da soldagem ultrassônica, o revestimento não é danificado.

Perda de calor mínima. A construção rígida selada holística do coletor solar I Solar e o mais recente isolamento térmico duplo com baixa absorção de umidade com uma espessura de 60 mm reduzem o coeficiente de perda de calor ao mínimo e permitem um uso mais eficiente da energia solar em climas severos e baixas temperaturas . O ato de testar o funcionamento dos coletores solares no inverno.

O preço é válido a partir de 04/03/2017. O preço inclui IVA. O pagamento pode ser feito por transferência bancária para pessoas físicas ou jurídicas. O pagamento em dinheiro ou cartão pode ser feito no escritório da empresa ou ao despachante no ato da entrega.

Além disso, apenas coletores solares planos podem ser montados verticalmente para maximizar a energia térmica no inverno. Sistemas de termossifão (sem eletricidade) com circulação natural de anticongelante para uso durante todo o ano só são possíveis com coletores solares planos com absorvedor em forma de harpa.

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Que tipo de coletor solar é melhor para a Rússia

A Rússia está localizada em várias zonas climáticas, desde subtropical na Crimeia até subártica na costa do Oceano Ártico. Assim, a radiação solar máxima está no sul e a mínima no extremo norte.

Além disso, não se esqueça da noite polar. Com base nisso, os coletores planos funcionarão melhor nas regiões do sul e os projetos de vácuo funcionarão melhor nas latitudes temperadas e do norte.

Se a casa estiver localizada em latitudes temperadas ou do norte, tiver uma área aquecida de mais de 50 m² e for operada durante todo o ano, não há melhor dispositivo de vácuo. Mas com qualquer tipo de dispositivo solar, um tanque de armazenamento com capacidade de 100 a 500 litros deve ser fornecido no sistema de aquecimento e possivelmente mais de um.

Prós e contras do colecionador

"Por":

• economia em fontes externas de energia - eletricidade, gás, óleo combustível ou carvão, madeira (para uma caldeira);
• independência das fontes de energia acima;
• disponibilidade de equipamentos, instalação e manutenção simples, não são necessárias licenças das autoridades ou empresas especiais;
• a vida útil excede 15-30 anos.

"Contra":

• preços bastante elevados e um longo período de retorno superior a 10-15 anos;
• dependência total das condições climáticas e do próprio sol, que não pode ser controlada;
• em latitudes temperadas e setentrionais, é necessária uma fonte adicional de calor, pelo menos como reserva.

Especificações

Um dos componentes importantes é a resistência da estrutura e dos elementos individuais. Existem elementos de vidro nos coletores planos e a vácuo, estes são o vidro superior e os tubos de bulbo, respectivamente.

Além de impactos mecânicos acidentais durante o transporte e instalação, eles são afetados por:

• flutuações de temperatura chegando a cem graus;
• umidade da chuva ou orvalho da manhã;
• geada, neve;
• granizo;
• rajadas de vento.

Para estruturas solares planas, são utilizados vidros duráveis ​​temperados especiais, que são bem resistentes a ataques de granizo. Além disso, eles têm uma certa estabilidade térmica e podem suportar bem as mudanças periódicas de temperatura.

Tubos em dispositivos de vácuo exigem uma atitude mais cuidadosa, pois o ar é evacuado deles e já existe uma tensão causada pela diferença de pressão externa e interna. Mas o próprio coletor é feito de tal forma que é possível substituir um tubo em caso de dano.

Neve, geada

A melhor opção para resistir à neve é ​​colocar o coletor em uma parede vertical da casa, mas essas oportunidades nem sempre estão disponíveis. Além disso, com um grande número de receptores, a superfície pode simplesmente não ser suficiente.

Outra opção é instalar estruturas em um ângulo com o horizonte superior a 55 °. Se esta é uma boa opção para coletores a vácuo - eles se parecem com estruturas de treliça sopradas de todos os lados, então para dispositivos planos existe o risco de neve derretida deslizar para o fundo e criar uma crosta de gelo.

