Что такое солнечный коллектор

Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

Солнце – источник неисчерпаемой бесплатной энергии, ресурсами которой может воспользоваться любой желающий.

Нашим подписчикам — скидки на товары для отопления и водоснабжения.

Комплект с плоскими солнечными коллекторами auroSTEP plus – оптимальное решение для загородного дома.

Трубчатый солнечный коллектор auroTHERM exclusiv обеспечивает максимальную эффективность поддержки системы отопления.

Плоские солнечные коллекторы auroTHERM и auroTHERM plus – отличное соотношение цены и эффективности.

Покупка гелиосистем у официального дилера имеет ряд преимуществ:

+ 7 (495) 369-37-99 (круглосуточно)

Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

Устройство и принцип работы

Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию. Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность. Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

Плоские высокоселективные

Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор. Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

Вакуумные трубчатые

Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

Концентрационные

Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы. Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше. Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

Воздушные

Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

Расчет мощности солнечного коллектора

Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м. Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м. В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

Использование солнечных коллекторов в России и мире

Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы. Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов. В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду. К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant. Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

Стоимость гелиоустановки для дома

Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя. Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

Читайте также:  Раствор для кладки печи из кирпича

Источник: www.kp.ru

Что такое солнечный коллектор?

Солнечный коллектор – это устройство, которое поглощает световую энергию солнца и преобразует ее в тепло. Тепло накапливается под стеклянной панелью в абсорбере и нагревает жидкость-теплоноситель, которая, в свою очередь, нагревает воду для водоснабжения или отопления.

Солнечная энергия улавливается поверхностью коллектора, поэтому чем больше площадь поверхности коллектора, тем больше тепла может накопить система. Конструкция коллектора имеет хорошую теплоизоляцию, предотвращая потери тепла, а правильная установка позволяют коллектору улавливать максимум солнечного света.

Солнечные коллекторы могут применяться практически для любых хозяйственных нужд, где требуется тепло:

– для автономного горячего водоснабжения;

– в качестве основного или дополнительного отопления жилых помещений;

– для подогрева открытых и закрытых бассейнов;

– для обогрева теплиц, производственных помещений.

Главный компонент солнечной установки — коллектор. Он преобразует солнечную радиацию в тепло и затем передает его воде, которая находится в теплоаккумулирующем баке-накопителе (бойлере). Тепло из солнечного коллектора передается воде в аккумулирующем тепло баке с помощью теплообменника. Теплообменником в этом процессе может служить змеевик в баке. Бойлеры могут быть различного объема. Вертикальная конструкция обладает наибольшим КПД. Температура воды в разных частях такого бака разная — это технологическое решение предотвращает смешивание в верхней части бака уже горячей воды с входящей холодной. Горизонтальный бак снижает производительность системы на 10–20%.

Бойлер обязательно должен быть хорошо теплоизолирован, чтобы нагретая за день вода ночью оставалась горячей. Потери тепла зависят от множества факторов (температура воздуха, ветер, время года) и ночью составляют около 0,5-1С в час. В идеале бак должен сохранять температуру воды до 2 суток.

Между коллектором и баком-накопителем размещается насос. Он обеспечивает циркуляцию воды, включаясь, когда температура солнечного коллектора превышает температуру бака.

Трубки из нержавеющих материалов соединяют бак-накопитель с коллектором. При проектировании системы желательно расположить их внутри дома. Важно иметь несколько отдельных труб между коллектором и кранами, чтобы снизить потери тепла (трубы малого диаметра) и обеспечить быструю доставку воды к потребителю, с задержкой максимум в 10–20 секунд.

Преимущества солнечных коллекторов

На сегодняшний день солнечные коллекторы являются самыми эффективными устройствами, работающими на солнечной энергии. Их эффективность достигает 90–95%.

Солнечные коллекторы безопасны для здоровья людей и окружающей среды, так как не производят вредных выбросов.

Но основное их преимущество — экономичность. Установив солнечный коллектор, вы снизите на 90% годовые затраты на горячее водоснабжение. Экономия на отоплении может достигать 30% в зависимости от региона.

