Capteur solaire sous vide: comment ça marche + comment l'assembler vous-même

Ici vous découvrirez:

• Qu'est-ce qu'un capteur et le but des capteurs solaires
• Principe de fonctionnement d'un capteur solaire sous vide
• Avantages et inconvénients
• Variétés de collecteurs sous vide
• Comparaison de diverses modifications
• Fabriquer un collecteur à vide de vos propres mains
• Caractéristiques du positionnement correct du capteur solaire sous vide

Un capteur solaire à tube sous vide est un moyen écologique de stocker l'énergie solaire et de l'utiliser pour chauffer votre maison et fournir de l'eau chaude. De tels appareils sont placés sur le toit des maisons privées au bon endroit.

Types de tubes à vide

Il existe cinq types de tubes à vide pour capteurs solaires. Ils diffèrent par la structure interne et la conception. En outre, chacun d'eux peut être complété par un absorbeur en métal (généralement en aluminium), qui est placé à l'intérieur d'une ampoule en verre sous la forme d'un tube.

Important! La plupart des fabricants remplissent l'espace inférieur entre les parois de verre avec du baryum - il absorbe les impuretés de gaz et améliore les propriétés d'isolation thermique. Son absence peut réduire l'efficacité du collecteur jusqu'à 15%.

Tubes à vide thermosiphon (ouverts)

Ce type de tube de capteur solaire est utilisé dans les capteurs avec un réservoir de stockage externe. ils sont remplis d'eau et forment un volume avec le réservoir. L'eau chauffée du ballon monte dans le réservoir et l'eau refroidie descend.

Les collecteurs sous vide à thermosiphon sont utilisés dans les cas suivants:

1. Pour le raccordement à un système d'alimentation en eau chaude;
2. Dans les régions avec un niveau élevé d'ensoleillement pendant la saison froide;
3. Pour une utilisation saisonnière (printemps, été, automne).

Tuyau coaxial (caloduc)

C'est le type de tube à vide le plus courant. Il contient un tube de cuivre à l'intérieur d'une ampoule en verre remplie d'un liquide à bas point d'ébullition ou d'eau à basse pression.

Lorsqu'il est chauffé, le liquide ou l'eau commence à bouillir, la vapeur monte, s'échauffant simultanément des parois de cuivre. En haut, il pénètre dans l'échangeur de chaleur - une expansion à la fin, dans laquelle il dégage de la chaleur à travers les parois vers l'eau qui circule autour de lui.

Après refroidissement, la vapeur se condense sur les parois de l'échangeur de chaleur et s'écoule vers le bas. Le cycle est répété à nouveau.

Structure interne schématique d'un tube coaxial et d'un échangeur de chaleur.

Tubes coaxiaux jumeaux

Le principe de fonctionnement d'un tel dissipateur thermique est le même que celui du précédent, à une exception près: deux tuyaux en cuivre contenant du liquide sont connectés à un échangeur de chaleur. Le système tandem permet une évacuation plus efficace de la chaleur, et la grande capacité et la grande surface murale de l'échangeur de chaleur vous permettent de chauffer rapidement l'eau.

Le collecteur de vide coaxial double est installé si nécessaire:

1. Fournir un petit chauffage de grands volumes d'eau;
2. Il y a un besoin d'énergie thermique pendant une journée ensoleillée;
3. Niveau moyen d'insolation élevé;
4. Il y a un pompage rapide de l'eau à travers le système.

Tubes à vide en plumes

Ils ont un échangeur de chaleur supplémentaire dans leur conception, ce qui permet une évacuation plus efficace de la chaleur de l'intérieur de l'ampoule en verre. Il est généralement réalisé sous la forme de deux plaques longitudinales situées sur les côtés du dissipateur thermique en cuivre.

Sinon, le principe de fonctionnement est exactement le même que celui d'un tube coaxial.

Tubes à vide en forme de U (type U)

Ce système est fondamentalement différent des précédents. Il utilise deux lignes - pour l'eau froide et chauffée.

Un échangeur de chaleur sous la forme d'une lettre anglaise U est installé dans un ballon en verre, à travers lequel l'eau coule. De la conduite d'eau froide, il y pénètre, se réchauffe et retourne au tuyau avec de l'eau chauffée.

Le collecteur de tube à vide de type U est le plus efficace, mais l'installation est difficile. Lors de l'assemblage, les conduites d'écoulement sont soudées aux tubes de cuivre à l'intérieur de l'ampoule en verre. Le résultat est un système intégré unique avec une efficacité énergétique élevée, mais une faible maintenabilité.

Installation du ballon sur un tube de cuivre en forme de U.

Quel devrait être le collecteur de chaleur?

