Colector solar al vacío: principio de funcionamiento + cómo montarlo usted mismo

Cómo montar un colector de aire

Si decide ensamblar el sistema solar con sus propias manos, primero cuide todas las herramientas necesarias.

Lo que se requerirá en el trabajo.

1. Destornillador.

2. Llaves ajustables, de tubo y de tubo.

Juego de llaves de vaso

3. Soldadura para tuberías de plástico.

Soldadura para tuberías de plástico.

4. Perforador.

Perforador

Tecnología de montaje

Para el montaje, es deseable adquirir al menos un asistente. El proceso en sí se puede dividir en varias etapas.

Primera etapa. Primero, ensamble el marco, preferiblemente inmediatamente en el lugar donde se instalará. La mejor opción es el techo, donde puede transferir por separado todos los detalles de la estructura.El procedimiento mismo para montar el marco depende del modelo específico y se prescribe en las instrucciones.

Segunda fase. Fije el marco firmemente al techo. Si el techo es de pizarra, use una viga de revestimiento y tornillos gruesos, si es de hormigón, use anclajes comunes.

Por lo general, los marcos están diseñados para montarse en superficies planas (inclinación máxima de 20 grados). Selle los puntos de fijación del marco a la superficie del techo, de lo contrario, se filtrarán.

Tercera etapa. Quizás el más difícil, porque tiene que levantar un tanque de almacenamiento pesado y voluminoso hasta el techo. Si no es posible utilizar un equipo especial, envuelva el tanque en un paño grueso (para evitar posibles daños) y levántelo con un cable. Luego fije el tanque al marco con tornillos.

Cuarta etapa. A continuación, debe montar los nodos auxiliares. Esto puede incluir:

• elemento de calefacción;
• sensor de temperatura;
• conducto de aire automatizado.

Instale cada una de las piezas en una junta de ablandamiento especial (estas también están incluidas).

Quinta etapa. Traiga la plomería. Para ello, se pueden utilizar tuberías de cualquier material, siempre que pueda soportar una temperatura de calor de 95°C. Además, las tuberías deben ser resistentes a las bajas temperaturas. Desde este punto de vista, el polipropileno es el más adecuado.

Sexta etapa. Después de conectar el suministro de agua, llene el tanque de almacenamiento con agua y verifique que no haya fugas. Vea si la tubería tiene fugas: deje el tanque lleno durante varias horas, luego inspeccione cuidadosamente todo y, si es necesario, solucione el problema.

Séptima etapa. Después de asegurarse de que el apriete de todas las conexiones sea normal, proceda con la instalación de los elementos calefactores.Para ello, envuelve un tubo de cobre con una lámina de aluminio y colócalo en un tubo de vacío de vidrio. Coloque una copa de retención y una funda de goma en el fondo del matraz de vidrio. Inserte la punta de cobre en el otro extremo del tubo hasta el final en el condensador de latón.

Solo queda encajar el candado de copa en el soporte. Instale el resto de los tubos de la misma manera.

Octava etapa. Instale un bloque de montaje en la estructura y suminístrele energía de 220 voltios. Luego, conecte tres nodos auxiliares a este bloque (los instaló en la cuarta etapa del trabajo). A pesar de que el bloque de montaje es resistente al agua, intente cubrirlo con una visera o alguna otra protección contra las precipitaciones atmosféricas. Luego, conecte el controlador a la unidad; le permitirá monitorear y regular el funcionamiento del sistema. Instale el controlador en cualquier lugar conveniente.

Esto completa la instalación del colector de vacío. Ingrese todos los parámetros necesarios en el controlador e inicie el sistema.

Criterios de selección de coleccionistas

Si los planes incluyen comprar un colector de vacío para calentar, debe prestar atención a una serie de matices que lo ayudarán a decidir sobre el modelo:

1. Un sistema solar tubular es adecuado para un techo plano. Con una gran resistencia al viento, se mantendrá firme y estable.

2. Al estudiar las características técnicas, debe tener en cuenta la cantidad de tubos, su tipo, dimensiones, área de equipo.

