Установка коллектора для отопления: Идеальная температура в доме — его заслуга! Подключение коллектора отопления: что это такое и как выполнить

 Монтаж коллектора отопления цена от 3500р   8(905)743-53-44

     Составление проекта и установка теплого пола своими силами представляет собой серьезную процедуру, и к ней нужно подойти со всей ответственностью. Для тех, кто принял решение сам выполнять монтаж коллектора отопления цена которого ему не по карману, должен учесть все тонкости и детали, в противном случае не факт, что система отопления будет функционировать соответствующим образом.

Кроме того, что владельцам жилища следует предварительно определиться с материалом труб и спроектировать их размещение, имеет значение равномерное расположение теплоносителя по всей площади системы. С этой целью и выполняется монтаж коллектора
системы отопления. Его основное предназначение – поддержание требуемого баланса тепла внутри системы.

Что представляет собой коллектор?

С учетом того, что для оптимальной работы системы теплого пола в целом требуется изначально продумать одновременное наличие 2-3 точек ввода теплоносителя, лучше всего с самого начала представлять как конкретно будет выполняться его распределение в рамках системы.

Обычно, коллектор состоит из 2-х гребенок, посредством одной из них осуществляется транспортировка воды из отопительной системы в трубопровод (для теплого полового покрытия). Назначение второй при этом – совмещение обратных потоков отработанной (остывшей) жидкости теплоносителя.

Монтаж коллектора отопления: важные нюансы

Существует возможность подключения до 9-ти контуров на 1 коллектор. По этой причине, при наличии большого количества контуров, требуется сделать 2 либо более коллектора.

    Коллектор, предназначенный для системы теплых полов, рекомендуется разместить, насколько это возможно, в середине постройки, чтобы добиться одинаковой длины всех контуров. Это требуется для обеспечения эффективного прогрева и для того, чтобы обусловить равномерность сопротивлений гидравлики внутри трубопровода. При условии приблизительной идентичности длины петель, появляется возможность не использовать датчики протока.

    Если сооружение включает 2 и больше этажа, то лучше всего разместить коллектор под лестницей – тут будет организован прекрасный доступ к нему и к тому же, мало кто ходит.

    Расположить коллектор рекомендуется в самой высокой точке системы с целью устранить воздух из трубопровода. В таком случае коллектор схема монтаж отопления, в соответствии с которой вы будете выполнять все работы, будет предусматривать установку автоматического воздухо-отводчика и какие-либо сложности с завоздушиванием не возникнут.

Разрешается ли монтаж коллектора ниже, нежели уровень теплых полов?

   Случается, возникает необходимость в установке коллектора не на уровне теплого пола, а ниже этажом, к примеру, коллектор отопления распределительный для монтажа котельной располагается на 1-м этаже, а полы на 2-м. Может быть, у вас просто нет желания, чтобы коллектор был размещен там, где вы проживаете, и по этой причине было бы лучше выполнить его монтаж в подвальном помещении. Здесь нет ничего удивительного.

    Монтаж осуществляется также как и в иных условиях. Сложность исключительно в том, что не будет соответствующего воздухообмена, если выполнить установку воздухоотводчика на коллектор. Выходит, что его необходимо поставить на трубе, соединяющей раскатанные петли для всех помещений и коллектор.

Важно, чтобы установка воздухоотводчиков была выполнена на все имеющиеся петли. Т.е. Количество воздухоотводчиков должно соответствовать числу контуров. А теперь задумайтесь, есть ли смысл выполнять монтаж коллектора под уровнем теплых полов?

Как выполняется установка такой конструкции, как коллектор?

1.       Что относительно монтажа коллекторного шкафа (в случае необходимости). Шкаф следует ставить на высоте, соответствующей высоте поверхности пола, который планируется проложить. Если в коллекторе шкаф не предусмотрен, то он прикрепляется на высоте не менее 10 см от основы.
2.       Собираем коллектор. В случае самостоятельной сборки коллектора, а не приобретения готовой конструкции. Как бы там ни было, следует выбирать это устройство в соответствии с требуемым количеством контуров.

Коллекторы имеет внешнюю резьбу в три четверти и внутреннюю такого же диаметра.

    Во время подсоединения коллектора к трубе из полипропилена, которая объединена с другой стороны с котлом, используется разъемное соединение. Подобное соединение включает:

• Накидную гайку.
• Уплотнитель, выполненный с использованием резины.
• Втулку.
• А также крепежную гайку.

     Разъемное соединение следует накрутить с помощью гайки на внешнюю резьбу конструкции коллектора. С противоположной стороны прикрепляется муфта из полипропилена. Дальше стоит прикрепить к коллекторам оборудование, которым он комплектуется.

На обратном коллекторе требуется установка стандартного шарового крана – для залива/слива отопительной системы.

    Не забываем относительно подмотки резьбы в местах, в которых это обязательно нужно сделать. Как разобраться, существует ли возможность не использовать подмотку? Предельно легко: если имеется резиновый уплотнитель, то в подмотке отсутствует необходимость, а при отсутствии такого резинового кольца – подмотка является обязательной.

 
  По факту окончания сборки коллекторы стоит разместить в шкафу – для этого в данной конструкции имеются направляющие, перемещаемые в горизонтальном положении на требуемое расстояние.

    Промежуток между направляющими обуславливается длиной коллектора. На них же присутствуют и болты с гайками, при помощи коих и происходит прикрепление коллекторов.

   При отсутствии в перспективе шкафа, фиксация коллектора происходит на какой угодно высоте, комфортной для последующего подключения к трубопроводу.

    Высверливаем отверстие под дюбель глубиной в 1,5 раза больше, нежели длина самого дюбеля – дабы пыль, образовавшаяся в ходе сверления, которая полюбому останется в отверстии, не стала преградой для забивания дюбеля на 100%.

    Вот мы и закончили все работы по монтажу коллектора отопления. Если же для вас подобная процедура показалась чрезмерно сложной, вы можете обратиться к нам за помощью. Мы выполним все работы качественно и в короткие сроки. Расценки на монтаж коллектора с помощью специалистов нашей компании указана на нашем сайте

Теплые полы обычно состоят из нескольких пластиковых трубных петель и теплой водой, которая в процессе нагревается и возвращается через заднюю часть энергосистемы. Коллектор является своеобразным блоком, который контролирует работу систем напольного отопления. Для регулировки температуры предусмотрен расход в коллекторе. Эти устройства управляют потоком охлаждающей жидкости, в данном случае водой. Установка сборного коллектора и сборщика не легкая работа. Мы можем предложить вам свои услуги, когда необходим монтаж коллектора отопления теплого пола. Заказать услугу можно по телефону либо в режиме онлайн.

Теоретически, можно отказаться от профессиональной установки в коллекторе расходомера. Однако, если вы не установите это устройство, выполните следующие действия:

• в разных температурных зонах будут разные температуры;
• возможный избыток электроэнергии для нагрева воды в системе;
• различные схемы нагреваются неравномерно.

При установке пола с горячей водой он должен стремиться к тому, чтобы контуры трубы были примерно одинаковой длины. Это позволит снизить затраты на электроэнергию и обеспечить более точную регулировку температуры. У нас, сколько стоит монтаж коллектора отопления теплого пола, известно клиентам. Мы располагаем подобную информацию всегда на своем сайте, поэтому все наши клиенты полностью осведомлены с нашим действующим прейскурантом.

Установка сборного коллектора и сборщика

Устанавливая у себя теплый пол, нужно, как минимум, проконсультироваться с мастером по поводу дальнейшей эксплуатации. Если вы хотите получить комфорт и выгоду максимально, тогда вам необходим наш монтаж коллектора отопления теплого пола, цена которого доступная.

Тёплый пол —  это очень удачный вариант отопления дома. Система теплого пола состоит из коллектора и подключенных к нему труб, вмонтированных в напольное покрытие. Для того, чтобы правильно произвести монтаж тёплого пола, необходимо подготовить следующие материалы:

• коллектор, к которому будет осуществляться подключение всей системы, а также регулироваться различные параметры водяного тёплого пола (монтаж коллектора отопления теплого пола сколько стоит);
  • трубы для прокладки теплого пола. Лучше использовать трубы сшитого полиэтилена, например, трубы немецкой фирмы Rehau, которые обладают множеством преимуществ. Они достаточно устойчивы проявления внешней среды, на стенках не образуется налет, они обладают высокими характеристиками долговечности;
  • теплоизоляционные материалы, которые необходимы для правильного монтажа водяного теплого пола;
  • гидроизоляционные материалы.

Монтаж водяного теплого пола осуществляется в следующем порядке:

• укладка теплоизоляционного слоя;
• гидроизоляция;
• монтаж труб;
• подключение труб к коллектору;
• укладка армирующей сетки;
• бетонная стяжка пола;
• тестирование качества.

Чтобы правильно установить коллектор, необходимо следовать инструкции производителя или нанять для этой работы профессиональных сантехников и заказать монтаж коллектора отопления теплого пола. Коллектор крепится на стену, затем к нему подключаются трубы, идущие от тёплого пола. Когда вы будете выбирать модель коллектора, учтите количество отверстий на коллекторе которое должно соответствовать количеству труб, которые вы будете к нему подключать монтаж коллектора отопления теплого пола цена.

8-985-830-72-85, 8-925-936-34-99,  8-905-743-53-44 Вадим.

Монтаж и настройка коллектора теплого пола

Монтаж и настройка коллектора теплого пола осуществляются после того, как подготвлено место по оборудование — сделано основание, ниша под шкаф, выполнена отделка стен, ведь устройство не должно загрязнялся пылью или раствором. А где выбрать место под коллектор?

Где размещать коллектор

Рекомендуется размещать коллектор выше уровня всех подключенных контуров. Автоматические воздухоотводчики должны располагаться на гребенках, и быть в высшей точке всей системы отопления полами. Если не хотите чтобы полы не работали и завоздушивались, — нужно соблюдать уровень.