Le collecteur de chaleur est un autre élément de travail très important du collecteur de vide. Grâce à cette unité, la chaleur accumulée est transférée des tubes au liquide de refroidissement.

Le collecteur de chaleur est situé en haut de l'appareil. L'un de ses composants, un noyau en cuivre, reçoit l'énergie et la transfère au caloporteur principal circulant dans un système fermé «échangeur de chaleur réservoir-collecteur».

Une petite pompe connectée au système assure une circulation correcte. L'automatisation contrôlant le complexe de chauffage surveille clairement le niveau de température dans les canaux et, s'il tombe en dessous du minimum critique admissible (par exemple, la nuit), arrête le fonctionnement de la pompe.

Cela évite le réchauffage lorsque le liquide de refroidissement commence à prendre la chaleur de l'eau chaude collectée dans le réservoir de stockage.

Avantages et inconvénients des collecteurs sous vide

Le principal avantage des unités est appelé l'absence presque complète de perte de chaleur pendant le fonctionnement. Ceci est assuré par un environnement sous vide, qui est l'un des isolants naturels de la plus haute qualité. Mais la liste des avantages ne s'arrête pas là. Les appareils présentent d'autres avantages importants, par exemple:

• efficacité du travail à des indicateurs de basse température (jusqu'à -30 ° С);
• capacité d'accumuler la température jusqu'à 300 ° С;
• absorption maximale possible de l'énergie thermique, y compris le spectre invisible;
• stabilité opérationnelle;
• faible sensibilité aux manifestations atmosphériques agressives;
• faible dérive, en raison des caractéristiques de conception des systèmes tubulaires capables de faire passer des masses d'air de différentes densités à travers eux-mêmes;
• haut niveau d'efficacité dans les régions aux climats tempérés et frais avec peu de jours clairs et ensoleillés;
• durabilité soumise aux règles de fonctionnement de base;
• la disponibilité pour la réparation et la possibilité de modifier non pas l'ensemble du système, mais un seul fragment défaillant.

Les inconvénients comprennent l'incapacité des collecteurs à s'auto-nettoyer du gel, de la glace, de la neige et le prix élevé des composants nécessaires pour assembler l'unité à la maison.

Comment positionner correctement l'appareil

Pour que le collecteur sous vide fonctionne pleinement et fournisse efficacement à l'espace de vie l'énergie nécessaire, il est nécessaire qu'il trouve l'endroit le plus réussi et oriente correctement l'appareil par rapport aux parties du monde.

Pour les colonies de l'hémisphère nord, il est important de placer le collecteur dans la partie sud du toit de la maison ou du côté ensoleillé du site. Il est souhaitable de prévoir un écart minimum pour le plan de l'appareil.

S'il n'y a aucun moyen de diriger la surface vers le sud, il vaut la peine de choisir la perspective la plus claire dans un espace ouvert entre l'ouest et l'est.

Le complexe d'énergie solaire ne doit pas être obstrué par des cheminées, des fragments décoratifs de toiture, des branches d'arbres étalées et de hautes structures résidentielles ou techniques. Cela réduira l'efficacité du travail et réduira le niveau de chauffage des éléments actifs.

Si l'unité est correctement positionnée, elle fournira presque la même puissance calorifique tout au long de l'année, quelle que soit la saison.

Si vous n'avez pas beaucoup d'expérience dans la réalisation de travaux complexes de réparation, d'installation et de plomberie, il est irrationnel de passer l'aspirateur sur les tubes à la maison. Ce processus est très laborieux et nécessite des connaissances particulières et un équipement spécialisé.

De plus, les éléments de type vide fabriqués par nos soins ont un niveau d'efficacité bien inférieur à celui des pièces fabriquées en usine. Par conséquent, il est plus raisonnable d'acheter des produits auprès d'un fabricant spécialisé, puis d'essayer d'assembler plusieurs sections à la maison.

Caractéristiques du positionnement correct du capteur solaire sous vide

Pour que le capteur solaire sous vide fonctionne avec une efficacité maximale, il est nécessaire de le positionner correctement dans l'espace. Pour l'hémisphère nord, le plan du bloc extérieur doit être orienté vers le sud. L'angle de son inclinaison par rapport à l'horizon compte également. Elle doit être égale à la latitude de la zone où l'unité est installée.

En plus des caractéristiques géographiques, il est nécessaire de prendre en compte la géométrie du toit où il est installé. Installez le capteur de manière à ce que l'ombre des superstructures du toit ne tombe en aucun cas dessus.

Ainsi, un capteur solaire de type à vide est une solution efficace pour chauffer et alimenter une maison en eau chaude. Cependant, ses caractéristiques de conception et sa dépendance au mouvement du soleil, qui lui est une source d'énergie, nécessitent le respect d'un certain nombre de caractéristiques lors de son installation.

