Вакуумный солнечный коллектор для отопления

Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома

вакуумный солнечный коллектор для отопления

Источникам солнечной энергии абсолютно незаслуженно уделяют мало внимания. Очевидно, что основная выгода от таких установок в их автономности, но есть исключения. В этой статье мы расскажем о солнечных коллекторах как о достаточно эффективном, а главное — рациональном источнике энергии для дома.

Какие коллекторы использовать

За исключением специальных разновидностей, коллекторы бывают двух типов: плоские и вакуумные.

Принцип работы обоих сводится к нагреву от солнечного излучения (в котором 40–50% волн — тепловые) некой системы резервуаров, внешняя сторона которых имеет покрытие с высоким коэффициентом инфракрасного поглощения, а внутри циркулирует теплоноситель.

Разница лишь в том, что в вакуумных коллекторах трубки нагреваются непосредственно в фокусе солнечного света и практически не отдают тепла за счет безвоздушной среды. В то же время в плоских коллекторах нагрев передается через поглощающую пластину, к тыльной стороне которой припаяны каналы (могут быть проложены внутри плиты поглотителя).

Собственно, именно о вакуумных коллекторах следует говорить в реалиях российской природы. Они значительно дороже плоских коллекторов, но и коэффициент полезного действия у них выше. К тому же в зимнее время плоские коллекторы практически неэффективны: холодный ветер охлаждает их быстрее, чем нагревает солнце. Отрасль применения таких устройств — южные широты с теплым климатом, дачные и летние домики, а также всевозможные туристические объекты.

Вне зависимости от типа нагрева, принцип устройства самого коллектора неизменен. Зачастую он соединяет тепловые трубки в общую емкость, где происходит конденсация жидкости, испаренной в процессе нагрева. Передача тепла таким образом происходит гораздо быстрее, но есть и более эффективные решения.

Сроки окупаемости

Стоимость среднего вакуумного коллектора колеблется от 600 до 1500 USD. В эту стоимость входит не только коллектор, но также накопительный бак рекомендуемого объема и материалы для соединения с домовой системой ГВС. А вот стоимость услуг по монтажу в общей сумме не учтена: слишком большой разбег цен по регионам и условиям на объекте.

Тем не менее, окупаемость конкретного экземпляра проверить легко. Возьмем для примера коллектор СВК-А-30 торговой марки ATMOSFERA стоимостью 1100–1200 USD. Вакуумных трубок в нем 30 штук, их общая максимальная мощность составляет 2,5 кВт/ч, за световой день коллектор принимает до 7,6 кВт тепловой энергии. Бак-аккумулятор в коллекторе отсутствует, но мы в праве условно считать, что стоимость его и сантехнической обвязки эквивалентна цене за электрический бойлер сопоставимой мощности.

Средняя суточная мощность коллектора — 5,5 кВт, этого достаточно чтобы нагреть 120–140 литров воды от 10 до 50 °С. Затратив такое же количество электроэнергии по тарифу 4,68 руб./кВт/ч, мы получим в среднем 25 рублей в сутки или около 10 тысяч рублей в год.

Соответственно, срок окупаемости коллектора составит около восьми лет, что при гарантированном сроке службы в 25 лет совсем неплохо. К тому же есть некоторые способы повысить окупаемость.

В общем случае, чем мощнее установка, тем скорее она себя полностью оправдает.

Примеры типовых сборок

Вариантов интеграции коллектора в домашнюю сантехнику не очень много. Вот несколько типовых решений по мере возрастания их сложности:

1. Просто коллектор. Подключается к системе ГВС как обычный водонагревательный прибор. Работает только в дневное время при естественном протоке. Регулируя напор, можно изменять температуру воды на выходе.

2. Коллектор + бак-аккумулятор. Таких решений очень много и они популярны, но дополнительная нагрузка в 100–200 кг на одну точку кровли ставит некоторые ограничения. Бак имеет хорошую теплоизоляцию и, как правило, не остывает за ночь.

3. Коллектор + бойлер косвенного нагрева (БКН). Применяется при невозможности установить тяжелый бак на крыше, но имеет и иные преимущества. В первую очередь — использование в первом контуре теплообмена не воды, а более энергоемкой эмульсии.

4. Коллектор + система циркуляции. Позволяет получать горячую воду сразу, как только открыт кран. Вода в системе циркулирует под давлением и имеет примерно одинаковую температуру в любой точке контура.

Иногда емкость водопровода достаточно велика и вся начинка системы состоит из запорной арматуры, циркуляционного насоса и регулятора давления. В ряде случаев может рекомендоваться (либо требоваться) установка расширительного бака или внутреннего аккумулятора.

Как правило, используются коллекторы без теплообменника.

5. Коллектор + тепловой насос. Очень серьезное и технологичное решения для снабжения всего дома теплом и горячей водой. За счет повышенного теплообмена при невысоких температурах система выжимает максимум из полученной энергии, нагревая воду на выходе до 80–95 °С в достаточно большом объеме, чтобы обогреть все здание. Понятно, что коллекторов для такой системы потребуется несколько, но результатом будет недорогой обогрев жилья в ближайшие 40–50 лет, плюс горячее водоснабжение.

Как видите, отличие между коллекторами в любой из этих систем — наличие/отсутствие встроенного бака. В остальном все они одинаковы: патрубки подачи и отвода воды, типовые соединения тепловых трубок с коллектором, одна из специальных систем крепления. Благодаря этому коллекторы легко и гармонично вписываются в уже функционирующие системы теплоснабжения, повышая экономию даже без полного перехода на зеленую энергию.

Включение в систему ГВС и отопления

Врезка в отопительный контур выполняется параллельно: вода от коллектора поступает в трубу подачи, забор ведется из обратки, при необходимости контур коллектора снабжается собственным циркуляционным насосом. Очень важно установить вентили в местах врезки, чтобы регулировать проток для получения нужной температуры.

В систему горячего водоснабжения врезаются двумя способами. В первом используется БКН или другой промежуточный теплообменник. В этом случае связать два контура несложно. Но если коллектор используется параллельно с другими водонагревателями, его располагают в последовательной схеме как можно ближе к точке забора холодной воды и используют как контур предварительного нагрева.

Подключение солнечного коллектора к системе отопления и ГВС: 1 — солнечный коллектор; 2 — насосная станция; 3 — расширительный бак; 4 — теплоаккумулятор; 5 — система отопления; 6 — подача холодной воды; 7 — забор горячей воды; 8 — котел (используется при необходимости) 

Повышение рабочей температуры

Очевидный способ повысить температуру воды на выходе — снизить потери тепла при передаче ее от коллектора. Для этого трубы облачают в защитные чехлы из вспененного каучука или полипропилена, защищают места соединения, прокладку ведут только внутри здания.

Поскольку трубка коллектора нагревается в концентрированном пучке света, температура жидкости внутри может быть очень высокой (более 200 °С). Соответственно, если уменьшить проток нагреваемой воды, температура со временем увеличится.

К сожалению, на сегодняшний день существует очень мало автоматизированных систем, поддерживающих температуру на нужном уровне. Как вариант используются устройства с компрессором и испарителем — небольшие тепловые насосы.

