Плоские солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы

Плоский солнечный коллектор – это изделие, предназначенное для нагрева воды под действием солнечных лучей. Иными словами, он превращает энергию солнца в тепловую энергию жидкого теплоносителя, причем нагрев может достигать весьма значительных температур. Именно поэтому плоские коллекторы используются в системах ГВС и отопления, особенно – частных домов.

Немалую роль играет и невысокая стоимость таких коллекторов. Расценки на них начинаются от 12 тыс. рублей и зависят от площади изделия, производительности, фирмы-изготовителя и некоторых конструктивных особенностей (например, типа покрытия лицевого стекла или нюансов устройства абсорбера).

Устройство и работа

Основа такого коллектора – абсорбер, в котором и происходит нагрев теплоносителя (в бытовых моделях используется вода, в заводских может применяться жидкость со свойствами антифриза).

Абсорбер представляет собой тонколистовую металлическую пластину (обязательно – черного цвета для лучшего лучевого поглощения), к которой снизу плотно прилегает (приваривается) змеевидная трубка малого сечения. По этой трубке и циркулирует вода, нагреваясь в ходе прохождения под пластиной металла. Размещается абсорбер внутри корпуса (деревянного или металлического), причем стенки и дно его в обязательном порядке теплоизолируются.

Это делается для предотвращения теплопотерь, которые неминуемо возникнут, если абсорбер будет контактировать с корпусом. Лицевая часть корпуса закрывается закаленным стеклом с особыми оптическими свойствами (в самодельных моделях можно использовать оргстекло).

Разогретая вода поднимается из коллектора и поступает в накопительный бак, холодная вода из бака подается в коллектор. Из этого накопителя вода расходуется на бытовые нужды, доливаясь холодной по мере надобности. Причем возможны два варианта устройства: вода-теплоноситель поступает непосредственно в бак, смешиваясь с холодной (одноконтурная система) или же она проходит сквозь жидкость в баке по тонкой трубке, прогревая его объем, как кипятильник. По мере прохождения теплоноситель остывает и возвращается в коллектор, не смешиваясь с водой в баке (двухконтурная система).

Особенности плоских коллекторов

Среди преимуществ таких устройств выделяются:

  • Простота конструкции;
  • Малая стоимость;
  • Высокая степень надежности;
  • Высокая производительность (особенно – летом);
  • Возможность сэкономить до 70% затрат на подогрев воды;
  • Идеальное соотношение цены/качества для теплого климата и южных широт;
  • Возможность самостоятельного изготовления;
  • Способность самоочистки от снега и опавших листьев (за счет гладкой поверхности);
  • Длительный эксплуатационный период.

Однако при низких температурах (зимой, в межсезонье) производительность таких коллекторов ощутимо падает, что связано с резко возрастающими тепловыми потерями. Кроме того, эти изделия обладают достаточно высокой парусностью (из-за большой площади), это обязательно надо учесть при установке, иначе коллектор может быть сорван сильным порывом ветра. Также при установке на крыше можно столкнуться с целым рядом сложностей, поскольку панель надо поднимать целиком. При этом она должна быть ориентирована строго на юг, иначе ее производительность будет меньше задуманной.

Эксплуатация

При эксплуатации плоских коллекторов надо учитывать несколько факторов. Во-первых, их поверхность ни в коем случае не должна затеняться (деревьями или другими домам), это приведет к критичному падению производительности. Во-вторых, после сильных осадков (например, с градом) или ветра надо осматривать лицевое стекло. Дело в том, что град или принесенный ветром мусор могут повредить его поверхность. Главным образом это касается сотового поликарбоната, который чаще всего используется в бытовых моделях. Такие царапины приводят к резкому ухудшению оптических свойств, а значит, ухудшению прохождения солнечных лучей. Иными словами, к снижению производительности.

Плоские коллекторы целесообразнее применять именно летом, в условиях теплой и солнечной погоды. В этом случае они полностью оправдают все затраты на приобретение, установку и интеграцию системы. Причем отличный вариант для сведения затрат к минимуму – самостоятельное изготовление плоского коллектора.

Изготовление

Самостоятельно сделанные плоские солнечные коллекторы прекрасно подойдут для подогрева воды на даче (в душе или для бытовых нужд), а вот для обеспечения ГВС большого коттеджа их производительности будет маловато. Поэтому прежде, чем приступить к работе, надо оценить экономическую целесообразность затрат и сопоставить с требуемым результатом.

  • Тонким листом металла для абсорбера;
  • Трубчатым змеевиком для воды;
  • Защитным стеклом;
  • Заготовками для собственно корпуса;
  • Вспененной теплоизоляцией для корпуса;
  • Сантехническими переходниками, заглушками, фитингами;
  • Оборудованием для пайки металла и инструментом для сборки корпуса.

Кроме того, перед началом работ надо заранее прикинуть, какой объем воды должен нагревать один коллектор. От этого будет зависеть количество требуемых материалов.

