Солнечный коллектор как источник теплоснабжения дома. Солнечного коллектора схема


Солнечный коллектор, описание, как выбрать, схемы подключения

Солнечный коллектор, описание, как выбрать, схемы подключения

Солнечный коллектор - массивный прибор, использующий даровую энергию солнца для разогрева теплоносителя (жидкости). Применяется для приготовления теплой воды и для отопления.

В Европе запрещено строить новые дома без солнечных коллекторов. А как лучше поступить у нас, какой солнечный коллектор выбрать и стоит ли применять вообще ? - рассмотрим далее....

Солнечный коллектор не дешев сам по себе. Энергия получается бесплатно, но стоимость оборудования может и не окупиться с течением времени. Отчего это зависит, и как правильно поступить, рассматривая возможность применения солнечных коллекторов?

Виды солнечных коллекторов

Предназначение солнечного коллектора – нагреть жидкость от энергии Солнца. По конструкции различают три вида солнечных коллекторов.

Пластинчатые плоские – в основе пластина из металла, или пластика, покрытая поглотителями солнечного света – никелем, черной медью…. К пластине (адсорберу) прикреплены трубки из меди, по которым движется теплоноситель. Или другой вариант - две пластины с выдавленными контурами половинок труб, при скреплении образуют панель с ходами, по которой движется теплоноситель.

Теплоноситель может двигаться через пластинчатый коллектор по двум схемам:

  • параллельная, может применяться и для схем, где жидкость движется самотеком;
  • змейкой одна трубка - только для насосных схем подачи теплоносителя, но она эффективнее.
Схема движения жидкости по солнечному коллектору Чтобы тепло от разогрева солнцем тут же не терялось (разогрев может быть 150 – 180 град С) вся конструкция помещается в термоизолированный короб с остеклением чаще двукамерным стеклопакетом. Применяется самоочищающееся и ударопрочное стекло.

Для летнего нагрева воды в бассейнах, для душа, могут применяться совсем дешевые солнечные коллекторы с пластиной из пластика без остекления и термоизоляции вовсе. Начинают греть воду при энергии солнца от 200 Вт/м2. Но их эффективность все равно на порядок выше, чем у бочки летнего душа. Такие решения популярны, так как оборудования быстро окупается, хоть оно имеет и весьма узкое предназначение.

Трубчатая конструкция

Здесь трубки с теплоносителем помещены в трубы из стекла, из которых удален воздух (вакуум). Отсутствие воздуха нужно для теплоизоляции - чтобы тепло не убегало наружу. Также на стекло труб нанесены:
  • с нижней стороны светоотражающее покрытие, оно фокусирует солнечный свет на трубке с теплоносителем;
  • с верхней стороны - особое металлизированное покрытие, пропускающее свет от солнца, но не выпускающее отраженную снизу энергию.
Ряды таких стеклянных трубок подсоединяются параллельно к сборным трубкам в теплоизоляции, от которых по теплоизолированному трубопроводу разогретый теплоноситель поступает в дом. Конструкция солнечных коллекторов - плоские и трубчатые

Тепловые трубки

Внешне похожи на трубчатые коллектора, но процесс преобразования энергии иной. В трубах с вакуумом находятся еще одни прозрачные трубки – тепловые трубки. В них содержится особая легко испаряющаяся жидкость. Разогретый пар поднимается в верхнюю часть трубы, где расположен теплообменник. На нем пар конденсируется, при этом выделяется энергия и теплоноситель внутри теплообменника разогревается.

Сконденсировавшаяся жидкость стекает вниз по трубке и испаряется вновь от разогрева солнцем. Процесс испарения и конденсации идет постоянно.

Сколько имеется солнечной энергии и как ее преобразовывать

Солнечный свет различают:- прямой - солнце не закрыто тучами и не посредственно светит на солнечный коллектор;- рассеянный – солнце за облаками, но его тепло все равно можно использовать. Плоский солнечный коллектор установленный на землеВ южной части Росси и стран СНГ (южнее 52 параллели) доля прямого солнечного света составляет: - 54% летом;- 30% зимой.

Для южных регионов России и стран СНГ максимальная мощность излучения солнца может достигать:- в декабре - 80 Вт/м2;- в сентябре и апреле – 350 Вт/м2;- в июне – 600 20Вт/м2.

При этом нужно учитывать, что:- трубчатый коллектор начинает работать при 20 Вт/м2, - плоский – при 70 -90 Вт/м2. Поэтому трубчатый вакуумный коллектор способен работать круглый год.

Солнечные коллектора для южных регионов целесообразно применять только для разогрева воды в системе горячего водоснабжения. Тогда они окупятся.

Если применить их для отопления, они в большинстве случаев не окупаются. Почему? Дело в том, что отопление необходимо в основном зимой и совсем не нужно летом. А зимой энергия солнца совсем не большая....

Горячая же вода нужна круглый год. Для ее приготовления можно использовать солнечную энергию и в межсезонье и летом. На приготовление воды для ГВС в теплый период года солнечный коллектор отдаст в разы больше энергии, чем для отопления в холодный, и поэтому может окупиться.

Но окупаемость – вещь относительная. Если в доме используется дорогие энергоносители, не магистральный газ и не твердое топливо, то солнечный коллектора на фоне таких затрат могут выглядеть и как окупаемое вложение.

В целом же на территории Росси и стран СНГ энергия солнца южнее 52 параллели составляет 1000 – 1400 кВт*ч/м2/год.Читайте на сайте - обеспечение дома горячей водой (ГВС)

Какие системы выбрать

Пластинчатые коллектора дешевле трубчатых, особенно недороги бюджетные модели с пластиной из пластика.КПД солнечного коллектора - плоского и трубчатогоНо нужно учитывать их КПД в зависимости от количества солнечного света и способность преобразовывать рассеянный солнечный свет.

Если не углубляться в сложные расчеты с температурами, то можно привести следующие выводы (на рисунке указаны КПД различных конструкций солнечных коллекторов, в зависимости от приведенной температуры (интенсивности освещения).