В таком случае на выходе в ГВС или отопление температура воды будет придерживаться заданных значений за счет изменения мощности агрегата.

рмнт.ру

11.01.16

Источник: https://www.rmnt.ru/story/heating/vakuumnyy-solnechnyy-kollektor-dlja-otoplenija-doma.1065569/

Вакуумный солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения

вакуумный солнечный коллектор для отопления

Одним из самых популярных и самых универсальных видов альтернативной энергетики в мире являются солнечные коллекторы, с помощью которых потребитель получает тепло и горячую воду практически по нулевому тарифу.

А при сегодняшнем динамичном росте тарифов на энергоносители решение вопроса горячего водоснабжения и теплоснабжения практически любых объектов по назначению, принадлежности и объему за счёт солнца более, чем актуально.

Солнечная энергия — самый крупный энергетический источник на Земле. Количество тепла, поступающего на 1 кв. м поверхности Земли в год, оценивается в 3,16х109 КДж. Общее количество солнечной энергии в 20 тыс. раз превышает современное потребление энергии мировым хозяйством.

Производство установок для использования альтернативной энергии солнца за последние 4 года увеличилось в мире в несколько раз. Предполагают, что к 2020 г. за счет солнечной энергии мировые потребности в электроэнергии будут удовлетворяться на 15-20%.

На сегодняшний день вводится в эксплуатацию более 3 млн. гелиосистем в год, и эта статистика получена не только за счет стран с теплым климатом. Свою эффективность солнечные коллекторы доказали даже в климатических условиях Аляски. Система солнечных коллекторов подходит для всех типов климата.

В связи с использованием контроллеров система автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает комфортную заданную температуру.

При отсутствии достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.

Производительность системы зависит от параметров солнечного излучения в конкретном регионе. Интенсивность солнечной радиации нашего региона, где около 300 солнечных дней в году, позволяет достигнуть высоких показателей продуктивности солнечных коллекторов.

Технико-экономические расчеты по действующим солнечным системам показывают, что при существующих ценах на органическое топливо, увеличивающихся последние годы, срок окупаемости гелиоустановок с учетом эксплуатационных затрат составляет от 2 до 5 лет, в то время как срок их службы 25-30 лет. Таким образом, использование системы после срока её окупаемости дает дает возможность получать всю вырабатываемую солнечной установкой энергию бесплатно!

При этом гелиоустановки являются экологически чистым источником энергии, к которому можно, в отличие от традиционных котельных, применить термин «срок окупаемости затрат».

Область применения солнечных коллекторов:

  • производственные комплексы любого направления и масштаба;
  • сельскохозяйственные предприятия;
  • учреждения здравоохранения: больницы, поликлиники, санатории, профилактории, центры здоровья и др.;
  • спортивно-оздоровительные комплексы: бассейны открытые и закрытые, стадионы, туристические базы, зоны отдыха;
  • детские учреждения: детские сады, школы, центры детского творчества, летние лагеря и др.;
  • гостинично-туристические комплексы;
  • торгово-развлекательные комплексы, небольшие автономные магазины;
  • рестораны, кафе, столовые и другие пункты общественного питания;
  • мобильные социально ориентированные пункты;
  • частные дома, коттеджи, дачи;
  • офисы;
  • объекты железнодорожного транспорта, портов, МЧС и пр.;
  • автомойки, автозаправочные станции, теплицы и еще многие разнообразные объекты;

– практически везде, где есть холодная вода и дневной свет.

Солнечные водонагреватели позволяют решить целый ряд вопросов:

  • автономное горячее водоснабжение (круглогодичное или сезонное);
  • поддержка полного или дежурного отопления для помещений любой площади;
  • оптимизация существующих систем горячего водоснабжения и отопления;
  • подогрев воды в закрытых или открытых бассейнах;
  • обогрев теплиц;
  • использование горячей воды в технологических целях.

Преимущества солнечных установок:

Существенное уменьшение затрат на горячее водоснабжение, обогрев дома или любого другого здания. Использование солнечных коллекторов дает возможность уменьшить затраты в год: на нагрев воды — на 60%, на отопление — на 30%!

Оптимизация и уменьшение эксплуатационных затрат при отоплении зданий и обеспечении потребителей горячей водой в случае перебоев в электро- и газоснабжении, т.к. система является автономным источником тепловой энергии.

Увеличение срока службы основной или вспомогательной отопительной системы: уже имеющегося бойлера или газового котла в 2 раза, т.к. дает возможность до 97% уменьшить его нагрузку на существующую систему;

Возможность интегрирования в существующую систему теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Сохранение природы и экологии в целом, защита здоровья людей за счет отсутствия загрязнения окружающей среды.

Солнечная установка может быть запланирована еще на стадии строительства дома или другого объекта, а может быть подсоединена к существующей системе теплоснабжения. В последнем случае вместо традиционного бойлера устанавливается бойлер гелиосистемы, а на крыше здания — солнечный коллектор.

Кроме того, система отопления на солнечных коллекторах идеально соответствует системе водяных теплых полов и обогрева плавательных бассейнов и экономично расходует утилизированную тепловую энергию.

Особенную эффективность утилизации энергии окружающей среды имеют комбинированные системы, использующие солнечные коллекторы вместе с тепловыми насосами.

Среди всех типов солнечных коллекторов самыми популярными являются плоские коллекторы и коллекторы с вакуумными трубками.

Вакуумный солнечный коллектор – система, применяющаяся для преобразования энергии солнца в любое время года. При его производстве используются современные материалы, созданные на основе вакуумных нанотехнологий. Удобство в эксплуатации, большая долговечность и эффективность предлагаемых водонагревательных систем гарантирована.

Преимущества использования вакуумного солнечного коллектора:

  • Гелиосистема имеет высокую производительность даже в осенне-зимний сезон.

При производстве вакуумного солнечного коллектора используется наилучший теплоизолятор – вакуум. Общие потери тепла в коллекторе минимальны, т.к.

в вакууме не происходит потерь на теплопроводность и конвекцию.

Поэтому КПД вакуумного коллектора сохраняется стабильно высоким даже при неблагоприятных погодных условиях – температуре воздуха до -45°С и рассеянном солнечном свете, а его производительность до 40% выше, чем у других видов коллекторов.

  • Каждый солнечный луч используется в гелиосистеме оптимальным образом.

Абсорбер, являющийся важной деталью конструкции вакуумного солнечного коллектора, имеет форму цилиндра, что позволяет максимально эффективно использовать для преобразования каждый солнечный луч от восхода и до заката солнца.

Благодаря цилиндрической форме абсорбера вакуумный коллектор в три раза эффективнее и способен улавливать рассеянную энергию солнца по сравнению с коллекторами, имеющими плоскую форму, и может произвести до 40% тепловой энергии больше, чем другие системы с аналогичной площадью абсорбера.

  • Вакуумные солнечные коллекторы отличаются повышенной надежностью.

Вакуумный солнечный коллектор будет радовать Вас своим теплом долгие годы. Залог его высокой долговечности и надежности – использование в конструкции высококачественных современных материалов.

