Плоский или вакуумный солнечный коллектор? Солнечные коллекторы плоские

Плоский солнечный коллектор, выбор и сравнение

Солнечные коллекторы являются экологическим способом обеспечить наличие отопления и горячей воды в доме. В отличие от солнечных аккумуляторов коллекторы не накапливают энергию, а сразу нагревают воду для отопления.

Плоский солнечный коллектор

Плоские коллекторы

Основной деталью плоского солнечного коллектора является абсорбер. Это элемент, который отвечает за сбор энергии из солнечных лучей. Для этого применяют селективное покрытие или просто черную краску. Обычно в роди селектора выступает напиленный оксид титана или чёрный никель.

Сверху абсорбер для защиты от погодных условий закрывают прозрачным защитным покрытием. Его делают из прочного рифленого поликарбоната или закалённого стекла.

Заднюю часть обязательно нужно термоизолировать, чтобы собранное тепло не уходило в окружающее пространство. Для этого всю заднюю панель покрывают теплоизолирующим материалом. Главное, не забыть обработать все щели герметиком, ведь панель должна быть воздухонепроницаемой.

От абсорбера в бак тепло подается с помощью трубок. Иногда в них находится теплоноситель, который просто передает тепло для отопления, например, газ, воздух, специальные жидкости. А в некоторых случаях – это та вода, которую и требуется нагреть в результате.

Плоские солнечные коллекторы

Если бак планируется разместить в доме, то нужно установить также насос, который будет обеспечивать циркуляцию в трубах. Но есть и другой вариант – бак можно поставить выше абсорбирующей панели. Тогда вода будет испаряться, а пар подниматься вверх и конденсироваться в бак.

В моменты, когда нет потерь тепла, плоские солнечные коллекторы могут нагреть воду до 190–210 градусов. Чем больше тепла впитывается из солнечных лучей, тем выше эффективность работы устройства. Поэтому существуют специальные оптические покрытия, которые не отдают тепло в рамках инфракрасного спектра. Благодаря этому сохранение тепла достигает 95% от максимально возможного.

Также очень часто в качестве материала для абсорбера используют листовую медь, ведь у нее высокие показатели теплопроводности. Результаты похуже дает алюминий. Для улучшения КПД применяют паянное соединение, так теплопроводность увеличивается.

Как выбрать плоский коллектор

Каждый плоский солнечный коллектор имеет два основных параметра – цену и качество. При покупке обязательно учитывают оба параметра. Но нужно знать, на что именно обратить внимание.

Плоские солнечные коллекторы, установленные на крышу жилого дома

В первую очередь производители стараются снизить цену на свои изделия, но не в ущерб качеству. Иногда у них это не совсем получается и потенциальным клиентам приходится искать способ исправить ситуацию своими руками.

Цена на коллекторы, как и на любой товар, складывается из ряда составляющих: цены материалов, стоимости рекламы, оплаты сотрудникам, транспортных расходов и многого другого. Ни один производитель не будет сознательно делать хуже качество своей продукции, но иногда небольшие допущения немного ухудшают результат.

Именно поэтому есть разные линейки солнечных коллекторов со своими техническими данными и разной стоимостью. Нужно знать некоторые нюансы, чтобы купить более эффективный прибор, возможно, за ту же цену. Стоит проверять все своими руками.

Заметная разница

Например, нужно смотреть не на площадь поглощающей панели, а на площадь абсорбера. В некоторых случаях габариты панели могут быть больше, чем площадь теплопоглощающего покрытия. Это снижает уровень ожидаемой эффективности от прибора, то есть температуру отопления, например.

Определение площадей плоского солнечного коллектора

Та же проблема со способом сварки. При применении ультразвуковой сварки время создания одного изделия гораздо меньше, что уменьшает и затраты. Но количество передаваемого от поглощателя к теплоносителю тепла зависит от способа соединения. Если трубки прикреплены к полотну абсорбера ультразвуковым способом, то ухудшается уровень передачи тепла для отопления. Гораздо лучше показывает себя паянное соединение.

В некоторых случаях ультразвуковая сварка даже может повреждать материалы, что снижает срок работы прибора, уровень отопления и вообще повышает его амортизацию (в местах такой сварки пропадает селективное покрытие).

Также для ускорения работы прозрачное защитное покрытие могут сделать несъемным, то есть просто приклеить герметиком. Но лучше, если для стекла или поликарбоната будут применяться специальные крепления, которые позволят легко заменить его своими руками в случае повреждения.

Для того чтобы в поглощающей панели сохранялось тепло, теплоизоляцией нужно покрывать не только заднюю стенку, но и боковые. Но это требует ручной работы, что сильно повышает затраты. Поэтому очень часто инструкцией пренебрегают, что повышает отдачу тепла в окружающее пространство.

Стыки теплоотражающего слоя солнечной батареи

Иногда теплоизоляцию не прокладывают только в углах коробки, но это все равно ухудшает КПД прибора. Конечно, в некоторых случаях это можно исправить своими руками.

Некоторые производители, чтобы не тратиться на создание цельной поглощающей пластины, делают перьевой абсорбер. То есть отдельно берутся куски трубки с напаянными пластинками и размещаются внутри короба.

Они не соединяются между собой, что не только уменьшает полезное пространство абсорбера, но и создает пустое пространство, куда зря выходит тепло. Кроме того, на такие перья часто не наносят селективное покрытие, обходятся материалами подешевле. Нужно заметить, что это обычно делают только на маленьких предприятиях.

Мелкие детали

Есть и такие нюансы, которые нельзя заметить, для этого придется провести тщательную проверку.

Например, полотно абсорбера можно делать из разных материалов. Чем выше теплопроводность материала и чем толще полотно, тем больше эффективность работы прибора. Например, у алюминия теплопроводность в два раза меньше, чем у меди.

Также большое значение имеют трубки. Чем ближе они расположены друг к другу, тем лучше теплопроводность.

Типы трубок в абсорберах

Очень важно, чтобы трубки по всей своей длине были приварены к полотну абсорбера, таким образом повышается сохранение тепла для отопления. Также нужно обратить внимание на диаметр трубок и их толщину. Чем больше диаметр, тем труднее теплоносителю прогреваться до нужной температуры. Зато толщина стенок трубок должна быть побольше.

А еще есть показатели толщины и плотности теплоизоляции. Плотность должна быть не очень высокой, зато нужна большая толщина. Тогда теплопотери будут минимальными, больше энергии пойдет для отопления. Некоторые производства «забывают» пропитывать теплоизоляцию влагоотталкивающей жидкостью, но это уже не допущение, а преступная халатность.

Толщина прозрачного защитного покрытия все зависимости от того, стекло это или поликарбонат, очень важна. Именно от нее зависит, насколько защищенной будет панель. Возможны разные погодные условия, включая град, также нельзя исключать других ударных воздействий, например, во время грозы. Лучшей толщиной считается 4 мм.

Все вместе эти данные и составляют техническую характеристику изделия.

Плоский солнечный коллектор MFK 001

То есть на эффективность работы плоского солнечного коллектора влияют площадь теплопоглощающего покрытия, толщина теплоизоляции, площадь соединения абсорбера с теплоносителем, герметичность и многое другое.

Кроме того, есть и внешние условия – климат, температура воздуха, окружающая среда (тень или солнечное место) и тому подобное.

Именно поэтому иногда стоит выбрать коллектор подороже, который со временем окупит все затраты. А более дешевые варианты могут быстро испортиться или просто не будут правильно выполнять свои функции.

Как заметить неладное?

Есть некоторые признаки, которые помогут выявить повреждения абсорбера на глаз. В таком случае селективное покрытие не будет работать на полную мощность.

1. Если на медном абсорбере заметны красно-коричневые полосы, то селективное покрытие в этом месте отсутствует, значит, это ультразвуковая сварка.
2. Если есть некоторая выгнутость полотна, то соединения были сделаны с помощью пайки. Зато это поможет заметить, как расположены трубки.
3. Если на алюминиевом абсорбере есть белые полосы, то они указывают на повреждения от ультразвуковой сварки.
4. Если видны только небольшие светлые точки (алюминиевое полотно), то была применена сварка лазером. Это также разрушило покрытие.

Такие мелочи помогут на глаз понять кое-что из того, что обычному человеку не увидеть без демонтажа прибора.

Вакуумные и плоские солнечные коллекторы

Вакуумные и плоские солнечные коллекторы

Нужно сравнить этих вечных соперников, чтобы сделать правильный выбор. Каждый из них обладает своими недостатками и преимуществами.

