お湯と暖房に多くのお金が費やされています。しかし、代替のエネルギー源-真空ソーラーコレクターがあります。これについて聞いたことがありますか?快適性を維持するための経済的コストを大幅に削減し、熱損失を最小限に抑えながら最大の暖房効果を提供します。
このデバイスは、家庭用機器のメーカーから購入するか、自宅で個別に組み立てることができます。適切なモデルを選択するには、検討すべき多くの情報があります。購入の主な基準の決定をお手伝いします。
この記事では、動作原理と真空マニホールドの設計に焦点を当てます。さまざまなモデルの設計機能について話し、これらのインストールの長所と短所を検討します。さらに、真空ソーラーコレクターを自分で作成して設置する方法を詳しく説明します。
資料には、真空コレクターの重要な機能と動作原理について学ぶビデオが付属しています。
真空ユニットの動作原理
真空ソーラーコレクターは、太陽エネルギーの処理方法が従来のソーラーシステムと異なります。クラシックなバッテリーは、光を受けてそれを電気に変換するだけです。コレクターは、内部に真空が再現されたガラス管で構成されています。それらは、特別なドッキングノードを介して単一のシステムに結合されます。
各チューブの内部には、冷却剤を備えた1本または2本の銅棒のチャネルがあります。太陽光線を取り込むことにより、アクティブエレメントは伝熱材を加熱し、コレクターの動作を保証します。
イメージギャラリー
からの写真
屋根の真空ソーラーコレクター
クーラントを加熱するソーラー設備
家にコレクターパイプを入れる
真空ソーラーコレクターの設計
チューブを取り付けるためのマニホールド付きKakrkas
フレームへの真空管の取り付け
真空太陽熱コントローラー
温水貯蔵タンク
この設計により、エネルギー伝達のレベルが大幅に増加し、熱損失が大幅に減少します。これは、真空層により、捕捉された太陽エネルギーの約95%を節約できるためです。
民家の屋上にある真空ソーラーコレクターは、年間を通して温水を住民に提供し、寒い季節には多くのお金をかけずに快適に部屋を暖房します
さらに、貯水池の生産性の季節性、周囲温度、突風、変動する雲量、降水量などのさまざまな気象条件への依存性が低下します。
真空タイプのコレクターはどのように配置されていますか?
太陽光エネルギーにより建物に熱と温水を供給する最新の真空装置は、技術的に異なります。
コレクターは次のタイプに分類されます。
- ガラス保護コーティングなしの管状。
- 変換が少ないモジュール。
- 標準フラットバージョン。
- 透明な断熱材を備えたデバイス;
- 航空ユニット;
- フラット真空マニホールド。
真空ソーラーコレクターは、年中いつでも、どのような天候でも温水と暖房を提供できます(+)
それらはすべて共通の構造的類似性を持っているため、次のもので構成されます。
- 外部透明パイプ空気が完全に排出されるところから;
- 加熱パイプ液体または気体の冷却液が移動する大きなパイプに配置されています。
- 1つまたは2つのプレハブバルブ大口径のパイプを接続し、内部に細いチューブを配置した循環回路を搭載。
全体のデザインは透明な壁のある魔法瓶を幾分思い出させており、前例のないほど高いレベルの断熱が維持されています。この機能により、インナーチューブのハウジングは、定性的にウォームアップし、内部を循環するクーラントにエネルギーリソースを完全に与える能力を獲得します。
構造的ニュアンスと分類
真空タイプのコレクターは、構造に設置されたガラス管のタイプ、またはヒートチャネルの特性によって分類されます。通常、チューブは同軸で羽毛であり、ヒートチャネルはU字型のストレート型およびヒートパイプタイプです。 。
同軸管特性
同軸管は、壁の間に人工的に作成された真空スペースを持つ二重ガラス魔法瓶です。チューブの内面には特殊な熱吸収コーティングが施されているため、実際の熱伝達はガラス電球の壁から直接行われます。
同軸管は、高光透過率の高強度ホウケイ酸塩ベースのガラスでできています。要素は、メーカーに応じて、最大3層のマグネトロンスパッタリングを備え、さまざまな大気の兆候(雨、あられなど)に対して優れた強度と耐性を示し、1 Mpaの圧力に耐え、15年間確実に機能します
吸収要素として、エーテル組成物を含む銅管がガラス管にはんだ付けされます。加熱中、それは蒸発し、熱を効果的に放出し、凝縮して管の下部に排出します。その後、サイクルが繰り返され、熱伝達の連続的なプロセスが作成されます。
フェザーチューブの機能
真空ペンチューブは、同軸よりも肉厚が厚く、2つではなく1つのフラスコで構成されています。内部の銅吸収要素には、強力なアンプ(高レベルのエネルギー吸収コーティングが施された波板)が全長にわたって提供されています。
この設計上の特徴により、真空は熱チャネルに直接配置され、その一部は吸収剤と一緒に直接フラスコに組み込まれています。
内部のペンの真空管には、ペンの形に似たプレートが含まれています。効率の面では、同軸の対応機能を超えていますが、コストが大幅に高く、フラスコの完全性に違反したり、発熱体が故障した場合に交換するのは困難です。
羽毛真空管に基づいて作られたコレクターは、そのクラスで最も効果的であると見なされ、タスクに完全に対処し、長年にわたって信頼性の高いサービスを提供します。
ヒートチャネルヒートパイプの動作原理