Место для размещения желательно определять в центре отапливаемой площади с целью получения одинаковой длины подключенных трубопроводов. Рекомендуется, чтобы разница в длинах контуров не превышала 10 метров, — тогда балансировка на гребенках выполнима без перегрузки насоса.

Как правило, производители предлагают готовые изделия в сборе с количеством подключаемых контуров от 2 до 10. Остается подобрать нужный по проекту, с учетом, чтобы хотя бы одно подключение оставалось резервным. Нередко бывает, что потом возникает необходимость добавить петлю — другую…

Настройка

Расстояние от чистовго пола, до места подключения труб на гребенках должно быть таким, чтобы не создавалось препятствий для удобного подключения трубопроводов выходящих из стяжки.

Чаще коллекторы производителем собираются для подключения «слева». При необходимости подключать «справа», выполняется перестановка узлов изделия в соответствии с инструкцией.

Обычно переставляются запорные краны, подстроечные клапана, разворачивается смесительный узел и байпас.

Также может возникнуть необходимость в развороте насоса на 90 градусов, с тем чтобы уменьшить габаритный размер изделия. Обычно это нетрудно выполнить по инструкции.

Закрепление

Наиболее просто закрепляется коллектор с использованием специального шкафа, встраиваемого или навесного.

Шкаф не только служит предметом интерьера, но и защищает оборудование и трубопровод от случайных ударов. Закрепление коллектора выполняется с помощью шурупов, предлагаемых в комплекте.

Не следует крепить коллектор непосредственно к несущим конструкциям дома. Это может привести к передаче вибрации и распространению звуков по дому, повышению уровня шума от оборудования.
Используйте стандартные схемы крепления, предусмотренные производителем. Используйте специальный шкаф или стойки, щиты с виброгасящими амортизаторами.

Комплектация, конструкция коллектора

Рассмотрим монтаж коллектора на примере изделия одного из производителей.
Этот коллектор собран по распространенной схеме, включает в себя типовые узлы.

Из чего состоит коллекторно-смесительный узел теплого пола, рассмотрим подробнее на примере.

• 1. Циркуляционный насос.
• 2. Балансировочный клапан. Он необходим для компенсации недостачи расхода воды в подающей магистрали. Чтобы при этом обеспечить номинальный расход теплоносителя в контурах …
• 3. Термостатический клапан с термоголовкой. Управляет температурой — регулирует количество теплоносителя, для достижения заданной температуры.
• 4. Балансировочный клапан. Служит для первичной настройки системы теплого пола по температуре для работы в данной сети. Также выполняет предохранительную функцию от чрезмерного повышения температуры в теплом полу, путем задания начального ограничения расхода теплоносителя.
• 5. Изогнутая трубка для подключения насоса.
• 6. Байпас с регулировочным клапаном, необходим для предотвращения перегрева насоса в случае закрытия всех коллекторов.
• 7. Ручной воздухоотводчик.
• 8. Стакан для датчика тепмпературы термоголовки.
• 9. Фитинги для подключения петель отопительного трубопровода.
• 10. Термометр.
• 11. Кран для слива, а также для первоначального заполнения системы теплого пола.

После закрепления коллектора, к нему подключаются петли теплого пола и подводящие трубопроводы, при этом все клапана и краны должны быть закрыты.

Теплоноситель в системе

Важным вопросом являются недопущение проникновения в систему кислорода. Необходимо применять материалы, детали, узлы с минимальной проницаемостью для кислорода.

Многие специалисты сходятся во мнении, что на сегодняшний день достаточной надежностью по фактору проникновения кислорода обладают лишь гибкие трубопроводы, в которых имеется слой алюминиевой фольги.

Трубопроводы PERT и РЕХ со слоем EVOH без слоя алюминия недостаточно надежно предотвращают попадание кислорода.
Подробнее о современных трубопроводах для обогреваемых полов

Если имеется вероятность замерзания системы, то необходимо использовать незамерзающие теплоносители на основе пропиленгликоля с концентрацией до 30%.

Как заполнить систему теплого пола

Заполнение системы теплого пола производится теплоносителем через сливные краны на коллекторе. Заполнение подключенных петель ведется поочередно.

Для этого поочередного открываются регулировочные клапаны (термостатический и балансировочный) только одного контура, при этом все другие клапаны на коллекторе должны быть закрыты.

Схема заполнения контуров:

Последовательность заполнения:

• Закрываются клапана байпаса 5, термостатический клапан 3, подстроечные клапана 2 и 4.
• Закрываются термостатические и балансировочные клапана всех контуров.
• Открывается балансировочный и термостатический клапана заполняемого контура.
• Подача теплоносителя осуществляется на подающую гребенку через кран слива. Выход воздуха — через сливной кран на обратке, до полного заполнения.
• Цикл заполнения повторяется для следующего контура, при этом клапана уже заполненного контура закрываются.
• После того как все контура заполнены, открываются все клапаны на самом коллекторе (6,2,3,4), и производится заполнение остальных узлов с выпуском воздуха через воздухоотводчики.

Рекомендуется провести гидравлические испытания всей системы теплого пола. Для этого давление в коллекторе и контурах поднимается не ниже менее 1,43 от рабочего, но не ниже 3 атм, в течении не менее 2 часов.

Настройка расхода в коллекторе по температуре теплоносителя

Ввод в эксплуатацию и первичная настройка коллектора теплого пола следующие

• Клапан 2 полностью открытый.
  3 полностью открытый.
  4 полностью закрытый.
  Насос 1 включенный.
• Клапан 4 медленно открывается, пока на подающем коллекторе не установится максимальная необходимая температура (в системе отопления на момент регулировки температура должна быть номинальной).
• На кл. 3 устанавливается термоголовка, с настройкой на 5 градусов больше максимальной расчетной температуры.

В течении нескольких первых дней (а также в процессе эксплуатации) возможна донастройка системы клапаном 4 по ситуации и предпочтениям.

Кл. 4 является ограничивающим максимальную температуру в системе теплого пола при полностью открытом клапане 3. Как правило, настройка кл.4 производится один раз во время первого пуска, но возможна также подстройка при изменении гидравлики или потребностей….

Кл. 3 термостатический постоянно регулирует расход в подающем трубопроводе, поддерживает заданную температуру в подающей гребенке коллектора (в ней установлен термодатчик).

Если в подающем трубопроводе на коллектор не будет достаточного расхода теплоносителя (меньше чем подача насосом в контуры теплого пола), то подстройка системы осуществляется клапаном 2.

Если настройка осуществляется клапаном 2, то клапан 4 полностью открыт.

Клапан 6 байпаса рекомендуется открыть на 1,5 — 2,0 оборота.

Установка, настройка насоса

В зависимости от требуемой производительности может быть установлен насос 15-40 для 2 — 6 коллекторов или 15-60 для 7 — 10 коллекторов.
Как можно выбрать насос для теплого пола

Могут применяться как насосы без электронного управления, например UPS, так и современными с электронным управлением — ALPHA2L.
В первом случае настройки ограничены режимами «Фиксированная скорость». В зависимости от отапливаемой площади возможно применение 1, 2 или 3 скорости, при этом разница температур между подачей и обраткой должна быть в пределе 5 — 10 градусов.

Для насосов типа ALPHA, рекомендуемый режим — «Постоянный напор». При этом возможно 2 настройки — низкий напор (рекомендуемая) и высокий напор (альтернативная). Если при низком напоре нужная температура не достигается, переходят на более производительную настройку.
Подробней об адаптивных циркуляционных насосах GRUNDFOS ALPHA

Гидравлические характеристики применяемых насосов

Как балансировать контура теплого пола

Балансировка коллектора (первичная настройка) осуществляется балансировочными клапанами. Она необходима для выравнивания падения давления между контурами и подачи в каждый контур необходимого количества теплоносителя.

Оперативная регулировка по температуре осуществляются термостатическими клапанами, которые могут управляться сервоприводами под управлением комнатных термостатов (в том числе и датчиками пола). Автоматика для теплого пола, схемы

Настройка балансировочных клапанов производится в следующем порядке.

• Шестигранным ключем на 5 мм снимается крышка (А).
• Клапан закручивается до упора (В).
• Клапан открывается на заданное число оборотов согласно расчетов или до достижения оптимальной температуры… — 0,5, 1, 1,5 …. (D).
• Шестигранным ключем на 6 мм закручивается стопорное кольцо, которое фиксирует положение клапана после регулировки (С, Е). После чего крышка закрывается (F).

Для установки сервопривода на термостатический регулировочный клапан снимается ручка ручного управления (А), устанавливается на клапан кольцо адаптер (В), сервопривод вставляется в пазы кольца адаптера, регулировочное кольцо проворачивается по часовой стрелке до щелчка.
Еще информация по теме — как можно регулировать (настраивать) температуру теплых полов

Коллектор для отопления Екатеринбург-Стройуровень

С некоторыми системами отопления иногда происходят настоящие курьезы – к примеру, когда включаются теплые полы, обычные радиаторы отопления перестают работать. Такое поведение отопительных систем является явным признаком неправильной сборки – по сути, теплоносителя не хватает, чтобы обеспечить работу всего оборудования сразу. Или же просто он неправильно распределяется – именно это и стало первопричиной появления в системах отопления такого элемента, как распределительный коллектор отопления. Разберемся с этим изделием – изучим его вдоль и поперек, а также рассмотрим возможность самостоятельного изготовления.

Распределительный коллектор отопления: устройство и принцип работы

Первое, что следует понять, подходя к изучению коллектора системы отопления, это то, что именно представляет собой данное устройство – по сути, это емкость для сбора теплоносителя, так сказать, в единый кулак, т.е. сосуд для кратковременного хранения и накопления жидкости перед ее выбросом в системы трубопроводов. Чтобы проще было понять суть этого устройства, представьте себе бочку, вода из которой вытекает не через одно отверстие, а через десяток – наблюдая за этими струями, можно заметить, что из них всех вода льется с одинаковым напором. Вот это и есть распределительный коллектор, в котором роль трубопроводов играют отверстия – именно такое многократное различие в проходной способности отверстий и самого резервуара обеспечивает равномерное распределение жидкости по всем отверстиям одновременно.