Например, плоские коллекторы нет нужды зимой очищать от снега. Кроме вполне очевидных преимуществ от формы, они помогают снегу таять самостоятельно. Вакуумные трубки слишком теплоизолированы для этого. А под снегом коллектор никак не может собирать солнечный свет.

Такой же эффект будет, если трубки в вакуумном варианте потускнеют. Тогда на этом месте вакуумного коллектора снег будет таять, ведь испорченные трубки начнут отдавать тепло вместо того, чтобы забирать.

Плоские солнечные коллекторы хорошо защищены от погодных условий, в частности, от града и других повреждений. Вакуумные модели более подвержены разрушению.

Также плоский вариант гораздо удобнее во время монтажа, демонтажа и ремонта агрегата.

Вакуумный солнечный коллектор Meibes MVK 001

Вакуумные коллекторы требуют определенного наклона для успешной работы, а плоские можно спокойно устанавливать под любым удобным углом или даже менять угол в процессе эксплуатации для более успешного сбора энергии.

Можно сказать, что вакуумные варианты более приспособлены для сбора света зимой, чем плоские. У них высокие показатели сохранения тепла даже при низких температурах. А плоские варианты намного эффективнее собирают тепло при плюсовых температурах и нагревают воду до высоких показателей. Жаль только, что зимой снег закрывает полотно абсорбера и это сводит к нулю его КПД.

Некоторые, отчаявшись найти подходящую модель коллектора, стараются сделать его своими руками. Это сделать очень сложно, ведь создание некоторых деталей требует специальных знаний. Неправильное поведение с материалами может нанести непоправимый вред здоровью. Например, сделать селективное покрытие для абсорбера своими руками практически невозможно.

Плоский солнечный коллектор, сделанный своими руками

Кроме того, даже если постараться и создать действующую модель, то она будет в лучшем случае покрывать не больше, чем 30% потребностей среднего дома в отоплении и горячей воде. Если дом большой, постоянно высокий расход воды или погодные условия не позволяют, то этот показатель будет значительно меньше. Поэтому большинство выбирает проверенные временем модели от уважаемых производителей – они обходятся дешевле, включая содержание, просты в обслуживании и имеют гарантию качества.

Конечно, непросто сделать выбор солнечного коллектора, каждый вариант обладает своими преимуществами. Главное, выбрать качественную модель, которая будет обеспечивать отопление долгие годы.

Автор: П. Морозов

Оцените статью: Загрузка...

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

solntsepek.ru

Солнечные коллекторы для отопления: какой лучше

Солнечные коллекторы для отопления: какой лучше

Солнечные коллекторы — системы сбора тепла, поступающего от солнца. Именно эти устройства удобнее использовать для водяного отопления:  в них нагревается теплоноситель. Затем он может подаваться в систему отопления (лучше — в теплый пол)  или горячего водоснабжения.  

Конструктивно любая установка состоит из самой солнечной панели и резервуара для нагретой воды (баки бывают с теплообменником при использовании в качестве теплоносителя антифриза). В местностях с небольшим количеством солнечных дней в бак для воды может быть установлен резервный нагреватель. Чаще всего это ТЭН. Но нужно помнить, что подключать второй источник нужно не параллельно, а последовательно. Только тогда он будет работать лишь в том случае, если солнечной энергии для нагрева до заданных температур не хватает.  В этом случае система будет экономно расходовать платные источники энергии.

Принципиальная схема отопления дома с солнечными коллекторами

По строению солнечные коллекторы для отопления бывают:

• плоские;
• трубчатые;
• воздушные.

Есть еще коллекторы концентраторы, но это уже системы промышленного типа, состоящие из множества параболических зеркал, установленных на подвижных опорах. Положение зеркал регулируется системой слежения, которая дает команды сервомоторам, изменяющим положение зеркал вслед за движением солнца. Такие системы способны нагревать теплоноситель до 120-250oC, но крайне сложны и дороги. Для бытового отопления подходят мало.

Плоские коллекторы

Плоские гелиоколлекторы — это металлическая рама, на которой, если смотреть снизу-вверх, закреплены:

Схема плоского коллектора

• пластина корпуса;
• слой термоизоляции;
• светоотражающий слой (присутствует не во всех моделях) ;
• пластина теплосборника (теплопоглотителя или еще называют адсорбирующая пластина), к которой припаяны теплообменные трубки;
• прозрачная светопропускающая крышка (закаленное стекло с 95% коэффициентом пропускания света или не менее прозрачный поликарбонат).

Также на корпусе имеется выпускной и впускной патрубок — через них циркулирует теплоноситель.

Есть модели открытые — без крышки. Единственное их достоинство — низкая цена, но они очень неэффективны и совершенно неработоспособны при отрицательных температурах. Из-за того, что крышки нет, абсорбционное покрытие быстро разрушается, так что служат открытые коллекторы несколько сезонов, а из-за своих особенностей могут использоваться для подогрева воды в бассейне или в душе. Для отопления они бесполезны.

Внешний вид плоского коллектора

Принцип работы плоского солнечного коллектора следующий: солнечные лучи почти полностью проходят через верхнее защитное стекло. От этих лучей нагревается теплопоглотитель. Тепло, понятное дело излучается, но наружу почти не выходит: прозрачное для солнечных лучей стекло, тепло не пропускает (позиция «в» на диаграммах). Получается, что тепловая энергия не рассеивается, а сохраняется внутри панели. От этого тепла нагреваются теплообменные трубки, а от них тепло передается циркулирующему по ним теплоносителю.

Правила расположения плоских коллекторов

Коллекторы этого типа должны располагаться под углом 90o по отношению к падающим лучам света. Чем точнее выставлен этот угол, тем больше тепла собирает система. Понятно, что на неподвижной крыше постоянно выдерживать этот угол нереально, но расположить панель нужно так, чтобы на нее как можно больше времени падал свет. Есть довольно дорогие устройства, которые изменяют положение панели по отношению к солнцу, поддерживая оптимальный угол падения солнечных лучей. Они называются системами слежения.

Гелиоустановки показывают большую эффективность, если лучи солнца падают под прямым углом

От чего зависит цена

Цена плоского коллектора во многом зависит от использованных материалов. Так корпус может быть алюминиевый или из оцинкованной стали. Корпус из алюминия предпочтительнее, но стоит дороже. Бывают еще корпуса из полимера. Они характеризуются высокой прочностью и надежностью.

Большое влияние на эффективность оказывают  теплообменные трубки и материал пластины-теплосборника. Они бывают алюминиевыми (такие панели стоят дешевле) и медными. Медные более дорогие, но и более долговечные, также они имеют более высокий КПД. Для России, даже для южных ее регионов,  использовать желательно именно их. Так как инсоляция даже на юге редко бывает чрезмерной, скорее ее не всегда хватает для отопления.

Цена на плоский коллектор зависит от материалов, из которых он сделан

Важно также покрытие пластины теплосборника: чем ближе к абсолютному черному цвету оно будет, тем меньше отразится лучей и больше получится в результате тепла. Потому технологи постоянно работают над усовершенствованием этого покрытия. В первых моделях это была обычная черная краска, сегодня же  — напыление черного никеля.

Пластиковые коллекторы

В отдельный вид можно выделить пластиковые солнечные коллекторы. В простейшем варианте это две панели из поликарбоната, которые закреплены на раме из алюминия. Между ними наварены или наплавлены ребра, создающие в панели лабиринт для тока воды. В верхней части панели расположено впускное отверстие, в нижней — выпускное. В верхнее заливается холодная вода, которая, проходя по лабиринту, нагревается и выходит с более высокой температурой через нижнее. Система применяется для нагрева воды в летний период. Из-за малого гидравлического сопротивления очень хорошо функционирует в самотечной системе. Такой вид солнечного водонагревателя — идеальный вариант снабжения горячей водой дачи в огородный сезон.

Пластиковые коллекторы служат для нагрева воды. Отличный вариант для летнего домика или дачи

Но иногда пластиковыми солнечными коллекторами называют полноценные коллекторы для отопления. Просто в них верхняя крышка выполнена не из стекла, а из того же поликарбоната или другого пластика, хорошо пропускающего солнечные лучи. Такие модели меньше подвержены риску: пластики более прочные, чем стекло (даже закаленное).

