Collettore a piastra piana

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Che cosa è il collettore a piastra piana?

Un collettore a piastra piana è un tipo di collettore solare termico costituito da una piastra metallica piana con un rivestimento scuro che assorbe la radiazione solare. La piastra è collegata a una rete di tubi che trasportano un fluido, solitamente acqua o antigelo, che trasferisce il calore dalla piastra a un serbatoio di accumulo o a uno scambiatore di calore. La piastra e i tubi sono racchiusi in una scatola isolata con una copertura trasparente che riduce la perdita di calore e protegge il collettore dalle intemperie e dalla polvere.

Vantaggi di un collettore a piastra piana

Alcuni vantaggi di un collettore a piastra piana includono:
● Un collettore a piastra piana facilita la raccolta di energia diretta da tutte le direzioni e diffonde la radiazione termica.
● Si tratta di un sistema di generazione di energia pulito e non inquinante.
● L'energia utilizzata dagli FPC è naturale e rinnovabile.
● I dispositivi collettori a piastra piana hanno costi di manutenzione relativamente bassi e una durata utile maggiore.
● È facile da realizzare ed economico.
● Può essere installato senza sforzo. Gli FPC sono fissati a una struttura di montaggio in inclinazione e orientamento in cui ricevono la massima luce solare.
● Grazie alle FPC è possibile generare più energia anche a basse temperature.

Come funziona un collettore a piastra piana?

Un collettore a piastra piana funziona convertendo la radiazione solare in energia termica. Il rivestimento scuro sulla piastra assorbe la luce solare in arrivo e riscalda la piastra. Il fluido nei tubi scorre attraverso la piastra e ne raccoglie il calore. Il fluido caldo circola quindi nel serbatoio di accumulo o nello scambiatore di calore, dove può essere utilizzato per riscaldare l'acqua o gli spazi. Il fluido torna quindi al collettore, dove viene riscaldato nuovamente dal sole. Il processo si ripete finché c'è abbastanza radiazione solare e una differenza di temperatura tra il collettore e il serbatoio o lo scambiatore di calore.

Quali sono i limiti di un collettore a piastra piana?

Un collettore a piastra piana è una scelta popolare per i sistemi solari termici, tuttavia, ci sono alcune limitazioni da considerare. Queste includono la bassa temperatura, solitamente tra 50 e 80 gradi, che potrebbe non essere adatta per alcune applicazioni che richiedono temperature più elevate. Inoltre, la copertura in vetro riduce la quantità di radiazione solare che raggiunge la piastra e può essere danneggiata da grandine, vento o vandalismo. Inoltre, può verificarsi calcare a causa di acqua dura o fluido antigelo, riducendo il trasferimento di calore e l'efficienza del collettore, oltre a causare corrosione o ostruzione dei tubi. Per prevenire il calcare, potrebbe essere necessario utilizzare acqua dolce o un fluido speciale, oppure pulire e lavare regolarmente il collettore.

Come scegliere un collettore a piastra piana?

Quando si sceglie un collettore a piastra piana per il proprio impianto solare termico, è necessario tenere conto di diversi fattori che possono influenzarne le prestazioni. La dimensione del collettore deve essere determinata dalla quantità di calore e acqua calda di cui si ha bisogno, dallo spazio disponibile e dall'area del tetto, nonché dalla radiazione solare e dal clima della propria posizione. Uno strumento online o un professionista possono aiutarti a calcolare la dimensione ottimale. Anche l'orientamento del collettore è importante, poiché influisce sulla quantità di luce solare catturata e su quanto uniformemente viene distribuita durante il giorno. In genere, l'orientamento ideale è rivolto a sud nell'emisfero settentrionale e rivolto a nord nell'emisfero meridionale, con un angolo di inclinazione pari alla latitudine della propria posizione. Tuttavia, è possibile regolare questo angolo purché non si discosti di oltre 45 gradi dalla posizione ottimale. Infine, assicurarsi di verificare che il collettore abbia un rivestimento di alta qualità, un telaio robusto, una vetratura affidabile e un buon isolamento. Controllare anche la garanzia e la certificazione, per assicurarsi che soddisfi gli standard e le normative locali.