Естественно, это только основной принцип, который заложен в работу современной распределительной гребенки для системы отопления – реальное устройство полностью собранного агрегата намного сложнее и включает в себя не только емкость с врезанными в нее патрубками. Полностью собранная и готовая к работе гребенка дополнительно оборудуется кранами, насосами, термометрами, манометрами и устройствами сброса воздуха, которые в своей совокупности позволяют осуществлять полноценный контроль над движением теплоносителя. Возможности этого устройства позволяют не только равномерно распределять теплоноситель, гребенка отлично справляется и с обратной задачей. Коллектор может перераспределять жидкость, подавая ее больше в одно крыло и меньше в другое – в общем, это полноценный агрегат, призванный обеспечивать необходимые режимы работы обширной системы отопления.

В современных отопительных системах применяется два вида распределительных коллекторов – они отличаются как своим устройством, так и габаритами. Рассмотрим несколько подробней два этих узла:

Коллектор отопления для котельной. Это довольно большой распределительный узел – он состоит из двух распределительных гребенок, одна из которых отвечает за подачу теплоносителя в разные крылья отопительной системы, а вторая за сбор охлажденной жидкости из этих же крыльев. Падающая гребенка коллектора оборудуется кранами и циркуляционными насосами, а принимающая холодный теплоноситель гребенка – в основном только отсекающими кранами. Коллектор отопления для монтажа котельной в обязательном порядке оборудуется датчиками давления и температуры. Мало того, практически всегда неотъемлемой составляющей подобных узлов является так называемая гидрострелка, в задачи которой входит поддержание оптимальной разницы температур между подачей и обраткой. Эта разница обеспечивает оптимальный режим работы котла.

Локальная распределительная гребенка для системы отопления – ее основное отличие от центрального коллектора заключается не только в миниатюрных размерах, но и в немного ином принципе работы. В общем, в ней происходит то же самое, что и в большом коллекторе, только немного иначе – если в первом случае получается полная замена охлажденного теплоносителя новой нагретой жидкостью, то во втором случае жидкость просто разбавляется горячей и отправляется назад в систему. Такой немного видоизмененный принцип работы позволяет увеличить эффективность работы системы и снизить затраты энергоресурсов, потребляемых котлом. Роль гидрострелки в таких коллекторах, как правило, играет дополнительный циркуляционный насос – он гоняет локальный теплоноситель по кругу, который обслуживает и при необходимости захватывает дополнительную порцию горячей жидкости и одновременно выбрасывает в магистральную систему охлажденную воду. Именно такой принцип работы позволяет брать дозированное количество теплоносителя на ту или иную ветку системы. Во всем остальном такие коллекторы полностью идентичны котельным гребенкам. Как правило, их используют для устройства водяных теплых полов или подключения большого количества радиаторов в одном помещении.

распределительная гребенка

В принципе, эти два узла можно назвать практически идентичными, если бы не одно «но» – только при их совместном использовании можно добиться высокой эффективности работы отопительной системы в целом.

Как сделать коллектор отопления своими руками: нюансы технологии

Подходя к вопросу самостоятельного изготовления распределительного коллектора для отопления, сразу хочу отметить, что и тот и другой узел можно свободно приобрести в любом специализированном магазине – причем сделать это можно как комплексно, так и по отдельности (в смысле, купить каждый элемент отдельно). В последнем случае коллектор обходится дешевле, но от вас потребуется правильно его собрать. Чтобы еще больше уменьшить стоимость этих узлов отопления, их можно изготовить самостоятельно, и делается это не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Также сразу хочу отметить и тот факт, что оба эти узла изготавливаются из различных материалов – коллектор для котельной, в силу своей близости к нагревателю теплоносителя, должен выдерживать очень высокие температуры, в связи с чем для его изготовления используется исключительно металл. В отличие от него, локальную распределительную гребенку можно изготовить из трубы любого вида, в том числе и из полипропилена. Рассмотрим немного подробнее технологию их изготовления.

Коллектор для котельной – без электросварки здесь не обойтись, даже несмотря на всю простоту его сборки. Изготавливается распределительный коллектор в три этапа – сначала делается гидрострелка (по сути, это кусок заглушенной с двух сторон трубы и оборудованный четырьмя патрубками, два из которых нужны для ее подсоединения к котлу, а два других для подключения к ней распределительных гребенок). Потом по очереди, одна за другой, изготавливаются падающая и обратная гребенки – по своей конструкции они полностью идентичны и могут отличаться разве что направлением выводов. Если все они будут смотреть вверх, то располагать их нужно в шахматном порядке, т.е. на одной из гребенок патрубки должны быть сдвинуты относительно патрубков второго коллектора. Так будет удобнее монтировать трубы. И на третьем этапе коллектор оборудуется всем необходимым – это краны, насосы, сброс воздуха, а также датчики температуры и давления.

Локальный распределительный коллектор изготавливается практически точно так же, как и гребенка для котельной, за исключением того, что его можно просто спаять из полипропиленовой трубы или скрутить из металлопластика.

Специалисты Стройуровень всегда ответят на ваши вопросы по телефону 8-906-801-29-72, 8-919-360-55-87

Влияние установки солнечного коллектора на производительность солнечных водонагревателей балконного раздельного типа

С помощью программного обеспечения TRNSYS было проанализировано влияние ориентации поверхности и наклона солнечных коллекторов на сбор солнечной радиации солнечных водонагревателей балконного раздельного типа для шести городов Китая. . Азимут поверхности имел большее влияние на сбор солнечной радиации в высокоширотных регионах. Для отклонения угла наклона поверхности в пределах ± 20 ° от оптимизированного угла изменение общей годовой собираемой солнечной радиации было менее 5%.Однако при отклонении от 70 ° до 90 ° отклонение составляло до 20%. Экспериментально изучено влияние режима круговорота воды, обратного уклона солнечного коллектора и высоты установки резервуара для воды на эффективность системы. Тепловой КПД солнечного водонагревателя с однорядным горизонтальным расположением цельностеклянного вакуумированного трубчатого коллектора выше, чем у солнечного водонагревателя с фиксированным углом наклона поверхности 90 °. По сравнению с солнечными водонагревателями с плоскими коллекторами при естественной циркуляции тепловой КПД системы был увеличен до 63% при принудительной циркуляции.Для коллектора, расположенного на обратном уклоне, стратификация воды в резервуаре для воды по температуре ухудшилась, и, таким образом, термический КПД стал низким. Для повышения эффективности системы была предложена соответствующая высота установки резервуара для воды.

1. Введение

В связи с проблемами истощения запасов ископаемого топлива и глобального потепления использование возобновляемых источников энергии привлекло большое внимание во всем мире. В последние двадцать лет солнечные водонагреватели получили широкое распространение благодаря их невысокой стоимости и простоте в технологии.Ключевой компонент солнечного водонагревателя, солнечный коллектор, собирает солнечное излучение и преобразует его в тепловую энергию. Солнечный коллектор обычно устанавливается на крыше здания с уклоном поверхности, равным местной географической широте с добавлением 10 градусов. Однако с развитием урбанизации в городе росло все больше и больше высотной застройки. На крышах домов не хватает места, чтобы все жители могли установить свои солнечные водонагреватели. Более того, когда горячая вода течет по длинным трубам из резервуаров для горячей воды на крышах в комнаты пользователей, горячая вода будет охлаждаться и даже замерзать зимой.Таким образом, предлагается солнечный водонагреватель балконного сплит-типа, который в последние годы играет очень важную роль в приложениях, совмещенных с высотными зданиями.

Коллекторы солнечных водонагревателей балконного сплит-типа обычно крепятся на наружных стенах высотных зданий или балконных перилах. Коллекторы не всегда обращены на юг, что является оптимальной ориентацией, но меняются в зависимости от ориентации здания. Принимая во внимание легкую тень от комнат и красоту здания, трудно установить коллекторы с оптимальным уклоном поверхности.Количество тепла, собираемого солнечными коллекторами, тесно связано с уклоном поверхности коллектора. Было выполнено множество исследований по оптимальной ориентации и углу наклона солнечных коллекторов в некоторых странах или регионах, таких как Бруней-Даруссалам, Сирия и Саудовская Аравия [1–4]. Гунерхан и Хепбасли [5] построили модель для расчета оптимальных углов наклона, при которых общее излучение на поверхности коллектора было максимальным за определенный период, и рекомендовали, чтобы солнечный коллектор был установлен под среднемесячным углом наклона, а наклон был скорректирован. раз в месяц.Хайтао и Янфэн [6] проанализировали тепловую энергию, мгновенно собираемую вакуумным трубчатым солнечным коллектором с разными углами наклона в LHASA, и сочли, что лучший угол в этой области составляет 46 °. Онг и др. [7] изучили производительность солнечных водонагревателей с U-образной трубкой, установленных на стенах и балконах, и пришли к выводу, что их производительность во многом зависит от их ориентации. Для солнечного коллектора с вакуумной стеклянной трубкой U-типа, закрепленного вертикально на стене балкона, средняя дневная эффективность коллектора составляет около 40%, а солнечная доля удовлетворяется летом и осенью [8].Кроме того, было изучено влияние размера и конфигурации резервуара для воды [9, 10], коллекторов с поглотителем цвета [11–13], потока жидкости и теплопередачи [14–16] на характеристики системы. Хобби и Сиддики [17] смоделировали систему солнечного нагрева воды с косвенной принудительной циркуляцией с плоским коллектором и оптимизировали параметры конструкции с помощью программы моделирования TRNSYS. Разработанная система может обеспечить 83–97% и 30–62% потребности в горячей воде летом и зимой в Монреале, Канада, соответственно.Seveda [18] провел несколько экспериментов на плоском солнечном водонагревателе с закрытым термосифоном с естественной циркуляцией в солнечные и пасмурные дни в Индии и улучшил характеристики системы, используя гликоль в качестве рабочей жидкости. С черными керамическими покрытиями с коэффициентом поглощения солнечного излучения 0,93–0,97 тепловой КПД цельнокерамического солнечного коллектора составляет, соответственно, 47,1% и 50%, когда солнечные тепловые коллекторы действуют как балконные перила и на крышах зданий [19]. Souliotis et al. [20] разработали солнечные водонагреватели со встроенным коллекторным накопителем (ICS).Chien et al. [21] разработали двухфазный термосифонный солнечный водонагреватель с лучшим КПД 82% в экспериментах, что выше, чем у обычных солнечных водонагревателей. Онг и Тивари [22–24] разработали методы моделирования и тестирования производительности солнечных водонагревательных систем в режиме термосифона между коллекторами и накопительным баком.

