הרבה כסף מושקע על מים חמים וחימום בחלל. אבל יש מקור אנרגיה אלטרנטיבי - אספן שמש ואקום. שמעתם על זה? זה מאפשר לך להפחית משמעותית את העלויות הכספיות לשמירה על נוחות, לספק אפקט חימום מירבי עם הפסד חום מינימלי.
ניתן לקנות מכשיר זה מיצרני ציוד ביתי או להרכיב באופן עצמאי בבית. כדי לבחור מודל מתאים, נותר ללמוד הרבה מידע. אנו נעזור לך לקבוע את הקריטריונים העיקריים לרכישה.
המאמר יתמקד בעקרון הפעולה ובעיצוב סעפת הוואקום. נדבר על תכונות העיצוב של דגמים שונים, נשקול את היתרונות והחסרונות של התקנות אלה. בנוסף, נתאר בפירוט כיצד להכין ולהתקין קולט שמש ואקום בעצמכם.
החומר מלווה בסרטונים מהם תלמדו על תכונות ועקרונות חשובים להפעלת קולטי ואקום.
עקרון הפעולה של יחידת הוואקום
אספן השמש הוואקום שונה ממערכות הליו המקובלות בשיטת העיבוד של אנרגיה סולארית. מצבר קלאסי פשוט מקבל אור וממיר אותו לחשמל. האספן מורכב מצינורות זכוכית עם ואקום משוחזר בפנים. הם משולבים למערכת יחידה באמצעות צמת עגינה מיוחדת.
בתוך כל צינור יש תעלה של מוטות נחושת אחת או שתיים עם נוזל קירור. על ידי לכידת קרני השמש, האלמנט הפעיל מחמם את חומר העברת החום ובכך מבטיח את פעולת האספן.
גלריית תמונות
תמונה מאת
אספן שמש לגג
התקנת שמש לחימום נוזל הקירור
מכניס צינורות אספן לבית
עיצוב קולטי שמש ואקום
Kakrkas עם סעפת להתקנת צינורות
התקנת צינורות ואקום במסגרת
בקר תרמי סולארי ואקום
מיכל מים מחומם
בשל תכנון זה, רמת העברת האנרגיה עולה משמעותית, ואובדן החום מצטמצם משמעותית, מכיוון ששכבת הוואקום מאפשרת לך לחסוך כ 95% מהאנרגיה הסולארית שנתפסה.
אספן שמש ואקום הממוקם על גג בית פרטי יספק לתושבים מים חמים לאורך כל השנה, ובעונה הקרה הוא יחמם בנוחות את החדר מבלי לבזבז הרבה כסף
בנוסף, התלות של תפוקת המאגר בעונתיות, טמפרטורת הסביבה ותנאי מזג אוויר שונים, כמו משבי רוח, כיסוי ענן משתנה, משקעים וכו ', יורדת.
כיצד מסדרים אספן מסוג ואקום?
התקני ואקום מודרניים המספקים לחדרים מים ומים חמים עקב אנרגיה סולארית הם שונים מבחינה טכנולוגית.
אספנים מחולקים לסוגים הבאים:
- צינורי ללא ציפוי מגן זכוכית;
- מודול עם המרה מופחתת;
- גרסה שטוחה סטנדרטית;
- מכשיר עם בידוד תרמי שקוף;
- יחידת אוויר;
- סעפת ואקום שטוחה.
קולט שמש ואקום מסוגל לספק מים חמים וחימום בכל עת של השנה ובכל מזג אוויר (+)
לכולם דמיון מבני משותף, ולכן הם מורכבים מ:
- צינור שקוף חיצונימשם נשאב אוויר לחלוטין;
- צינור מחומםממוקם בצינור גדול שבו נוזל הקירור הנוזל או הגזי נע;
- שסתום טרומי אחד או שנייםאליהם מחוברים צינורות מקוטר גדול יותר ונכלל מעגל זרימה של צינורות דקים שהונחו בפנים.