Variétés de panneaux solaires

Les systèmes solaires sont classés en fonction des caractéristiques de conception des tubes et du type de canal thermique utilisé comme récepteur:

1. Le modèle coaxial d'un capteur solaire sous vide pour chauffer une maison est un double ballon en verre, dans la cavité duquel l'air est évacué. La surface est recouverte d'un revêtement absorbant, de sorte que l'énergie est transférée du tube lui-même.

2. La structure en plumes est à simple paroi, le vide se situe ici dans l'espace du canal de chaleur, dont une partie, avec le stockage, est intégrée dans le ballon.

4. Dans les systèmes à circulation forcée, une pompe de faible puissance est installée pour faciliter le mouvement du transporteur. Dans le même temps, la consommation électrique est bien inférieure à l'énergie reçue pour chauffer une maison privée.

5. Il existe également une différence dans le nombre de circuits. Dans les collecteurs les plus simples, l'eau de chauffage est chauffée et consommée à partir du réservoir de stockage.

6. Les plus complexes sont constitués d'un tube à vide et d'éléments d'échantillonnage de fluide. L'appareil contient un média antigel et non toxique avec des additifs anti-corrosion et anti-mousse. Cette méthode protège de manière fiable l'équipement des sels et du tartre et contribue à un fonctionnement plus long pendant le chauffage.

Aperçu des modèles et de leurs caractéristiques

À l'heure actuelle, la Chine est le leader de la production de capteurs solaires. Selon les avis des propriétaires de maisons privées, les fabricants nationaux fournissent également à la vente des équipements présentant de bonnes caractéristiques. Les appareils européens sont assez chers, mais avec le temps, les coûts d'achat et d'installation des appareils sont pleinement justifiés. Les entreprises les plus connues produisent les collectionneurs suivants:

Plombiers: vous paierez jusqu'à 50% MOINS pour l'eau avec cet accessoire de robinet

Les collectionneurs Dacha et Universal sont les appareils les plus connus d'un fabricant national. Le SCH-18 est très efficace avec des températures de condensat allant jusqu'à 250 ° C. Les flacons sont en cuivre rouge, le caloporteur est liquide. L'absence d'eau dans le vide assure une résistance au gel. Boîtier robuste avec une bonne résistance au vent. La canalisation est protégée par un collecteur en polyuréthane. Les joints anti-poussière en caoutchouc empêchent la poussière et les précipitations d'entrer.

Ils fonctionnent efficacement à des températures allant jusqu'à -35 ° C, le type de fonctionnalité est un système de pression pour le chauffage. Il y a un contrôleur pour contrôler le chauffage, la taille des tubes est de 1800 mm, le volume du réservoir est de 135 à 300 litres, la puissance de l'élément chauffant est de 1,5 à 2 kW. Les collecteurs sont fabriqués conformément aux certifications internationales, ce qui garantit leur sécurité et leur fiabilité.

Comment est le collecteur d'un type à vide

Les appareils à vide modernes qui fournissent de la chaleur et de l'eau chaude aux pièces grâce à l'énergie solaire sont technologiquement quelque peu différents et sont subdivisés en types tels que:

• tubulaire sans revêtement protecteur en verre;
• module à conversion réduite;
• version plate standard;
• appareil avec isolation thermique transparente;
• unité aérienne;
• collecteur de vide plat.

Ils ont tous une similitude constructive commune, ils consistent donc en:

• un tuyau extérieur transparent, d'où l'air est complètement pompé;
• un tuyau chauffé situé dans un grand tuyau où se déplace un caloporteur liquide ou gazeux;
• un ou deux distributeurs préfabriqués, auxquels des tuyaux d'un plus grand calibre sont connectés et le circuit de circulation de tuyaux minces placés à l'intérieur entre.

L'ensemble de la structure rappelle un peu un thermos à parois transparentes, dans lequel un niveau d'isolation thermique sans précédent est maintenu. Grâce à cette caractéristique, le corps de la chambre à air acquiert la capacité de se réchauffer qualitativement et de donner pleinement la ressource énergétique au liquide de refroidissement circulant à l'intérieur.

Variétés de collecteurs sous vide

Variétés de collecteurs sous vide

Il existe deux types de tubes en verre utilisés dans la conception des collecteurs:

• coaxial;
• la plume.

Examinons chacun d'eux de plus près.

Tube coaxial

C'est une sorte de thermos qui se compose d'un double flacon. L'ampoule extérieure est recouverte d'une substance spéciale absorbant la chaleur. Un vide est créé entre les deux tubes. Cela a permis de garantir que la chaleur pendant le fonctionnement est transférée directement à partir des ampoules en verre.