В этой статье программа моделирования переходных процессов TRNSYS [25, 26] использовалась для анализа влияния ориентации поверхности и наклона поверхности солнечных коллекторов на сбор солнечной радиации в шести типичных городах Китая с разными географическими широтами.TRNSYS, разработанный Университетом Висконсина, является эффективным инструментом для прогнозирования производительности солнечных водонагревателей. После этого для экспериментов были установлены два комплекта солнечных водонагревателей балконного сплит-типа с плоскими коллекторами и два комплекта солнечных водонагревателей балконного сплит-типа с цельностеклянными вакуумированными трубчатыми коллекторами. Было изучено влияние режима водяного цикла солнечного водонагревателя, обратного уклона солнечного коллектора и высоты установки водяного бака на эффективность солнечных водонагревателей.

2. Влияние ориентации поверхности и наклона на сбор солнечного излучения

Модель TRNSYS Type 45 принята для обсуждения влияния азимутальных углов и углов наклона солнечных коллекторов на сбор солнечного излучения термосифонными солнечными водонагревателями (TSWH). Необходимые ежечасные метеорологические данные для всех шести городов были взяты из банка данных типичного метеорологического года. Временной шаг моделирования установлен на 10 минут.

2.1. Влияние азимута поверхности на сбор солнечной радиации

На рисунке 1 показано влияние поверхностного азимута солнечных коллекторов на сбор солнечной радиации в шести городах Китая с разными географическими широтами (географические положения шести городов показаны в таблице 1 и на рисунке 2) .Цицикар и Пекин расположены на более высоких северных широтах и ​​имеют более значительное изменение общей годовой солнечной энергии с изменением азимута по сравнению с другими четырьмя городами. В Цицикаре общая годовая солнечная энергия составляет 7000 МДж / м ² и 5000 МДж / м ² , соответственно, когда солнечный коллектор обращен на юг и имеет азимут 90 °. Разновидность до 2000 МДж / м ² . В Пекине общая годовая солнечная энергия составляет 5300 МДж / м ² и 4200 МДж / м ² , соответственно, когда солнечный коллектор обращен на юг и имеет азимут 90 °.Разновидность 1100 МДж / м ² . Хайкоу находится на самой низкой северной широте, и кривая влияния азимута поверхности на сбор солнечной радиации для Хайкоу является наиболее пологой. Суммарная годовая солнечная энергия составляет 4800 МДж / м ² и 4500 МДж / м ² , соответственно, когда солнечный коллектор обращен на юг и имеет азимут 90 °. Разновидность всего 300 МДж / м ² . Это означает, что на сбор солнечного излучения влияет азимут поверхности солнечного коллектора.Чем выше широта места, тем больше влияние азимута поверхности солнечного коллектора на сбор солнечной радиации.

На рисунке 3 показано влияние поверхностного азимута солнечных коллекторов с углом наклона 25 ° на общий годовой сбор солнечной радиации в Куньмине, Китай.На рисунке 3 наиболее полный годовой сбор солнечной радиации получается при азимуте поверхности 0 °. Общий годовой сбор солнечной радиации уменьшается с увеличением азимутального угла поверхности. Когда азимутальный угол поверхности изменяется от 0 ° до 20 °, изменение общего годового собираемого солнечного излучения составляет менее 1%. Однако при дальнейшем увеличении азимута поверхности дисперсия суммарной годовой собираемой солнечной радиации становится больше. Когда азимут поверхности увеличивается с 40 ° до 60 °, изменение собираемой солнечной радиации составляет около 2.3%. И изменение составляет 3,3% при изменении азимута поверхности от 70 ° до 90 °. Общее годовое улавливание солнечной радиации при азимуте поверхности 90 ° составляет 91,0% от такового при азимуте поверхности 0 °. Следовательно, азимут поверхности мало влияет на собираемую солнечную радиацию в Куньмине, особенно когда азимут поверхности находится в пределах 20 ° от южной ориентации.

2.2. Влияние наклона поверхности на сбор солнечной радиации

На рис. 4 показано влияние наклона поверхности солнечных коллекторов на годовой сбор солнечной радиации в шести городах Китая с разными географическими положениями.На рисунке оптимизированный угол наклона поверхности составляет примерно местную географическую широту минус 10 °, когда солнечный коллектор обращен на юг. При изменении угла наклона поверхности в пределах ± 20 ° от оптимального угла наклона поверхности изменение общего годового собираемого солнечного излучения составляет менее 5%. Однако при дальнейшем увеличении или уменьшении угла наклона поверхности вокруг оптимизированного угла наклона поверхности разнообразие общего годового собираемого солнечного излучения становится больше. При отклонении угла наклона поверхности от оптимизированного угла наклона поверхности от 20 ° до 40 ° изменение общего годового собираемого солнечного излучения составляет около 5%.При отклонении угла наклона поверхности от оптимизированного угла наклона поверхности от 70 ° до 90 ° изменение общей годовой собираемой солнечной радиации составляет более 20%. Поэтому вертикальная установка солнечного коллектора неуместна с точки зрения сбора солнечного излучения. С учетом всестороннего учета солнечного излучения, несущей способности внешних стен, легкой тени от нижних помещений и красоты здания угол наклона поверхности 60 ° является подходящим.

На рисунке 5 оптимальный угол наклона поверхности солнечного коллектора составляет 18 ° в Куньмине, когда поверхность коллектора обращена на юг, и в этом случае наибольшее количество собираемой солнечной радиации за год составляет 6.43 ГДж / м ² достигнут. Вариация собираемой солнечной радиации составляет менее 5% при изменении угла наклона поверхности от оптимального в пределах 20 °. Однако при дальнейшем увеличении / уменьшении угла наклона поверхности влияние угла наклона поверхности на общую собираемую за год солнечную радиацию становится значительным. Когда угол наклона поверхности увеличивается с 70 ° до 90 °, изменение собираемой солнечной радиации составляет более 20%. Общее годовое количество собираемой солнечной радиации составляет 3.37 ГДж / м ² , когда угол наклона поверхности составляет 90 ° и составляет лишь 52,4% от наиболее полного годового сбора солнечной радиации при оптимальном угле наклона поверхности.

Суммарное улавливание солнечной радиации 3,97 ГДж / м ² в летнее полугодие (с 21 марта по 23 сентября) достигается в Куньмине, когда угол наклона поверхности солнечного коллектора равен 0 °. Суммарная собираемость солнечной радиации в летнее полугодие составляет около 1,3 ГДж / м ² с углом наклона поверхности 90 ° и составляет 32.7% от этого при угле наклона поверхности 0 °. Суммарное улавливание солнечной радиации в летнее полугодие составляет около 1,4 ГДж / м ² при угле наклона поверхности 70 ° и 55,1% от этого значения при угле наклона поверхности 0 °. Было показано, что для солнечных водонагревателей балконного раздельного типа вертикальная установка солнечного коллектора приведет к относительно небольшому улавливанию солнечного излучения. При всестороннем учете улавливания солнечного излучения, несущей способности стен и предотвращения попадания световой тени в комнаты оптимальным вариантом является установка солнечных коллекторов с углом наклона 70 °.Приведенные выше результаты моделирования хорошо согласуются с некоторыми выводами, сделанными в [27–29].

3. Экспериментальная установка

Для экспериментов были установлены два комплекта солнечных водонагревателей балконного раздельного типа с плоскими коллекторами и два комплекта солнечных водонагревателей балконного раздельного типа с цельностеклянными вакуумированными трубчатыми коллекторами. Угол наклона кронштейна коллектора регулируется и варьируется от 0 до 90. Общая площадь плоского коллектора в каждом комплекте солнечных водонагревателей балконного сплит-типа составляет 1.5 м ² , а эффективная площадь сбора излучения — 1,325 м ² . Каркасы плоских коллекторов изготовлены из листовой нержавеющей стали, теплоизоляционный материал — минеральная вата толщиной 4 см, а крышка — из закаленного стекла с оптическим пропусканием 90%. Площадь проема (эффективная площадь сбора излучения) цельностеклянного вакуумированного трубчатого коллектора в каждом комплекте балконных солнечных водонагревателей сплит-типа составляет 1,317 м ² .10 откачанных коллекторных трубок размещены бок о бок в каждом коллекторе. Длина одиночной трубки составляет 1800 мм, внешний диаметр стеклянной трубки — 58 мм, внутренний диаметр стеклянной трубки — 47 мм. Алюминиевая труба, обернутая резиновой изоляционной ватой, используется для создания циркуляционного трубопровода. Цилиндрический резервуар для воды общим объемом 120 л расположен горизонтально. Остальные параметры системы приведены в таблице 2.

Система испытания тепловых характеристик солнечных водонагревателей TRM-2 производства Jinzhou Sunlight Technology Development Company Ltd., использовалась в наших экспериментах. Технические характеристики испытательного оборудования приведены в Таблице 3. Эксперименты проводились в Куньмине, Китай, с географическими координатами (25,02 ° N, 102,68 ° E) с января по май. Шаг по времени автоматической записи системы в экспериментах был установлен в 10 минут.

