Солнечный коллектор – что это такое, устройство, принцип работы, характеристики, какие есть виды?

Солнечный коллектор – что это такое, устройство, принцип работы, характеристики, какие есть виды?

Современный солнечный коллектор – это экологически безопасный и бесплатный источник энергии. Постоянный рост стоимости отопления и горячего водоснабжения заставляет пользователей искать способы экономии. С солнечным коллектором возможно не только снизить издержки на электроэнергию, но и свести их к нулю.

Что такое солнечный коллектор?

Солнечное излучение – доступный источник тепла. Коллектор (или гелиоустановка) способен эту энергию преобразовать и направить на подогрев воды. Все больше хозяев рассматривают его в качестве вспомогательного источника тепла для жилища. Обладатели солнечных коллекторов могут получать горячую воду и организовать отопление совершенно бесплатно.

Солнечный коллектор – устройство

Традиционно коллектор от солнца представляет собой пластины черного колера, заключенные в каркас из стекла либо пластика. Монтируются они на крыше дома. Интересно разобраться, из чего состоит солнечный коллектор:

  1. Пластины на крыше, под которыми скрыты трубы.
  2. Теплообменного контура.
  3. Аккумулятора тепла (бачка с водой).

Через тепловой коллектор циркулирует вода. В установке обязательно присутствует бак-аккумулятор (накопитель). В нем зачастую устанавливают нагреватель – дублер. В случае понижения температуры(пасмурная погода либо малое количество солнечных дней зимой) в баке накопителе, элемент автоматически срабатывает и доводит воду до приемлемой температуры.

солнечный коллектор устройство

Солнечный коллектор – принцип работы

По сути водяной солнечный коллектор – это миниатюрная теплица, которая аккумулирует энергию солнца. Она согревает жидкость, циркулирующую по трубам, замаскированными под пластинами. Чем больше энергии поступает к теплоносителю, тем значительнее его эффективность. Принцип работы солнечного коллектора:

  1. Солнце прогревает жидкость в коллекторе.
  2. Тепловая энергия передается через теплообменник в бак-аккумулятор.
  3. В нем находится горячая вода. Здесь важна хорошая изоляция.
  4. Нагретая вода аккумулируется вверху бака и отбирается на потребительские нужды через выходные отверстия.
  5. Холодная вода из водопровода поступает в низовую часть бака.

Система простейшего солнечного коллектора считается пассивной и не привязана к электроэнергии. Прогретая жидкость перемещается между теплоприемником и баком-аккумулятором по принципу простой конвекции благодаря известному правилу – горячая жидкость постоянно поднимается вверх. В более сложных установках может использоваться и принудительная циркуляция воды – тогда устанавливается станция управления.

Солнечный коллектор – характеристики

Как и любое отопительное устройство, солнечный коллектор наделен следующими характеристиками:

  1. Производительность. Зависит от площади коллектора, количества трубок под пластинами – в среднем за сутки одна трубка выдает 0,325 кВт/ч.
  2. Теплоноситель. Встречается два вида – жидкость или воздух.
  3. КПД солнечного коллектора должен быть как можно выше, у лучших моделей он приближается к 96%.
  4. Если использовать солнечный коллектор в пасмурную погоду зимой, то его энергопотребление может достигать 250 Вт (в моделях с нагревателем-тумблером).

Солнечный коллектор – применение

Используется солнечный коллектор для отопления, подогрева воды, нагрева бассейнов, снабжения энергией теплиц. Он без проблем интегрируется в любую систему водо- и теплоснабжения и легко монтируется. С помощью коллектора можно существенно сократить затраты на оплату отопления и горячей воды, а летом и вовсе получать ее бесплатно. Если система гелиоустановок сочетается с электрической, то она экономит до 70% расходов.

Виды солнечных коллекторов

Существует много видов солнечных коллекторов. Основные различия можно классифицировать по конструкции:

  • плоские;
  • плоский солнечный коллектор
  • трубчатые вакуумные.
  • трубчатый вакуумный солнечный коллектор

Раздичия по принципу работы:

  1. Самотечные – автономная система без подключения к электросети.
  2. С принудительным циркулированием – функционируют благодаря работе насоса.

Классификация по виду теплоносителя:

  1. Жидкостный коллектор – по трубам двигается нагретый солнцем жидкий теплоноситель (вода или гликоль).
  2. Воздушный солнечный коллектор – когда солнце светит на коллектор, устройство нагревает холодный воздух, в помещение он возвращается уже теплым через отверстия в потолке.

Вакуумные солнечные коллекторы

Современный солнечный тепловой коллектор вакуумный состоит из комплекта стеклянных труб с зеркальным покрытием. Лучи солнца проникают внутрь колб и обратно не выходят. В каждой трубке имеется медная пластина с высоким уровнем поглощения энергии. Она передает тепло теплоносителю. Чтобы энергия не снижалась, в колбах создается вакуум. Потери тепла в таком устройстве сведены к нулю, оно может использоваться и для горячего водоснабжения, и для подогрева воды в системе отопления.

Преимущества вакуумного коллектора:

  1. Он в 3-4 раза эффективнее плоской модели.
  2. Может работать в зимнюю пору года.
  3. Имеет низкую теплопотерю в отличие от плоского.
  4. Даже при непрямых углах падения света они работают нормально.

Плоский солнечные коллекторы

Более дешевый солнечный коллектор для нагрева воды – плоский. Он представляет собой панели с расположенными на них пластинами, проводящими тепло. Их обрабатывают покрытием, благодаря которому УФ-лучи поглощаются и удерживаются. Для внешнего слоя используются матовое стекло или пластик. Дно и стены коллектора покрывают теплоизоляцией во избежание утечки тепловой энергии. Плоские установки привлекают дешевизной. Из-за высоких теплопотерь они подходят для сезонного использования или теплых климатических зон.