Quanto à geada, ela acontece apenas em determinadas épocas do ano - as transições "inverno - primavera" ou "outono - inverno". Não cria desvios especiais na operação do coletor e, quando o sol sai, desaparece em 10 a 30 minutos.

Fabricantes, modelos, custo

O mercado apresenta designs da Europa, China e produtos nacionais.

Os produtos europeus, por exemplo, um coletor plano Viessmann custam de 45.000 rublos, análogos da China - de 35.000 rublos. Produtos a vácuo - de 170.000 rublos e 115.000 rublos, respectivamente.

O custo dos fabricantes russos de produtos similares:

1. Novy Polyus LLC, modelo de coletor solar plano YaSolar começa a partir de 19.700 rublos.
2. Empresa "AltEnergy", painel solar plano "AlternEnergy 1.3", preço a partir de 15800 rublos. Os coletores de vácuo são fabricados de acordo com os requisitos de clientes individuais com um preço de 52.000 rublos.
3. A empresa do Grupo ANDI, um coletor solar a vácuo para uso sazonal, o preço do kit começa em 17.500 rublos.

Na Internet, você pode encontrar outros fabricantes nacionais com não menos eficiência e um preço adequado. Para quem gosta de projetar e montar com as próprias mãos, há uma grande oferta de elementos individuais de coletores solares, a partir dos quais vários dispositivos são montados.

Tipos de aquecedores solares de água

Por características de design, os colecionadores são divididos em:

• ar;
• plano;
• vácuo;
• coletores - concentradores;
• construção plástica.

Coletor de ar

É uma estrutura plana através da qual o ar passa. Na maioria das vezes, a massa de ar é direcionada para o espaço entre a parede traseira isolada da carcaça e a placa absorvedora. Isso evita a perda de calor através do vidro superior.

Tal esquema se distingue por seu design simples e operação simples. A vida útil atinge várias dezenas de anos. É usado para aquecimento de ambientes, secagem de produtos vegetais agrícolas ou madeira.

aquecedor tipo plano

O dispositivo é feito na forma de uma caixa plana que combina vários elementos:

1. Absorvedor - desempenha as funções de um absorvedor de radiação solar. É feito, na maioria das vezes, de uma folha de cobre revestida com tinta preta fosca ou pulverizada com óxido de titânio. Um revestimento especial de níquel preto seletivo também é usado.
2. A parede superior é de vidro transparente com um teor mínimo de metal. A redução de perdas é facilitada por um revestimento óptico que retarda a radiação infravermelha dentro do gabinete - a eficiência desse esquema chega a 95%.
3. Um circuito tubular feito na forma de uma bobina - isso permite aumentar a transferência de calor entre o absorvedor e o refrigerante bombeado para o tubo. O melhor resultado é obtido ao usar produtos de cobre soldados diretamente na caixa do drive.

A carcaça externa é feita de ligas de alumínio. O gabinete em si deve ser isolado ao máximo da troca de ar com o ambiente externo. A parte traseira é necessariamente coberta com uma camada de isolante térmico eficaz. Se a circulação do refrigerante for interrompida, a temperatura no interior da carcaça pode atingir 150–200°C.

O esquema de operação de um coletor plano é assim: a radiação solar é absorvida pelo absorvedor e o aquece. Ele, por sua vez, transfere calor através do tubo para o transportador de líquido, que circula entre o coletor e o tanque de armazenamento.

dispositivo de vácuo

Este é um dos dispositivos mais complexos da família de coletores solares. O design interno do absorvedor de radiação solar se assemelha a uma garrafa térmica doméstica e consiste em duas estruturas tubulares:

o tubo externo é feito de vidro transparente e metade da parte interna pode ser coberta com uma camada refletiva, o que aumenta a eficiência de aquecimento do tubo absorvente;

o interior é revestido com uma tinta preta especial, que permite absorver a radiação externa com a máxima eficiência.

É criado um vácuo entre os tubos, que é um mau condutor de calor, pelo que a energia solar é aproveitada ao máximo. No interior do tubo absorvente encontra-se um líquido de baixo ponto de ebulição que, tendo recebido calor, evapora e transfere energia para uma barra de cobre ou outra estrutura tubular com um transportador de calor líquido no seu interior.

