不同类型试管的功效
真空歧管的效率等级取决于安装的管子类型：
- U型（U型）；
- 双同轴；
- 羽毛;
- 同轴（热管）；
- 热虹吸管（打开）。
该评级通常表征不同的系统，因为性能取决于设计特征、所用材料的特性和设计解决方案。以下因素影响真空歧管的效率水平：
- 吸收器的吸收和发射系数；
- 系统中的最大工作压力；
- 接头处材料的质量和导热性；
- 沿玻璃墙内周边的金属吸收剂的存在和特性；
- 玻璃对机械应力的抵抗力；
- 设计特点——壁厚、金属质量等。
重要的！
许多真空管和收集器制造商高估了它们的性能。实际可以获得的热量取决于许多因素，必须单独计算。
一般说明
以上所有适用于昂贵和高质量的太阳能集热器。与此同时，来自不同制造商的大量系统现已出现在俄罗斯市场上。什么是太阳能集热器，什么是更好的选择？如何不被期望欺骗并选择正确的选项？
平板太阳能集热器：
平板太阳能集热器是欧洲、俄罗斯和中国的。尺寸可能会有所不同，功率是按集电极面积估算的标准。
1. 欧洲。通常从德国发货，很少从意大利或其他欧洲国家发货。几乎所有集热器制造商都具有高质量的工艺和平板集热器的最高效率。价格很高。
2. 俄语。质量取决于制造商。最好的样品仍然不如欧洲模型。最差的可以与廉价的中国选择相媲美。效率也各不相同。在安装之前，最好询问有关此类收集器的反馈并评估对您项目的适用性。价格是平均的。
3.中文。质量取决于制造商。来自知名公司的最佳样品不如欧洲模型，可与俄罗斯模型相媲美。有没有品牌的廉价平板集热器 - 质量通常很低，效率也很低，尽管可以在水加热系统中使用它们。价格低。
真空太阳能集热器：
真空太阳能集热器几乎完全由中国供应，它们不在俄罗斯生产。在欧洲，它们的产量相对较小，但实际上并不供应给俄罗斯。
1.带加热管。最常见的真空收集器类型。玻璃真空管内部是特殊的铜管，可将能量传递给冷却剂。质量从中国最好的工厂的非常高到小型和手工业的非常低。高品质的集热器以高玻璃强度和由于特殊的选择性纳米涂层而提高的太阳能吸收水平而著称。劣质管材较脆，吸热性差。从视觉上区分高品质和低品质是很困难的，所以你应该专注于知名品牌。中国最大的真空集热器制造商是Himin Solar，其产品质量最高。
2. 带 U 型管。在这些集热器中，太阳能通过位于每个玻璃灯泡内的微型铜电路（U 型管）传输。与加热管相比，这会导致效率提高 10-15%。这类集热器的生产技术比较先进，所以通常都是知名公司生产的高品质太阳能集热器，其中最大的是皇明太阳能。
主要推荐
如果只需要热水，可以选择平板式和真空式太阳能集热器。真空歧管只会在冬季和多云的天气中具有更高的效率。
对于俄罗斯气候下的加热，只能使用真空收集器。
请记住，魔法不会发生，无论收集器的类型如何，在长时间多云天气的情况下都需要额外的能源。
最重要的是，不要购买可疑产品和质量未知的产品，只相信知名品牌。
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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 |
真空收集器的类型
不同类型的太阳能集热器包含不同尺寸的真空管。管子越大，越厚，收集器提供的能量就越多。管子的长度至少为 1 米，最大长度超过 2 米。直径小于 58 毫米的管道不受欢迎，因为它的效率较低。
热水器需要不时清洁，但如何做到这一点，请阅读从热水器中排水的文章。关于 Termex 储水式热水器，请参阅此处的评论。
热管也不同：
- 位于玻璃管中的铜管会发热。热量被冷却剂蒸发，上升到管的顶部并冷凝。
- 在带有 U 形管的系统中，通过管子下部的冷却剂加热并迅速通过其上部 - 这是一个闭路系统。它具有加速传热的特点，比标准系统效率高 15-20%。
太阳能热水器的工作原理
在着手制造自制太阳能系统之前，值得研究工厂制造的太阳能集热器 - 空气和水的设计。前者用于直接空间加热，后者用作热水器或非冷冻冷却剂 - 防冻剂。
太阳能系统的主要元素是太阳能集热器本身，提供 3 个版本：
- 平板热水器。它是一个密封的盒子，与下方绝缘。内部有一个由金属片制成的热接收器（吸收器），其上固定有铜线圈。从上方，元素被坚固的玻璃封闭。
- 空气加热歧管的设计与之前的版本相似，只是由风扇泵送的空气在管道中循环，而不是冷却液。