4.Результаты и обсуждения

4.1. Характеристики солнечного водонагревателя со стеклянным вакуумным трубчатым коллектором при фиксированном угле наклона поверхности 90 ° при естественной циркуляции

Тепловые характеристики солнечного коллектора являются одним из наиболее важных факторов, определяющих производительность солнечного водонагревателя. Уравнение Хоттеля-Уиллиера обычно используется для оценки тепловых характеристик пластин для сбора тепла от солнечной энергии: где — полезный прирост пластины для сбора тепла от солнечной энергии, Вт / м ² ; — площадь сбора тепла пластиной сбора тепла солнечной энергии; — коэффициент теплового преобразования теплообменной пластины; — солнечное излучение на наклонной поверхности; — коэффициент пропускания стеклянного покрытия; — поглощающая способность коллекторной пластины; — коэффициент теплопередачи от поверхности коллектора к окружающему воздуху; — температура поверхности коллектора; — температура окружающего воздуха.

Эффективность сбора тепла пластиной сбора тепла определяется как отношение полезной выгоды к солнечному излучению на пластине сбора тепла солнечной энергии: где — эффективность сбора тепла пластиной сбора тепла,% .

В соответствии с режимом расположения откачиваемых трубок в солнечном коллекторе откачиваемый трубчатый коллектор может быть классифицирован как однорядный коллектор вертикального расположения, однорядный коллектор горизонтального расположения и двухрядный горизонтальный коллектор.Некоторые эксперименты были выполнены зимой (январь) в Куньмине с использованием настенного солнечного водонагревателя на балконе с однорядным горизонтальным коллектором и однорядным вертикальным коллектором с фиксированным углом наклона поверхности 90 °, чтобы исследовать их характеристики под естественное кровообращение. Результаты экспериментов показаны в таблице 4.

В таблице 4 показан тепловой КПД системы солнечного водонагревателя с однорядным горизонтальным расположением цельностеклянного вакуумного трубчатого коллектора были выше, чем с однорядным вертикальным расположением цельностеклянного вакуумированного трубчатого коллектора при фиксированном угле наклона поверхности 90 °.При начальной температуре воды около 13 ° C и солнечной яркости около 16,5 МДж конечные температуры воды в первом случае достигли около 40 ° C через 6 часов, повышение температуры воды составило 24,6–28,2 ° C, а тепловая эффективность системы была равной. около 60%. Однако при аналогичной начальной температуре воды и аналогичной солнечной яркости конечная температура воды в последнем составила всего около 35 ° C через 6 часов, повышение температуры воды составило 19,8–22,1 ° C, а тепловой КПД системы был ниже 49%.Основная причина заключается в том, что для солнечного водонагревателя с однорядным вертикальным расположением цельностеклянного откачиваемого трубчатого коллектора холодная жидкость стекает вниз к дну откачанной трубы вдоль заштрихованной стороны откачанной трубы. В процессе стекания холодная жидкость непрерывно поглощает энергию и сливается с восходящим потоком, прежде чем достигнет дна трубки. То есть возникает короткое замыкание циркуляции жидкости, что приводит к ухудшению теплопередачи системы и снижает ее эффективность.В данной работе длина цельностеклянной откачиваемой трубки составляет 1800 мм. Уменьшение длины трубы было бы полезно для улучшения теплопередачи системы и повышения эффективности.

4.2. Характеристики солнечного водонагревателя с плоским коллектором при фиксированном угле наклона поверхности 90 ° в условиях естественной и принудительной циркуляции

Размер плоского коллектора обычно составляет 2 м × 1 м или 1,5 м × 1 м, и его высота 2 м или 1,5 м. Однако высота боковины балкона обычно составляет около 1 метра.Установка плоского коллектора непосредственно на боковую стенку балкона традиционным способом нецелесообразна. Альтернативное решение — положить коллектор набок, чтобы его высота соответствовала требованиям боковой стенки балкона.

Но размещение коллектора на боку не способствует естественной циркуляции системы и в конечном итоге повлияет на тепловой КПД системы. Поэтому в некоторых случаях необходима принудительная циркуляция.В таблице 5 представлены экспериментальные результаты солнечного водонагревателя с плоским коллектором при фиксированном угле наклона поверхности 90 ° в условиях естественной и принудительной циркуляции. Мощность насоса для принудительной циркуляции 80 Вт, массовый расход 40 кг / ч.

В таблице 5, КПД солнечного водонагревателя с плоским коллектором, установленным на его стороне с фиксированным углом наклона поверхности 90 °, при естественной циркуляции составляет всего 21,8%. По сравнению с КПД солнечного водонагревателя с однорядным цельностеклянным вакуумным трубчатым коллектором при фиксированном угле наклона поверхности 90 ° при естественной циркуляции, приведенной в таблице 4, КПД солнечного водонагревателя с плоскими коллекторами составляет разочаровывает при тех же условиях.В основном это происходит из-за малого диаметра восходящей трубки в плоском коллекторе; следовательно, сопротивление потоку велико, и циркуляция в системе не является плавной. Использование принудительной циркуляции может улучшить циркуляцию в системе. При аналогичной освещенности и скорости ветра тепловой КПД системы может быть увеличен до 63%, а мощность циркуляционного насоса составляет всего 13% от теплового потока.

4.3. Влияние обратного уклона вакуумного трубчатого коллектора на производительность солнечного водонагревателя при естественной циркуляции

Движущая сила циркуляции воды солнечного водонагревателя при естественной циркуляции возникает из-за давления термосифона и относительно меньше, чем при принудительной циркуляции воды .В спроектированной установке выход воды коллектора обычно немного выше входа воды, по крайней мере, на том же горизонтальном уровне, чтобы уменьшить сопротивление и увеличить давление термосифона. Другими словами, коллекторная труба поднимается вверх по направлению к выпускному отверстию для воды. Конструктивные характеристики плоского солнечного водонагревателя обычно обеспечивают установку солнечного коллектора под уклон. Для полностью стеклянного вакуумированного трубчатого коллектора солнечного водонагревателя сплит-типа выход воды из коллектора может быть ниже, чем вход воды из-за неровного пола или ошибки установки в процессе фактической установки.В этих условиях направление циркуляции воды солнечного водонагревателя с естественной циркуляцией изменится, что, следовательно, повлияет на способ смешивания холодной и горячей воды и стратификацию воды в резервуаре для воды. Производительность солнечного водонагревателя ухудшается.

В таблице 6 показаны экспериментальные характеристики цельностеклянных вакуумных трубчатых солнечных водонагревателей с коллекторами при размещении под уклоном и при установке на обратном склоне под углом 5 °. При аналогичной солнечной радиации, температуре окружающей среды и скорости ветра эффективность улавливания солнечных водонагревателей с коллектором при размещении под уклоном превышает 60%; однако эффективность улавливания солнечных водонагревателей с коллектором при обратном уклоне составляет около 45%, что на 15% ниже, чем у первых.

Ухудшение производительности водонагреватель с коллектором при установке обратного уклона является результатом изменения температурной стратификации воды в резервуаре для воды.На рисунке 6 (a) резервуар для воды разделен на три области снизу вверх резервуара: область A, область B и область C. Область A находится от дна резервуара до выпускного отверстия для воды из резервуара. С помощью области можно избежать попадания отложений на дно резервуара в коллектор. Вода в зоне А не циркулирует в коллектор, и это фактически застойная акватория. Область B — от выхода воды до входа воды в резервуар. Область C — от впуска воды до верхней части резервуара.

На рисунке 6 (b) линейно возрастает в области A для коллектора как при размещении с уклоном вниз, так и при размещении с обратным уклоном. Распределение температуры воды в зоне застоя воды обусловлено методом теплопередачи: только теплопроводность. Подвод тепла в эту область исходит от воды в области B. В области B температура воды линейно повышается с увеличением высоты, когда коллектор находится на спуске. В этом случае направление циркуляции воды показано на рисунке 6 (а), а горячая вода из коллектора поступает в резервуар для воды через входное отверстие в верхней части.Вода с более высокой температурой находится в верхней части, а вода с более низкой температурой находится в нижней части, что не приведет к течению воды в этом регионе. Так образуется стратификация воды по температуре. Выпуск воды для пользователей находится в верхней части резервуара; следовательно, при размещении под уклоном горячая вода предпочтительно подается пользователям. Однако для коллектора при установке обратного откоса температура воды в районе В немного меняется, и стратификация воды хуже, чем в первом.В этом случае направление циркуляции воды обратное направлению, показанному на рисунке 6 (a), и горячая вода из коллектора поступает в резервуар для воды через входное отверстие в нижней части. Вода с более высокой температурой находится в нижней части, а вода с более низкой температурой — в верхней части, что приведет к смешиванию воды в этом регионе. Стратификация воды по температуре не ясна. В области C плавучесть приводит к подъему горячей воды и водной смеси, поэтому температура воды плавно меняется для коллектора как при размещении под уклоном, так и при размещении с обратным уклоном.Из приведенного выше анализа следует, что для коллектора с обратным уклоном стратификация воды в резервуаре для воды по температуре является плохой, а эффективность сбора низкая. Солнечный коллектор не должен располагать обратным уклоном.

4.4. Влияние высоты установки бака для воды на эффективность солнечного нагревателя

Для солнечного водонагревателя балконного сплит-типа разница в высоте между баком для воды и солнечным коллектором является движущей силой естественной циркуляции воды.Слишком маленький перепад высот приведет к нехватке движущей силы циркуляции. Напротив, слишком большой перепад высот приведет к увеличению длины трубопровода и площади охлаждения, что снизит тепловой КПД водонагревателя. Следовательно, небольшая разница в высоте необходима для достижения достаточного давления циркуляции и одновременного сохранения высокого теплового КПД водонагревателей, насколько это возможно, и улучшения температурного расслоения воды в резервуаре для воды.На рисунке 7 показано влияние высоты резервуара для воды на эффективность солнечного нагревателя.