Абсорбер и змеевик

Для абсорбера подойдет лист меди, в крайнем случае – алюминия. С наружной стороны его нужно обязательно выкрасить матово-черной порошковой краской для лучшего нагрева.

Змеевик можно подыскать готовый. Но лучше сделать самому из тонких медных трубок, предназначенных для отопительных систем. Трубки спаиваются между собой через сантехнические переходники-тройники, таким образом, чтобы получилась конструкция, похожая на лестницу. На неиспользуемых торцах устанавливаются сантехнические заглушки.

Корпус и лицевая панель

Для изделия, изготовляемого своими руками, лицевую панель можно сделать из сотового (но не литого!) прозрачного поликарбонатом белого цвета. Корпус самодельного коллектора обычно выполняется из фанеры и деревянных досок. Лист фанеры будет служить задней стенкой, а доски необходимы для боковых стенок.

Теплоизоляция

Теплоизоляция прокладывается по дну и бокам корпуса для минимизации теплопотерь, иначе самодельный коллектор будет просто нагревать окружающий воздух. Лучше всего для этих целей подойдут вспененные изоляционные материалы, так как при небольшой толщине они обладают очень хорошей эффективностью.

Разновидности плоских коллекторов

Плоский коллектор с трубчатым змеевиком – это классический вариант конструкции. Однако существуют и альтернативные решения, производительность которых также позволяет использовать их для решения проблем дачного водоподогрева.

Из банок

Абсорбер плоского коллектора можно сделать и иными способами. Цена такого варианта будет еще ниже, впрочем, как и производительность. Так, можно использовать пустые алюминиевые банки из-под пива или иных напитков. В торцах банок проделываются отверстия, после чего они соединяются между собой в длинные ряды. Стыки тщательно герметизируются силиконовым герметиком. Готовая конструкция покрывается черной краской и также устанавливается в корпусе.

Из полипропилена

В качестве абсорбера в таком коллекторе используется сотовый полипропилен (не путать с поликарбонатом, это разные вещи!). Структурно этот материал по всему объему разделен перемычками на множество узких продольных трубок, иными словами, представляет собой готовый радиатор. Полипропилен сотовый широко используется при производстве рекламных конструкций, поэтому его можно приобрести в специализированных фирмах.

Все внутренние трубки материала объединяются общими трубами (сверху и снизу, для подачи и отведения воды). Для этого используется полипропиленовая трубка ABS небольшого диаметра. Она разрезается вдоль и надевается на кромку листа полипропилена. Для герметизации стыков потребуется специальный клей. К сожалению, клей, предназначенный для работы с полипропиленом, стоит гораздо дороже силиконовых или эпоксидных вариантов.

Из садового шланга

Это, пожалуй, самый примитивный и наименее затратный вариант плоского коллектора, состоящий лишь из садового шланга и деревянного корпуса. Шланг должен быть резиновым или полиэтиленовым, лучше всего – черного цвета (тогда готовую конструкцию не придется дополнительно красить). Армированные ПВХ-шланги для этих целей не годятся, дело в том, что они имеют более тонкие стенки и при малых изгибах перегибаются. За счет этого нарушается равномерное протекание потока воды и снижается внутренний объем. Длина шланга зависит от потребностей (можно использовать изделия в 50, 100 и даже 200 м).

Бухта шланга укладывается спиралью на дно корпуса. Для лучшего нагрева корпус стоит заранее прокрасить в черный цвет. Витки трубы надо дополнительно зафиксировать, ведь действием температур и объемов воды шланг будет прогибаться. Для этих целей подойдут пластиковые хомуты. Лицевая сторона закрывается сотовым поликарбонатом.

В целом созданный своими руками плоский коллектор достаточно эффективен в летний период, на дачном участке он вообще может стать единственным рациональным решением по обеспечению нужного подогрева воды. Сборка и установка такого коллектора требует лишь единовременных затрат, в дальнейшем же его достаточно просто очищать от скопившейся пыли или иных загрязнений.

Плоские солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы

Плоские коллекторы, разработанные Hottel и Whillier в 1950-е годы, являются наиболее распространенным типом. Они состоят из темного-поглотителя в виде плоской пластины, прозрачного покрытия, что уменьшает потери тепла, жидкости (антифриз или вода) для отвода тепла от абсорбера, и теплоизолирующий подложки. Абсорбер состоит из тонкого листа поглотителя (термостабильных полимеров, алюминия, стали или меди, к которому применяется матовое, черное или селективное покрытие).

В водяных тепловых панелях, жидкость обычно циркулирует через трубы для передачи тепла от абсорбера к изолированной емкости для воды. Это может быть достигнуто непосредственно или через теплообменник.

