Coletor solar a vácuo: princípio de operação + como montá-lo você mesmo

Como montar um coletor de ar

Se você decidir montar o sistema solar com suas próprias mãos, primeiro cuide de todas as ferramentas necessárias.

O que será necessário no trabalho

1. Chave de fenda.

2. Chaves de cano e soquete ajustáveis.

jogo de chave de soquete

3. Soldagem de tubos plásticos.

Soldagem para tubos de plástico

4. Perfurador.

Perfurador

Tecnologia de montagem

Para a montagem, é desejável adquirir pelo menos um assistente. O processo em si pode ser dividido em várias etapas.

Primeira etapa. Primeiramente, monte o quadro, de preferência imediatamente no local onde será instalado. A melhor opção é o telhado, onde você pode transferir separadamente todos os detalhes da estrutura.O próprio procedimento de montagem do quadro depende do modelo específico e é prescrito nas instruções.

Segunda fase. Prenda a estrutura firmemente ao telhado. Se o telhado for de ardósia, use uma viga de revestimento e parafusos grossos; se for de concreto, use âncoras comuns.

Normalmente, os quadros são projetados para serem montados em superfícies planas (inclinação máxima de 20 graus). Sele os pontos de fixação da estrutura na superfície do telhado, caso contrário, eles vazarão.

Terceira etapa. Talvez o mais difícil, porque você tem que levantar um tanque de armazenamento pesado e dimensional no telhado. Se não for possível usar equipamentos especiais, enrole o tanque em um pano grosso (para evitar possíveis danos) e levante-o com um cabo. Em seguida, prenda o tanque à estrutura com parafusos.

Quarta etapa. Em seguida, você deve montar os nós auxiliares. Isso pode incluir:

• elemento de aquecimento;
• sensor de temperatura;
• duto de ar automatizado.

Instale cada uma das peças em uma junta de amolecimento especial (estas também estão incluídas).

Quinta etapa. Traga o encanamento. Para fazer isso, você pode usar tubos feitos de qualquer material, desde que possa suportar uma temperatura de 95 ° C de calor. Além disso, os tubos devem ser resistentes a baixas temperaturas. Deste ponto de vista, o polipropileno é o mais adequado.

Sexta etapa. Depois de conectar o abastecimento de água, encha o tanque de armazenamento com água e verifique se há vazamentos. Veja se a tubulação está vazando - deixe o tanque cheio por várias horas, depois inspecione tudo cuidadosamente e, se necessário, corrija o problema.

Sétima etapa. Depois de certificar-se de que o aperto de todas as conexões está normal, prossiga com a instalação dos elementos de aquecimento.Para fazer isso, enrole um tubo de cobre com uma folha de alumínio e coloque-o em um tubo de vácuo de vidro. Coloque um copo de retenção e uma capa de borracha no fundo do frasco de vidro. Insira a ponta de cobre na outra extremidade do tubo totalmente no condensador de latão.

Resta apenas encaixar a trava do copo no suporte. Instale o resto dos tubos da mesma forma.

Oitava etapa. Instale um bloco de montagem na estrutura e forneça energia de 220 volts a ele. Em seguida, conecte três nós auxiliares a este bloco (você os instalou na quarta etapa do trabalho). Apesar do bloco de montagem ser à prova d'água, tente cobri-lo com uma viseira ou alguma outra proteção contra a precipitação atmosférica. Em seguida, conecte o controlador à unidade - ele permitirá monitorar e regular a operação do sistema. Instale o controlador em qualquer local conveniente.

Isso completa a instalação do coletor de vácuo. Insira todos os parâmetros necessários no controlador e inicie o sistema.

Critérios de seleção do coletor

Se os planos incluem a compra de um coletor de vácuo para aquecimento, você deve prestar atenção a várias nuances que o ajudarão a decidir sobre o modelo:

1. Um sistema solar tubular é adequado para um telhado plano. Com um grande vento, ele se manterá firme e estável.

2. Estudando as características técnicas, é preciso levar em consideração o número de tubos, seu tipo, dimensões, área do equipamento.