העיצוב כולו מזכיר מעט תרמוס עם קירות שקופים, בו נשמרת רמה גבוהה של בידוד תרמי. בשל תכונה זו, שיכון הצינור הפנימי רוכש את היכולת להתחמם באופן איכותי ומעניק באופן מלא את משאב האנרגיה לנוזל הקירור המסתובב בתוכו.
ניואנסים מבניים וסיווג
קולטים מסוג ואקום מסווגים לפי סוג צינורות הזכוכית המותקנים במבנה, או לפי המאפיינים של תעלות החום. הצינורות הם בדרך כלל קואקסיאליים ונוצות, ותעלות החום הן בצורת U בצורת U ישר וצינורות חום. .
מאפיין צינור קואקסיאלי
צינורות קואקסיאלים הם בקבוקי תרמוס זכוכית כפולה עם חלל ואקום שנוצר באופן מלאכותי בין הקירות. על המשטח הפנימי של הצינור יש שכבה של ציפוי מיוחד לספיגת חום, ולכן העברת החום בפועל מתרחשת ישירות מקירות נורת הזכוכית.
צינורות קואקסיאליים עשויים זכוכית מבוססת בורוסיליקט בעלת חוזק גבוה עם העברת אור גבוהה. לאלמנטים, תלוי ביצרן, יש עד שלוש שכבות של התזת מגנטרון, מפגינים חוזק ועמידות מצוינים להתבטאויות אטמוספריות שונות (גשם, ברד וכו '), עומדים בלחץ של 1 מגה ושמש אמינים במשך 15 שנים.
כאלמנט קולט, מולחמת צינור נחושת המכיל הרכב אתר לתוך צינור זכוכית. במהלך החימום הוא מתאדה, למעשה מפטיר את החום שלו, מתעבה ומתנקז לחלק התחתון של הצינור. ואז המחזור חוזר, וכך נוצר תהליך רציף של העברת חום.
תכונות צינור נוצה
צינורות עט ואקום בעלי עובי דופן גדולים יותר מאשר קואקסיאליים ואינם מורכבים משניים, אלא בקבוק אחד. אלמנט קליטת הנחושת הפנימית מסופק לכל אורכו מגבר חזק - פלטה גלי עם ציפוי סופג אנרגיה ברמה גבוהה.
בשל תכונה עיצובית זו, הוואקום ממוקם ישירות בתעלת החום, שחלקה, יחד עם הסופג, משולב ישירות בבקבוק.
צינור הוואקום בעט בעט בתוכו צלחת הדומה לעט בצורתו. מבחינת היעילות, הוא עולה על היכולות של מקבילו הקואקסיאלי, אך בעלות גבוהה יותר משמעותית וקשה להחלפה במקרה של פגיעה בשלמות הבקבוק או כישלון גוף החימום.
אספנים המיוצרים על בסיס צינורות ואקום נוצה נחשבים ליעילים ביותר בכיתתם, מתמודדים בצורה מושלמת עם המשימות ומשמשים באופן אמין במשך שנים רבות.
עקרון הפעולה של צינור החום של תעלת החום
תעלות החום של צינור חום מורכבות מצינורות סגורים המכילים הרכב נוזלי נדיף בקלות. בהשפעת אור השמש הוא מתחמם, עובר לאזור העליון של התעלה ומתרכז שם בקולט חום מיוחד (סעפת).
נוזל העבודה ברגע זה מוציא את כל החום המצטבר ושוב נופל כדי לחדש את התהליך.
שרוול מחליף צינורות החום מחובר למחליף החומר של סעפת באמצעות שקע מיוחד שהודבק בתוך מחליף החום בעל הצינור עצמו, או מכופף על ידי מחליף חום בעל 2 צינורות.
המרכיב העובד בצינור החום של תעלת החום עשוי נחושת, במקרים נדירים יותר - מאלומיניום. הוא מראה עמידות גבוהה לעומסים תפעוליים, היה אמין במשך 15 שנה, בעל עלות סבירה והוא אחד האלמנטים הפופולאריים ביותר של מערכות סולאריות ואקום מודרניות מסוג צינור.