Солнечный свет проходит через остекление и попадает на пластину абсорбера, которая нагревается, преобразуя солнечную энергию в тепловую. Тепло передается жидкости, проходящей через трубы, прикрепленных к абсорбционной пластине. Пластины абсорбера обычно окрашены селективными покрытиями, которые поглощают и сохраняют тепло лучше, чем обычная черная краска. Пластины абсорбера обычно изготавливают из металла-обычно из меди или алюминия, так как металл является хорошим проводником тепла. Медь является более дорогим, но является лучшим проводником и менее склонна к коррозии, чем алюминий.

Преимущества и недостатки плоского солнечного коллектора

Солнечный коллектор «Ураган-700»

Серия коллекторов «Ураган» разработана Российскими специалистами, соответствует ГОСТ 28310-89 и изготавливается в России. Все солнечные коллекторы серии «Ураган-700, 750, 770, 800КС,850С» имеют запатентованную конструкцию тепловоспринимающей панели абсорбера (патент 2014116565/06).

. С 2014 года на все солнечные коллекторы Ураган устанавливается теплосъёмник «тип S», который не содержит паяных соединений и рассчитан на рабочее давление до 15АТМ.
Солнечные коллекторы с конструкцией теплосъёмника типа «Арфа» больше не производятся, потому что паяные соединения данной конструкции ограничивали рабочее давление 6-ю АТМ, и не исключали разгерметизацию в течении длительного срока эксплуатации.

Водонагреватель Ураган-700 самый недорогой в производственной линейке солнечнык коллекторов, имеет размеры 2000Х1000X80мм , максимальную лобовую мощность 1170ВТ.
Дневная летняя тепловая выработка около 7 кВтчаса, что позволяет нагреть 1000литров воды на 6.5 градусов, 500л на 12гр., 250л на 20гр., 150л на 37гр.

Для подогрева открытых бассейнов необходим один солнечный коллектор «Ураган-700» на 2500-3000литров (2-3м3) воды в бассейне.

Солнечный водонагреватель «Ураган-700» предназначен как для круглогодичного использования в системах домашнего горячего водоснабжения, если в систему залит антифриз. И с ранней весны до глубокой осени, если в системе используется вода в качестве теплоносителя, для подогрева бассейнов и летних душевых,

Солнечные коллекторы можно соединять параллельно в батареи, при чем в северных широтах предпочтительна вертикальная позиция, то есть крепление на стену, а не на крышу.

Розничная цена солнечного водонагревателя «Ураган-700» составляет 14900руб, без учёта доставки в любой регион России.

Рама держатель для солнечных коллекторов Ураган-700/750/770

Для установки одного коллектора на горизонтальную поверхность отдельно поставляется рама держатель РВК-700-1 для солнечных коллекторов Ураган700/750/770.

Заводской угол установки (не изменяемый) составляет 65градусов к горизонту. Угол является оптимальным как для зимы, так и для лета.
Стоимость рамы РВК-700-1 составляет 2870руб.

Рамы могут соединятся в батарею из 2-х, 3-х и более штук.

Для установки на наклонную поверхность крыши поставляется рама держатель с переменным углом фиксации РПУ-700-1.

Стоимость рамы РПУ-700-1 составляет 3120руб.

Солнечный коллектор «Ураган-750″,»Ураган-770»

Солнечный коллектор Ураган 770 имеет технические характеристики на уровне лучших Европейских аналогов. Максимальная лобовая мощность нагрева теплоносителя 1400Вт. Дневная выработка 9.1кВтчасов. (1000л на 8гр, 150л на 52гр.)

Площадь абсорбера 1.84м2 при стандартном габаритном размере 2000х1000х80мм. Запатентованная алюминиевая конструкция теплосъёмника абсорбера с высокоселективным покрытием eta plus от немецкого производителя BlueTec.

Корпус утеплён высокотемпературным фиберглассом и закрыт специально подготовленным Текстурированным 3.2мм стеклом с низким содержанием железа. Температура стагнации +175°C. «Ураган-770» предназначен для всесезонного применения в системах Отопления и ГВС.

Для подогрева открытых бассейнов необходим один солнечный коллектор «Ураган-770» на 4000-5000литров (4-5м3) воды в бассейне.

Розничная цена солнечного водонагревателя «Ураган-770» составляет 19700руб, «Ураган-750» -составляет 18500руб, без учёта доставки в любой регион России.

Для оптовых закупок специальное ценовое предложение.

Модель «Ураган-750» отличается от «Ураган-770» тем, что вместо импортного покрытия eta plus, используется высокоселективное покрытие на основе Чёрного хрома.

Солнечный коллектор «Спектр-800″,»Спектр-850С»

Солнечный коллектор Спектр-850С — самый эффективный в производственной линейке солнечных водонагревателей.

Площадь абсорбера 1.93м2 при габаритном размере 2050х1050х95мм.

Запатентованная конструкция тепловоспринимающей панели абсорбера, целиком из меди.