Так, все детали, находящиеся в непосредственном контакте с теплоносителем, изготовлены из меди высокого качества, а трубки коллектора выполняются из особого ударопрочного (боросиликатного) стекла, которому не страшен даже град до 35 мм. Вакуумные коллекторы хорошо зарекомендовали себя в регионах с суровым климатом, где нередки шквальные ветра и даже ураганы, т.к.

панель коллектора имеет небольшую парусность. Замена вакуумных трубок в случае их повреждения не вызывает особого затруднения, т.к. не требует полной остановки и слива всей системы.

  • После оледенения, покрытия снегом или инеем система быстро вновь готова к работе.

По сравнению с другими видами коллекторов, вакуумный коллектор быстрее возвращается в рабочее состояние, избавляясь от снега, льда или инея и снова готов дарить Вам свое тепло. Это объясняется тем, что стеклянное покрытие коллектора имеет очень небольшую толщину, благодаря чему тепловая инерция прибора сводится к минимуму.

  • Вакуумный солнечный коллектор способен обеззараживать воду.

В нагреваемой коллектором воде под действием высоких температур и вакуума размножение различных бактерий становится невозможным.

  • Вакуумные солнечные коллекторы отличаются простотой монтажа и удобством эксплуатации.

Число желающих сэкономить на расходах на обычные виды энергоресурсов за счет перехода на использование солнечной энергии постоянно растет.

Вакуумные солнечные коллекторы «АНДИ Групп» пользуются достаточно большой популярностью в Центральном и Южном регионах России. Это еще раз подтвердилось на проведенных в сентябре этого года в г.

Ростове-на-Дону двух специализированных выставках («15-я юбилейная аграрная выставка» и выставка «МЧС России»), где солнечное оборудование «АНДИ Групп» вызвало большой интерес у представителей разных регионов и слоев населения страны. Производственники и аграрии, владельцы зон отдыха и простые рядовые потребители живо интересовались этим оборудованием.

Подтверждением успеха солнечного оборудования «АНДИ Групп» на выставках является награждение ПК «АНДИ Групп» Дипломами выставки «За успешное продвижение на юге России инновационных и энергосберегающих технологий и оборудования».

Руководящий состав МЧС России рекомендовал позиционировать эти солнечные системы на специализированной выставке МЧС в качестве водонагревателей в сложных полевых условиях для создания комфортных и санитарно-гигиенических условий для граждан и личного состава в чрезвычайных ситуациях. Это является убедительным аргументом того, что нет границ для применения солнечных коллекторов ни по территории, ни по назначению, ни по масштабу и сложности системы.

Производственная компания «АНДИ Групп» предлагает оптимальное решение проблемы обеспечения горячей водой как малых так и больших потребителей (от душевых кабин, летних бассейнов и дачных домов до гостиниц, пансионатов, больниц, автозаправочных станций и др.автономных объектов) в условиях сезонного или круглогодичного использования:

Солнечные водонагреватели серия «ДАЧА» модель XF-II и XF-II система без давления. Используются сезонно — с апреля по октябрь месяцы.

Сезонный солнечный коллектор для дачи Производственной компании «АНДИ Групп», поможет решить проблему горячего водоснабжения на Вашем дачном участке, обеспечив Вас горячей водой: для принятия душа, мойки посуды, подогрева летнего бассейна, полива растений и прочих бытовых и хозяйственных нужд.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Чем промыть радиатор отопителя

Солнечные коллекторы серия «УНИВЕРСАЛ» модель CP-II. Проточные солнечные водонагреватели — система под давлением. Солнечные коллекторы с тепловыми трубками Heat Pipe круглогодичного использования.

Преимущества системы является возможность круглогодичной эксплуатации в регионах с умеренным климатом и высокая эффективность солнечного водонагревателя при низкой интенсивности солнечного излучения.

Солнечные сплит-системы. Также такие системы называют всесезонными или раздельными. Это закрытая система, которая может работать под давлением водопровода.

Система обладает малой инерционностью, быстрым выходом на рабочий режим и позволяет обеспечить: круглогодично— горячее водоснабжение; сезонное отопление с экономией традиционных источников тепловой энергии до 70% (в зависимости от географической широты и климатических условий).

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

Если выбор солнечной сплит-системы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную систему, удовлетворяющую Вашим потребностям.

Источник: https://andi-grupp.ru/informatsiya/stati/vakuumnye-solnechnye-kollektory-dlya-otopleniya-i-goryachego-vodosnabzheniya/

Вакуумные коллекторы

вакуумный солнечный коллектор для отопления

Сегодня коллекторы используют все тот же принцип преобразования солнечных лучей в тепло. Но накопленные человечеством знания и технологический прогресс позволили сделать такую систему намного производительней. Основу любого солнечного коллектора составляет материал с высоким коэффициентом поглощения и большой теплоемкостью. Самым простым примеров будет металлическая деталь черного цвета.

Виды коллекторов

На сегодняшний день существует два основных типа коллекторов — панельные и вакуумные. Именно последние показывают высокую эффективность зимой, поэтому про них и пойдет речь.

Устройство вакуумного коллектора

Вакуумный солнечный коллектор состоит из нескольких трубок. Внутри каждой из них светочувствительный материал, находящийся в вакууме. С внутренней стороны трубки покрыты слоем абсорбера, который концентрирует солнечные лучи на материале.

Материал, поглощая солнечную энергию, нагревается и передает тепло особой жидкости, циркулирующей между трубками и емкостью с водой. Главное требование к жидкости (носителю тепла) — большая теплоемкость и морозоустойчивость. Обычно в качестве теплоносителя используют антифриз.

За счет вакуумной прослойки обеспечивается теплоизоляция. Таким образом потери тепла незначительны. Этим и объясняется высокая эффективность вакуумного коллектора в холодные месяцы.

В большей части вакуумных коллекторов в роли светочувствительного материала применяется особая жидкость. При повышении температуры она превращается в пар, он поднимается наверх и, отдавая тепло, конденсируется. Охлажденные капли затем стекают вниз и процесс повторяется.

По этой причине для вакуумных коллекторов существует ограничение по углу установки, меньше которого он работать не будет.

При нагревании жидкости выше температуры кипения (благодаря низкому давлению внутри стержня она закипает примерно при 60°C) она в парообразном состоянии поднимается в верхнюю часть – наконечник, температура на котором может достигать до 250 °С.

И там конденсируется, отдавая тепло. А конденсат стекает по стенкам трубки вниз и процесс повторяется.

Трубки состоят из колб с двойной стенкой (между стенками вакуум), стержень легко вынимается, что удобно при замене колб, треснувших при транспортировке или эксплуатации.

Особенно эффективно применение СК для следующих нужд:

  1. Нагрев воды для летнего душа, хозяйственных нужд на даче.
  2. Нагрев воды в бассейне в тёплый период времени.
  3. Круглогодичный нагрев воды для хозяйственных нужд на объектах где горячая вода потребляется в большом количестве: гостиницы (отели), больницы, санатории, частные коттеджи.

Плюсы вакуумных коллекторов:

  • высокая эффективность при любой погоде (способен работать даже при -30ºС);
  • высокая надежность и долгий срок службы (до 25-30 лет);
  • простота установки (можно поднять на крышу по частям и собрать непосредственно на месте);
  • простота ремонта (выход из строя одной трубки не останавливает работу всего коллектора).