מוביל החום בוחר את האנרגיה המשוחררת ממאגר החום ומעביר אותה הלאה דרך המערכת ובכך מבטיח זמינות של מים חמים בברזים ורדיאטורים. מערכת צינור החום קלה להתקנה ומפגינה יעילות גבוהה במהלך הפעולה.
לאספנים המצוידים בצינורות ואקום של צינור חום רמת אמינות טובה והם מתאימים לשימוש לא רק בחיי היומיום, אלא גם במערכות תרמיות סולאריות בלחץ גבוה.
במקרה של התמוטטות או כישלונות ללא קשיים, ניתן להחליף את היחידה הפגועה ביחידה חדשה מבלי לפנות לשחזור המערכת כולה.
ניתן לבצע בקלות עבודות תיקון ממש במקום האספן, מבלי לפרק את היחידה ומבלי ליישם מאמץ מיותר על העבודה.
תיאור של מחליף חום בצורת U
הצינור של מחליף החום הזרם הישיר הוא בעל צורת האות U. מים או נוזל הקירור העובד של מערכת החימום מסתובב בתוכו. חלק אחד של האלמנט מיועד נוזל קירור קר, והשני פורק כראוי כבר מחומם.
בזמן ליבון, הרכב הפעיל מתרחב ונכנס למיכל האחסון ובכך נוצר זרימה טבעית של נוזלים במערכת. ציפוי סלקטיבי מיוחד המופעל על הקירות הפנימיים מגביר את יכולת ספיגת החום ומעלה את יעילות המערכת כולה.
בהשוואה לצינורות מסוג צינור חום, למוצרים בצורת U יש התנגדות הידראולית רבה יותר, מציבים דרישות מוגברות לקירור הקירור והם יקרים בהרבה. אספנים הפועלים על צינורות U דרך פעם אחת אינם יכולים לעבוד בלחץ גבוה ומספקים העברת חום באיכות גבוהה רק במהלך העונה החמה
צינורות מסוג U מפגינים פרודוקטיביות גבוהה ומעניקים העברת חום מוצקה, אך יחד עם זאת יש להם חיסרון אחד משמעותי. הם מהווים מבנה אינטגרלי אחד עם סעפת ותמיד מותקנים יחד איתו.
החלף צינור בודד אחד שנכשל, לא יעבוד. לתיקון, תצטרכו לפרק את המתחם כולו ולהכניס אחד למקומו.
השוואה בין שינויים שונים
בייצור יחידות סולאריות משולבים תעלות חום וצינורות זכוכית ואקום לקולטי שמש במגוון שילובים.
הפופולריות ביותר בקרב הצרכנים הם דגמים קואקסיאליים עם צינור חום צינור חום. הקונים נמשכים למחירם הנאמן של מכשירים ושירות פשוט מאוד ובמחיר סביר בכל תקופת ההפעלה.
קולט השמש הוואקום עם צינור חום של תעלת עבודה מתוקן בצורה מושלמת. צינורות פגומים מוחלפים במקום ואינם כוללים פירוק המערכת או העברתה למקום אחר. עם זאת, העברת חום בדגמים אלה קשה, שבגללה יעילות התפוקה אינה עולה על 65%
התקני ואקום עם תעלות צינור חום מפגינים אמינות גבוהה ואין להם מגבלות על השימוש, אפילו במתחמים תרמיים סולאריים בלחץ גבוה.
מכשירים עם בקבוק קואקסיאלי המכילים תעלות בצורת U ישירה בזרימה ישירה כלולים גם ברשימת הפופולריות. הם מאופיינים בפרמטרים כגון איבוד חום נמוך ויעילות של 70% ומעלה.
להפעלה נכונה, יש להתקין כראוי התקן ואקום עם ערוץ U. רצוי שזווית הנטייה המינימלית היא לפחות 20⁰. רק במקרה זה ניתן יהיה להבטיח החזר מרבי
המצב מעט מפונק: תהליך תיקון מורכב, תחזוקה ספציפית במהלך הפעולה וחוסר היכולת להחליף יחידה פגומה אחת. אם קורה משהו למכשיר, הוא מפרק ומוצב אספן חדש לחלוטין.