Специальное антибликовое гелиостекло с прозрачностью 98% на частоте максимума солнечного излучения 650нм.

Абсорбер eta plus изготовлен в Германии компанией BlueTec

Температура стагнации +215°C.

Максимальная лобовая мощность Солнечного коллектора Спектр-850С составляет 1629Вт при оптическом КПД(η₀)=0.844, что превосходит параметры Европейских аналогов таких как: Viessmann Vitosol 100-F/200-F/ 300T, Rehau Solect QK/WK, Bosch FCB, Buderus Logasol, Junkers FKT, Oventrop OKF, Nibe Solar FP, Vailant, Protherm SCV, Ferroli HMF/HRF, Baxi AR, Facro SKW и другие.

Читайте также:  Теплообменники вода воздух

«Спектр-850C» предназначен для Зимнего и всесезонного применения в системах Отопления и ГВС во всех регионах России включая северные.

Розничная цена солнечного водонагревателя «Спектр-850C» составляет 24 500руб, без учёта доставки в любой регион России.

Розничная цена солнечного водонагревателя «Спектр-800» составляет 21 300руб.

Солнечные коллекторы «Спектр-800» и «Спектр-850C» одинаковые по габаритам и конструкции, отличие только в том, что в модели «Спектр-850C» установлено немецкое суперпрозрачное гелиостекло с антибликовым водоотталкивающим покрытием.

Солнечный коллектор «Ураган-800КС»

Модель «Ураган-800КC» изготавливается в цельнометаллическом оцинкованном корпусе, что обеспечивает самую высокую надежность и долговечность.

Розничная цена солнечного водонагревателя «Ураган-800КC» составляет 21 800руб, без учёта доставки в любой регион России.

Солнечный коллектор «Я-SOLAR»

Солнечные коллекторы «Я-SOLAR» разработаны по европейским стандартам EN 12975-1 и -2 и производятся в России по полному циклу.

В конструкции солнечного коллектора «Я-SOLAR» используются самое современное поглощающее энергию покрытие TiNOX, полностью медный абсорбер, сверхпрозрачное антибликовое стекло, максимально эффективные утеплитель (60мм) и средства герметизации. Специально для коллектора «Я-SOLAR» был разработаны и запатентованы технология пайки медных абсорберов с профилированным листом TiNOX для улучшенной теплопередачи, специальный корпус и прижим стекла. После улучшений оптический КПД «Я-SOLAR» составил 83%.

Гарантия качества. Все элементы коллектора «Я-SOLAR» изготовлены из надежных материалов (медь и алюминий) в соответствии с наивысшими нормативами качества, благодаря чему на солнечные коллекторы «Я-SOLAR» распространяется 5-ти летняя гарантия, срок службы составляет более 25 лет.

Сводная таблица солнечных коллекторов по характеристикам

* — цифра в названии модели приблизительно соответствует оптическому КПД солнечного коллектора.

Контроллер и Рабочая станция для систем на солнечных контроллерах

Когда солнечные коллекторы смонтированы выше накопительного бака, естественная циркуляция невозможна, тогда необходимо использовать рабочую станцию с контроллером.

  • Циркуляционный насос
  • Расширительный бак
  • Манометр
  • Группа безопасности
  • Расходомер
  • Обратный клапан
  • Соединительная арматура
  • Контроллер TK-SC-6 с тремя датчиками температуры

Розничная цена 24800 руб.

Контроллер управления TK-SC-6 (можно купить отдельно за 7900р).

Типовая закрытая схема подключения солнечных коллекторов для горячего водоснабжения

  1. Накопительный бак
  2. Контроллер SR-868
  3. Насосная станция
  4. Солнечный коллектор
  5. Воздухоотводчик
  6. Датчик температуры в солнечный коллектор
  7. Датчик температуры перегрева накопительного бака
  8. Датчик температуры в накопительном баке
  9. Сливной/заливной кран
  10. Нагрузка горячего водоснабжения

Данная схема является типовой универсальной схемой подключения солнечных коллекторов. При использовании в качестве теплоносителя антифриз для гелиосистем — эта схема работоспособна круглый год. Для круглогодичного использования данной схемы очень важно устроить хорошую теплоизоляцию трубопроводов от солнечных коллекторов до накопительного бака и нагрузки. Солнечные коллекторы могут быть установлены как на крыше, так и на стене здания. Нагрузкой может выступать бойлер горячего водоснабжения, система отопления, бассейн. Так же возможны схемы с комбинированными нагрузками, где солнечные коллекторы интегрируются с системами ГВС и отопления.