3

También es importante conocer el volumen de líquido, las dimensiones del dispositivo, la superficie del absorbedor, la calidad del vidrio de los matraces y el espesor del aislante.

4. Para calcular el rendimiento real, es necesario averiguar el área de calefacción, la cantidad de pérdida de calor, las características del clima, el consumo de agua caliente por día.

5.Al comprar un colector, también debe tener en cuenta los costos adicionales para instalar componentes: un tanque, una batería y un intercambiador.

A pesar del costo bastante alto, las instalaciones solares han recibido un gran interés, como lo demuestran los comentarios de los propietarios que usaron tales sistemas de calefacción:

“Para ahorrar dinero, tuve que prestar atención a los colectores solares para usar en una pensión privada. Durante la temporada, el consumo de agua caliente es bastante grande, era necesario elegir un método alternativo para suministrar agua caliente y calefacción.

El fabricante chino Shentai ofrece comprar equipos a un precio asequible, así que me decidí por sus productos, sobre todo porque las críticas son en su mayoría positivas. Según los cálculos me recomendaron la potencia necesaria, entregaron e instalaron todo el equipo rápidamente. En comparación con el costo de una caldera en cada habitación, los ahorros fueron enormes. No hubo deficiencias ni problemas en el trabajo.

Evgeny Gonchar, Krasnodar.

“Ahora todas las personas están tratando de cambiar a una fuente de calefacción más rentable. Confiando en las reseñas, también pedimos un colector Paradigma para nuestra cabaña. Al principio lo usaron como una opción de respaldo, un año después se convencieron de la efectividad y cambiaron por completo para proporcionar a la casa un sistema solar. Nos preocupaba que los tubos pudieran dañarse por el mal tiempo o el viento, pero son duraderos, ni siquiera temen a un huracán. Gracias al sistema de acumulación, no puede preocuparse por la terminación del trabajo. No encontramos ninguna deficiencia, estamos satisfechos con nuestra elección, aunque el precio es bastante alto”.

“Instalamos un colector de la marca SCH-18 del Grupo Andi, ya que las críticas sobre la empresa son buenas.No soy muy versado en características técnicas, mi esposo eligió el dispositivo. Pero me gusta que haya funcionado solo una temporada, y los ahorros ya se están sintiendo. Es cierto que este año hubo mucho sol, por lo que la acumulación de energía prácticamente no se interrumpió. El único inconveniente es que no siempre hay suficiente potencia, la calefacción funciona bien y hay que ser más comedido con el consumo de agua caliente, ya que la familia es numerosa. Veamos cómo se mostrará el coleccionista en el futuro".

“Trabajo en un jardín de infancia privado. El propietario instaló un sistema solar Micoe en el techo hace dos años. El consumo de agua caliente se requiere constantemente y las habitaciones deben tener la temperatura óptima, y ​​estos son costos decentes. Con el nuevo equipo, resulta que la calefacción está completamente equipada, suministra agua caliente sin interrupción y también calienta la piscina. Incluso de noche, todos los sistemas funcionan perfectamente. Como no vi ninguna deficiencia, estoy pensando en comprar el mismo dispositivo para mi casa, sobre todo porque el precio es razonable. Solo necesita leer las reseñas para elegir el modelo correcto.

Todas las empresas tienen su propio rango de precios para los colectores solares de vacío.

Al establecer el presupuesto para un sistema de calefacción solar, es importante hacer cálculos preliminares y decidir la opción adecuada. El costo aproximado se muestra en la tabla:

Empresa, fabricante, modelo

La calefacción doméstica con colector solar está ganando cada vez más popularidad debido a su versatilidad y eficiencia. Los fabricantes están desarrollando nuevas tecnologías para mejorar el rendimiento, la fiabilidad y la seguridad de uso. Los propietarios que han instalado sistemas en sus hogares ya han apreciado su calidad, ahorro y alto rendimiento.

Rehau se ha especializado en la producción de calefacción por suelo radiante durante muchos años.

El lavado y la prueba de presión del sistema de calefacción es un procedimiento destinado a la verificación.