На рисунке 7, когда разница высот между дном резервуара для воды и выходом коллектора изменялась от 0,14 м до 0,74 м, тепловой КПД солнечного водонагревателя увеличился с 62,5% до 67,7%. Повышение давления в основном связано с увеличением давления теплового сифона, превышающим увеличение сопротивления воздуховодов в ступени. Благодаря усилению циркуляции воды тепло, накапливаемое солнечным коллектором, будет своевременно попадать в резервуар для воды, тем самым повышая тепловой КПД системы.Однако при дальнейшем увеличении разницы высот с 0,74 м до 1,34 м тепловой КПД снизился с 67,7% до 64%. На этом этапе, хотя увеличение монтажной высоты резервуара для воды приведет к увеличению давления теплового сифона, это также значительно увеличивает сопротивление воздуховодов и охлаждающей поверхности системы, что в конечном итоге приводит к снижению теплового КПД системы вместо Восход. Другими словами, существует оптимальная разница высот между дном резервуара для воды и выпускным отверстием коллектора для достижения максимальной тепловой эффективности системы.Для солнечного водонагревателя с общей солнечной собирающей площадью 1,5 м ² и емкостью резервуара для воды 120 л (как описано в работе) оптимальная разница высот составляет около 0,74 м. В реальной установке разница высот 0,44 м ~ 1,04 м в зависимости от конкретного случая считается разумной, поскольку изменение теплового КПД системы в этом диапазоне не превышает 3%.

5. Выводы

TRNSYS был использован для анализа влияния ориентации поверхности и наклона солнечных коллекторов на сбор солнечного излучения солнечными водонагревателями балконного раздельного типа.В высокоширотных регионах азимут поверхности солнечного коллектора имел большее влияние на сбор солнечной радиации. Для отклонения угла наклона поверхности в пределах ± 20 ° от оптимизированного угла изменение общей годовой собираемой солнечной радиации было менее 5%. Однако при отклонении от 70 ° до 90 ° отклонение составляло до 20%.

В наших экспериментах тепловой КПД системы солнечного водонагревателя с однорядным горизонтальным расположением цельностеклянного вакуумированного трубчатого коллектора был выше, чем у однорядного вертикального расположения при фиксированном угле наклона поверхности 90 °.При принудительной циркуляции тепловой КПД системы солнечного плоского водонагревателя был повышен до 63% по сравнению с таковым при естественной циркуляции, а мощность циркуляционного насоса составляла всего 13% от теплового притока. Для коллектора, расположенного на обратном уклоне, стратификация воды в резервуаре для воды по температуре ухудшилась, и, таким образом, термический КПД стал низким. Разница в высоте между резервуаром для воды и солнечным коллектором повлияла на давление и сопротивление теплового сифона.Для повышения эффективности системы была предложена соответствующая высота установки резервуара для воды.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Эта работа является частичным выполнением финансируемой исследовательской программы 51106134, финансируемой Национальным фондом естественных наук Китая.

Плоский коллектор

для использования в солнечных системах горячего водоснабжения

Плоские солнечные коллекторы для солнечной горячей воды

Плоский пластинчатый коллектор — это теплообменник, который преобразует лучистую солнечную энергию от солнца в тепловую энергию с использованием хорошо известных парниковый эффект.Он собирает или улавливает солнечную энергию и использует эту энергию для нагрева воды в доме для купания, стирки и обогрева и даже может использоваться для обогрева открытых бассейнов и гидромассажных ванн.

Для большинства жилых и небольших коммерческих систем горячего водоснабжения плоские солнечные коллекторы имеют тенденцию быть более рентабельными из-за их простой конструкции, низкой стоимости и относительно простой установки по сравнению с другими формами систем водяного отопления. Кроме того, плоские солнечные коллекторы более чем способны подавать необходимое количество горячей воды требуемой температуры.

Плоский солнечный коллектор на крыше

Плоский солнечный коллектор обычно состоит из большой теплопоглощающей пластины, обычно большого листа меди или алюминия, поскольку они оба являются хорошими проводниками тепла, которые окрашены или подвергнуты химическому травлению в черный цвет для поглощения тепла. как можно больше солнечного излучения для максимальной эффективности.

Эта почерневшая теплопоглощающая поверхность имеет несколько параллельных медных труб или трубок, называемых стояками, проходящих через пластину, которые содержат теплоноситель, обычно воду.

Эти медные трубы приклеиваются, припаяны или припаяны непосредственно к пластине абсорбера для обеспечения максимального поверхностного контакта и теплопередачи. Солнечный свет нагревает поглощающую поверхность, температура которой увеличивается. По мере того, как пластина нагревается, это тепло проходит через стояки и поглощается жидкостью, протекающей внутри медных труб, которая затем используется в домашнем хозяйстве.

Трубы и пластина абсорбера заключены в изолированную металлическую или деревянную коробку с листом остекления, стеклом или пластиком спереди, чтобы защитить закрытую пластину абсорбера и создать изолирующее воздушное пространство.Этот материал остекления не поглощает в значительной степени тепловую энергию солнца, и поэтому большая часть приходящего излучения принимается почерневшим поглотителем.

Воздушный зазор между пластиной и материалом остекления улавливает это тепло, предотвращая его выход обратно в атмосферу. По мере того как пластина поглотителя нагревается, она передает тепло жидкости внутри коллектора, но также теряет тепло в окружающую среду. Чтобы свести к минимуму эту потерю тепла, нижняя и боковые стороны плоского пластинчатого коллектора изолированы высокотемпературной жесткой пеной или изоляцией из алюминиевой фольги, как показано на рисунке.

Типовой коллектор с плоской пластиной

Коллектор с плоской пластиной может нагревать жидкость внутри, используя прямой или непрямой солнечный свет под разными углами. Они также работают в рассеянном свете, который преобладает в пасмурные дни, поскольку поглощается окружающее тепло, а не свет, в отличие от фотоэлектрических элементов. Степень нагрева циркулирующей воды будет в основном зависеть от времени года, от того, насколько чистое небо и насколько медленно вода течет по коллекторам.

Прямые и косвенные солнечные тепловые системы

Есть несколько различных способов нагрева воды для использования в домашних условиях. Солнечные водонагревательные системы, в которых используются плоские солнечные коллекторы для улавливания солнечной энергии, могут быть классифицированы как прямые или косвенные системы по способу передачи тепла по системе. Чтобы успешно нагреть воду и использовать ее днем ​​и ночью, вам понадобится солнечный коллектор для сбора тепла и передачи его в воду, а также резервуар для горячей воды для хранения этой горячей воды для использования. по мере необходимости.

Прямая солнечная тепловая система

Прямая солнечная система нагрева воды, также известная как активная система с открытым контуром, использует насос для циркуляции воды по системе. Более холодная вода перекачивается непосредственно из дома в центральный водонагреватель или погружной резервуар и проходит через солнечный коллектор для обогрева. Горячая вода выходит из плоского пластинчатого коллектора и возвращается обратно в резервуар, протекая по непрерывному контуру. Оттуда вода закачивается обратно в дом в качестве горячей воды, пригодной для использования.

Может использоваться насос низкого напряжения на 12 В, который может питаться от небольшого фотоэлектрического элемента или электронного контроллера, что делает систему более экологичной. Прямые системы обычно используются в более теплом климате с несколькими холодными днями или сливаются зимой, чтобы вода в трубах не замерзла. Химические вещества нельзя добавлять в воду для защиты, так как в доме используется та же вода, которая циркулирует через плоский коллектор.

В пассивной системе прямого горячего водоснабжения в системе не используются насосы или механизмы управления для передачи тепла в накопительный бак.Вместо этого пассивные системы — это так называемые «системы с открытым контуром», которые используют естественную силу тяжести для циркуляции воды по системе. В этом типе системы используется солнечный коллектор с плоской пластиной в сочетании с горизонтально установленным накопительным баком, расположенным непосредственно над коллектором.

Вода, нагретая солнцем, естественным образом поднимается за счет конвекции через трубы солнечных коллекторов и попадает в резервуар для хранения, расположенный выше. Когда нагретая вода поступает в резервуар-накопитель наверху, более холодная вода вытесняется и стекает вниз к дну коллекторов под действием силы тяжести, поскольку холодная вода более плотная, чем горячая.Этот цикл подъема горячей воды и падения более холодной воды известен как «поток термосифона» и непрерывно повторяется без посторонней помощи, пока светит солнце.

Система горячего водоснабжения Thermosyphon

Система горячего водоснабжения Thermosyphon является наиболее распространенным типом систем горячего водоснабжения с солнечным обогревом на рынке, и в большинстве имеющихся в продаже пассивных прямых солнечных систем горячего водоснабжения используется этот тип комбинации плоских пластинчатых коллекторов и накопительных баков, монтируемых на крыше.

Однако следует соблюдать осторожность при установке такой системы, так как общий вес солнечного коллектора, накопительного бака и самой воды может быть слишком большим для конструкции несущей крыши.

Когда пассивные солнечные системы горячего водоснабжения используются для больших зданий, чем для домов, предприятий или офисов, часто имеется более одного резервуара для хранения нагретой воды.

Так называемая удаленная термосифонная система работает по тому же принципу, что и предыдущая пассивная прямая термосифонная система, за исключением того, что резервуар для хранения расположен далеко в пространстве под крышей или в пустоте, рассеивая вес на большей площади, а также защищая резервуар от холода. и температуры.Однако для правильной работы процесса термосифонирования основание резервуара для хранения воды должно располагаться на высоте не менее 1–2 футов (от 300 до 500 мм) над верхней частью плоских пластинчатых коллекторов. Это расстояние также известно как системная «высота головы».

Непрямая солнечная тепловая система

Непрямые системы горячего водоснабжения, также известные как системы с замкнутым контуром, отличаются от предыдущей термосифонной системы тем, что в ней используется теплообменник, который отделен от солнечного плоского пластинчатого коллектора для нагрева воды. в накопительном баке.

Системы косвенного горячего водоснабжения являются активными системами и требуют насосов для циркуляции жидкого теплоносителя по замкнутой системе от коллектора до теплообменника в баке. Система содержит раствор антифриза, обычно смесь 50% гликоль / вода, в первичном замкнутом контуре, а не только воду, которая нагревается и хранится отдельно от основного горячего водоснабжения.