À l'intérieur de chaque tube, il y en a un autre - du cuivre (il est rempli d'un liquide éthéré). Lorsque la température augmente, ce liquide s'évapore, transfère la chaleur stockée et retourne sous forme de condensation. Puis le cycle se répète encore et encore.

Tube de plume

Ce type de tube se compose d'une seule ampoule murale. À propos, ils dépassent considérablement l'épaisseur de la paroi de leurs homologues coaxiaux. Le tube en cuivre est renforcé avec une plaque ondulée spéciale traitée avec une substance absorbant l'humidité. Il s'avère que l'air dans ce cas est pompé de tout le canal de chaleur.

À propos, ces canaux sont également différents:

• flux direct;
• Hit Pipe.

Canaux de type "Hit Pipe"

Transfert de chaleur dans un capteur solaire sous vide de type "Heat Pipe"

Leur autre nom est les caloducs. Ils fonctionnent de la manière suivante: lorsque la température augmente, le liquide éthéré dans des tuyaux fermés remonte le canal, après quoi il s'y condense dans un collecteur de chaleur spécialement équipé. Dans ce dernier, le liquide transfère de l'énergie thermique et descend dans le tube. À partir du collecteur de chaleur, la chaleur est transférée plus loin dans le système à l'aide d'un caloporteur en circulation.

Caloduc coaxial à tube sous vide avec collecteur à 2 tubes

Il est caractéristique que les tubes métalliques ici puissent être non seulement en cuivre, mais aussi en aluminium.

Canaux à flux direct

Dans chacun de ces canaux du tube de verre, il y a deux tuyaux métalliques à la fois. Sur l'un d'eux, le liquide entre dans le ballon, s'y réchauffe et sort par le second.

Nuances structurelles et classification

Les collecteurs à vide sont classés par type de tubes de verre installés dans la structure, ou par les caractéristiques des canaux thermiques. Les tubes sont généralement de type coaxial et de type plume, et les canaux de chaleur sont de type droit et caloduc en forme de U. ...

Caractéristique des tubes coaxiaux

Les tubes coaxiaux sont un thermos à double verre avec un espace de vide créé artificiellement entre les parois. La surface intérieure du tube a une couche d'un revêtement spécial absorbant la chaleur, de sorte que le transfert de chaleur réel se produit directement à partir des parois de l'ampoule en verre.

Les tubes coaxiaux sont fabriqués en verre à base de borosilicate à haute résistance avec une transmission lumineuse élevée. Les éléments, selon le fabricant, ont jusqu'à trois couches de pulvérisation magnétron, démontrent une excellente résistance et résistance à diverses manifestations atmosphériques (pluie, grêle, etc.), résistent à une pression de 1 Mpa et servent de manière fiable pendant 15 ans.

En tant qu'élément absorbant, un tube de cuivre contenant une composition d'éther est soudé dans le tube de verre. Pendant le processus de chauffage, il s'évapore, dégage efficacement sa chaleur, se condense et s'écoule vers le bas du tube. Le cycle se répète ensuite, créant ainsi un processus de transfert de chaleur continu.

Caractéristiques des tubes à plumes

Les tubes de fontaine à vide ont une épaisseur de paroi plus grande que les tubes coaxiaux et se composent non pas de deux, mais d'une ampoule. L'élément d'absorption interne en cuivre est équipé sur toute sa longueur d'un renfort solide - une plaque ondulée avec une pulvérisation à absorption d'énergie de haut niveau.

En raison de cette caractéristique de conception, le vide est situé directement dans le canal de chaleur, dont une partie, avec l'absorbant, est intégrée directement dans le ballon.

Le tube à vide en plumes contient une plaque à l'intérieur, qui a la forme d'une plume. En termes d'efficacité, il dépasse les capacités de son homologue coaxial, mais a un coût nettement plus élevé et est difficile à remplacer en cas de violation de l'intégrité du ballon ou de défaillance de l'élément chauffant.

Les collecteurs à tube plume sont considérés comme les plus efficaces de leur catégorie, font bien le travail et fournissent des années de service fiable.

Le principe de fonctionnement du caloduc

Les caloducs sont constitués de tubes fermés contenant un composé liquide qui s'évapore facilement. Sous l'influence de la lumière du soleil, il se réchauffe, se dirige vers la région supérieure du canal et s'y concentre dans un collecteur de chaleur spécial (collecteur).

Le fluide de travail à ce moment abandonne toute la chaleur accumulée et redescend pour reprendre le processus.

Le manchon de l'échangeur de chaleur à caloduc est connecté à l'échangeur de chaleur du collecteur au moyen d'une douille spéciale soudée dans l'échangeur de chaleur à 1 tube lui-même, ou il est plié par l'échangeur de chaleur à 2 tubes.