Дополнительная экономия достигается за счет снижения нагрузки на имеющийся бойлер или газовый котел. Это увеличивает срок службы имеющейся системы отопления в 2 раза. Не последним фактором является и автономность от центральных систем отопления и водоснабжения, что позволит вам не зависеть от перебоев с водоснабжением.

Источник: domavtonom63.ru

Солнечный коллектор для отопления дома

Солнечный коллектор представляет собой особую разновидность климатической техники относящейся к альтернативной энергетике. Это устройство, которое преобразует энергию солнечного света в тепловую энергию и используется для горячего водоснабжения и/или отопления. В последние годы использование солнечных коллекторов стало довольно распространенным. Солнечная энергия, используемая в коллекторе, является по сути неисчерпаемой. Большим преимуществом солнечных коллекторов является их абсолютная безопасность для всей окружающей среды.

Виды солнечных коллекторов

На рынке нашей страны встречается несколько основных видов солнечных коллекторов, а именно: плоские, вакуумные, реже воздушные коллекторы и уж совсем редко коллекторно-концентратные. Все эти коллекторы отличаются друг от друга особенностью устройства, а так же принципом действия.

Плоские коллекторы

Такие коллекторы имеют вид панелей. Лицевая часть панели покрыта прозрачным стеклом или же рифленым поликарбонатом, через который солнечный свет попадает на медные трубки, проложенные внутри плоского коллектора, и нагревает их. Теплоносителем в системе такого солнечного коллектора может быть как вода, так и антифриз. На задней части панели располагается отражающий материал, а под ним теплоизоляционный материал (минеральная вата). Максимально увеличить коэффициент полезного действия таким коллекторам помогают специализированные оптические покрытия. С помощью такого покрытия плоские коллекторы способны нагревать теплоноситель до 200°C.

К плюсам плоских коллекторов можно отнести – высочайшую производительность. В жаркое солнечное время он безусловно эффективнее вакуумного коллектора. Такой коллектор можно установить под любым эффективным для данной местности углом, а так же благодаря своей форме он способен самостоятельно отчищаться от снега в зимнее время года. К недостаткам такой модели относится большая утечка тепла через лицевую панель и как следствие – небольшая производительность в прохладное и холодное время года, поэтому такие коллекторы наиболее эффективно устанавливать как дополнительный источник тепла. Использование жесткой воды в качестве теплоносителя без специальной подготовки приводит к быстрому выходу их из строя.

Вакуумный коллектор

По принципу работы практически идентичен плоскому солнечному коллектору. Только вакуумный солнечный коллектор является более продуктивным, а именно он способен нагревать теплоноситель до 300°C. Название “вакуумный коллектор” возникло из-за технического вакуума, созданного в межстеночном пространстве стеклянной колбы. Поверхность внутренней стенки колбы покрыта высокоселективным покрытием, которое поглощает до 96% солнечного спектра (видимой и невидимой части) и преобразует ее в тепло. Вакуум препятствует утечке тепла в атмосферу, а покрытие почти не отражает солнечный свет. Такого рода коллектор способен работать и производить тепло даже при максимально низких температурах, было бы солнце.

Современный дизайн такого коллектора с легкостью впишется в дизайн любого дома, а так же его установка не отнимет у вас много времени. К недостаткам можно отнести значительную разницу в цене и весе, а именно вакуумный коллектор тяжелее и дороже, нежели плоский коллектор.

Коллекторно-концентратный солнечный коллектор

В отличие от вакуумного или плоского, имеет абсолютно иную тактику в работе. Такого рода коллекторы не способны нагреваться максимально, как это делают предыдущие коллекторы, так же принцип их действия заключается не в нагреве теплового носителя, а обогреве непосредственного воздуха внутри помещения.

Зачастую используют только для сушки сельскохозяйственной продукции и реже для обогрева внутренних помещений. Такого рода коллектор не такой дорогой, а так же прост в использовании, так как не имеет трубопровода. В таком коллекторе, в сравнении с предыдущими моделями, очень низкий коэффициент полезного действия, поэтому его используют только как дополнение к основному источнику отопления здания.