Принцип работы:

  1. Солнечный свет через стекло пробивается к пластине.
  2. Пластина нагревается, передавая тепло теплоносителю (воде или гликолю).
  3. Теплоноситель отдает тепло в бак через теплообменник.

Трубный солнечный коллектор

Вакуумный коллектор для отопления дома еще называют трубным. По виду колб установки встречаются разные:

  1. Перьевые трубки считаются самыми эффективными, состоят из одной колбы, снабжены усилителем – гофрированной пластиной с энергопоглощающим напылением. Вакуум располагается прямо в тепловом канале.
  2. Коаксиальные трубки представляют собой двойную стеклянную колбу-термос с созданным между ними вакуумом. Внутри – слой теплопоглощающего покрытия и медная трубка с эфирным составом. При нагреве он испаряется, отдавая тепло, и стекает вниз колбы, после цикл повторяется.
  3. Прямоточные U-образные трубки. Теплообменник имеет вид буквы U, внутри циркулирует жидкость. Одна часть элемента предназначена для холодного теплоносителя, вторая – отводит уже нагретый.

Как выбрать солнечный коллектор?

Чтобы подобрать солнечный коллектор для нагрева воды, следует принять в расчет следующие факторы:

  1. Место установки. Есть устанавливаемые поверх покрытия варианты и встраиваемые в крышу модели.
  2. Температура окружающей среды. В холодном климате эффективность вакуумных трубчатых коллекторов выше, чем плоских.
  3. Суточный объем потребляемой воды. Чем он больше, тем большей площади коллектор понадобится. Расчет ведется из расчета 100 л на 1 человека.
  4. Характер использования – коллектор будет отвечать лишь за нагрев воды либо еще и за отопление. Во втором случае теплоноситель должен вмещать трехкратный объем жидкости, циркулирующей в батареях.

Солнечный коллектор – рейтинг

Лучшие производители солнечных коллекторов:

  1. Vaillant. Германский производитель выпускает плоские модели с КПД 74-78%. Монтируют их наклонно или горизонтально. Вакуумные устройства могут иметь 6 или 12 трубок. Это солнечные коллекторы для отопления дома, круглогодичной работы в системах ГВС. Модели легко компилировать в блоки для получения нужной производительности.
  2. солнечный коллектор vaillant
  3. Baxi. Компания производит плоские коллекторы площадью 2-2,5 м². С одной стороны они защищены градоустойчивым гелиостеклом, с другой – минватой в качестве изоляции. Устройства предназначены для круглогодовой эксплуатации. Возможна состыковка до 10 коллекторов в единый блок.
  4. baxi солнечный коллектор
  5. Atmosfera. Компания производит модели вакуумного типа с 20 или 30 трубками. Все коллекторы имеют внутренний медный теплообменник и наружный корпус из анодированного алюминия. Предназначены для всесезонной эксплуатации в сетях ГВС и отопления.
  6. Atmosfera солнечный коллектор

Солнечный коллектор своими руками

Самостоятельно можно изготовить гелиоустановку из простых подручных материалов: солнечный коллектор из пластиковых бутылок или алюминиевых банок – самый простой вариант:

  1. Взять 200 алюминиевых банок, пером по металлу сделать в них большие отверстия с обеих сторон.
  2. С помощью силиконового герметика банки нужно склеить и уложить в желоб для кровли.
  3. После высыхания должно получиться 16 прямых труб.
  4. Из ОСБ и досок делается короб, коронкой вырезаются отверстия для банок, трубы вклеиваются между двумя стенками с отверстиями.
  5. Короб коллектора нужно утеплить, герметизировать с помощью базальтовой ваты с фольгой.
  6. Затем нужно сделать герметичные воздуховоды.
  7. Трубы закладываются в корпус, покрытый эмалью.
  8. Банки нужно покрасить, покрыть оргстеклом и можно монтировать воздушный солнечный коллектор на стену.
 
Статьи по теме:
Увлажнитель воздуха - как выбрать лучший для квартиры?
Перед тем, как выбрать увлажнитель воздуха, нужно ознакомиться с разновидностями таких устройств – традиционными, паровыми, ультразвуковыми. Определившись с типом техники, основными ее характеристиками, легко будет приобрести эффективный прибор.
Как выбрать обогреватель - какой вид лучше подходит для отопления вашего дома?
Хотите знать, как выбрать обогреватель для дома, квартиры и дачи, важно разобраться в существующих моделях, чем они отличаются, и на какие параметры стоит обратить внимание, чтобы устройство отлично справлялось со своей задачей.
Обогреватель настенный электрический - какие виды отопительных приборов лучше?
Обогреватель настенный электрический может заменять или дополнять стационарную отопительную систему. Он выглядит как камин, картина или монолитная плита, такой современный вариант может стать изюминкой любого варианта интерьера.
Обогреватель электрический - как выбрать лучший вариант для обогрева дома?
Обогреватель электрический может составить конкуренцию централизованной системе отопления благодаря быстрому прогреву воздуха, мобильности и отсутствию сложного монтажа. У каждого вида этого бытового прибора есть свои преимущества и недостатки.
 
 
Ошибка в тексте? Выделите ее и нажмите: Ctrl + Enter Система Orphus© Orphus
Вакансии | Рекламодателям | Контакты
Копирование информации разрешено только с прямой и индексируемой ссылкой на первоисточник
Получай еженедельную рассылку
лучших материалов WomanAdvice