L'élément de travail du caloduc est en cuivre, dans des cas plus rares, en aluminium. Montre une résistance élevée aux charges opérationnelles, sert de manière fiable pendant 15 ans, a un coût raisonnable et est l'un des éléments les plus populaires des systèmes solaires sous vide modernes de type tube

L'énergie libérée du réservoir de chaleur est absorbée par le liquide de refroidissement et transportée plus loin dans le système, fournissant ainsi de l'eau chaude dans les robinets et du chauffage dans les batteries. Le système de caloduc est facile à installer et démontre une efficacité de travail élevée.

Les capteurs équipés de tubes à vide caloducs ont un bon niveau de fiabilité et sont adaptés à une utilisation non seulement dans la vie quotidienne, mais également dans les systèmes solaires thermiques à haute pression

En cas de panne ou de panne, sans aucune difficulté, il est possible de remplacer l'unité endommagée par une neuve, sans recourir à la reconstruction de l'ensemble du système.

Les travaux de réparation peuvent être facilement effectués directement à l'emplacement du collecteur, sans démonter l'unité et sans appliquer d'efforts inutiles au travail.

Description de l'échangeur de chaleur à flux direct en forme de U

Le tube de l'échangeur de chaleur à passage unique est en forme de U.L'eau ou le caloporteur actif du système de chauffage circule à l'intérieur. Une partie de l'élément est destinée à un caloporteur froid, et la seconde enlève correctement l'élément déjà chauffé.

Lorsqu'elle est chauffée, la composition active se dilate et pénètre dans le réservoir de stockage, créant ainsi une circulation naturelle du liquide dans le système. Un revêtement sélectif spécial appliqué sur les parois intérieures augmente la capacité d'absorption de chaleur et augmente l'efficacité du système dans son ensemble.

Par rapport aux tuyaux de type caloduc, les produits en forme de U ont une plus grande résistance hydraulique, imposent des exigences accrues au liquide de refroidissement et sont beaucoup plus chers. Les capteurs fonctionnant sur des tubes en U à écoulement direct ne peuvent pas fonctionner sous haute pression et fournir un transfert de chaleur de haute qualité uniquement pendant la saison chaude

Les tubes de type U offrent des performances élevées et une dissipation thermique solide, mais ils présentent un inconvénient majeur. Ils forment une structure intégrale avec le collecteur et sont toujours montés avec lui.

Cela ne fonctionnera pas pour remplacer un seul tube séparé qui est en panne. Pour les réparations, il sera nécessaire de démonter complètement l'ensemble du complexe et d'en remettre un nouveau à sa place.

Avantages et inconvénients

Les capteurs solaires sous vide ont moins de perte de chaleur que les capteurs plats. L'utilisation de la nanotechnologie sous vide dans la production de collecteurs a permis d'obtenir une efficacité et une fiabilité élevées des systèmes solaires.

Considérons les principaux avantages de l'utilisation de capteurs sous vide:

1. Performance. Il y a un vide dans les tuyaux du collecteur - un isolant thermique idéal, qui vous permet de maintenir un niveau de chaleur optimal même pendant la période automne-hiver. En maintenant l'efficacité à un niveau élevé, la productivité du collecteur sous vide est 40% plus élevée que celle du collecteur plat.
2. Fiabilité. La durée de vie des capteurs sous vide est d'environ 30 ans. Leur durabilité et leur fonctionnement sans problème sont dus à des matériaux durables et modernes. Les tubes à vide contiennent du cuivre de haute qualité. L'enveloppe extérieure des tubes est coulée en verre borosilicaté, capable de résister à des charges élevées. L'utilisation de capteurs sous vide est particulièrement importante pour les zones climatiques où les grains, les ouragans, la grêle ne sont pas rares.
3. Efficacité énergétique solaire. La forme cylindrique de l'absorbeur du collecteur sous vide capte et retient même l'énergie solaire diffusée, que le correcteur plat ne peut pas convertir. 40% d'énergie solaire en plus peut être retenue à partir d'un mètre carré de l'absorbeur d'un système solaire sous vide que d'une zone similaire d'une installation solaire de type plat. La rondeur des tubes permet de recevoir jusqu'à 97% de l'énergie solaire du petit matin jusqu'à tard le soir.
4. Facilité d'utilisation. En cas d'endommagement du tube à vide, il est remplacé sans arrêter le fonctionnement du système (pas besoin de vidanger le fluide calorigène). S'il y a un manque de chaleur, vous pouvez ajouter plusieurs tubes, et s'il y en a un excès, vous pouvez le retirer temporairement. Après avoir nettoyé le collecteur d'aspiration de la neige ou de la glace, il devient rapidement opérationnel. La surface du collecteur a une faible inertie thermique en raison de la fine couche de verre.
5. Désinfection de l'eau. La température du chauffage de l'eau pendant le fonctionnement du système solaire atteint des niveaux élevés, ce qui assure sa désinfection et empêche la multiplication des organismes pathogènes.
6. Facilité d'installation. Lors de l'installation de capteurs à vide, il n'y a pas de difficultés particulières, la principale chose à respecter est de positionner le capteur à un angle pour permettre au liquide à l'intérieur des tubes de s'écouler.

