Vákuový solárny kolektor: inštalácia, pripojenie, prevádzka

Obsah článku

• Ako funguje vákuový kolektor
• Montáž a inštalácia kolektora na strechu
• Inštalácia tepelného akumulátora
• Pokládka potrubí
• Páskovacie a prídavné zariadenia

V súčasnosti je najracionálnejší spôsob využívania slnečnej energie pomocou vákuových kolektorov systému TÚV. Náš prehľad odpovie na hlavné otázky týkajúce sa funkcií prevádzky solárnych elektrární, ich inštalácie a použitia pre domáce potreby súkromného domu..

Ako funguje vákuový kolektor

Na rozdiel od kolektora s plochými panelmi, kde je vyhrievaný masívny radiátor, v ktorom je uzavretý výmenník tepla s vodou, fungujú vákuové solárne elektrárne odlišne. Chladivo v nich cirkuluje cez tenké rúrky uzavreté v priehľadných bankách, ktoré stúpajú zdola nahor pôsobením prúdenia, ktoré je sprevádzané zahrievaním. Podtlakové potrubie môže mať voliteľne nasledujúce konštrukčné vlastnosti:

• Zrkadlo dole žiarovky, zaostrujúce svetelný tok na trubicu.
• Prítomnosť radiátorov na vnútorných trubkách prispieva k účinnejšej absorpcii tepla.
• Vnútorné rúrky sú na ten istý účel potiahnuté.
• Používajte tepelné rúrky naplnené látkou s nízkym bodom varu namiesto rúriek s chladivom.
• Vákuovo naplnené banky a laminátové sklenené puzdro na zníženie návratu tepla.

Zariadenie vákuovej trubice solárneho kolektora: 1 – prívod chladeného chladiva; 2 – výmenník tepla (kolektor); 3 – teleso chladiča; 4 – tepelná izolácia; 5 – rúrkový kondenzátor; 6 – výstup chladeného chladiva; 7 – hermetická zátka; 8 – pracovná tekutina; 9 – tepelné potrubie; 10 – hliníková platňa (absorbér); 11 – vákuová trubica;

Zavedenie takýchto riešení zvyšuje náklady na kolektor, ale čím vyššia je cena, tým viac slnečnej energie je zariadenie schopné zhromažďovať a odosielať na ohrev vody. Toto je obzvlášť dôležité v ruskej klíme, kde krátke denné svetlo a nízka úroveň osvetlenia umožňujú používať iba vysoko efektívne inštalácie. Výkonnosť kolektora je určená jeho pasovými údajmi v súlade s potrebami systému TÚV.

Montáž a inštalácia kolektora na strechu

Jedným z hlavných rozdielov vákuového rozdeľovača je to, že nevyžaduje zdvíhanie na strechu a inštaláciu ako zostavu. Inštalácia sa môže vykonávať v samostatných jednotkách, čo značne uľahčuje samostatnú prácu.

Nosný rám je spočiatku zmontovaný. Je pomerne objemný, ale zároveň ľahký, takže montáž sa ľahšie vykonáva na zemi. Hlavným nosným prvkom rámu sú bočné koľajnice, ktoré majú štvorcový alebo U-profil. V hornej časti sú strešné koľajnice pripevnené k rozdeľovaciemu potrubiu – zbernému rozdeľovaciemu potrubiu, na ktoré sú napojené vykurovacie banky. V spodnej časti sú profily spojené dištančnou koľajnicou, na ktorej je pripevnený pásik s vybraniami – držiak pre vákuové trubice. Okrem toho sú strešné nosníky v strednej časti spojené jedným alebo dvoma rozperami, ktoré môžu mať na vrchu tlmiace podložky..

