Плоский солнечный коллектор: общие описания. Плоские солнечные коллекторыПлоский солнечный коллектор | Блог SolarSoulПлоский солнечный коллектор наиболее распространенный тип солнечных коллекторов, которые применяются в гелиосистемах во всем мире. Плоский коллектор применяются в системах для подогрева воды и для поддержки отопления.  Плоские солнечные коллекторы в группе на крыше Преимуществом плоского солнечного коллектора является относительная простота конструкции, которая позволяет удешевить систему при довольно высоких показателях производительности и надежности. Недостатком можно назвать высокие тепловые потери, которые снижают показатели выработки тепловой энергии при низкой температуре воздуха.Конструктивно плоский коллектор выполнен в виде прямоугольной пластины. В теплоизолированном корпус е коллектора находится основной элемент – абсорбер (поглощающая пластина). К абсорберу припаяны трубки. Материал абсорбера и трубок может быть разным, как правило, применяются металлы с хорошими теплопроводящими характеристиками, такие как медь и алюминий. Сверху поглощающая пластина закрыта прозрачной изоляцией. Для этого применяют закалённое стекло с низким содержанием окислов железа. Это способствует большему проникновению солнечной энергии на пластину. Плоский солнечный коллектор: принцип действияПод воздействием солнечного излучения на поверхности абсорбера солнечного коллектора происходит поглощение солнечной энергии, в результате, поглощающая пластина разогревается, а перекачиваемый через трубки теплоноситель отбирает полученное тепло. Через места соединения пластины абсорбера с трубками. Селективное покрытие, которое наносится на пластину абсорбера, позволяет поглощать максимально возможное количество тепловой солнечной энергии, при этом обратно эта энергия почти не излучается. Прозрачная изоляция ( как правило каленое стекло с низким содержанием железа) и теплоизоляционный слой призваны снизить потери тепловой энергии.В зависимости от необходимой потребности в горячей воде и отоплении рассчитывается оптимальная площадь гелиосистемы. Плоские солнечные коллекторы объединяются в группы и работают в одной системе. Количество нагретой воды и ее температура за сутки зависят от различных факторов таких как: высота солнца над горизонтом, ясность дня, температура воздуха, температура холодной воды в подающей магистрали, фактический расход горячей воды, конфигурация системы и т.д. Поделиться "Плоский солнечный коллектор: общие описания" Рекомендуемые статьиsolarsoul.net Гелиосистемы и солнечные коллекторы. Как это работает.Оглавление статьи Всем привет! Давно хотел рассказать про гелиосистемы и солнечные коллектора, но все как-то было не до того. Хотя тема очень интересная и продвинутая (экология + экономия денег). Системы на основе солнечных коллекторов разных видов очень популярны в Европе и США. Там установка такого оборудования может даже субсидироваться государством. В нашей стране с ее климатом, гелиосистемы можно успешно применять не только на юге, где много солнечных дней. Современные технологии повысили эффективность солнечных коллекторов, по этой причине появилась возможность их применения в средней полосе России и не только летом, но и зимой. Давайте подробно рассмотрим гелиосистемы и начнем, как обычно, с определения. Что такое гелиосистема?Это инженерная система, в которой происходит преобразование энергии солнечного излучения в тепло для отопления или горячего водоснабжения. Основным элементом такой системы является специальное устройство — коллектор. О них мы поговорим ниже.
Виды и устройство солнечных коллекторов.Их существует несколько видов отличающихся по конструктивному исполнению. Начну их перечислять последовательно от простых к более сложным. Термосифонные солнечные коллекторы.
Наиболее простой и дешевый вид такого оборудования, рассчитанный на работу только в теплый сезон. Поэтому такие системы называют сезонными. Они делаются в двух вариантах:
Кроме этого, есть еще различия в способе нагрева воды. Таких способов 2:
Для понятности добавим сюда следующую картинки:  Прямой нагрев воды  Косвенный нагрев воды. Более всего в этих устройствах интересны трубки, в которых происходит нагревание воды. В современных коллекторах они делаются из специального высокопрочного стекла. Трубка по строению похожа на стеклянную колбу термоса — она имеет две стенки, между которыми создается вакуум. Внутренняя трубка покрывается напылением, уменьшающим отражение солнечного излучения. Это позволяет доводить температуру теплоносителя до 300° Цельсия. Такие температуры возможны только при повышенном (больше атмосферного) давлении. Плоские солнечные коллекторы.