צינורות המזרקה הם מבחינה מבנית צילינדר יחיד העשוי זכוכית עם קירות חזקים מעובים (תלוי ביצרן, מגודל 2.5 מ"מ ומעלה). התוספת סופגת העט שנמצאת בפנים מתאימה היטב לתעלת עבודה העשויה מוליכת חום מוליכה.
בידוד כמעט מושלם יוצר חלל ואקום בתוך מיכל הזכוכית. הסופג מעביר את החום הספוג ללא הפסד ומספק למערכת יעילות של עד 77%.
במקרה של תקלה, יש לתקן אספנים המצוידים בצינורות נוצה. אין צורך לשנות את המערכת כולה, זה מספיק כדי לאתר יחידה פגומה, לפרק אותה ולהכניס מקום חדש במקום הזה
דגמים עם אלמנט נוצה יקרים מעט יותר מאלו הדו-קואקסיים, אך בגלל היעילות הגבוהה שלהם הם מספקים נוחות מלאה בחדר ומשתלמים במהירות.
היעילים והפרודוקטיביים הם צלוחיות נוצה עם תעלות זרימה ישירה פנימיות. היעילות בפועל מגיעה לפעמים לרמות שיא של 80%.
בעת התקנת צינורות הנוצות בתוך המסגרת, מונחים על הליבה של כל חלק אגוז דחיסה חזק עם טבעת ו אטם עמיד בחום. זה מבטיח את אטימות המבנה כולו ומאפשר לאספן לתפקד באופן מלא בכל תנאי
מחיר המוצרים די גבוה, וכשמבצעים תיקונים, יש צורך בהחלט לנקז את כל נוזל הקירור מהמערכת ורק אז להמשיך בפתרון בעיות.
מה צריך להיות גוף הקירור?
אספן החום הנו עוד גורם עבודה חשוב מאוד של סעפת הוואקום. דרך צומת זו מועבר החום המצטבר מהצינורות אל נוזל הקירור.
אספן החום ממוקם בחלקו העליון של המכשיר. אחד מרכיביו, ליבת הנחושת, מקבל אנרגיה ומעביר אותה למוביל החום הראשי המסתובב במערכת הסגורה "מחליף חום אספן טנקים".
פעולה נכונה מובטחת על ידי משאבת זרימה המחוברת למערכת. אוטומציה השולטת במתחם החימום מנטרת בבירור את רמת הטמפרטורה בתעלות, ואם היא נופלת מתחת למינימום הקריטי המותר (לדוגמה, בלילה), היא עוצרת את המשאבה.
זה מאפשר לך להימנע מחימום הפוך כאשר נוזל הקירור מתחיל לאסוף את חום המים החמים שנאספו במיכל האחסון.
יתרונות וחסרונות של אספני סוג ואקום
היתרון העיקרי של היחידות הוא העדר כמעט מוחלט של אובדן חום במהלך הפעולה. זה מספק סביבת ואקום, שהיא אחד מבודדי הטבע האיכותיים ביותר. אבל רשימת ההטבות לא מסתיימת שם.
גלריית תמונות
תמונה מאת
צינורות ואקום מתוצרת מפעל
באמצעות בולם בריום
שיפור יעילות הבולם
קריר את החלק החיצוני של צינור הוואקום
למכשירים יתרונות בולטים אחרים:
- יעילות עבודה במדדי טמפרטורה נמוכים (עד -30 ° С);
- היכולת לצבור טמפרטורות עד 300 מעלות צלזיוס;
- הספיגה המרבית האפשרית של אנרגיה תרמית, כולל הספקטרום הבלתי נראה;
- יציבות תפעולית;
- רגישות נמוכה לביטויים אטמוספריים אגרסיביים;
- סיבוב נמוך בגלל התכונות המבניות של מערכות צינוריות המסוגלות להעביר מסות אוויר בצפיפות שונות דרך עצמן;
- רמת יעילות גבוהה באזורים עם אקלים ממוזג וקריר עם מעט ימים בהירים ושטופי שמש;
- עמידות בכפוף לכללי הפעולה הבסיסיים;
- זמינות לתיקון ויכולת לשנות לא את המערכת כולה, אלא רק שבר כושל אחד.