Na rohoch rámu sú pripevnené šatky na hlavu s radiálnymi drážkami. Nohy sú k nim priskrutkované: dlhé zo strany potrubia a krátke dole. Vďaka možnosti šikmého pripevnenia k stykom je možné nastaviť montážny uhol, je však potrebné okamžite utiahnuť iba axiálne skrutky s puzdrami, svorky sa po dokončení inštalácie dotiahnu. Zadné nohy v mnohých kolektoroch sú navzájom spojené pomocou oceľových výstuží. V dolnej časti sú šikmé nohy priskrutkované k nohám pre pripevnenie na strechu.

Po predbežnej montáži sa rám nadvihne na strechu a umiestni sa na svah orientovaný na juh. Najskôr je rozdeľovač pripevnený na spodnej časti a potom je nastavená montážna poloha posunutím alebo úpravou dĺžky zadných nôh. Nohy sú upevnené do debny strešnou krytinou, pod nohami sú nainštalované špeciálne tesnenia z dodávacej sady. Kolektor umiestnite na strechu tak, aby nohy spočívali na hrebeňoch vyrazeného povrchu. V prípade potreby sa na strechu namontujú vložené laty alebo sa ako také používajú rúrkové držiaky snehu.

Predpokladá sa, že optimálny uhol sklonu sa rovná zemepisnej šírke, v ktorej je kolektor umiestnený, avšak v závislosti od ročného obdobia a konštrukčných znakov môže výrobca v pokynoch na inštaláciu vykonať úpravy. Na niektorých kolektoroch sú zadné nohy upevnené v pozdĺžnych drážkach, aby bolo možné meniť sklon v rôznych ročných obdobiach. Nezabudnite tiež, že na strmých svahoch je možné zameniť predné a zadné nohy, aby sa zachoval požadovaný uhol montáže..

Inštalácia tepelného akumulátora

Teplo absorbované kolektorovými trubicami sa prevádza do systému prívodu teplej vody, avšak prevádzka v prietokovom režime nie je možná z dôvodu nedostatočného okamžitého výkonu. Ohriata voda sa akumuluje v tepelnom akumulátore, odkiaľ sa privádza do miest prívodu vody. Na umiestnenie batérie sú dve možnosti.

Solárny vákuový kolektor so zásobníkom

Prvá je v hornej časti kolektora, zatiaľ čo nádrž je kombinovaná s rozvodom a teplo z kolektorových potrubí je absorbované priamo vodou. Takéto umiestnenie batérie je prospešné iba z hľadiska toho, že nemusí byť inštalovaná v dome, čo zbytočne zbytočne zbytočne zbytočne zbytočne zbytočne zaberá miesto. Napriek prítomnosti tepelnej izolácie sú však tepelné straty dosť vysoké, čo umožňuje použitie externých batérií iba v oblastiach s miernym podnebím. Pretože sa voda používa v solárnom okruhu, vo vnútri nádrže je nainštalovaný vyhrievací článok, ktorý nedovoľuje, aby chladiaca kvapalina počas voľnobehu zamrzla, alebo sa pomocou obmedzenej cirkulácie solárneho okruhu implementuje systém opätovného ohrevu..

Solárny systém na ohrev vody zo slnka: 1 – prívod studenej vody; 2 – výmenník tepla; 3 – nepriamy vykurovací kotol (tepelný akumulátor); 4 – snímač teploty; 5 – okruh chladiacej kvapaliny; 6 – čerpacia stanica; 7 – ovládač; 8 – expanzná nádrž; 9 – horúca voda; 10 – trojcestný ventil; 11 – solárny kolektor

Akumulátor tepla umiestnený vo vnútri domu je schopný udržať teplo ohriatej vody celú noc bez ohľadu na vonkajšiu teplotu a objem uskladnenej vody je prakticky neobmedzený. Spravidla sa na tieto účely používajú kotly na nepriame vykurovanie, roztok propylénglykolu sa používa ako nosič tepla vo vonkajšom okruhu pre vykurovacie systémy..