Солнечная тепловая система непрямого действия

Теплообменник передает тепло от раствора антифриза коллектора воде, находящейся в резервуаре для хранения воды.Теплообменник может быть либо медным змеевиком внутри нижней части резервуара для хранения, либо теплообменником с плоской пластиной вне резервуара для хранения.

Одним из основных преимуществ этой замкнутой системы косвенного нагрева является то, что раствор антифриза обеспечивает круглогодичную работу в областях, где температура опускается ниже точки замерзания, а также защищает систему от коррозии коллекторов неочищенной водопроводной водой, содержащей газы и различные растворенные соли.

Основным преимуществом косвенной системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией является то, что существующую систему нагрева воды для бытовых нужд можно легко преобразовать на солнечный нагрев воды, просто добавив плоский коллектор и один насос, поскольку в большинстве домов используется газ или мазут. бойлеры, а также бак-накопитель горячей воды со встроенным змеевиком теплообменника.

Система также, вероятно, будет более эффективной, и резервуар для хранения горячей воды можно разместить в любом месте дома, поскольку он не должен быть выше коллекторов, как в предыдущей пассивной или термосифонной системе.

Однако одним из недостатков является то, что система с обратной связью зависит от электричества для циркуляционного насоса, что может быть дорогостоящим или ненадежным. В некоторых конструкциях используется небольшой насос низкого напряжения и фотоэлектрическая панель вдоль коллектора, что делает систему более эффективной и экологичной.Для более крупных установок и в более прохладном климате резервуары для горячей воды размещаются под крышей внутри зданий, поэтому непрямое солнечное нагревание воды с принудительной циркуляцией является нормой.

Размер плоского солнечного коллектора

Размер плоского солнечного коллектора для использования в солнечной системе горячего водоснабжения или отопления зависит от потребности в горячей воде. Если потребление горячей воды в доме или максимальная температура воды снижается, потребность в горячей воде может быть обеспечена за счет меньшей солнечной батареи, которую легко установить на крыше.Кроме того, меньшие тепловые системы дешевле в установке и быстрее окупятся за счет экономии энергии.

Размер солнечной тепловой системы, конечно, зависит от ваших потребностей в горячей воде, температуры и потребления, но можно использовать общие практические правила, которые помогут составить представление о размере системы.

В Интернете доступны всевозможные учебные планы и книги, которые помогут вам построить собственный солнечный термальный водонагреватель, так почему бы не нажать здесь и не получить на Amazon копию набора планов для самостоятельного использования солнечного водонагревателя и заставить солнце работать в вашем доме сегодня.

Солнечные плоские коллекторы обычно имеют размер от 32 квадратных футов (4 x 8 футов) или 3 квадратных метра и могут весить более 200 фунтов или 100 килограммов каждый. Один квадратный фут (1000 см ² ) нагревает около двух галлонов или 10 литров воды в день до температуры более 70 ^o C. Следовательно, одна панель площадью от 20 до 30 квадратных футов нагревает около 60 галлонов (300 литров) воды. воды размером со стандартный резервуар для горячей воды.

В общем, вам понадобится от 10 до 16 футов ² плоских коллекторов на человека и около 1.От 5 до 2,0 галлонов горячей воды на квадратный фут площади коллектора. Таким образом, для семьи из четырех человек это означает от 40 до 60 квадратных футов площади коллекторной плиты и от 60 до 120 галлонов хранилища. Тогда для солнечной системы водяного отопления для семьи из четырех человек потребуется как минимум два стандартных плоских солнечных коллектора площадью около 32 квадратных футов (4 x 8 футов) каждый.

Плоский коллектор

Краткое описание

В то время как плоские коллекторы превосходно собирают солнечную энергию более эффективно, коммерчески доступные коллекторы горячей воды иногда могут быть дорогими.Простые и более дешевые плоские панели можно сделать из старых радиаторов центрального отопления, окрашенных в черный цвет, или даже из змеевика пластикового шланга или водопровода, проложенного на крыше, но эффективность системы будет очень низкой.

Правильно установленные бытовые солнечные системы горячего водоснабжения эффективны и надежны. Конфигурации системы могут быть от простых систем термосифонирования, которые полагаются на силу тяжести, до более сложных систем с принудительной циркуляцией, для которых требуются насосы, контроллеры и теплообменники.

Хотя они имеют более высокую начальную стоимость, чем обычные газовые, масляные и электрические водонагреватели, солнечные тепловые системы значительно сокращают потребление топлива и могут иметь период окупаемости менее 10 лет.Есть несколько типов конструкций и планов солнечных водонагревателей, которые в настоящее время производятся поставщиками. Какие системы и конструкции водяного отопления подходят для вашего дома или бизнеса, во многом будет зависеть от регионального климата.

В следующем руководстве по солнечному нагреву и солнечному нагреву воды мы рассмотрим еще один более эффективный способ нагрева воды до гораздо более высокой температуры с использованием небольших индивидуальных медных коллекторов, герметизированных под вакуумом в стеклянной трубке. Эти типы коллекторов широко известны как коллекторы с вакуумированными трубками, которые становятся предпочтительным выбором для плоских пластинчатых коллекторов .

3.1 Обзор плоских пластинчатых коллекторов

Плоские солнечные коллекторы, вероятно, являются наиболее фундаментальной и наиболее изученной технологией для систем горячего водоснабжения на солнечных батареях. Общая идея этой технологии довольно проста. Солнце нагревает темные плоские поверхности, которые собирают как можно больше энергии, а затем энергия передается воде, воздуху или другой жидкости для дальнейшего использования.

Это основные компоненты типичного плоского солнечного коллектора:

• Черная поверхность — поглотитель падающей солнечной энергии
• Стеклянное покрытие — прозрачный слой, передающий излучение к поглотителю, но предотвращающий радиационные и конвективные потери тепла с поверхности
• Трубки с теплоносителем для передачи тепла от коллектора
• Опорная конструкция для защиты компонентов и удержания их на месте
• Изоляция, закрывающая боковые стороны и дно коллектора для снижения тепловых потерь

Рисунок 3.1: Схема плоского солнечного коллектора с жидкой транспортной средой. Солнечное излучение поглощается черной пластиной и передает тепло жидкости в трубках. Теплоизоляция предотвращает потерю тепла при передаче жидкости; экраны уменьшают тепловые потери из-за конвекции и излучения в атмосферу

Кредит: Марк Федкин (с изменениями по Даффи и Бекман, 2013 г.)

Плоские системы обычно работают и достигают максимальной эффективности в диапазоне температур от 30 до 80 ^o C (Kalogirou, 2009), однако некоторые новые типы коллекторов, в которых используется вакуумная изоляция, могут достигать более высоких температур (до 100 ° C). ^o ° C).Благодаря введению селективных покрытий, температура застойной жидкости в плоских коллекторах достигает 200 ^o C.

Пробный вопрос

— Какие типичные материалы используются для изготовления пластин-поглотителей и крышек остекления?

Мы частично обсудили выбор материалов и их свойства в Уроке 2. Тем не менее, мы рекомендуем вам взглянуть шире и ознакомиться с текущими нововведениями в конструкциях с плоскими пластинами. Для обсуждения в этом уроке вас попросят поделиться тем, что вы нашли во время поиска, и описать современные материалы, которые помогают повысить производительность коллекционеров.

Некоторые преимущества плоских коллекторов заключаются в том, что они:

• Простота изготовления
• Низкая стоимость
• Улавливание пучка и рассеянного излучения
• На постоянной основе (не требуется сложного оборудования для позиционирования или слежения)
• Незначительное обслуживание

Плоские коллекторы устанавливаются лицом к экватору (т. Е. На юг в северном полушарии и на север в южном полушарии).Оптимальный наклон коллекторной плиты близок к широте места (+/- 15 ^o ). Если применяется солнечное охлаждение, оптимальный угол установки составляет Широта — 10 ^o , чтобы солнечный луч был перпендикулярен коллектору в летнее время. Если применяется солнечное отопление, оптимальный угол установки составляет Широта + 10 ^o . Однако было обнаружено, что для круглогодичного применения горячей воды оптимальный угол составляет Широта + 5 ^o , что обеспечивает несколько лучшую производительность зимой, когда горячая вода более необходима (Kalogirou, 2009)

Опции транспортной жидкости

Плоские пластинчатые коллекторы могут использовать перенос тепла жидкостью или воздухом.

Вода является одним из распространенных вариантов в качестве жидкой жидкости из-за ее доступности и хороших тепловых свойств:

• Имеет относительно высокую объемную теплоемкость
• Несжимаемый (или почти несжимаемый)
• Имеет высокую массовую плотность (что позволяет использовать для транспортировки небольшие трубы и трубки)

Одним из недостатков воды является то, что она замерзает зимой, что может повредить коллектор или систему трубопроводов. Этого можно избежать, опустив воду из коллектора при низком потреблении солнечной энергии (ниже критического порога инсоляции).Датчики слива часто используются для контроля системы и обеспечения полного слива, так как замерзание воды в кармане может вызвать повреждение. Наполнение системы водой на следующее утро тоже не идеально. Возможные воздушные карманы в коллекторе могут быть проблемой, блокируя поток воды и снижая эффективность системы (Vanek and Albright, 2008).

Смеси антифризов можно использовать вместо чистой воды для решения вышеупомянутых проблем. Обычные компоненты антифриза — этиленгликоль или пропиленгликоль.Эти химические вещества, смешанные с водой, требуют систем замкнутого цикла и надлежащей утилизации из-за токсичности. Номинальный срок службы антифриза вроде составляет около 5 лет, после чего его необходимо заменить.

Air может использоваться в качестве транспортной жидкости в некоторых конструкциях плоских коллекторов. Этот вариант лучше подходит для обогрева помещений или сушки сельскохозяйственных культур. Вентилятор обычно требуется для облегчения потока воздуха в системе и эффективного отвода тепла. Некоторые конструкции могут обеспечивать пассивное (без вентилятора) движение воздуха за счет тепловой плавучести.