Трубчатые гелионагреватели

В системах нагрева одна из первостепенных задач — обеспечить сохранность тепла и не допустить его потерь. Для этого используются разные утеплители и среды, предупреждающие рассеивание тепловой энергии. Самый эффективный теплоизолятор — вакуум. Этот принцип и использован в трубчатых или, как их еще называют, вакуумных солнечных коллекторах. Но вакуумные гелиоколлекторы могут быть четырех модификаций. Они имеют разный тип стеклянной трубки и разные тепловые каналы.

Так выглядят трубчатые гелиоустановки

Типы трубок

Сегодня в основном используются два типа трубок: коаксиальная (труба в трубе) или перьевая. Коаксиальная трубка по строению напоминает термос: две колбы герметично спаяны между собой одним из концов, между стенками — разреженное пространство — вакуум. На стенку второй колбы нанесен поглощающий слой. В нем солнечные лучи преобразуются в тепловую энергию. Внутренняя стенка колбы нагревается, от нее нагревается воздух внутри колбы, а от него в свою очередь нагревается теплоноситель, который циркулирует по тепловому каналу. Из-за сложной системы передачи тепла нагреватели с такими трубками имеют не очень высокий КПД.  Но используются они чаще. По тому причине, что работать могут в любое время, даже в сильные морозы и имеют небольшие теплопотери (из-за вакуума), что улучшает их эффективность.

Коаксиальная трубка

Перьевая трубка — это всего одна колба, но с большей толщиной стенки. Внутрь вставляют тепловой канал, который для улучшения теплоотдачи снабжают плоской или чуть извилистой пластиной из адсорбирующего материала.  После чего трубка вакуумируется. Этот тип имеет более высокий КПД, но стоит намного дороже коаксиальных. К тому же более сложная замена при выходе трубки из строя.

Перьевая трубка — внутри пластина, напоминающая перо

Виды тепловых каналов

Сегодня распространены два типа тепловых каналов:

• Heat-pipe
• U-type или прямоточный канал.

Схема работы теплового канала Heat-pipe

Система Heat-pipe — это полая трубка с массивным наконечником на одном конце. Это наконечник изготовлен из материала с хорошей теплоотдачей (чаще всего медь). Наконечники соединяются в единую шину — манифолд (manifold). Их тепло отбирает циркулирующий через манифолд теплоноситель. Причем циркуляция теплоносителя может быть организована по одной или двум трубам.

Внутри трубки находится легко кипящее вещество. Пока температура невысокая, оно находится в жидком состоянии в нижней части теплового канала. По мере нагрева начинается его кипение, часть вещества переходит в газообразное состояние, поднимается вверх. Разогретый газ отдает тепло металлу массивного наконечника, охлаждается, переходит в жидкое состояние и по стенке стекает вниз. Затем он снова нагревается и т.д.

В трубчатых коллекторах с прямоточным каналом используется более привычная схема теплообмена: имеется U-образная трубка, по которой движется теплоноситель. Проходя по ней, он нагревается.

Теплообменники U-типа показывают лучшую производительность, но их главный недостаток — они являются неделимой частью системы. И при повреждении одной трубки в солнечной панели менять придется всю ее полностью.

Теплообменники Heat-pipe типа  менее эффективны, но используются намного чаще из-за того, что система получается модульной и любая поврежденная трубка меняется очень просто. Просто из манифолда достается одна, на ее место ставится другая. Как это происходит, вы можете увидеть в видео. Как ни странно, но так собирается вакуумная трубка для солнечных коллекторов. И противоречия тут нет. Просто использована коаксиальная колба и вакуум находится между ее стенками, а не вокруг теплового канала.

Отдельным видом солнечных трубчатых коллекторов являются установки прямого нагрева. Их еще называют «мокрой трубкой». В этой конструкции между двумя колбами циркулирует вода, она и нагревается от их стенок, затем поступает в резервуар. Эти установки просты и дешевы, но не могут работать под повышенным давлением или при отрицательных температурах (вода замерзает и разрывает колбы). Этот вариант для отопления непригоден, можно использовать для нагрева воды в теплый сезон.

Теплоноситель в коллекторах

По внутренним теплообменным трубкам может циркулировать как вода, так и антифриз. Использовать воду можно в регионах, в которых минусовых температур не бывает или предполагается эксплуатация системы исключительно в теплое время года (на дачах, например). Но при сезонном использовании перед консервацией на зиму с панелей необходимо слить всю воду. Во всех остальных случаях и регионах требуется заливка антифриза или его водного раствора (зависит от минимальных температур в регионе).

Нужно помнить, что при использовании антифриза в баке-аккумуляторе будет находиться змеевик, а циркуляция теплоносителя будет обеспечиваться насосом. Такая система называется «замкнутой»: по гелиосистеме движется теплоноситель по замкнутому контуру.

Если через коллектор протекает антифриз, в баке стоит теплообменник

Многих пугает зависимость от наличия электричества. Стоит сказать, что есть модели плоских солнечных коллекторов с естественной циркуляцией. Их КПД ниже из-за меньшей скорости продвижения теплоносителя, но они вполне работоспособны. Правда, для организации полноценного отопления потребуются значительные площади.

Для тех, кого не устраивает снижение эффективности, есть другой выход: обеспечение резервного питания. В самом простом варианте это источник бесперебойного питания с несколькими автомобильными аккумуляторами. Это даст несколько часов работы без электричества в сети. Для  более продолжительной работы потребуется  уже генератор. Есть и третий вариант: насосы, работающие от солнечной энергии. Но они пока редкость. И четвертый способ: поставить солнечную батарею и аккумуляторы, которые и будут резервным источником питания.

При использовании воды в качестве теплоносителя, она из накопительного бака поступает на гелиоколлектор, где нагревается. Нагретая возвращается в резервуар, и затем напрямую идет в систему отопления и горячего водоснабжения. Так как из системы вода расходуется, то она называется «открытой». Вода при такой системе безопасна в бактериальном и биологическом плане: в теплообменных трубках она нагревается до высоких температур, так что погибают все микробы.

Воздушные коллекторы

Не всегда есть возможность или желание устраивать полноценную систему отопления, частью которой являются все гелиосистемы, о которых речь шла выше. Но сэкономить на отоплении помещения можно без устройства системы. И помогут в этом воздушные коллекторы. Полностью заменить традиционное отопление они не в состоянии, но снизить расходы могут.

Принцип отопления воздушными конвекторами

В самом простом случае воздушный солнечный коллектор — это две пластины, между которыми устроен лабиринт, по которому проходит воздух. Наружная пластина имеет отверстия (перфорацию) в которые проходит холодный воздух. Проходя по лабиринту, он нагревается и затем через отверстие в стене дома попадает внутрь. Работать система может с использованием вентилятора (принудительная циркуляция) или без него. Все зависит от конфигурации.

Устанавливается такой солнечный нагреватель воздуха чаще на южной стене (возможна естественная циркуляция за счет восходящих потоков теплого воздуха), но можно сделать и на крыше (с вентилятором).

Еще один вариант отопления с использованием воздушного гелиоколлектора

Сильного нагрева вы в таких устройствах не получите: КПД у них совсем небольшой, но до 30-45oCв прохладные дни или до 50oC в жаркие дни воздух нагреть можно. Только для получения хорошего эффекта воздушные коллекторы должны иметь более чем приличные размеры. Для увеличения КПД вторую стенку делают из теплопоглощающего материала, который используется в плоских коллекторах. Также заднюю стенку утепляют, предупреждая рассеивание тепла. Но эффективность все равно остается низкой: воздух в 4000 раз менее теплоемкий по сравнению с водой.

Какой лучше

Плоские коллекторы применимы в областях с большим количеством солнечных дней и небольшими перепадами ночных температур. Они малоэффективны в облачную или ветреную погоду: велики потери тепла с большой поверхности. Хоть современные плоские гелиоколлекторы и стараются делать герметичными, а некоторые даже вакуумируют, но при отрицательных температурах все равно более эффективными остаются трубчатые солнечные нагреватели.

Самые популярные трубки в разрезе выглядят так

Трубчатые установки имеют более низкую производительность. Но потери тепла при этом небольшие. Плюсом является также их способности улавливать рассеянный солнечный свет, а даже некоторые другие части спектра солнечного света: они немного греются даже ночью. В результате для северных регионов они оказываются более эффективными. Ведь греют даже ночью, не говоря уже о пасмурном дне. Потому однозначно: для центральных, и, тем более, северных регионов, солнечные коллекторы для отопления дома выбирайте только трубчатые. А вот которые — это решайте сами.

Самые эффективные солнечные коллекторы для отопления дома — с перьевой трубкой и U-образным тепловым каналом. Но они — самые дорогие, и ремонту не подлежат. Меняется только вся панель целиком.