  • Чем ниже температура теплоносителя, тем выше КПД коллектора. Дайте в первую очередь поработать солнечному коллектору, а потом включайте подогрев.
  • Плоский коллектор летом при прямом солнечном свете имеет больший КПД, чем трубчатый. Поэтому для ГВС летом и в межсезонье лучше использовать более не дорогие, летние коллектора. Как указывалось, для только летнего подогрева, подходят аппараты дешевые без теплоизоляции.
  • Когда энергии солнца мало, то эффективнее трубчатые коллекторы. Они лучше подходят для использования круглый год в системе отопления. Но такое оборудование может и не окупиться за время его эксплуатации в наших условиях.
Для ГВС рекомендуется выбирать такой коллектор, чтобы получать от него не более 70% от энергии необходимой на нагрев. Если увеличивать площадь коллектора и таким образом добиваться более высокой температуры, то из-за падения КПД коллектор не окупится.
  • Для приготовления горячей воды лучше подойдет коллектор площадью 1,0 - 1,4 метра кв. на одного человека.Расчет солнечного коллектора весьма прост. Например, для ГВС на пять человек – не менее 5 - 7 м кв.
  • Для системы отопления от солнечного коллектора должно поступать максимум 20 – 30% энергии. Тогда в среднем площадь коллектора – 0,4 м кв. на 1 м кв. дома. Расчет солнечного коллектора для системы отопления, - для дома 200 м кв. – площадь около 70 м кв.
Солнечные коллектора установленные на крыше

Как устанавливать

Оптимально устанавливать солнечный коллектор на крыше, тогда он не занимает место на участке. Но доступ для обслуживания должен быть обеспечен – необходим лаз, лестницы. Конструкция крыши и дома, должны выдерживать тяжелый коллектор, в том числе и возможные ветровые нагрузки.

Поверхность прибора должна быть перпендикулярной солнечным лучам. Тогда будет максимум энергии. Чаще выбирают определенный угол, который позволяет получать наибольшее среднесуточное количество энергии. Это направление на юг с возможным разбросом в 15 градусов в каждую сторону.

Предусматривается возможность регулировки наклона по сезону – меняется угол наклона вслед за солнцем.

Угол наклона равняется примерно географической широте местности. Зимой угол увеличивают на 15 градусов. Летом наоборот уменьшают на 15 градусов.

Схемы подключения солнечных коллекторов

Приведены типичные схемы подключения солнечных коллекторов без указания всего оборудования. Основное правило: солнечный коллектор должен передавать энергию теплоаккумулятору - бойлеру ГВС или буферной емкости отопления, которые оборудуются теплообменником для подключения солнечного коллектора.

Аккумулятор обязательно оборудуется дополнительным подогревом от электричества или от котла. Ведь в пасмурную погоду энергии можно и не дождаться.

Предпочтительней схема с самотечным движением жидкости. Но чтобы теплоноситель двигался сам, охладитель должен находиться выше, чем нагреватель. Поэтому низ бака должен находиться не менее чем на 0,5 метра выше, чем верхняя точка коллектора.

В этой схеме коллектор можно расположить и на крыше, если бойлер разместить в верхней части чердака. Трубопроводы должны хорошо теплоизолироваться - не менее 100 мм толщины утеплителя. Гидравлическое сопротивление системы уменьшают – применяют трубы большего диаметра и коллектора для самотека. Можно ознакомится подробней - системы с самотечным движением жидкости

Схема подключения с самотечным движением жидкости

Следующая схема – солнечный коллектор нагревает бойлер косвенного нагрева (в нагреве которого участвует и котел). Используется насос, так как целесообразней устанавливать бойлер в котельной возле котла.Сделать водоснабжение дома - подробное описание

Схема подключение коллектора на бойлер косвенного нагреваСхема подключения солнечного коллектора на буферную теплоаакумулирующую емкость. Эта схема для круглогодичного использования и подогрева солнцем системы отопления в доме.Подключение солнечного коллектора к буферной емкостиСолнечный коллектор подключен на отдельный бак-аккумулятор, для нагрева отопления или ГВС. Эта схема часто применяется, когда получение тепла от солнца встраивается в уже работающие системы в доме, чтобы не менять имеющееся оборудование.Как подключить в действующую схему отопления

Самая дешевая и простая схема с солнечным коллектором для применения только летом на дачах. Бак применяется без теплообменника, а коллектор может быть дешевым летним. В контуре коллектора движется та же вода, что используется для ГВС. Нагретая вода накапливается в верхней части бака, откуда и забирается для нужд.

Также в контур обогрева солнечным коллектором обязательно включаются;- аварийный клапан повышенного давления - жидкость может сильно разогреваться и кипеть;- расширительный бак закрытого типа объемом не менее 1/10 данного контура;- автоматический воздухоотводчик;

Принимаются меры по контролю и недопущению ухода воды из бойлера, ведь контур солнечного коллектора может быстро перегреться. Ставится обратный клапан на холодный трубопровод.

Также оборудуются средства автоматики, которые управляют циркуляционными насосами по командам с датчиков температуры, например, чтобы отключить контур, когда нагрева от солнца нет. Обязательная автоматика приводит к удорожанию всей системы.

Для системы, которая должна работать круглый год в качестве теплоносителя нужно применить незамерзайку. Для летней работы лучше использовать воду, а затем сливать осенью.

Мы рассмотрели, как солнечный коллектор выбрать и как подключить. Энергоносители (углеводороды) сейчас недорогие, поэтому, популярней дешевые летние коллектора. А что будет дальше….

stroy-block.com.ua

Схема солнечного коллектора: общие принципы и особенности

suncollector shema

Развитие альтернативной энергетики дает шанс каждому не только значительно снизить свои расходы, но и стать независимым от сбоев или плановых отключений в системах отопления и подачи горячей воды. Наиболее популярный альтернативный источник – энергия Солнца, которая не только бесплатна, но и доступна в любой точке земного шара в неиссякаемом количестве.

Основные устройства, которые преобразовывают солнечную энергию в тепловую и обеспечивают пользователей необходимыми благами (теплом и горячей водой) – солнечные коллекторы. Схема подключения солнечного коллектора зависит от множества факторов: расположения здания,  мощности самого устройства, угла наклона трубок, уровня инсоляции, решаемой задачи и множества других значений, которые обязательно следует учитывать для эффективной работ целой системы.

Схема подключения солнечного коллектора в теплое время года.

Простейшая схема подключения коллектора включает в себя следующие компоненты:

-                   непосредственно коллектор;

-                   контур теплообмена;

-                   тепловой аккумулятор (бак, в котором находится нагретая вода).

Плоский солнечный коллектор имеет наиболее простую конструкцию и отлично подходит для использования в жарком климате с большим количеством солнечных дней и соответствующим уровнем инсоляции. Он состоит из слоя абсорбера, покрытого стеклом, который преобразовывает и передает уже тепловую энергию теплоносителю (последний циркулирует в трубках – тепловом контуре).

В регионах с холодным климатом более эффективно использование вакуумного коллектора, особенностью конструкции которого является использование для нагрева вакуумных трубок. Стеклянные трубки, благодаря своей цилиндрической форме, способны улавливать солнечные лучи более длительный промежуток времени (лучше использовать солнечный день), а используемое в их конструкции селективное покрытие улавливает даже рассеянное солнечное излучение. Благодаря этому они имеют большую эффективность в работе при установке в большинстве регионов нашей огромной страны.

