Как работает и как устроен солнечный коллектор на вакуумных трубках.

[SintSolar]

sulley9 , это дело очень хорошее!!!

Но самое главное - правильно провести эксперимент!!!

Результаты могут отличаться даже не в десятки процентов, а в разы.

Как Вы знаете, только по температурам судить нельзя..., мы на выставках иногда демонстрируем клиентам как можно легко изменить впечатление от гелиосистемы, когда только изменением скорости циркуляции теплоносителя (обычно это не видно), мы поднимаем температуру на выходе из коллектора на пару десятков градусов (с 50 до 80, 90оС)...
Т.е. обязательно необходимо ставить тепловой счетчик внизу (в котельной) на каждый контур.

Также, очень огромное значение имеет, какое именно оборудование Вы будете сравнивать. Акцент на этом мы сейчас сделали здесь http://------ , можете глянуть.
А по поводу цены... сколько не анализировали, но нормальные вакуумные коллекторы (Китайские) всегда стоят дороже нормальных плоских (обязательно цену приводите к цене за один м2 апертурной площади). Я не беру во внимание брендовую технику, где реально берут деньги за имя...

Мы, собственно, до сих пор не собрали сравнительную установку только по причине сложного выбора техники для анализа. Выберем одни вакуумные коллекторы - скажут почему именно эти, выберем другие, снова вопросы...
Ну, и самое главное: кто поверит этому эксперименту???!!

Удачи!

Отредактировано =DoN= Нарушение Правил п.10

[Андрей 47]

Сообщите адрес фирмы-мне тоже интересно.Я сейчас устанавливаю 4 плоские батареи,купил в Харькове по 4200 грв.потом можно добавить гелиополе вакуумными трубами и посмотреть,как работают.

[solarmaster]

Сообщите адрес фирмы-мне тоже интересно.Я сейчас устанавливаю 4 плоские батареи,купил в Харькове по 4200 грв.потом можно добавить гелиополе вакуумными трубами и посмотреть,как работают.

какой фирмы?

[crimcik]

Интересная дискуссия..

Странно, что никто из производителей/продавцов вакуумных систем за себя не вступился. Наверное, не читают форумы, и зря..

Из своего собственного опыта могу сказать, что град разбивает плоский коллектор (Tisun), и оставляет в живых рядом стоящий вакуумный, что разбитый плоский коллектор нужно демонтировать и выбрасывать, а в вакуумном обычно легко поменять трубку (зависит от конструкции), что вакуумный всё-же эффективен зимой, а плоский - нет, и это очень легко объяснимо: велики теплопотери плоского коллектора, его невозможно так теплоизолировать, как вакуумную трубку.

Мне просто очень интересно взглянуть на фото этих разбитых коллекторов, так из опыта - НЕ ОДИН ВВЕЗЁННЫЙ В УКРАИНУ ФИРМЕННЫЙ КОЛЛЕКТОР TISUN НЕ РАЗБИТ И НОРМАЛЬНО ФУНКЦИОНИРУЮТ

[SintSolar]

Я разместил эту нижепредставленную информацию в теме про вакуумные трубки, но, думаю что она вполне подходит и для данной темы...
__________________________________ _________________________________
(картинки см. здесь http://forum.truba.ua/index.php?topic=3761.75 )

*Все ниженаписанное  будет по наиболее представленным вакуумным коллекторам на рынке...

(сразу извиняюсь, за возможно неправильную терминологию)

Так вот, что знаю я (а вы продолжите), представим своеобразную классификацию с достоинствами и недостатками:
Основные элементы вакуумного коллектора: вакуумная трубка, тепловой канал (по которому передается тепло теплоносителю), рама.
Вакуумная трубка – стеклянный «цилиндр» из которого откачан воздух до давления не выше 10-3 – 10-5 Па.
Тепловой канал – металлическая часть коллектора, которая необходима для передачи через себя тепловой энергии – основному теплоносителю.


Вакуумные трубки:
1. Коаксиальные (в виде термоса) 360о

Преимущества:
- возможность работы под разным углом падения солнечных лучей (но только в одной плоскости),
- возможность использовать часть переотраженного излучения (т.к. поглощающая поверхность распределена по кругу),
- наилучшая возможность удержания вакуума (изготовлены полностью из стекла, поэтому минимальное количество путей диффузии газа),
- недорогие,
- возможность замены только стеклянной трубки.