Coletor - concentrador

Uma característica distintiva do projeto é a presença de um refletor esférico ou parabolóide, que focaliza o fluxo de energia solar, onde o absorvedor está localizado. A vantagem de tal esquema é a coleta de uma área maior do fluxo de radiação e uma diminuição no tamanho do receptor. Usado principalmente para fins industriais.

coletor de plástico

Estruturalmente, é feito de acordo com o esquema de um dispositivo plano e o princípio de operação é o mesmo, mas a maioria dos elementos é feita de materiais poliméricos. A parte externa é um policarbonato transparente durável. O corpo é feito de plástico de alta resistência, os tubos internos são feitos de polipropileno.

Para viver o ano todo, é mais aconselhável usar um design plano ou um coletor de vácuo.

Vantagens e desvantagens de ambos os tipos:

As principais vantagens dos colecionadores russos

Nos últimos anos, houve um aumento na produção de coletores solares na Rússia.Isso se deve ao aumento da demanda por produtos desse tipo, seu custo relativamente baixo e boa qualidade de construção.

Obviamente, em termos de volumes de produção, os fabricantes russos de hoje não podem ser comparados às marcas europeias que fornecem equipamentos para sistemas solares para os mercados mundiais há muitos anos. Mas certamente há tendências positivas. As empresas russas encontraram seu comprador grato diante de compatriotas e residentes dos antigos países da CEI.

• A principal vantagem do produto nacional é um preço acessível. Um coletor de padrão de qualidade pode ser adquirido por um preço médio de $ 250-450.
• Neste caso, o comprador receberá um serviço a nível europeu. Os fabricantes da Rússia aprenderam a entender e ouvir seus clientes. Muitos sistemas solares coletores são montados em pedidos individuais, com estrita observância de todos os requisitos do cliente.
• A montagem e a qualidade dos materiais utilizados também são de alto nível. A maioria dos fabricantes garante a vida útil dos produtos em 20 a 25 anos e, em cinco anos, o comprador tem o direito de atendimento e aconselhamento.
• E, claro, qualquer colecionador é uma economia significativa para o orçamento familiar. A energia térmica que entra na casa vai para os proprietários praticamente de graça. Eles pagam apenas pela eletricidade consumida pelas bombas de circulação (isto é cerca de 80-90 dólares por ano).

Os coletores solares russos são um investimento lucrativo que será recompensado nos próximos dois a três anos.

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Aplicação de instalações solares

Os coletores solares são usados ​​principalmente para dois propósitos:

• obtenção de água quente para as necessidades domésticas;
• aquecedor de ambiente.

Se coletores relativamente pequenos forem suficientes para água quente, para aquecer uma casa, serão necessárias estruturas de várias dezenas de metros quadrados, o que causará dúvidas técnicas sobre sua instalação.

Como regra, os receptores de luz solar são montados de acordo com três opções:

• instalação no telhado;
• fixação na parede;
• instalação ao nível do solo.

O mais difícil é a opção de cobertura associada ao trabalho em altura. A complicação também é introduzida pelo peso das estruturas, que devem ser levantadas com cuidado para não danificá-las.

Para localização no solo, você precisa encontrar um local onde nada escureça durante o dia, o coletor. Será necessário fazer uma pequena fundação de suporte ou estrutura de suporte de carga na qual o receptor de calor seja montado.

Os tubos que levam à casa devem ser isolados. Ao operar no inverno, é necessário realizar periodicamente trabalhos para limpar a estrutura de possíveis deslizamentos de neve.

Retorno

É aconselhável considerar o retorno dos custos do equipamento para operação durante todo o ano e uso para aquecimento, obtendo água quente para as necessidades diárias.

As despesas com uso sazonal começarão a retornar imediatamente, principalmente se o coletor estiver instalado no país e servir mais para gerar água quente. Neste caso, a relação preço-desempenho será mais interessante. Cerca de 1,5 m² de área de coletor plano será suficiente para um membro da família.