В летнее время года, когда значения солнечной инсоляции достигают своего пика, работа солнечного коллектора дает ощутимый результат вне зависимости от того, какой солнечный коллектор используется – плоский или вакуумный.

В это время года в качестве теплоносителя можно смело использовать воду (это также относится к регионам с «мягкой» зимой), которая нагревается полученной от абсорбера энергией и подымается по трубам вверх, поступая в бак-аккумулятор. Бак подключен к кранам вывода воды, поэтому при открытии вентиля горячая вода из бака выходит и замещается холодной. Вода более низкой температуры скапливается в нижней части бака и выходит в контур системы через соответствующую трубу. Она вновь нагревается от полученной энергии и поступает в бак. В самом накопителе труба забора, через которую происходит подача горячей воды для пользования, должна быть расположена у верхней части бака (из-за меньшей плотности теплая вода подымается вверх).

Такой водный бак-аккумулятор можно располагать как на улице, так и в помещении. Наиболее распространенный и простой вариант в первом случае – водяной душ. Окрашенный в черную краску бак самостоятельно притягивает тепло и еще больше нагревает воду. Чтобы избежать теплопотерь в ночное время, бак необходимо теплоизолировать.

Такая простейшая схема подключения солнечного коллектора обеспечивает лишь естественную (и не всегда достаточную) циркуляцию теплоносителя. Увеличить продуктивность работы системы можно с помощью циркуляционного насоса.

Повышаем эффективность работы солнечного коллектора в холодную пору.

Использование простой системы для отопления и горячего водоснабжения в зимнее время возможно, если в качестве теплоносителя применяется антифриз, а бак-накопитель дополнен вспомогательным обогревательным элементом (например, ТЭНом). При использовании антифриза изменяется конструкция бака – в него монтируется змеевик (чаще всего медный), благодаря которому происходит циркуляции теплоносителя в баке. Хорошая проводимость металла позволяет отдавать тепло антифриза воде в баке.

В конструкцию рекомендуется включить циркуляционный насос и расширительный бак. Иногда для разделения воды, которая используется для отопления (техническая) и личного использования (питьевая) в бак монтируют внутренний резервуар. Он располагается в верхней части бака (где собирается горячая вода) и подключен к системе водоснабжения (с помощью вентиля забирается горячая вода, а резервуар заполняется холодной жидкостью). При этом система отопления подключена к основному баку.

В зависимости от внешней температуры, площади коллектора, географической точки, времени года, типа коллектора, и множества других факторов колеблется и эффективность работы системы (т.е. стабильность вырабатываемого уровня энергии). 

Кроме более привычных пользователям устройств, существует и воздушный солнечный коллектор, схема работы которого предполагает, что теплоносителем в системе является воздух, который нагревается от абсорбера и подается в отапливаемое помещение с помощью вентилятора.

Собираем солнечный коллектор своими руками.

Солнечный коллектор, его устройство, схемы и конструкции уникальны в каждом конкретном случае. Подобрать комплектующие, собрать и подключить механизм в систему так, чтобы она работала максимально продуктивно и безопасно, могут профессионалы. Впрочем, собрать элементарный солнечный коллектор или батарею легко и своими руками.

В качестве коллектора можно использовать радиатор из трубок длиной около 16-18 см и толщиной стенок около 1,5 мм. Решетка из таких стеклянных труб соединяется с трубами вывода и подвода (на ¾ и 1 дюйм соответственно). Такой радиатор устанавливается в короб из досок или металлических брусьев для более крепкой конструкции. В качестве дна – фанера или оргалит, сверху которых необходимо уложить теплоизоляцию. В короб устанавливают радиатор, закрепляют его хомутами и закрывают конструкцию крышкой из толстого стекла. Чтобы конструкция притягивала больше солнечной энергии, трубки радиатора, дно и внутренние поверхности короба окрашивают черной матовой краской, а стены снаружи – «серебрянкой». Любые соединения между элементами конструкции необходимо герметизировать (чаще всего используют пеньку, сверху которой наносят краску).

Как в случае с фабричными коллекторами, схема солнечного коллектора своими руками предполагает наличие бака для воды. В домашних условиях накопителя объемом до 300 л оказывается достаточно для того, чтобы нагретой до нужного уровня воды хватало домохозяйству. Бак необходимо теплоизолировать (например, поместив в короб и заполнив оставшееся пространство пенопластом, опилками и другими подручными материалами).

Чтобы поддерживать давление в системе, устанавливают аванкамеру – емкость объемом 30-40 л монтируют на 0,8-1 м выше уровня воды в баке. Аванкамера нужна для контроля подачи воды (жидкость прекращает поступать, когда начинает выливаться из трубы вывода аванкамеры и, наоборот, когда уровень воды в аванкамере падает, начинается процесс подачи воды из радиатора).

Все элементы системы соединяются в тепловой контур трубами на ½ и 1 дюйм. Первые используются для монтажа элементов от крана до аванкамеры и вывода нагретой воды из бака-накопителя, а «дюймовые» – для компонентов под низким давлением. Во избежание теплопотерь в трубах, их также необходимо окрасить «серебрянкой».

Но лучше «не заниматься ерундой» и приобрести готовый, заводской солнечный коллектор, гарантированно обеспечивающий Вас теплом и горячей водой.

Схема подключения и работы солнечного коллектора достаточно простая и безопасная. В зависимости от множества факторов, меняется и наличие компонентов. Чтобы коллектор работал эффективно, обеспечивая нужное количество тепла и горячей воды даже в холодное время года, необходимо не только правильно рассчитать и подобрать все компоненты, но и грамотно произвести их монтаж!

 

 

du-alex.ru

Солнечный коллектор - установка, устройство и схема монтажа

Человек пользуется разными приспособлениями, чтобы использовать энергию солнца. Одним из таких устройств является солнечный коллектор. В мире существует немало высокотехнологичных приборов, преобразующих энергию солнечных лучей в тепло. С помощью подобного оборудования питаются электрические лампочки, обогреваются различные помещения, подогреваются бассейны. Подобные конструкции обладают высокой эффективностью.

Применение солнечных коллекторов

Схема их функционирования выстроена по единому принципу: энергия солнца становится тепловой энергией, которая передается теплоносителями.

Правильно установленные приспособления способны нагревать температуру смеси на 50-65%. В летние же месяцы КПД подобных систем и вовсе достигает 100%. Традиционные отопительные газовые или электрические сети в этот период можно не включать. Тепловые коллекторы солнечные обеспечивают питание посудомоечных машин, которым необходима теплая вода.