Cada vez más personas están pensando en una organización de este tipo para calentar sus hogares.

Calderas de calentamiento indirecto

Descripción general de los calentadores de agua Thermex

Piso calentado por agua hágalo usted mismo

Bomba de circulación para sistemas de calefacción.

Descripción general de la marca de aislamiento térmico Techno-Nicole

Es posible copiar materiales del sitio si configura un enlace indexado activo.

PG "Obogrevguru" Moscú, Volgogradsky prospecto 47, oficina 511b (499) 611-34-45

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Colector de policarbonato

Fabricado con paneles de nido de abeja con buenas propiedades de aislamiento térmico. Espesor de chapas de 4 a 30 mm. La elección del grosor del policarbonato depende de la transferencia de calor requerida. Cuanto más gruesa sea la lámina y las celdas que contiene, más agua podrá calentar la unidad.

Para hacer un sistema solar usted mismo, en particular un calentador de agua solar de policarbonato casero, necesitará los siguientes materiales:

• dos varillas roscadas;
• esquinas de propileno, los accesorios deben tener una conexión roscada externa;
• Tubos de plástico PVC: 2 piezas, longitud 1,5 m, diámetro 32;
• 2 enchufes

Las tuberías se colocan en el cuerpo en paralelo. Conectar a ACS a través de válvulas de cierre. Se hace una incisión delgada a lo largo de la tubería en la que se puede insertar una lámina de policarbonato. Gracias al principio del termosifón, el agua ingresará de forma independiente en las ranuras (celdas) de la lámina, se calentará y pasará al tanque de almacenamiento ubicado en la parte superior de todo el sistema de calefacción. Se utiliza silicona resistente al calor para sellar y fijar las láminas insertadas en la tubería.

Para aumentar la eficiencia térmica de un colector de policarbonato celular, la lámina se recubre con cualquier pintura selectiva. El calentamiento del agua después de aplicar un recubrimiento selectivo se acelera aproximadamente dos veces.

Tipos de tubos de vacío

Hay cinco tipos de tubos de vacío para colectores solares. Se diferencian en la estructura interna y el diseño. Además, cada uno de ellos puede complementarse con un absorbedor de metal (generalmente aluminio), que se coloca dentro de un matraz de vidrio en forma de tubo.

¡Importante!
La mayoría de los fabricantes llenan el espacio inferior entre las paredes de vidrio con bario: absorbe las impurezas del gas y mejora las propiedades de aislamiento térmico. Su ausencia puede reducir la eficiencia del colector hasta en un 15%.

Tubos de vacío de termosifón (abiertos)

Este tipo de tubos colectores solares se utiliza en colectores con acumulador externo. están llenos de agua y forman un volumen con el tanque. El agua calentada del matraz sube al tanque y el agua enfriada cae.

Los colectores de vacío por termosifón se utilizan en las siguientes aplicaciones:

1. Para la conexión al sistema de suministro de agua caliente;
2. En regiones con un alto nivel de insolación durante la estación fría;
3. Para uso estacional (primavera, verano, otoño).

Tubo coaxial (Tubo de calor)

Este es el tipo más común de tubo de vacío. En él, dentro de un matraz de vidrio, hay un tubo de cobre lleno de un líquido de bajo punto de ebullición o agua a baja presión.

Cuando se calienta, el líquido o el agua comienza a hervir, el vapor se eleva y se calienta simultáneamente desde las paredes de cobre.En la parte superior, ingresa al intercambiador de calor, una extensión en el extremo, en la que cede calor a través de las paredes al agua que circula a su alrededor.

Después del enfriamiento, el vapor se condensa en las paredes del intercambiador de calor y fluye hacia abajo. El ciclo se repite de nuevo.

Estructura interna esquemática de un tubo coaxial y un intercambiador de calor.

Tubos coaxiales gemelos

El principio de funcionamiento de un receptor de calor de este tipo es el mismo que el anterior, con una excepción: dos tubos de cobre con líquido están conectados a un intercambiador de calor. El sistema gemelo permite una eliminación de calor más eficiente, y la gran capacidad y área de las paredes del intercambiador de calor calientan rápidamente el agua.