Эта трубка более эффективна, но если хоть одна в панели повреждена, приходится менять всю панель

Чуть хуже по эффективности те же перьевые трубки, но  с системой Heat-pipe. Но они все еще дороги, и при выходе из строя нагревателя придется менять трубку целиком, а это недешево.

Итоги

Самые популярные коаксиальные трубки теплообменником Heat-pipe: они стоят меньше, просто меняются, да еще и могут быть отремонтированы. Если повредился теплообменник, его просто достают, устанавливают новый, и трубка после сборки (пара движение) снова готова к работе. Аналогично поступают при повреждении колбы: меняют только ее. В общем, хоть и не самая производительная система (все другие типы имеют большие КПД), но самая ремонтопригодная.

Фотогалерея (16 фото):

06.05.2016

Твитнуть

Комментариев пока нет...

k-systems.ru

Плоский или вакуумный солнечный коллектор?

Экология познания.Наука и техника: Анализ и сравнение характеристик, целесообразности и эффективности использования вакуумного и плоского солнечных коллекторов .

Для начала, еще раз напомним общий принцип действия солнечного коллектора. С помощью данного устройства можно нагревать воду или отапливать здание. Лишь потратив деньги на его установку, вы будете получать экологически чистое тепло, а не покупать много киловатт электричества или использовать исчерпаемые ресурсы земли, такие как жидкое, газообразное или твердое топливо.

 

Сравнение плоских и вакуумных солнечных коллекторов.

Чтобы лучше разбираться в плюсах и минусах свойств плоских и вакуумных коллекторов, нужно обладать некоторыми знаниями, которыми мы и собираемся поделиться с нашими читателями, оценив и сравнив некоторые характеристики солнечных коллекторов.

Еще раз напомним, как выглядят солнечные коллекторы:

Плоский солнечный коллектор

Вакуумный солнечный коллектор

1. Прочность солнечных коллекторов

Существует мнение, что плоские солнечные коллекторы по своей конструкции куда прочнее вакуумных, и этому есть объяснение, плоский коллектор состоит из единой панели, и в отличии от вакуумного коллектора, с виду и по физическим данным выглядит прочнее. Но даже импортные плоские солнечные коллекторы вполне можно повредить. С другой стороны, случаи сильной непогоды, крупного града, ураганов или падения летательных аппаратов, которые способны повредить солнечные коллекторы, не так уж часто происходят в обычной среднестатистической местности.

С практической точки зрения, вакуумные коллекторы использовать удобнее, ведь такой коллектор состоит из множества стеклянных трубок. Если с коллектором что-то случится, то, возможно, повреждения коснуться одной или нескольких трубок, которые, во-первых, можно заменить, а во-вторых, можно сделать это не сразу, ведь остальные трубки останутся работоспособными. В случае повреждения плоского коллектора, он может целиком выйти из строя, и замена всей панели обойдется явно дороже замены одной или нескольких трубок вакуумного коллектора.

2. Снег и изморось для солнечных коллекторов

Для наших широт актуальность использования солнечных коллекторов в холодное время года не менее важна, поэтому важно знать некоторые особенности их зимней эксплуатации. Например, актуальный вопрос, как быть со снегом, который может скопиться на коллекторе и мешать его нормальной работе.

Следуя логике можно подумать, что на плоском коллекторе, установленном под углом 45 градусов, не задерживается снег, так как наклонная плоскость нагревается, и он будет лучше работать, без надобности его отчищать от снега. На практике, снег действительно подтаивает на солнце и сползает в нижнюю половину или треть коллектора, где может превращаться в снежно-ледяную корку. Вакуумные коллекторы, расположенные под углом 55-60 градусов, даже при небольшом ветре, легко обдуваются от снега естественным образом, если только они не установлены на земле, где намело сугробы.

Если же, и плоские и вакуумные коллекторы установлены на крыше или на земле, где собирается снег, то и тот и другой придется отчищать для нормальной работоспособности. Общее правило — чем больше угол наклона коллектора, тем меньше на нем будет собираться снег. Вакуумные коллекторы, установленные под углом от 55 градусов и выше, имеют еще одно преимущество перед плоскими коллекторами — они обладают повышенной устойчивостью к обильным снегопадам.

Также, существует мнение, что солнечные коллекторы покрываясь изморозью перестают нормально работать, на самом деле, изморозь не сильно влияет на работоспособность коллекторов. Изморозь обычно появляется после обильных осадков при повышенной влажности, как только выходит солнце, изморозь превращается в воду. Перед изморозью нет преимуществ ни у вакуумных, ни у плоских коллекторов.

3. Какой из солнечных коллекторов лучше подходит для систем отопления?

Продолжая тему использования солнечных коллекторов в холодное время хорошо бы выяснить, какой солнечный коллектор вакуумный или плоский лучше подходит для отопления зданий в зимний период. В холодное время года, системе солнечных коллекторов требуется большее время утром для нагрева теплоносителя и привода всей системы отопления в рабочее состояние, по сравнению с теплым периодом года.

Внешние части системы солнечных коллекторов соприкасаются с холодной окружающей средой, и теряют на этом какую-то часть тепла. Плоские коллекторы очень сильно теряют свою эффективность зимой, а вакуумные коллекторы за счет хорошей теплоизоляции, работают практически так же эффективно, как и летом.

Получается, что для отопления можно использовать оба типа коллекторов, для здания определенной площади эффективнее использовать вакуумные коллекторы, ведь если использовать плоские коллекторы, то понадобится в несколько раз больше самих коллекторов для поддержания той же мощности. Этот факт понижает экономическую целесообразность использования плоских солнечных коллекторов в системе отопления, в холодное время года.

Также стоит отметить, что для обеспечения горячим водоснабжением эффективнее использовать вакуумные коллекторы, так как в облачную и пасмурную погоду, за счет минимального теплообмена с окружающей средой, они дают достаточно тепла для нагрева воды, в то время, как плоские коллекторы могут гораздо хуже справляться с данной задачей, перекладывая ее на резервную систему подогрева воды.

4. Стоимость солнечных коллекторов.

Стоимость солнечных коллекторов зависит в первую очередь от производителя. Скажем, плоские коллекторы, сделанные в европейских странах, будут дороже вакуумных солнечных коллекторов, выпущенных в Китае. С другой стороны, российские или китайские плоские коллекторы могут быть в разы дешевле вакуумных коллекторов.

Как показывает практика, искать самые дешевые варианты не имеет смысла, так как во-первых, эффективность плоских коллекторов, особенно в странах с холодным климатом, куда ниже использования вакуумных коллекторов, во-вторых, КПД и сроки эксплуатации дешевых солнечных коллекторов могут быть в разы меньше, чем у более дорогих и качественных.

Плоские солнечные коллекторы производятся в Европе, Китае и России, они отличаются размерами, мощность можно рассчитать стандартно — по площади коллектора.

Европейские плоские коллекторы можно найти по высоким ценам, обычно предлагаются качественные плоские коллекторы с максимальной эффективностью для данного вида.

Российские плоские коллекторы по качеству уступают европейским, в основном зависит от производителя, лучше образцы практически сравнимы по показателям с европейскими, худшие — сопоставимы с дешевыми китайскими аналогами, цены средние.

Китайские плоские коллекторы — лучшие сопоставимы с российскими, остальные, особенно выпускаемые без бренда, могут быть очень неэффективными, с нарицательным — товары из Китая, но по низким ценам.

Вакуумные солнечные коллекторы, в большинстве своем, производятся в Китае, и надо сказать, здесь китайские разработчики преуспели. Качество коллекторов зависит от крупности производства, есть признанные лидеры производства вакуумных коллекторов, например — Himin Solar, а также, на рынке можно встретить предложения совсем кустарных компаний, которые будут заметно уступать в качестве продукции брендовым производствам.

Выводы: Какой тип солнечного коллектора лучше выбрать для России?

Для обеспечения объекта горячим водоснабжением можно выбрать, как плоский, так и вакуумный солнечный коллектор. Единственное, что нужно помнить, что вакуумный коллектор имеет гораздо более высокие показатели эффективности в облачную или пасмурную погоду, а также, в холодное время года.

Для отопления в нашем климате подходит использование вакуумного коллектора, самый эффективный с U-образным нагревательным элементом.

Естественно, нужно позаботится о резервной системе отопления и нагрева воды, ведь в ночное время, пасмурные и облачные дни, солнечные коллекторы не могут в полной мере осуществлять свои функции.