Схема интеграции солнечных коллекторов в систему отопления и ГВС

  1. Солнечный коллектор
  2. Накопительный бак ГВС
  3. Контроллер SR-868
  4. Насосная станция
  5. Воздухоотводчик
  6. Датчик температуры перегрева накопительного бака
  7. Датчик температуры в накопительном баке
  8. Датчик температуры в солнечный коллектор
  9. Тепловой насос
  10. Буферный бак — тепловой аккумулятор
  11. Теплый пол
  12. Циркуляционный насос

Простейшая схема подключения солнечного коллектора для летнего душа

Это простейшая схема летнего душа. Состоящая из солнечного коллектора, бака для душа и трубопроводов. Бак должен располагаться выше солнечного коллектора для обеспечения естественной циркуляции. Трубопроводы необходимо утеплить. Контроль уровня жидкости в баке можно обустроить с помощью поплавка от бачка унитаза, соединив его с водопроводом.

Простейшая схема подключения солнечного коллектора для подогрева бассейна

В данной схеме в качестве насоса используется простой насос для фонтанов и таймер на 24 часа. В качестве емкости может быть бассейн, бак, бочка и. т. д. Расположение коллектора относительно емкости любое так как для циркуляции используется насос. Стоимость компонентов на сегодняшний день такова:

  • Насос для фонтанов 20Вт напор 1,7м — 1400 руб.
  • Таймер на 24 часа — 320 руб.
  • Шланги Gardena Classic, 3/4 дюйма — 105 руб. м./п.
  • Хомуты шт. — 10 руб.
  • Утеплитель для труб 22мм -22 руб. м./п.

Простейшая схема подключения солнечного коллектора для горячего водоснабжения

Если в системе не используется циркуляционный насос, то накопительный бак должен располагаться выше солнечных коллекторов. Чем больше диаметр трубопроводов соединяющих бак и солнечный коллектор тем сильнее автоциркуляция. Диаметр трубопроводов должен быть не менее 3/4 дюйма (20мм). Трубопроводы необходимо утеплить.

Простейшая круглогодичная схема подключения солнечного коллектора для горячего водоснабжения

Если солнечная система используеться круглогодично, то необходимо заменить обычный бак на бак косвенного нагрева (бойлер), а в качестве рабочего тела необходимо использовать антифриз (незамерзающую жидкость). Чем больше диаметр трубопроводов соединяющих бак и солнечный коллектор тем сильнее автоциркуляция. Диаметр трубопроводов должен быть не менее 3/4 дюйма (20мм). Трубопроводы необходимо утеплить.

Плоские коллекторы

• Чёрный медный абсорбер
• Площадь поглощения – 2 м²
• Тип коллектора – плоский

ХарактеристикаЕд. изм.KSG Regal 21
Конструкция коллектораплоский
Длинамм2033
Ширинамм1033
Высотамм83
Вескг36,5
Общая площадь коллектора (брутто)м²2,1
Площадь апертуры (диафрагмы)м²1,94
Оптическая эффективность%80,6

Страна производитель – Польша

Гарантия – 10 лет

ХарактеристикаЕд. изм.KSG Regal 27
Конструкция коллектораплоский
Длинамм2356
Ширинамм1354
Высотамм83
Вескг46,5
Общая площадь коллектора (брутто)м²2,75
Площадь апертуры (диафрагмы)м²2,572
Оптическая эффективность%77,9

Страна производитель – Польша

Гарантия – 10 лет

• Мощность – 1,5 кВт при температуре 20°С и интенсивности излучения 900 Вт/м²
• Габариты – 1093х2008х76,7 мм
• Площадь поглощения – 2,06 м 2
• Вес AL – 32 кг
• Объём каналов – 1,4 литра
• Соединительные патрубки – 4 шт. винт/гайка G 3/4 с плоскими прокладками
• Прозрачная изоляция – стекло закаленное 3,2 мм с антибликовым покрытием
• Алюминиевый абсорбер
• Производитель – АО “ВПК “НПО машиностроения” Россия

• Мощность – 1,5 кВт при температуре 20°С и интенсивности излучения 900 Вт/м²
• Габариты: 1093х2008х76,7 мм
• Площадь поглощения – 2,06 м 2
• Вес CU – 36,5 кг
• Объём каналов – 1,4 литра
• Соединительные патрубки – 4 шт. винт/гайка G 3/4 с плоскими прокладками
• Прозрачная изоляция – стекло закаленное 3,2 мм с антибликовым покрытием
• Медный абсорбер
• Производитель: АО “ВПК “НПО машиностроения” Россия

Гелиосистема отопления и ГВС с плоскими солнечными коллекторами

Энергия солнца для нагрева воды использовалась с незапамятных времен. Условно первым солнечным коллектором можно назвать ведро воды, поставленное на солнце. Такой способ не мог похвастаться особой эффективностью, поэтому постоянно предпринимались попытки придумать более совершенную систему.

Наконец, современные знания и технологии позволили ученым создать солнечный коллектор, достаточно эффективный для автономного нагрева воды в летний период.

Плоский солнечный коллектор – это бюджетная и эффективная альтернатива центральному водоснабжению в летние месяцы. Она может использоваться для поддержания комфортной температуры воды в бассейне, для душа в летнем домике или обеспечивать дом горячей водой летом, позволяя сэкономить на счетах.