3

Também é importante conhecer o volume de líquido, as dimensões do dispositivo, a superfície do absorvedor, a qualidade do vidro dos frascos e a espessura do isolante.

4. Para calcular o desempenho real, é necessário descobrir a área de aquecimento, a quantidade de perda de calor, características climáticas, consumo de água quente por dia.

5.Ao comprar um coletor, você também precisa levar em consideração os custos adicionais para a instalação de componentes: um tanque, uma bateria e um trocador.

Apesar do custo bastante alto, as instalações solares têm recebido grande interesse, como evidenciado pelo feedback dos proprietários que usaram esses sistemas de aquecimento:

“Para economizar, tive que prestar atenção aos coletores solares para uso em uma pensão particular. Durante a temporada, o consumo de água quente é bastante grande, foi necessário escolher um método alternativo de fornecimento de água quente e aquecimento

O fabricante chinês Shentai se oferece para comprar equipamentos a um preço acessível, então me acomodei em seus produtos, especialmente porque as avaliações são principalmente positivas. De acordo com os cálculos, me foi recomendado a potência necessária, eles entregaram e instalaram todos os equipamentos rapidamente. Comparado ao custo de uma caldeira em cada quarto, a economia foi enorme. Não houve falhas ou problemas no trabalho.

Evgeny Gonchar, Krasnodar.

“Agora todas as pessoas estão tentando mudar para uma fonte de aquecimento mais lucrativa. Confiando nos comentários, também pedimos um colecionador Paradigma para nossa casa. No início, eles o usaram como uma opção de backup, um ano depois eles estavam convencidos da eficácia e mudaram completamente para fornecer à casa um sistema solar. Estávamos preocupados que os tubos pudessem ser danificados pelo mau tempo ou pelo vento, mas eles são duráveis, nem mesmo com medo de um furacão. Graças ao sistema de acumulação, você não pode se preocupar com o término do trabalho. Não encontramos falhas, estamos satisfeitos com nossa escolha, embora o preço seja bastante alto.”

“Instalamos um coletor da marca SCH-18 do Grupo Andi, pois as avaliações sobre a empresa são boas.Não sou muito versado em recursos técnicos, meu marido escolheu o aparelho. Mas eu gosto que funcionou apenas uma temporada, e as economias já estão sendo sentidas. É verdade que este ano houve muito sol, então o acúmulo de energia praticamente não foi interrompido. A única desvantagem é que nem sempre há energia suficiente, o aquecimento funciona bem e você precisa ser mais contido com o consumo de água quente, pois a família é grande. Vamos ver como o colecionador se mostrará no futuro."

“Trabalho em uma creche particular. O proprietário instalou um sistema solar Micoe no telhado há dois anos. O consumo de água quente é constantemente exigido e os quartos devem ter a temperatura ideal, e estes são custos decentes. Com o novo equipamento, passa a atender totalmente o aquecimento, fornecer água quente sem interrupção e também aquecer a piscina. Mesmo à noite, todos os sistemas funcionam perfeitamente. Como não vi falhas, estou pensando em comprar o mesmo aparelho para minha casa, principalmente porque o preço é razoável. Você só precisa ler os comentários para escolher o modelo certo.

Todas as empresas têm sua própria faixa de preço para coletores solares do tipo vácuo.

Ao fazer o orçamento de um sistema de aquecimento solar, é importante fazer cálculos preliminares e decidir sobre a opção apropriada. O custo aproximado é mostrado na tabela:

Empresa, fabricante, modelo

O aquecimento doméstico com coletor solar está ganhando cada vez mais popularidade devido à sua versatilidade e eficiência. Os fabricantes estão desenvolvendo novas tecnologias para melhorar o desempenho, confiabilidade e segurança de uso. Os proprietários que instalaram sistemas em suas casas já apreciaram sua qualidade, economia e alto desempenho.

A Rehau é especializada na produção de piso radiante há muitos anos.

O teste de lavagem e pressão do sistema de aquecimento é um procedimento destinado a verificação.