В отличие от термосифонных, плоские коллектора можно использовать и в холодное время года. Для этого внутри них должен циркулировать специальный антифриз для отопления. В этом случае приборы подключаются к бойлеру косвенного нагрева. Выглядит это примерно так:
Здесь использован специальный бойлер с двумя теплообменниками. Если вместо бойлера будет теплоаккумулятор, то мы получим систему отопления с поддержкой от солнечной энергии. Такая хитрость будет недешево стоить, но со временем окупится. Ведь вы будете экономить на топливе для котла. Лично я считаю, что такое решение имеет право на существование. Гибридные солнечные коллекторы.Еще одним видом коллекторов являются гибридные. Главным их отличием от плоских является то, что в них помимо нагрева воды осуществляется еще и выработка электрической энергии. На мой взгляд, это удачная идея совместить эти две функции в одном устройстве. Крыша ведь у дома всего одна и площадь, на которой можно разместить эти коллектора достаточно ограничена, а тут одним выстрелом убивают двух зайцев.
Но не все так просто, фотоэлектрические элементы не любят повышенной температуры. Поэтому температура теплоносителя не должна превышать порога в 50° Цельсия. Для ГВС, например, этого будет мало. В принципе, теплоноситель с такой температурой можно использовать для теплых полов и тепловых насосов. Функция выработки электричества тоже страдает. Как известно, все универсальное хуже специального. Еще одним существенным их недостатком для нашего потребителя можно назвать их высокую стоимость. В нашей стране, к сожалению, не субсидируют применение энергоэффективных технологий Итоги.Если вы живете в местности, где солнце светит много дней в году, то применение различных вариантов подобных систем может сэкономить вам приличные деньги. Разумеется, это оборудование стоит дорого и должно быть установлено грамотными людьми, но за свой срок эксплуатации оно сэкономит вам тысячи киловатт часов или кубометров газа, которые вы должны были бы потратить на подогрев воды или другие цели. Думайте сами, решайте сами. На этом все, если есть вопросы, то пишем их в комментариях.
Солнечный коллектор - это... Что такое Солнечный коллектор?Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца (гелиоустановка), переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, производящих непосредственно электричество, солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя. Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.[1] Типы солнечных коллекторовПлоскиеПлоский солнечный коллекторПлоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Поглощающий элемент называется абсорбером; он связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрным цветом либо спецраствором, для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурит). Трубки, по которым распространяется вода, изготавливаются из сшитого полиэтилена (PEX) либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметиком.[2] При отсутствии разбора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—200 °C. Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности, поскольку применение меди против алюминия даёт выигрыш 4% (хотя теплопроводность алюминия вдвое меньше, что означает значительное превышение "запаса мощности" по теплопередаче), что незначительно в сравнении с ценой)[источник не указан 51 день] Используется также аллюминиевый экран.[2] ВакуумныеВакуумный солнечный коллекторВозможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума. Фактически солнечная тепловая труба имеет устройство схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие улавливающее солнечную энергию. между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95% улавливаемой тепловой энергии. Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом, жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору. Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности. Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре. Устройство бытового коллектораТеплоноситель (вода, воздух или антифриз) нагревается, циркулируя через коллектор, а затем передает тепловую энергию в бак-аккумулятор, накапливающий горячую воду для потребителя. В простом варианте циркуляция воды происходит естественно из-за разности температур в коллекторе и баке-аккумуляторе, который располагается выше. В более сложном варианте коллектор имеет свой контур, заполненный водой или антифризом. В контур включается насос для циркуляции теплоносителя. Бак может располагаться как непосредственно рядом с коллектором, так и внутри здания. В тех случаях, когда солнечной энергии недостаточно, температуру воды на нужном уровне поддерживает дополнительный электрический нагревательный элемент, который устанавливают за баком-аккумулятором. Такое решение позволяет повысить эффективность солнечной установки, поскольку КПД солнечного коллектора снижается с ростом температуры теплоносителя. Бывают и солнечные водонагревательные установки аккумуляционного типа, в которых отсутствует отдельный бак-аккумулятор, а нагретая вода сохраняется непосредственно в солнечном коллекторе. В этом случае установка представляет собой близкий к прямоугольной форме бак.[1] Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов
Солнечные коллекторы-концентраторыПовышение эксплуатационных температур до 120—250 °C возможно путём введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Для получения более высоких эксплуатационных температур требуются устройства слежения за солнцем. Солнечные воздушные коллекторыСолнечные воздушные коллекторы - это приборы, работающие на энергии Солнца и нагревающие воздух. Солнечные воздушные коллекторы представляют собой чаще всего простые плоские коллекторы и используются в основном для отопления помещений, сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Поскольку воздух хуже проводит тепло, чем жидкость, он передает поглотителю меньше тепла, чем жидкий теплоноситель. В некоторых солнечных воздухонагревателях к поглощающей пластине присоединены вентиляторы, которые увеличивают турбулентность воздуха и улучшают теплопередачу. Недостаток этой конструкции в том, что она расходует энергию на работу вентиляторов, таким образом увеличивая затраты на эксплуатацию системы. В холодном климате воздух направляется в промежуток между пластиной-поглотителем и утеплённой задней стенкой коллектора: таким образом, избегают потерь тепла сквозь остекление. Однако, если воздух нагревается не более, чем на 17 °С выше температуры наружного воздуха, теплоноситель может циркулировать по обе стороны от пластины-поглотителя без больших потерь эффективности. Основными достоинствами воздушных коллекторов являются их простота и надёжность. Такие коллекторы имеют простое устройство. При надлежащем уходе качественный коллектор может прослужить 10-20 лет, а управление им весьма несложно. Теплообменник не требуется, так как воздух не замерзает. Потенциальным способом снижения стоимости коллекторов является их интеграция в стены или крыши зданий, а также создание коллекторов, которые можно будет собирать из готовых сборных компонентов. Коллекторы предназначены для обогрева помещений в условиях достаточной солнечной освещенности и при отсутствии (или параллельно с ними) других источников энергии (таких как газ, электричество, жидкое и твёрдое топливо). Коллекторы не могут быть основной системой отопления, так как не обеспечивают постоянных характеристик, как в течение суток, так и при смене сезонов года. Однако система может быть интегрирована в любую существующую систему отопления и вентиляции. ПрименениеСолнечный водонагреватель на жилом доме. Мальта.Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее количество производственных процессов, в которых используется тёплая и горячая вода (30—90 °C), проходят в пищевой и текстильной промышленности, которые таким образом имеют самый высокий потенциал для использования солнечных коллекторов. В Европе в 2000 году общая площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн м², а во всём мире — 71,341 млн м². Солнечные коллекторы — концентраторы могут производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга. Солнечные коллекторы могут использоваться в установках для опреснения морской воды. По оценкам Германского аэрокосмического центра (DLR) к 2030 году себестоимость опреснённой воды снизится до 40 евроцентов за кубический метр воды[3] В РоссииПо исследованиям ОИВТ РАН в тёплый период (с марта—апреля по сентябрь) на большей части территории России средняя дневная сумма солнечного излучения составляет 4,0-5,0 кВтч/м² (на юге Испании — 5,5-6,0 кВтч/м², на юге Германии – до 5 кВтч/м²). Это позволяет нагревать для бытовых целей около 100 л воды с помощью солнечного коллектора площадью 2 м² с вероятностью до 80%, то есть практически ежедневно. По среднегодовому поступлению солнечной радиации лидерами являются Забайкалье, Приморье и Юг Сибири. За ними идут юг европейской части (приблизительно до 50º с.ш.) и значительная часть Сибири. Использование солнечных коллекторов в России составляет 0,2 м²/1000 чел. На Кипре эксплуатируется около 800 м²/1000 чел., в Австрии 450 м²/1000 чел., в Германии 140 м²/1000 чел. В летнем периоде, большинство районов России вплоть до 65º с.