И не стоит экономить на покупке качественных солнечных коллекторов. Выбирая вакуумный коллектор, придется обратить свой взор к китайским фирмам, но здесь лучше присмотреться только к известным брендам и не покупать «китайские» товары.

Чтобы представить масштабы развития китайской технологии — достаточно взглянуть на огромный комплекс компании Himin Solar, который обслуживает свои нужды в отоплении и электроснабжении собственной выпущенной продукцией.

Огромный комплекс использующий альтернативные источники энергии.

опубликовано econet.ru

econet.ru

Солнечный коллектор для отопления дома и бассейна

Сегодня мы рассмотрим раздел, где специалисты в своей области дают ответы в сфере альтернативной энергетики. Диапазон тематики довольно обширный. Вы получите ответы на вопросы начиная от частных случаев, заканчивая спецификой альтернативной энергетики.

Солнечный коллектор для отопления дома

Что такое водонагревательный коллектор, принцип его работы

Стандартный плоский солнечный коллектор является конструкцией из набора алюминиевых трубок или металлических пластин, на которые нанесена краска темного цвета для работы, устройства имеют контроллеры. Установка зачастую осуществляется на кровлю дома. Расцветка и место установки коллектора своей целью имеют максимальное поглощение энергии солнечных лучей, падающих на поверхность устройства. Эти трубки из алюминиевых или других материалов размещают в корпусе, который изготавливается из пластика или стекла. А тепловые контроллеры позволяют регулировать температурный режим воды между аккумуляторным баком и непосредственно самой солнечной панелью.

Установка осуществляется с наклоном в южную сторону, что поспособствует увеличению в дальнейшем объема поглощаемых солнечных лучей.

Если сказать проще для понимания принципа действия, то устройство для нагрева воды работает по тому же принципу, что и обычная теплица, накапливая поступающую от солнца энергию под стеклянной панелью. Солнечные лучи нагревают поверхность коллектора равномерно, в связи с этим, чем больше площадь коллектора, тем эффективней его работа.

Солнечный водонагревательный коллектор

При желании самодельный солнечный коллектор можно построить довольно быстро и без чрезмерных трат.

На современном этапе солнечная энергетика достигла определенных успехов в своем развитии. Успехи производителей в этой области позволяют применять для обогрева дома коллекторы разнообразных моделей и размеров. Сегодня реальна возможность обеспечить при помощи тепловых коллекторов все потребности человека в хозяйстве, здесь подразумеваются горячая вода и отопление.

Температурное деление оборудования нагрева воды

Потребителю предлагается уйма различных вариантов устройств, но основное их различие состоит в величинах достигаемых ими температур. По такому принципу они делаться на коллекторы трех основных типов:

• Первый – низких температур (они дают невысокие температуры до 50 градусов Цельсия) основной расчет применения – подогрев бассейна или другие варианты, когда воду нет нужды греть очень сильно.
• Далее идут коллекторы средних температур (они поднимают температуру от 50 до 80 градусов) основной расчет применения – для обогрева производственных зданий и жилых помещений.

Коллекторы средних температур применяются для обогрева производственных зданий и жилых помещений.

• Третий вид коллекторы высоких температур (применяют в промышленности для генерации электричества с последующим распространением в центральную электрическую сеть).

Виды солнечных коллекторов

Сегодня на рынке продукции возобновляемой энергетики конкурирует множество производителей как известных во всем мире брендов, так и кустарных производств, преимущественно расположенных на территории Китая. Здесь нет ничего удивительного, ведь сделать солнечный коллектор для нагрева воды возможно собственноручно – главное, обладать знаниями о принципе работы такого устройства, произвести расчет необходимой мощности на выходе, правильно подобрать контроллеры к ним. Как сделать солнечный коллектор, можно разобраться, почерпнув информацию из огромного ее объема, имеющегося в глобальной сети. В зависимости от окружающих природных условий и нужд (зимой или летом, дом или дача). Осуществив расчет обогреваемой площади, можно применять вакуумный солнечный коллектор, который работает по принципу воздушной камеры. Если вы имеете в собственности большой загородный дом, у вас есть баня и бассейн, то в последнем вы можете разогреть воду, используя солнечный коллектор для бассейна.

Вакуумный солнечный коллектор можно использовать для разогрева воды в бассейне

Конструкция этого представителя возобновляемой энергетики довольно проста, можно сделать солнечный коллектор из пивных банок, солнечный коллектор из поликарбоната. Сделать работающий солнечный коллектор своими руками довольно реальная задача для каждого, кто поставил такую цель для себя и сделал расчет на экономию.

Как определиться в выборе между вакуумным и плоским солнечным коллектором

Конечно, сделать самодельный солнечный коллектор или солнечный коллектор из пивных банок, подобрать контроллеры и трубки к ним – довольно интересная задача. Но в этой публикации будут рассмотрены несколько другие варианты решения проблемы. Мы поможем провести расчет и определить, какой вид солнечного коллектора необходим именно в вашем случае, как правильно подобрать контроллеры и трубки. Принимая решение об установке и эксплуатации солнечного коллектора, стоит для себя выяснить основополагающие принципы действия этого устройства. Прибегнув к его помощи, обладатель сможет повысить температуру воды, обогреть здание или свой дачный дом.

Предварительно потратившись финансово, вы в итоге получите энергетическое устройство, которое будет вырабатывать через вакуумные трубки в пассивном режиме экологически чистое тепло. Вы перестанете тратиться на покупку электричества из центральной электрической сети для целей отопления. Внесете свой вклад в общее уменьшение использования ископаемого топлива. Сохраните земные ресурсы, такие как природный газ, нефть, уголь, леса. В результате установки оборудования возобновляемой энергетики, человек вносит свой вклад в поддержание экологического баланса на планете.

Плоские солнечныйе коллекторы на крыше здания

Сравним между собой вакуумные и плоские устройства для нагрева воды

Имея некоторый объем информации в этой области энергетики, вы лучше проведете расчет положительных и отрицательных показателей этих разновидностей коллекторов. Такими знаниями сегодня можно вооружиться, используя наличие большого объема литературы, обратившись за помощью поисковика в интернете. Мы предлагаем сравнить технические характеристики коллекторов.

Прочность отопительного элемента для нагрева воды

В определенных кругах бытуют слухи, что нагревательные элементы плоской конструкции намного более прочные, чем вакуумные, это довольно просто объяснить: плоский элемент для нагрева воды – это цельная единообразная панель. Своим внешним видом плоский нагреватель показывает, что он выносливей к механическим воздействиям. Однако стоит иметь в виду, что даже панели производителей с мировым именем, можно довольно просто испортить. Но в принципе, природные катаклизмы, огромные градины, ураганы, вырывающие с корнем деревья, падение метеоритов, в конце концов, способные нанести повреждения коллектору – не настолько частое явление в повседневной жизни, чтобы обращать на них особенное внимание.

Намного практичней использовать вакуумные солнечные коллекторы

Если смотреть на вопрос с практической стороны нагрева воды, то ощутимо практичней использовать вакуумные солнечные коллекторы. Этот отопительный элемент состоит и большого набора трубок из стекла. Если по каким-то причинам одна из трубок будет повреждена, принцип действия таков, что ее легко заменить новой. Дополнительным преимуществом будет то, что осуществлять замену поврежденного элемента необязательно сразу же по факту его поломки. Коллектор продолжит исполнять свои функции даже с повреждёнными нагревательными элементами.

В случае же получения повреждения плоского солнечного коллектора, он перестает функционировать и требует незамедлительного устранения неисправности – это довольно неприятный принцип его работы.

Коллекторы для нагрева воды, воздействие осадков зимой

Для России зимой довольно актуально применение водонагревательных элементов для отопления дома (в России на зиму остается приблизительно около 10 процентов ежегодной солнечной активности). Немаловажно владеть информацией об эксплуатационных особенностях работы коллекторов зимой, сделать необходимый расчет требуемых параметров.

Для России зимой довольно актуально применение солнечных коллекторов для отопления дома

К примеру, очень актуальный вопрос в том, что делать с выпавшим снегом, скапливающимся на поверхности устройства и препятствующий его правильной работе.

Если следовать обычной логике, можно предположить, что на отопительных элементах плоской конструкции, если установить их, используя угол наклона в 45 градусов, снег не будет задерживаться ­– в результате нагрева поверхности снег под собственным весом скатится с коллектора, освобождая своего владельца от сомнительной привилегии его чистки. Но все-таки, исходя из практики применения этого нагревательного элемента, такой расчет не оправдывает себя. Снег действительно слегка тает под действием солнца, но скатывается в нижнюю часть или оставляет закрытой нижние 30 процентов полезной площади оборудования. Находясь там на протяжении длительного времени, снег в итоге становиться смесью со льдом.