Mais e mais pessoas estão pensando em tal organização para aquecer suas casas.

Caldeiras de aquecimento indireto

Visão geral dos aquecedores de água Thermex

Piso aquecido a água faça você mesmo

Bomba de circulação para sistemas de aquecimento

Visão geral da marca de isolamento térmico Techno-Nicole

A cópia de materiais do site é possível se você definir um link indexado ativo para.

PG "Obogrevguru" Moscou, Volgogradsky prospect 47, escritório 511b (499) 611-34-45

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Coletor de policarbonato

Fabricado em painéis alveolares com boas propriedades de isolamento térmico. Espessura de chapas de 4 a 30 mm. A escolha da espessura do policarbonato depende da transferência de calor necessária. Quanto mais espessa a folha e as células nela, mais água a unidade poderá aquecer.

Para fazer você mesmo um sistema solar, em particular um aquecedor solar de água de policarbonato caseiro, você precisará dos seguintes materiais:

• duas hastes roscadas;
• cantos de propileno, as conexões devem ter uma conexão rosqueada externa;
• Tubos de plástico PVC: 2 peças, comprimento 1,5 m, diâmetro 32;
• 2 plugues.

Os tubos são colocados no corpo em paralelo. Ligue à água quente sanitária através de válvulas de corte. Uma incisão fina é feita ao longo do tubo no qual uma folha de policarbonato pode ser inserida. Graças ao princípio do termossifão, a água entrará independentemente nas ranhuras (células) da folha, aquecerá e entrará no tanque de armazenamento localizado na parte superior de todo o sistema de aquecimento. O silicone resistente ao calor é usado para selar e fixar as folhas inseridas no tubo.

Para aumentar a eficiência térmica de um coletor de policarbonato alveolar, a folha é revestida com qualquer tinta seletiva. O aquecimento da água após a aplicação de um revestimento seletivo é acelerado em aproximadamente duas vezes.

Tipos de tubos de vácuo

Existem cinco tipos de tubos de vácuo para coletores solares. Eles diferem na estrutura interna e design. Além disso, cada um deles pode ser complementado com um absorvedor de metal (geralmente alumínio), que é colocado dentro de um frasco de vidro em forma de tubo.

Importante!
A maioria dos fabricantes preenche o espaço inferior entre as paredes de vidro com bário - absorve as impurezas do gás e melhora as propriedades de isolamento térmico. Sua ausência pode reduzir a eficiência do coletor em até 15%.

Tubos de vácuo termossifão (abertos)

Este tipo de tubo coletor solar é utilizado em coletores com reservatório externo. eles são preenchidos com água e formam um volume com o tanque. A água aquecida do frasco sobe para o tanque e a água resfriada desce.

Os coletores de vácuo termossifão são usados ​​nas seguintes aplicações:

1. Para ligação ao sistema de abastecimento de água quente;
2. Em regiões com alto nível de insolação durante a estação fria;
3. Para uso sazonal (primavera, verão, outono).

Tubo coaxial (tubo de calor)

Este é o tipo mais comum de tubo de vácuo. Nele, dentro de um frasco de vidro, há um tubo de cobre preenchido com um líquido de baixo ponto de ebulição ou água sob baixa pressão.

Quando aquecido, o líquido ou a água começa a ferver, o vapor sobe, aquecendo simultaneamente as paredes de cobre.Na parte superior, ele entra no trocador de calor - uma extensão na extremidade, na qual libera calor pelas paredes para a água que circula ao seu redor.

Após o resfriamento, o vapor condensa nas paredes do trocador de calor e flui para baixo. O ciclo se repete novamente.

Estrutura interna esquemática de um tubo coaxial e um trocador de calor.

Tubos coaxiais duplos

O princípio de operação de tal receptor de calor é o mesmo do anterior, com uma exceção - dois tubos de cobre com líquido são conectados a um trocador de calor. O sistema duplo permite uma remoção de calor mais eficiente, e a grande capacidade e área das paredes do trocador de calor aquecem rapidamente a água.