Tipi di dispositivi collettori a piastra piana

Possiamo categorizzare i dispositivi collettori a piastra piana su due basi principali:

A base di smalto
● Pannelli vetrati – I pannelli vetrati o vetrati sono pannelli isolati che abbracciano una copertura vetrata. Bloccano la radiazione infrarossa e forniscono isolamento alla piastra solare. Sotto la vetratura, c'è un assorbente in cui scorre il fluido di lavoro. Gli FPC vetrati sono comunemente utilizzati nelle installazioni di riscaldamento dell'acqua domestica.
● Pannelli non vetrati: questi dispositivi collettori a piastra piana non sono vetrati. I pannelli non vetrati sono solitamente utilizzati per installazioni di riscaldamento per piscine. Sono poco costosi ma meno popolari. Il loro intervallo di temperatura è inferiore a 30 gradi C.

In base alla configurazione
● Piastra di assorbimento parallela: in un collettore a piastra piana parallela, il calore può essere disperso con un volume maggiore di fluido circolante tramite i rami presenti all'interno. Può essere installato sia in orientamento orizzontale che verticale.
● Piastra di assorbimento in serie: tali FPC includono un unico circuito continuo. Ha un salto di calore elevato e un volume inferiore di fluido circolante.

Componenti del collettore a piastra piana

Ecco i componenti tipici di un collettore a piastra piana:

Piastra assorbente

È un componente all'interno del collettore che intrappola la radiazione solare. La piastra assorbente converte l'energia solare in energia termica. È una piastra scura, generalmente realizzata in lamina di rame.

Tubi o passaggi

La piastra assorbente in un collettore a piastra piana ha una griglia di condotti. Questi sono tubi o passaggi per la circolazione del fluido di trasferimento di calore. Aiuta a condurre il fluido di lavoro dall'ingresso all'uscita.

Isolamento e copertura delle vetrate

L'isolamento riduce al minimo la perdita di calore dalla piastra assorbente. È presente sui lati e sul retro del collettore a piastra. L'isolamento è in genere costituito da fogli di schiuma sintetica (fibra di vetro, poliuretano, ecc.)

Contenitore o involucro

L'involucro funge da superficie di appoggio o chiusura per i componenti del collettore solare a piastra piana. È realizzato in alluminio e mantiene tutti gli elementi in posizione.

Composizione della struttura del collettore a piastra piana

Bobina del collettore:Questo è uno dei componenti principali del collettore a piastra piana. Attraverso lo stretto contatto tra la piastra termoconduttrice e la piastra del collettore, l'energia solare assorbita attraverso la piastra del collettore verrà trasferita ai tubi, e poi il calore verrà trasportato attraverso i tubi al serbatoio di accumulo dell'acqua.

Piastra del collettore di calore:Solitamente realizzati in lamiera di lega di alluminio nera, blu-nera o marrone-nera con buon assorbimento del calore e conduttività termica, in grado di assorbire e convertire efficacemente l'energia solare in energia termica.

Piastra di conduttività termica:Utilizzato per trasferire il calore solare alle parti importanti, nella maggior parte dei casi realizzate in piastre di rame o alluminio, la piastra del collettore può assorbire efficacemente il calore solare trasferito alla serpentina del collettore.

Copertura in vetro:Un componente importante per proteggere il collettore piano, solitamente realizzato in vetro duro, può impedire efficacemente che il collettore venga influenzato dal flusso d'aria esterno, in modo da assorbire meglio l'energia solare.

Staffa:Una parte importante dell'installazione del collettore piano è il suo ruolo principale: sostenere la piastra del collettore, la serpentina, la copertura in vetro e altri componenti, solitamente realizzati in acciaio o alluminio, con elevata capacità di carico e resistenza al vento.

Processo di installazione del collettore a piastra piana

Controllare i componenti del prodotto:Controllare il modello di specifica dello scaldabagno in base ai requisiti di progettazione, verificare che gli accessori siano completi, pulire il sito e tracciare una linea per il posizionamento.

Installazione del collettore piano:L'installazione del collettore piano deve garantire che il vetro del collettore sia collegato tramite un giunto d'acqua o un telaio, e l'angolo di inclinazione migliore per l'installazione del collettore deve essere determinato in base alla stagione di utilizzo e alla latitudine locale.

Installazione del serbatoio solare dell'acqua:Quando si installa il serbatoio solare, l'acqua di alimentazione deve essere condotta sul fondo del serbatoio, tramite il rifornimento del serbatoio dell'acqua o la distribuzione dell'acqua a imbuto. L'altezza del ricevitore è generalmente inferiore all'ingresso del tubo di circolazione superiore da 50 a 100 mm, il fondo del serbatoio è collegato al tubo e alla parte superiore del tubo dell'acqua calda in parallelo, il tubo di circolazione superiore è collegato alla parte superiore del serbatoio, generalmente inferiore alla parte superiore del serbatoio di circa 200 mm, il tubo di circolazione inferiore è collegato dalla parte inferiore del serbatoio. Il tubo di circolazione inferiore è collegato alla parte inferiore del serbatoio dell'acqua.

