Разновидности солнечных коллекторов

admin

Виды солнечных коллекторов

Как уже известно, главным составляющим элементом каждой солнечной системы является солнечный коллектор. Какие же типы солнечных коллекторов бывают? Какие их отличительные особенности и различия? Как характеристики солнечного коллектора определенного типа влияют на его применение для той или иной цели?

На сегодняшний день наибольшего признания и распространения приобрели коллекторы двух типов:

1. Плоские коллекторы.

2. Вакуумированные трубчатые коллекторы.

Солнечный коллектор должен быть высококачественным изделием со сроком эксплуатации до 20 лет.

Плоский коллектор – это коллектор в форме панели. Пластина поглотителя размещена в средине панели и выполнена в большинстве случаев из меди или алюминия, как металлов, хорошо проводящих и передающих тепло. На поглотитель нанесено специальное покрытие с низким коэффициентом излучения в зоне теплового излучения, что обеспечивает максимальное преобразование солнечного излучения в тепловую энергию и ее минимальные потери в окружающую среду. Сверху поглотитель (абсорбер) защищен специальным гелиостеклом с низким содержанием железа, что обеспечивает большую пропускную способность стекла, незначительное отражение света и защиту от внешних воздействий на протяжении всего периода эксплуатации. По контуру для защиты абсорбера от механических повреждений и предотвращения потерь теплоты размещен корпус из алюминия или высококачественной листовой стали с теплоизоляцией. Под абсорбером и трубками с теплоносителем также размещен слой теплоизоляции.

В плоском коллекторе тепло предается теплоносителю, который циркулирует через солнечный коллектор – воде или антифризу.

Плоские коллекторы могут монтироваться на плоских и скатных крышах, фасадах зданий и даже просто в произвольном месте, то есть во всех положениях от горизонтального до вертикального.

Плоские коллекторы изготавливаются в виде стандартных панелей площадью 2 – 2,5 м 2 . Необходимая мощность коллектора обеспечивается подключением необходимого числа панелей в одно коллекторное поле или же несколько полей, объединенных в единую солнечную систему.

Это самый распространенный на сегодняшний день вид солнечного коллектора. Используется в бытовых системах подогрева воды, а также отопительных системах.

Плоские коллекторы несколько дешевле вакуумированных трубчатых, но их коэффициент полезного действия при низких температурах окружающей среды также ниже, чем у вакуумированных трубчатых. Если при температурах летнего периода они ничем не уступают вакуумированным трубчатым, то в наиболее холодный период зимы они могут уступать по эффективности в два раза.

Вакуумированный трубчатый коллектор – коллектор, который состоит из отдельных трубок, каждую из которых можно рассматривать как небольшой солнечный коллектор. Трубки объединены в верхней части и формируют одну панель. Конструктивно вакуумированный трубчатый коллектор похож на термос: трубка меньшего диаметра вставлена в трубку большего диаметра, а из пространства между ними для создания вакуума откачан воздух. Трубка большего диаметра выполняет защитную функцию и выполнена из специального гелиостекла, как у плоских коллекторов. В нее встроена медная или алюминиевая пластина поглотителя, который обеспечивает максимальный уровень поглощения солнечной энергии и незначительное тепловое излучение. Под поглотителем размещена трубка поглотителя, в которой циркулирует теплоноситель, который отбирает теплоту от поглотителя. Поскольку между трубками находится вакуум, который является сам по себе отличным теплоизолятором, теплопотери вакуумированных трубчатых коллекторов в 2 – 2,5 раза меньше, чем у плоских коллекторов. По сравнению с плоскими коллекторами в эксплуатации они имеют значительное преимущество при низких температурах наружного воздуха: их коэффициент полезного действия оказывается значительно выше. Для вакуумированных трубчатых коллекторов очень важным является сохранение вакуума на протяжении всего периода эксплуатации.

Вакуумированные трубчатые коллекторы конструктивно бывают двух подвидов: прямоточные и с тепловой трубой.

В прямоточных вакуумированных трубчатых коллекторах трубка поглотителя – это коаксиальный теплообменник (также типа «труба в трубе»). Теплоноситель (вода, антифриз) из коллектора движется по внутренней трубе до конца трубы, а потом попадает в межтрубное пространство и, отбирая теплоту от поглотителя, возвращается назад в коллектор. Коллектор в данном случае – две трубы, одна из которых подача, а другая обратка, к которым подключаются трубки коллектора. Преимуществом данного типа солнечных коллекторов является непосредственная передача тепла воде (что сокращает теплопотери), а также возможность монтировать коллектор в любом положении от горизонтального до вертикального, с расположением трубок вдоль или же в поперек, поскольку теплоноситель циркулирует непосредственно в трубке поглотителя.