Как работают термические солнечные установки

Главной частью подобных систем нагрева воды и отопления является коллектор. По свидетельству многих аудиторских служб, проводивших соответствующие исследования, наибольшей популярностью пользуется плоский коллектор. Устройство покрыто избирательным абсорбером, поглощающим лучи солнца. Далее солнечная энергия становится тепловой. Дабы избежать значительных термальных потерь, эти узлы погружаются в термоизолированный ящик, имеющий прозрачные стенки, и фиксируются там.

Сквозь абсорбер протекает теплообменник, в состав которого входит вода и антифриз. Смесь постоянно циркулирует по трубопроводу, соединяющему резервуар с горячей водой и коллектор. Солнечные тепловые установки запускаются в работу специальным регулятором. Едва температура коллектора превысит температуру резервуарной жидкости, в действие приводится насосное устройство, которое перегоняет горячую жидкость из одной емкости в другую.

Схема отопления солнечными коллекторами

 

В большинстве случаев абсорбер собирается из множества металлических пластинок. Теплообменник протекает сквозь пластинки. Конструкция листового абсорбера создается следующим образом: пара металлических полотен сваривается так, чтобы между ними циркулировал теплоноситель. Традиционно они делаются из алюминия и меди.

Установка солнечных коллекторов, обогревающих бассейны, осуществляется с применением искусственных материалов, поскольку они обладают более низкой термостойкостью. Встречаются универсальные версии комбинированных солнечных коллекторов, которым не нужны циркулярные насосы, поскольку жидкость нагревается непосредственно внутри них.

Состав солнечной установки

Устройство, нагревающее воду, является довольно непростой системой. Она состоит из:

  • температурных датчиков, устанавливаемых внутри накопителя и коллектора;
  • расширительного бака;
  • солнечного регулятора;
  • циркулярного насоса;
  • водостока для горячих вод;
  • контролирующих датчиков температуры.

Схема устройства солнечного коллектора

Об абсорберах

В большинстве случаев они делаются черными, так как данный цвет имеет наибольший коэффициент поглощения лучей солнца. Дабы потери тепла были минимальными, конструкции абсорберов дополняются органическим покрытием. Подобная схема способна преобразовывать солнечную энергию по максимуму. Иными словами, традиционное покрытие абсорбирует порядка 90% энергии солнца. При создании абсорберов используется специфический лак, частично покрывающий поверхности.

Плоский солнечный коллектор — это абсорбер, корпус, прозрачное покрытие и теплоизоляция. Чаще всего прозрачное покрытие создается из безосколочного стекла, имеющего высокий коэффициент пропуска коротких солнечных волн. При этом стеклянный слой располагает поверхностью с низким коэффициентом отражения. Прозрачное покрытие является защитой абсорбера от природных катаклизмов. Частенько при изготовлении корпусов солнечных коллекторов используется оцинкованная сталь либо алюминий. Иногда встречаются конструкции из синтетических материалов. Обратная сторона и стенки абсорбера покрываются теплоизоляционным слоем. Обычно изоляционный материал представлен минеральной ватой или полиуретановой пеной. Порой в качестве изолятора используются минеральные волокна в виде стеклопластика, стекловаты, стекловолокна.

Апертура абсорбер плоского и вакуумного солнечного водонагревателя

Установка солнечных коллекторов производится несколькими способами. Можно, к примеру, построить и отладить отдельно стоящее устройство, встроить его в крышу или расположить выше кровли. Потери от конвекции могут быть значительно сокращены, если из солнечного коллектора откачать теплый воздух. Процедура вакуумирования повторяется раз в 1-3 года.

О трубных вакуумных коллекторах

Здесь в качестве емкостей для абсорбирующих полос используются стеклянные вакуумные ударопрочные трубки. Теплоноситель, проходящий сквозь абсорбер, который располагается внутри по принципу «труба в трубе», принимает U-образную форму. Солнечные коллекторы подобного вида состоят из большого количества ролов небольшого размера. Все они соединены в общую систему. Как показывает схема, в таких устройствах жидкость начинает испаряться уже при низких температурах.

Принцип действия вакуумного солнечного коллектора следующий: жидкость, нагреваясь, начинает испаряться. Клубы поднимающегося пара оказываются в сборной трубе. Для лучшего испарения и конденсации трубки фиксируются под небольшим углом.

Вместо заключения

Модели современных солнечных коллекторов смело можно назвать инновационными технологиями, повышающими уровень комфортности человеческого жилья и не вредящими окружающей среде. Вакуумные солнечные коллекторы являются наиболее дорогими (плоские модели дешевле втрое). Эффективность любого коллектора существенно падает, если его монтаж был осуществлен с нарушениями. В силу этого желательно, чтобы установкой и наладкой солнечного коллектора занимались профессионалы.

Для того чтобы грамотно выбрать модификацию подходящего коллектора, необходимо правильно определиться с необходимой температурной зоной. Не стоит пугаться первичных финансовых затрат, ибо дальнейшая эксплуатация подобной энергетической системы позволит значительно сэкономить на традиционных энергоносителях. После запуска солнечного коллектора в работу владельцу остается лишь обслуживать насос. Люди, вкладывающие деньги в солнечные коллекторы, инвестируют в будущее, развивая альтернативную энергетику.

pikucha.ru

Какие базовые схемы подключения солнечных коллекторов к системе отопления дома?

Простейшая базовая схема выглядит следующим образом

Но разработаны и используются еще две схемы, которые применяются для подключения коллекторов к отопительной системе в зимний период года:

  1. для подключения только к системе отопления;
  2. кроме системы отопления коллекторы подключаются еще и к системе горячего водоснабжения.

Кроме того, есть еще две схемы подключения коллекторов к системе горячего водоснабжения – летняя и зимняя, и схема подключения, используемая для подогрева в бассейне воды.

Итак, схема подключения коллекторов в зимний период года для отопления помещений дома

Основной элемент схемы подключения – нагревательный котел. Весной и осенью котел может быть отключен, а нагрев будет осуществлять солнечный коллектор, однако в период сильных холодов коллектор не сможет справиться с нагревом, и котел надо будет включать. Такое положение легко объяснить большим количеством пасмурных дней в зимнее время года, в связи с чем эффективность работы коллектора значительно снижается, если сравнивать его работу в других погодных условиях. Поэтому в зимний период года солнечный коллектор практически используется только для дополнительного подогрева, тогда как основным элементом схемы является нагревательный котел. Следует добавить, что площадь солнечного коллектора, предназначенного для отопления дома, должна быть не меньше 40% от его общей площади.