Выгоды отопления частного дома солнечным коллектором.

Кроме решения задачи по горячему водоснабжению солнечный вакуумный коллектор способен решать вопрос отопления. При покупке солнечного коллектора для отопления частного дома или загородной дачи, не маловажным фактором является правильная установка. При максимально правильном монтаже солнечный коллектор способен сократить затраты на отопление дома от 30% до 70%. Активным периодом обогрева дома с помощью солнечного коллектора является весна и осень, но это не означает, что зимой он не греет. Коллектор способен работать в любое время года, только придется больше догревать теплоноситель в системе отопления.

Перед покупкой коллектора для частного дома необходимо знать некоторые правила при его выборе, а именно площадь гелиосистемы, а так же количество той тепловой энергии, которое он сможет отдавать. Так же при покупке стоит учитывать то, в какое время года вы будете с помощью коллектора отапливать дом.

Большинство солнечных коллекторов выполняют только дополнительную функцию в системе отопления дома, то есть не являются основным и единственным источником тепла. Если изначальная изоляция дома выполнена оптимально, а разводка отопительных элементов по дому выполнена правильно, то возможно коллектор сделать основным из автономных отопительных приборов для вашего дома.

Система отопления на базе солнечного коллектора.

Чтобы не занимать много места опишем в основных чертах систему отопления на базе вакуумного солнечного коллектора, которая может функционировать в погодных условиях России.

В состав системы входят солнечные коллектора (количество определяется обогреваемой площадь и теплоизоляционными свойствами стен, пола и крыши); бак-аккумулятор выполняющий роль теплообменника, аккумулятора горячей воды, сохраняющего накопленное тепло; рабочей станции в состав которой входит насос; датчиков температуры устанавливаемых на выходе из цепи коллекторов и в баке-аккумуляторе; расширительного бачка и контроллера управляющего системой на основании показаний датчиков температуры. Так как солнечный коллектор и бак аккумулятор устанавливаются раздельно (коллектор на крыше, а бак, рабочая станция, расширительный бачок и контроллер в помещении), то такая конфигурация называется сплит-системой.

Читайте также:  Простая подставка для вазона

Теплоносителем данной системы в южных регионах может быть и водопроводная вода, что позволит сэкономить, поставив более простой бак-аккумулятор, но с нашей точки зрения лучше, чтобы теплоносителем был антифриз. Это гарантирует от возникновения ситуаций, при которых возможно размораживание системы. Бак-аккумулятор тогда лучше выбрать двухконтурный. На выходе второго контура, где теплоносителем может быть вода, лучше расположить отопительный котел на любом доступном виде топлива. Система отопления должна быть «теплый пол» или «теплый плинтус», это позволит достичь комфортной температуры в помещении при более низкой температуре теплоносителя, чем в радиаторном варианте.

Перед покупкой солнечного коллектора и/или сплит-системы для своего дома стоит обязательно проконсультироваться со специалистом, который хорошо разбирается в этой области и может подсказать и дать дельный совет по выбору оборудования.

Без помощи специалиста можно ошибиться с выбором оборудования и тем самым не только потратить немаленькую сумму денег, но и остаться в холодное время года без отопления своего жилья.

Недостатки солнечных коллекторов.

Основным недостатком системы отопления на базе вакуумного солнечного коллектора (сплит-системы) являются погодные условия нашей необъятной родины. Количество пасмурных дней в осенне-зимнее время, малый световой день, даже в средних широтах, частые снегопады – все это не способствует эффективной работе системы отопления. Часто в погоне за «дармовым» теплом подрядчики по требованию пользователей увеличивают площадь солнечных коллекторов. Но это приводит к удорожанию всей системы и необходимости утилизации избыточного количества кипятка в летнее время.

С нашей точки зрения необходимо соблюдать баланс и радоваться тому, что можно сократить затраты на отопление и горячее водоснабжение установкой сбалансированной сплит системы.