Преимуществами вакуумированных трубчатых коллекторов с тепловой трубой является сохранение высокой эффективности до температуры -30°С С (для коллектора со стеклянной тепловой трубкой) и даже до -45°С (для коллектора с металлической тепловой трубкой) при солнечной погоде, возможность замены отдельных трубок в случае поломки, а также возможность поворачивать трубки вокруг своей оси для выбора наиболее оптимального угла по отношению к солнцу и обеспечение, таким образом, использования солнечной энергии с максимальной эффективностью, что стало возможным благодаря «сухому» соединению тепловой трубки с основным контуром теплоносителя.

В таблице ниже представлены технические характеристики вакуумных трубок для коллектора различной длины компании NARVA в стандартном исполнении. Один коллектор может состоять из 5, 10, 20 или 30 трубок.

Покрытие абсорбера: одностороннее ( Standard )

www.dom-spravka.info

Нагрев воды от солнца: общая информация о существующих технологиях

Для тех из нас, кому не чужды забота об окружающей среде и желание сэкономить, предлагаю погрузиться в тему солнечных водонагревателей.

Технология существует и применяется уже много лет, особенно часто можно встретить такие коллекторы на домах в Европе и других солнечных странах мира.

Россия пока сильно отстает по темпам внедрения панелей, что и не удивительно — стоимость оборудования и установки высока, а сроки окупаемости, в условиях нашего климата, достигают десятки лет.

Эта статья будет первой в цикле. Сначала разберемся — что такое солнечные коллекторы и как они работают. Оказывается, существует несколько разновидностей таких устройств с разной степенью эффективности и областью применения.

Влияние на экологию тоже не столь однозначное, как кажется на первый взгляд. Даже если не брать в расчет отходы при производстве коллекторов, существуют и другие, менее очевидные факторы.

Чем отличаются солнечные батареи от коллекторов?

Ежедневно на землю падает огромное количество солнечного излучения большая часть которого не используется. Задача коллектора — «впитать» в себя определенную долю этого излучения и преобразовать его в пригодную для человеческих потребностей энергию.

При этом важно отличать: солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.

  • Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.
  • Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.Виды солнечных коллекторов
  • Существует также комбинированная технология. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

    Устройство и принцип действия

    Солнечный водонагреватель (вакуумный солнечный коллектор СВК) – это преобразователь тепловой энергии солнца. Солнечный водонагреватель обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, вне зависимости от внешней температуры.

    Коэффициент поглощения энергии солнечным водонагревателем составляет 97%. Солнечные водонагреватели устанавливают на крыше зданий с ориентацией на юг. Угол наклона относительно горизонта должен быть равен градусу широты местности. Для Северо-Запада России это значение равно 60°. При эксплуатации системы в зимний период рекомендуется угол наклона увеличить до 70°.

    Через верхнюю часть коллектора и змеевик протекает незамерзающая жидкость. Эта жидкость забирает тепло из медных наконечников, а при перекачке отдает через змеевик (теплообменник) бака-аккумулятора (бойлера) и таким образом нагревает воду в баке.

    Цикл передачи тепла из коллектора к баку-аккумулятору длится до тех пор, пока длится световой день и температура на выходе коллектора выше температуры воды в баке. Приемник солнечного коллектора выполнен из меди с полиуретановой изоляцией, закрыт листом анодированного алюминия.

    Передача тепла происходит через медную «гильзу» приемника. Благодаря этому «солнечный» контур отделен от трубок, поэтому при повреждении одной или нескольких трубки коллектор продолжает работать. Процедура замены трубок очень проста и нет необходимости сливать незамерзающую смесь из контура теплообменника.

    Включение и выключение насоса производит контроллер на основании показаний датчиков температуры. Датчики температуры находятся на выходе водонагревателя (коллектора), в баке-накопителе (бойлере) и «обратке» системы отопления. Кроме того, расширительный бак предохраняет систему от избыточного давления, возникающего при чрезмерном разогреве теплоносителя.

    Таким образом, раздельная система с принудительной циркуляцией представляет собой автоматизированную систему преобразования и сохранения тепла, полученного от энергии солнца, а также и от других источников энергии (например, традиционный водонагреватель, работающий на электричестве, газе или дизтопливе), которые страхуют систему при недостаточном количестве солнечной энергии. Нагретая вода используется для горячего водоснабжения и отопления.

    Блок управления предназначен для контроля температуры в водонагревателе (солнечном коллекторе) и резервуаре-теплообменнике, а также для выбора, в зависимости от величины этих температур, оптимального режима работы системы в течение суток. При этом контроллер регулирует поток теплоносителя через теплообменник, определяет направление подачи тепла (на систему горячего водоснабжения или на отопление).

    В ночное время автоматика системы обеспечивает минимально необходимое привлечение дополнительной энергии для поддержания заданной температуры внутри помещения.