Pokládka potrubí

Jednou z najťažších úloh pri inštalácii kolektora je pripojenie k vnútornej inštalácii. Potrubie musí byť nielen odolné voči extrémnym teplotám, ale musí mať aj kvalitnú izoláciu. Za najlepšiu voľbu na tieto účely sa považujú rúrky PEX so systémom nátrubkov, ktoré sa používajú v systémoch zásobovania teplou vodou..

V ideálnom prípade by dĺžka potrubí mala byť minimálna, najmä vo vonkajšej časti potrubia. Preto je zvyčajné montovať kolektory v najnižšej časti svahu a viesť spojovacie rúrky pod kryt v oblasti Mauerlat. Takéto umiestnenie nie je vždy prijateľné z dôvodu zatienenia miesta inštalácie, ktoré núti kolektor zdvíhať smerom hore a vďaka špeciálnym tesniacim priechodom vedie priechod potrubí cez strechu. Vonkajšia časť potrubí musí byť zabalená do izolačného plášťa vyrobeného z penového polyizokyanurátu alebo gumy schopnej odolať teplotám nad 150 ° C. Tepelná izolácia musí mať vonkajší plášť odolný voči UV žiareniu. Vnútorné časti vedenia musia mať tiež tepelnú izoláciu..

Páskovacie a prídavné zariadenia

Najzaujímavejšou technickou výzvou pri inštalácii solárneho kolektora je jeho prepojenie s inými inštalačnými systémami a zabezpečenie správnej činnosti pri riešení mnohých detských chorôb solárnej elektrárne. Pripojenie je najjednoduchšie, keď je batéria umiestnená zvonka: studená voda je privádzaná do spodnej vetvy, horúca voda je odoberaná z hornej vetvy, kvapalina sa pohybuje pod pracovným tlakom vodovodného systému..

Pripojenie vnútorného akumulátora k rozdeľovaču kolektora sa vykonáva dvoma paralelnými rúrami, zatiaľ čo v studenej medzere je nainštalované obehové čerpadlo s mokrým rotorom a špeciálny hydraulický okruh pre solárne systémy. Pumpa pas musí zabezpečiť schopnosť pracovať v systémoch s propylénglykolom.

Jedným z hlavných problémov, ktoré sa vyskytujú pri prevádzke solárneho kolektora, je stagnácia, keď teplota v obidvoch okruhoch dosiahne praktické maximum a chladivo začne vrieť v rozdeľovači alebo v samotných kolektorových trubiciach. Tento jav sa pozoruje hlavne niekoľko hodín pred poludním kvôli skutočnosti, že v najaktívnejšom období zahrievania nemala voda v batérii čas úplne vychladnúť. Najprimitívnejším riešením problému je zapnúť aktívnu cirkuláciu niekoľko hodín pred denným svetlom, aby sa úplne ochladila batéria, čo problém úplne nevyrieši a tiež nie je celkom vhodné pre obyvateľov..

Inou možnosťou je zapnúť prídavný obvod pri prehriatí. Toto riešenie sa realizuje inštaláciou dvojice trojcestných ventilov so servopohonmi v mieste pripojenia k rozdeľovaču, ktoré sú spojené rúrkou dlhou 3 až 4 metre. Po dosiahnutí maximálnej teploty v primárnom okruhu regulátor otvorí kohútiky, vďaka čomu sa vedenie predlžuje a dôjde k ďalšiemu chladeniu chladiacej kvapaliny vstupujúcej do rozdeľovača..

Ďalšou racionálnejšou možnosťou je pripojenie akumulátora tepla k vykurovaciemu systému. Ak dôjde k stagnácii, hlavná vykurovacia jednotka sa zastaví a časť vody zo spätného toku sa odošle do tretieho výmenníka tepla nepriameho vykurovacieho kotla, pričom sa ochladí jej obsah. Štrukturálne je také riešenie komplikovanejšie a navyše nákladnejšie implementovateľné, ale zároveň oveľa výnosnejšie z hľadiska energetickej účinnosti. Všetky opísané metódy v teplom období nefungujú dobre, a preto je možné kolektor chrániť pred prehriatím iba umelým tienením..