Установки на основе вакуумных трубок монтируются под углами 55–60°, даже при наличии слабого ветра, коего в условиях российского климата предостаточно, установка будет хорошо обдуваться и очищаться от осадков без посторонней помощи.

Установки на основе вакуумных трубок монтируются под углами 55–60°, чтобы они хорошо обдувались и очищались от осадков без посторонней помощи

Проблема с самоочисткой возникнет в том варианте, если установка смонтирована прямо на поверхности земли, где осадкам некуда перемещаться и в результате наметается сугроб. В данном случае оба вида коллекторов придется систематически чистить для их нормальной работы.

Для всех устройств существует общее правило – чем больший угол монтажа, тем на устройстве хуже накапливается мусор и осадки. Смонтированные под углом 55–60° вакуумные коллекторы имеют огромный плюс относительно плоских коллекторов – наличие значительного противодействия большим снегопадам.В дополнение ко всему бытует мнение, что покрытые инеем коллекторы прекращают функционировать в нормальном режиме. Здесь стоит сказать, что зимой изморось не особенно влияет на функциональные показатели оборудования. Появление измороси в основном связано с большими снежными осадками с повышенной влажностью, но только выглядывает солнце, как ледяной налет тает и стекает с коллектора. В вопросе образования измороси преимуществ друг перед другом отопительные коллекторы не имеют.

Отопительные коллекторы, наиболее подходящие для обогрева дома в центральной части России

Развивая тему применения нагревательных коллекторов в зимних условиях, неплохо бы узнать, какой тип отопительного элемента лучше подобрать в конкретном случае и не ошибиться в выборе способа получения тепла зимой.

В условиях пониженных температур прилично выигрывают вакуумные коллекторы

В условиях пониженных температур системе коллекторов, использующих солнечное тепло, требуется ощутимо больше времени утром для поднятия температуры теплопередающего носителя и приведения всей отопительной системы в работоспособное, функциональное состояние по сравнению с весенне-летним сезоном.

Наружные части солнечных коллекторов контактируют с холодной окружающей атмосферой, теряя при этом определенную часть энергии. Плоские коллекторы теряют свои характеристики зимой на довольно серьезном уровне. Здесь прилично выигрывают вакуумные коллекторы, которые за счет своей серьезной теплоизоляции (эту функцию выполняет вакуум), имеют практически ту же эффективность, что и в теплое время года. Неплохо справится со своей задачей и воздушный солнечный коллектор.

Выходит, что для отопления дома в России можно прибегнуть к помощи обоих типов устройств. Для отопления здания конкретной площади будет выгодней применение вакуумного коллектора. Это объясняется той простой причиной, что применяя плоские коллекторы для поддержания той же необходимой мощности, придется установить в два-три раза больше коллекторов. Из этого факта вытекает вопрос экономической целесообразности использования для отопления солнечных коллекторов в холодное время года.

Зимой для снабжения жилища горячей водой для более эффективной работы необходима установка вакуумных коллекторов

В дополнение ко всему необходимо отметить, что зимой для снабжения жилища горячей водой, для более эффективной работы необходима установка системы коллекторов, принцип действия которых основан на вакууме. Этот тип солнечных элементов, использующих вакуумные трубки, и в пасмурную, и в облачную погоду зимой даст необходимое для подогрева воды количество тепла. В отличие от них, установка плоских коллекторов ощутимо хуже справляется с выполнением этой работы. К тому же их принцип работы имеет существенный недостаток – будет дополнительно задействовано резервное устройство горячего водоснабжения.

Цена солнечных коллекторов

Современные расценки на разновидности устройств для отопления зимой в основном зависят от страны производителя и бренда. К примеру, плоские модели, произведенные в странах западной Европы, будут ощутимо дороже (до двух раз) коллекторов, принцип работы которых основан на вакууме, произведенных в Китае. Но если посмотреть с противоположной стороны, плоские коллекторы российского или китайского производства будут кратно дешевле вакуумных собратьев.

Плоские коллекторы российского или китайского производства намного дешевле, чем вакуумные

Исходя из имеющегося практического опыта, тратить время на поиск самых дешёвых моделей коллекторов не имеет никакого смысла. Это связано с тем, что коэффициент полезного действия и сроки активной эксплуатации более дешевых вариантов солнечных коллекторов могут быть в несколько раз короче, чем у более дорогих и качественных аналогов. Следующая причина – это более низкая эффективность плоских коллекторов (особенно в условиях России с преимущественно холодным климатом) в сравнении с вакуумными коллекторами.

Солнечные коллекторы плоской конфигурации, производящиеся в Китае, России, Америке и Европе, различаются габаритами, расчет мощности тут можно произвести исходя из площади коллектора.

Коллекторы плоской конструкции, производящиеся в европейских странах, как правило, отличаются высокой ценой, в основном предлагаются очень качественные плоские коллекторы, имеющие максимальную мощность, возможную для данного типа устройств.

Плоские коллекторы российского производства по своему качеству будут уступать европейским. Здесь многое зависит от конкретного производителя. Если рассматривать энергетическое устройство лучших производителей, то оно практически не будет уступать производителям из Европы.

Плоские солнечные коллекторы российского производства по своему качеству уступают европейским

Продукция худших производителей по своему качеству будет находиться на уровне качества дешевых коллекторов из Китая, но цены на них будут средними.

Солнечные коллекторы из Китая очень разнообразны по своему качеству. Лучшие образцы будут сопоставимы с продукцией российского производства, остальные, особенно не имеющие за собой мощной торговой марки, вероятнее всего, будут очень неэффективными и по очень низким ценам.

Основной объем производства вакуумных солнечных коллекторов располагается на территории Китая, стоит отметить, что в этом направлении китайцы добились определенных успехов и в области качества продукции, и в ее модификациях. Качественные показатели оборудования зависят и от конкретного производителя, там работают как признанные лидеры в области вакуумных коллекторов, так и есть возможность нарваться на продукцию кустарного производства. Такая продукция будет иметь соответствующее качество.

В заключение хотелось бы отметить, что решите ли вы поставить для отопления дома самодельный воздушный солнечный коллектор или приобрести готовый, в любом случае добьетесь большей автономности и независимости от центральной системы снабжения. К тому же возобновляемая энергетика не просто дань моде, а наступающая глобальная реальность.

Автор: П. Морозов

Оцените статью: Загрузка...

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

solntsepek.ru

Плоский солнечный коллектор - Автономный дом

 

Солнечный коллектор — какой выбрать, плоский или вакуумный?

В последние десять лет, с тех пор, как альтернативная энергетика стала более доступной для широкого круга потребителей, и солнечные коллекторы начали активно внедряться в системах отопления и горячего водоснабжения, тема сравнения производительности, а так же прочих характеристик плоских и вакуумных коллекторов была неоднократно поднята на всевозможных онлайн и оффлайн семинарах, выставках, конференциях, вызывала многословные перепалки между апологетами (читай — производителями и дистрибьюторами) первых и вторых коллекторов и до сих пор является спорным вопросом при выборе солнечного коллектора конечным потребителем. Для примера, абсолютно каждый заинтересованный заказчик гелиосистемы уже через 5-10 минут разговора задавал сакраментальный вопрос: «А какие коллекторы лучше, плоские или вакуумные?». Поэтому наш инженер Виталий Герасин наконец-то собрался с силами и в кои-то веки написал небольшую заметку, которая должна помочь заинтересованному потребителю сделать выбор в сторону тех или иных солнечных систем, в зависимости от преследуемых целей.

Перед тем, как вы ознакомитесь со статьей, напомним, что мы не являемся производителями солнечных коллекторов, либо же генеральными дистрибьюторами определенных торговых марок в Украине. Мы совершенно никак не заинтересованы в продвижении какой-либо отдельной технологии, мы одинаково успешно монтируем гелиосистемы как с плоскими, так и с вакуумными коллекторами.

Сравнение производительности плоских и вакуумных коллекторов в разное время года

Для начала представим графики реальной выработки двух коллекторов среднебюджетной категории одинаковой апертуры (апертура – эффективная поглощающая площадь солнечного коллектора) 2 кв.м, которые, в основном, занимают большую часть на рынке подобных систем. Например, вакуумный солнечный коллектор Atmosfera СВК-Nano 20 трубок и солнечный плоский коллектор Hewalex KS2100 T.