ヒートパイプのヒートチャネルは、揮発しやすい液体組成物を含む閉じたチューブで構成されています。日光の影響下で、暖まり、チャネルの上部領域に入り、特別な集熱器(マニホールド)に集中します。
この瞬間の作動流体は、蓄積された熱をすべて放ち、再び落下してプロセスを再開します。
ヒートパイプ熱交換器スリーブは、1パイプ熱交換器自体にはんだ付けされた、または2パイプ熱交換器によって曲げられた特別なソケットによって、マニホールドの熱交換器に接続されています。
ヒートチャネルヒートパイプの作動要素は、銅で作られていますが、まれに-アルミニウムで作られています。動作負荷に対して高い耐性を示し、15年間信頼性があり、妥当なコストがあり、最新のチューブ型真空ソーラーシステムの最も人気のある要素の1つです。
熱媒体は、熱リザーバーから放出されたエネルギーを選択し、それをシステムを通してさらに転送します。これにより、蛇口やラジエーターで温水の利用を保証します。ヒートパイプシステムは設置が簡単で、稼働中の効率が高いことが実証されています。
ヒートパイプ真空管を装備したコレクターは信頼性が高く、日常生活だけでなく高圧ソーラーシステムにも適しています
故障や故障が問題なく発生した場合、システム全体の再構築に頼ることなく、損傷したユニットを新しいものと交換することが可能です。
ユニットを解体することなく、また不必要な労力をかけることなく、コレクターの場所で修理作業を簡単に行うことができます。
U字型インライン熱交換器の説明
直流式熱交換器のチューブはU字型です。水または暖房システムの作動冷媒が内部を循環します。エレメントの一部は冷たいクーラント用で、もう1つはすでに加熱されたものを正しく排出します。
白熱の間、活性組成物は膨張して貯蔵タンクに入り、システム内の流体の自然循環を作成します。内壁に施された特別な選択コーティングにより、熱吸収能力が向上し、システム全体の効率が向上します。
ヒートパイプタイプのチューブと比較して、U字型の製品はより大きな油圧抵抗を持ち、冷却剤への要求を高め、はるかに高価です。貫流U字管で動作するコレクターは、高圧下では動作せず、暖かい季節にのみ高品質の熱伝達を提供します
U型チューブは高い生産性を示し、固体の熱伝達をもたらしますが、同時に1つの重大な欠点があります。これらは、マニホールドと1つの一体構造を形成し、常に一緒に取り付けられます。
故障した単一のシングルチューブを交換すると、機能しなくなります。修理するには、複合体全体を解体し、その場所に新しいものを配置する必要があります。
さまざまな変更の比較
ソーラーユニットの製造では、ソーラーコレクター用のヒートチャネルと真空ガラスチューブがさまざまな組み合わせで組み合わされます。
消費者の間で最も人気のあるのは、ヒートパイプヒートパイプを備えた同軸モデルです。バイヤーは、デバイスの忠実な価格と、運用期間全体を通して非常にシンプルで手頃なサービスに惹かれます。
ワーキングチャネルヒートパイプを備えた真空ソーラーコレクターは完全に修理されています。損傷したチューブは現場で交換され、システムの解体や別の場所への移動は含まれません。ただし、これらのモデルでの熱伝達は難しいため、出力効率は65%以下です。
ヒートパイプチャネルを備えた真空装置は、高い信頼性を発揮し、高圧太陽熱施設でも使用上の制限はありません。
直流U字型チャネルを含む同軸フラスコを備えたデバイスも、人気のデバイスのリストに含まれています。それらは、熱損失が低く、70%以上の効率などのパラメーターによって特徴付けられます。
正しく動作させるには、Uチャンネル付きの真空装置を正しく取り付ける必要があります。最小傾斜角度は20⁰以上が望ましい。この場合にのみ、最大のリターンを確保することが可能になります
状況はやや甘やかされており、複雑な修理プロセス、稼働中の特定のメンテナンス、および単一の損傷したユニットを交換することができません。デバイスに何かが発生した場合、デバイスは解体され、完全に新しいコレクターが設置されます。
ファウンテンチューブは、構造上、厚い壁を備えたガラス製の単一のシリンダーです(メーカーによって異なりますが、2.5 mm以上)。内部に含まれているペン吸収性インサートは、熱伝導金属でできている作業チャネルにしっかりとフィットします。
ほぼ完璧な断熱がガラス容器の内部に真空空間を作り出します。吸収剤は吸収された熱を損失なしに伝達し、システムに最大77%の効率を提供します。
不具合が発生した場合は、フェザーチューブを備えたコレクターを修理する必要があります。システム全体を変更する必要はありません。損傷したユニットを検出して解体し、新しい
フェザーエレメントを備えたモデルは、同軸モデルよりもいくらか高価ですが、その高い効率により、室内での本格的な快適性を提供し、すぐに成果を上げます。
最も効果的で生産性の高いのは、内部直流チャネルを備えた羽フラスコです。彼らの実際の効率は時々80%の記録的なレベルに達します。
フレームにフェザーチューブを取り付けるときは、リングと耐熱ガスケットの付いた強力な圧縮ナットを各パーツのコアに取り付けます。これにより、構造全体の気密性が確保され、コレクターはあらゆる状況で完全に機能することができます
製品の価格は非常に高く、修理を行う場合は、システムからクーラント全体を排出して、トラブルシューティングを続行することが絶対に必要です。
ヒートシンクは何ですか?