Coletores de vácuo com sistema coaxial duplo são instalados onde necessário:

1. Proporcionar um pequeno aquecimento de grandes volumes de água;
2. Há necessidade de energia térmica durante um dia ensolarado;
3. Alto nível médio de insolação;
4. Há um rápido bombeamento de água através do sistema.

Tubos de vácuo de penas

Seu design possui um trocador de calor adicional, que permite a remoção mais eficiente do calor do interior do bulbo de vidro. Geralmente é feito na forma de duas placas longitudinais localizadas nas laterais de um dissipador de calor de cobre.

Caso contrário, o princípio de operação é exatamente o mesmo de um tubo coaxial.

Tubos de vácuo em forma de U (tipo U)

Este sistema é fundamentalmente diferente dos anteriores. Ele usa duas linhas - para água fria e aquecida.

Um trocador de calor na forma de uma letra inglesa U é instalado em um frasco de vidro, através do qual a água flui.Da linha com água fria, entra nela, aquece e retorna ao cano com água aquecida.

O coletor de tubo em U é o mais eficiente, mas a instalação é mais difícil. As linhas de fluxo durante a montagem são fixadas por soldagem com tubos de cobre dentro do bulbo de vidro. Acontece um único sistema integral com grande eficiência energética, mas baixa manutenção.

Instalando o frasco em um tubo de cobre em forma de U.

Que tipos de coletores solares existem

Tais sistemas são de dois tipos: planos e vácuo. Mas, em essência, seu princípio de operação é semelhante. Eles usam o calor do sol para aquecer a água. Eles diferem apenas no dispositivo. Vejamos os princípios de operação desses tipos de sistemas solares com mais detalhes.

apartamento

Este é o tipo de coletor mais simples e barato. Funciona da seguinte forma: Os tubos de cobre estão localizados na caixa metálica, que é tratada internamente com um absorvedor de penas altamente eficiente para absorver o calor. Um refrigerante (água ou anticongelante) circula através deles, que absorve o calor. Além disso, esse refrigerante passa por um trocador de calor no tanque de armazenamento, onde transfiro calor diretamente para a água que podemos usar, por exemplo, para aquecer uma casa.

A parte superior do sistema é coberta com vidro de alta resistência. Todos os outros lados da caixa são isolados com isolamento para reduzir a perda de calor.

Vantagens	Imperfeições
Painéis de baixo custo	Baixa eficiência, cerca de 20% menor que o vácuo
Design simples	Grande quantidade de perda de calor através do corpo

Devido à sua facilidade de fabricação, esses sistemas geralmente são feitos com as próprias mãos. Você pode comprar os materiais necessários em lojas de construção.

vácuo

Esses sistemas funcionam de maneira um pouco diferente, devido ao seu design. O painel é composto por tubos duplos. O tubo externo desempenha um papel protetor. Eles são feitos de vidro de alta resistência. O tubo interno tem um diâmetro menor e é coberto com um absorvedor que acumula calor solar.

Além disso, esse calor é transferido para calor por strippers ou hastes de cobre (eles vêm em vários tipos e têm eficiência diferente, vamos considerá-los um pouco mais tarde). Os removedores de calor transferem o calor com a ajuda de um transportador de calor para um tanque acumulador.

Existe um vácuo entre os tubos, o que reduz a perda de calor a zero e aumenta a eficiência do sistema.

Vantagens	Imperfeições
Alta eficiência	Preço mais alto em relação ao apartamento
Perda de calor mínima	A impossibilidade de reparar os próprios tubos
Fácil de reparar, os tubos podem ser trocados um de cada vez
Grande seleção de espécies

Tipos de elementos removíveis de calor (absorventes), de 5

• Absorvedor de penas com canal térmico de fluxo direto.
• Absorvedor de penas com tubo de calor.
• Coletor de vácuo de fluxo direto em forma de U com bulbo coaxial e refletor.
• Sistema com um balão coaxial e um tubo de calor "tubo de calor".
• O quinto sistema são os coletores planos.