Увы, авторство графиков неизвестно, но по нашему опыту они максимально точно описывают работу солнечных коллекторов вакуумного и плоского типа, которые работают не в лабораторных условиях, а в реальных: находятся под воздействием всех атмосферных явлений (ветра, температур, осадков), в условиях одинаковой солнечной инсоляции, там, где они стоят рядом друг с другом. Данные сняты автоматической системой фиксации показаний, с дискретностью в 1 час:

Как видно из графиков, вакуумный коллектор дает лучшие показания по выработке тепла практически во все сезоны года. И, в целом, наша практика показывает, что при правильной установке вакуумного коллектора, его общая годовая выработка превышает выработку плоского не менее чем на 20 %. Под правильной установкой подразумевается следование некоторым простым правилам:

• вакуумный коллектор не должен засыпаться снегом ввиду малого угла наклона,
• коллектор не должен находится в положении, когда он лежит прямо на крыше, и слой снега просто покрывает его «с головой» а почистить нет возможности.

Почему вакуумный коллектор лучше плоского?

Теория этого процесса, подтвержденная практикой, проста: вакуумный коллектор имеет вакуум между абсорбером и стеклом, которое непосредственно контактирует с атмосферой. Плоский коллектор этого вакуума не имеет. Соответственно, влияние внешней среды на вакуумный коллектор существенно меньше чем на плоский. Особенное значение в этом процессе имеют температурная и ветровая нагрузка. Несложно убедиться в том, что внешнее стекло вакуумного коллектора всегда имеет температуру, незначительно отличающуюся от температуры внешней среды. Температура же стекла плоского коллектора всегда значительно выше. Это можно проверить даже путем прикосновения к испытуемым образцам. Из этого факта следует, что плоский коллектор теряет часть тепла путем прямого теплопереноса от абсорбера к стеклу, и дальше, назад в атмосферу. Причем эти потери тем выше, чем больше дельта температур между внутренней частью плоского коллектора и температурой воздуха снаружи. Ветер добавляет свой вклад в съем тепла с плоского коллектора. Опять же, чем сильнее ветер, чем прямее угол атаки ветрового потока на плоскость коллектора, чем этот ветер холоднее и тем больше будет терять плоский коллектор тепла. В случае с вакуумным коллектором все эти факторы действуют только на манифольд (манифольд – утепленный теплосборник коллектора), площадь которого сравнительно невелика, по сравнению с общей площадью плоского коллектора.

Как выбрать солнечный коллектор?

После ознакомления с вышеприведенной информации, появляется вопрос, — а зачем, собственно, тогда использовать плоский коллектор? Но у плоского коллектора есть неоспоримое преимущество – он всегда дешевле вакуумного коллектора одинаковой апертуры и приблизительно одинакового качества. При прочих равных характеристиках, стоимость бюджетного вакуумного коллектора азиатского производства будет примерно в полтора раза выше стоимости плоского европейского производства, причем разница стремится к увеличению. Здравый смысл подсказывает, что при выборе типа солнечного коллектора стоит руководствоваться целесообразностью и экономическим эффектом от его применения.

Когда стоит выбирать плоский коллектор?

Смело приобретайте плоские коллекторы проверенного производителя:

1. Если вы используете солнечный коллектор только в сезон – идеальный выбор для гостиницы на берегу моря, летней базы отдыха, дачи;
2. Если на вашем участке нет солнца зимой, ввиду того, что он стоит под горой, лесом и т.д. — в этом случае нет смысла переплачивать за более дорогой зимний вариант коллектора, так как солнца на нем все равно не будет, или он просто не используется в это время года;

Когда нужен вакуумный коллектор?

Ваша гелиосистема должна быть основана на вакуумных коллекторах:

1. Если вы хотите получать тепло от солнечного коллектора круглый год;
2. Если на вашем доме, участке, объекте количество часов солнечного сияния максимально в течении всего года, а не перекрывается стоящими напротив препятствиями на всю зиму;
3. Если вы имеете возможность установить солнечный коллектор под углом не менее 40 градусов (чтобы снег не задерживался)

Годовая выработка такой гелиосистемы достаточно быстро перекроет разницу в цене между вакуумным и плоским.

Надеемся, что данная статья поможет Вам определиться с выбором солнечного коллектора. Возможно, специалист заметит, что в ней не учтены точные технические характеристики плоских и вакуумных коллекторов разных производителей. Скажет о том, что производительность плоского коллектора с медным абсорбером будет выше, чем у такого же коллектора с алюминиевым абсорбером; что у вакуумного коллектора диаметр конденсатора вакуумной трубки может быть 14 мм, 24 мм или даже больше, что опять-таки скажется на теплопотерях вакуумного коллектора и его производительности. Что инсоляция, средние зимние температуры и количество осадков в разных регионах отличаются, и это отразится на производительности плоского и вакуумных коллекторов. Действительно, это так. В южных безветренных регионах Украины установка плоского коллектора будет более оправдана, чем в Карпатах. Но даже при самых оптимальных для плоского коллектора условиях эксплуатации его годовая выработка будет не менее, чем на 20% ниже, чем у вакуумного, в тех же условиях.

Повышайте свою техническую грамотность в вопросах альтернативной энергетики и делайте правильный выбор!

Что лучше – плоские солнечные коллекторы или вакуумные коллекторы? Полезная информация

Сравнение: плоские солнечные коллекторы или вакуумные коллекторы. Какой коллектор выбрать? Советы и технические особенности Полезная информация

Источник: xn--e1aarbnet0b6c.xn--j1amh

 

Плоские солнечные коллекторы

Солнечную 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.

Плоский солнечный коллектор

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.

1. Медная пластинка. 2. Медная трубка. 3. Сварное крепление. 4. Паяное крепление. 5. Алюминиевая пластинка. 6. Плоская медная трубка. 7. Прилегающая алюминиевая пластинка

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.

Крепежное соединение коллектора и несущей конструкции

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.

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

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 м 2 . Таким образом, для семьи из 4 человек понадобится 5-6 м 2 , 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 м 2 — 1,1 м 2 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»:

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.

Нагретая солнцем вода подается в резервуар для горячей воды

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.

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.

Соединение солнечного коллектора с решетиной

Универсальное соединение для кровли

Плоские солнечные коллекторы

Солнечную энергию можно использовать двояко: посредством фотоэлектрических модулей производить электричество, а при помощи солнечных коллекторов — нагревать воду

Источник: www.strojabc.ru

 

Плоский или трубчатый солнечный коллектор?

И так, перед нами стоит выбор: плоский или трубчатый солнечный коллектор?

Хочу сказать сразу, что сравнивать эти две системы очень трудно. Лучше всего выбирать между разными моделями или одинаковыми моделями, но разных производителей. На что нужно обратить внимание в первую очередь? Сначала смотрим на параметры оборудования и на стоимость монтажа.

Теперь подробно рассмотрим каждый вид коллекторов.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы будут поглощать 70-80 % непосредственной энергии с теплое время года, с апреля по сентябрь. Такие коллекторы имеют прямоугольную форму, покрыты слоем абсорбера в котором проложены трубы. В трубах циркулирует теплоноситель, который забирает тепло у разогретого абсорбера и передает его в теплообменник. Верхний слой коллектора — закаленное или минеральное стекло.

Вакуумные трубчатые коллекторы

В вакуумных трубчатых коллекторах абсорбер помещен в стеклянные вакуумные трубки. Такие коллекторы поглощают и рассеянное излучение, что позволяет греть воду зимой даже в пасмурные дни. С появлением этих приборов появилась возможность использовать солнечную энергию для отопления дома в зимний период. КПД их значительно выше плоских коллекторов, но в обслуживании они более прихотливы и деликатны. Трубы часто бьются, а между них забивается мусор и снег.

В заключение скажу, что плоские коллекторы более дешевые и простые в эксплуатации, трубчатые — более многофункциональные и производительные, а также требуют повышенного внимания при эксплуатации.

Плоский или трубчатый солнечный коллектор?

И так, перед нами стоит выбор: плоский или трубчатый солнечный коллектор? Хочу сказать сразу, что сравнивать эти две системы очень трудно. Лучше всего выбирать

Источник: prostostroy.com

 

Солнечные коллекторы

Плоский солнечный коллектор.

Плоский солнечный коллектор.

Плоский солнечный коллектор.

Плоский солнечный коллектор.