Installazione dei tubi di collegamento:Per ridurre la perdita di carico circolante, si dovrebbe cercare di accorciare la lunghezza dei tubi di circolazione superiori e inferiori e ridurre il numero di gomiti, si dovrebbe usare più di 4 volte il raggio di curvatura, gomiti a parete liscia e Tee discendente. Le valvole non dovrebbero essere installate sulla tubazione. Quando si impostano più collettori, i collettori possono essere collegati in parallelo, in serie o misti, ma per garantire che il flusso circolante sia distribuito uniformemente, per evitare cortocircuiti e stagnazione, le tubazioni di circolazione dovrebbero essere installate simmetricamente. installate simmetricamente, la perdita di carico circolante di ciascun circuito è bilanciata.

Operazione di debug:Una volta completata l'installazione dello scaldabagno solare e pronto per la consegna, prima di procedere con l'operazione di debug, il sistema sarà pieno d'acqua, escluderà l'aria e quindi controllerà la tubazione di circolazione con o senza resistenza dell'aria e flusso stagnante, il ciclo meccanico controllerà il funzionamento della pompa e se l'aumento di temperatura di ciascun circuito è bilanciato e farà una buona registrazione dell'aumento di temperatura.

Svantaggi e precauzioni del collettore a piastra piana

Gli svantaggi e le precauzioni del collettore a piastra piana includono principalmente i seguenti punti:

Prezzo più alto:Rispetto ai tradizionali scaldacqua solari, il prezzo di vendita dei collettori solari piani è più alto, a volte anche il doppio rispetto ai prodotti tradizionali.

Maggiore perdita di calore:Poiché la conduttività termica dell'aria è molto inferiore a quella dell'acqua, i collettori solari ad aria subiscono una maggiore perdita di calore durante il funzionamento, con conseguente riduzione dell'efficienza rispetto ai collettori ad acqua calda.

Minore capacità di trasferimento e accumulo di calore:La densità e il calore specifico dell'aria sono molto più piccoli di quelli dell'acqua, quindi la capacità di trasferimento e accumulo del calore del collettore solare è molto più piccola.

Limitazione del luogo di installazione:Poiché gli edifici urbani sono prevalentemente abitati e la superficie del tetto è limitata, gli scaldacqua solari piani, pur essendo esteticamente gradevoli, hanno un luogo di installazione limitato e potrebbero non essere in grado di soddisfare le esigenze di tutti gli utenti.

Precauzioni per l'uso:
● Luogo di installazione: scegliere un luogo soleggiato per evitare ombreggiamenti.
● Manutenzione: controllare regolarmente la piastra del collettore per verificare che non vi siano accumuli di polvere o sporcizia e mantenerla pulita per migliorarne l'efficienza.
● Misure antigelo: nelle zone fredde sono necessarie misure antigelo per evitare che la piastra del collettore si ghiacci e si danneggi.
● Utilizzo sicuro: assicurarsi che il collettore sia montato saldamente per evitare che si sposti o si danneggi a causa di condizioni meteorologiche estreme, come forti venti.

Manutenzione del collettore a piastra piana

Assicurarsi che all'interno ci sia del mezzo in funzione:Evitare il soffocamento e l'esposizione alla luce solare durante il funzionamento del sistema, in particolare del sistema di collettori a tubi sottovuoto, per garantire il flusso del mezzo nel collettore ed evitare il soffocamento.

Misure antigelo:Controllare se il mezzo antigelo è qualificato prima del periodo di congelamento per garantire che il sistema di acqua calda possa funzionare stabilmente in un ambiente a bassa temperatura. Nessun sistema di mezzo antigelo, è possibile utilizzare circolazione forzata, nastro termico elettrico e altre misure per prevenire il congelamento, il sistema non viene utilizzato in inverno, è necessario eseguire misure di evacuazione.

Pulizia e decalcificazione:La parte in vetro del collettore solare deve essere ispezionata frequentemente, pulita dalla polvere accumulata e pulita regolarmente.
Durante il funzionamento, il collettore interno è soggetto a incrostazioni che interferiscono con il sistema del collettore nell'assorbimento della radiazione termica, riducono l'efficienza di conversione e compromettono l'uso del sistema di acqua calda; è quindi necessario procedere regolarmente alla decalcificazione.