Отопление дома на коллекторах эффективно при совместном использовании с газовыми и электрокотлами, тепловыми насосами – в этом случае клиент получает значительную экономию денежных средств.

Устройство плоского коллектора

Плоские солнечные коллекторы состоят из стального профиля (или алюминиевого, или гальванизированного материла) по периметру, закалённого стекла, абсорбера (металлический лист покрытый специальным покрытием эффективного поглощения солнечных лучей), медных (или алюминиевых) трубок внедрённых в абсорбер по которым циркулирует теплоноситель, теплоизолирующий лист из стекловолоконного композитного материала (такие материалы широко применяют для утепления стен домов – типа Rockwool ), и подкладочного листа (пластик или металл).

Все применяемые материалы производятся специально для эксплуатации в условиях экстремальных температур – от минус 50°C до 250°C и воздействия ультрафиолета. Если применяемые материалы – качественные, то срок службы как правило превышает 10 лет, профилактических и ремонтных работ не требуется.

Вышеописанная конструкция является приемником тепла. Нагреваясь на солнце, она в дальнейшем передает энергию воде в бойлере через систему труб.

По трубам может циркулировать как вода непосредственно из емкости (прямая передача тепла), так и вода со специальными примесями (косвенная передача тепла).

В последнем случае трубы в виде нескольких колец заведены в саму емкость с водой.

Аккумулятором тепла может выступать любая емкость нужного объема.

Главное условие здесь: она должна выдержать давление системы водоснабжения.

Мы предлагаем как отдельно плоский солнечный коллектор, так и в виде готовых предложений , что позволяет купить плоский солнечный коллектор в комплекте с баком необходимого объема, а также со всеми комплектующими для подключения системы.

Как показала практика эксплуатации в 2011 году в Московской области – стекло выдерживает попадание града и резкие перепады температур в зимнее время. Чистка стекла владельцем коллектора в Московской области производилась один раз, после наступления весеннего периода.

Эффективность системы с панельным коллектором

Плоский (или панельный) солнечный водонагреватель имеет высокую производительность в теплую погоду. Фактически, чем выше температура окружающей среды, тем эффективнее работает коллектор.

Производительность напрямую зависит от расстояния между бойлером и коллектором. Чем оно меньше, тем меньшее количество тепла теряется при его передаче.

Если Вы планируете использовать гелиосистему отопления или горячего водоснабжения круглый год, то необходима комплектация следующим оборудованием:

  1. Плоские солнечные коллекторы;
  2. Насосная станция;
  3. Расширительный бак;
  4. Контроллер;
  5. Буферный накопитель;
  6. Температурные датчики;
  7. Воздушный предохранительный клапан (сбросник);
  8. Электрический ТЭН или отопительный котел;
  9. Фильтрующий узел;
  10. Нержавеющая гофрированная труба со специальным утеплителем.

Использование плоского солнечного коллектора в летний период времени (на даче или в загородном доме)

Для эксплуатации на даче для горячего водоснабжения Вам достаточно одного плоского солнечного коллектора подсоединённого к баку двумя шлангами.

При нагреве вода по верхнему шлангу поступает в бак, а холодная вода из нижнего патрубка поступает в коллектор. Таким образом запускается есественная циркуляция и не трубуется никаких дополнительных элементов – достаточно плоского солнечного коллектора и бака.

Один плоский коллектор за летний световой день, способен нагреть воду до 90°C в течение 7-ми часов в объёме 250-300 литров. Что вполне достаточно для семьи из 4-х человек.

Плоский солнечный коллектор

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.

Читайте также:  Газовый фильтр для котла

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.

Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

Солнце – источник неисчерпаемой бесплатной энергии, ресурсами которой может воспользоваться любой желающий.

Нашим подписчикам — скидки на товары для отопления и водоснабжения.

Комплект с плоскими солнечными коллекторами auroSTEP plus – оптимальное решение для загородного дома.

Трубчатый солнечный коллектор auroTHERM exclusiv обеспечивает максимальную эффективность поддержки системы отопления.

Плоские солнечные коллекторы auroTHERM и auroTHERM plus – отличное соотношение цены и эффективности.

Покупка гелиосистем у официального дилера имеет ряд преимуществ:

+ 7 (495) 369-37-99 (круглосуточно)

Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

Устройство и принцип работы

Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию. Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность. Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

Плоские высокоселективные

Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор. Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

Вакуумные трубчатые

Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

Концентрационные

Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы. Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше. Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

Воздушные

Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

Читайте также:  Схемы водяного отопления частного дома своими руками

Расчет мощности солнечного коллектора

Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м. Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м. В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

Использование солнечных коллекторов в России и мире

Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы. Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов. В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду. К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant. Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

Стоимость гелиоустановки для дома

Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя. Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

Солнечный коллектор для отопления дома

Солнечный коллектор – это техническое устройство, служащее для преобразования солнечной энергии в тепловую. По типу теплоносителя, солнечные коллекторы подразделяются на воздушные и жидкостные, в которых теплоносителем служит вода или иное жидкое вещество (антифриз, этиленгликоль и подобные). По конструкции, данные устройства, бывают плоские и вакуумные.