Les inconvénients du chauffage solaire sont réduits à une efficacité extrêmement faible à basse température et la nuit, la question est donc que ce système de chauffage ne peut pas être le seul dans la maison.De plus, les capteurs solaires sous vide sont plus chers que les capteurs plats.

Les installations solaires sous vide sont de plus en plus appréciées de la population et des grandes entreprises. Si auparavant beaucoup étaient effrayés par le prix du problème, aujourd'hui le coût de l'équipement a légèrement diminué et la fonctionnalité a été améliorée et modifiée.

Fonctionnalités de modification des appareils

Les conduits de chaleur et les tubes en verre à vide pour capteurs solaires sont combinés dans une grande variété de combinaisons pour la production d'unités d'énergie solaire.

Les modèles coaxiaux avec caloduc sont les plus populaires parmi les consommateurs. Les acheteurs sont attirés par le prix fidèle des appareils et le service très simple et abordable tout au long de la durée de vie.

Le capteur solaire sous vide avec un canal de travail de caloduc est parfaitement réparable. Le remplacement des tubes endommagés est effectué sur place et n'implique pas de démonter le système ni de le déplacer ailleurs. Cependant, le transfert de chaleur dans ces modèles est difficile, en raison de quoi l'efficacité de sortie ne dépasse pas 65%

Les appareils à vide avec canaux caloducs démontrent une grande fiabilité et n'ont aucune restriction quant à leur utilisation, même dans les complexes thermiques solaires à haute pression.

Les appareils avec une ampoule coaxiale contenant des canaux en U à flux direct sont également inclus dans la liste des appareils demandés. Ils se caractérisent par des paramètres tels qu'une faible perte de chaleur et une efficacité de 70% et plus.

Pour un fonctionnement correct, l'appareil à vide avec canal en U doit être installé correctement. Il est souhaitable que l'angle d'inclinaison minimum soit d'au moins 20 °. Seulement dans ce cas, il sera possible d'assurer le retour maximum.

La situation est quelque peu gâchée par un processus de réparation complexe, un entretien spécifique pendant le fonctionnement et l'impossibilité de remplacer une unité endommagée distincte. Si quelque chose arrive à l'appareil, celui-ci est démonté et un tout nouveau collecteur est mis en place.

Les tubes en plumes sont structurellement un seul cylindre en verre avec des parois solides épaissies (selon le fabricant, à partir de 2,5 mm et plus). L'insert intérieur en plume absorbant s'adapte étroitement au canal de travail en métal thermoconducteur.

L'isolation presque parfaite est créée par l'espace vide à l'intérieur du récipient en verre. L'absorbant transfère la chaleur absorbée sans perte et confère au système une efficacité allant jusqu'à 77%.

En cas de dysfonctionnement, les collecteurs équipés de tubes plumes doivent être réparés. Il n'est pas nécessaire de changer l'ensemble du système, il suffit de trouver l'unité endommagée, de la démonter et d'en mettre une nouvelle à cet endroit

Les modèles avec élément en plumes sont légèrement plus chers que les modèles coaxiaux, mais en raison de leur efficacité élevée, ils offrent un confort total dans la pièce et sont rapidement rentables.

Les flacons à plumes avec canaux internes à flux direct sont les plus efficaces et les plus productifs. Leur efficacité réelle atteint parfois des taux records de 80%.

Lors de l'installation de tubes en plumes dans le cadre, un écrou à sertir solide avec une bague et un joint résistant à la chaleur est placé sur la tige de chaque pièce. Cela garantit l'étanchéité de toute la structure et permet au collecteur de fonctionner pleinement dans toutes les conditions.

Le prix des produits est assez élevé et, lors des réparations, il est impératif de vidanger tout le liquide de refroidissement du système et de commencer le dépannage.

Le principe de fonctionnement du tube à vide de type SKE.

La clé du système solaire est le tube à vide en verre. Chaque tube à vide se compose de deux ampoules en verre.

Le ballon extérieur est en verre borosilicaté extrêmement résistant qui peut résister à l'impact des grêlons tombant à une vitesse de 18 m / s et mesure jusqu'à 35 mm de diamètre.

