Для чого використовуються теплові сонячні колектори? Де можна їх використовувати – сфери застосування, варіанти застосування, плюси і мінуси колекторів, технічні характеристики, ефективність. Можна зробити самому і наскільки це виправдано. Схеми застосування і перспективи.
Зміст:
- Призначення
- Пристрій
- Принцип роботи
- Види
- Колектори плоского типу
- Колектор вакуумного типу
- Тепловий насос
- Що краще
до змісту ?
Призначення
Колектор і сонячна батарея два різних пристрої. Батарея використовує перетворення сонячної енергії в електричну, що накопичується в акумуляторах і застосовується для побутових потреб. Сонячні колектори, як і тепловий насос, призначені для збору і накопичення екологічно чистої енергії Сонця, перетворення якої використовується для нагріву води або опалення. У промислових масштабах стали широко використовуватися сонячні теплові електростанції, перетворюючу тепло в електроенергію.
до змісту ?
Пристрій
Колектори складаються з трьох основних частин:
- панелі;
- аванкамера;
- накопичувальний бак.
Панелі представлені у вигляді трубчастого радіатора, поміщеного в короб з зовнішньою стінкою зі скла. Їх необхідно розташовувати на будь-якому добре освітленому місці. В радіатор панелі надходить рідина, яка потім нагрівається і пересувається в аванкамеру, де холодна вода заміщається гарячою, що створює постійне динамічне тиск в системі. При цьому холодна рідина надходить у радіатор, а гаряча в накопичувальний бак.
Стандартні панелі легко пристосувати до будь-яких умов. За допомогою спеціальних монтажних профілів їх можна встановлювати паралельно один одному в ряд в необмеженій кількості. У алюмінієвих монтажних профілях просвердлюють отвори і кріплять панелі знизу на болти або заклепки. Після завершення роботи сонячних абсорберів разом з монтажними профілями являють собою єдину жорстку конструкцію.
Система сонячного теплопостачання ділиться на дві групи: з повітряним і з рідинним теплоносієм. Колектори вловлюють і поглинають випромінювання, і, здійснюючи перетворення її на теплову енергію, передають в накопичувальний елемент, з якої тепло розподіляється по приміщенню. Кожна з систем може доповнюватися допоміжним обладнанням (циркуляційний насос, датчики тиску, запобіжні клапани).
до змісту ?
Принцип роботи
У денний час теплове випромінювання передається теплоносію (вода або антифриз), що циркулює через колектор. Нагрітий теплоносій передає енергію в бак водонагрівача, розташованого вище його і збирає воду для гарячого водопостачання. У простій версії циркуляція води здійснюється природним чином завдяки різниці щільності гарячої та холодної води в контурі, а для того, щоб циркуляція не припинялася, використовується спеціальний насос. Циркуляційний насос призначений для активної прокачування рідини по конструкції.
В ускладненому варіанті колектор включений в окремий контур, наповнений водою або антифризом. Насос допомагає їм почати циркулювати, передаючи при цьому зберегли сонячну енергію в теплоізольований бак-акумулятор, який дозволяє запасати тепло і брати його у випадку необхідності. Якщо енергії недостатньо, передбачений в конструкції бака електричний або газовий нагрівач, автоматично включається і підтримує необхідну температуру.
до змісту ?
Види
Тим, хто хоче, щоб в його будинку була система сонячного теплопостачання, для початку слід визначитися з найбільш підходящим типом колектора.
до змісту ?
Колектори плоского типу
Представлений у вигляді коробки, закритою загартованим склом, і має особливий шар, що поглинає сонячне тепло. Цей шар з’єднаний з трубками, по яких ведеться циркуляція теплоносія. Чим більше енергії він буде отримувати, тим вище його ефективність. Зменшення теплових втрат в самій панелі і забезпечення найбільшого поглинання тепла на пластинах абсорбера дозволяє забезпечити максимальний збір енергії. При відсутності застою плоскі колектори здатні нагрівати воду до 200 °C. Вони призначені для підігріву води в басейнах, побутових потреб та опалення будинку.
до змісту ?
Колектор вакуумного типу
Являє собою скляні батареї (ряд порожнистих трубок). Зовнішня батарея має прозору поверхню, а внутрішня батарея покрита спеціальним шаром, який уловлює випромінювання. Вакуумна прошарок між внутрішніми і зовнішніми батареями допомагає зберегти близько 90% енергії, що поглинається. Провідниками тепла є спеціальні трубки. При нагріванні панелі відбувається перетворення рідини, що знаходиться в нижній частині батареї в пар, який піднімаючись, віддає тепло в колектор. Цей тип системи має більший ККД у порівнянні з колекторами плоского типу, так як його можна використовувати при низьких температурах і в умовах поганої освітленості. Вакуумна сонячна батарея дозволяє нагріти температуру теплоносія до 300 °C, при використанні багатошарового скляного покриття і створення в колекторах вакууму.
до змісту ?
Тепловий насос
Системи сонячного теплопостачання найбільш ефективно працюють з таким пристроєм, як тепловий насос. Призначений для збору енергії з навколишнього середовища незалежно від погодних умов і може встановлюватися всередині будинку. В якості джерела енергії тут можуть виступати вода, повітря або ґрунт. Тепловий насос може працювати, використовуючи лише сонячні колектори, якщо достатньо сонячної електроенергії. При використанні комбінованої системи «теплонасос та сонячний колектор», не має значення тип колектора, однак найбільш підходящим варіантом буде сонячна вакуумна батарея.
до змісту ?
Що краще
Система сонячного теплопостачання може встановлюватися на дахах будь-якого виду. Більш міцними і надійними вважаються плоскі колектори, на відміну від вакуумних, конструкція яких більш тендітна. Однак при пошкодженні плоского колектора доведеться замінити всю гігієнічну систему, тоді як у вакуумного заміну підлягає лише пошкоджена батарея.
Ефективність вакуумного колектора набагато вище, ніж плоского. Їх можна використовувати в зимовий час і вони виробляють більше енергії в похмуру погоду. Досить велике поширення отримав тепловий насос, незважаючи на свою високу вартість. Показник вироблення енергії у вакуумних колекторів залежить від величини трубок. У нормі розміри трубок повинні складати в діаметрі 58 мм при довжині від 1,2-2,1 метра. Досить складно встановити колектор своїми руками. Однак володіння певними знаннями, а також дотримання докладним інструкцій з монтажу та вибору місця системи, зазначеними при купівлі обладнання істотно спростить завдання і допоможе принести в будинок сонячне теплопостачання.