Недостатки:
- ограниченная эффективность (почти все солнечные лучи всегда падают под углом к поглощающей поверхности, также более длинный тепловой канал),
- не самая высокая прочность (обычно, используется стекло толщиной не более 1.5 мм),
- тепловой контакт только через стекло, в связи с этим необходимы дополнительные элементы для теплового канала,
- большая инерционность (необходим дополнительный прогрев стекла и элементов теплового канала),

2. Перьевые (обязательно идет с частью теплового канала).
 
Преимущества:
- максимально возможный среднегодовой КПД среди вакуумных коллекторов,
- возможность замены отдельных трубок,
- возможна высокая прочность (часто используется стекло, толщиной не менее 2.5 мм),
- возможна маленькая инерционность.

Недостатки:
- повышенный риск потери вакуума (т.к. трубка имеет дополнительное сплавление с пластиком или металлом, поэтому существуют дополнительные каналы диффузии газов),
- недешевые,
- дороже менять отдельные трубки.

Тепловой канал:
1. С помощью тепловой трубки (heat-pipe).
Преимущества:
- недорого,
- уменьшает тепловое воздействие на теплоноситель,
- удобно реализовывать коллектор,
- легко заменять,
- позволяет менять вакуумные «перьевые» трубки без слива системы.
Недостатки:
- снижение надежности всего изделия (это отдельный элемент, со «своими» характеристиками и долговечностью),
- снижение КПД коллектора (т.к. необходим еще один промежуточный тепловой контакт в теплоприемнике),
- необходима стартовая температура (обычно не ниже +30оС),
- работа под определенным углом.

2. Прямая передача (без тепловой трубки).
Преимущества:
- максимально возможный КПД (т.к. тепло передается по минимально возможному пути),
- достаточно высокая надежность,
Недостатки:
- усложняет замену трубок  (а в «перьевых» коллекторах дополнительно нужно сливать систему),
- уменьшается срок эксплуатации теплоносителя (т.к. он обязательно находится в самой горячей зоне).

Варианты реализации теплового канала: U-образный (сейчас применяется только с коаксиальными вакуумными трубками); труба в трубе.

Вывод по коллекторам (точнее - потенциал коллекторов):

Коаксиальные трубки + тепловой канал с heat-pipe: недороги, хорошее удержание вакуума, достаточно удобны при ремонтах, но не могут иметь высокий сезонный КПД и самую большую стойкость к градобитию, снижена надежность из-за heat-pipe.

Коаксиальные трубки + прямой тепловой канал: недороги, хорошее удержание вакуума, менее удобны при ремонтах, но не могут иметь самый высокий сезонный КПД и самую большую стойкость к градобитию.

Перьевые трубки + тепловой канал с heat-pipe: достаточно высокий сезонный КПД, достаточно удобны при ремонтах, самая большая стойкость к градобитию, но дороже, повышенный риск потери вакуума, снижена надежность из-за heat-pipe.

(рисунки из инструкции VIESSMANN)

Перьевые трубки + прямой тепловой канал: самый высокий сезонный КПД, но дороже, повышенный риск потери вакуума, не удобны при ремонтах, т.к. при замене трубки необходимо сливать систему.


А как каждый производитель смог справиться с недостатками и как это повлияло на цену и эффективность – я не знаю!
Каждый решает сам, какой нужен баланс цены/эффективности/надежности/долговечности и эксплуатационных нюансов…

[lms01kz]

Народ, скажите пожалуйста, трубки типа simple в действительности не могут работать при отрицательных температурах? вычитал где-то не помню((

[solarmaster]

могут. ведь это обычные трубки. только вот отличие в том что вода нагревается непосредственно в трубках. посему если в морозную ночь вода в водонагревателе и трубках замерзнет - все порвет.

[I am a Banana]

А что это за simple такой??? есть рисунки и характеристики

[grandoveron]

Это самое простое устройство нагрева воды из серии солнечных водонагревателей. Суть такова - есть бак с водой, термосифон, который устанавливаеться на определенной высоте. К нему на вход подсоединяеться шланг с холодной водой, а шланг для отбора горячей воды на выход. Трубки солнечного коллектора представляют собой стекло с светопоглащающим напылением, которые напрямую встраиваются в бак. На солнце вода в трубках нагреваеться и поднимаеться вверх в бак, а холодная с бака опускаеться в трубки - естественная циркуляция. Поэтому на зимний период необходимо осушать систему.
Основное предназначение данной системы - летние дачные домики, период использования - "дачный сезон".