L'ampoule intérieure est également en verre borosilicaté et recouverte d'un revêtement spécial à trois couches avec un changement progressif des couches absorbantes ALN / AIN-SS / CU. Grâce à l'utilisation de nouvelles technologies, un coefficient d'absorption élevé et une faible capacité de battement sont obtenus, ce qui permet d'atteindre + 380 ° C au milieu du tube en plein soleil, sans nuire au produit lui-même.

L'air est pompé entre les deux ampoules en verre pour créer un vide qui empêche la conduction thermique inverse et la perte de chaleur par convection. Au milieu de l'ampoule en verre se trouve un caloduc scellé (HEAT PIPE), en cuivre rouge pur, au milieu duquel se trouve un liquide à faible point d'ébullition et s'évaporant, qui remplit la fonction de transfert de chaleur vers le liquide de refroidissement. La figure ci-dessous montre le principe de fonctionnement du tube à vide.

L'intensité principale du rayonnement solaire dans des conditions terrestres est comprise entre 0,28 µm et 3 µm. Le verre borosilicaté transmet des ondes de rayonnement solaire de l'ordre de 0,4 microns à 2,7 microns. En pénétrant à travers le ballon transparent extérieur, l'énergie est retenue sur le second ballon, sur lequel une couche absorbante opaque hautement sélective est appliquée.

Du fait de l'absorption de la lumière par l'absorbeur et de son émission ultérieure, la longueur d'onde augmente jusqu'à 11 µm. Le verre est une barrière impénétrable aux ondes électromagnétiques de cette longueur. L'énergie solaire est piégée sur l'absorbeur. Absorbant le rayonnement solaire, l'absorbeur, même sans ampoule externe, peut chauffer jusqu'à une température de + 80 ° C. L'absorbeur chauffé à une telle température émet de l'énergie thermique qui, pénétrant à travers le corps de la deuxième ampoule, est transférée au TUYAU DE CHALEUR. En raison de l'apparition de l'effet de serre, qui est basé sur l'énergie accumulée sous le verre, au milieu du deuxième ballon, la température monte à + 180 ° C. Cette chaleur chauffe un liquide à faible point d'ébullition et s'évaporant, qui à + 25 ° C - + 30 ° C, se transformant en vapeur, en montant, transfère la chaleur à la partie active du TUYAU DE CHALEUR, où l'échange de chaleur avec le liquide de refroidissement a lieu. Le dégagement de chaleur force la vapeur à se condenser et à s'écouler vers le bas du TUYAU DE CHALEUR, et le cycle se répète à nouveau.

Le coefficient de transfert de chaleur élevé d'un liquide bouillant et s'évaporant facilement, sa quantité insignifiante et les dimensions relativement petites du HEAT PIPE assurent une conductivité thermique efficace. HEAT PIPE fonctionne comme une diode thermique. La conductivité thermique est très élevée dans une direction (vers le haut) et faible dans la direction opposée (vers le bas).

Afin de maintenir un vide entre les deux flacons en verre, une couche de baryum est appliquée à l'intérieur inférieur du flacon. Il absorbe activement CO, CO, N, O, HO et H pendant le stockage et le fonctionnement du tube. La couche de baryum fournit également une indication visuelle claire de l'état du vide. La couleur blanche signifie que les conditions de vide sont violées.

La combinaison idéale de tubes de cuivre sous vide et chauffants nous offre les avantages suivants par rapport aux capteurs plats:

Haute efficacité thermique. grâce aux méthodes modernes de transfert de chaleur, revêtement absorbant de haute qualité.

Large gamme de travail: en raison de sa faible capacité thermique, il est capable de travailler dans les nuages ​​élevés (dans la gamme infrarouge des rayons qui traversent les nuages).

Chaque tube fonctionne indépendamment les uns des autres. L'antigel ne s'écoulant pas au milieu du tube et son accès étant limité par l'échangeur de chaleur, en cas de dommage physique, le collecteur continue de fonctionner.

Moins de poids du collecteur avec une meilleure efficacité du collecteur.

Meilleure efficacité de travail en hiver grâce à l'aspirateur. Le tube résiste aux gelées à -50 ° C.

Comment l'énergie est transférée

Un capteur solaire pour le chauffage peut transférer l'énergie thermique de deux manières principales. Le premier est le mode de transfert de chaleur direct.Dans de tels dispositifs, le réservoir est directement connecté aux tubes à vide et son volume ne dépasse généralement pas 200 litres. Le principe de fonctionnement est le suivant:

• Le caloporteur chauffé par l'énergie solaire se transforme en vapeur et entre dans la bobine de cuivre. Ce dernier sert d'échangeur de chaleur et est situé à l'intérieur du ballon de stockage.
• En outre, l'échangeur de chaleur chauffé transfère l'énergie thermique à l'eau froide qui l'entoure. Le liquide circule dans les radiateurs de la pièce et reflue pour être réchauffé.