К минусам можно отнести следующее:

  • цена вакуумного солнечного коллектора существенно выше панельных аналогов;
  • угол установки начинается от 20º, что не всегда удобно.

Тем не менее, вакуумные коллекторы отлично зарекомендовали себя как эффективные источники горячей воды или отопления помещений.

Однако, прежде, чем купить вакуумный солнечный коллектор , нужно рассчитать суточное потребление горячей воды, определить необходимую мощность для ее подогрева и выделить соответствующую площадь для установки.

Плюс к этому не лишним будет уделить внимание качественному утеплению дома. При грамотном подходе вложения в систему с вакуумным коллектором окупятся за 3-5 лет, а пользоваться бесплатной солнечной энергией вы будете 20-30 лет.

Источник: https://invertory.ru/category/vakuumnye-kollektory/

Солнечный коллектор зимой. Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой

22 дек.2016

В этой статье: Работает ли зимой солнечный коллектор? Сравнение эффективности работы зимой вакуумного и плоского солнечного коллектора. Плюсы и минусы гелиосистемы. Отзыв владельца. по теме.

Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой

В последнее время альтернативные источники энергии вызывают все более живой интерес со стороны наших соотечественников. Наиболее простыми из них в устройстве являются солнечные коллекторы, благодаря чему их доля в нетрадиционной энергетике, особенно бытовой, чрезвычайно велика. Данная статья поможет найти ответ на вопрос: насколько эффективным является солнечный коллектор зимой?

Работает ли зимой солнечный коллектор?

Как свидетельствует статистика (данные приведены в Википедии), на 1 тыс. россиян приходится примерно 0,2 кв. м применяемых у нас солнечных коллекторов, тогда как в Германии этот показатель составляет 140 кв. м, а в Австрии – целых 450 кв. м. на 1 тыс. жителей.

Столь значительную разницу нельзя объяснить одними только климатическими условиями. Ведь на большей части России за день поверхности земли достигает такое же количество солнечной энергии, как и на юге Германии – в теплое время эта величина составляет от 4 до 5 кВт*ч/кв. м.

Чем же вызвано наше отставание? Отчасти оно обусловлено сравнительно низкими доходами россиян (гелиоустановки являются пока довольно дорогим удовольствием), отчасти – наличием собственных крупных газовых месторождений и, как следствие, доступностью голубого топлива.

Но немалую роль сыграло и предвзятое отношение со стороны многих потенциальных пользователей, считающих установку солнечного коллектора нецелесообразной. Дескать, летом и так тепло, а зимой от подобной системы мало проку.

Вот какие аргументы выдвигают скептики касательно эксплуатации гелиоустановок зимой:

  1. Установку постоянно засыпает снегом, так что солнечное излучение достигает её не так уж часто. Если, конечно, владелец не дежурит постоянно на крыше с веником или щеткой.

  2. Холодный морозный воздух отбирает почти все тепло, накапливаемое коллектором.

  3. Часто упоминают и всесезонный поражающий фактор – град, который может разнести гелиоустановку вдребезги.

Чтобы понять, насколько справедливы эти доводы, рассмотрим устройство различных видов солнечных коллекторов.

Устройство и область применения в быту.

На сегодняшний день наибольшее распространение нашли плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

Плоские солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) для повышения эффективности.

Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурат).

Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметикой.

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть теплоноситель до 190—210°C. Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре, эффективность которого может составлять около 95%.

Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности, поскольку применение меди против алюминия даёт выигрыш 4 % (хотя теплопроводность алюминия вдвое меньше, что означает значительное превышение «запаса мощности» по теплопередаче), что незначительно в сравнении с ценой).

Также высокая эффективность достигается увеличением площади контакта трубки и медного листа: у формованного листа и паянного соединение она максимальна, у соединения ультразвуковой сваркой — меньше. Используется также алюминиевый экран.

Вакуумные солнечные коллекторы.

Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.

Фактически солнечная вакуумная труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.

Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение медные тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При воздействии на коллектор солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору.

Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности.

Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.

сравнение работы плоского и вакуумного коллектора зимой

В быту гелиоустановки применяются для приготовления горячей воды, в том числе для бань, подогрева бассейна либо в качестве дополнительного источника тепла для системы отопления.

В промышленности сфера применения таких систем является более широкой: на их основе сооружают опреснители воды, парогенераторы (пар приводит в движение различные машины) и даже электростанции.

Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой? Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

Засыпание панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.

Из-за того, чтоколлектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.

Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. Посмотрите видеоролик, снятый во время испытаний вакуумной трубки на ударную прочность.

. Испытание солнечного коллектора на прочность.

Трубка выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла которое выдерживает удары града который падает со скоростью 18 м/с и имеет 35 мм диаметре.

  Как видно, солнечные коллекторы зимой вполне работоспособны. Хотя, конечно, производительность их в сравнении с летним периодом ощутимо снижается.  

Плюсы и минусы гелиосистемы

Им присущ более высокий КПД по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами.

 Усваиваемая с их помощью энергия является абсолютно бесплатной.

Работа солнечного коллектора полностью безвредна для экологии: используемый ресурс – солнечное тепло — является неисчерпаемым и усваивается напрямую, без сжигания чего-либо и загрязнения окружающей среды.

 Теперь укажем слабые места гелиоустановок:

  • Коллекторы стоят пока сравнительно дорого
  • Из-за переменчивости погодных условий производительность коллектора не стабильна.
  • Систему приходится оснащать довольно вместительным баком-накопителем с хорошей теплоизоляцией.

о работе солнечной сплит-системы SH-200-24 торговой марки «АНДИ Групп»

Предлагаем Вашему вниманию всесезонные солнечные коллекторы торговой марки АНДИ Групп

Солнечная сплит-система ЭЛИТ

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 200 до 1000л)

Солнечная сплит-система СТАНДАРТ

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 100 до 500л)

Солнечный вакуумный коллектор ПАНЕЛЬ

Количество трубок в коллекторе: 12,15,18,20,24,30 (в зависимости о модели)

Солнечный коллектор УНИВЕРСАЛ

Количество трубок в коллекторе: 15,20,24,30 (в зависимости о модели)

   Остались вопросы? Напишите нам!

Источник: https://optonimpex.com/a189581-solnechnyj-kollektor-zimoj.html

Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

Устройство и принцип работы

Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию.

Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность.

Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

Плоские высокоселективные

Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами.

Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор.

Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

Вакуумные трубчатые

Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

Концентрационные

Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы.

Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше.

Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Виды тепловых пушек

Воздушные

Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

Кстати. Срок службы солнечных коллекторов составляет от 15 до 30 лет, в зависимости от типа и производителя. Дешевая продукция азиатских разработчиков менее надежна, а коллекторы лучших немецких компаний могут прослужить и дольше обозначенного срока.

Расчет мощности солнечного коллектора

Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м.

Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м.

В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

Полезная информация. Как показывает статистика, в среднем в домашнем хозяйстве для использования горячей воды на 1 человека требуется от 2 до 4 кВт тепловой энергии в день.

Использование солнечных коллекторов в России и мире

Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы.

Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов.

В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв.

м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду.

К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant.

Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

Стоимость гелиоустановки для дома

Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя.

Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

Источник: https://www.kp.ru/guide/solnechnye-kollektory.html

Солнечные коллекторы для отопления дома: особенности устройства

Солнечные коллекторы являются на сегодняшний день наиболее эффективными устройствами, использующими энергию солнца. Для примера, коэффициент полезного действия фотоэлектрических панелей составляет всего около 14-18%, тогда как на солнечных коллекторах эффективно используется приблизительно 80-95% поглощенной солнечной энергии.

Рассмотрим, каков принцип действия солнечных коллекторов, какие их виды существуют и для каких целей используются.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Если кратко, то солнечные коллекторы направлены на захват тепловой солнечной энергии, ее концентрацию и последующее направление на человеческие нужды.

Рассмотрим, из чего состоит солнечный коллектор:

  • Коллекторная система состоит, собственно, из коллектора, контура для теплообмена и теплового аккумулятора (обычного водяного бака).
  • По солнечному коллектору происходит циркуляция теплоносителя (жидкости). В нем теплоноситель нагревается от солнечной энергии.Затем передают добытую энергию посредством теплообменника, вмонтированного в бак-аккумулятор, воде в баке.Так выглядит простейшая схема устройства бытовых солнечных коллекторов
  • В баке нагретая вода хранится вплоть до ее использования, к примеру, на отопление дома солнечными коллекторами, а также другие хозяйственные нужды.Для более продолжительного сохранения воды в нагретом состоянии, бак должен обладать качественной теплоизоляцией.
  • Циркуляция воды в солнечном коллекторе может производиться как естественным, так и принудительным способом.
  • В бак-аккумулятор также может быть вмонтирован дублирующий электронагреватель, который при необходимости будет автоматически включаться, чтобы нагреть воду до заданной температуры при устоявшейся пасмурной погоде либо непродолжительном солнцестоянии в зимний период.

Виды солнечных коллекторов

Если вы планируете установить в своем доме солнечный коллектор для отопления своими руками, следует для начала определиться с подходящим типом конструкции.

Основных видов солнечных коллекторов существует два – вакуумные и плоские. Также имеется менее используемая альтернатива – воздушные коллекторы.

Особенности солнечных коллекторов различных типов

Рассмотрим особенности каждого вида более подробно:

  • Плоский коллектор наиболее схож по принципу действия с выше описанной моделью. Он представляет собой плоскую коробку, закрытую стеклом и содержащую особый слой, абсорбирующий тепло.Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя, в роли которого, как правило, выступает пропилен-гликоль.Схема плоского солнечного коллектора
  • Вакуумный коллектор вместо одной коробки, покрытой стеклом, обладает рядом габаритных полых трубок, выполненных из стекла.Внутри них располагаются одна или несколько трубок меньших размеров, содержащих абсорбер тепловой энергии.Внутренние трубки сообщаются с магистралью теплоносителя, тогда как в пространстве между наружной и внутренними трубками находится вакуум, выступающий в роли теплоизолятора.Схема вакуумного солнечного коллектора
  • Воздушный солнечный коллектор для отопления применяют реже, поскольку воздух в сравнении с жидкостями хуже проводит тепло, поэтому КПД таких коллекторов обычно ниже.Такой коллектор (батарея) для отопления дома чаще всего являет собой плоскую конструкцию, в которой воздух, контактируя с поглотителем солнечной энергии, нагревается и естественным образом либо при помощи вентилятора подается в отапливаемое помещение.Схема воздушного солнечного коллектора

Совет!

При использовании систем с принудительной подачей воздуха потребность в энергии на работу вентилятора понизит эффективность воздушных коллекторов еще больше.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

Однозначного ответа на данный вопрос нет, поскольку каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками:

  • Например, плоские коллекторы считают более прочными и надежными благодаря более простой конструкции, тогда вакуумные солнечные коллекторы для отопления потенциально более хрупки.
  • Несмотря на то, что воздушный коллектор обладает меньшим КПД, он более прост в управлении и не боится проблем, связанных с замерзанием теплоносителя и воды.
  • Если плоский коллектор выходит из строя, то замене подлежит вся абсорбирующая система. При повреждении коллектора вакуумного типа, необходимо заменить лишь вышедшие из строя трубки.

Отопление солнечными коллекторами зачастую имеет следующую принципиальную схему работы

  • Эффективность плоских коллекторов выше при необходимости нагрева воды на 20-40 градусов свыше температуры наружного воздуха, тогда как вакуумные коллекторы эффективней справляются с задачей нагрева до более высоких температур, что весьма актуально, если преимущественно используется солнечный коллектор зимой для отопления.
  • Также вакуумные коллекторы вырабатывают больше энергии при пасмурной погоде и меньше ее теряют в зимний период от контактов с холодным окружающим воздухом.
  • Если средний срок службы коллекторов составляет около 15-30лет, то этот показатель отдельно для вакуумных систем несколько ниже.

Дополнительные особенности выбора вакуумных коллекторов

Необходимо знать, что величины трубок вакуумных коллекторов напрямую влияют на показатель выработки энергии. Так, чем они тоньше и меньше, тем меньше тепловой энергии сможет приносить такая система. Нормальным считается диаметр трубок в 58 мм при длине 1,2-2,1 м.

Кроме того, такие коллекторы могут быть с обычными медными нагревательными трубками, передающими тепло, и с U-образными трубками, образующими миниконтуры передачи тепла в внутри каждой стеклянной трубки. Именно последние считаются наиболее продвинутыми в технологическом плане на сегодняшний день.

U-образная трубка вакуумного коллектора

Совет!

Установить солнечный коллектор своими руками для отопления достаточно сложно, однако намного дешевле, чем с привлечением сторонних специалистов.

Обычно при покупке комплекта оборудования прилагается подробная инструкция по монтажу системы и по выбору места монтажа.

Подробное следование инструкции несколько упростит задачу.

Мы рассмотрели особенности различных видов солнечных коллекторов отопления и надеемся, что наши рекомендации позволят вам существенно сэкономить на использовании природных теплоносителей. Смело используйте альтернативные источники энергии, поскольку именно за ними наше будущее.

Но если Вы сторонник традиционных систем отопления. то см. газовые котлы отопления для частного дома.

Источник: https://otoplenie-gid.ru/istochnik-nagreva/solnechnoe/solnechnye-kollektory-dlya-otopleniya-doma-1

Вакуумный коллектор с тепловыми трубками

Солнечный коллектор с тепловой трубой состоит из стеклянной вакуумной и медной тепловых трубок. Вакуумная труба установлена наклонно, под определенным углом. Минимальный угол — около 5 градусов; это требуется для того, чтобы конденсат с верхней части тепловой трубки стекал вниз.

Теплопроводная жидкость в тепловой трубе после нагрева превращается в пар и поднимается в верхнюю часть коллектора, где конденсируется за счет отбора тепла протекающей в теплообменнике воды (или незамерзающей жидкости), температура снижается, пар превращается в жидкость и течёт обратно на дно тепловой трубы.

Этот процесс тепловой передачи продолжается непрерывно.