集熱器は、真空マニホールドのもう1つの非常に重要な動作要素です。このノードを介して、蓄積された熱がチューブから冷媒に移動します。
ヒートシンクはデバイスの上部にあります。そのコンポーネントの1つである銅コアは、エネルギーを受け取り、それを閉じたシステムの「タンクコレクター熱交換器」を循環する主要な熱媒体に転送します。
システムに接続された循環ポンプによって正しい動作が保証されます。暖房コンプレックスを制御する自動化は、チャネル内の温度レベルを明確に監視し、それが許容可能な最小値を下回ると(たとえば、夜間)、ポンプを停止します。
これにより、クーラントが貯蔵タンクに集められたお湯の熱を集め始めたときの逆加熱を回避できます。
真空型コレクターの長所と短所
ユニットの主な利点は、動作中の熱損失がほとんどないことです。これは、最高品質の天然断熱材の1つである真空環境を提供します。しかし、メリットのリストはこれで終わりではありません。
イメージギャラリー
からの写真
工場製真空管
バリウム吸収剤の使用
吸収効率の向上
真空管の外側部分を冷却する
デバイスには他にも顕著な利点があります。
- 低温インジケーターでの作業効率(最大-30°C);
- 300°Cまでの温度を蓄積する能力;
- 目に見えないスペクトルを含む、熱エネルギーの最大可能吸収;
- 動作の安定性;
- 攻撃的な大気の兆候に対する感受性が低い;
- 異なる密度の気団を通過させることができる管状システムの構造的特徴による低風損。
- 晴れ晴れの日が少ない、温暖で涼しい気候の地域での効率の高さ。
- 基本的な操作規則に従う耐久性;
- 修理の可用性と、システム全体ではなく、1つの失敗したフラグメントのみを変更する機能。
不利な点としては、コレクターが霜、氷、雪からセルフクリーニングできないことや、家でユニットを組み立てるのに必要なコンポーネントが高価であることなどがあります。
ソーラーコレクターは、ほとんど損失なしに太陽エネルギーを熱エネルギーに変換することを可能にする効果的なデバイスです
DIY組み立て
真空マニホールドを組み立てるプロセスは、作業アイテムの基板フレームの製造から始まります。ユニットに割り当てられた場所にすぐに取り付けられます。
フレームのサイズと寸法は、作成する予定のモデルに完全に依存し、通常、コンポーネントのサポートドキュメントの中にある指示に規定されています。
完成したコレクター用フレームは、ルーフに固定され、クリアな位置を占め、揺れません。建物の屋根がスレートの場合は、旋盤ビームと大口径の太いネジを使用します。他の屋根材には、従来のアンカーが使用されます。
フレームが屋根面に隣接する場所をシーラントで固定し、将来水が開口部を通って家に入らないようにします。その後、貯蔵タンクは設置場所に運ばれ、ネジでフレーム上部に固定されます。
次のステップは、ヒーター、温度センサー、自動化されたエアベントを収集することです。すべての補助ユニットと関連部品は、付属の柔軟剤の上に置かれます。温度センサーを固定するには、ソケットレンチを使用します。
次に、水の供給を装備します。この目的のために、低温インジケーターに耐性があり、95°Cまで耐えることができる任意の材料からパイプを取ってください。ポリプロピレンパイプと継手は、それ自体が十分に証明されています。
ポリプロピレンパイプは、ソーラーコレクターとリビングルームの配管システムとの接続を整理するのに理想的です。フィッティングは、優れた物理的特性と操作耐久性を備え、長年にわたって信頼性の高いサービスを提供し、ひび割れや破れた場合に簡単に交換できます
給水を接続することにより、貯蔵タンクは水で満たされ、漏れがないかテストされます。 3〜4時間以内に漏れが検出された場合は、修理されます。
最後に、発熱体が取り付けられています。そのために、銅管をアルミ板で包み、ガラス製の真空管に入れます。下から、フラスコに固定カップと耐久性のある柔軟なゴムの葯を入れます。
管の上部の銅の先端が真鍮コンデンサーに押し込まれています。粘性の熱接触グリースはパイプから取り除かれません。ロック機構はブラケットにラッチされ、残りのガラス管はすべて同じ原理で取り付けられます。