[solarmaster]

вот схема вакуумных пассивных(гравитационных) гелиосистем
Желающие, заезжайте к нам в офис, сможете посмотреть и пощупать. как в прочем и все остальные комплектующие и коллекторы(несколько сотен наименований).

[lms01kz]

Скажите, возможна ли такая схема подключения, например для теплицы (я не профессионал, не судите строго схему )

В данной схеме заметно, что отсутствует бак-аккумулятор...

[SintSolar]

Без баков-аккумуляторов вообще не рекомендуется делать гелиосистемы!
 
Любая гелиосистема, с любыми коллекторами основную экономию по отоплению дает именно в демесезонный период, т.е. когда достаточно много солнечной энергии (по сравнению с зимним периодом).
А в ситуации с теплицами, тепловое потребление вообще резко колеблется в течение суток, особенно когда солнечно...
В результате в самый подходящий период для гелиоотопления, режим работы примерно такой: днем на улице теплеет до +10-+20оС, а ночью холодает 0-5оС (например, как в этом марте):
(больше графиков реальной работы гелиосистемы http://sintsolar.com.ua/forum/topic.php?forum=1&topic=50 )
Днем отопление практически выключается, плюс поступает энергия прямо через окна (пленку теплицы).  И именно солнечным днем выработка гелиоколлекторами максимальна. Если нам не будет где накопить эту энергию, тогда система войдет в режим стагнации (выше 130оС) и выйдет из него только вечером, когда мощность солнечного излучения уменьшится (т.е. мы потеряем энергию)... Поэтому, обычно, бак выбирается такого объема, чтобы, хотя бы можно было накопить всю дневную энергию от гелиоколлекторов. Т.е. бак прогреется днем, а расход тепла на отопление начинается постепенно вечером и за ночь вся (или почти вся) энергия израсходуется... Утром процесс повторяется...
Конечно, многое зависит от конкретной конфигурации системы, и действительно, в некоторых случаях допускается сброс тепла в контур отопления без промежуточного бака (либо с маленьким баком), но только в случаях, когда выработка на отопление носит ситуативный характер, либо гелиоколлекторов действительно мало по сравнению с рекомендуемым количеством...
Также есть еще один момент с баками: если предполагается установка баков с внутренним теплообменником (змеевиком), обычно, чем меньше бак - тем меньше площадь теплообменника. Поэтому с меньшим баком, меньшая площадь теплообменника не даст гелиоколлекторам работать с плановым КПД..., т.о. выработка может снижаться еще и из-за этого факта...

Все это достаточно хорошо видно при математическом моделировании, а также на практике!

[SintSolar]

Данный вопрос был затронут здесь http://forum.truba.ua/index.php?topic=4368.0
...т.к. он не касался той темы, я отвечаю здесь...

К стати, я понял почему немцы у ставят рефлекторы на все трубчатые коллекторы. таким образом они при неизменнй площади абсорбера повышают апертурную площадь, таким образом 'немецкие' коллекторы собранные на китайских трубках чудесным образом показывают заоблачную производительность относительно абсорбера. На обывателя это действует как магическая фраза 'мерседес есть мерседес...' или 'немецкое качество...'.

Вы немного запутались...
Ну, во-первых не на все типы вакуумных коллекторов немцы ставят рефлекторы, а ставят только на коллекторы с коаксиальной вакуумной трубкой (двойное стекло... в виде термоса, поглощающее покрытие по всему периметру внутренней трубки)...


Если вакуумная трубка перьевого типа, то рефлекторов у них я не встречал...



В случае коаксиальной вакуумной трубки, только так можно использовать всю площадь абсорбера, а рефлектор не настолько дорого стоит... В результате также задействуется свободная зона между трубками, поэтому с единицы площади крыши снимается больше энергии (более эффективное использование пространства).  Также при использовании рефлектора, вакуумных трубок можно ставить меньше на ту же площадь, тем самым еще больше удешевляется изделие.

Но, конечно, есть и недостаток - со временем будет идти деградация и загрязнение, как рефлектора так и обратной стороны трубки, поэтому будет снижаться эффективность. ...но все же это лучше чем без рефлектора...