Схема подключения коллектора для отопления вместе с системой горячего водоснабжения отличается от предыдущей наличием дополнительного внутреннего резервуара. Он необходим для разделения питьевой и технической воды, используемой для нагрева отопительной системы. Облегчить процесс слежения за работой солнечного коллектора можно с помощью автоматизации системы подогрева, для чего используются температурные контроллеры

www.remotvet.ru

Солнечный коллектор для отопления дома: виды, схемы, монтаж

Солнечный свет является одним из самых мощных и легкодоступных источников энергии на нашей планете. С древних времен человечество, обожествляя дневное светило, пыталось использовать его энергию в своих практичных целях. В условиях современного развития энергосберегающих технологий солнечную энергию намного чаще, чем ранее, стали использовать в качестве источника теплоснабжения зданий и сооружений.

Применение солнечных коллекторов

Устройство, преобразующее энергию солнечного света в тепловую энергию, называют солнечным коллекторам. Солнечный коллектор может применяться как в отопительной системе здания, так и в системе горячего водоснабжения. Согласно расчетным данным, применение данных устройств в системах теплофикации зданий и сооружений дает в среднем от 30% до 60% экономии энергоносителей (газ, электричество) ежегодно, а значит, удешевляет эксплуатацию здания. Расчетная самоокупаемость систем, использующих солнечную энергию, составляет в среднем от двух до пяти лет, в зависимости от цен на энергоносители.

Солнечный коллектор для отопления дома включается в систему теплоснабжения, являясь, по сути, подогревающим теплоноситель элементом, в то время как основные источники теплофикации (газовые или электрические котлы) круглосуточно поддерживают температуру подогретого солнечным коллектором теплоносителя на уровне, необходимом по технологическим или санитарным условиям.КПД систем альтернативного теплоснабжения выше в регионах с высокой солнечной активностью и в светлое время суток. Карта суммарной годовой солнечной радиации приведена на рисунке ниже.

Карта суммарной годовой солнечной радиации

Виды и различия солнечных коллекторов

На сегодняшний день распространение среди промышленно изготавливаемых солнечных коллекторов получили два вида систем:

  • плоские солнечные панели;
  • вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы.

Плоская солнечная панель

Плоский солнечный коллектор.

Является распространенным типом солнечного коллектора, используемого в современных системах гелиоэнергетики. Широкое распространение данный тип получил вследствие относительной дешевизны и простоты, как устройства, так и эксплуатации. Недостатком плоских солнечных коллекторов является значительное (до двух раз) понижение КПД в условиях отрицательных температур наружного воздуха.

Конструкция плоского солнечного коллектора.

Конструкция плоского солнечного коллектора.

Конструктивно представляет собой панель с площадью поглощающей поверхности 2-2,5 м2, выполненную из алюминиевых или стальных сплавов. Лицевая часть выполнена в виде листа специального гелиостекла, что обеспечивает максимальное поглощение энергии солнечного света и минимальные потери энергии с отраженными и рассеянными лучами. Непосредственно под гелиостеклом расположен поглотитель, выполняемый в виде плоской трубки из медных или алюминиевых сплавов, имеющих высокий коэффициент теплопередачи.

Трубка, как правило, имеет радиальное оребрение, что значительно повышает коэффициент теплопередачи поглотителя. На поглотитель наносится покрытие с высоким коэффициентом поглощения в спектрах теплового излучения, что повышает общий КПД коллектора. Под поглотителем располагается слой тепловой изоляции, уменьшающий тепловые потери системы в окружающую среду. Необходимая тепловая мощность солнечного коллектора достигается включением нескольких панелей в единую солнечную батарею или коллектор.

Вакуумный (вакууммированный) трубчатый коллектор

Дорогостоящий вид солнечного коллектора вследствие сложного изготовления и ряда преимуществ перед плоскими солнечными панелями. Конструктивно представляет собой ряд парных стеклянных труб, спаянных между собой, из пространства между которыми откачан воздух. Вакуум в пространстве между трубками является прекрасным тепловым изолятором и предотвращает тепловые потери в окружающую среду от теплоносителя. В меньшую трубу вводится медная, алюминиевая или стеклянная трубка поглотителя. Трубы верхней частью вводятся в распределитель, в котором циркулирует теплоноситель. Вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы по типу распределителя подразделяются на два типа: с плоской тепловой трубой и прямоточные.

Коллекторы с плоской трубой

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с плоской тепловой трубой - конструкция.

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с плоской тепловой трубой - конструкция.

Представляют собой рекуперативный теплообменник, расположенный в распределителе. В этом случае теплопередача от нагретого теплоносителя вакуумной трубы к теплоносителю циркуляционного контура теплоснабжения здания происходит через стенку и теплоносители этих контуров не смешиваются. Преимущества перед прямоточными коллекторами состоят в сохранении высоких показателей работы при температуре окружающей среды до -45оС, возможности замены отдельной вакуумной трубки, вышедшей из строя, без разбора коллектора и прекращения его работы, а также в возможности регулирования угла установки каждой вакуумной трубки в пределах одного коллектора.

Прямоточные коллекторы

Прямоточный вакуумный трубчатый солнечный коллектор - конструкция.

Прямоточный вакуумный трубчатый солнечный коллектор - конструкция.

Объединяют циркуляционный и обогревающийся контур. В распределителе проходят подающий и циркуляционный трубопроводы, к которым непосредственно присоединяются вакуумные трубки. Теплоноситель подается в распределитель по подающему трубопроводу, из которого попадает в вакуумную трубку, где проходит обогрев. Нагретый теплоноситель возвращается в обратный трубопровод и уходит непосредственно на нужды теплоснабжения. Преимущества прямоточных коллекторов перед вакуумными состоят в отсутствии промежуточной стенки между теплоносителями, что снижает тепловые потери и в возможности устанавливать коллектор на любых поверхностях под любыми углами, поскольку циркуляция теплоносителя в пределах всего коллектора будет осуществляться насосом.

Принципиальные схемы и монтаж гелиосистем

Гелиосистемы могут использоваться в качестве самостоятельного источника теплоснабжения дома в регионах с высокой солнечной активностью. В регионах с более умеренным климатом необходимо предусматривать дублирующие теплогенерирующие устройства. Кроме того, солнечная энергия может использоваться на нужды горячего водоснабжения, отопления и в качестве совмещенной схемы промежуточного догрева теплоносителей. Исходя из этого, в статье представлены несколько видов принципиальных монтажных схем.

Схема с промежуточным догревом для горячего водоснабжения

Гелиосистема с промежуточным догревом для горячего водоснабжения.