Le système est assez bon marché et abordable, car il n'est pas nécessaire d'acheter du matériel de pompage. L'installation vous permet de recevoir jusqu'à 300 litres d'eau à une température de +60 degrés Celsius.Cependant, ce n'est qu'une option saisonnière, respectivement, il est le plus souvent utilisé par temps positif, c'est-à-dire de mai à septembre.

Si vous avez besoin d'un système avec une utilisation toute l'année, commandez un appareil avec un mode de transfert de chaleur indirect. Une caractéristique distinctive de ce type d'appareil est la présence d'un réservoir tampon, situé directement dans la maison. La limite de volume de la chaudière est indiquée dans les documents. Le système vous permet d'obtenir une température du liquide de refroidissement de 200 à 300 degrés Celsius, ce qui facilite l'organisation d'un système de chauffage. Pour que l'unité fonctionne même en cas de gel de -50 degrés, l'échangeur de chaleur en cuivre est rempli d'antigel.

Comment fonctionnent les tubes à vide

La fonction des tubes collecteurs solaires évacués est d'absorber le rayonnement solaire et de l'empêcher de s'échapper dans l'environnement. L'énergie thermique peut quitter la partie active du capteur solaire sous vide de deux manières - en raison du transfert de chaleur direct et sous forme de rayonnement infrarouge.

La cavité entre les parois de verre exclut pratiquement complètement l'éventuel transfert direct de chaleur dans le vide, il n'y a pas de molécules de substances qui pourraient le réaliser.

Le revêtement sélectif (absorbant) absorbe l'énergie solaire et l'empêche de s'échapper. Il existe différents types de revêtements de ce type, dont l'absorption et l'émissivité diffèrent.

Une partie du rayonnement solaire est réfléchie par le verre, mais elle est insignifiante - la lumière visible ne représente qu'une partie du spectre absorbé. Les collecteurs de haute qualité sont en verre borosilicaté à haute résistance, résistant aux dommages mécaniques.

Le verre borosilicaté est difficile à rayer ou à mater et durera des décennies sans changer le débit.

Collectionneurs plats

Un capteur solaire plat chauffe le caloporteur à l'aide d'un absorbeur à plaques. C'est arrangé tout simplement. En fait, il s'agit d'une plaque de métal absorbant la chaleur, peinte en noir sur le dessus avec une peinture spéciale. Un tube serpentin est étroitement attaché (soudé) à la surface inférieure de la plaque, à travers laquelle le liquide circule.

L'encre noire sélective assure une absorption maximale de la lumière du soleil avec une réflexion pratiquement nulle. Les rayons absorbés chauffent le liquide de refroidissement sous l'absorbeur, qui, à son tour, est introduit plus loin dans le système. Pour minimiser les pertes de chaleur, l'absorbeur est isolé du corps du capteur et du verre trempé, qui est presque exempt d'oxydes de fer. Il est installé au-dessus de l'absorbeur et sert de couvercle supérieur du boîtier. De plus, l'utilisation d'un tel verre permet de créer une sorte d '"effet de serre", ce qui augmente encore l'échauffement de l'absorbeur, et donc la température du fluide caloporteur.

Qu'est-ce qu'un capteur et le but des capteurs solaires

Un capteur solaire est un appareil qui collecte l'énergie de rayonnement et transfère ensuite la chaleur stockée aux consommateurs. En pratique, un autre terme est utilisé - un capteur solaire.

Selon le but, l'utilisation des installations solaires (installations solaires) est subdivisée:

• les concentrateurs solaires sont des appareils qui collectent l'énergie solaire dans un flux étroit.Ils sont utilisés pour faire fondre le métal. À l'Institut NPO «Physique-Soleil» (Tachkent), des fours de fusion ont été développés et fabriqués, dans lesquels des températures de plus de 5 000… 5 500 ° C ont été atteintes;
• panneaux solaires - dispositifs pour convertir le rayonnement solaire en énergie électrique;
• usines de dessalement solaire - machines conçues pour obtenir de l'eau douce à partir d'eau à haute teneur en sels minéraux;
• installations de séchage solaire - dispositifs thermiques dans lesquels l'humidité est éliminée des légumes et des fruits en utilisant l'énergie du soleil;
• Les radiateurs solaires (capteur solaire d'air) sont des installations de transfert de flux de chaleur du rayonnement infrarouge vers les caloporteurs.