Солнечные тепловые коллекторы

Для чего используются тепловые солнечные коллекторы? Где можно их использовать - сферы применения, варианты применения, плюсы и минусы коллекторов, технические характеристики, эффективность. Можно ли сделать самому и насколько это оправдано. Схемы применения и перспективы.

к содержанию ↑

Назначение

Коллектор и солнечная батарея два разных устройства. Батарея использует преобразование солнечной энергии в электрическую, накапливающуюся в аккумуляторах и применяющуюся для бытовых нужд. Солнечные коллекторы, как и тепловой насос, предназначены для сбора и накапливания экологически чистой энергии Солнца, преобразование которой используется для нагрева воды либо отопления. В промышленных масштабах стали широко использоваться солнечные тепловые электростанции, преобразующую тепло в электроэнергию.
Тепловой солнечный коллектор

к содержанию ↑

Устройство

Коллекторы состоят из трех основных частей:

  • панели;
  • аванкамера;
  • накопительный бак.

Панели представлены в виде трубчатого радиатора, помещенного в короб с наружной стенкой из стекла. Их необходимо располагать на любом хорошо освещенном месте. В радиатор панели поступает жидкость, которая затем нагревается и передвигается в аванкамеру, где холодная вода замещается горячей, что создает постоянное динамическое давление в системе. При этом холодная жидкость поступает в радиатор, а горячая в накопительный бак.

Стандартные панели легко приспособить к любым условиям. При помощи специальных монтажных профилей их можно устанавливать параллельно друг другу в ряд в неограниченном количестве. В алюминиевых монтажных профилях просверливают отверстия и крепят к панелям снизу на болты или заклепки. После завершения работы панели солнечных абсорберов вместе с монтажными профилями представляют собой единую жесткую конструкцию.

Система солнечного теплоснабжения делится на две группы: с воздушным и с жидкостным теплоносителем. Коллекторы улавливают и поглощают излучение, и, совершая преобразование ее в тепловую энергию, передают в накопительный элемент, из которой тепло распределяется по помещению. Любая из систем может дополняться вспомогательным оборудованием (циркуляционный насос, датчики давления, предохранительные клапаны).

к содержанию ↑

Принцип работы

Тепловой солнечный коллектор схема работыВ дневное время тепловое излучение передается теплоносителю (вода или антифриз), циркулирующему через коллектор. Нагретый теплоноситель передает энергию в бак водонагревателя, расположенного выше его и собирающего воду для горячего водоснабжения. В простой версии циркуляция воды осуществляется естественным образом благодаря разности плотности горячей и холодной воды в контуре, а для того, чтобы циркуляция не прекращалась, используется специальный насос. Циркуляционный насос предназначен для активной прокачки жидкости по конструкции.
Солнечный коллектор принцип работы
В усложненном варианте коллектор включен в отдельный контур, наполненный водой или антифризом. Насос помогает им начать циркулировать, передавая при этом сохраненную солнечную энергию в теплоизолированный бак-аккумулятор, который позволяет запасать тепло и брать его в случае необходимости. Если энергии недостаточно, предусмотренный в конструкции бака электрический или газовый нагреватель, автоматически включается и поддерживает необходимую температуру.

к содержанию ↑

Виды

Тем, кто хочет, чтобы в его доме была система солнечного теплоснабжения, для начала следует определиться с наиболее подходящим типом коллектора.

к содержанию ↑

Коллектор плоского типа

Плоский солнечный коллекторПредставлен в виде коробки, закрытой закаленным стеклом, и имеющий особый слой, поглощающий солнечное тепло. Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя. Чем больше энергии он будет получать, тем выше его эффективность. Уменьшение тепловых потерь в самой панели и обеспечение наибольшего поглощения тепла на пластинах абсорбера позволяет обеспечить максимальный сбор энергии. При отсутствии застоя плоские коллекторы способны нагреть воду до 200 °C. Они предназначены для подогрева воды в бассейнах, бытовых нужд и отопления дома.

к содержанию ↑

Коллектор вакуумного типа

Тепловой солнечный коллектор вакуумного типаПредставляет собой стеклянные батареи (ряд полых трубок). Наружная батарея имеет прозрачную поверхность, а внутренняя батарея покрыта специальным слоем, который улавливает излучение. Вакуумная прослойка между внутренними и внешними батареями помогает сохранить около 90% поглощаемой энергии. Проводниками тепла являются специальные трубки. При нагревании панели происходит преобразование жидкости, находящейся в нижней части батареи в пар, который поднимаясь, предает тепло в коллектор. Этот тип системы имеет больший КПД по сравнению с коллекторами плоского типа, так как его можно использовать при низких температурах и в условиях плохой освещенности. Вакуумная солнечная батарея позволяет нагреть температуру теплоносителя до 300 °C, при использовании многослойного стеклянного покрытия и создании в коллекторах вакуума.

