Солнечный коллектор для отопления

Мы уже привыкли к неуклонному росту стоимости энергоресурсов и с каждым годом обречённо ожидаем очередного скачка тарифов на газ и электричество. В частности, для Московской области за последние три года цена на кубометр газа подросла на 14%, а одного киловатта электроэнергии – на 15%. Скорее всего, такие темпы роста сохранятся и дальше. Впрочем, есть надежда, что по мере обуздания инфляции (над чем усиленно работает правительство и Центробанк) рост тарифов замедлится, но уж точно не остановится.

Коллектор компании Sunstar (Китай) с буферной емкостью.

В силу вышеизложенных причин народ всерьёз озаботился сокращением затрат, связанных с энергопотреблением, благо современные энергосберегающие технологии предоставляют такую возможность. В частности, для владельцев частных домов появилась интересная возможность экономии финансовых средств: задействовать для нужд отопления и горячего водоснабжения энергию нашего светила. Она ведь бесплатная! Вопрос лишь в том, чтобы передать эту энергию теплоносителю. Эту задачу решает устройство, получившее название солнечный коллектор.

Солнечный коллектор для отопления не следует путать с солнечной батареей. Хотя оба прибора работают по одному и тому же принципу – поглощают солнечную энергию, первый лишь передаёт её в пункт назначения, в то время как второй преобразует её в электрический ток.

Устройство и принцип работы

Уже одно название прибора говорит о том, что его назначение – аккумулирование солнечной энергии, её концентрация и передача теплоносителю, в качестве которого может выступать вода, антифриз или воздух. Теплоноситель разогревается солнечными лучами, начинает циркулировать по контуру коллектора и в конечном итоге поступает в накопительную ёмкость (бак-теплоаккумулятор), где и отдаёт тепло находящейся в ней жидкости (воде).

Коллектор компании Sunstar (Китай).

Циркуляция может происходить двумя путями: естественным способом (за счёт разности температур) или принудительно (с помощью циркуляционного насоса, если это жидкость или с помощью вентилятора, если это воздух). Современные солнечные коллекторы для отопления дома могут нагреть воду почти до точки кипения даже при отрицательной температуре на улице.

Типы солнечных коллекторов

Эти приборы можно разделить на три категории:

  • плоские;
  • вакуумные;
  • воздушные.

Плоский коллектор представляет собой панель в виде плоской коробки, внутри которой расположен теплопоглощающий наполнитель (адсорбер). Обычно на него наносится тёмная краска или селективное покрытие (чаще всего оксид титана) для усиления поглощающей способности. Адсорбер соединяется с теплопроводящими трубками коллектора.

Сверху теплопоглощающий наполнитель закрыт защитным прозрачным слоем (закалённым стеклом или поликарбонатом), а в нижней части находится теплоизоляционный материал (чаще всего ПИР). Трубки, в которых находится теплоноситель, делаются либо из меди, либо из медного сплава. Вся конструкция герметизируется специальным герметиком.

Солнечный коллектор для отопления дома.

В вакуумном коллекторе используются стеклянные тепловые трубки. Вся конструкция напоминает бытовой термос: цилиндрическая колба, внутри которой помещена трубка меньшего диаметра. Внешняя поверхность колбы – прозрачная, а находящаяся внутри трубка меньшего диаметра покрыта теплопоглощающим слоем. В пространстве между трубками – вакуум, выполняющий в качестве теплоизолятора. Благодаря такой компоновке улавливаемая внутренней трубкой солнечная энергия сохраняется почти полностью и передаётся находящемуся в коллекторе теплоносителю практически без потерь.

Внутренних трубок может быть несколько, а единственная трубка может иметь У-образную форму. Такая компоновка увеличивает количество поглощаемой энергии, а значит и производительность всей системы. Длина колбы варьируется в пределах 1,2 – 2,0 м, что даёт возможность размещать всю конструкцию на крышах разнообразной конфигурации.

В воздушном солнечном коллекторе теплоносителем выступает воздух. Так как теплопроводящие свойства воздуха ниже, чем у жидкости, КПД такого устройства относительно невысок. Нагретый солнечной энергией воздух попадает в помещение либо за счёт естественной конвекции, либо нагнетается вентилятором. Поскольку воздух не замерзает, в системе с воздушным коллектором теплообменник отсутствует, что упрощает и, следовательно, удешевляет всю конструкцию.

Плоский коллектор компании Sunstar (Китай).

Критерии выбора

У каждого типа солнечного коллектора для отопления, естественно, есть свои плюсы и минусы. В частности, плоские коллекторы прочны и надёжны благодаря простоте конструкции, тогда как вакуумные модели более уязвимы. Воздушный коллектор – самый простой и дешёвый вариант, не имеет проблем с замерзанием воды, однако низкий КПД и необходимость в большинстве случаев использовать вентилятор существенно ограничивают сферу применения данного устройства.

При выходе из строя плоского коллектора приходится целиком менять адсорбер, в то время как при поломке вакуумного коллектора замене подлежат только вышедшие из строя трубки. Плоские коллекторы максимально эффективны лишь тогда, когда разность температур нагретой воды и наружного воздуха составляет 30-40°C, в то время как вакуумные собратья способны обеспечить эффективный нагрев до более высоких температур, что особенно актуально в холодное время года. Одновременно вакуумные модели обладают лучшей поглощающей способностью в пасмурную погоду, а при контакте с холодным воздухом лучше сохраняют тепло.

Жизненный цикл у всех типов коллекторов примерно одинаков и составляет от 15 до 25 лет, в зависимости от качества комплектующих. Лучшими считаются европейские производители, ну а если брать китайские модели, то здесь как повезёт.

Не следует забывать, что эффективность солнечных коллекторов для отопления дома связана с географическими и климатическими факторами (количество ясных дней в году, среднегодовая температура, сила солнечного излучения и др.), поэтому в большинстве случаев их не следует рассматривать как единственный источник отопления. А вот интегрировать их в существующую отопительную систему – дело стоящее.

Видео

 

Оставить свой комментарий

Поиск по сайту
© 2017    Копирование материалов возможно только при указании индексируемой ссылки на источник      //    Карта сайта    //    Контакты    //    Вверх