真空太阳能集热器：工作原理+如何自己组装

如何组装空气歧管

如果您决定用自己的双手组装太阳系，请首先使用所有必要的工具。

工作中需要什么

1.螺丝刀。

2. 可调式管子和套筒扳手。

套筒扳手套装

3、塑料管材的焊接。

塑料管焊接

4. 穿孔器。

穿孔器

装配技术

对于组装，最好获得至少一名助手。该过程本身可以分为几个阶段。

第一阶段。首先，组装框架，最好立即在将要安装的地方。最好的选择是屋顶，您可以在其中单独转移结构的所有细节。安装框架的过程取决于具体型号，并在说明中进行了规定。

第二阶段。将框架牢固地固定在屋顶上。如果屋顶是石板，则使用护套梁和粗螺钉；如果是混凝土，则使用普通锚。

通常，框架设计为安装在平面上（最大 20 度坡度）。将框架连接点密封到屋顶表面，否则它们会泄漏。

第三阶段。也许是最困难的，因为您必须将一个沉重且尺寸庞大的储罐抬到屋顶上。如果无法使用特殊设备，请将水箱用厚布包裹（以避免可能的损坏），然后用电缆将其吊起。然后用螺钉将水箱连接到框架上。

第四阶段。接下来，您必须安装辅助节点。这可能包括：

• 加热元件；
• 温度感应器;
• 自动风道。

将每个部件安装在特殊的软化垫圈上（这些也包括在内）。

第五阶段。带上水管。为此，您可以使用任何材料制成的管道，只要它能够承受 95°C 的高温。此外，管道必须耐低温。从这个角度来看，聚丙烯是最合适的。

第六阶段。连接供水后，将水箱注满水并检查是否泄漏。查看管道是否泄漏 - 将充满的水箱放置几个小时，然后仔细检查所有内容，如有必要，解决问题。

第七阶段。在确保所有连接的密封性正常后，继续安装加热元件。为此，请用铝板包裹铜管并将其放入玻璃真空管中。在玻璃烧瓶的底部放置一个固定杯和一个橡胶靴。将管子另一端的铜尖一直插入黄铜冷凝器。

只需将杯形锁扣到支架上即可。以同样的方式安装其余的管子。

第八阶段。在结构上安装安装块并为其提供 220 伏电源。然后将三个辅助节点连接到该块（您在工作的第四阶段安装了它们）。尽管安装块是防水的，但请尝试用遮阳板或其他一些防护措施覆盖它以防止大气降水。然后将控制器连接到设备 - 它可以让您监控和调节系统的运行。将控制器安装在任何方便的地方。

这样就完成了真空歧管的安装。在控制器中输入所有必要的参数并启动系统。

收集器选择标准

如果计划包括购买用于加热的真空歧管，您应该注意一些有助于您决定型号的细微差别：

1. 管状太阳能系统适用于平屋顶。风阻大，握持稳固。

2. 研究技术特性，需要考虑管子的数量、类型、尺寸、设备面积。

3

了解液体的体积、设备的尺寸、吸收器的表面、烧瓶玻璃的质量和绝缘体的厚度也很重要。

4. 计算实际性能，需要了解供暖面积、热量损失量、气候特征、每天的热水消耗量。

5.购买集热器时，您还需要考虑安装组件的额外成本：水箱、电池和交换器。

尽管成本相当高，太阳能装置还是引起了极大的兴趣，使用这种供暖系统的业主的反馈证明了这一点：

“为了省钱，我不得不注意用于私人寄宿公寓的太阳能集热器。旺季期间，热水消耗量较大，需另选供暖供暖方式

中国制造商神泰提供以实惠的价格购买设备，所以我选择了他们的产品，特别是因为评论大多是正面的。根据计算，我被推荐了必要的电源，他们迅速交付并安装了所有设备。与每个房间的锅炉成本相比，节省的成本是巨大的。工作中没有缺点或问题。

叶夫根尼·冈查尔，克拉斯诺达尔。

“现在所有人都在尝试转向更有利可图的供暖方式。相信评论，我们还为我们的小屋订购了一个范式收藏家。起初，他们将其用作备用选项，一年后，他们确信其有效性并完全转向为房子提供太阳能系统。我们担心管子可能会被恶劣的天气或风损坏，但它们很耐用，甚至不怕飓风。多亏了累积系统，您不必担心工作终止。我们没有发现任何缺点，我们对我们的选择感到满意，虽然价格相当高。”