    Система обладает малой инерционностью, быстрым выходом на рабочий режим и позволяет обеспечить:

    1. Круглогодично — горячее водоснабжение;
    2. Сезонное отопление с экономией традиционных источников тепловой энергии до 70% (в зависимости от географической широты и климатических условий).
    3. Стоит отметить что существует несколько типов коллекторов работающих от солнечного света. Основными типами являются плоский тип устройства и вакуумная модификация.

      В плоском устройстве вода нагревается за счет падающих солнечных лучей проодящих через специальное стекло, с нанесенным на него спецраствором черного цвета для сохранения тепла.

      Такая плоская панель делается воздухонепроницаемой, и имеет способность нагревать воду до температуры 200 градусов по Цельсию.

      Вакуумный тип коллекторов имеет важное конструктивное отличие от плоских моделей устройства. Он имеет вид нескольких стеклянных трубок закрепленных на базовой панели. Эти стеклянные трубки имееют на внутренней поверхности стекла специальное покрытие собирающее солнечное тепло.

      Кроме того внутри такой трубки располагается еще одна трубка меньшего сечения, причем между внешней и внутренней трубками имеется полость из которой откачан воздух. Эта вакуумная прослойка нужна для большей сохранности тепла, и способна повысить эффективность коллектора на 30 процентов, по сравнению с плоскими модификациями. С помощью такого коллектора вода способна нагреться до 300 градусов по Цельсию.

      Еще одним технологическим отличием вакуумного типа солнечного коллектора является наличие специальной жидкости внизу трубки, которая вледствие нагрева превращается в пар, и, поднимаясь вверх, равномерно нагревает воду.

      В регионах с малой продолжительностью светового дня и в условиях минусовой температуры такая схема работы дает значительный выигрыш в количестве тепловой энергии. Что касается цены, то, конечно, более конструктивно сложный вакуумный коллектор имеет более высокую цену, но при этом его характеристики имеют преимущества.

      Пассивные солнечные водонагреватели имеют совмещенный аккумулирующий накопительный бак и коллекторные элементы. Накопительные баки утеплены для исключения потери тепла. Объем накопительного бака берется из расчета двухдневного потребления горячей воды.

      Пассивные системы перемещают готовую воду или теплоноситель через систему без насосов. Пассивные системы имеют преимущество, в том, что отключение электричества или поломка циркуляционного насоса не будет проблемой. Это делает пассивные системы вообще более надежными, более легкими в обслуживании, и возможно более долговечными, чем активные системы.

      Главными преимуществами данной системы являются:

    4. Низкая цена,
    5. Простота установки и обслуживания. (Для ее работы достаточно только, чтобы в баке была вода. Подача воды может поступать самотеком из открытого бака, находящегося выше самого водонагревателя).
    6. Для работы данного типа установки НЕ требуется электроэнергия. Электроэнергия может быть нужна только в случае установки в бак дополнительного электронагревателя (ТЭНа).
    7. Пассивные системы имеют преимущество, в том, что отключение электричества или поломка циркуляционного насоса не будет проблемой. Это делает пассивные системы вообще более надежными, более легкими в обслуживании, и возможно более долговечными, чем активные системы.

      Эти нагревательные системы исключительно подходят в средней зоне для дачного использования в период с марта по октябрь.

      Технические особенности

      Для получения максимальной получаемой энергии от солнца, коллекторы направляют «лицом» на юг или с отклонением до 30 °С от южного направления и наклоном между горизонтом и коллектором 30-55 ° в зависимости от широты.

      Устанавливать солнечные водонагреватели можно на крыше, используя уже ее наклон, на балконе и на земле. В комплекте с солнечным водонагревателем входит стойка для установки на горизонтальную поверхность.

      Применение:

      Пассивные солнечные водонагреватели в основном используются для:

    8. принятия душа
    9. бытовые расходы воды (мытье посуды)
    10. обогрев парников
    11. подогрев воды в бассейнах и т. д.

    Схема подключения воды может быть производиться из общей водяной системы с использованием водяного клапана понижающего давление практически до «0» или с подачей воды из дополнительного резервуара. (см. схему), находящегося выше не менее 30 см. от входа в бак накопитель.

    Выбор модели солнечного водонагревателя напрямую связан от ежедневного расхода горячей воды. Модели пассивного солнечного нагревателя отличаются объемом накопительного бака от 80 до 200 л и площадью коллектора (количество вакуумных трубок от 15 до 24 шт). При необходимости использовать вариант более 200 литров, можно соединить солнечные нагреватели последовательно для набора нужного объема запаса горячей воды.

    Основное отличие активных солнечных водонагревателей от пассивных водонагревателей — это применение всей системы при магистральном давлении воды до 1 МПа. (10 атм.).

    Это преимущество активных солнечных водонагревателей перед пассивными водонагревателями дает возможность применение их во всех областях, где необходима горячая вода.

    Активная солнечная система как правило включает в себя коллектор, насос, систему контроля, жидкий теплоноситель (антифриз) и расширительный бак. Активные СВ как правило используются в разделенном виде, т. е. коллектор находиться на крыше дома, а накопительная емкость и система управления внутри помещения.