Controllare il serbatoio dell'acqua calda:Controllare regolarmente il serbatoio dell'acqua calda: se rotto, deve essere riparato in tempo.
Controllare che le valvole, i regolatori, i dispositivi di svuotamento, ecc. del serbatoio di stoccaggio funzionino correttamente. Rimuovere regolarmente il calcare nel serbatoio, soprattutto nelle aree con acqua dura.

Manutenzione e conservazione del sistema di tubazioni:Assicurarsi che l'isolamento del tubo e lo strato superficiale antiumidità non siano rotti o sostituiti per prevenire ponti termici e fenomeni di gocciolamento della condensa. Assicurarsi che non vi sia aria nella tubazione per evitare che l'acqua calda venga erogata a vari punti di distribuzione a causa di blocchi d'aria. Mantenere lisce le tubazioni del sistema, lavaggi regolari per evitare che la ruggine e il calcare ostruiscano le tubazioni.

La nostra fabbrica

Fondata nel 2005, la Inlight New Energy (Zhejiang) Co., Ltd Company è un produttore professionale di sistemi di riscaldamento solare per uso domestico e commerciale, con oltre 18 anni di esperienza nel settore.
La nostra azienda si trova nella città di Haining, nella provincia di Zhejiang, vicino a Ningbo e Shanghai, con trasporti molto comodi. La nostra azienda occupa un'area di 10206㎡ e la nostra capacità produttiva annuale è di 300,000 set all'anno con licenza di esportazione.
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Finora i suoi prodotti sono stati esportati in più di 50 paesi, tra cui Russia, Romania, Uzbekistan, Australia, Kenya, Cile, Messico ecc., riscuotendo ampi consensi sia da parte dei clienti nazionali che esteri.

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Certificato

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Domande frequenti

D: Quali sono gli utilizzi di un collettore piano?

A: Alcuni utilizzi comuni di un collettore a piastra piana sono:
Riscaldamento degli ambienti.
Riscaldare la piscina o le vasche idromassaggio.
Supporto per sistemi solari domestici di riscaldamento dell'acqua.
Preriscaldamento dei fluidi nei settori industriali.

D: Dove dovrei installare un collettore piano?

R: Un collettore solare piano deve essere fissato sul tetto di un edificio oppure installato a terra con un'angolazione di 45 gradi utilizzando il kit di montaggio (opzionale).
Durante il montaggio degli FPC, occorre assicurarsi che siano rivolti verso il sole.

D: Qual è lo svantaggio principale di un collettore solare piano?

R: Lo svantaggio principale di un collettore a piastra piana è la perdita di concentrazione ottica. A causa di ciò, c'è un'area più ampia da cui si perde energia termica.

D: Quali sono i limiti del collettore piano?

R: Alcuni degli svantaggi di questa progettazione erano: distribuzione non uniforme della temperatura sulla superficie della piastra assorbita, distribuzione non uniforme del fluido di lavoro attraverso le colonne montanti del collettore e aumento della perdita di calore del collettore causata dalla temperatura più elevata della piastra assorbitrice in condizioni di bassa portata.

D: Quali sono le considerazioni pratiche per un collettore piano?

R: Gli aspetti chiave nella progettazione di un collettore a piastra piana sono la massimizzazione dell'assorbimento, la riduzione al minimo delle perdite per riflessione e radiazione e l'efficace trasferimento di calore dalla piastra del collettore ai fluidi.

D: Qual è il principio di base del collettore piano?

R: Un collettore a piastra piana funziona convertendo la radiazione solare in energia termica. Il rivestimento scuro sulla piastra assorbe la luce solare in arrivo e riscalda la piastra. Il fluido nei tubi scorre attraverso la piastra e ne raccoglie il calore.

D: Quali sono i cinque componenti principali dei collettori solari piani?

R: I collettori solari piani hanno componenti principali quali una copertura trasparente, una piastra assorbitrice, tubi o passaggi per il fluido termovettore, isolamento e un involucro per questi componenti.

D: Come è possibile aumentare l'efficienza di un collettore solare piano?

R: Per migliorarne l'efficienza è possibile utilizzare una soluzione di particelle di nanofluido che hanno una conduttività termica più elevata dell'acqua normale, in modo da assorbire un'enorme radiazione silare quando sono esposte al sole. 2. Un'altra opzione è quella di creare il vuoto all'interno della scatola del collettore perché l'aria è un conduttore di calore.

D: Quali sono i fattori che influiscono sul collettore piano?