“我们安装了安迪集团品牌 SCH-18 的收集器，因为对该公司的评价很好。我对技术功能不是很精通，我丈夫选择了该设备。但我喜欢它只工作了一个赛季，并且已经感受到了节省。不错，今年阳光充足，所以能量的积累几乎没有中断。唯一的缺点就是电不够用，暖气很好，而且家里人多，热水的消耗要节制一些。让我们看看收藏家未来会如何展现自己。”

“我在私立幼儿园工作。两年前，业主在屋顶上安装了 Micoe 太阳能系统。经常需要消耗热水，房间必须有最佳温度，这些都是不错的成本。有了新设备，它可以全面服务供暖，不间断地供应热水，还可以加热游泳池。即使在晚上，所有系统也能完美运行。由于我没有看到任何缺点，我正在考虑为我的家购买相同的设备，特别是因为价格合理。您只需要阅读评论即可选择正确的型号。

所有公司都有自己的真空型太阳能集热器价格范围。

在制定太阳能供暖系统的预算时，进行初步计算并决定合适的选项非常重要。大概费用如下表所示：

公司、制造商、型号

由于其多功能性和效率，带有太阳能集热器的家庭供暖越来越受欢迎。制造商正在开发新技术以提高性能、可靠性和使用安全性。在家中安装系统的业主已经对其质量、节省和高性能表示赞赏。

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越来越多的人正在考虑这样一个组织来为他们的家庭供暖。

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聚碳酸酯歧管

由具有良好隔热性能的蜂窝板制成。板材厚度从 4 到 30 毫米。聚碳酸酯厚度的选择取决于所需的热传递。片材和其中的细胞越厚，该装置能够加热的水就越多。

要自己制作太阳能系统，特别是自制聚碳酸酯太阳能热水器，您需要以下材料：

• 两个螺纹杆；
• 丙烯角，配件必须有外螺纹连接；
• PVC塑料管：2根，长1.5m，直径32；
• 2个插头。

管道平行铺设在体内。通过截止阀连接到 DHW。沿着管子做一个薄切口，可以插入聚碳酸酯板。由于热虹吸原理，水将独立进入板材的凹槽（单元），加热并进入位于整个加热系统顶部的储水箱。耐热硅胶用于密封和固定插入管道的片材。