Также рефлекторы могут быть разной формы, размера и выполненными из разных материалов, иметь или не иметь защитного покрытия.... это также влияет на стоимость и долговечность изделия...

Т.к. рефлектор позволять использовать обратную сторону трубки, в параметрах сразу указывается большая площадь абсорбера... И кстати, ни о какой "заоблачной производительности относительно абсорбера" речь не идет, я бы сказал даже наоборот, т.к. на рефлекторе теряется часть энергии - оптический КПД коллектора снижается (в пересчете на эту площадь)...

Привожу некоторые примеры с сайта SPF:
1. Перьевой вакуумный коллектор, который мы предлагаем - http://www.solarenergy.ch/fileadmin/daten/reportInterface/kollektoren/factsheets/scf1030en.pdf

2. Выбранный случайным образом вакуумный коаксиальный 30-титрубочный без рефлектора - http://www.solarenergy.ch/fileadmin/daten/reportInterface/kollektoren/factsheets/scf1026en.pdf

3. С концентрическим рефлектором 10-титрубочный - http://www.solarenergy.ch/fileadmin/daten/reportInterface/kollektoren/factsheets/scf926en.pdf

4. С плоским рефлектором 10-титрубочный, того же производителя - http://www.solarenergy.ch/fileadmin/daten/reportInterface/kollektoren/factsheets/scf928en.pdf



             Площадь, м2
  Общая/Апертурная/Абсорбера   

1.    1.82 / 1.01 / 0.93    - перьевой                   
2.    4.95 / 2.8   / 2.4      - коаксиальный без рефлектора, 30 трубок                     
3.    1.45 / 1.43 / 1.65    - с концентрическим рефлектором, 10 трубок                   
4.    2.04 / 1.74 / 2.69    - с плоским рефлектором, 10 трубок                   



Основные параметры, приведенные к соответствующим площадям:

            Макс. КПД             Коэф.тепл.потерь
     Общ./Аперт./Абсор.   Общ./Аперт./Абсор.
1.    0.43 / 0.78 / 0.85       0.7   / 1.27 / 1.38
2.    0.37 / 0.66 / 0.77       1.22 / 2.16 / 2.52
3.    0.6   / 0.76 / 0.52       1.12 / 1.41 / 0.98
4.    0.49 / 0.57 / 0.37       0.78 / 0.91 / 0.59

Теоретическая производительность (на первый год эксплуатации, без учета влияния снега и изморози), приведенная к апертурной площади, кВтч/м2:
     ГВС      ГВС+ОТОП.
1.  669           551
2.  542           400
3.  631           496
4.  541           429

Конечно, это одни из множества коллекторов, поэтому в каждом отдельном случае нужно оценивать отдельно.

[deval]

экономия энергоносителей на отопление в зимний период 50%? странновато, лучшие результаты у немцев - 20%

лучшие результаты у немцев - 100%

[solarmaster]

К стати, я понял почему немцы у ставят рефлекторы на все трубчатые коллекторы. таким образом они при неизменнй площади абсорбера повышают апертурную площадь, таким образом 'немецкие' коллекторы собранные на китайских трубках чудесным образом показывают заоблачную производительность относительно абсорбера. На обывателя это действует как магическая фраза 'мерседес есть мерседес...' или 'немецкое качество...'.

Вы немного запутались...
Ну, во-первых не на все типы вакуумных коллекторов немцы ставят рефлекторы, а ставят только на коллекторы с коаксиальной вакуумной трубкой (двойное стекло... в виде термоса, поглощающее покрытие по всему периметру внутренней трубки)...

Если вакуумная трубка перьевого типа, то рефлекторов у них я не встречал...

Я ни в чем не запутлася.
Дело в том, что немцы наносят абсорбирующее покрытие только на одну стотону пластины. В отличии от наших коллекторов. Для справки: мы предлагаем вакуумные комаксиальные, вакуумные перьевые и плоские высокоселлективные коллеткоры. К стати, наши плоские коллекторы производятся с помощью высокоточной лазерной сварки. Плоские коллекторы такого уровня на нашем рынке практически не представлены. В основном это или паянные медью(часто в ручную) или ультразвуковая сварка. 

подробнее о наших вакуумных перьевых см. видео
http://www.youtube.com/watch?v=SByU2VR_kC0

мы с успехом используем рефлекторы как на вакуумных коаксиальных так и на вакуумных перьевых солнечных коллекторах.