В этой схеме, как и во всех последующих, имеется контур первичного нагрева холодной воды в баке-аккумуляторе (бак-накопитель 6) от солнечного коллектора 1. Рекуперативный теплообменник 8 закрытой системы первичного нагрева расположен в нижней части бака-аккумулятора, где температура нагреваемой воды наименьшая. По отношению к нагреваемой воде система работает по типу «противоток», как наиболее экономичному. В верхней части бака вода догревается до температуры, необходимой по санитарным нормам, с помощью электрического ТЭНа 7. Управление системой в целом производится через контроллер 5, на который сведены данные от датчиков температуры Т1 и Т2, позволяющие через рабочую станцию 3 в автоматическом режиме регулировать проток теплоносителя через солнечный коллектор и напряжение, а, соответственно, и температуру на электронагревателе.

Следует отметить, что вместо электронагревателя можно использовать любой другой теплогенератор (газовый, жидкотопливный или твердотопливный). Но при этом необходимо обратить внимание на максимальную синхронизацию работы гелиосистемы и теплогенератора. Бак сброса избыточного давления 4 позволяет без участия человека и разгерметизации системы компенсировать тепловое расширение теплоносителя, а автоматический воздухоодводчик 2 автоматически удаляет из первичного контура пузырьки газа.

Такие устройства, как автоматический воздухоотводчик, рабочая станция, бак сброса излишнего давления, котроллер с датчиками температуры и теплообменник являются наиболее традиционным комплектом рабочего оборудования гелиосистем.

Закрытая схема отопления с солнечным коллектором

Закрытая схема отопления с солнечным коллектором.

В такой схеме гелиосистема через бак накопитель обогревает теплоноситель в обратном коллекторе отопительной системы перед подачей теплоносителя в отопительный котел. Нужно отметить, что такие схемы в средних широтах применяются достаточно редко ввиду того, что температура в обратном трубопроводе во время отопительного сезона зачастую бывает выше той, которую способен выдавать солнечный коллектор в зимнее время. Как следствие, такая схема имеет крайне низкий КПД.

Совмещенная схема теплоснабжения

Совмещенная с солнечным коллектором схема теплоснабжения.

В данной схеме нагрев теплоносителя как для отопления, так и для горячего водоснабжения, осуществляется в пределах одного бака-накопителя. Фактически данная схема состоит из трех контуров:

  1. Контур гелиосистемы. Представляет собой рекуперативный теплообменник, на который подается нагретый теплоноситель от солнечного коллектора. Располагается в нижней части бака-накопителя.
  2. Контур отопительной системы. Это закрытая, без потерь теплоносителя, система, в которую в качестве дополнительного источника теплоснабжения, введен теплообменник гелиосистемы. Отопительный котел подключается к системе отопления через бак накопитель и догревает теплоноситель до необходимой по санитарным нормам температуры.
  3. Контур горячего водоснабжения. Представляет собой открытую систему с накопительным бойлером, расположенным в верхней части бака-накопителя. Обогрев воды производится от нагретого отопительным котлом и гелиосистемой теплоносителя через стенку бойлера.

Монтаж гелиосистем может производиться на крышах,

 Фото монтажа гелиосистемы на крыше здания.

стенах зданий

 Фото монтажа гелиосистемы на стене здания.

или на уровне земли.

 Фото монтажа гелиосистемы на уровне земли.

При монтаже на существующих строительных конструкциях необходимо уделять особое внимание нагрузкам на стены и перекрытия, которые увеличатся после монтажа и заполнения гелиосистемы. При необходимости чердачные перекрытия усиливаются дополнительными конструкциями, под расположенные на стене солнечные коллекторы подводят дополнительные опоры. Сопутствующее оборудование гелиосистем располагают, как правило, в помещении, где установлен отопительный котел.

Монтаж оборудования гелиосостемы в котельной.

Монтаж непосредственно коллектора необходимо производить так, чтобы он максимально облучался солнечным светом в течение дня в любое время года. Коллектор монтируется в местах, на которые не падает тень от окружающих предметов, ориентируясь по линии «запад-восток». Угол наклона коллектора к горизонтали составляет, как правило, 50-60 градусов.

Рекомендуемый угол наклона солнечного коллектора для монтажа.

Рекомендуемый угол наклона солнечного коллектора для монтажа.

Более точное значение угла наклона рассчитывают исходя из данных о наибольшей и наименьшей высоте Солнца над горизонтом в течение года в конкретной местности. Установка производится с расчетом, что угол падения солнечных лучей на коллектор будет максимально приближен к 90 градусам.

Теплоносители для гелиосистем

Основным теплоносителем для систем теплоснабжения является вода. Однако ее применение в гелиосистемах ограничено температурой кристаллизации, составляющей 0оС, а значит применение воды в роли теплоносителя ограничивается климатическими зонами, где не бывает отрицательных температур. Кроме того, содержащиеся в воде соли засоряют поверхности нагрева накипью, а коррозионный агент – кислород – повреждает металлические части систем теплоснабжения и способствует разложению теплоносителя на составляющие элементы. Поэтому для гелиосистем был разработан вид теплоносителя, лишенный вышеперечисленных недостатков.

Теплоносители для гелиосистем.

Основой такого теплоносителя является пропиленгликоль, смешанный с водой, прошедшей водоподготовку в виде деминерализации.

Кроме того, для уменьшения коррозирующего и разлагающего воздействия кислорода, в теплоноситель добавляют антиокислительные присадки, образование пузырьков газа в жидкости уменьшается добавлением пеногасителей, а стабилизаторы, добавленные в теплоноситель, помогают сохранять раствор химически однородным. Как правило, теплоносители для гелиосистем продаются уже в готовом виде. Концентрация пропиленгликогеля в них составляет от 40% и выше, что соответствует температуре кристаллизации от -30оС и ниже. Показатель кислотно-щелочного баланса (рН) для готового теплоносителя поддерживается в щелочной зоне (≥ 7,0) для уменьшения коррозирующего действия.

При эксплуатации теплоносителей гелиосистем не следует смешивать теплоносители от разных производителей, так как разные как по количественным, так и по качественным свойствам составы могут вступить в химическую реакцию, приведя гелиосистему в негодность.

Солнечная энергетика в условиях современного энергетического и экономического кризиса является одним из перспективнейших направлений технологий, направленных на сохранение невосполнимых ресурсов нашей планеты.

buildip.ru

Солнечный коллектор своими руками описание схема фото видео

Солнечные коллекторы для отопления дома — это сегодня самое эффективное устройство, которое принимает энергию лучей от солнца. К примеру, коэффициент эффективного действия фотоэлектрической панели равен всего примерно 15 процентам, а вот с использованием солнечных коллекторов эффективность составляет приблизительно около 90 процентов поглощенной энергии от солнечных лучей. Рассмотрим принцип работы коллекторов от солнца, какие их разновидности и для чего их применяют. Система отопления на основании солнечных коллекторов вакуумного типа считается одной из самых эффективных.