В Китае вакуумные коллекторы делают сотни, если не тысячи, предприятий. Естественно, только единицы делают качественные коллекторы. Сейчас появилось очень много российских организаций, которые привозят из Китая самые дешевые коллекторы, и продают их по той цене, которую позволяет им их совесть. В итоге покупатели получают солнечную водонагревательную установку, которая работает неэффективно и ломается через 1-2 года.

Вакуумные трубки (само стекло) в Китае делают всего несколько крупных заводов, которые на этом специализируются. Даже крупные производители коллекторов получают трубки с этих заводов.

Далее крупные производители наносят на внутреннюю трубку трехслойное покрытие, которое принимает солнечное тепло и передает его теплоносителю или тепловой трубке, и затем выкачивают воздух между внешней и внутренней трубкой и запаивают ее.

Также, очень важным для обеспечения эффективной работы коллектора является правильный состав рабочего тела тепловой трубки. У многих производителей его состав является know-how и держится в секрете.

А вот коллекторы из готовых вакуумных труб и тепловых трубок делают все, кому не лень. Поэтому, качество коллектора определяется не только стеклянной вакуумной трубой, но и остальными компонентами солнечного вакуумного коллектора:

  • тепловой трубкой (она может иметь различный состав легкокипящей жидкости);
  • верхней части коллектора — она может иметь различную теплоизоляцию, качество исполнения теплообменника, точность подгонки частей;
  • рамы — она может быть сделана из эмалированной стали, из нержавеющей стали, из алюминия и т.п. Толщина ее тоже может быть различна. Посмотрите фото справа — какой коллектор не нужно покупать — стойки не выдержали веса бака с водой;
  • конструкция крепления защитных колпачков для нижней части трубок, а также конструкция самих колпачков должна быть надежной и удобной. Обязательно колпачок должен состоять из 2 частей, вкручивающихся друг в друга.

Путем проб и ошибок, а также анализа китайского рынка, мы выбрали лучших производителей, которые делают качественные вакуумные коллекторы. На этих предприятиях существует жесткий контроль производственного процесса, и они имеют европейские сертификаты ISO 9001 (контроль производственного процесса). Поэтому мы предлагаем только качественные вакуумные коллекторы. Они имеют цену немного выше среднерыночной, но зато имеют высокое качество и будут радовать своих владельцев многие годы.

Если вы покупаете коллекторы у нас, вы можете быть уверенными в том, что вы получаете действительно качественное оборудование с нашей гарантией.

Особенности вакуумных коллекторов с тепловыми трубками

  • Высокая степень нагрева, температура тепловой трубки может достигает 250°C
  • Тепловая трубка сделана из красной меди, и тепло передается через легкокипящую теплопроводную жидкость. В настоящее время выпускают тепловые трубки с диаметром наконечника 14 (стандарт) и 22 (улучшенные) мм. Больший диаметр позволил увеличить площадь теплопередачи и, соответственно, эффективность нагрева теплоносителя
  • В вакуумной трубе обычно нет воды, поэтому она имеет высокую морозостойкость. В качестве рабочего тела обычно используют раствор нашатырного спирта. Если применяется вода (как в коллекторах Кайсандун), то в нижней части медной трубки находится специальный порошок, который не дает воде кристаллизоваться при замерзании. Вода в качестве рабочего тела имеет лучшие характеристики по теплопереносу при высоких температурах, чем нашатырный спирт, т.к. теплоемкость воды существенно выше. С другой стороны, трубки с нашатырным спиртом раньше начинают переносить тепло в наконечник тепловой трубки, т.к. спирт закипает гораздо раньше, чем вода.
  • Надёжный коллектор из алюминиевого сплава с современным дизайном, имеет хорошие крепления
  • Выдерживает высокое рабочее давление
  • Модульная конструкция, легко устанавливается.

Вакуумный солнечный коллектор с тепловой трубкой

Солнечный коллектор состоит из двойных вакуумированных стеклянных трубок, внутрь каждой из которых помещена медная тепловая трубка. Тепловые трубки входят в верхнюю часть коллектора, по которой циркулирует теплоноситель (вода или незамерзающая жидкость).

Коллектор применяется в системах как с активной циркуляцией теплоносителя (т.е. когда бак находится в помещении ниже уровня коллектора ), так и с пассивной циркуляцией теплоносителя (бак находится в помещении выше уровня коллектора). При этом обеспечиваются минимальные теплопотери как в коллекторе, так и в баке.

Тепловая трубка не требует заполнения — легкоиспаряемая жидкость уже находится внутри медной трубки. Температура кипения теплопроводной жидкости 25-30°C, температура замерзания 0°C , но так как тепловая труба находится в вакуумной трубе, она не замерзает при температуре -30°C. Также, присутствует эффект «запирания» трубки, исключающий теплопотери в ночное время через коллектор. При температуре трубок коллектора ниже примерно 30°С циркуляция теплоносителя в трубках прекращается.

Коллектор может работать под напором водопровода до 6-8 атмосфер (см. спецификации на коллектор).

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как сделать расширительный бак для отопления своими руками

Вакуумные коллекторы выпускаются в нескольких модификациях, различающихся по величине теплоизоляции верхней части коллектора, в которой находится теплообменник. Отличается также и материал теплоизоляции — полиуретан или минеральная вата. Самые дешевые коллекторы (мы такие не продаем) используют в качестве утеплителя стекловату. Минеральная вата не боится высоких температур и даже намокания, поэтому используется в коллекторах премиального класса.

Специально для России разработаны коллекторов с улучшенной теплоизоляцией

Типичные Технические параметры коллекторов

Общие параметры:

  • размер вакуумной трубы: Ø58 мм, длина 1800 мм
  • теплоизоляция: минеральная вата или полиуретановая пена
  • Максимальное рабочее давление: 0.6 MПа
  • Стойкость к граду размером до 25 мм
  • Сертификаты: ISO9001: 2000 / CE
  • Упаковка трубок и рамы: картонные коробки

Технические параметры коллекторов Shentai серии SCM

Эта статья прочитана 13022 раз(а)!

Продолжить чтение

  • Вакуумный коллектор с баком Suntask STH
  • Система с вакуумными коллекторами YFCY
  • Солнечные коллекторы: комплекты для установки на крыше
  • Вакуумный коллектор интегрированный с баком
  • Вакуумные солнечные коллекторы

Источник: https://www.solarhome.ru/solar/vacuum/scm.htm

Вакуумный солнечный коллектор в системе нагрева воды

Вакуумные солнечные коллекторы поглощают солнечную энергию, превращая ее в тепловую энергию.

За счет солнечной энергии эта система способна обеспечить от 70 до 100% ежедневной потребности в ГВС для бытовых целей и существенно снизить расходы (30-100%) на отопление помещений.
За счет вакуума потери тепла в атмосферу минимальные.

Преимущества вакуумных трубчатых солнечных коллекторов:

  • возможность эксплуатации в любое время года.
  • возможность работы в регионах с умеренным климатом, в том числе, в зимний период  при низких температурах;
  • достаточно высокая эффективность солнечного коллектора при низкой интенсивновти солнечного излучения, а также при диффузионном излучении (отсутствии прямых солнечных лучей)

Внимание: солнечная водонагревательная система не является полной заменой традиционно применяемым системам отопления, а используется для предварительного нагрева теплоносителя в системе отопления.

