Colector solar de vacío: características de funcionamiento.

El contenido del artículo

• Diseño de colector solar de vacío
• ¿Es posible tener agua caliente durante todo el año?
• ¿Funcionará el colector solar en tiempo nublado?
• Consejos de flejado
• Servicio
• Lista de precios

¿Cuál es la estructura de un colector solar de vacío? ¿Es posible recibir agua caliente del sol durante todo el año? ¿El colector satisfará plenamente las necesidades de agua caliente? ¿Cómo atar correctamente el colector y es necesario repararlo? Aprenderá sobre esto y mucho más en el artículo..

Nadie rechazará el agua caliente por el precio del agua fría. Hoy es posible gracias a la invención de los colectores solares. La ventaja de utilizarlos es que dicho sistema comienza a dar sus frutos desde el primer día de instalación, ya que la energía solar es completamente gratuita y su uso no está gravado..

Por supuesto, el período de recuperación de dicho sistema es difícil de predecir, porque todo depende del volumen diario de consumo de agua caliente, el costo del tipo de combustible, la alternativa a la cual es la energía del sol, la cantidad de días soleados, la potencia de la radiación solar en la región, así como otros factores. Sin embargo, el período de recuperación puede disminuir rápidamente en proporción al aumento de los precios de las fuentes de energía tradicionales, lo que hace más atractiva la idea de comprar un calentador de agua solar..

Hay muchos tipos de colectores solares. Este artículo describirá uno de ellos, el más óptimo para su uso en estructuras existentes: un colector solar de vacío de circuito único con un tanque de almacenamiento remoto..

Un calentador de agua de este tipo es conveniente principalmente porque todas las comunicaciones están fuera del edificio y no requieren una sala técnica, que a menudo es imposible de equipar en un edificio residencial. Basta con llevar tuberías de agua fría y caliente a dicho dispositivo para comenzar a usarlo. Para ampliar las posibilidades, también necesitará una red de 220 voltios. Pero incluso sin fuente de alimentación, el colector realizará su función principal..

Diseño de colector solar de vacío

Un colector solar de vacío de acción directa es esencialmente una caldera. Solo el papel de los elementos calefactores lo desempeñan los elementos calefactores de cobre ubicados dentro del tanque de almacenamiento. Su número depende del volumen de la unidad..

Los elementos calefactores de cobre (tubos de calor) están ubicados en tubos de vacío de vidrio, cuyo diseño es similar a un termo, lo que garantiza una pérdida de calor mínima.

Los tubos de calor contienen un líquido que no se congela y hierve fácilmente. La energía solar absorbida por el revestimiento selectivo del tubo de vacío se convierte en energía térmica, que se transfiere a los tubos de calor. El líquido dentro del tubo de calor hierve y se eleva en forma de vapor hasta la punta del tubo..

Allí cede su calor al agua en el tanque y, mientras se enfría, se condensa y fluye hacia el fondo del tubo. Este proceso se repite cíclicamente.

La punta de cobre del tubo de calor no interactúa directamente con el agua en la unidad. Encaja en un manguito de latón que se atornilla al cuerpo.

El tanque de almacenamiento se llena constantemente con agua, que está bajo la presión principal del suministro de agua. La presión máxima permitida para el tanque es de 0,6 MPa. El agua fría se suministra al fondo del tanque de almacenamiento, el agua caliente se extrae desde la parte superior. Debido a esto, las corrientes no se mezclan, asegurando una temperatura de salida constante casi hasta que el tanque está completamente drenado. Una ventilación de aire automática está ubicada en la parte superior del tanque de almacenamiento..

Diagrama del tanque de almacenamiento: 1 – carcasa de la carcasa, 2 – capa de aislamiento, 3 – tanque de acero inoxidable, 4 – sensor de temperatura, 5 – ventilación de aire, 6 – salida de agua caliente, 7 – resistencia eléctrica, 8 – entrada de agua fría, 9 – barrera

Diagrama del tanque de almacenamiento: 1 – carcasa de la carcasa, 2 – capa de aislamiento, 3 – tanque de acero inoxidable, 4 – sensor de temperatura, 5 – ventilación de aire, 6 – salida de agua caliente, 7 – resistencia eléctrica, 8 – entrada de agua fría, 9 – barrera

El control del funcionamiento del calentador de agua se realiza mediante un controlador multifuncional que analiza y muestra datos sobre la temperatura del agua, y también controla el elemento calefactor eléctrico instalado en el tanque. El uso de energía solar y eléctrica permite que el colector proporcione un suministro de agua caliente ininterrumpido, incluso en tiempo nublado..