为了提高蜂窝聚碳酸酯集热器的热效率，该片材涂有任何选择性涂料。施加选择性涂层后的水加热速度加快了大约两倍。

真空管的种类

太阳能集热器有五种类型的真空管。它们在内部结构和设计上有所不同。此外，它们中的每一个都可以补充一个金属（通常是铝）吸收器，该吸收器以管的形式放置在玻璃烧瓶中。

重要的！
大多数制造商用钡填充玻璃壁之间的下部间隙 - 它吸收气体杂质并提高隔热性能。它的缺失会使收集器的效率降低多达 15%。

热虹吸（开放式）真空管

这种类型的太阳能集热管用于带有外部储罐的集热器。它们充满水并与水库形成一个体积。烧瓶中的热水上升到水箱中，冷却水下降。

热虹吸真空歧管用于以下应用：

1. 用于连接热水供应系统；
2. 在寒冷季节日照高的地区；
3. 季节性使用（春季、夏季、秋季）。

同轴管（热管）

这是最常见的真空管类型。在其中，在一个玻璃烧瓶内，有一根铜管，里面装满了低沸点的液体或低压水。

加热时，液体或水开始沸腾，蒸汽上升，同时从铜壁加热。在上部，它进入热交换器 - 末端的延伸部分，在其中它通过墙壁将热量散发到在它周围循环的水。

冷却后，蒸汽在热交换器的壁上冷凝并向下流动。循环重新重复。

同轴管和热交换器的内部结构示意图。

双同轴管

这种热接收器的工作原理与前一种相同，但有一个例外 - 两个带液体的铜管连接到一个热交换器。双系统可以更有效地去除热量，并且换热器壁的大容量和面积可以快速加热水。

必要时安装具有双同轴系统的真空收集器：

1. 提供大量水的小加热；
2. 晴天需要热能；
3. 平均日照水平高；
4. 通过系统快速抽水。

羽毛真空管

他们的设计有一个额外的热交换器，可以更有效地从玻璃灯泡内部排出热量。通常它以位于铜散热器侧面的两个纵向板的形式制成。

否则，工作原理与同轴管完全相同。

U型真空管（U型）

这个系统与以前的系统有根本的不同。它使用两条线 - 用于冷水和热水。

一个英文字母 U 形式的热交换器安装在一个玻璃烧瓶中，水通过它。从带有冷水的管道进入，加热并返回带有热水的管道。

U 型管歧管效率最高，但安装难度更大。装配时的流线用玻璃灯泡内的铜管焊接固定。结果是一个单一的整体系统，具有很高的能源效率，但可维护性低。

将烧瓶安装在 U 形铜管上。

存在哪些类型的太阳能集热器

这种系统有两种类型：平板式和真空式。但是，从本质上讲，它们的操作原理是相似的。他们利用太阳的热量来加热水。它们仅在设备上有所不同。让我们更详细地了解这些类型的太阳能系统的运行原理。

平坦的

这是最简单和最便宜的收集器类型。它的工作原理如下：铜管位于金属外壳中，内部采用高效羽毛吸收器处理以吸收热量。冷却剂（水或防冻剂）通过它们循环，吸收热量。此外，这种冷却剂会通过储水箱中的热交换器，在那里我将热量直接传递给我们可以使用的水，例如用于加热房屋。

系统的上部覆盖有高强度玻璃。外壳的所有其他侧面均采用绝缘材料进行绝缘，以减少热量损失。

优点	缺陷
低成本面板	效率低，比真空低20%左右
简单的设计	大量热量通过身体散失

由于易于制造，这种系统通常甚至是用他们自己的双手制造的。您可以在建筑商店购买必要的材料。

真空

这些系统的工作方式略有不同，这是由于它们的设计。面板由双管组成。外管起保护作用。它们由高强度玻璃制成。内管的直径较小，并覆盖有吸收太阳能的吸收器。

此外，这种热量通过铜制成的剥离器或棒传递给热量（它们有几种类型并且具有不同的效率，我们稍后会考虑它们）。热移除器在热载体的帮助下将热量传递到蓄热罐。

管之间存在真空，可将热损失降至零并提高系统效率。

优点	缺陷
高效率	价格相对于公寓较高
最小热损失	无法自行修复管子
易于维修，一次可更换一根管子
种类繁多

可移除热元件（吸收器）的类型，共 5 种

• 带有直流热通道的羽毛吸收器。
• 带热管的羽毛吸收器。
• U 形直流真空歧管，带有同轴灯泡和反射器。
• 系统带有同轴烧瓶和热管“热管”。
• 第五个系统是平板集热器。

让我们看看不同吸收器的效率，并将它们与平板集热器进行比较。计算是针对 1 平方米的面板。

此公式使用以下值：

• η 是收集器的效率，我们计算；
• η₀——光学效率；
• k₁ - 热损失系数 W/(m² K)；
• k₂ - 热损失系数 W/(m² K²)；
• ΔT是集热器与空气K的温差；
• E 是太阳辐射的总强度。

使用此公式，使用上面的数据，您可以自己进行计算。

简而言之，效率取决于铜散热器吸收的热量和系统中的热损失量。

带有流量加热器或热虹吸管的系统

根据它们的结构，它们既可以是平面的，也可以是真空的。使用相同的操作原理。但是，它们在技术设备上有一个显着差异。

该系统无需额外的备用储罐和泵组即可运行。

工作原理如下。加热后的冷却液积聚在位于系统上部的基础油箱中，通常为 300 升。一个盘管穿过它，水从房子的管道系统本身的压力中循环通过。它升温并到达消费者手中。

优点	缺陷
由于缺少部分设备，成本低。	冬季和夜间系统效率低
易于安装，只需最少的努力，因为系统配备了所有必要的东西

亲手打造真空型太阳能集热器

在家里创建这样的设计是一个相当复杂的过程，需要高度的准备。构建这样一个单元的主要困难在于创建一个外部单元。

如果没有精密的设备，不可能对烧瓶和散热器进行真空吸尘，因此在工厂购买它们更容易

烧瓶的高质量抽真空，其中也包含一个散热器，不仅需要技巧，还需要精密的设备。在手工条件下不可能进行这样的操作，因此，以下说明将描述使用工厂制造的烧瓶的方法。但即使在这里也有困难。安装工作需要最高精度。

