Солнечные коллекторы: что это?

В поисках недорогих, экологически чистых и безопасных источников энергии, в последнее время большое внимание уделяется Солнцу. Солнце отдаёт Земле огромное количество тепла и света. Трудность заключается в правильном и разумном их использовании.

Чтобы эффективно использовать тепловую энергию, были изобретены солнечные коллекторы (собиратели). Максимальная производительность коллекторов приходится на тёплое время года, что делает удобным их использование для обеспечения горячей водой загородных коттеджей или небольших гостиничных комплексов. Размещают их, как правило, на крышах строений.

Принцип работы коллектора



Система нагрева воды представляет собой трубчатый замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель. Из коллектора горячий теплоноситель, поступает в бойлер. В бойлере происходит теплообмен. Находящаяся в нём вода, для водоснабжения, нагревается, а теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель перетекает в накопительный бак. Из накопительного бака в коллектор, для последующего нагрева. Накопительный бак играет роль некоего аккумулятора горячей воды, что позволяет осуществлять нагрев, воды для хозяйственных нужд, в ночное время.

Солнечные коллекторы: что это?


Плоские коллекторы



В большинстве своём это большой металлический ящик с плоской стеклянной крышкой. Абсорбер (поглотитель) – главный рабочий элементом плоского коллектора. От возможности абсорбера вобрать как можно больше тепловой энергии Солнца, зависит эффективность работы коллектора. В качестве абсорбера используют металлические пластины, выкрашенные в чёрный цвет. Металл очень хорошо проводит тепло, а чёрный цвет обладает малой отражающей способность. Под пластинами абсорбера, в плотном контакте, находятся трубки с теплоносителем. Дно и бока коллектора покрываются теплоизолирующими материалами. Стеклянная крышка делается из нескольких слоёв, что тоже снижает теплопотери. Для уменьшения отражающего эффекта верхнее стекло делается матовым.

Солнечные коллекторы: что это?


Трубчатые коллекторы



Максимальная эффективность работы коллектора получается при попадании на него солнечных лучей под углом в 90°. Чтобы сделать это наиболее возможным применяются трубчатые коллекторы. Состоят они из нескольких десятков, запаянных стеклянных труб, внутри которых находится абсорбер. Для фокусировки солнечных лучей, задняя стенка труб делается зеркальной. В трубах создаётся вакуум, значительно снижая теплопотери.

Теплопроводность вакуума настолько мала, что позволяет работать коллектору при отрицательных температурах. Не прекращает работать коллектор и в пасмурные дни из-за возможности вакуумных труб поглощать инфракрасное излучение, которое облака не задерживают.

Солнечные коллекторы: что это?


По способу передачи тепла, трубчатые коллекторы выпускаются двух видов:

• В коллекторах с непосредственной циркуляцией, трубки с теплоносителем вмонтированы в вакуумную трубу. Проходя через трубу, теплоноситель нагревается и перетекает в накопительный бак, и далее на нагрев водоснабжения. Из накопительного бака охлаждённый теплоноситель возвращается к вакуумной трубе.
• Коллектор с тепловыми трубками, нагревает теплоноситель, несколько иначе. В стеклянную вакуумную трубу, вмонтирована медная трубка, частично заполненная легкоиспаряющейся жидкостью. Нижняя часть трубки находится в контакте с абсорбером, а верхняя часть с теплообменником. Он же связан с трубками теплоносителя.

Нагреваясь, пары жидкости поднимаются, где происходит теплообмен. Во время теплообмена пар превращается в конденсат и стекает вниз.

Теплоносители



Самым распространённым и недорогим теплоносителем является вода. При минусовых температурах она замерзает, и используется в коллекторах, работающих в летнее время.

Можно использовать незамерзающие жидкости типа антифриз. Это водные растворы, с какой-либо спиртосодержащей жидкостью.

Лучшим теплоносителем является масло. У масла большая теплоёмкость, низкая температура замерзания и высокая температура кипения. Эти качества, как нельзя лучше, отвечают требованиям к теплоносителям. Недостатком такого теплоносителя является повышенная вязкость. Поэтому, чтобы использовать масло, необходимо подключение насоса, который будет обеспечивать равномерную циркуляцию теплоносителя по коллектору.

По стоимости трубчатые коллекторы примерно в два раза дороже плоских, но значительно эффективней.

Необходимые размеры коллектора берутся из расчёта 1,5 м² на одного пользователя горячим водоснабжением.
Исходя из этого, можно определиться для чего, где и какой коллектор нужно устанавливать.
  • Какой теплый пол выбрать
  • Тюнинг двигателя. Термическая эффективность и методы ее повышения
  • Как выбрать нагреватель воды?
  • Горячая вода в сельском доме
  • Солнечный водонагреватель для дачи своими руками