A: FPSC ha un'efficienza e una temperatura di uscita relativamente basse. Materiali, design6, rivestimento sulla piastra del collettore7, angolo di inclinazione8, condizioni climatiche9 e fluido di lavoro10 sono tutti fattori che influenzano l'efficacia dei collettori solari a piastra piana.

D: Quali sono le perdite del collettore piano?

R: La perdita di calore avviene tramite tutti i meccanismi come trasferimento di calore conduttivo, convettivo e radiativo. La perdita di ritorno e la perdita di bordo possono essere ridotte al minimo tramite la selezione appropriata del materiale isolante e del suo spessore. Pertanto, la perdita di calore più importante in un collettore solare a piastra piana è la perdita di calore superiore.

D: Qual è l'intervallo di temperatura per un collettore piano?

A: I collettori a piastra piana sono classificati come collettori fissi, con rapporto di concentrazione unitario e intervallo di temperatura di utilizzo per collettori standard tra 30-80ºC, acqua di riscaldamento, aria o altri gas. Possono essere utilizzati rivestimenti altamente selettivi per raggiungere temperature più elevate.

D: Come vengono valutate le prestazioni di un collettore piano?

A: Si studia la prestazione di un collettore solare a piastra piana con assorbitore sottile. La temperatura dell'assorbitore e la sua variazione lungo l'ora locale del giorno vengono ottenute risolvendo un'equazione di bilancio termico. Viene anche stimata la temperatura del fluido di lavoro.

D: Perché in un collettore a piastra piana viene utilizzata una copertura trasparente?

R: I collettori solari a piastra piana solitamente hanno tre componenti principali: Una piastra metallica piana che intercetta e assorbe l'energia solare. Una copertura trasparente che consente all'energia solare di passare attraverso la copertura e riduce la perdita di calore dall'assorbitore.

D: Quali sono le considerazioni pratiche per i collettori solari piani?

A: I collettori piani devono essere isolati per ridurre le perdite di conduzione e convezione attraverso la parte posteriore e i lati della scatola del collettore. Poiché il collettore potrebbe dover funzionare a temperature fino a 200 gradi, l'isolamento non deve deteriorarsi, emettere gas, espandersi o contrarsi a temperature comprese tra 30 e 200 gradi.

D: Dove dovrebbero essere installati i collettori solari piani?

A: INSTALLAZIONE DI COLLETTORI SOLARI A PIASTRA PIANA. I nostri kit di riscaldamento solare per piscine THERMAX Extreme sono progettati per il montaggio sul tetto o a terra. Quando si montano i pannelli, è importante assicurarsi che siano nel miglior orientamento per catturare il sole del sud, il più vicino possibile alla direzione a sud (azimut).

D: Qual è la teoria del collettore piano?

A: Un collettore a piastra piana è un dispositivo che funge da scambiatore di calore. Converte l'energia solare in energia termica. Può raccogliere l'energia solare e usarla per riscaldare l'acqua in casa per fare il bagno, lavare, ecc. Inoltre, può essere usato per riscaldare vasche idromassaggio e piscine.

D: Qual è la procedura migliore per il posizionamento di un collettore piano fisso?

R: Come regola generale, si suggerisce che nell'emisfero settentrionale (meridionale), l'orientamento ottimale sia rivolto a sud (nord) e che l'angolo di inclinazione annuale ottimale dovrebbe essere lo stesso della latitudine locale. Tuttavia, altri documenti hanno proposto un intervallo più ampio per l'angolo di inclinazione ottimale11,15,16.

D: Qual è il materiale migliore per la costruzione di un collettore piano?

R: La piastra è solitamente realizzata in rame, acciaio o plastica. La superficie è ricoperta da un materiale nero ad alto assorbimento.

D: Perché la parte inferiore di un collettore a piastra piana è annerita?

R: La superficie assorbente del collettore è solitamente nera per massimizzare l'assorbimento dello spettro solare. La maggior parte dei collettori solari piani commerciali ha assorbitori verniciati di nero ad alta emissività.

D: Qual è l'inclinazione di un collettore piano?

A: Tipico del collettore solare di tipo a piastra piana è mostrato nella Figura 1. L'attenzione del presente studio è rivolta all'involucro nella copertura superiore del collettore solare e l'angolo di inclinazione del collettore solare a piastra piana è rispettivamente di 300, 450, 600, 700.

Come uno dei principali produttori e fornitori di collettori a piastra piana in Cina, vi diamo un caloroso benvenuto per acquistare collettori a piastra piana economici dalla nostra fabbrica. Tutti i prodotti personalizzati sono di alta qualità e a prezzi competitivi. Contattateci per maggiori dettagli.

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