Soddisfare
Massimizzare l’uso di fonti energetiche alternative nella vita di tutti i giorni è un compito chiave su cui le menti ingegneristiche lavorano costantemente. E in questa materia hanno raggiunto risultati significativi, introducendo regolarmente nuovi dispositivi che consentono loro di organizzare un’esistenza confortevole, soggetta a una significativa riduzione del consumo di elettricità tradizionale. Uno di questi sviluppi interessanti è il collettore solare sotto vuoto. La familiarità con il dispositivo e il principio di funzionamento dell’apparecchiatura aiuteranno a conoscerne meglio i meriti e a decidere sullo scopo nella vita di tutti i giorni..
Nomina e disposizione dell’attrezzatura ↑
Il design dei collettori solari è molto diverso. Può trattarsi di riscaldatori piatti o sottovuoto, nonché di apparecchiature in cui l’aria viene utilizzata come vettore di calore anziché acqua. Ci soffermeremo sulla modifica del vuoto in dettaglio, poiché è questo tipo di collettore solare che ha un’alta efficienza e una serie di altri indiscutibili vantaggi.
Lo scopo del collettore del vuoto, il cui lavoro si basa sulla conversione della radiazione solare in energia termica, ha un ampio intervallo variazionale. La maggiore richiesta si osserva quando è necessario riscaldare l’acqua in volumi significativi. Un passo sotto è l’obiettivo di organizzare il riscaldamento degli ambienti installando apparecchiature solari sotto forma di un collettore a vuoto. Può riscaldare l’acqua della piscina o fornire un pavimento caldo nella stagione fredda. Un aspetto importante del funzionamento del collettore solare è la sua compatibilità e sicurezza ambientale..
La differenza principale tra i riscaldatori a vuoto e altri design di collettori solari è la presenza di tubi di vetro fissi sul pannello di base. Come materiale, viene utilizzato il vetro borosilicato, caratterizzato da una maggiore resistenza e preservando le proprietà ottiche per un lungo periodo. Per il rivestimento, viene utilizzata una sostanza speciale, che fornisce l’attrazione della luce solare. Un prodotto più piccolo si trova all’interno del tubo più grande, lo spazio tra loro è riempito con il vuoto.
Sul fondo del tubo c’è un liquido speciale, che sotto l’influenza dell’energia solare viene convertito in vapore e sale, garantendo così un riscaldamento uniforme dell’acqua nel collettore del vuoto. Il dispositivo dell’apparecchiatura è mostrato nello schema seguente:
Principio di funzionamento ↑
La presenza nel design del compartimento del vuoto garantisce il funzionamento del collettore solare secondo il principio di un thermos. Gli elementi di base delle apparecchiature includono principalmente le seguenti parti:
- collettore;
- un accumulatore di calore; un serbatoio d’acqua agisce spesso nel suo ruolo;
- circuito scambiatore di calore;
- sensori di temperatura;
- ricevitore.
Analizziamo le funzioni di ogni parte in dettaglio. Il ricevitore è realizzato in rame isolato con un metodo poliuretanico. Ulteriore protezione è fornita dal rivestimento in alluminio anodizzato. Attraverso di essa, viene fornita energia termica. Se viene rilevato un malfunzionamento nel ricevitore, la procedura di sostituzione funziona senza intoppi, non è necessario scaricare il liquido dallo scambiatore di calore.
Alla fine dei tubi a vuoto del collettore solare e sul retro del dispositivo di riscaldamento, sono installati sensori di temperatura. Sulla base dei loro indicatori, viene azionata la pompa di circolazione.
Il principio di funzionamento del riscaldatore solare è il seguente:
- Un liquido non congelante funge da liquido di raffreddamento, che, passando attraverso la zona superiore dell’apparecchiatura, assorbe l’energia termica generata da speciali punte realizzate in leghe di rame.
- Come risultato dell’applicazione del meccanismo a spirale nell’azionamento del collettore solare sotto vuoto, il liquido viene riscaldato.
- Il trasferimento di calore in un ciclo chiuso viene eseguito fino a quando il grado del liquido stesso è superiore alla temperatura dell’acqua nel serbatoio.