    Элемент, преобразующий энергию Солнца, представляет собой стеклянную, вакуумную колбу, которая имеет высокую степень противоградовой прочности (примерно как лобовое стекло автомобиля), за счет специальной закалки боросиликатного стекла при температуре 460 градусов. Внутрь каждой стеклянной колбы, в вакуум, помещена двойная (трубка в трубке) медная тепловая трубка с боковыми радиаторами.

    Система замкнута в объеме стеклянной колбы, длиной до 2 метров и шириной 10 см. По внутренней медной трубке, охлажденный в конденсаторе теплоноситель (антифриз) поступает вниз и, возвращаясь наверх по внешней трубке, нагревается от боковых радиаторов.

    Нагрев воды в летний период доходит до 110 °С. Нагревательная труба действует как тепловой проводник высокой проводимости. Благодаря своим теплофизическим свойствам коэффициент трансформации тепла в тысячи раз выше лучших твердых проводников тепла таких же размеров.

    Всё это обеспечивает коллектору работу в течение более короткого периода солнечного освещения и небольшого объема излучения. Для увеличения теплоотдачи, особенно в холодное время года, применяется постоянная принудительная циркуляция теплоносителя (антифриз) с помощью насоса.

    По сравнению с другими технологиями такая труба может обеспечить достижение желаемой температуры в более ранний период суток, при нормальных условиях горячая вода может быть обеспечена два раза в день. По внутренней трубке охлажденный теплоноситель поступает вниз и, возвращаясь наверх по внешней трубке, нагревается от боковых радиаторов.

    При этом присутствует эффект «запирания» трубы, исключающий теплопотери в ночное время.

    Термоизолированный бак — имеет различную емкость в зависимости от модели, максимальный объем 500 литров. Модели наиболее пользующиеся спросом — это с объемом 200 и 400 литров. Бак способен удерживать температуру до 4 суток, с потерей примерно 2-3 градуса в сутки, в случае, если нет солнца.

    В качестве резервного источника тепла, он оснащается электрическим ТЭНом мощностью до 2 кВт или газовым котлом, для автоматического подогрева воды до заданной температуры.

    Данная установка может функционировать как по отдельности (от энергии солнца или от эл. энергии), так и одновременно по формуле солнце + эл. энергия и способна безотказно работать при температурном режиме до минус 60 °С.

    Открытый контур

    Активные системы с открытым контуром используют насосы для циркуляции воды через коллекторы. Активные системы с открытым контуром являются популярными в регионах с положительными температурами или при сезонном использовании. Могут эксплуатироваться при температурах воздуха до −20 °C или −25 °C.

    Закрытый контур

    Активные системы с закрытым контуром. В этих системах теплоносителем коллектора является обычно водно-гликолиевый антифриз. Теплообменники передают высокую температуру от теплоносителя первого контура воде, которая запасена в баках (теплоаккумуляторах).

    Системы с закрытым контуром популярны в областях, подвергающихся продолжительно действующим отрицательными температурам, так как они имеют хорошую защиту от замораживания.

    В связи с высокими значениями температуры при застое теплоносителя в периоды максимальной облученности, не все антифризы пригодны для использования в солнечных системах.

    Панельного типа

    Конструкция самая простая. Коллектор выкрашен в чёрный цвет, помещён в корпус с теплоизоляцией и герметично закрыт стеклом, пластиком, поликарбонатом и т. п. Эффективность оставляет желать лучшего. Это объясняется тем, что жидкость теряет некоторую часть тепла при прохождении коллектор.

    Эти потери обычно весьма ощутимы. Панельные солнечные водонагреватели хорошо подходят для регионов, где высокая солнечная инсоляция.

    Теплоноситель находится в трубке, которая запаяна в вакуумной колбе. Эта колба выполнена из кварцевого стекла пропускающего солнечное тепло, а также ультрафиолет. Это очень эффективные конструкции, где потери тепла минимальны.

    Если в качестве теплоносителя используется вода, то нагрев происходит до кипения. Если там будет масло, то его можно разогреть до 200─300 градусов. Практически все вакуумные водонагреватели фабричные и стоят довольно дорого.

    Пластиковые

    Пластиковые солнечные коллекторы изготавливаются из полиэтилена марки ПЭВП методом заводской штамповки. Эти коллекторы дешевы и практичны. Их можно напрямую подключить к системе горячего водоснабжения.

    Не имеют теплоизоляционные покрытия, поэтому они не используются в холодное время года. Их невозможно установить в регионах с сильными ветрами.

    Источники: stroyteplo.by, akbinfo.ru, batsol.ru

    Экологичность

    Положительные аспекты

    Из всех доступных возобновляемых источников энергии именно солнечная энергия и солнечные батареи наносят минимальный ущерб окружающей среде. Электричество, произведенное при помощи солнечных батарей, не оказывает вредного воздействия на воздушные массы. И никак не загрязняет ни поверхностные, ни подземные воды, не истощает природные ресурсы и не несет опасности, как для животного мира, так и здоровья человека.