Se instalan colectores de vacío con sistema coaxial doble donde es necesario:

1. Proporcionar un pequeño calentamiento de grandes volúmenes de agua;
2. Hay necesidad de energía térmica durante un día soleado;
3. Alto nivel medio de insolación;
4. Hay un bombeo rápido de agua a través del sistema.

Tubos de vacío de plumas

Su diseño tiene un intercambiador de calor adicional, que permite una eliminación más eficiente del calor del interior del bulbo de vidrio. Por lo general, se fabrica en forma de dos placas longitudinales ubicadas a los lados de un disipador de calor de cobre.

Por lo demás, el principio de funcionamiento es exactamente el mismo que el de un tubo coaxial.

Tubos de vacío en forma de U (tipo U)

Este sistema es fundamentalmente diferente de los anteriores. Utiliza dos líneas: para agua fría y caliente.

Se instala un intercambiador de calor en forma de letra U inglesa en un matraz de vidrio, a través del cual pasa agua.Desde la línea con agua fría, ingresa, se calienta y regresa a la tubería con agua calentada.

El colector de tubo en U es el más eficiente, pero la instalación es más difícil. Las líneas de flujo durante el montaje se sujetan mediante soldadura con tubos de cobre dentro del bulbo de vidrio. Resulta un único sistema integral con gran eficiencia energética, pero baja mantenibilidad.

Instalación del matraz en un tubo de cobre en forma de U.

Qué tipos de colectores solares existen

Dichos sistemas son de dos tipos: planos y de vacío. Pero, en esencia, su principio de funcionamiento es similar. Usan el calor del sol para calentar el agua. Se diferencian solo en el dispositivo. Veamos los principios de funcionamiento de este tipo de sistemas solares con más detalle.

plano

Este es el tipo de colector más simple y económico. Funciona de la siguiente manera: los tubos de cobre están ubicados en la caja de metal, que está tratada internamente con un absorbedor de plumas altamente eficiente para absorber el calor. Por ellos circula un refrigerante (agua o anticongelante) que absorbe el calor. Además, este refrigerante pasa por un intercambiador de calor en el tanque de almacenamiento, donde transfiero calor directamente al agua que podemos usar, por ejemplo, para calentar una casa.

La parte superior del sistema está cubierta con vidrio de alta resistencia. Todos los demás lados de la caja están aislados con aislamiento para reducir la pérdida de calor.

Ventajas	Defectos
Paneles de bajo costo	Baja eficiencia, alrededor de un 20 % menos que el vacío
Diseño simple	Gran cantidad de pérdida de calor a través del cuerpo.

Debido a su facilidad de fabricación, estos sistemas a menudo se fabrican incluso con sus propias manos. Puedes comprar los materiales necesarios en tiendas de construcción.

Aspirar

Estos sistemas funcionan un poco diferente, esto se debe a su diseño. El panel consta de tubos dobles. El tubo exterior juega un papel protector. Están fabricados en vidrio de alta resistencia. El tubo interior tiene un diámetro menor y está cubierto con un absorbedor que acumula el calor solar.

Además, este calor se transfiere al calor mediante separadores o varillas de cobre (vienen en varios tipos y tienen diferentes eficiencias, los consideraremos un poco más adelante). Los extractores de calor transfieren calor con la ayuda de un portador de calor a un tanque de acumulación.

Hay un vacío entre los tubos, lo que reduce la pérdida de calor a cero y aumenta la eficiencia del sistema.

Ventajas	Defectos
Alta eficiencia	Precio más alto en relación con piso
Pérdida de calor mínima	La imposibilidad de reparar los propios tubos.
Fácil de reparar, los tubos se pueden cambiar uno a la vez
Amplia selección de especies.

Tipos de elementos termorremovibles (absorbedores), de 5

• Absorbedor de plumas con canal térmico de flujo directo.
• Absorbedor de plumas con tubo de calor.
• Colector de vacío de flujo directo en forma de U con bulbo coaxial y reflector.
• Sistema con un matraz coaxial y un tubo de calor "heat pipe".
• El quinto sistema son los colectores planos.