Расчет мощности солнечного коллектора.

Исходя из вышеперечисленных характеристик, разных типов солнечных коллекторов можно понять, что они обладают разной мощностью, поэтому выбирать коллектор необходимо из определенных расчетов, а именно площади частного дома, на котором будет установлен коллектор и теплоизолирующих свойств основных конструкций (стены, пол, крыша).

Так же при покупке коллектора стоит учитывать географическое расположение данного сооружения и конечно попадание солнечного света на данный коллектор. Каждый коллектор в зависимости от своего типа устройства обладает определенным, для него коэффициентом полезного действия, поэтому перед его покупкой определитесь, будет ли данный коллектор основным источником тепла в доме или же вспомогательным.

При определении емкости бака-аккумулятора обязательно учитывайте расход горячей воды от состава проживающих. Поверьте, что расход горячей воды в доме, где живет три мужчины и одна женщина радикально отличается от расхода, когда проживают три женщины и один мужчина.

Бесперебойная подача горячей воды для отопления помещения или общего пользования независимость от коммунальных служб и сезонности, а главное – резкое сокращение ощутимых затрат в бюджете семьи на коммунальные платежи – всё это доступно каждому с установкой солнечного коллектора.

Источник: energotrade.su

Солнечные коллекторы

Мощь Солнца. На что способен солнечный коллектор (гелиосистема)?

Номером один в списке лучших вариантов альтернативной энергетики являет система отбора солнечной радиации. В народе этот агрегат называется солнечным коллектором или же гелиосистемой, данные названия являются синонимами. В этом обзоре будет рассказано все про солнечные коллекторы для отопления.

Суть и смысл солнечного коллектора заключается в том, что рабочая поверхность гелиосистемы производит отбор солнечной радиации и осуществляет ее перевод в тепловую энергию. Солнечный свет обладает колоссальным потенциалом. Это неиссякаемый и вечный источник энергии, а самое главнее, что он бесплатный для человека. Применение солнечной энергии ничем не ограничено.

Как отмечают специалисты, большая часть солнечной радиации остается неиспользованной. Но если задействовать гелиосистему, то эту колоссальную энергию можно собирать, аккумулировать и использовать ее по назначению.

Сферы применения солнечной энергии

Излучение небесного светила можно использовать в нескольких направлениях:

  • Получение электроэнергии
  • Получение тепла

Разумеется, существуют и комбинированные агрегаты, которые вырабатывают и электричество, и тепло.

Установки для получения электроэнергии называются солнечными батареями. Электрические модули в корни отличаются от тепловых. Рассматривать в рамках одной статьи и солнечные батареи, и гелиосистемы не получится. Данный обзор будет посвящен только тепловым солнечным коллекторам. Поговорим про использование гелиосистемы.

Такое тепло чаще всего применяется для отопления и организации ГВС.

Гелиосистемы получили необычайно широкое распространение и в промышленности, и в коммерческой сфере, и даже в быту. Тепловым гелиосистемам отводится роль вспомогательного источника тепла. Думаю, понятно почему. Ведь до конечного потребителя может доходить разное количество солнечной радиации. Банальная облачность может поставить под угрозу всю систему жизнеобеспечения объекта. То есть солнечные коллекторы для отопления используются только в паре с каким-то основным источником тепла (например, газовым котлом).

Потенциал солнечного тепла

Среднестатистический показатель солнечной радиации в перерасчете на кВт электрической энергии равен 1500-2000 (кВт*ч) с каждого метра квадратного рабочей площади гелиосистемы. Самый стандартный и рядовой солнечный коллектор для дома имеет площадь на уровне 2,5 (м 2 ). Такая установка способна вырабатывать в пределах 3750-5000 (кВт*ч) тепловой энергии в год. Этот показатель можно прировнять к объему газа, который будет затрачен на нагрев воды. Примерно получится 400-550 (м 3 ) газа.