组装技术本身可以分为几个阶段：

• 首先，您需要构建一个框架，在该框架上将附加外部结构元素。最好直接在计划安装结构的地方组装。通常，它们被放置在屋顶上。
• 组装好框架后，必须牢牢固定。所用紧固方法的特点将取决于屋顶结构本身的特点。所有类型的屋顶共有的一个重要步骤是密封用于固定框架的孔。
• 在下一阶段，有必要安装一个储罐，它将执行蓄热任务。为此，需要一个容积罐，其安装将需要使用特殊设备，或需要额外的劳动力。同样在这个阶段，安装了一个泵站。
• 接下来，需要进行辅助单元和组件的安装，例如加热元件、温度控制传感器和风道。
• 现在有必要铺设冷却液循环的管道。管道必须由耐高温和低温的材料制成。最好的选择是使用聚丙烯通道。
• 管道安装完毕后，需要结合储罐检查其密封性。如果发现泄漏，应在继续工作之前将其消除并重新检查。
• 接下来，安装散热管。由于使用的是出厂产品，因此有必要仔细阅读随附的安装说明。在这个阶段，你需要尝试计算所有可能的细微差别，因为犯错会导致巨大的经济成本。这些物品相当昂贵。
• 下一步是安装安装块并将其连接到电源。然后将之前安装的辅助单元和组件连接到它。接下来，块控制器连接到安装块，这是监视整个系统状态所必需的。
• 安装真空型太阳能集热器的最后阶段将是调试。在他们的帮助下，安装过程中出现的所有缺陷都被识别和消除。

完成收集器的安装并不意味着您需要一劳永逸地忘记它。为使机组具有较长和有效的使用寿命，有必要定期检查和维修。

是否有利可图

为了确定使用太阳能集热器是否有利可图，每个人都根据居住地区、对热能的需求和财务能力来单独确定。
居住地区是确定使用将太阳能转换为其他类型能源的设备效率的重要标准。如下图所示，我国不同地区的太阳活动（日照时长）不同。
从这个方案可以看出，太阳能利用最有利的地区位于该国南部地区，每年太阳活动持续时间超过2000.0小时。在这些地区，也没有寒冷和漫长的冬天，这决定了俄罗斯这些地区在供暖和热水供应系统中成功使用太阳能集热器的可能性。

如果有必要从外部的传统热能供应商创建一个绝对自主的系统，应该记住，仅安装一个收集器是不可能创建这样一个系统的，因为需要电能来创建冷却液的循环，自动化系统的运行。因此，要实现完全自主，就需要解决连接对象的独立供电问题。因此，要制作一个绝对独立的系统，将需要额外的财务成本，这会增加设备的投资回收期。

真空太阳能集热器工作原理

太阳能真空集热器是处理太阳能最有效的设备。为了实现 85% 的效率，该设备仅使用了接收到的太阳能的 15%。真空收集器比太阳能电池板更有效，因为它们不仅可以将太阳能转化为电能，还可以用于加热。此功能不仅可以节省电费，还可以不花在加热设备上。

由于其高效率，太阳能集热器广泛应用于以下领域：

• 私人住宅、公寓、别墅。
• 办公室房间。
• 农业企业。
• 任何规模的工业园区。
• 卫生保健机构。
• 教育机构：学校、大学。
• 儿童机构。
• 交易机构。
• 公共餐饮点。
• 火车站、港口等众多各类机构。

太阳能集热器几乎可以在需要电力和热水的任何地方有效使用。

太阳能集热器的操作特点：

• 在寒冷的冬季，尤其是 1 月和 12 月，太阳能集热器不能产生超过 30%-50% 的热量。所以在这个时期就不得不求助于传统能源。
• 建筑物的隔热性能越好，供暖系统的工作效率就越高。
• 水基地板采暖系统也可以使用太阳能集热器加热。建议使用此功能来提高系统效率。
• 多云天气是太阳能集热器的主要障碍。随着云量增加，您将不得不更频繁地使用传统热源。