к содержанию ↑

Тепловой насос

Системы солнечного теплоснабжения наиболее эффективно работают с таким устройством, как тепловой насос. Предназначен для сбора энергии из окружающей среды вне зависимости от погодных условий и может устанавливаться внутри дома. В качестве источника энергии здесь могут выступать вода, воздух либо грунт. Тепловой насос может работать, используя лишь солнечные коллекторы, если достаточно солнечной электроэнергии. При использовании комбинированной системы «тепловой насос и солнечный коллектор», не имеет значения тип коллектора, однако наиболее подходящим вариантом будет солнечная вакуумная батарея.

к содержанию ↑

Что лучше

Система солнечного теплоснабжения может устанавливаться на крышах любого вида. Более прочными и надежными считаются плоские коллекторы, в отличие от вакуумных, конструкция которых более хрупкая. Однако при повреждении плоского коллектора придется заменить всю абсорбирующую систему, тогда как у вакуумного замене подлежит лишь поврежденная батарея.
Тепловой солнечный коллектор схема теплоснабжения дома
Эффективность вакуумного коллектора гораздо выше, чем плоского. Их можно использовать в зимнее время и они производят больше энергии в пасмурную погоду. Достаточно большое распространение получил тепловой насос, несмотря на свою высокую стоимость. Показатель выработки энергии у вакуумных коллекторов зависит от величины трубок. В норме размеры трубок должны составлять в диаметре 58 мм при длине от 1,2-2,1 метра. Достаточно сложно установить коллектор своими руками. Однако обладание определенными знаниями, а также следование подробным инструкциям по монтажу и выбору места системы, указанными при покупке оборудования существенно упростит задачу и поможет принести в дом солнечное теплоснабжение.




Оцените статью:
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Поделитесь с друзьями:
Комментарии посетителей
  1. Алексей С. Ответить

    Если вакуумные коллекторы более хрупкие — то можно как-то их защитить? Потому что хотелось бы, чтобы и пасмурные дни не пропадали просто так, а вакуумные, вы пишете, полезнее, когда пасмурно. И вообще, что может повредить коллектор на крыше дома? Помимо неосторожного обращения.

  2. Руслана Ответить

    Если я правильно поняла, то коллекторы по факту просто служат для обогрева помещения путём циркуляции нагретой воды от солнечных элементов в трубы, где вода холодная. Возникает резонный вопрос — как тогда будет зимой происходить нагрев этих самых труб? Ведь температура воздуха зимой гораздо холоднее и вряд ли даже в самый солнечный день при всём снежном альбедо коллектор сможет нагреть воду до 30-40 градусов.

    • Арсалан Ответить

      Добрый день! Солнечный коллектор (СК) зимой воду нагреет. Все зависит от угла расположения СК. Солнце ходит по горизонту световой день короткий. Работа СК не зависит от холода большую роль играет солнечное сияние или приход солнечной энергии в среднем на 1м.кв приходит 1 кВт солнечной энергии. СК воду нагревают через теплообъменик .

  3. Марьяна Ответить

    Уже второй сезон задумываюсь об установке подобных коллекторов на даче. Подскажите, можно ли их защитить или отключить на зимний период или же всё-таки предпочтительней будет демонтаж до весны?

    • Арсалан Ответить

      Добрый день! Вопрос «защитить». От перегрева- установите их на летний угол (широта вашей местности) на юг.

  4. наталья Ответить

    Почему же тогда никто не решается использовать солнечные тепловые коллекторы, раз они так просты в устройстве?

  5. Егор Ответить

    Так вот за такими технологиями будущее, только вот применять такие коллектора пока сомнительно из-за малой информативности по вопросам связанных с себестоимостью подобных конструкций. И очень бы хотелось располагать выкладками и даже калькулятором, как к примеру на пластиковых окнах. для расчета необходимых площадей коллектора и всего оборудования входящего в систему солнечного обогрева.

  6. Сергей Ответить

    Энергия солнца дармовая, бесспорно, но, чтобы использовать её в отоплении или ГВС, сколько надо заплатить за оборудование и какова окупаемость? Стоит ли овчинка выделки?

  7. Андрей Ответить

    Хотелось бы поставить себе вакуумный коллектор. Только не пойму почему для вакуумных пасмурная погода лучше. Насколько проект дорог и где найти специалистов? Знаю в Америке у знакомых есть такие, почему у нас не распространено, из-за дороговизны?

    • Арсалан Ответить

      Обращайтесь есть вопросы пишите на почту.

  8. Богданова Яна Ответить

    А по сравнению с традиционной системой отопления, что выйдет дешевле?

  9. Алена Ответить

    Сами с мужем задумываемся об установке коллектора, но пока останавливает одно: у знакомых уже несколько лет он установлен, и они не очень удовлетворены результатом. Нагревает воду только на помыть посуду/принять душ, хотя рассчитано все и на солидное отопление, но говорят батареи не греются совсем. Возможен ли вариант, что у них просто старая система с малым ККД? И системы поновее все же дадут ожидаемый результат и смогут обогреть большую площадь жилого дома?

    • Станислав Ответить

      Возможно, что в системе у ваших товарищей по расчетам теплоноситель низкотемпературный и просто не подходит для обогрева радиаторами, в таких случаях используют тёплый пол.

Добавление комментария