Разумеется, в учет нужно брать и стоимость гелиосистемы. Классический домашний солнечный коллектор обойдется конечному потребителю где-то в 1500 американских долларов. Это без учета стоимости гидроаккумулятора и цены пуско-наладочных/монтажных работ. Установка полного комплекта гелиосистемы под ключ, например, гелиосистемы с суточной аккумуляцией тепловой энергии, обойдется в 2000-2500 долларов.

Всецело и полностью гелиосистема окупается за 7-10 лет. Срок службы солнечного коллектора составляет 15-20 лет.

Владельцы солнечных коллекторов наблюдают ощутимую экономию энергоресурсов. Далеко не в лучшем случае гелиосистема позволяет сократить 50% расходов на газ (электроэнергию).

Типы и разновидности гелиосистем

Солнечные коллекторы представлены громадным множеством модификаций. Но все их разнообразие можно свести к двум основным технологиям:

  • Плоские поверхности
  • Вакуумные трубки

Несмотря на неутихающие споры в кругу специалистов, по сей день не удалось установить, что лучше, а что хуже. В нашем регионе наибольшую популярность получили солнечные коллекторы для отопления на вакуумных трубках.

Технология отбора солнечной радиации вакуумными трубками так же не однозначна. На сегодняшний день гелиосистемы предлагают десятки компаний из различных стран. И практически у каждой торговой марки есть свой собственный взгляд на то, какой должна быть технология вакуумных трубок.

Можно встретить гелиосистемы с различным диаметром и профилем трубок. Разниться может и принцип размещения коммуникаций на рабочей поверхности. Также, не нужно забывать и про тип абсорбента. Существует десяток наименований абсорбирующей части.

При таком разнообразии технологий даже подкованный специалист не сможет на 100% сказать, какой из вариантов гелиосистем является самым эффективным. В процессе консультации продавцы отталкиваются от финансовых возможностей покупателя, его запросов относительно мощности нагрева и на какое конкретно применение солнечной энергии он претендует.

Гелиосистемы можно классифицировать по времени действия:

Сезонные коллекторы стоят на порядок дешевле, но их необходимо ежегодно консервировать на неиспользуемый период года. Всесезонные же гелиосистемы куда более практичней. Они не нуждаются в каком-то специальном сервисе или обслуживании. Использование гелиосистемы такого плана более рационально. Но цена всесезонных моделей значительно превосходит сезонные аналоги.

Конструкция гелиосистемы

Любой солнечный коллектор состоит из:

  • Абсорбирующей поверхности
  • Трубопровода

Сами по себе гелиосистемы являются полностью автономными. То есть отбор тепла осуществляется природным и естественны способом. Электричество для этого процесса не нужно.

Подключение к электросети необходимо лишь в тех случаях, когда циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно. Существуют и такие модели, в которых циркуляция происходит естественным образом. Правда стоят подобные агрегаты на прядок дороже электрических аналогов, да и их монтаж является не всегда рациональным.

Читайте также:  Кровать-чердак для взрослых

Можно встретить и гелиосистемы с суточной аккумуляцией тепловой энергии. Такая техника способна заготавливать тепло впрок.

Коммуникации солнечного коллектора соединяются с тепловым оборудованием. В роли главной нагревательной техники может использоваться бойлер или котел с дополнительным контуром косвенного нагрева.

Источник: promvesti.com

Солнечный коллектор: устройство и принцип действия

О том, сколько дармового тепла нам могут дать летние потоки солнечного света, зачастую приходит в голову летом, в период неистовой жары и раскаленных на солнце асфальта и стен. В ясную летнюю погоду на квадратный метр может падать от 600 до 800вт/ч. Это немало. Если перемножить на площадь залитого солнцем подворья или крыши, с помощью солнечного коллектора можно собрать энергию, сопоставимую по величине с потребностями на отопление дома.

Назначение солнечных коллекторов

Солнечные тепловые коллекторы дают возможность собрать энергию и направить полученное тепло в нужное русло:

  • Обеспечение горячей водой для душа, ванной и кухни;
  • Обогрев помещений небольшой закрытой теплицы или сада любой конструкции практически круглый год;
  • Значительная добавка в контур отопления дома в морозы и почти полное обеспечение в прохладные осенние дни.