    Единственный реально опасный эффект данного типа энергии связан с получением некоторого количества токсических веществ и химикатов, например, кадмия и мышьяка, которые используются при производстве солнечных батарей. Но, по большому счету, и эти негативные эффекты минимальны по своему объёму, если есть продуманная политика в плане их повторного использования и надлежащей утилизации.

    Если смотреть широким полем зрения на проблему, то риски для окружающей среды от солнечных батарей минимальны. Приблизительные выбросы в атмосферу в ходе производства составляют 0,02 грамма теллуридла кадмия на ГИГАВАТТ\час электрической энергии, произведенной за весь срок службы солнечного модуля, и это очень низкий показатель.

    Широкомасштабное использование солнечных батарей не несет никакого риска для здоровья человека и живых существ. А повторная переработка модулей, что уже отслужили свой срок службы, почти полностью нивелирует озабоченность «зеленых» по поводу вредности этого вида производства электрической энергии.

    Во время своей работы солнечные модули не производят загрязнения Природы, и более того, постепенно замещая традиционные виды топлива (газ, нефть, уголь) они приносят существенные выгоды окружающей среде.

    Теллурид кадмия в солнечных батареях на самом деле на поверку оказывается значительно более дружественен Природе, чем все остальные ныне используемые виды кадмийных батарей, включая знаменитые никель-кадмиевые.

    Отрицательное влияние

    Само производство солнечных батарей включает в себя использование некоторых токсичных газов, взрывоопасных летучих веществ, коррозийных жидкостей и подозрительных канцерогенных – вызывающих рак – реагентов.

    Магнитуда возможных негативных эффектов на здоровье человека и Природу в случае производства солнечных батарей варьируется в зависимости от используемых токсических материалов, их насыщенности, интенсивности использования, а также продолжительности их воздействия на человека в условиях производства.

    Утилизация значительных объемов отслуживших свое солнечных модулей на конкретной территории приводит к увеличению риска для здоровья людей в данной местности. А также это пагубно для местной флоры и фауны.

    Утечка химических реагентов из утилизируемых модулей дает вероятность заражению местной почвы и поверхностных вод.

    Скопление солнечных батарей на примере местечка Барстоу, Калифорния, под кодовым обозначением «Солнечная №2», занимает 52,6 гектаров (почти 130 акров) земель и производит около 10 мегаватт электричества на максимальном выходе при пиковых значениях. Производительность достигает лишь 16%.

    Для таких вот установок типа «Солнечная -2», чтобы произвести такое же количество энергии, как и типичной 1000 мегаватт электростанции на обычном топливе, за год потребуется покрыть солнечными модулями 33 000 (!) гектаров земли. Или иными словами, 127 квадратных миль площади! А это уже серьезный урон окружающей среде.

    Эффективность и КПД

    Солнечный коллектор не может быть эффективным на 100 % поскольку имеет потери при преобразовании тепловой энергии а так же оптические потери.

    Тепловые потери – это часть солнечной энергии, которая была преобразована в солнечном коллекторе в тепловую энергию, но не была использована на нагрев теплоносителя а рассеялась в окружающем воздухе.

    Данный вид потерь зависит от разницы температуры в коллекторе и окружающем воздухе и коэффициентов тепловых потерь k₁ (линейный коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К)) и k₂ (коэффициент тепловых потерь с учетом нелинейности Вт/(м²·К²)).

    Потери состоят из трех режимов теплообмена:

  • потери на теплопроводность;
  • конвекционные потери;
  • потери на излучение;
  • Оптические потери – это часть солнечной энергии, которая при попадании на солнечный коллектор не была преобразована в тепловую энергию. Оптическая эффективность солнечного коллектора выражается оптическим коэффициентом полезного действия η₀ (безразмерная величина).

    Оптический КПД зависит от поглощательной способности абсорбера, прозрачности изоляции (стекла), и эффективности поглощающей панели (эффективность передачи тепловой энергии от абсорбера к теплоносителю), выражаются в коэффициентах a, t, Fr соответственно.

    Таким образом η₀ = (a·t·Fr). Эти коэффициенты являются справочными и определяются при помощи стандартизированных испытаний на специальных стендах, и относится к единице площади солнечного коллектора. Значение η₀ еще называют КПД коллектора при нулевых тепловых потерях.