I fattori che determinano il periodo di funzionamento di un tale sistema sono gli indicatori di temperatura dell’atmosfera e la durata delle ore di luce del giorno..
I magazzini del vuoto che utilizzano l’energia della luce solare arrivano direttamente e indirettamente. La prima versione dei collettori sottovuoto è caratterizzata dall’uso dell’acqua come refrigerante, quindi viene definita attrezzatura stagionale alimentata da energia solare. Nel secondo caso, è possibile utilizzare il dispositivo tutto l’anno.
Caratteristiche di installazione ↑
La conformità con le raccomandazioni per l’installazione di un collettore sottovuoto è la chiave per il funzionamento altamente efficiente del riscaldatore solare. La posizione corretta fornisce il riscaldamento del liquido nella stagione fredda del 50-60%, per il periodo estivo questa cifra è del 100%.
Per questi scopi, le tubazioni in acciaio zincato o polimerico non sono adatte. L’acciaio inossidabile o il rame è il materiale ottimale. Quindi, a cosa dovresti prestare attenzione:
- Se montato sul tetto di strutture, l’angolo di inclinazione del collettore del vuoto rispetto all’orizzonte è uguale alla latitudine geografica dell’area.
- Il posizionamento negli spazi aperti di un radiatore solare deve essere effettuato vicino ad edifici che consumano calore.
- I fattori di ombreggiatura dovrebbero essere esclusi.
- I collettori solari raggiungono la massima efficienza quando l’angolo di incidenza dei raggi del sole è 90di.
Tuttavia, è difficile raggiungere questa condizione a causa del movimento costante della stufa a vuoto rispetto alla luce solare. La soluzione ideale a questo problema è installare un collettore mobile che mantenga l’angolo di inclinazione richiesto grazie alla funzione di rotazione dietro il sole. Ma il costo di tali apparecchiature è proibitivamente elevato, quindi è molto più redditizio gestire collettori sottovuoto che sono più semplici in termini tecnici.
Quando si sceglie un angolo di inclinazione, sono guidati dallo scopo principale del riscaldatore solare, mentre è selezionata la direzione verso sud. La deviazione massima non deve superare 30di. Nelle regioni settentrionali, l’installazione di un collettore del vuoto viene eseguita quasi verticalmente. Tali dispositivi sono efficaci nella stagione invernale, in quanto utilizzano la luce riflessa dal manto nevoso. A volte i collettori solari sono fissati sui muri delle case, ricevendo i seguenti vantaggi:
- facilità di manutenzione;
- minore accumulo di polvere, di conseguenza più facile cura;
- il rischio di danni durante la grandine è ridotto al minimo;
- il basso fissaggio del collettore del vuoto rispetto al serbatoio con il fluido riscaldato aumenta la velocità di convezione, scompare la necessità di un sistema attivo.
- Il collettore solare a parete di tipo a vuoto riduce la perdita di calore nella stanza, riducendo la necessità di energia aggiuntiva per il riscaldamento.
Vantaggi dei collettori sottovuoto ↑
Il funzionamento ininterrotto delle apparecchiature a vuoto solare è garantito da dispositivi isolati. Ciò consente all’intero sistema di funzionare a temperature fino a -40diC. In questo caso, il dispositivo con il serbatoio di stoccaggio si trova separatamente, collegandosi alla parte principale del collettore del vuoto con prodotti metallici laminati.
Il funzionamento automatizzato dei dispositivi indiretti del collettore del vuoto è fornito dai controller, la pompa fornisce una circolazione del fluido ininterrotta nel sistema. Tra i vantaggi dei collettori solari sottovuoto ci sono i seguenti articoli:
- alta efficienza con tempo nuvoloso o temperature sotto lo zero;
- l’installazione della progettazione di apparecchiature per il vuoto non richiede competenze speciali;
- resistenza del riscaldatore solare alle influenze ambientali negative;
- lungo periodo di funzionamento.
L’unico onere potrebbe essere l’alto costo di un riscaldatore solare, ma a causa della lunga durata, l’investimento pagherà nel prossimo futuro, fornendo ulteriori significativi risparmi nei costi energetici.