На даче

Обустройство отопления на даче

Использование и достоинства коллекторов

Рассмотрим, где на сегодняшний день часто используют солнечные коллекторы:

  • на разных производственных комплексах различной направленности и масштабов;
  • на сельскохозяйственных предприятиях;
  • в учреждениях по здравоохранению;
  • в спортивно-оздоровительных комплексах;
  • в детских учреждениях;
  • в гостинично-туристических комплексах;
  • торгово-развлекательных комплексах, небольшого типа магазинах;
  • в ресторанах и иных пунктах общественного питания;
  • в мобильных пунктах;
  • на дачах, а также в офисах;
  • в автомобильных мойках, теплицах и еще в разных объектах;
  • почти везде, где имеется холодная вода и дневное освещение.

Достоинства солнечных коллекторов для отопления дома:

  1. Сильно уменьшаются затраты на горячий тип водоснабжения, для обогрева дома либо любого иного помещения. Если использовать солнечный коллектор, то можно снизить расходы за весь год: для обогрева жидкости примерно на 50 процентов, а для отопления — на 25 процентов.
  2. При этом значительно уменьшаются эксплуатационные затраты в период отопления построек и обеспечивается потребление горячей воды в случае перебоев с электричеством или газоснабжением, потому что система является автономным источником тепловой энергии.
  3. Возрастание срока службы основных либо вспомогательных отопительных систем: уже имеющихся бойлеров либо газовых котлов в пару раз, потому что можно примерно на 95 процентов сократить нагрузку на имеющуюся отопительную систему.
  4. Вы также можете интегрировать в существующие системы теплоснабжения и горячего водоснабжения дома.
  5. Сохранение чистоты природы.
Солнечный

Солнечный коллектор

Солнечные коллекторы для отопления или обогрева дома могут быть запланированы на стадии возведения дома либо иного типа постройки, к тому же его можно подсоединить к имеющейся системе теплоснабжения. В последнем варианте вместо традиционных бойлеров можно установить бойлер гелиосистему, а на крыше постройки — солнечные коллекторы. Такая система отопления идеально соответствует системам водяного теплого пола и обогрева плавательного бассейна, поскольку экономно тратится утилизированного типа тепловая электроэнергия. Наиболее высокой эффективностью утилизации электричества окружающей среды обладают комбинированного типа системы, которые применяют солнечные коллекторы с тепловыми насосами для отопления дома и иных помещений.

Каким образом осуществляют работу солнечные коллекторы?

Если коротко описать принцип работы солнечных коллекторов, то они захватывают тепло от солнечной энергии, а потом передают его на нужды людям. Коллектор основан из следующих составляющих:

  • коллектора;
  • контура для отопления;
  • тепловых аккумуляторов.

Через солнечный коллектор осуществляется циркуляция воды. В нем теплоноситель обычно огревается от солнечных лучей. Потом она передается в добытую электроэнергию с помощью теплообменников, встроенных в баки-аккумуляторы. Таким образом смотрится простейший тип схемы техники бытового солнечного коллектора. В баке согревается жидкость, пока ее не использовали, например, на отопление построек солнечными коллекторами и иных хозяйственных нужд.

Дома

Отопления дома

Для более длительного сохранения жидкости в нагретом состоянии, емкость должна быть хорошо теплоизолирована. Циркуляция воды в такой технике как коллектор, может осуществляться как естественным, так и принудительным путем.

Разновидности солнечных коллекторов

Если вы хотите установить в каком-то помещении солнечный коллектор для обогрева, необходимо вначале выяснить подходящий тип конструкции. Основных видов солнечных коллекторов можно назвать два – вакуумные и плоские. К тому же имеются менее используемые варианты – воздушный коллектор.

Рассмотрим далее характеристики каждой разновидности коллекторов:

  1. Плоский коллектор очень похож по способу работы с воздушным коллектором. Он является плоской коробкой, закрытой стеклом и содержащей слой, который абсорбирует тепло. Данный слой соединен с трубками, осуществляющими циркуляцию теплоносителя, в роли которого в основном выступает пропилен-гликоль.
  2. Вакуумный коллектор вместо одной коробки, покрытой стеклом, имеет ряд полого типа трубок, которые сделаны из стекла. Внутри них находится одна либо несколько трубок небольших габаритов, которые содержат абсорбер тепловой энергии. Внутренняя трубка сообщается с магистралью теплоносителей, а вот в промежутке между наружными и внутренними трубками располагается вакуум, который выступает как теплоизолятор.
  3. Воздушный коллектор используют очень редко, так как воздух по сравнению с водой намного хуже способен проводить тепло, поэтому КПД подобных коллекторов в основном меньше. Подобный коллектор для отопления дома чаще всего представляет собой плоскую конструкцию, наполненную воздухом, который контактирует с поглотителями солнечной энергии, нагревается и посредством вентиляторов исчезает в отапливаемых помещениях.

Важный момент: во время использования систем, у которых принудительная подача воздушных потоков снизит потребность в электричестве на работу вентиляторов, эффективность воздушного коллектора намного больше.

Важные моменты при выборе коллекторов

Дать однозначный ответ на этот вопрос невозможно, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. К примеру, плоского типа коллектор является более прочным и в то же время надежным за счет простоты конструкций, тогда как вакуумного типа солнечный коллектор обладает большей хрупкостью. Хотя воздушного типа коллектор имеет меньшее КПД, он более простой в использовании и с ним обычно довольно редко возникают проблемы, и даже если возникают, то их можно легко решить. Проблемы могут быть из-за замерзания воды. Если плоских типов коллекторы портятся, то нужно заменить все абсорбирующие системы. Во время повреждения вакуумных коллекторов, нужно осуществить замену только вышедших из строя трубок.

Рл

Обогрев дачной постройки

Отопление солнечных коллекторов довольно часто обладает следующими принципиальными схемами работы. Эффективная составляющая плоского коллектора больше при потребности нагрева жидкости приблизительно на 30 градусов выше температуры наружных потоков воздуха, а вот вакуумный коллектор эффективнее справляется с нагревом до высокой температуры, что довольно актуальный вариант, если в основном применяется солнечного типа коллектор в зимний период для отоплений помещений. К тому же вакуумный коллектор вырабатывает больше электроэнергии во время пасмурной погоды и меньше ее теряет во время зимнего периода от контактов с прохладными потоками воздуха. Если в среднем срок службы коллектора равен примерно 20 лет, то данный показатель отдельно для вакуумной системы чуть меньше.

Нужно помнить, что величина трубок вакуумного коллектора напрямую зависит от показателей выработки электроэнергии. Таким образом, чем они меньше, тем меньше тепловой энергии сумеет приносить подобная система. Нормальной является диаметр трубок примерно в 50 мм, если длина равна примерно 1,5 метра. К тому же подобные коллекторы могут иметь обычные медные нагревательные трубки, которые передают тепло. Именно самые последние модели являются самыми продвинутыми в технологическом состоянии сегодня.