    Реальный КПД солнечного коллектора

    Общую эффективность солнечного коллектора определяют значением КПД коллектора:

    • η- коэффициент полезного действия коллектора;
    • η₀- оптический коэффициент полезного действия;
    • k₁ -коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К);
    • k₂ -коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К²);
    • ∆Т- разница температур между коллектором и воздухом К;
    • Е – суммарная интенсивность солнечного излучения.
    • Максимальное значение КПД достигается при условии, что разность температуры ∆Т равна нулю. В таком случае коллектор не имеет тепловых потерь.Однако такие идеальные условия в практике не встречаются. Значение η₀ является паспортным значением любого солнечного коллектора и обязательно должен быть указан в документации к солнечному коллектору.

      Принципы развития конструирования солнечных коллекторов направлены на увеличение поглощающей способности и уменьшение тепловых потерь. Наибольший оптический КПД имеет открытый коллектор (без прозрачной изоляции) но имеет и наибольшие тепловые потери.

      В свою очередь наименьшие тепловые потери имеет вакуумный солнечный коллектор, но обладает небольшим оптическим КПД из-за применения двух слоев прозрачной изоляции, цилиндрической формы абсорбера и промежуточные теплопередачи.

      Целесообразность применения в России

      В климатических условиях средней полосы России солнечные водонагревательные установки могут эффективно использоваться различными потребителями в бытовых целях в течение 6-7 месяцев в году (март/апрель — сентябрь).

      Для нагрева 100 л воды солнечная установка должна иметь 2-3 м2 солнечных коллекторов. Такая водонагревательная установка в летнее время обеспечит ежедневный нагрев воды до температуры не менее 45°С с вероятностью не менее 70-80%.

      Как с энергетической, так и с экономической точек зрения для создания бытовых солнечных водонагревателей целесообразно использовать простейшие солнечные коллекторы с одним прозрачным ограждением.

      Применение селективных покрытий вряд ли целесообразно по экономическим причинам.

      kachestvolife.club

      Солнечный коллектор — энергия Солнца в доме!

      ООО Производственная компания «АНДИ Групп» телефон / факс +7(495)748-11-78

      СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ.

      Обзор видов солнечных коллекторов. Достоинства и недостатки.

      Во время нынешнего кризиса у всех на слуху новое слово — «коллектор». Английское слово collect многозначно, но основное его значение — собирать что-либо. Коллекторы, о которых сегодня пойдёт речь, помогут нам в тяжёлые времена. Благодаря им мы сможем разумно инвестировать наши капиталы, значительно сэкономить на коммунальных платежах, обеспечить наши дома теплом и горячей водой, не беспокоясь о повышении тарифов.

      Знакомьтесь, Ваш новый друг — солнечный коллектор, собиратель солнечных лучей и солнечного тепла.

      Солнечный коллектор — основной элемент солярных систем горячего водоснабжения (ГВС). Настало время разобраться в принципах работы солнечных коллекторов и в том, как они устроены, рассмотреть виды и потребительские свойства этих приборов, узнать их достоинства и недостатки.

      Солнечные коллекторы предназначены для поглощения радиации нашего светила и её преобразования в тепловую энергию, используемую далее для нагрева бытовой воды.

      От эффективности солнечного коллектора в значительной степени зависит эффективность работы всей системы. Все конструктивные особенности любых солнечных коллекторов сводятся к обеспечению максимального поглощения солнечной энергии и минимальным тепловым потерям. Чем больше солнечной энергии поглотит система коллекторов, чем быстрее преобразует эту радиацию в тепловую энергию и чем меньше её потеряет по пути к теплу аккумулирующему баку тем эффективнее будет работать система ГВС.

      Коллектор является основным элементом системы ГВС , но он не может эффективно функционировать, если неправильно подобраны другие элементы оборудования, трубопроводы, изоляция, комплектующие или произведён неправильный монтаж. Количество коллекторов, их размеры и способ соединения, выбранные для конкретной системы, тоже в значительной степени влияют на эффективность, надёжность и долговременность бесперебойной работы солнечных коллекторов и системы ГВС в целом. Любая ошибка может привести к тому, что система не будет вырабатывать желаемое количество тепловой энергии или вообще быстро выйдет из строя.

      Учёные подсчитали, что ежедневно на землю поступает солнечная энергия, сопоставимая по количеству с энергией, которую человечество расходует в течение года (в пересчёте на ископаемые виды топлива). Это колоссальный, экологически чистый и практически нескончаемый источник энергии, который мы долгое время вообще никак не использовали. Однако поступающая на землю солнечная энергия нестабильна и зависит от многих факторов, таких как время года и время суток, высота солнца над горизонтом и степень ясности дня, температура воздуха и влажность, плотность облачности и глобальное затемнение атмосферы. Было замечено, что наша атмосфера, в силу колоссальных выбросов и непродуманности расходования человечеством ископаемых видов топлива, постепенно теряет свою прозрачность. Она становится замутнённой. Учитывая эти факторы, солнечные коллекторы систем ГВС почти всегда подключаются к аккумулятору тепловой энергии. Это теплоизолированный бак с бытовой водой, в котором происходит передача тепловой энергии от жидкости теплоносителя к воде. Если нагретая бытовая вода не расходуется на нужды потребителей, то бак выполняет функции теплоаккумулятора и хранит в себе горячую воду.