- 管状真空收集器的装置与平面模型有根本的不同。该设备由耐用的玻璃烧瓶组成，其中放置了铜管。它们的末端连接到 2 条管线 - 供应和返回，空气从烧瓶中抽出。
添加。还有另一种类型的真空热水器，玻璃烧瓶是密封的，里面装满了一种在低温下蒸发的特殊物质。在蒸发过程中，气体吸收大量热量传递给水。在热交换过程中，物质再次凝结，流到烧瓶底部，如图所示。
直接加热真空管（左）和由液体蒸发/冷凝驱动的烧瓶的装置
所列类型的收集器使用将太阳辐射的热量（否则 - 日晒）直接传递到流动的液体或空气的原理。平板热水器的工作原理是这样的：
- 循环泵泵送的水或防冻液以 0.3-0.8 m / s 的速度通过铜热交换器（尽管室外淋浴也有重力模型）。
- 太阳的光线加热了吸水片和紧紧连接在上面的盘管。根据季节、一天中的时间和街道天气，流动冷却剂的温度会上升 15-80 度。
- 为了排除热损失，主体的底部和侧面用聚氨酯泡沫或挤塑聚苯乙烯泡沫绝缘。
- 透明的顶部玻璃具有 3 个功能：保护吸收器的选择性涂层，防止风吹过线圈，并形成保持热量的气密层。
- 热的冷却剂进入储罐-缓冲罐或间接加热锅炉的热交换器。
由于装置回路中的水温随季节和日子的变化而波动，太阳能集热器不能直接用于取暖和生活热水。从太阳接收的能量通过油箱的线圈 - 蓄能器（锅炉）转移到主冷却剂。
由于真空和每个烧瓶中的内部反射壁，管状设备的效率提高了。太阳光线自由地穿过无气层，用防冻液加热铜管，但热量无法克服真空向外散发，因此损失极小。另一部分辐射进入反射器并聚焦在吃水线上。据制造商称，安装效率达到80%。
当水箱中的水加热到合适的温度时，太阳能热交换器使用三通阀切换到水池
管状太阳能加热器
在供暖系统中，主要任务之一是确保热量的安全并防止热量流失。为此，使用各种加热器和介质来防止热能的耗散。最有效的隔热材料是真空。该原理用于管状或也称为真空太阳能集热器。但是真空太阳能集热器可以有四种修改。它们有不同类型的玻璃管和不同的热通道。
这就是管状太阳能植物的样子
管类型
今天，主要使用两种类型的管子：同轴（管中管）或羽管。同轴管的结构类似于保温瓶：两个烧瓶通过一端密封焊接在一起，在壁之间有一个稀薄的空间 - 真空。将吸收层施加到第二个烧瓶的壁上。它将太阳光线转化为热能。烧瓶的内壁加热，烧瓶内的空气从中加热，然后冷却剂从那里被加热，冷却剂通过热通道循环。由于复杂的传热系统，带有这种管的加热器效率不高。但它们的使用频率更高。因为它们可以随时工作，即使在严重的霜冻中并且热损失很小（由于真空），这提高了它们的效率。
同轴管
羽毛管只是一个烧瓶，但壁厚。内部插入了一个热通道，为了改善热传递，该通道设有一个平坦或略微弯曲的吸收材料板。然后将管抽空。这种类型的效率更高，但成本远高于同轴电缆。此外，当管子出现故障时，更难更换。
羽毛管 - 在类似羽毛的盘子内
热通道类型
今天有两种类型的热通道很常见：
- 热管
- U型或直通通道。
热管热通道运行方案
热管系统是一根空心管，一端有一个巨大的尖端。该尖端由具有良好散热性的材料（通常是铜）制成。尖端连接到单个总线 - 歧管（歧管）。它们的热量被通过歧管循环的冷却剂带走。此外，冷却剂的循环可以通过一根或两根管道来组织。
管内是一种轻微沸腾的物质。只要温度低，它就在热通道底部处于液态。当它加热时，它开始沸腾，部分物质变成气态，上升。加热的气体将热量散发到巨大尖端的金属上，冷却下来，变成液态并沿着壁流下。然后它再次升温，依此类推。
在具有直通通道的管式集热器中，使用了更熟悉的热交换方案：冷却剂通过 U 形管移动。穿过它，它变热了。
U型换热器表现出最好的性能，但它们的主要缺点是它们是系统不可分割的一部分。如果太阳能电池板中的一根管子损坏，您将不得不完全更换它。
热管式热交换器的效率较低，但由于系统是模块化的并且任何损坏的管道都非常容易更换，因此使用得更频繁。只有一个从歧管中出来，另一个被放在它的位置。您可以在视频中看到这是如何发生的。奇怪的是，这就是太阳能集热器的真空管的组装方式。而且这里没有矛盾。简单地使用同轴烧瓶，真空在其壁之间，而不是在热通道周围。