¿Es posible tener agua caliente durante todo el año?

En invierno, la potencia de la radiación solar disminuye de 5 a 6 veces en comparación con el verano. Por lo tanto, surge una pregunta natural: ¿un colector solar de vacío de circuito único funcionará eficazmente en invierno??

A pesar de que todos los elementos estructurales se instalan al aire libre, los fabricantes de dichos colectores a menudo los posicionan como para todas las estaciones, capaces de operar a temperaturas bajo cero. Esta afirmación está respaldada por el hecho de que un líquido anticongelante se encuentra en los tubos de vacío como refrigerante, el tanque remoto tiene un buen aislamiento térmico y hay un poderoso elemento calefactor eléctrico en su interior..

Los automáticos del calentador de agua están configurados para que cuando la temperatura en el tanque descienda por debajo de 5 grados, se active el modo de mantenimiento automático de la temperatura del agua. Siempre que haya un suministro de energía ininterrumpido, el agua en el tanque no se congelará y en un clima soleado, aunque con menos intensidad, se calentará. Sin embargo, hay varias características en el arnés..

El primero es un respiradero automático ubicado en la parte superior del tanque y bien ventilado. Con un signo menos fuerte, se puede agarrar fácilmente o incluso romper.

La segunda, quizás la más importante, tuberías de agua fría y caliente. En ausencia de una extracción de agua, incluso con el aislamiento térmico más efectivo de las tuberías, el agua en ellas se congelará gradualmente. Por lo tanto, además de mantener la temperatura del tanque, también es necesario asegurar la circulación del agua a través del sistema. Y esto prevé la presencia de una bomba de circulación y gastos adicionales de electricidad, con cuyo suministro, especialmente en invierno, se producen fallas..

En días nublados, que son suficientes en invierno, puede suceder que se caliente la calle, no el agua. Por lo tanto, para uso en todas las estaciones, los colectores solares de circuito doble son más adecuados. En tales dispositivos, el refrigerante es anticongelante y el agua se calienta a través de un intercambiador de calor instalado en el tanque de almacenamiento, que se encuentra en la habitación..

¿Funcionará el colector solar en tiempo nublado?

La eficiencia de un calentador de agua solar depende directamente de la potencia de la radiación solar. Incluso en un día nublado, una cierta cantidad de energía solar atraviesa las nubes y es absorbida por el adsorbedor del colector. Sin embargo, el poder de dicha radiación es decenas de veces menor que en un día sin nubes. Por lo tanto, no debe esperar un aumento significativo de temperatura de un calentador de agua..

Consejos de flejado

1. Si no va a utilizar el colector solar durante el período invernal, necesitará un dispositivo de calefacción adicional. También será útil en tiempo nublado (si no vas a utilizar la calefacción eléctrica del calentador de agua). El colector solar debe conectarse en paralelo con el calefactor auxiliar. Para la conveniencia de cambiar entre calentadores, puede instalar una válvula de tres vías para suministrar agua fría a los dispositivos. Esto evitará mezclar agua fría a través del dispositivo inactivo con el agua caliente dejando el activo..

2. Todos los accesorios de cierre y emergencia deben ubicarse en una habitación con una temperatura positiva, esto ayudará a drenar el agua no solo del colector, sino también de las tuberías exteriores..

3. Para compensar la expansión lineal del agua durante el calentamiento, es necesario proporcionar un tanque de expansión de membrana o una válvula de seguridad..

4. Instale una válvula de retención en el suministro de agua fría al depósito. Puede utilizar una válvula de retención combinada con alivio de sobrepresión, el ajuste de respuesta se selecciona de acuerdo con el pasaporte del colector. Es necesario asegurar el drenaje de agua de la conexión de descarga al alcantarillado..

5. Debe proporcionarse una llave de drenaje. Debe instalarse en el interior para suministrar agua fría después de la válvula de retención..

