Сонячні колектори

Сонячний колектор (геліоустановка) — це спеціальні пристрої, які потрібні для збору енергії, виробленої сонцем. Завдяки теплу від сонця проводиться нагрів застосовуваного в такому обладнанні теплоносія.

Сьогодні застосування відновлюваної сонячної енергії в цілях опалення різних об'єктів, в системах водопостачання гарячою водою придбало велику популярність. Такої популярності сприяють кліматичні умови, безперервне подорожчання енергетичних ресурсів.

Сонячні колектори умовно діляться на всесезонні (популярні в північних і західних регіонах України) і сезонні (популярні на півдні та сході України).

Сонячний водонагрівач може випускатися як з встановленими плоскими колекторами, так і з вакуумними трубчастими колекторами.

Плоский колектор

Будь-плоский колектор працює дуже просто: він уловлює радіацію, що йде від сонця і перетворює енергію світла в теплову. Теплова енергія далі використовується для підігріву води. Як правило, таке обладнання працює як мінімум 15 років.

Основними характеристиками будь-якого плоского колектора є стійкість до істотних перепадів температури і впливу навколишнього середовища (мороз, спека, град, сніг, пил і так далі), щільність встановлених системи з'єднань і запчастин, надійність і міцність, простота в установці, швидке ефективне перетворення енергії.

Основними елементами конструкції плоского колектора є корпус, спеціальний надійний ущільнювач, міцне покриття (прозоре), шар теплоізоляції, абсорбер (елемент, який поглинає тепло) і система для проведення тепла (трубка).

корпусі плоского колектора розташовані всі деталі пристрою. Корпус потрібно для їх захисту від різних погодних факторів. Так, корпус повинен бути надміцним, володіти стійкістю до корозії.

Ущільнювач для плоских колекторів випускають із спеціального еластичного матеріалу. Він потрібен для того, щоб запобігти протікання, потрапляння всередину дощової води. Варто зазначити, що такий ущільнювальний матеріал повинен бути стійким до сильних перепади температури, не псується під впливом ультрафіолету.

Встановлене на плоскому колекторі прозоре покриття, як правило. випускається із спеціального загартованого скла, яке відрізняється підвищеним коефіцієнтом теплопередачі. Таке скло захистить компоненти пристрою від впливу погодних факторів.

Теплоізолюючий шар плоского колектора потрібно для зниження небажані втрати тепла, яка може відбувається як через задню і бічні частини пристрою. Такий шар зобов'язаний витримувати найбільшу температуру, яка буде в абсорбері.

Абсорбер необхідний для поглинання енергії, виробленої сонцем і перетворення її в тепло. Випускають абсорбер з міді, яка має спеціальне селективне покриття, яке потрібно для максимального поглинання пристосуванням світла.

Теплопровідна система плоского колектора являє собою рідину, яка протікає через пристрій і поглинає тепло. Процес теплопередачі здійснюється за рахунок конвекції і теплопровідності. Застосовувані для цього трубки виготовляють з матеріалу, який відрізняється високою провідністю тепла.

Вакуумний трубчастий колектор

Будь сонячний водонагрівач, який оснащений вакуумним трубчастим колектором має 2 основні частини: зовнішній блок (сам колектор) і внутрішній блок (теплообмінник, резервуар).

Зовнішній блок являє собою набір мідних трубок, які мають спеціальне чорне покриття і відображає шар, який називається рефлектором. Промені сонця нагрівають дані трубки, а відображені за допомогою рефлектора промені сонця фокусуються на звороті цих трубок. Так, пристрій дає можливість збирати тепло від сонця при будь-якій погоді. Коефіцієнт поглинання енергії в таких пристроях може досягати 98%.

Встановлені в пристрої вакуумні трубки можуть бути різними. Все залежить від застосовуваного матеріалу. Період роботи таких трубок — до 15 років.

Основними параметрами вакуумних трубчастих колекторів є стійкість до істотних перепадів температури і впливу навколишнього середовища (мороз, спека, град, сніг, пил і так далі), щільність встановлених системи з'єднань і запчастин, надійність і міцність, простота в установці, швидке ефективне перетворення енергії.

Оскільки в конструкції пристрою застосовуються теплові трубки, досягається дуже високий ККД навіть під час роботи обладнання при низьких температурах, слабкому освітленні. Але при використанні додаткового теплового контуру відбуваються втрати тепла при теплопередачі, ось чому при температурах більше 15°С ефективність такого пристрою дорівнює або навіть нижче, ніж у плоского колектора.

Види вакуумних колекторів

Є 3 основних типи таких колекторів: «колба в колбі», «вакуумна колба», «колба в колбі з застосуванням теплової трубки».

Колба в колбі. В такому пристрої нагрівання теплоносія здійснюється під час контакту зі спеціальним покриттям, яке нанесено на скляній колбі. В ролі теплоносія може виступати вода, антифриз та його суміші з водою.

Колба в колбі з використанням теплової трубки. В такому пристрої використовуються спеціальні мідні теплові трубки. Тепло від абсорбера передається на трубки за допомогою ребер. Далі трубки передають тепло у встановлений конденсатор, який приєднується до колектора. В конденсаторі здійснюється циркуляція теплоносія.

Вакуумна колба. У таких пристроях колби мають вакуумну теплоізоляцію, яка знаходиться на мідної теплової трубки. У перших двох типах вакуумний шар розташований між стінками колб, в цьому — як абсорбер, так і теплова трубка розташовані у вакуумі. Варто зазначити, що використання в такому пристрої лише 1 шару скла (не 2, як в попередніх) суттєво збільшує ККД всієї системи.

Вибір типу сонячного колектора

Пам'ятайте, що ефективність роботи будь сонячної системи, яка використовується для нагріву води залежить від регіону установки, місця монтажу, часу року і так далі.

Температура окружающего воздуха днем и ночью играет важную роль во время выбора подходящего оборудования. К примеру, в холодном климате, где температура достигает 0ºС, эффективность системы с вакуумными трубчатыми коллекторами выше в сравнении с системой, где стоят плоские коллекторы. В таких условиях прямой нагрев жидкости не рекомендуется, поэтому следует выбрать систему на основе плоского коллектора, который оснащен теплообменником.

Температура горячей воды также будет отличатся в зависимости от выбранной вами технологии.

Качество воды также очень важно во время выбора системы солнечного коллектора. При этом следует учитывать и механизм теплообменника.

При выборе системы солнечного коллектора также следует учитывать различные погодные условия, которые характерны вашему региону, к примеру, частый град и так далее.