Солнечные коллекторы

Солнечный коллектор – это прибор, собирающий солнечную энергию и преобразовывающий её в тепло для бытовых нужд отопления и горячего водоснабжения

Преимущества солнечных коллекторов

По функциональности солнечные приборы разделяются:

Плоские коллекторы

  Трубчатые или вакуумные коллекторы (сезонные и всесезонные)

     Воздушные коллекторы

        Коллекторы-концентраторы

Гелиоколлекторы менее эффективны и энергопродуктивны, чем традиционные отопительные приборы. Применение таких устройств при плюсовых температурах полностью обеспечит нужды частного дома/коттеджа в горячей воде и отоплении, Зимой эффективность такого оборудования очень низкая.

Наиболее оптимально интегрировать солнечные коллекторы в уже существующую отопительную систему - это значительно снизит расход газа/электроэнергии в теплое время года и создаст резервный источник тепла на ближайшие на 20-30 лет (срок эксплуатации гелиоприбора).

Плоский солнечный коллектор

Это панель-короб, содержащий аккумулятор, площадью 2-8 м.кв.  При помощи теплообменника адсорбированная энергия отдаётся теплоносителю отопительной системы. Панель-короб своей задней частью прикреплен к корпусу конструкции. Корпус – герметичный теплоизолированный, со встроенными двумя медными/полиэтиленовыми патрубками, через которые входит/выходит теплоноситель. Циркулирующий теплоноситель предохраняет коллекторный корпус от перегрева.

Плоские солнечные коллекторы выполнены из 3-4 слоёв.

Верхний слой – прозрачный (калёное стекло или рифленый специальный поликарбонат)

Работающий слой (медь или алюминий) имеет функцию поглощения (абсорбции) и окрашен темным/черным специальным составом

Слой-светоотражатель (его использование увеличивает поглощение до 95%, однако он присутствует не во всех моделях)

Термоизолирующий слой (типа полиизоцианурита)

Недостаток: зимой такая конструкция малопродуктивна, и в ней нельзя безопасно использовать воду как теплоноситель (используют гликоль).

Вакуумный солнечный коллектор

Является одним из наиболее эффективных гелиоприборов – сохраняет тепло и сводит к минимуму теплопотери - так как изолятором в таком приборе является вакуум (сохраняет до 95% накопленного тепла).

По типу конструкции вакуумные солнечные коллекторы бывают:

«Трубка-колба в колбе». Пространство между колбами заполнено вакуумом. Изнутри внутренняя колба покрыта абсорбентом, который отдает тепло носителю (вода/антифриз), циркулирующему внутри.

«Трубка-колба с тепловой трубкой». Тепло с абсорбента отдаётся через рёбра на трубку из меди. Затем тепло, при помощи конденсатора, передается тепловому контуру с теплоносителем.

«Трубка-колба с вакуумом». Ударостойкая стеклянная колба содержит внутри себя адсорбирующий элемент, к которому не касается и не взаимодействует  воздух. Элемент адсорбции многослойный и селективный – собирает тепло и отдает его внутренней поверхности колбы.

Тип «Heat-pipe». Полая трубка со стержнем-теплообменником из меди, имеющая специальный конденсатор на конце и контактирующая с теплообменником в корпусе прибора. Иногда окончания таких стержней-теплообменников соединены в шину (manifold), через которую проходит теплоноситель. В полой трубке помещено вещество с низкой температурой закипания, которое в манифолде при нагреве кипит. Так, постоянно охлаждаясь, конденсируясь и стекая/перемещаясь, это вещество выполняет роль теплоносителя в корпусе вакуумного солнечного коллектора.

Недостаток: вакуумные устройства с площадью, например, 5 м.кв имеет площадь эффективного теплосьёма около 2,5 м.кв.

В качестве теплоносителя у всесезонных моделей применяется антифриз или масло. Такое устройство передаёт тепловую энергию из аккумулирующего бака в змеевик, а циркуляцию теплоносителя в замкнутом контуре отопления обеспечивает насос. Такова «активная» система отопления.

В «пассивной» системе отопления для циркуляции теплоносителя в контуре коллектора аккумулирующий бак помещают выше коллектора (коллектор – на стене здания, утеплённый бак - на чердаке).

Для дополнительного обогрева применяют отопительный электроприбор, подсоединенный параллельно к контуру отопительной системы или к баку-аккумулятору.

Плоские солнечные коллекторы дешевле вакуумных в 3 раза, но являются сезонными (не применимы зимой).

Плоские солнечные коллекторы вакуумного типа более дорогие, но по эффективности они проигрывают трубчатым вакуумным коллекторам.

Стоимость вакуумных солнечных коллекторов наиболее высокая в своем классе приборов. Эти приборы всесезонны и хорошо сохраняют тепло.

Вакуумные коллекторы с Heat-pipe-теплообменником более востребованы из-за блочной конструкции и относительной дешевизны. Такие агрегаты ремонтопригодны и популярны.

Несмотря на широкий выбор гелиоприборов по типу, качеству и цене, всё-же главный критерий обустройства эффективной отопительной системы – правильный подбор всех её элементов и верный монтаж.