A água quente é muito necessária para as famílias que têm crianças pequenas, e aqui uma instalação solar é muito útil. Mas o resto do membro da família também terá prazer em tomar um banho quente depois de trabalhos justos em sua área. Lavar pratos e lavar as coisas será muito mais fácil. Portanto, a questão do retorno pode ser reformulada como a questão da necessidade de um coletor solar para produzir água quente.

Estágios:

1. Determinação da quantidade de energia solar térmica no local da casa. Esses dados podem ser encontrados em livros de referência, na Internet, mas informações mais precisas estão disponíveis nos serviços meteorológicos locais. Além disso, eles têm observações de longo prazo, para que você possa calcular o valor médio, que pode ser usado em seus cálculos posteriores.
2. As zonas onde o aquecimento será realizado são especificadas - você mesmo entende que não é aconselhável aquecer copas, despensas e despensas semelhantes. Mas, - os quartos das crianças exigirão um aquecimento mais completo do que uma cozinha ou sala de estar.
3. A área útil aproximada do coletor para aquecer 1m² de uma sala é de 0,4–0,5m². Este valor é dado para latitudes temperadas. No sul serão necessários cerca de 0,2–0,3 m², nas regiões norte 0,6–0,8 m². Já a partir desses números fica claro que uma usina solar em locais com clima severo pode ser usada como fonte auxiliar de calor, caso contrário os custos do equipamento serão muito altos.
4. Para aquecer 100m² de área da casa em latitudes médias, você precisará de um coletor tubular com área efetiva de 40 a 60m². Um conjunto completo (equipamento doméstico), incluindo dois tanques de 300 litros cada, bombas e um sistema de controle, juntamente com custos de instalação de cerca de 450.000 rublos.
5. Cerca de 120.000 MJ de calor são necessários por 100 m² durante o ano.

Custo médio da energia térmica:

• caldeira a gás - cerca de 0,35-0,40 rublos. para 1 MJ de calor, 42.000 a 48.000 rublos por ano;
• caldeira elétrica - aproximadamente 0,9 a 1,10 rublos por 1 MJ de energia térmica, 108.000 a 132.000 rublos por ano;
• a energia solar - quase gratuita, apenas o custo de alimentar a bomba elétrica - aumentará de 5.000 a 6.000 rublos por ano.

O custo médio de uma caldeira a gás com instalação será de cerca de 350.000 rublos, uma caldeira elétrica - 10.000 rublos.

Ao longo de 20 anos, os custos totais serão:

• aquecimento a gás, 20 anos * 42.000 rublos / ano + 350.000 rublos = 1.190.000 rublos;
• caldeira elétrica, 20 anos * 108.000 rublos / ano + 10.000 rublos. = 2170000 rublos;
• planta solar, 20 anos * 6.000 rublos / ano + 450.000 rublos = 570.000 rublos.

Pode-se ver que após 6 a 8 anos, o coletor solar devolverá o dinheiro e começará a economizar. Mas foram tomadas as condições ideais, além disso, o consumo de água quente para as necessidades diárias não foi levado em consideração. Levando em conta todos os fatores, o período de retorno real para latitudes médias será de 11 a 12 anos.

Uma grande desvantagem de instalações solares é um grande investimento financeiro único. A adição faseada de seções do coletor ajudará a reduzi-las, mas ao projetar um sistema de aquecimento, é necessário prever isso no projeto geral.

Em princípio, o uso da radiação solar para aquecimento da casa e obtenção de água quente, no atual estágio de desenvolvimento da tecnologia, justifica-se por vários casos:

o uso de coletores solares do tipo plano para operação sazonal em hortas;

o projeto de vácuo será capaz de fornecer calor para toda a casa em um clima bastante ameno, para latitudes temperadas e setentrionais é aconselhável considerar esse tipo de aquecimento como auxiliar, devido ao equipamento bastante caro;

muito bem, um coletor solar de qualquer tipo é combinado com aquecimento geotérmico - no verão, pode dar calor ao solo, que o acumulará e o distribuirá no inverno.

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