Коллектор предназначен для сбора солнечной энергии в наиболее удобном для использования виде. Условно по устройству солнечного коллектора их конструкции можно разделить на три основные группы:

  1. Вакуумные многотрубные или плоские с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Чаще всего это стационарные конструкции, рассчитанные на сезонную работу.
  2. Воздушные солнечные коллекторы, самые простые и легкие. Накопленное тепло снимается с нагреваемой поверхности коллектора потоком воздуха.
  3. В третьем варианте конструкций солнечных коллекторов полученное тепло может использоваться для преобразования его в электроэнергию, начиная от термохолодильных установок, заканчивая сложными машинами с пароэлектрическими устройствами.

Последняя группа изделий редко находит спрос среди населения из-за высокой стоимости и сложности обслуживания.

Как работает полнопроточный солнечный коллектор

Самой простой разновидностью плоской конструкции солнечного коллектора является полнопроточный вариант с двухслойным поглотителем тепла. Само устройство по принципу работы схоже с дачным вариантом летнего душа, основу которого составляет бочка, обработанная по наружной поверхности битумной мастикой или черной краской.

Для увеличения количества собранной солнечной энергии конструкция солнечного коллектора выполняется в виде плоской емкости относительно небольшой толщины, в 5-7см, ширина и длина устройства зависит от конкретных потребностей в мощности коллектора. Одна из стенок выполнена из анодированного алюминия и окрашена в черный, как сажа, цвет, без единого блеска. Это так называемая приемная, или рабочая поверхность коллектора. С внутренней стороны рабочей части коллектора зачастую выполняются тонкие ребра из алюминия или пластика, улучшающие теплоотвод энергии от стенки рабочей поверхности к теплоносителю — воде или тосолу.

Для уменьшения загрязнения и потерь на рабочую поверхность устанавливаются тонкая прозрачная пленка или лист пластика или стекла, обладающие хорошими теплоизоляционными показателями. С внутренней стороны такая защита напыляется зеркальным слоем алюминия, что позволяет в итоге уменьшить потери тепла за счет отражения и конвекции.

Конструкция плоского солнечного коллектора может иметь вместо обычного алюминиевого листа стенку-сэндвич из порошкового графита, металлических волокон и армирующей смолы. У такого материала хорошая теплопроводность и высокая стойкость к окислению.

Такие конструкции в обязательном порядке монтируются на усиленном каркасе, обычно на солнечной стороне крыши или стене дома.

Вакуумные системы нагрева

При всей своей простоте, надежности и дешевизне плоские солнечные накопители обладают относительно неплохой продуктивностью тепла только в солнечный день. Для более высоких широт или ранней весной – поздней осенью теплопроизводительность его падает наполовину.

Более высокой эффективностью в сравнении с плоскими солнечными коллекторами обладают вакуумные системы. В основу конструкции заложен индивидуальный тепловой элемент — вакуумная трубка, принцип работы такого солнечного коллектора основывается на известном в физике устройстве – тепловой трубке, достаточно сложной и капризной, но эффективной в работе. Особенностью конструкции является сверхвысокая теплопроводность, благодаря которой все тепло, попавшее на один конец трубки, в считанные мгновения собирается и концентрируется на противоположном конце.

Вакуумный элемент представляет собой вытянутую колбу-трубку из прочного стекла, с внутренней стороны которого напылено зеркальное покрытие. Благодаря одностороннему зеркалу, солнечный поток энергии свободно проникает вовнутрь колбы и не может вырваться обратно, эффективно поглощается медным концом тепловой трубки, помещенной внутри корпуса колбы. Для уменьшения потерь воздух из стеклянной колбы откачан. Полученную от светового потока энергию центральный медный элемент передает в поток теплоносителя, обычно тосола, или напрямую в бак с водой.