管状のソーラーコレクターは、特に大雪の時期には定期的なメンテナンスと必須の清掃が必要です。これらの単純なルールに従うと、長期間にわたって機能し、運用期間全体を通して高いレベルの効率を維持します。
取り付けブロックが構造に配置され、220ボルトの電源がそれに接続され、3つの補助ユニットがシステムに接続されています-加熱要素、空気出口、および温度センサー。
コンプレックスを正しく管理するために設計された、最後にコントローラーを接続する。必要な操作パラメーターがコントローラーメニューに入力され、システムが標準モードで起動します。
この記事では、ソーラーコレクターの構造に関する段階的な手順を説明します。
デバイスを配置する方法?
バキュームコレクターが完全に機能し、リビングルームに必要なエネルギーを効果的に提供するためには、彼が最も適切な場所を見つけ、デバイスを世界の各部分に対して正しく配置する必要があります。
真空タイプのソーラーコレクターは、フラットなソーラーコレクターよりもはるかに実用的です。作業チューブの1つが損傷して故障した場合、新しいチューブと交換するのは非常に簡単です。その後、システムは以前と同様に機能し続けます。一度に、破損した要素の代わりに新しい要素を配置する機会がない場合、それは問題ではありません。ユニットは、損傷した要素を持つノードが利用可能であっても、その「義務」を果たすことができます
北半球の集落では、家の屋根の南部またはサイトの日当たりの良い側にコレクターを配置することが重要です。デバイスの平面の最小偏差を保証することが望ましい。
表面を南に向ける可能性がない場合は、西洋と東洋の中でオープンスペースで最も明るい角度を選択する価値があります。
真空タイプのコレクターの高い作業効率は、ミラーの原理に作用し、現在の太陽の高さに基づいてその熱出力を均一にするという事実にも起因します
エネルギーソーラーコンプレックスは、煙突、屋根の装飾的な破片、木の枝の広がり、高い住宅または技術的な建物をカバーするべきではありません。これにより、効率が低下し、アクティブ要素の加熱レベルが低下します。
ユニットが正しく配置されていれば、季節に関係なく、年間を通じてほぼ同じ熱伝達が得られます。
複雑な修理や設置、鍵屋の作業の経験があまりない場合、自宅でチューブを掃除機で掃除するのは不合理です。このプロセスは非常に面倒で、特別な知識と特殊な装置が必要です。
さらに、自作の真空タイプのエレメントは、工場の部品よりも効率がはるかに低くなります。したがって、専門の製造業者から製品を購入し、自宅でいくつかのセクションを組み立ててみるのが最も合理的です。
このサイトには、ソーラーヒーティングシステムの配置に関する記事のセレクションがあります。次を読むことをお勧めします。
- ソーラー暖房システム:ソーラーシステムに基づく暖房技術の分析
- ソーラーパネルで民家を加熱する:スキームとデバイス
- フレキシブルソーラーパネル:タイプ、特性+接続機能
真空管の詳細、詳細な説明、その動作原理、および全体としてのソーラーコレクターの機能の特徴。著者はいくつかの興味深いニュアンスについて話し、そして設備がガスボイラーの真の代替となり得ることを示しています。
冬のソーラーコレクターの仕事に関する興味深い情報。
自宅で自分の手で真空ソーラーコレクターを取り付ける方法。プロセスのすべてのニュアンス、推奨事項、および役立つヒント。
管状の真空ソーラーコレクターの動作の基本原理を知っているので、ユニットを自分で組み立てることができます。インストールは、個人の個々の要件とニーズを完全に満たします。
これはそれほど難しい作業ではありませんが、注意、注意力、特定のスキルを高める必要があります。そうしないと、フラスコの完全性を損ない、その完全性に違反するリスクが大幅に高まります。
ソーラーコレクターの選択、設置、自己組み立ての問題に関心のある方は、コメントを残して質問することができます。お問い合わせフォームは下のブロックにあります。