Принцип действия

Для отопления жилого дома или иного объекта могут быть использованы все виды солнечных коллекторов, однако принцип их работы, вне зависимости от конструкции и вида теплоносителя, является единым.

Принцип работы солнечного коллектора основан на способности материалов поглощать энергию солнца в видимом и невидимом, человеческому глазу, диапазонах, в связи с чем, внутри данного материала, начинаются физические процессы, молекулы начинают быстрее двигаться, материал (вещество) – нагревается. Тепло выделяемое материалами, на которые воздействуют солнечные лучи, передается теплоносителя для последующего использования.

Схематично, принцип работы различных видов устройств, можно отразить следующим образом:

  1. Плоский солнечный коллектор, работающий с использование жидкого теплоносителя:
  2. Плоский солнечный коллектор, работающий с использование воздуха:
  3. Вакуумный солнечный коллектор, с жидким теплоносителем:

В соответствии с конструкцией, видом теплоносителя и способу его использования и передачи тепла, солнечные коллекторы бывают:

По типу конструкции:

  • Плоские – представляют из себя конструкцию в виде прямоугольника (коробки), выполняемую из прочного материала и служащую корпусом устройства. Во внутренне пространство корпуса укладывается изоляция, по поверхности которой монтируется абсорбирующая (поглощающая тепло) пластина. В специальные углубления абсорбера, укладываются трубки (как правили изготовленные из меди), в которые, в дальнейшем, подается теплоноситель. С наружной стороны корпус закрывается поглощающей оболочкой и защитным стеклом.
  • Вакуумные – в устройстве данного типа, определенное количество вакуумных трубок, объединены в общем корпусе коллектора. В корпусе устроен теплообменник, в котором теплоноситель, циркулирующий во внутреннем контуре вакуумных трубок, передает полученную энергию, теплоносителю наружного контура.

По типу теплоносителя:

По способу использования теплоносителя:

  • Пассивные – солнечный коллектор используется в паре с баком накопителем, и служит для горячего водоснабжения, без устройства дополнительных инженерных элементов сети (циркуляционный насос, элементы защиты и т. д.).
  • Активные – система, кроме монтажа коллектора, комплектуется техническими устройствами (насос, защитные клапана, бак накопитель, дополнительные элементы нагрева теплоносителя), и может использоваться как для горячего водоснабжения, так и для отопления помещений.

По способу передачи тепла:

  • Косвенного действия, когда в системе отопления (горячего водоснабжения), присутствует бак-аккумулятор (накопитель), в котором происходит передача тепловой энергии, полученной, наружным контуром, от солнечных лучей, и передаваемой внутреннему контуру, циркулирующему в системах ГВС и отопления.
  • Прямого действия, прямоточные – данный способ используется в системах ГВС, при этом циркуляция воды, в контуре коллектора, осуществляется под воздействием разности температур и путем установки дополнительных элементов (кранов, клапанов и т. д.).

Как работает зимой?

В системах отопления, как правило, используются вакуумные коллекторы, это определяется их техническими характеристиками и условиями эксплуатации.

Основной элемент вакуумного солнечного коллектора – это вакуумная трубка, которая состоит из:

  • Изоляционной трубки, выполненной из стекла или иного материала, пропускающего солнечные лучи с минимальными потерями их мощности;
  • Медной, тепловой трубки, помещенной во внутреннее пространство изоляционной трубки;
  • Алюминиевой фольги и поглощающего слоя, расположенных между трубками;
  • Крышкой изоляционной трубки, являющейся уплотнительной прокладкой, обеспечивающей вакуум во внутреннем пространстве устройства.

Работа системы осуществляется следующим образом:

  1. Под воздействием солнечной энергии, теплоноситель контура трубки, испаряется и поднимается вверх, где в теплообменнике коллектора конденсируется, передает свое тепло теплоносителю наружного контура, после чего стекает вниз, и процесс повторяется.
  2. Теплоноситель наружного контура, из теплообменника солнечного коллектора, подается на бак-аккумулятор, где происходит передача полученной тепловой энергии теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения.
  3. Циркуляция теплоносителя наружного контура осуществляется путем установки циркуляционного насоса и систем автоматики, обеспечивающей работу системы в автоматическом режиме.
  4. В комплекс системы автоматики входит контроллер, датчики и элементы управления, обеспечивающие установленные параметры работы системы (температура, расход жидкости в системе ГВС и т. д.)