Echemos un vistazo a la eficiencia de diferentes absorbentes y también comparémoslos con los colectores de placa plana. Los cálculos se dan para 1 m2 del panel.

Esta fórmula utiliza los siguientes valores:

• η es la eficiencia del colector, que calculamos;
• η₀ - eficiencia óptica;
• k₁ - coeficiente de pérdida de calor W/(m²·K);
• k₂ - coeficiente de pérdida de calor W/(m² K²);
• ∆T es la diferencia de temperatura entre el colector y el aire K;
• E es la intensidad total de la radiación solar.

Usando esta fórmula, usando los datos anteriores, puede hacer los cálculos usted mismo.

En pocas palabras, la eficiencia depende de la cantidad de calor que absorben los disipadores de calor de cobre y la cantidad de calor perdido en el sistema.

Sistemas con calentadores de flujo o termosifón

Según su estructura, pueden ser tanto planas como de vacío. Se utilizan los mismos principios operativos. Sin embargo, tienen una diferencia significativa en el dispositivo técnico.

Este sistema puede funcionar sin un tanque de almacenamiento de respaldo adicional y un grupo de bombas.

El principio de funcionamiento es el siguiente. El refrigerante calentado se acumula en el depósito base, que se encuentra en la parte superior del sistema, normalmente de 300 litros. Por él pasa un serpentín, por el que circula agua procedente de la presión del propio sistema de fontanería de la casa. Se calienta y va al consumidor.

Ventajas	Defectos
Bajo costo debido a la ausencia de parte del equipo.	Baja eficiencia del sistema en la temporada de invierno y en la noche
Fácil de instalar, requiere un mínimo esfuerzo, ya que el sistema está equipado con todo lo necesario

Creando un colector solar tipo vacío con tus propias manos.

Crear un diseño de este tipo en casa es un proceso bastante complicado y requiere un alto grado de preparación. La principal dificultad en la construcción de una unidad de este tipo radica en la creación de una unidad externa.

Aspirar el matraz y el disipador de calor es imposible sin un equipo sofisticado, por lo que es más fácil comprarlos en la fábrica.

La evacuación de alta calidad del matraz, que también contiene un disipador de calor en el interior, requiere no solo habilidad, sino también un equipo sofisticado.Es imposible realizar tal operación en condiciones artesanales, por lo tanto, las siguientes instrucciones describirán un método que utiliza matraces fabricados en fábrica. Pero incluso aquí hay dificultades. El trabajo en su instalación requiere el más alto grado de precisión.

La tecnología de montaje en sí se puede dividir en varias etapas:

• En primer lugar, debe construir un marco en el que se unirán los elementos estructurales externos. Lo mejor es ensamblar directamente en el lugar de la instalación planificada de la estructura. Como regla general, se colocan en el techo.
• Después de ensamblar el marco, debe estar bien sujeto. Las características del método de fijación utilizado dependerán de las características de la propia estructura del techo. Un paso importante, común a todo tipo de cubiertas, es el sellado de los agujeros realizados para fijar el marco.
• En la siguiente etapa, es necesario instalar un tanque de almacenamiento, que realizará la tarea de acumular calor. Para este propósito, se necesita un tanque volumétrico y su instalación requerirá el uso de equipos especiales o la participación de mano de obra adicional. También en esta etapa se instala una estación de bombeo.
• A continuación, es necesario realizar la instalación de unidades y conjuntos auxiliares, como un elemento calefactor, un sensor de control de temperatura y un conducto de aire.
• Ahora es necesario colocar las tuberías por las que circulará el refrigerante. Las tuberías deben ser de material resistente tanto a altas como a bajas temperaturas. La mejor opción sería utilizar canales de polipropileno.
• Después de la instalación de la tubería, es necesario verificar su estanqueidad en combinación con el tanque de almacenamiento.Si se encuentran fugas, deben eliminarse y volver a revisarse antes de continuar con el trabajo.
• A continuación, se instalan los tubos del disipador de calor. Dado que se utilizan productos de fábrica, es necesario leer atentamente las instrucciones de instalación adjuntas. En esta etapa, debe intentar calcular todos los matices posibles, porque cometer un error generará grandes costos económicos. Estos artículos son bastante caros.
• El siguiente paso es instalar el bloque de montaje y conectarlo a la red eléctrica. Luego, las unidades auxiliares y los conjuntos instalados anteriormente se conectan a él. A continuación, se conecta un controlador de bloque al bloque de montaje, que es necesario para monitorear el estado de todo el sistema.
• La etapa final de la instalación de un colector solar de tipo vacío será la puesta en marcha. Con su ayuda, se identifican y eliminan todos los defectos producidos durante la instalación.