Vamos dar uma olhada na eficiência de diferentes absorvedores e também compará-los com os coletores planos. Os cálculos são dados para 1 m2 do painel.

Esta fórmula usa os seguintes valores:

• η é a eficiência do coletor, que calculamos;
• η₀ - eficiência óptica;
• k1 - coeficiente de perda de calor W/(m² K);
• k₂ - coeficiente de perda de calor W/(m² K²);
• ∆T é a diferença de temperatura entre o coletor e o ar K;
• E é a intensidade total da radiação solar.

Usando esta fórmula, usando os dados acima, você mesmo pode fazer os cálculos.

Se você não se aprofundar nas variáveis, para simplificar, a eficiência depende da quantidade de calor que os dissipadores de calor de cobre absorvem e da quantidade de perdas no sistema.

Sistemas com aquecedores de fluxo ou termossifão

De acordo com sua estrutura, eles podem ser planos e a vácuo. Os mesmos princípios operacionais são usados. No entanto, eles têm uma diferença significativa no dispositivo técnico.

Este sistema pode operar sem um tanque de armazenamento de reserva adicional e grupo de bombas.

O princípio de funcionamento é o seguinte. O refrigerante aquecido é acumulado no tanque base, localizado na parte superior do sistema, geralmente 300 litros. Uma bobina passa por ela, por onde circula a água da pressão do próprio sistema de encanamento da casa. Ele aquece e vai para o consumidor.

Vantagens	Imperfeições
Baixo custo devido à ausência de parte do equipamento.	Baixa eficiência do sistema no inverno e à noite
Fácil de instalar, requer um mínimo de esforço, pois o sistema está equipado com tudo o que você precisa

Criando um coletor solar do tipo vácuo faça você mesmo

Criar esse design em casa é um processo bastante complicado e requer um alto grau de preparação. A principal dificuldade na construção de tal unidade está na criação de uma unidade externa.

Aspirar o frasco e o dissipador de calor é impossível sem equipamentos sofisticados, por isso é mais fácil comprá-los na fábrica

A evacuação de alta qualidade do frasco, que também contém um dissipador de calor, requer não apenas habilidade, mas também equipamentos sofisticados.É impossível realizar tal operação em condições artesanais, portanto, as instruções a seguir descrevem um método usando frascos fabricados na fábrica. Mas mesmo aqui há dificuldades. O trabalho em sua instalação requer o mais alto grau de precisão.

A própria tecnologia de montagem pode ser dividida em várias etapas:

• Antes de tudo, você precisa construir uma estrutura na qual os elementos estruturais externos serão anexados. É melhor montar diretamente no local da instalação planejada da estrutura. Como regra, eles são colocados no telhado.
• Depois de montar o quadro, ele deve ser fixado com segurança. As características do método de fixação utilizado dependerão das características da própria estrutura do telhado. Um passo importante, comum a todos os tipos de telhados, é a vedação dos furos feitos para fixar o caixilho.
• Na próxima etapa, é necessário instalar um tanque de armazenamento, que realizará a tarefa de acumular calor. Para isso, é necessário um tanque volumétrico e sua instalação exigirá o uso de equipamentos especiais ou o envolvimento de mão de obra adicional. Também nesta fase, é instalada uma estação de bombeamento.
• Em seguida, é necessário realizar a instalação de unidades e conjuntos auxiliares, como um elemento de aquecimento, um sensor de controle de temperatura e um duto de ar.
• Agora é necessário colocar os tubos pelos quais o refrigerante circulará. Os tubos devem ser feitos de material resistente a altas e baixas temperaturas. A melhor opção seria usar canais de polipropileno.
• Após a instalação da tubulação, é necessário verificar a estanqueidade em combinação com o tanque de armazenamento.Se forem encontrados vazamentos, eles devem ser eliminados e verificados novamente antes de continuar o trabalho.
• Em seguida, os tubos do dissipador de calor são instalados. Como são utilizados produtos de fábrica, é necessário ler atentamente as instruções de instalação anexadas a eles. Nesta fase, você precisa tentar calcular todas as nuances possíveis, porque cometer um erro levará a grandes custos econômicos. Esses itens são bem caros.
• O próximo passo é instalar o bloco de montagem e conectá-lo à rede elétrica. Em seguida, as unidades auxiliares e os conjuntos instalados anteriormente são conectados a ele. Em seguida, um controlador de bloco é conectado ao bloco de montagem, necessário para monitorar o estado de todo o sistema.
• A etapa final da instalação de um coletor solar do tipo vácuo será o comissionamento. Com a ajuda deles, todas as falhas feitas durante a instalação são identificadas e eliminadas.