      Теплоизоляционный слой бака позволяет пользоваться горячей водой даже в тёмное время суток, когда солнечный коллектор не работает. Получаемая в разные дни горячая вода тоже не будет иметь одинаковую температуру. Это зависит от таких факторов, как погодные условия, температура подаваемой холодной воды, количество потребляемой горячей воды, конфигурация системы ГВС и т.д. Поэтому количество нагретой воды и её температура будут разными в разные дни.

      Рассчитав потребность потребителей дома в проточной горячей воде и потребность в горячей воде для отопления здания, определяют вид, тип и необходимое количество солнечных коллекторов — Они объединяются в группы и работают как одно целое — как один большой коллектор.

      Солнечные коллекторы бывают разных видов. Наиболее популярными в настоящее время и наиболее доступными (с учётом высокого КПД и приемлемой цены) являются плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

      Плоские коллекторы

      Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Поглощающий элемент называется абсорбером; он связан с теплопроводящей системой. Плоские солнечные коллекторы работают на основе парникового эффекта. Он заключается в том, что солнечное излучение, падающее на поверхность солнечного коллектора, практически полностью пропускается стеклом. Таким образом достигается накопление солнечной энергии внутри коллектора. Передача теплоты к теплоносителю осуществляется при помощи конструктивных элементов, выполненных, как правило, из алюминия или меди. Отвод теплоты осуществляется теплоносителем — водой или раствором незамерзающей жидкости.

      Чем больше солнечной энергии передается теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Важной характеристикой солнечного коллектора является производство горячей воды с одного квадратного метра его поверхности. При отсутствии разбора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть теплоноситель до 190- 200 градусов Цельсия.

      Как видим, плоский солнечный коллектор устроен относительно просто. Самым высокотехнологичным элементом в его конструкции является поглощающее покрытие. Очевидно, что для повышения эффективности работы необходимо, чтобы оно поглощало возможно большую часть энергии падающих солнечных лучей, а при нагреве излучало как можно меньшую долю поглощенной энергии в инфракрасном спектре.

      При том что плоские коллекторы являются самым распространенным типом солнечных коллекторов, они, по всей видимости, уже достигли наиболее оптимальных показателей по эффективности, срокам эксплуатации и стоимости. К их недостаткам относится в первую очередь более низкий КПД по сравнению с вакуумными коллекторами в периоды пониженной солнечной активности и в холодное время года.

      Что может вакуум .

      В вакуумном коллекторе объем, где находится темная поверхность, поглощающая солнечное излучение, отделен от окружающей среды пространством, в котором создан вакуум. Так практически полностью устраняются потери теплоты в окружающую среду за счет теплопроводности конвекции. Потери на излучение в значительной степени подавляются за счет применения селективного покрытия.

      Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе очень невелик, он обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, практически вне зависимости от внешней температуры. Преимущество вакуумных коллекторов перед плоскими начинает проявляться при температуре воздуха ниже 15 градусов Цельсия.

      При отрицательных температурах воздуха вакуумным коллекторам просто нет альтернативы.

      Солнечные тепловые установки на основе вакуумных коллекторо в могут применяться как для целей горячего водоснабжения, так и для отопления дома. При этом в летнее время можно полностью получать горячую воду от солнечного нагревателя. В остальное время года за счет энергии Солнца можно получать до 60% горячей воды.

      Зачем нужны трубки

      В различных моделях вакуумных солнечных коллекторов применяются теплонакопители в виде трубок. Эти трубки похожи на термос: одна трубка вставлена в другую с большим диаметром. Вакуум между ними обеспечивает совершенную теплоизоляцию. Благодаря цилиндрической форме трубок солнечные лучи падают на их поверхность перпендикулярно к оси трубки. Это приводит к получению большей энергии с единицы теплоприемной поверхности, даже если солнце и светит под «неудобным» углом, например, во время захода и восхода.

      Вакуумные трубки не упускают и рассеянный свет солнца, закрытого облаками. В любое время дня под прямым солнечным излучением постоянно находится часть абсорбирующего вещества вакуумной трубки; это как бы плоский коллектор, поворачивающийся за солнцем. При наличии специальных отражателей эффективная площадь такого вакуумного коллектора может быть в несколько раз больше аналогичной площади плоского коллектора.

      Простейшая модель — вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде. Вакуумные трубки расположены под определенным углом и соединены с накопительным баком. Из него вода контура теплообменника течет прямо в трубки, нагревается и возвращается обратно. К преимуществам этой системы относится непосредственная передача тепла воде без участия других элементов. Существуют также коллекторы такого типа без накопительного бака

      Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде и встроенным теплообменником обладает всеми преимуществами предыдущей модели. А отличается тем, что в нем имеется встроенный в бак эффективный теплообменник, что позволяет подсоединить коллектор с баком к напорной сети водоснабжения. Водонагревательный контур можно заполнить незамерзающей жидкостью и пользоваться коллектором при температуре до минус 5- 10 градусов. В коллекторе не откладываются соли и другие загрязнения, так как объем теплоносителя один и тот же, а расходуемая вода проходит только по внутреннему медному теплообменнику.