החסרונות כוללים את חוסר היכולת של האספנים לנקות את עצמם מחרבוב, קרח, שלג ואת המחיר הגבוה של הרכיבים הדרושים להרכבת היחידה בבית.
קולט השמש הוא מכשיר יעיל המאפשר להמיר אנרגיה סולארית לאנרגיית חום כמעט ללא הפסד
הרכבה DIY
תהליך הרכבת סעפת הוואקום מתחיל בייצור מסגרת מצע לפריטי עבודה. הוא מותקן מייד במקום המוקצה ליחידה.
הגודל והמידות של המסגרת תלויים באופן מוחלט ומוחלט בדגם אותו אתם מתכננים להכין, ולרוב נקבעים בהוראות המצויות בין המסמכים התומכים לרכיבים.
המסגרת המוגמרת לקולט אסופה על הגג כך שתופס תנוחה ברורה ואינה מתנדנדת. אם גג המבנה הוא צפחה, השתמש בקורות מחרטות ובברגים עבים בקוטר גדול. עבור חומרי קירוי אחרים משתמשים בעוגנים קונבנציונליים.
אני מקבע את המקומות שבהם המסגרת צמודה למשטח הגג באיטום, כך שבעתיד מים לא יכנסו לבית דרך פתחים. לאחר מכן, מיכל האחסון מועבר לאתר ההתקנה והוא קבוע בראש המסגרת עם ברגים.
השלב הבא הוא לאסוף את התנור, חיישן הטמפרטורה ואת האוורור האוטומטי. כל יחידות העזר והחלקים הקשורים אליו מונחים על גבי המרככים המסופקים. כדי לתקן את חיישן הטמפרטורה השתמש ברגים שקעים.
לאחר מכן, צייד את אספקת תקשורת המים. לצורך כך נלקחים צינורות מכל חומר העמיד בפני אינדיקטורים לטמפרטורה נמוכה ומסוגלים לעמוד עד 95 מעלות צלזיוס. צינורות ואביזרי פוליפרופילן הוכיחו את עצמם היטב.
צינורות פוליפרופילן הם אידיאליים לארגון החיבור של קולט השמש למערכת האינסטלציה של הסלון. לאביזרים יש מאפיינים פיזיים טובים וסיבולת מבצעית, משמשים באופן אמין במשך שנים רבות והם מוחלפים בקלות במקרה של סדקים או קרעים
על ידי חיבור אספקת המים, מיכל האחסון מלא במים ונבדק לדליפות. אם מתגלים דליפות איפשהו תוך 3-4 שעות, הן מתוקנות.
בסוף מותקנים גופי חימום. לשם כך, צינור הנחושת עטוף ביריעת אלומיניום ומונח בצינור ואקום העשוי זכוכית. מלמטה מונחים על הבקבוק כוס תיקון ואנדרן מגומי עמיד וגמיש.
קצה הנחושת העליון של הצינור נדחף כל הדרך אל קבל הפליז. גריז מגע צמיג תרמי אינו מוצא מהצינורות. מנגנון הנעילה נצמד על סוגר וכל צינורות הזכוכית שנותרו מורכבים על אותו עיקרון.
קולטי שמש צינוריים זקוקים לתחזוקה שוטפת וניקוי חובה, במיוחד בתקופות של שלג כבד. אם תעקוב אחר הכללים הפשוטים האלה, הם יעבדו זמן רב וישמרו על יעילות גבוהה לאורך כל התקופה המבצעית.
בלוק הרכבה מונח על המבנה, ספק חשמל 220 וולט מחובר אליו ושלוש יחידות עזר מחוברות למערכת - גוף חימום, יציאת אוויר וחיישן טמפרטורה.
האחרון לחיבור הבקר, המיועד לניהול נכון של המתחם. פרמטרי ההפעלה הרצויים נכנסים לתפריט הבקר והמערכת מופעלת במצב רגיל.