Для того, чтобы данная система была эффективна и справлялась с выполнением поставленных задач, в том числе и в зимний период, системой предусматривается установка дублирующих источников энергии. Это может быть дополнительная система нагрева, с использованием теплоносителя, как на приведенной схеме, когда теплоноситель дополнительного контура нагревается путем использования различных видов топлива (газ, биотопливо, электричество). Также, с подобную задачу можно выполнить путем установки электрических ТЭНов, непосредственно в бак-аккумулятор. Работу дублирующих источников энергии контролирует система автоматики, включая в работу данные устройства, по мере необходимости.

Выгодно ли это

Определить, выгодно ли использовать солнечные коллекторы, каждый определяет для себя индивидуально, в зависимости от региона проживания, потребности в тепловой энергии и в зависимости от финансовых возможностей.
Регион проживания – это важный критерий, при определении эффективности использования устройств, служащих для преобразования энергии солнца в другие виды энергии. Солнечная активность (продолжительность солнечного сияния), в разных регионах нашей страны разная, что видно на приведенной ниже схеме.
Из данной схемы видно, что наиболее благоприятные регионы, для использования солнечной энергии, с продолжительностью солнечной активности более 2000,0 часов в год, расположены в южных районах страны. В этих районах также не бывает холодных и продолжительных зим, что определяет возможность успешного использования солнечных коллекторов в системах отопления и горячего водоснабжения, именно в этих областях России.

При необходимости создать абсолютно автономную систему, от внешних, традиционных поставщиков тепловой энергии, следует помнить, что, установив только коллектор, создать подобную систему не получится, т. к. для создания циркуляции теплоносителя, работы системы автоматики, необходима электрическая энергия. Поэтому, для полной автономии, необходимо проработать вопрос по независимому электроснабжению подключаемого объекта. Следовательно, для того, чтобы сделать абсолютно независимую систему, потребуются дополнительные финансовые затраты, что увеличит срок окупаемости оборудования.

Как сделать своими руками

Наиболее простой, но тем не менее эффективный вариант, это плоский солнечный коллектор, в котором в качестве теплоносителя используется вода.
Из имеющихся под рукой материалов, изготавливается корпус устройства. Это может быть дерево, профильный черный или цветной металл. Размеры каркаса определяются местом установки солнечного коллектора, его назначением и наличием требуемых материалов.

Во внутреннее пространство корпуса укладывается утеплитель, поверх которого укладывается медная трубка. Для создания большей поглощающей площади, трубку укладывают в форме змеевика. Чтобы увеличить КПД устройства, под трубку можно положить слой фольги (на схеме не показано), это позволит снизить тепловые потери в нижнюю сторону устройства и увеличит температуру во внутреннем пространстве корпуса.

С наружной стороны корпус закрывается защитным стеклом, щели герметизируются. В местах ввода и выхода труб, монтируются патрубки холодной и горячей воды.
Изготовленной таким образом устройство, можно использовать для горячего водоснабжения летнего душа и подогрева воды в бассейне, для этого патрубки коллектора подключаются к выбранным системам, после чего устройство готово к работе.

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и у солнечного коллектора, есть свои плюсы и минусы, как по возможности использования и эксплуатации, так и по иным параметрам и показателям. В зависимости от конструкции устройства, плюсы и минусы, разнятся, поэтому необходимо их рассмотреть в отдельности друг от друга.

Плоские солнечные коллекторы.

Достоинства использования:

  1. При использовании в южных регионах с теплым климатом, наилучшие показатели в соотношении цена – производительность;
  2. При осадках в виде снега, имеют способность к самоочищению;
  3. Обладают высоким КПД, при использовании в летний период;
  4. Относительно низкая стоимость, в сравнении с аналогами другой конструкции.

Недостатками являются:

  1. Значительные тепловые потери, вызванные конструктивными особенностями устройства;
  2. Низкий КПД при работе в осенне-весенний период;
  3. Сложность транспортировки и монтажа готовых изделий;
  4. Высокая парусность конструкции, создает опасность повреждения ее элементов, в процессе эксплуатации;
  5. Сложность и трудозатратность выполнения ремонтных работ.

Вакуумные солнечные коллекторы.

Достоинства использования:

  1. При использовании в регионах с холодным и умеренным климатом, наилучшие показатели в соотношении цена – производительность;
  2. Незначительные тепловые потери, в процессе эксплуатации, в сравнении с аналогами другой конструкции;
  3. Способность работать при низких и отрицательных температурах окружающего воздуха;
  4. Способность работать при низкой солнечной активности в утренние и вечерние часы, а также при отсутствии прямых солнечных лучей (пасмурная погода);
  5. Легкий и удобный монтаж, транспортабельность конструкций;
  6. Надежность в процессе эксплуатации.

Недостатками являются:

  1. Относительно высокая стоимость;
  2. Жесткие требования к монтажу, определяющие расположение коллектора в пространстве по отношению к поверхности земли.


Добавить комментарий