另一种类型的太阳能管状集热器是直接加热装置。它们也被称为“湿管”。在这个设计中，水在两个烧瓶之间循环，从它们的壁上加热，然后进入水库。这些植物简单且便宜，但它们不能在高压或负温度下工作（水结冰并打破烧瓶）。此选项不适合供暖，可用于在温暖的季节加热水。
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。
系统停滞
让我们多谈谈与产生的热量过多相关的问题。所以，假设你已经安装了一个足够强大的太阳能集热器，可以为你家的供暖系统提供充分的热量。但是夏天来了，取暖的需求已经消失了。如果电锅炉可以关闭电源，燃气锅炉可以关闭燃料供应，那么我们就无法在太阳上供电——当它变得太热时，我们不能“关闭”它。
系统停滞是太阳能集热器的主要潜在问题之一。如果没有从集热器回路获取足够的热量，冷却液就会过热。在某个时刻，后者可能会沸腾，这将导致其沿回路的循环终止。当冷却液冷却并冷凝时，系统将恢复运行。然而，并非所有类型的冷却剂都能轻松承受从液态到气态的转变，反之亦然。有些由于过热而获得果冻状稠度，这使得电路无法进一步操作。
只有稳定地去除集热器产生的热量才能有助于避免停滞。如果设备功率的计算正确完成，出现问题的可能性几乎为零。
但是，即使在这种情况下，也不排除发生不可抗力的情况，因此，应提前预见防止过热的方法：
1. 安装一个储水箱，用于储存热水。如果热水供应系统主水箱的水量达到设定的最大值，而太阳能集热器继续供热，则会自动切换，开始对已经在储水箱中的水进行加热。创造的温水供应可以在以后多云时用于家庭需求。
2. 加热水池中的水
拥有游泳池（无论是室内还是室外）的房主都有很好的机会去除多余的热能。水池的体积比任何家庭蓄水池的体积都大，这意味着池中的水不会加热到无法再吸收热量的程度
3. 排出热水。在没有能力消耗多余热量的情况下，您可以简单地将热水从储水箱中分小部分排出，以便将热水排入下水道。进入水箱的冷水会降低整个体积的温度，这将使您能够继续从回路中带走热量。
4. 带风扇的外部热交换器。如果太阳能集热器的容量很大，多余的热量也会非常大。在这种情况下，系统配备了一个充满制冷剂的附加回路。该附加回路通过配备风扇并安装在建筑物外部的热交换器连接到系统。如果存在过热的风险，多余的热量会进入附加回路并通过热交换器“扔”到空气中。
5. 将热量排放到地下。如果除了太阳能集热器，房子还有一个地源热泵，多余的热量可以送到井里。同时，您同时解决了两个问题：一方面，您可以保护集热器电路免受过热，另一方面，您可以恢复冬季耗尽的土壤中的热量储备。
6. 太阳能集热器与阳光直射隔离。从技术角度来看，这种方法是最简单的方法之一。当然，爬上屋顶并手动悬挂收集器是不值得的——这既困难又不安全。安装遥控屏障（如卷帘）更为合理。您甚至可以将风门控制单元连接到控制器 - 如果电路中的温度危险升高，收集器将自动关闭。
7. 排放冷却液。这种方法可以被认为是基本的，但同时它也很简单。如果存在过热风险，冷却液会通过泵排入集成在系统回路中的特殊容器中。当条件再次变得有利时，泵会将冷却液返回回路，并且收集器将恢复。
额外的运营成本
除了在冬天定期清洁污垢和雪（如果它不会自行解冻）之外，使用它并不意味着任何保养或维护。但是，会有一些相关费用：
维修，在保修期内可以更改的所有内容，可以毫无问题地更换制造商，重要的是购买授权经销商并拥有保修文件。
电力，它在泵和控制器上花费了很多。对于第一个，您只能在 300 W 下放置一块太阳能电池板，这就足够了（即使没有电池系统）。
冲洗线圈，需要每 5-7 年进行一次
这完全取决于水的质量（如果它被用作热载体）。
结果
总之，我想指出，集热器的可能设计受到铜线圈使用的限制。有许多不同的方法，例如，您可以使用啤酒罐和其他锡瓶作为吸收元件来组装一个完全高效的工作收集器。有很多选择。为此，只值得研究这个问题，收集所需数量的啤酒罐或锡瓶。接下来，将它们组装成一个单一的结构。最重要的是，即使你决定收集 啤酒收藏家 罐头或瓶子，请记住所有太阳能集热器的工作原理相同。定性地进行管道和罐头连接处的焊接，在设计中创造适当的真空条件，你就会成功。大胆做事。因此，您不仅会获得完全免费且自主的热水源。知道您在当今全球化世界中增加了可再生能源的份额，您还将获得极大的心理满足。通过创建一个适用于太阳辐射的设备，您将更加独立于电力和天然气的中央供应系统。您将为自己提供家庭所需的热水。祝你好运。
太阳能集热器