      В самых совершенных и дорогих вакуумных коллекторах применяются термотрубки . Это закрытая медная труба с легкокипящей жидкостью. Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть, где конденсируются, передавая энергию теплоносителю. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова. Передача тепла происходит через медную «гильзу» приемника. Благодаря этому отопительный контур отделен от трубок, и при повреждении одной трубки коллектор продолжает работать. При замене трубки не надо сливать незамерзающую смесь из контура теплообменника. Коллектор с термотрубками работает при внешних температурах до -35 градусов Цельсия (полностью стеклянные коллекторы с тепловыми трубками) или даже до -50 (коллекторы с металлическими тепловыми трубками).

      Рассчитать, спроектировать систему и подобрать солнечный коллектор Вам помогут квалифицированные специалисты Производственной компании «АНДИ Групп».

      Солнечные коллекторы АНДИ Групп разработаны специально для климатических условий России. Вакуумные солнечные коллекторы торговой марки «АНДИ Групп» — оптимальное соотношение качества, удобства и эффективности для солнечного нагрева воды и отопления.

      ЗВОНИТЕ! (495) 748-11-78 Наши квалифицированные специалисты ответят на Ваши вопросы и в зависимости от поставленных Вами задач, помогут подобрать солнечный коллектор, удовлетворяющий Вашим требованиям. Вы не можете до нас дозвониться? Вам удобнее, чтобы мы перезвонили Вам? Воспользуйтесь новым сервисом «Обратный звонок». Услуга полностью бесплатная!

      Солнечный коллектор АНДИ Групп — энергия Солнца в доме!

      solar-kollektor.ru

      Это интересно:

      • Платежное поручение налоги с зарплаты Образцы заполнения платежных поручений 2017-2018 С 30 ноября 2016 года заплатить налоги за организацию сможет "иное лицо" (т.е. кто угодно). Но при этом это лицо не может требовать возврат уплаченных сумм. Платежным поручением или платежка - документ банку от имени владельца (клиента) […]
      • Артамонов адвокат Артамонов Владимир Игоревич, Тула Предположительно, Артамонов Владимир Игоревич является руководителем (должность — генеральный директор) компаний, список которых вы видите ниже. Данная информация получена на основе анализа ЕГРЮЛ, может являться устаревшей и не нарушает 152-ФЗ "О […]
      • Закон дальтона для смеси Все формулы Все формулы по физике и математике Темы по физике Механика (56) Кинематика (19) Динамика и статика (32) Гидростатика (5) Молекулярная физика (25) Уравнение состояния (3) Термодинамика (15) Броуновское движение (6) Прочие формулы по молекулярной физике (1) […]
      • 190 лС сколько налог Транспортный налог Автомобили легковые с мощностью двигателя (с каждой лошадиной силы): - до 100 л.с. включительно - свыше 100 л.с. до 125 л.с. включительно - свыше 125 л.с. до 150 л.с. включительно - свыше 150 л.с. до 175 л.с. включительно - свыше 175 л.с. до 200 л.с. включительно - […]
      • Разрешение на вывоз ребенка с бабушкой Разрешение на вывоз ребенка за границу : кому, когда и зачем нужно Конец весны – начало лета, традиционно начало отпусков. Нотариальная контора, очередь. В очереди несколько человек стоят с детьми : “Сейчас, Сонечка, заверим разрешение от нашего папы, а через два дня полетим с тобой на […]
      • Помощь для получения разрешения на оружие Медицинские справки на оружие В нашей стране совершеннолетним гражданам разрешено приобретать, хранить и носить газовое и огнестрельное оружие в целях самообороны. На охотничье огнестрельное оружие имеют право те, чья профессиональная деятельность связана с охотой. И в том, и в другом […]
      • Где в перми оформить загранпаспорт Туристическое агентство "ГЛОРИЯ" Туры из Перми, Москвы и др. городов: Индия, Тайланд, ОАЭ, Испания, Франция, Италия, Греция, Германия, Австрия, Чехия 29.12.2015 ГРАФИК РАБОТЫ В КАНИКУЛЫ 31 декабря - 10 января - выходные Если Вам будет нужна наша консультация, то по предварительной […]
      • Образец заявления на согласие на прописку Нужно ли разрешение от матери или отца, собственника на прописку ребенка? Без регистрации намного сложнее решать многие жизненные вопросы. Прописка ребенка сопровождается соблюдением ряда формальностей. У кого нужно получать добро на осуществление регистрационных действий, какие […]