 

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Количество труб, шт: 12

Применение: отопление и ГВС

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Количество труб, шт: 16

Применение: отопление и ГВС

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Количество труб, шт: 8

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 100

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 150

Количество труб, шт: 15

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 200

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Apricus AP-10 — это всесезо.

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Apricus AP-20 — это всесезо.

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Apricus AP-30 — это всесезо.

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Применение вакуумных солнечных ко.

Емкость системы, л: 100

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Применение вакуумных солнечных ко.

Емкость системы, л: 200

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Применение вакуумных солнечных ко.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/27.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/50.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/50.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/50.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/26 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/49 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/49 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/49 я.

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 100

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 200

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Плоский солнечный коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоский солнечный коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоские солнечные коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоские солнечные коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоские солнечные коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Одним из способов преобразования солнечной энергии являются солнечные коллекторы. С их помощью можно обеспечить дом горячей водой, а если коллектор будет достаточно мощным, то и отопить Ваш дом.

Солнечный КОЛЛЕКТОР (плоский) для нагрева воды - низкие цены в Украине

⭐Солнечные коллекторы для нагрева воды ✔Только ОРИГИНАЛЬНЫЙ товар от производителя ✔ Доставка по Украине ✔Доступные цены

Источник: xn--c1adkkjgb1a2a0i.com.ua

 

avtonomny-dom.ru

Солнечный коллектор — Википедия

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 коллекторов[править]

Плоские[править]

Плоский солнечный коллектор

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) 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 теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметиком.[2]

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—210 °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, эффективность которого может составлять около 95%. 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 2028 дней]. Также высокая эффективность достигается увеличением площади контакта трубки и медного листа: у формованного листа и паянного соединение она максимальна, у соединения ультразвуковой сваркой - меньше. Используется также алюминиевый экран.[2]

Вакуумные[править]

Вакуумный солнечный коллектор

Возможно 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 коллектора[править]

Теплоноситель (вода, воздух, масло 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[править]

Вакуумные трубчатые Плоские высокоселективные

Преимущества	Преимущества
Низкие теплопотери	Способность очищаться от снега и инея
Работоспособность в холодное время года до −30С	Высокая производительность летом
Способность генерировать высокие температуры	Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и тёплого климата
Длительный период работы в течение суток	Возможность установки под любым углом
Удобство монтажа	Меньшая начальная стоимость
Низкая парусность
Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата
Недостатки	Недостатки
Неспособность к самоочистке от снега	Высокие теплопотери
Относительно высокая начальная стоимость проекта	Низкая работоспособность в холодное время года
Рабочий угол наклона не менее 20°	Сложность монтажа, связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора
	Высокая парусность

Солнечные коллекторы-концентраторы[править]

Повышение 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 коллекторы[править]

Солнечные 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 передаёт 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 освещённости 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.

Солнечный 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 России[править]

По 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.. В Германии эксплуатируется 140 м²/1000 чел., в Австрии 450 м²/1000 чел., на Кипре около 800 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 или плоские коллекторы с высокоселективным покрытием, 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 башни[править]

Солнечная 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 концентраторы[править]

Параболоцилиндрические концентраторы.

Параболоцилиндрические 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 концентраторы[править]

Экспериментальный 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 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.

Распространение[править]

В 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]

• А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988
• Гелиотехника. Академия Наук Узбекской АССР, 1966
• Солнечный душ\\Наука и жизнь, издательство Правда. 1986 № 1, стр 131
• Г. В. Казаков Принципы совершенствования гелиоархитектуры. Свит, 1990

wp.wiki-wiki.ru

плоский

Плоские солнечные коллекторы отличаются большой площадью застекления и большим абсорбером. Благодаря этому они эффективно используют большую часть солнечной энергии, попадающей на их поверхность, достигая при полном солнечном излучении максимальной мощности.

Используемые материалы гарантируют длительный срок службы и постоянство параметров солнечных коллекторов. У всех моделей имеется рама из анодированного алюминия и медного абсорбера с нанесенным вакуумным абсорбционным слоем с длительным сроком службы.

Абсорбционная поверхность плоских солнечных коллекторов образована из высокоселективного покрытия, имеющего способность большого поглощения солнечного излучения. Теплоотдача покрытия излучением в окружающую среду (потеря тепла при излучении) минимальна.

В плоских солнечных коллекторах используется:

Медный лирообразный абсорбер с высокоселективным черным хромом, позволяющий проводить параллельное подключение коллекторов;

Специальное закаленное стекло у всех моделей имеет высокую устойчивость к разрушению и высокую рассеянность для солнечного излучения. В некоторых моделях применяется антирефлексное стекло, которое является лучшим среди стекол применяющихся при изготовлении плоских солнечных коллекторов. Специальный слой по обеим сторонам стекла элиминирует отражение солнечного излучения и способствует максимальному попаданию излучения на абсорбер. На рисунке изображено ограничение отражения падающих солнечных лучей вне коллектора благодаря двустороннему антирефлексному слою, рассеянность солнечного излучения составляет 96%.

Теплоизоляция ограничивает потерю тепла на солнечных коллекторах и повышает их эффективность. Толщина минеральной изоляции колеблется в пределах от 2 до 6 см в зависимости от модели.

Некоторые модели плоских солнечных коллекторов могут встраиваться в крышу дома, создавая единую конструкцию с кровельным покрытием.

Плоские солнечные коллекторы могут использоваться для нагрева воды для бытовых нужд, подогрева воды в бассейне или поддержания отопления в доме. Коллекторы позволят вам в большей степени использовать солнечную энергию даже осенью и зимой при благоприятных условиях.

 Плоский солнечный коллектор устанавливается на крыше, а аккумулирующий бак с водой устанавливается в помещении, удобном для развода сети горячей воды (котельная, санузел и др.). Бак и коллектор соединены трубами, циркуляцию обеспечивает комплексная гелиостанция, в баке возможна установка электрического нагревателя (моновалентный бак) либо использование дублирующего греющего контура (бивалентный бак) от существующего теплогенератора , за температурой воды следит электронный контроллер. Солнечный коллектор обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии составляет 95 %. Установка происходит непосредственно на крыше зданий таким образом, чтобы наиболее эффективно использовать площадь крыши для сбора энергии. Коллекторы монтируются под углом, от 30 до 50 градусов.

Для поддержания отопления в системе применяется буферный бак, который представляет собой автоматизированную систему преобразования, поддержания и сохранения тепла, полученного от энергии солнца, а также и от других источников энергии (например, традиционный котел, работающий на электричестве, газе или дизтопливе), которые поддерживают систему при недостаточном количестве солнечного излучения. Нагретая от доступных источников тепла вода используется как теплоноситель для существующей системы отопления. Контроллер автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции и обеспечивает комфортную заданную температуру. При отсутствии достаточной солнечной активности или в ночное время, автоматика системы обеспечивает минимально необходимое привлечение дополнительной энергии для поддержания заданной температуры внутри помещения. Система обладает малой инерционностью, быстрым выходом на рабочий режим и позволяет обеспечить среднегодовую экономию энергоносителей до 50 %.

• возможность использования системы как основного (для регионов с достаточной солнечной активностью) или дополнительного источника энергии для отопления; • наиболее эффективные установки для умеренного и холодного климата, выдерживает температуры до -50°С и низкую интенсивность потока солнечной радиации; • большое количество схем подключения для удовлетворения различных потребностей; • легко встраиваются в существующие системы горячего водоснабжения и отопления; • расположение бака и оборудования не требует строгого размещения, и больших площадей; • большая производительность .

1.солнечные лучи,

2.плоский солнечный коллектор,

3.датчик температуры коллектора,

4.расширительный мембранный бак,

5.комплектная гелиостанция,

6.контроллер,

7.электронагреватель,

8.датчик температуры бака-аккумулятора,

9.предохранительный клапан,

10.входное отверстие (холодная вода),

11.выходное отверстие (горячая вода),

12.бак-аккумулятор с двумя теплообменниками (бивалентный),

13.основная система отопления на основе газового, электрического или другого котла.

alenco.org

---

• 
  Ооо атэкс электро
• 
  Ооо атэкс электро
• 
  Бензогенератор характеристики
• 
  Бензогенератор характеристики
• 
  Ночной режим электроэнергии
• 
  Ночной режим электроэнергии
• 
  Пленочный теплый под плитку пол отзывы
• 
  Пленочный теплый под плитку пол отзывы
• 
  Работа на электроустановках на высоте
• 
  Работа на электроустановках на высоте
• 
  Требования к контуру заземления