Преимущества вакуумных солнечных коллекторов

Преимущества в преобразовании солнечной энергии в варианте с тепловой трубой:

  1. Эффективность поглощения и преобразования солнечного тепла в 3-4 раза выше плоских и воздушных коллекторов;
  2. Отлично работает в диапазоне температур 0-50 о С, тогда как остальные виды солнечных коллекторов, по отзывам пользователей, имеют рабочий интервал от 20 о С;
  3. Наименьшая чувствительность к направлению и углу падения солнечного света. Для нормальной работы солнечного коллектора достаточно быть освещенным солнцем даже под острым углом падения солнечных лучей, у остальных конструкций солнечных коллекторов при выходе за оптимальный угол освещения более чем на 20 о эффективность падает на 10% в час.
  4. Малый вес конструкции солнечного накопителя позволяет установить его непосредственно на крыше, даже без специальной несущей опоры.

При планировании приобретения стоит принимать ориентировочный расчет площади солнечного коллектора, исходя из соотношения: квадратный метр даст в сутки примерно 50-55литров горячей воды, но не кипятка. Более точную информацию можно узнать на сайтах компаний, занимающихся производством солнечных коллекторов. Там же можно получить сведения о стоимости изделий. Каждая фирма доказывает сверхэффективность и дешевизну своей продукции. Вакуумный прибор из 15 элементов обойдется примерно в 15-20тыс. рублей на мощность подогрева в 1,3-1,5кВт и накопительного бака 80-100литров.

К интересным особенностям подобных систем солнечных коллекторов можно отнести возможность проверки работоспособности каждой вакуумной колбы самостоятельно, без каких-либо специальных инструментов. Достаточно вечером, в неработающем состоянии, приложить ладонь к нижнему торцу трубы. Если элемент будет длительное время оставаться холодным, и в области запайки колбы не будет иней-подобного налета, — устройство считается исправным.

Горячая вода из бака может подаваться самотеком, но чаще всего устанавливают маломощный подкачивающий насос, позволяющий быстро заполнять резервуар после израсходования горячей воды. В более серьезных вариантах конструкции солнечный коллектор объединяют с теплоаккумулятором и электронной системой контроля и управления горячим водоснабжением и отоплением. Стоимость таких систем уже не менее 1000EUR. Гарантия на системы с тепловыми трубками, как правило, составляет от 5 до 25 лет, в зависимости от уровня качества материалов, применяемых в устройстве.

Воздушные коллекторы

Чем сложнее конструкция, тем она дороже в эксплуатации, и больше вероятность непредвиденной поломки. В этом вопросе конструкции коллекторов с воздушным переносом тепла являются чемпионами в простоте и надежности. По сути, воздушный коллектор – это набор вертикальных каналов или труб с матовым черным покрытием. В работе коллектора используется принцип разгона нагреваемого воздуха в вертикальной трубе.

К преимуществам и достоинствам воздушной конструкции стоит отнести:

  • Самую высокую надежность и простоту конструкции;
  • Маленькую массу устройства, гибкость настройки и простоту монтажа;
  • Минимальный расход электроэнергии на работу вентилятора, в некоторых случая вентилятор может отключаться, и обогрев осуществляется самотёком.

Конструкция коллектора состоит из большого числа тонкостенных алюминиевых труб с зачерненной матовой поверхностью. Батарея труб имеет центральный подводящий холодный и отводящий горячий воздуховоды, в холодном устанавливается центробежный вентилятор нулевого сопротивления. В случае необходимости он может быть отключен и в таком состоянии практически не создавать сопротивление движущемуся потоку воздуха.

В устройстве есть воздухозаборник, позволяющий регулировать количество и соотношение воздуха, забираемого извне, и из отапливаемого помещения.

В теплопроизводительности воздушные коллекторы практически не уступают плоским системам, требуют вертикального расположения труб и максимальной освещенности солнцем. Мощность легко регулировать подбором количества труб теплообменника. Зачастую воздушные солнечные коллекторы являются незаменимыми в отоплении и вентиляции разнообразных складских помещений, применяются для сушки разнообразной овощной и фруктовой продукции.

Источник: bouw.ru