Colector de vacío solar

Maximizar el uso de fuentes alternativas de energía en la vida cotidiana es una tarea clave en la que las mentes de ingeniería trabajan constantemente. Y en este asunto han logrado resultados significativos, introduciendo regularmente nuevos dispositivos que les permiten organizar una existencia cómoda, sujeta a una reducción significativa en el consumo de electricidad tradicional. Uno de estos desarrollos interesantes es el colector solar de vacío. La familiarización con el dispositivo y el principio de funcionamiento del equipo ayudará a conocer mejor sus méritos y decidir el propósito en la vida cotidiana..

Designación y disposición de equipos ↑

El diseño de los colectores solares es muy diferente. Pueden ser calentadores planos o de vacío, así como equipos donde se utiliza aire como portador de calor en lugar de agua. Nos detendremos en la modificación del vacío en detalle, ya que es este tipo de colector solar que tiene una alta eficiencia y una serie de otras ventajas indiscutibles..

El propósito del colector de vacío, cuyo trabajo se basa en la conversión de la radiación solar en energía térmica, tiene un amplio rango de variación. La mayor demanda se observa cuando es necesario calentar agua en volúmenes significativos. Un paso a continuación es el objetivo de organizar la calefacción de espacios mediante la instalación de equipos solares en forma de un colector de vacío. Puede calentar el agua de la piscina o proporcionar un piso cálido en la estación fría. Un aspecto importante del funcionamiento del colector solar es su seguridad y respeto al medio ambiente..

La principal diferencia entre los calentadores de vacío y otros diseños de colectores solares es la presencia de tubos de vidrio fijos en el panel base. Como material, se utiliza vidrio de borosilicato, que se caracteriza por una mayor resistencia y por preservar las propiedades ópticas durante un largo período. Para el recubrimiento, se usa una sustancia especial, que proporciona la atracción de la luz solar. Un producto más pequeño se encuentra dentro del tubo más grande, el espacio entre ellos está lleno de vacío..

En el fondo del tubo hay un líquido especial que, bajo la influencia de la energía solar, se convierte en vapor y se eleva, lo que garantiza un calentamiento uniforme del agua en el colector de vacío. El dispositivo del equipo se muestra en el siguiente diagrama:

Principio de funcionamiento ↑

La presencia en el diseño del compartimento de vacío garantiza el funcionamiento del colector solar según el principio de un termo. Los elementos básicos del equipo incluyen principalmente las siguientes partes:

• coleccionista;
• un acumulador de calor, un tanque de agua a menudo actúa en su papel;
• circuito intercambiador de calor;
• sensores de temperatura;
• receptor.

Analizaremos las funciones de cada parte en detalle. El receptor está hecho de cobre aislado con un método de poliuretano. Protección adicional es proporcionada por el revestimiento de aluminio anodizado. A través de él, se suministra energía térmica. Si se detecta un mal funcionamiento en el receptor, el procedimiento de reemplazo funciona sin problemas, no requiere drenar el líquido del intercambiador de calor.

Al final de los tubos de vacío del colector solar y en la parte posterior del dispositivo de calentamiento, se instalan sensores de temperatura. Según sus indicadores, la bomba de circulación funciona.

El principio de funcionamiento del calentador solar es el siguiente:

• Un líquido no congelante actúa como refrigerante, que, pasando a través de la zona superior del equipo, absorbe la energía térmica generada por puntas especiales hechas de aleaciones de cobre..
• Como resultado de la aplicación del mecanismo de la bobina en el accionamiento del colector solar de vacío, el líquido se calienta.
• La transferencia de calor en un ciclo cerrado se lleva a cabo hasta que el grado del líquido en sí sea mayor que la temperatura del agua en el tanque de almacenamiento..

Los factores que determinan el período de funcionamiento de dicho sistema son los indicadores de temperatura de la atmósfera y la duración de las horas del día..

Las tiendas de vacío que utilizan la energía de la luz solar vienen en suministro de calor directo e indirecto. La primera opción de los colectores de vacío se caracteriza por el uso de agua como refrigerante, por lo que se conoce como equipo estacional alimentado por energía solar. En el segundo caso, es posible el funcionamiento del dispositivo durante todo el año..

Características de instalación ↑

El cumplimiento de las recomendaciones para instalar un colector de vacío es la clave para la operación altamente eficiente del calentador solar. La ubicación correcta proporciona el calentamiento del líquido en la estación fría en un 50-60%, para el período de verano esta cifra es del 100%.

Para estos fines, las tuberías de acero galvanizado o polímero no son adecuadas. El acero inoxidable o el cobre es el material óptimo. Entonces, a qué debe prestar atención:

• Cuando se monta en el techo de las estructuras, el ángulo de inclinación del múltiple de vacío hacia el horizonte es igual a la latitud geográfica del área..
• La colocación en los espacios abiertos de un calentador solar debe realizarse cerca de edificios que consuman calor..
• Deben excluirse los factores de sombreado..
• Los colectores solares alcanzan la máxima eficiencia cuando el ángulo de incidencia de los rayos solares es de 90^{acerca de}.

Sin embargo, lograr esta condición es difícil debido al movimiento constante del calentador de vacío en relación con la luz solar. La solución ideal para este problema es instalar un colector móvil que mantenga el ángulo de inclinación requerido gracias a la función de rotación detrás del sol. Pero el costo de dicho equipo es prohibitivamente alto, por lo tanto, es mucho más rentable operar colectores de vacío que son más simples en términos técnicos..

Al elegir un ángulo de inclinación, se guían por el propósito principal del calentador solar, mientras se selecciona la dirección hacia el sur. La desviación máxima no debe exceder 30^{acerca de}. En las regiones del norte, la instalación de un colector de vacío se realiza casi verticalmente. Dichos dispositivos son efectivos en la temporada de invierno, ya que utilizan la luz reflejada por la capa de nieve. A veces, los colectores solares se fijan en las paredes de las casas y reciben los siguientes beneficios:

• facilidad de mantenimiento;
• menor acumulación de polvo, por lo tanto, un cuidado más fácil;
• se minimiza el riesgo de daños durante el granizo;
• La baja fijación del colector de vacío con respecto al tanque con el fluido calentado aumenta la velocidad de convección, la necesidad de un sistema activo desaparece.
• El colector solar montado en la pared de tipo vacío reduce la pérdida de calor en la habitación, lo que reduce la necesidad de energía adicional para la calefacción..

Ventajas de los colectores de vacío ↑

El funcionamiento ininterrumpido de los equipos de vacío solar está garantizado por dispositivos aislados. Esto permite que todo el sistema funcione a temperaturas de hasta -40^{acerca de}C. En este caso, el dispositivo con el tanque de almacenamiento se ubica por separado, conectándose a la parte principal del colector de vacío utilizando productos de laminado de metal..

La operación automatizada de los dispositivos indirectos del colector de vacío es proporcionada por los controladores, la bomba proporciona circulación de fluido ininterrumpida en el sistema. Entre las ventajas de los colectores solares de tipo vacío se encuentran los siguientes elementos:

• alta eficiencia en tiempo nublado o temperaturas bajo cero;
• la instalación del diseño de equipos de vacío no requiere habilidades especiales;
• resistencia del calentador solar a las influencias ambientales negativas;
• largo período de operación.

La única carga puede ser el alto costo de un calentador solar, pero debido a la larga vida útil, la inversión dará sus frutos en el futuro cercano, proporcionando ahorros significativos adicionales en los costos de energía..