ш. характеризуются высокими значениями среднедневной радиации. В зимнее время количество поступающей солнечной энергии снижается в зависимости от широтного расположения установки в разы. Для всесезонного применения установки должны иметь большую поверхность, два контура с антифризом, дополнительные теплообменники. В таком случае применяется вакуумированные коллекторы, поскольку больше разность температур между нагреваемым теплоносителем и наружным воздухом. Однако такая конструкция выше по стоимости.[1] Сооружение коллекторов в настоящее время осуществляется, в основном, в Краснодарском крае, Бурятии, в Приморском и Хабаровском краях.[4] Солнечные башниСолнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 г.Впервые идея создания солнечной электростанции промышленного типа была выдвинута советским инженером Н. В. Линицким в 1930-х гг. Тогда же им была предложена схема солнечной станции с центральным приёмником на башне. В ней система улавливания солнечных лучей состояла из поля гелиостатов — плоских отражателей, управляемых по двум координатам. Каждый гелиостат отражает лучи солнца на поверхность центрального приёмника, который для устранения влияния взаимного затенения поднят над полем гелиостатов. По своим размерам и параметрам приёмник аналогичен паровому котлу обычного типа. Экономические оценки показали целесообразность использования на таких станциях крупных турбогенераторов мощностью 100 МВт. Для них типичными параметрами являются температура 500 °C и давление 15 МПа. С учётом потерь для обеспечения таких параметров требовалась концентрация порядка 1000. Такая концентрация достигалась с помощью управления гелиостатами по двум координатам. Станции должны были иметь тепловые аккумуляторы для обеспечения работы тепловой машины при отсутствии солнечного излучения. В США с 1982 г. было построено несколько станций башенного типа мощностью от 10 до 100 МВт. Подробный экономический анализ систем этого типа показал, что с учётом всех затрат на сооружение 1 кВт установленной мощности стоит примерно $1150. Один кВт·ч электроэнергии стоил около $0,15. Параболоцилиндрические концентраторыПараболоцилиндрические концентраторы имеют форму параболы, протянутую вдоль прямой. В 1913 году Франк Шуман (Frank Shuman) построил в Египте водоперекачивающую станцию из параболоцилиндрических концентраторов. Станция состояла из пяти концентраторов каждый 62 метра в длину. Отражающие поверхности были изготовлены из обычных зеркал. Станция вырабатывала водяной пар, с помощью которого перекачивала около 22 500 литров воды в минуту[5]. Параболоцилиндрический зеркальный концентратор фокусирует солнечное излучение в линию и может обеспечить его стократную концентрацию. В фокусе параболы размещается трубка с теплоносителем (масло), или фотоэлектрический элемент. Масло нагревается в трубке до температуры 300—390 °C. В августе 2010 года специалисты NREL испытали установку компании SkyFuel. Во время испытаний была продемонстрирована термальная эффективность параболоцилиндрических концентраторов 73 % при температуре нагрева теплоносителя 350 °C[6]. Параболоцилиндрические зеркала изготовляют длиной до 50 метров. Зеркала ориентируют по оси север—юг, и располагают рядами через несколько метров. Теплоноситель поступает в тепловой аккумулятор для дальнейшей выработки электроэнергии паротурбинным генератором. С 1984 года по 1991 год в Калифорнии было построено девять электростанций из параболоцилиндрических концентраторов общей мощностью 354 МВт. Стоимость электроэнергии составляла около $0,12 за кВт·ч. Германская компания Solar Millennium AG строит во Внутренней Монголии (Китай) солнечную электростанцию. Общая мощность электростанции увеличится до 1000 МВт к 2020 году. Мощность первой очереди составит 50 МВт. В июне 2006 года в Испании была построена первая термальная солнечная электростанция мощностью 50 МВт. В Испании к 2010 году может быть построено 500 МВт электростанций с параболоцилиндрическими концентраторами. Всемирный банк финансирует строительство подобных электростанций в Мексике, Марокко, Алжире, Египте и Иране. Концентрация солнечного излучения позволяет сократить размеры фотоэлектрического элемента. Но при этом снижается его КПД, и требуется некая система охлаждения. Параболические концентраторыЭкспериментальный коллектор НПО «Астрофизика»Параболические концентраторы имеют форму параболоида вращения. Параболический отражатель управляется по двум координатам при слежении за солнцем. Энергия солнца фокусируется на