Солнечные коллекторы используются:

  • для обеспечения горячего водоснабжения в домах и на дачах, в гостиницах, санаториях, пансионатах, спортивных комплексах, учреждениях общественного питания, турбазах, производственных, сельскохозяйственных и других объектах;
  • для подогрева воды в бассейнах;
  • в устройствах теплого пола.

Место установки солнечного коллектора (направление строго на ЮГ):

  • крыша дома и других строений (плоская или скатная);
  • балконы, архитектурные выступы здания;
  • земля (открытая для солнца местность).

Солнечная водонагревательная система состоит из:

  1. Солнечные лучи — источник тепла.
  2. Солнечный коллектор — приёмник тепла с вакуумными трубками, внутри которых находится медный нагревательный элемент;
  3. Жидкий теплоноситель — переносчик тепла.
  4. Расширительный бак — спасение от избытка давления.
  5. Циркуляционный насос — движение тепла.
  6. Контроллер — система управления потоком тепла.
  7. ТЭН — тепло-электрический нагреватель — добавка тепла.
  8. Термодатчик — измеритель тепла.
  9. Патрубок для стравливания воздуха.
  10. Подача холодной воды в бак.
  11. Отвод горячей воды из бака, нагретой в результате теплообмена.
  12. Бак с водой — аккумулятор тепла с двумя теплообменниками.
  13. Радиаторы отопления или смесители с горячей водой — системы использования тепла.

 

Конструкция вакуумной трубки схожа с конструкцией стеклянной колбы термоса

В каждую трубку встроен медный нагревательный элемент с запаянной внутри его плоскости  кипящей и испаряющейся жидкостью.

Солнечная энергия, поглощаемая трехслойным покрытием вакуумной трубки, преобразуется в тепловую энергию и передается медному нагревательному элементу. Вакуумная трубка вместе с медным нагревательным элементом (далее — «тепловая труба») подсоединена к конденсатору, находящемуся в теплообменнике абсорбера коллектора.

Под воздействием тепла жидкость в тепловой трубе закипает и испаряется в верхнюю часть, где отдает тепловую энергию теплоносителю основного контура бака для воды.

Нагрев теплоносителя отопительного контура происходит во втором теплообменнике, расположенном в верхней части бака для воды, за счет передачи тепла от воды в баке, нагретой теплообменником основного контура. Конденсат жидкости в тепловой трубе после передачи тепла отпускается вниз и снова испаряется. Этот процесс носит циклический характер.

Приемник солнечного коллектора выполнен из меди с теплоизоляцией. Передача тепла происходит через медную «гильзу» приемника, благодаря чему отопительный контур отделен от трубок. При повреждении одной или даже нескольких трубок коллектор продолжает работать.

Наиболее весомое преимущество вакуумного коллектора с тепловой трубкой — его способность работать при температурах до -35°С. При более низких температурах его эффективность существенно снижается.

Вакуумные трубки сделаны из высококачественного, сверхпрочного боросиликатного стекла, что обеспечивает защиту их от града и механических повреждений.

Солнечная водонагревательная система легко и просто может быть подключена как к новым системам ГВС и отопления, так и к установленным ранее. Бак имеет 2 медных теплообменника.

некоторые рекомендации по установке солнечных коллекторов

Количество вырабатываемой солнечным коллектором тепловой энергии зависит от целого ряда факторов. К подающимся изменению относят: угол наклона относительно горизонтали и ориентация установки к сторонам света. Критерием ориентации является азимут.

Угол наклона — это угол между горизонталью и солнечной батареей. При установке на скатной крыше угол наклона задается скатом кровли. Наибольшее количество энергии воспринимается панелью коллектора при расположении его плоскости под прямым углом к направлению инсоляции. Поскольку угол инсоляции зависит от времени суток и года, ориентацию плоскости коллектора следует выполнять в соответствии с высотой Солнца в период поступления  наибольшего количества солнечной энергии.

Для европейской части России рекомендуется угол наклона 50-60°.

Азимут описывает отклонение плоскости коллектора от направления на юг. Если плоскость коллектора ориентирована на юг, то азимут =0°. Чем меньше отклонение от направления на юг, тем лучше. В идеале, следовало бы учитывать режим потребления тепловой энергии ( если больше потребляется утром, то лучше ориентировать на юго-восток и т.д.), но не всегда это четко понятно.

Установка солнечного коллектора и определение его размеров должны быть выполнены таким образом, чтобы незначительным было воздействие дающих тень соседних зданий, деревьев, линий электропередач и т.п.

Важной частью гелиоустановки является поддерживающая конструкция (рама) для солнечных коллекторов. Она обеспечивает правильный угол наклона, а также необходимую жесткость конструкции. Комбинация поддерживающей конструкции с солнечным модулем должна выдерживать порывы ветра и другие неблагоприятные воздействия окружающей среды.

Источник: http://www.solarroof.ru/theory/45/100/

Солнечные коллекторы для отопления дома: преимущества, недостатки и эффективность работы

Солнечное излучение это один из самых доступных и распространенных альтернативных источников тепла. А солнечные коллектора в свою очередь — самый простой способ эту энергию преобразовать. С каждым годом все больше людей рассматривают коллектора в качестве дополнительного источника энергии для дома.

Но что же представляют собой коллектора, чем отличаются между собой и действительно ли они так эффективны? Читайте далее в статье.

Что такое солнечный коллектор и зачем он нужен

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.

  1. Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.
  2. Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.

Существует также комбинированная технология. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

Преимущества солнечных коллекторов для отопления дома

Экономия газа

Летом солнечные коллектора способны полностью закрыть потребность здания в горячей воде. В межсезонье – весной и осенью, коллектора снижают нагрузку на газовый котел, что в конечном итоге сокращает потребление газа. В зимнее время коллектора работают с очень низкой эффективностью.

Энергонезависимость

Используя солнечный коллектор для отопления вы снижаете собственную зависимость от газа. Коллектор является дополнительным источником тепла. Как минимум в летнее время вы сможете бесплатно получать горячую воду не используя для этого газ. Аналогичный результат вы можете получить при отоплении тепловым насосом.

Доступность

Для установки солнечного коллектора не требуется разрешение. Все что нужно – сантехник с прямыми руками и компетентный продавец, знающий все особенности и тонкости монтажа.

Долгий срок службы

Срок службы коллектора – более 15 лет. А значит, вы очень долго сможете пользоваться бесплатным солнечным теплом.

Их недостатки

Стоимость

Цены на солнечные коллекторы для нагрева воды плавают от 500$ до 1000€ за штуку. А целая система «под ключ» состоящая из двух коллекторов будет стоить от 2500$. Немалые начальные вложения, со сроком окупаемости 7-10 лет.

Непостоянство

Солнце нельзя включать и выключать по собственному желанию. Поэтому коллектора нельзя рассматривать как единственный источник тепла.

Нужен бак-накопитель

Для работы солнечных коллекторов требуется бак-накопитель. Если в вашей отопительной системе он не предусмотрен, то это повлечет дополнительные затраты на покупку коллекторов.

Эффективность солнечных коллекторов для нагрева воды

Эффективность коллектора зависит от региона. Чем южнее регион, тем активнее солнце и выше эффективность работы коллектора.