Как видно из всего вышесказанного, разновидностей для использования коллекторов огромное количество и выбирать их необходимо исходя из потребностей и объемов отопления. На сегодняшний день такие системы довольно широко применяются в различных областях. К тому же любой дачник может обустроить у себя на дачном участке такую технику, которая будет отвечать всем его потребностям и поможет сэкономить на электроэнергии. Кроме того, такую технику часто дачники используют для отопления различных построек у себя на участке, к примеру, свинарника или курятника. И иных вариантов применения у себя на дачном участке вы можете найти огромное количество.

Автор: С. Диана

Была ли эта статья полезна?

Спасибо за Ваше мнение!

Напишите в комментариях, на какие вопросы Вы не получили ответа, мы обязательно отреагируем!

Спасибо Ваш голос засчитан!

Вы можете посоветовать статью своим друзьям, поделившись ею в соцсетях!

Да

Нет

раз ужепомогла

Оцените статью: Загрузка...

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

rozarii.ru

Устройство солнечного коллектора, их виды и принцип работы

Солнечный коллектор – это особое устройство, предназначенное для превращения энергии солнца в тепло. В отличие от солнечных батарей, работающих на принципе фотоэффекта и вырабатывающих ток, коллекторы предназначены для нагрева жидкости-теплоносителя. Поэтому их широко применяют в системах ГВС и отопительных коммуникациях частных домов. Существует две разновидности данных агрегатов, таким образом, устройство солнечного коллектора и особенности работы напрямую зависят от его типа.

Принцип работы же всех коллекторов, по сути, одинаков. Солнечные лучи падают на внешнюю поверхность коллектора, нагревая находящийся в нем теплоноситель. Разогретый теплоноситель по тонким трубкам поступает в накопительный бак, заполненный водой. Причем трубки для теплоносителя проходят через весь объем бака, за счет чего обеспечивается равномерный прогрев жидкости. По мере протекания через бак теплоноситель остывает и подается обратно в коллектор уже в холодном состоянии, где вновь нагревается. Таким образом гарантируется постоянная циркуляция горячего теплоносителя через накопительный бак с водой. Вода из бака может использоваться для купания, мытья посуды и прочих бытовых нужд или же подаваться в отопительные радиторы.

Плоские коллекторы

Основной элемент такого коллектора – плоский абсорбер (теплопоглотитель) со змеевидной трубкой для теплоносителя. Абсорбер имеет вид металлической пластины, верхняя часть которой обязательно выкрашена в черный цвет (для максимально полного поглощения солнечных лучей). К нижней плоскости пластины приварена тонкая металлическая трубка, изогнутая в виде змеевика. Именно по этой трубке и циркулирует теплоноситель (обычно это вода, реже – антифриз). Сварочные швы проходят по всей длине змеевика для обеспечения полного теплового контакта.

Плоский солнечный коллектор

Такой абсорбер помещается в корпус, изготовленный из тонких алюминиевых профилей. Верхняя часть корпуса закрывается особо прочным закаленным стеклом с максимальной светопроницаемостью (иногда для этих целей используется сотовый поликарбонат). Обязательное условие – наличие надежной теплоизоляции между абсорбером и стенками корпуса. Это необходимо для предотвращения теплопотерь в окружающую среду.

Вакуумные коллекторы

Отличие вакуумного солнечного коллектора от плоского только одно, но принципиальное. Это отличие – устройство абсорбера. В вакуумных моделях он представляет собой системы вакуумированных трубок из особого стекла. Внутри каждой трубки находится медный стержень с теплопередающей жидкостью.

Вакуумный солнечный коллектор

Причем трубки такого солнечного коллектора различаются по конструктивным особенностям:

  • Коаксиальные. Больше всего они напоминают классические термосы. Стеклянные колбы с двойными стенками (между ними – вакуум), внутри которых запаяна трубка из меди с легко вскипающей жидкостью. Теплопередача идет непосредственно от самой колбы, ее стенки имеют теплопоглощающее покрытие. При нагревании жидкость испаряется, передавая тепло далее в систему. Затем пар в виде конднесата оседает на дно трубки, после чего циклический процесс возобновляется.
  • Перьевые. Это колбы с одной, но толстой и прочной стенкой. Внутри - теплопоглощающая трубка (также из меди), снабженная гофропластиной с абсорбционным слоем. За счет такого устройства вакуум формируется в тепловом канале, причем сам канал (равно как и абсорбер) частично интегрирован в колбу.

Очевидно, что у вакуумного вида солнечного коллектора гораздо более сложное устройство, чем у плоского аналога. Более того, помимо разных типов стеклянных трубок для них используют и разные теплоканалы (трубки из меди, в которых проходит теплоноситель).

Так, теплоканалы вида «heat pipe» («горячая труба») представляют собой герметичные трубки с легко вскипающей жидкостью. При нагревании она испаряется, движется вверх канала и отдает там набранную тепловую энергию, конденсируясь в особом теплосборном узле. Остыв, жидкость стекает в нижнюю часть канала, повторяя цикл. А теплоноситель самого солнечного коллектора забирает отданное тепло, передавая его дальше в систему.

Очень востребованы и прямоточные каналы. Во внутренней части колбы располагаются две объединенные трубки из меди. Одна из них служит для подачи жидкости в колбу, другая – для выхода жидкости. В процессе прохода через колбу жидкость нагревается.

Виды теплоканалов и трубок могут комбинироваться между собой в различных вариациях. Причем каждое такое сочетание трубки/канала обладает своими эксплуатационными особенностями, достоинствами и недостатками.

Видео про солнечные коллекторы:

Воздушные коллекторы

Воздушные варианты солнечного коллектора известны гораздо меньше, чем вакуумные или плоские модели. Тем не менее, они достаточно неплохо зарекомендовали себя в осушительных установках, в комплексах воздушного отопления и в системах рекуперации воздуха. Схема работы и устройство такого коллектора очень просты.

Воздушный солнечный коллектор

Теплоносителем, как ясно из названия, является не жидкость, а обычный воздух. Конструктивно воздушный коллектор представляет собой плоскую панель с ребристой (иногда – дополнительно перфорированной) поверхностью или же систему трубок из металла хорошей теплопроводности. Воздух в коллекторе нагревается благодаря непосредственному контакту с металлом (который прогревается под солнечными лучами). С помещением коллектор соединяется через воздуховоды (один – для забора воздуха, второй – для подачи), в которых установлены вентиляторы для обеспечения циркуляции воздушных масс.

solarb.ru