небольшой площади. Зеркала отражают около 92 % падающего на них солнечного излучения. В фокусе отражателя на кронштейне закреплён двигатель Стирлинга, или фотоэлектрические элементы. Двигатель Стирлинга располагается таким образом, чтобы область нагрева находилась в фокусе отражателя. В качестве рабочего тела двигателя Стирлинга используется, как правило, водород, или гелий. В феврале 2008 года Национальная лаборатория Sandia достигла эффективности 31,25 % в установке, состоящей из параболического концентратора и двигателя Стирлинга [7]. В настоящее время строятся установки с параболическими концентраторами мощностью 9—25 кВт. Разрабатываются бытовые установки мощностью 3 кВт. КПД подобных систем около 22—24 %, что выше, чем у фотоэлектрических элементов. Коллекторы производятся из обычных материалов: сталь, медь, алюминий, и т. д. без использования кремния «солнечной чистоты». В металлургии используется так называемый «металлургический кремний» чистотой 98 %. Для производства фотоэлектрических элементов используется кремний «солнечной чистоты», или «солнечной градации» с чистотой 99,9999 % [8]. В 2001 году стоимость электроэнергии, полученной в солнечных коллекторах составляла $0,09—0,12 за кВт·ч. Департамент энергетики США прогнозирует, что стоимость электроэнергии, производимой солнечными концентраторами снизится до $0,04—0,05 к 2015 — 2020 году. Компания Stirling Solar Energy разрабатывает солнечные коллекторы крупных размеров — до 150 кВт с двигателями Стирлинга. Компания строит в южной Калифорнии крупнейшую в мире солнечную электростанцию. До 2010 года будет 20 тысяч параболических коллекторов диаметром 11 метров. Суммарная мощность электростанции может быть увеличена до 850 МВт. Линзы ФренеляЛинзы Френеля используются для концентрации солнечного излучения на поверхности фотоэлектрического элемента или на трубке с теплоносителем. Применяются как кольцевые, так и поясные линзы. В английском языке употребляется термин LFR — linear Fresnel reflector. РаспространениеВ 2010 году во всём мире работало 1170 МВт солнечных термальных электростанций. Из них в Испании 582 МВт и в США 507 МВт. Планируется строительство 17,54 ГВт солнечных термальных электростанций. Из них в США 8670 МВт, в Испании 4460 МВт, в Китае 2500 МВт[9]. В 2011 году насчитывалось 23 производителя и поставщика плоских коллекторов из 12 стран; 88 производителей и поставщиков вакуумных коллекторов из 21 страны.[10] ПримечанияСм. такжеСсылкиЛитература
dic.academic.ru STROJABC.RU - Плоские солнечные коллекторыСолнечную энергию можно использовать двояко: посредством фотоэлектрических модулей производить электричество, а при помощи солнечных коллекторов - нагревать воду. Последние бывают двух типов: с вакуумными трубками и плоские. Благодаря меньшей цене и более простой эксплуатации более популярны плоские солнечные коллекторы.
Конструкция коллекторов у всех производителей похожа, различаются обычно материалы, используемые в их производстве, качество работы и технологическое оборудование. Внешняя, видимая часть коллектора абсорбирует и передает в систему солнечную энергию. Другие, невидимые, части системы - это резервуар для нагрева горячей воды, контроллер, циркуляционный насос, расширительный сосуд и трубы, обеспечивающие циркуляцию жидкости. Выбор типа солнечного коллектора и его конструкция Коэффициент использования солнечной энергии коллекторов с вакуумными трубами (рис. 1) выше, но они реже используются, поскольку их эксплуатация сложнее, а изначальная цена - выше.
1. Медная трубка с жидкостью 2. Вакуум 3. Стекло Наибольшая проблема вакуумных коллекторов - потеря вакуума, требующая частой замены недешевых деталей. Кроме того, нагревающаяся до большей температуры жидкость быстрее, чем в плоских коллекторах, теряет необходимые свойства, поэтому ее приходится менять, а без специального оборудования это сделать практически невозможно. Попадание в коллектор градин диаметром более 2,5 см может вызвать серьезные проблемы. Конструкция плоского солнечного коллектора проще, к тому же он дешевле. Солнечную энергию абсорбирует специальный черный материал - абсорбер. Например, абсорбер плоского коллектора «Schuco» поглощает до 95 процентов попадающей на его поверхность солнечной энергии. Абсорбер отдает превращенную в тепло солнечную энергию металлической пластине, которая, в свою очередь, передает тепло в заполненные жидкостью циркуляционные трубы. Контакт между металлической пластиной и циркуляционными трубами особо важен, поскольку от него зависит эффективность передачи тепла. Контакты бывают нескольких типов.