Жидкости с фазовым переходом также можно использовать с плоскими коллекторами. Некоторые хладагенты входят в эту группу жидкостей. Они не замерзают, что устраняет проблемы, описанные выше для воды, и из-за их низкой точки кипения могут переходить от жидкости к газу при повышении температуры. Эти жидкости могут быть полезны в условиях, когда требуется быстрое реагирование на быстрые колебания температуры.

Коллекторное строительство

Ключевыми соображениями при проектировании плоского коллектора являются максимальное поглощение, минимизация потерь на отражение и излучение, а также эффективная теплопередача от пластины коллектора к жидкостям.Одним из важных вопросов является получение хорошей тепловой связи между пластиной абсорбера и заменами (трубами или каналами, содержащими теплоносители). Различные конструкции конструкции (показанные ниже) пытаются решить эту проблему.

Рисунок 3.2: Различные конструкции плоского коллектора в сборе. Цветовые коды: голубой — стеклянная крышка, синий — каналы для жидкости, черный — материал абсорбера, серый — изоляция. Некоторые конструкции (b, c) включают в себя каналы для жидкости в структуре пластины поглотителя, чтобы максимизировать теплопроводность между компонентами.Другие модификации (а, г) включают трубки и каналы, припаянные или приклеенные к пластине.

Кредит: Марк Федкин (с изменениями по Калогиру, 2009 г.)

В сборке пластина-канал могут использоваться различные методы крепления компонентов — термоцемент, припой, зажимы, зажимы, пайка, механические аппликаторы давления. Одним из факторов, влияющих на выбор метода сборки, является стоимость рабочей силы и материалов.

Далее мы рассмотрим передачу и баланс энергии внутри плоского коллектора.

Артикул:

• Kalogirou, S.A., Solar Energy Engineering , Elsevier, 2009
• Ванек, Ф.М., и Олбрайт, Л.Д., Energy Systems Engineering , McGraw Hill, 2008.

Варианты солнечного коллектора тепла, Часть 2

Складчатый коллектор — это коллектор (или пара коллекторов), который был спроектирован с подающим и возвратным коллектором на одном конце. Параллельные стояки делают разворот внутри коллекторов, а соединения коллектора сгруппированы близко друг к другу на одном конце рамы коллектора.Это может быть явным преимуществом при установке солнечного водонагревателя, когда требуется всего несколько коллекторов.

Пара коллекторов для водонагревателя может быть расположена (обычно на крыше), чтобы учесть короткие подводящие и обратные трубы для подключения к одному концу панелей. Это приводит к более красивому виду установки и меньшему количеству сантехнических материалов для коллекторных установок, требующих четырех или менее панелей. У Stieble Eltron и Enerworks есть образцы коллектора Folded Harp, предназначенные для быстрой установки солнечных водонагревателей.

Однако нельзя пропустить сложенную арфу. Из-за того, что водопровод имеет U-образный поворот, такая конфигурация коллектора может затруднить отвод воды, и ее не следует использовать в установках с отводом. Кроме того, поскольку внутренний трубопровод не обеспечивает прямой и простой путь потока, его нельзя использовать с самоохлаждающимся оборудованием Thermosyphon, которое мы используем для предотвращения перегрева (даже во время сбоев питания) в большинстве наших систем в целом.

Когда четыре из этих коллекторов были включены местным установщиком в одну из наших стандартных установок, мы использовали активный отвод тепла с защитой от обратного перегрева пара в качестве последнего средства, что является частью нашей стандартной стратегии управления.

Змеевик

Некоторые солнечные коллекторы не используют прямые стояки или даже U-образные стояки, но идут еще дальше, сгибая один стояк вперед и назад в змеевидной конфигурации. Когда один стояк делается очень длинным и включает в себя множество широких разворотов внутри коллектора, в результате получается более медленный поток и более горячая жидкость. Хорошим примером этого являются плоские коллекторы Viessmann, такие как серия Vitosol 100.

Высокое сопротивление потоку, создаваемое очень длинным змеевидным стояком, было разработано компанией Viessmann как ограничитель потока, обеспечивающий функцию самоуравновешивания. Когда несколько коллекторов с одним стояком соединяются бок о бок, поток через каждый стояк в значительной степени самоограничивается, поэтому поток через все параллельные стояки уравновешивается. Это позволяет подсоединять подающие и возвратные трубы к одному концу группы этих коллекторов до восьми коллекторов в группе, при этом поток через восемь стояков остается сбалансированным.

Торцевые соединения и самобалансировка потенциально могут сэкономить время и материалы. Но поскольку температура жидкости обычно выше, чем у коллектора Harp, необходимость защиты от перегрева важна, особенно в нашем климате на юго-западе пустыни, где температуры перегрева могут быть действительно очень высокими. Поскольку змеевиковые коллекторы несовместимы с методами самоохлаждения Thermosyphon, наши местные установщики имеют обыкновение добавлять фотоэлектрические (PV) циркуляционные насосы к этим коллекторам и охлаждать их в солнечные периоды простоя с помощью насосов, работающих на солнечной энергии, которые остаются работоспособными во время сбоев в электросети. .Отвод пара обычно используется в качестве последней меры защиты от перегрева.

На Рис. 87-4 показана группа змеевидных панелей Viessmann, установленных на одной из наших стандартных комбинированных систем в Санта-Фе, штат Нью-Мексико. Если вы присмотритесь, вы увидите, что оба видимых соединения коллектора заглушены, а подающий и возвратный трубопроводы прикреплены. к скрытым трубным соединениям на дальнем конце вне поля зрения. Фотоэлектрические панели приводят в действие циркуляционные насосы гликоля.

Коллектор с откачиваемой трубой

Хотя технология солнечных коллекторов с вакуумными трубками сильно отличается от прочных плоских пластинчатых коллекторов, принципы аналогичны, поскольку каждая труба содержит крошечный плоский пластинчатый коллектор.Внутри каждой трубки находится черная абсорбирующая пластина, окруженная вакуумом, чтобы обеспечить превосходную теплоизоляцию пластины. Эта крошечная пластина абсорбера охлаждается жидкостью, которая поднимается к верху трубки, когда она горячая. Жидкость обычно представляет собой хладагент с фазовым переходом, работающий внутри тепловой трубы. Он отдает тепло через узел теплообменника в трубе коллектора вверху, а затем охлаждается и опускается вниз под действием силы тяжести, чтобы собрать больше тепла от черной пластины.

Сверху находится одна коллекторная труба, которая действует как коллектор и теплообменник для всех подключенных к нему коллекторных труб.Жидкость перекачивается через коллекторную трубу для отвода тепла в виде горячей жидкости (обычно это смесь гликоля). Есть ограничение на количество Evac. Трубчатые коллекторы могут перекачиваться последовательно, поэтому большие группы этих коллекторов обычно разбиваются на группы по четыре или пять последовательно, и эти группы подключаются параллельно, чтобы не перегревать друг друга. Следуйте инструкциям производителя относительно того, можно ли их использовать для обратного слива и какая защита от перегрева требуется. Различные марки электронных ламп имеют разные характеристики, поэтому обязательно обратите внимание на мелкий шрифт.

На рис. 87-5 показан пример около Денвера, где коллекторы Apricus включены в новую стандартную солнечную комбинированную систему с использованием смеси гликоля под давлением в коллекторах. Местный установщик включил фотоэлектрические (солнечно-электрические) насосы для защиты от перегрева для защиты от застоя высокой температуры во время дневных перебоев в электроснабжении.

Заключительные записи

Эти статьи предназначены для жилых и небольших коммерческих зданий менее десяти тысяч квадратных футов.Основное внимание уделяется гликоль / гидронным системам под давлением, поскольку эти системы могут применяться в зданиях различной геометрии и ориентации с небольшими ограничениями. Торговые марки, организации, поставщики и производители упоминаются в этих статьях только в качестве примеров для иллюстрации и обсуждения и не представляют собой каких-либо рекомендаций или одобрения.

Bristol Stickney занимается проектированием, производством, ремонтом и установкой солнечных систем водяного отопления более 30 лет.Он имеет степень бакалавра наук в области машиностроения и является лицензированным подрядчиком-механиком в Нью-Мексико. Он является главным техническим директором компании SolarLogic LLC в Санта-Фе, штат Нью-Мексико, где он участвует в разработке систем управления солнечным отоплением и инструментов проектирования для профессионалов в области солнечного отопления. Посетите www.solarlogicllc.com для получения дополнительной информации.

Чтобы узнать больше об эксклюзивном контенте, прочтите эту статью в ноябрьском цифровом выпуске.

% PDF-1.7
%
2359 0 объект
>
эндобдж

xref
2359 77
0000000016 00000 н.
0000003848 00000 н.
0000004088 00000 н.
0000004125 00000 н.
0000004777 00000 н.
0000004806 00000 п.
0000004962 00000 н.
0000005340 00000 н.
0000006022 00000 н.
0000006061 00000 н.
0000006112 00000 н.
0000006163 00000 п.
0000006214 00000 н.
0000006329 00000 н.
0000006442 00000 н.
0000006542 00000 н.
0000007202 00000 н.
0000007900 00000 н.
0000008015 00000 н.
0000009974 00000 н.
0000010541 00000 п.
0000010627 00000 п.
0000011178 00000 п.
0000011818 00000 п.
0000012253 00000 п.
0000012651 00000 п.
0000013124 00000 п.
0000015775 00000 п.
0000019970 00000 п.
0000026870 00000 п.
0000032730 00000 н.
0000032802 00000 п.
0000033572 00000 п.
0000034069 00000 п.
0000034716 00000 п.
0000034740 00000 п.
0000034819 00000 п.
0000040778 00000 п.
0000089509 00000 п.
0000089929 00000 н.
0000089998 00000 н.
00000

00000 п.
00000