На территории Украины солнечные коллектора имеют большой потенциал использования. В среднем на 1м2 земли за год падает от 1000 до 1350кВт-ч солнечной энергии. Это эквивалентно 120-140м3 газа.

Произведем простой расчет. Возьмем обычный коллектор, рабочая площадь которого – 2,3м2. За год его выработка тепловой энергии в газовом эквиваленте составит 276-322м3. При тарифе на газ 1,8грн/м3 получаем: за год один коллектор экономит 496-579грн.

Не очень много, учитывая начальную стоимость коллектора. При таких цифрах его окупаемость будет очень большой. Конечно цифры очень усредненные и для каждого региона нужно делать свой расчет.

Виды солнечных коллекторов для нагрева воды

Существует множество видов солнечных коллекторов, которые отличаются назначением, внешним видом, принципом работы и так далее.  Основные отличия можно классифицировать следующим образом:

Конструкция и внешний вид:

  • Плоские.
  • Трубчатые вакуумные.

Назначение:

  • Для поддержки системы отопления и ГВС (солнечными коллекторами в принципе сложно обеспечить полноценное отопление дома, они работают только в поддержку системе отопления).
  • Для нагрева воды в бассейне (отдельный вид панелей, изготавливают из пластика).

Принцип работы

  • Самотечные — идеальный вариант для дачи или сезонного использования. Это автономная система, которая не требует подключения к электросети.
  • С принудительной циркуляцией. Этот вид солнечных коллекторов подключается к общей системе отопления и работает под давлением насоса.

Сезонность

  • Круглогодичные (летом — полноценное обеспечение горячей водой, зимой — поддержка отопления).
  • Сезонные – используются только летом и в межсезонье. Обычно внутри таких коллекторов течет вода, которая на холоде замерзает. Поэтому на зиму такие системы консервируются.

Заключение

  1. Солнечный коллектор для отопления это один из самых распространенных и доступных альтернативных источников энергии для частного дома.
  2. Коллектора в первую очередь следует рассматривать как инвестицию в энергонезависимость. Их срок окупаемости очень велик – 7-10 и более лет. Поэтому ставить коллектора только ради экономии газа нецелесообразно.

    Возможно, что с этой задачей лучше справятся и другие альтернативные газу источники тепла — камин с водяным контуром или тепловой насос. Все зависит от ситуации.

  3. Но для каждого правила есть исключения. Коллектор тоже может быстро окупиться и приносить ощутимую экономию газа. Об этом мы подробно расскажем в одной из будущих статей.

  4. Наиболее оправдано использовать коллектора в южных регионах, где высокая солнечная активность. Самую высокую эффективность коллектора показывают летом и в межсезонье. Зимой их вклад в систему отопления хоть и есть, но невелик.
  5. Если вы рассматриваете коллектора ради экономии газа и денег, то вероятно это будет одно из самых дорогих и наименее эффективных решений.

    В первую очередь лучше всего обратить внимание на простые и недорогие мероприятия. К счастью, таких мероприятий множество.

Рекомендуемые статьи

Солнечные коллекторы для отопления дома: преимущества, недостатки и эффективность работы

(7

Источник: http://term.od.ua/blog/vidy-solnechnih-kollektorov-dlya-otopleniya-doma/

Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой — правда и вымысел

Солнечные коллекторы традиционно используют для получения горячей воды на бытовые нужды. Но рано или поздно возникает желание пустить ее на обогрев. И тогда возникает вопрос: Насколько оправданно использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой?

Однозначного ответа нет, все зависит от многих факторов. В этой статье мы разберем их и развеем некоторые заблуждения относительно использования трубчатых коллекторов.

Эффективность вакуумного коллектора зимой

КПД вакуумных трубок зависит не от температуры, а от количества солнечного света, это исходит из его принципа работы. Зимой дни короче, а солнце не так высоко поднимается над горизонтом, поэтому вакуумный коллектор не даст столько тепловой энергии, сколько летом.

Есть два способа решения вопроса – увеличение количества вакуумных коллекторов и уменьшение энергопотерь дома. Снизить тепловые потери можно двумя способами – утеплив здание и установив эффективную систему отопления. Сейчас наиболее эффективными являются теплые полы и теплые плинтусы.

Неплохой вариант – использовать спаренный тепловой насос и вакуумный коллектор для отопления дома. Так можно добиться максимальной эффективности, хотя общая стоимость оборудования будет высока.

Так выглядит система, в которую последовательно включены вакуумный солнечный коллектор и водяной тепловой насос.

Особенности эксплуатации

Основная проблема для всех типов солнечного оборудования в холодное время года – осадки. Если трубки покрыты снегом или инеем, их эффективность снижается. Но стоит учитывать следующее:

Если вы собираетесь использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой, значит он будет установлен под большим углом чтобы уловить максимум солнечного света. Соответственно, снег и вода будет просто соскальзывать с него.

Небольшая площадь трубок не позволит снегу «зацепиться» за них, в отличие от того, как это происходит с плоскими солнечными коллекторами. Практика показывает, что ветер скоростью 3 м/с сдувает снег с коллекторов.

Большую опасность вызывает наледь. Она образуется, когда днем плюсовая температура, а ночью – отрицательная. Лед хоть и прозрачен, но рассеивает часть солнечного света. Образование ледяной корки несколько снижает эффективность работы солнечного вакуумного коллектора.

Избавиться от нее просто – достаточно пролить замерзший участок теплой водой. Скалывать наледь с вакуумных трубок не рекомендуется – есть риск повредить стекло и нарушить герметичность.

Окупаемость и цена вакуумных коллекторов

Противники зеленой энергетики убеждают всех, что вакуумные солнечные коллектора не окупаются, а если это и происходит, то за очень долгий срок. Отчасти это так, но только если ваш дом уже подключен к газу или электричеству. А если учесть стоимость подключения?

Если сравнивать стоимость подключения к газопроводу и установки коллекторов – они вполне соизмеримы. Но газ это расходная статья бюджета, тогда как на работу вакуумного коллектора требуется минимум электроэнергии, да и то, только на прокачку теплоносителя. Практика показывает, что для отопления дома зимой вакуумный солнечный коллектор гораздо выгоднее других источников тепла.

Еще один момент который касается окупаемости – срок службы оборудования. В отопительной системе, основанной на трубчатых солнечных коллекторах, нет сложных деталей или частей, которые подвержены износу. При периодической профилактике такая система прослужит десятки лет.

Мифы и заблуждения

Некоторые считают, что плоские солнечные коллекторы более эффективны чем вакуумные. Отчасти это правда, но если идет об обогреве дома в зимний период, то последние однозначно выигрывают. Подробнее об этом читайте в статье «Сложный выбор: солнечный коллектор – плоский или вакуумный?»

Вакуумные трубки хоть и сделаны из стекла, но отлично держат удар. В приведенном ниже видео проводят испытания с помощью железного шара, который почти в 8 раз тяжелее льда. Соответственно, удары града они выдерживают с легкостью.

Источник: https://vteple.xyz/vakuumnyiy-kollektor-dlya-otopleniya-doma-zimoy/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Домашний климат