По мнению специалистов, наиболее эффективна плоская медная трубка, поскольку у нее больше поверхность соприкосновения с металлической пластиной. В системах «Schuco» используются алюминиевые пластины. При выборе плоского коллектора всегда важно обратить внимание на то, насколько легко его монтировать. Значительная площадь довольно тяжелого коллектора будут подвергаться воздействию природных явлений, его должно быть удобно транспортировать и прикреплять. Например, компания «Schuco» нашла очень простое и эффективное решение, сделав 8-миллиметровую канавку вдоль рамы для ручек, необходимых при переноске, и закрепления крепежных элементов.
Расчет мощности коллектора Можно ли надеяться на то, что после установки подобной системы вся необходимая для отопления жилья и нагрева горячей воды энергия будет получена исключительно от солнца? Вряд ли... Производители систем по использованию энергии солнца установили, что эти системы окупаются в том случае, если они правильно согласованы с потребностями конкретного потребителя. Здесь действуют иные правила, нежели при проектировании обычной системы отопления. Поскольку системы для использования энергии солнца сочетаются с обычными, они рассчитываются с учетом средней потребности в горячей воде летом. При планировании системы солнечных коллекторов, предназначенной для производства горячей воды для небольших потребителей (жилого дома на одну или две семьи), предполагается, что получаемая от солнца энергия создаст 50-65 проц. необходимой энергии в год. Нужно избегать чересчур больших систем. В их случае солнце, конечно, произвело бы большую часть энергии, однако ее тратилось бы значительно меньше, возросла бы цена оборудования.
Если требуется, чтобы солнце производило около 60 проц. всей энергии, необходимой для нагрева воды, в расчет берется необходимая полезная площадь солнечного коллектора на одного человека - около 1,3 м2. Таким образом, для семьи из 4 человек понадобится 5-6 м2, или как минимум, два коллектора. Для того, чтобы солнечная энергия использовалась и для отопления, при расчете нужно исходить из того, что она должна составлять 15-25 проц. от общего количества энергии, необходимой для отопления и нагрева воды. В таком случае площадь коллекторов определяется из расчета 0,8 м2 - 1,1 м2 на десять метров жилой площади. Можно подсчитать и иначе - увеличить площадь коллекторов, предназначенных для подготовки горячей воды, в 2 или 3 раза. В обоих случаях получаем сходный результат - понадобится 4-5 коллекторов, в зависимости от их размера. Соблазнительная возможность - летом использовать энергию солнца для подогрева воды в бассейне. Если бассейн находится на улице, а солнечные коллекторы будут применяться только для этой цели, площадь коллекторов должна составлять 0,6-1 площади бассейна в зависимости от того, накрываемый это бассейн или нет. Солнечный коллектор - важная, но не единственная часть систем, использующих энергию солнца. Солнце нагревает жидкость, циркулирующую по трубкам коллектора, циркуляционный насос по трубам гонит жидкость в резервуар для горячей воды. Резервуары для горячей воды в системах, использующих энергию солнца, большего размера, чем обычные. Они забирают у солнца столько тепла, сколько его могут абсорбировать солнечные коллекторы, и обеспечивают, чтобы вода, используемая в бытовых целях или для отопления, была нужной температуры. Солнечное тепло нагревает воду в нижней части резервуара. Используется вода нужной температуры из верхней части, при необходимости она подогревается при помощи воды из обычной нагревательной системы или дополнительно оборудованного электрического нагревательного элемента. Вся система управляется контроллером. Самый простой включает циркуляционный насос, когда температура нагретой солнцем жидкости по крайней мере на 6 градусов теплее, чем воды в нижней части резервуара, и выключает насос, если разница температур составляет менее 3 градусов. Более сложные контроллеры реагируют на большее число параметров, регулируют работу системы, обеспечивая ее максимальную производительность, и выдают информацию потребителю. Основные особенности систем по использованию солнечной энергии «Schüco»: Коллекторы Плоские коллекторы бывают трех основных видов: Standard, Kompakt, Premium. Они различаются по размеру, цене, цвету и возможностям монтажа. У всех корпуса и задние стенки, выполненные из алюминия и абсорбера с высокой селективностью (впитывает до 95 проц.), отдают тепло незамерзающей жидкости, циркулирующей по извилистым трубкам - смеси пропиленгликоля и воды. По специальной технологии медная трубка на 360° окружена прилегающими теплоотводящими пластинами. Передача тепла проходит исключительно эффективно. Закаленное стекло увеличенной прозрачности толщиной 4 мм хорошо пропускает солнечные лучи и обладает градозащитными свойствами. Рама коллектора оснащена резьбовым каналом, что облегчает монтаж и транспортировку коллекторов. Резервуары для горячей воды изготавливаются из стали, эмалированной вакуумным методом, в них встроен магниевый или нерастворимый титановый анод - в качестве дополнительной защиты от коррозии. В зависимости от характера использования они бывают оснащены одним или двумя вмонтированными змеевиками, либо и змеевиком, и вмонтированной емкостью для теплой воды. Резервуары большого диаметра делаются со съемной изоляцией - чтобы их можно было внести через узкую дверь.