Completar la instalación del colector no significa que deba olvidarse de él de una vez por todas. Para una vida útil prolongada y eficiente de la unidad, es necesario revisarla y darle servicio periódicamente.

es rentable

Para determinar si es rentable usar colectores solares, cada uno determina individualmente, según la región de residencia, la necesidad de energía térmica y según las capacidades financieras.
La región de residencia es un criterio importante para determinar la eficiencia del uso de dispositivos que convierten la energía solar en otros tipos de energía. La actividad solar (duración de la luz solar) es diferente en las distintas regiones de nuestro país, como se puede observar en el siguiente diagrama.
De este esquema se puede observar que las regiones más favorables para el uso de la energía solar, con una duración de la actividad solar de más de 2000.0 horas al año, se ubican en las regiones del sur del país. En estas áreas, tampoco hay inviernos fríos y largos, lo que determina la posibilidad del uso exitoso de colectores solares en sistemas de calefacción y suministro de agua caliente en estas regiones de Rusia.

Si es necesario crear un sistema absolutamente autónomo, a partir de proveedores externos tradicionales de energía térmica, debe recordarse que instalando solo un colector, no será posible crear dicho sistema, porque se necesita energía eléctrica para crear el circulación del refrigerante, el funcionamiento del sistema de automatización. Por lo tanto, para una autonomía completa, es necesario resolver el problema de la fuente de alimentación independiente del objeto conectado. Por lo tanto, para hacer un sistema absolutamente independiente, se requerirán costos financieros adicionales, lo que aumentará el período de recuperación de la inversión del equipo.

Principio de funcionamiento del colector solar de vacío

Los colectores solares de vacío son los dispositivos más eficientes para procesar la energía solar. Para lograr una eficiencia del 85%, el dispositivo utiliza solo el 15% de la energía solar recibida. Los colectores de vacío son más eficientes que los paneles solares, ya que no solo pueden convertir la energía solar en electricidad, sino que también se utilizan para calentar. Esta característica permite no solo ahorrar en electricidad, sino también gastar en equipos de calefacción.

Debido a su alta eficiencia, los colectores solares son ampliamente utilizados en campos como:

• Casas particulares, apartamentos, chalets.
• Salas de oficina.
• Empresa agrícola.
• Complejos industriales de cualquier escala.
• Instituciones de salud.
• Instituciones educativas: colegios, universidades.
• Instituciones infantiles.
• Instituciones comerciales.
• Puntos de restauración públicos.
• Estaciones de ferrocarril, puertos y muchas otras instituciones de diversa índole.

Los colectores solares se pueden usar de manera efectiva en casi cualquier lugar donde se necesite electricidad y agua caliente.

Características del funcionamiento de los colectores solares:

• Durante el período frío del invierno, especialmente en enero y diciembre, los colectores solares no pueden producir más del 30 % al 50 % del calor. Así que en este período habrá que recurrir a la ayuda de las fuentes de energía tradicionales.
• Cuanto mejor sea el aislamiento térmico del edificio, más eficiente funcionará el sistema de calefacción.
• Un sistema de calefacción por suelo radiante a base de agua también se puede calentar utilizando colectores solares. Se recomienda utilizar esta función para mejorar la eficiencia del sistema.
• El tiempo nublado es el principal obstáculo para los colectores solares. Con una mayor nubosidad, tendrá que usar fuentes de calor tradicionales con más frecuencia.