Отопление - Альтернативное тепло:

Как обустроить солнечный коллектор

Человек пользуется разными приспособлениями, чтобы использовать энергию солнца. Одним из таких устройств является солнечный коллектор. В мире существует немало высокотехнологичных приборов, преобразующих энергию солнечных лучей в тепло. С помощью подобного оборудования питаются электрические лампочки, обогреваются различные помещения, подогреваются бассейны. Подобные конструкции обладают высокой эффективностью.

Применение солнечных коллекторов

Схема их функционирования выстроена по единому принципу: энергия солнца становится тепловой энергией, которая передается теплоносителями.

Правильно установленные приспособления способны нагревать температуру смеси на 50-65%. В летние же месяцы КПД подобных систем и вовсе достигает 100%. Традиционные отопительные газовые или электрические сети в этот период можно не включать. Тепловые коллекторы солнечные обеспечивают питание посудомоечных машин, которым необходима теплая вода.

Как работают термические солнечные установки

Главной частью подобных систем нагрева воды и отопления является коллектор. По свидетельству многих аудиторских служб, проводивших соответствующие исследования, наибольшей популярностью пользуется плоский коллектор. Устройство покрыто избирательным абсорбером, поглощающим лучи солнца. Далее солнечная энергия становится тепловой. Дабы избежать значительных термальных потерь, эти узлы погружаются в термоизолированный ящик, имеющий прозрачные стенки, и фиксируются там.

Сквозь абсорбер протекает теплообменник, в состав которого входит вода и антифриз. Смесь постоянно циркулирует по трубопроводу, соединяющему резервуар с горячей водой и коллектор. Солнечные тепловые установки запускаются в работу специальным регулятором. Едва температура коллектора превысит температуру резервуарной жидкости, в действие приводится насосное устройство, которое перегоняет горячую жидкость из одной емкости в другую.

Схема отопления солнечными коллекторами

 

В большинстве случаев абсорбер собирается из множества металлических пластинок. Теплообменник протекает сквозь пластинки. Конструкция листового абсорбера создается следующим образом: пара металлических полотен сваривается так, чтобы между ними циркулировал теплоноситель. Традиционно они делаются из алюминия и меди.

Установка солнечных коллекторов, обогревающих бассейны, осуществляется с применением искусственных материалов, поскольку они обладают более низкой термостойкостью. Встречаются универсальные версии комбинированных солнечных коллекторов, которым не нужны циркулярные насосы, поскольку жидкость нагревается непосредственно внутри них.

Состав солнечной установки

Устройство, нагревающее воду, является довольно непростой системой. Она состоит из:

  • температурных датчиков, устанавливаемых внутри накопителя и коллектора;
  • расширительного бака;
  • солнечного регулятора;
  • циркулярного насоса;
  • водостока для горячих вод;
  • контролирующих датчиков температуры.

Схема устройства солнечного коллектора

Об абсорберах

В большинстве случаев они делаются черными, так как данный цвет имеет наибольший коэффициент поглощения лучей солнца. Дабы потери тепла были минимальными, конструкции абсорберов дополняются органическим покрытием. Подобная схема способна преобразовывать солнечную энергию по максимуму. Иными словами, традиционное покрытие абсорбирует порядка 90% энергии солнца. При создании абсорберов используется специфический лак, частично покрывающий поверхности.

Плоский солнечный коллектор — это абсорбер, корпус, прозрачное покрытие и теплоизоляция. Чаще всего прозрачное покрытие создается из безосколочного стекла, имеющего высокий коэффициент пропуска коротких солнечных волн. При этом стеклянный слой располагает поверхностью с низким коэффициентом отражения. Прозрачное покрытие является защитой абсорбера от природных катаклизмов. Частенько при изготовлении корпусов солнечных коллекторов используется оцинкованная сталь либо алюминий. Иногда встречаются конструкции из синтетических материалов. Обратная сторона и стенки абсорбера покрываются теплоизоляционным слоем. Обычно изоляционный материал представлен минеральной ватой или полиуретановой пеной. Порой в качестве изолятора используются минеральные волокна в виде стеклопластика, стекловаты, стекловолокна.

Апертура абсорбер плоского и вакуумного солнечного водонагревателя

Установка солнечных коллекторов производится несколькими способами. Можно, к примеру, построить и отладить отдельно стоящее устройство, встроить его в крышу или расположить выше кровли. Потери от конвекции могут быть значительно сокращены, если из солнечного коллектора откачать теплый воздух. Процедура вакуумирования повторяется раз в 1-3 года.

О трубных вакуумных коллекторах

Здесь в качестве емкостей для абсорбирующих полос используются стеклянные вакуумные ударопрочные трубки. Теплоноситель, проходящий сквозь абсорбер, который располагается внутри по принципу «труба в трубе», принимает U-образную форму. Солнечные коллекторы подобного вида состоят из большого количества ролов небольшого размера. Все они соединены в общую систему. Как показывает схема, в таких устройствах жидкость начинает испаряться уже при низких температурах.

Принцип действия вакуумного солнечного коллектора следующий: жидкость, нагреваясь, начинает испаряться. Клубы поднимающегося пара оказываются в сборной трубе. Для лучшего испарения и конденсации трубки фиксируются под небольшим углом.

Вместо заключения

Модели современных солнечных коллекторов смело можно назвать инновационными технологиями, повышающими уровень комфортности человеческого жилья и не вредящими окружающей среде. Вакуумные солнечные коллекторы являются наиболее дорогими (плоские модели дешевле втрое). Эффективность любого коллектора существенно падает, если его монтаж был осуществлен с нарушениями. В силу этого желательно, чтобы установкой и наладкой солнечного коллектора занимались профессионалы.

Для того чтобы грамотно выбрать модификацию подходящего коллектора, необходимо правильно определиться с необходимой температурной зоной. Не стоит пугаться первичных финансовых затрат, ибо дальнейшая эксплуатация подобной энергетической системы позволит значительно сэкономить на традиционных энергоносителях. После запуска солнечного коллектора в работу владельцу остается лишь обслуживать насос. Люди, вкладывающие деньги в солнечные коллекторы, инвестируют в будущее, развивая альтернативную энергетику.