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:
Газовая колонка – что это такое, устройство, принцип работы, преимущества и недостатки
Газовая колонка – оборудование, разработанное для подогрева воды. Первые модели были представлены в 19 веке, однако только современные варианты обеспечивают максимальную безопасность использования. Главное, правильно выбрать качественное устройство.
Терморегулятор для теплого пола – что это такое, принцип работы, для чего используется, особенности разных видов
Терморегулятор для теплого пола – устройство, главной функцией которого является поддержка температуры на заданном уровне. Для максимально комфортной и эффективной работы системы без этого прибора не обойтись, важно знать, как его правильно выбрать.
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.
 
 
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