В насосной устанавливается не только циркуляционный насос, измеритель потока, но и устройство для удаления воздуха, позволяющее выпускать воздух из системы там же, где находится резервуар с горячей водой (напр., в подвале), поэтому не требуется клапан для выпуска воздуха на крыше, возле коллектора. Установка коллекторов При монтаже коллекторов учитывается несколько факторов: наилучшие направление и угол освещения, нагрузка, создаваемая ветром. Наиболее эффективен угол 30-60 градусов. Зимой более эффективен больший угол наклона, летом - меньший. Обычно коллектор устанавливается под углом 45 градусов или, если крыша скатная, параллельно уклону крыши (так меньше сопротивление ветру). При вертикальной установке на стене эффективность снижается приблизительно на 20 процентов. Наилучшее направление - южное, несколько хуже - восточное или западное. Коллекторы сделаны таким образом, что они могут быть установлены на крыше любого типа. На плоской крыше коллектор укладывается на треугольную алюминиевую раму, поддерживаемую блочками из бетона (скольку их понадобится, подсчитает инженер - продавец системы). Для других кровель чаще всего используются предназначенные именнно для них крепежные элементы, соединяемые с обрешеткой или стропилами. Коллекторы можно прикреплять как поверх кровельного покрытия, так и встраивая в него.
Коллекторы разных производителей могут монтироваться по-разному. Например, «Schuco» Standart и Kompakt можно устанавливать на плоской и покатой крыше, на поверхностях всех типов (и вертикальной, и фасадной) монтируется Premium. Коллекторы можно заглубить в кровельное покрытие, укладывать как цельное покрытие, они могут заменить козырек. Крепежные детали из алюминия или нержавеющей стали подбираются отдельно в с учетом типа кровельного покрытия и способа монтажа. Коллекторы соединяются с водным резервуаром двойными медными трубками длиной 15-25 м или гофрированными трубками из нержавеющей стали с проводом для присоединеия датчика воды в коллекторах. Провода защищены устойчивым к воздействию атмосферных явлений теплоизоляционным покрытием.
ASA.LT www.strojabc.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Плоский солнечный коллектор
1. Медная пластинка. 2. Медная трубка. 3. Сварное крепление. 4. Паяное крепление. 5. Алюминиевая пластинка. 6. Плоская медная трубка. 7. Прилегающая алюминиевая пластинка
Крепежное соединение коллектора и несущей конструкции 
X - месяцы Y - Потребность в энергии и получение ее от солнца 1 - Количество тепла, необходимое для отопления зданий старой постройки 2 - Количество тепла, необходимое для отопления зданий новой постройки 3 - Получение энергии от коллектора с площадью поверхности 30 кв.м 4 - Получение энергии от коллектора с площадью поверхности 6 кв.м 5 - Количество энергии, требуемое для нагрева горячей воды
Нагретая солнцем вода подается в резервуар для горячей воды 
Крепежный элемент для монтажа солнечного коллектора на волнистом кровельном покрытии
Соединение солнечного коллектора с решетиной
Универсальное соединение для кровли