במאמר זה ניתנת הוראות שלב אחר שלב לבניית קולט שמש.
כיצד למקם את המכשיר?
על מנת שאספן הוואקום יעבוד במלואו ויעניק לסלון את האנרגיה הדרושה, נדרש לו למצוא את המקום המתאים ביותר ולכוון נכון את המכשיר ביחס לחלקי העולם.
קולטי שמש מסוג ואקום הם הרבה יותר פרקטיים מאשר עמיתיהם השטוחים. כאשר אחד מצינורות העבודה נפגע ונכשל, קל מאוד להחליפו בחדש. לאחר מכן המערכת תמשיך לתפקד כמו קודם. אם בבת אחת אין הזדמנות להכניס אלמנט חדש במקומו של הפגוע, זה לא משנה. היחידה תוכל למלא את "חובותיה", גם אם קיים צומת עם אלמנט פגום
עבור יישובים בחצי הכדור הצפוני, חשוב למקם את האספן בחלקו הדרומי של גג הבית או בצד שטוף השמש של האתר. רצוי להבטיח סטייה מינימלית למישור המכשיר.
אם אין אפשרות לכוון את המשטח לכיוון דרום, כדאי לבחור מבין מערב ומזרח את זווית האור ביותר במרחב הפתוח.
יעילות העבודה הגבוהה של האספן מסוג ואקום נובעת גם מהעובדה שהוא פועל על עיקרון המראה ומיישם את עוצמתו התרמית על בסיס גובה השמש הנוכחי.
מתחם השמש האנרגטי לא אמור לכסות ארובות, שברי גג דקורטיביים, פריסת ענפי עצים ומבנים מגורים או טכניים גבוהים. זה יקטין את היעילות ויוריד את רמת החימום של האלמנטים הפעילים.
אם היחידה ממוקמת נכון, היא תספק כמעט אותו העברת חום לאורך כל השנה, ללא קשר לעונה.
אם אין ניסיון רב ביישום עבודות תיקון והתקנה ומנעולנות מורכבות, שאיבת הצינורות בבית אינה הגיונית. תהליך זה מאוד עמל ודורש ידע מיוחד וציוד מיוחד.
בנוסף, אלמנטים מסוג ואקום מתוצרת עצמית הם בעלי רמת יעילות נמוכה בהרבה מחלקי המפעל. לכן, סביר ביותר לרכוש מוצרים מיצרן המתמחה, ואז לנסות להרכיב כמה חלקים בבית.
באתר מבחר מאמרים בנושא סידור מערכת החימום הסולארית, אנו ממליצים שתקראו:
- מערכות חימום סולארי: ניתוח טכנולוגיית חימום על בסיס מערכות סולאריות
- חימום בית פרטי עם פאנלים סולאריים: סכמות ומכשירים
- פאנלים סולאריים גמישים: סוגים, מאפיינים + תכונות חיבור
תיאור מפורט ומפורט של צינור הוואקום, עקרון פעולתו ותכונות תפקודו של קולט השמש בכללותו. הכותב מדבר על כמה ניואנסים מעניינים ומראה כי ההתקנה יכולה להיות אלטרנטיבה אמיתית לדוד גז.
מידע מעניין על עבודתו של קולט השמש בחורף.
כיצד להרכיב קולטי שמש ואקום במו ידיכם בבית. כל הניואנסים של התהליך, המלצות וטיפים שימושיים.
בהכרת העיקרון הבסיסי להפעלה של קולט שמש ואקום צינורי, תוכלו להרכיב את היחידה בעצמכם. ההתקנה תענה באופן מלא על הדרישות והצרכים האישיים האישיים.
זו לא משימה קשה במיוחד, אך היא מצריכה תשומת לב מוגברת, קפידות ומיומנויות מסוימות, אחרת הסיכון לפגוע בשלמות הבקבוק ולהפר את שלמותו עולה משמעותית.
כל המעוניינים בנושא בחירה, התקנה או הרכבה עצמית של קולט השמש מוזמנים להשאיר הערות ולשאול שאלות. טופס יצירת הקשר נמצא בגוש התחתון.