Concluir a instalação do coletor não significa que você precisa esquecê-lo de uma vez por todas. Para uma vida útil longa e eficiente da unidade, é necessário verificar e fazer a manutenção regularmente.

É lucrativo

Para determinar se é lucrativo usar coletores solares, todos determinam individualmente, dependendo da região de residência, da necessidade de energia térmica e das capacidades financeiras.
A região de residência é um critério importante na determinação da eficiência do uso de dispositivos que convertem a energia solar em outros tipos de energia. A atividade solar (duração da luz do sol) é diferente em diferentes regiões do nosso país, como pode ser visto no diagrama abaixo.
A partir deste esquema pode-se observar que as regiões mais favoráveis ​​para o uso da energia solar, com duração de atividade solar superior a 2.000,0 horas por ano, estão localizadas nas regiões do sul do país. Nessas áreas, também não há invernos frios e longos, o que determina a possibilidade de uso bem-sucedido de coletores solares em sistemas de aquecimento e abastecimento de água quente nessas regiões da Rússia.

Caso seja necessário criar um sistema absolutamente autónomo, a partir de fornecedores externos tradicionais de energia térmica, importa recordar que instalando apenas um colector, não será possível criar tal sistema, pois é necessária energia eléctrica para criar o circulação do refrigerante, o funcionamento do sistema de automação. Portanto, para total autonomia, é necessário resolver a questão da fonte de alimentação independente do objeto conectado. Portanto, para fazer um sistema absolutamente independente, serão necessários custos financeiros adicionais, o que aumentará o período de retorno do equipamento.

Princípio de funcionamento do coletor solar a vácuo

Os coletores solares a vácuo são os dispositivos mais eficientes para o processamento de energia solar. Para atingir uma eficiência de 85%, o dispositivo utiliza apenas 15% da energia solar recebida. Os coletores de vácuo são mais eficientes que os painéis solares, pois podem não apenas converter a energia solar em eletricidade, mas também são usados ​​para aquecimento. Esse recurso permite não apenas economizar energia elétrica, mas também não gastar em equipamentos de aquecimento.

Devido à sua alta eficiência, os coletores solares são amplamente utilizados em áreas como:

• Casas particulares, apartamentos, chalés.
• Salas de escritório.
• Empresa agrícola.
• Complexos industriais de qualquer escala.
• Instituições de saúde.
• Instituições de ensino: escolas, universidades.
• Instituições infantis.
• Instituições comerciais.
• Pontos de alimentação pública.
• Estações ferroviárias, portos e muitas outras instituições de vários tipos.

Os coletores solares podem ser efetivamente usados ​​em quase todos os lugares onde a eletricidade e a água quente são necessárias.

Características da operação de coletores solares:

• Durante o período frio do inverno, especialmente em janeiro e dezembro, os coletores solares não podem produzir mais de 30% a 50% do calor. Portanto, neste período terá que recorrer à ajuda de fontes tradicionais de energia.
• Quanto melhor for o isolamento térmico do edifício, mais eficiente será o funcionamento do sistema de aquecimento.
• Um sistema de piso radiante à base de água também pode ser aquecido usando coletores solares. Recomenda-se usar esse recurso para melhorar a eficiência do sistema.
• O tempo nublado é o principal obstáculo para os coletores solares. Com o aumento da nebulosidade, você terá que usar fontes de calor tradicionais com mais frequência.