6. El tanque de almacenamiento se puede utilizar como tanque de almacenamiento para cloración o parada de emergencia. Para hacer esto, es necesario drenar el drenaje no en la alcantarilla, sino en la línea de suministro de agua caliente. El agua se drenará por gravedad a través del mezclador. La presión en la salida del mezclador con tal drenaje dependerá de la altura del tanque en relación con el punto de drenaje (1 m – presión 0.1 kgf / cm²).

7. Es necesario aislar todas las conexiones externas al calentador de agua..

Esquema de tuberías: 1 – válvula de tres vías, 2, 5 – válvulas de cierre del colector, 3 – válvula de retención con válvula de alivio, 4 – llave de drenaje, 6, 7 – válvulas de cierre de un calentador adicional

Servicio

Los fabricantes de colectores suelen afirmar que sus productos prácticamente no requieren mantenimiento y que durarán al menos 25 años. Considerando que ocurren los mismos procesos en el tanque de almacenamiento que en la caldera, esto puede ser cuestionado.

Qué trabajo debe realizarse periódicamente en el colector para prolongar su vida útil y mejorar la eficiencia?

Es aconsejable no permitir que el colector funcione en modo de estancamiento (alta carga térmica). Tales modos surgen cuando la demanda de agua caliente es menor de la que el colector puede proporcionar. Como resultado, el agua se sobrecalienta y hierve. El colector está diseñado para tal carga, aunque esto reduce su recurso. Sin embargo, no todas las tuberías están diseñadas para temperaturas de 100 ° o más y, lo que es más importante, es peligroso para la salud humana. Es recomendable evaluar sus necesidades de agua caliente antes de comprar un calentador de agua, o cerrar una o más tuberías de vacío durante un tiempo con un material opaco. Esto reducirá la capacidad del colector..

Es necesario proporcionar un fácil acceso al lugar de instalación del colector y una plataforma conveniente para el mantenimiento..

La superficie de los tubos debe limpiarse periódicamente. El polvo puede reducir la capacidad del colector en un 7%. Basta con hacer esto varias veces al año..

Es necesario limpiar el interior del tanque de almacenamiento de las incrustaciones. Para hacer esto, debe drenar el agua y desmontar el elemento calefactor. El procedimiento es el mismo que para limpiar una caldera estándar. La frecuencia depende de la calidad del agua.

Es necesario limpiar las mangas en las que se ubican los tubos de calor de la escala. Para ello es necesario desmontar los tubos de vacío. Para no quemarse, antes de comenzar a trabajar, debe cerrar los tubos del sol..

Es posible que un tubo de calentamiento de cobre se atasque en un manguito de latón. Luego tendrás que desenroscar el tubo junto con el manguito con una llave de tubo..

Puede eliminar las incrustaciones con ácido cítrico, vinagre u otros productos químicos..

El montaje se realiza al revés. Es posible que sea necesario reemplazar los anillos de goma del revestimiento. El tubo calefactor debe lubricarse con un material de transferencia de calor para una mejor disipación del calor y para evitar el amargor..

A la hora de drenar el colector para el invierno, es recomendable tapar sus tubos con un material opaco. Un tanque vacío en los días soleados de invierno se sobrecalentará aún más, lo que afectará negativamente a los sellos de goma y desactivará prematuramente la ventilación de aire..

Es necesario inspeccionar visualmente periódicamente el estado de los sujetadores del colector y el apriete de las conexiones..

Lista de precios

Un tipo	Volumen del tanque, l	Número de tubos, piezas.	Costo, frotar.
Ekoenergía BRJ2A / 9	90	nueve	47065,00
Ekoenergía BRJ2A / 12	110	12	53725,00
Ekoenergía BRJ2A / 15	150	15	59,500.00
Altec SP-H-15	150	15	38775,00
Altec SP-H-20	200	20	44.000,00
Altec SP-H-24	240	24	52170,00
Altec SP-H-30	300	treinta	61390,00

El colector solar es un dispositivo útil y, lo que es más importante, ahorra energía. El colector que se muestra en el artículo tiene un volumen de tanque de almacenamiento de 110 litros y lo calienta hasta 65–70 ° С en verano y hasta 50–55 ° С en otoño y primavera. Sin embargo, como cualquier equipo de calefacción, también requiere mantenimiento. Pero, a pesar de esto, el colector solar es un paso hacia el futuro, y si hay una oportunidad, vale la pena dar este paso.!