Солнечный вакуумный коллектор (преобразователь тепловой энергии солнца) обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии таких коллекторов, при степени вакуума 10ֿ, составляет 98 %. Солнечные коллекторы обычно устанавливаются непосредственно на крыше зданий таким образом, чтобы наиболее эффективно использовать площадь крыши для сбора энергии. Коллекторы монтируются практически под любым углом, от 5 до 90 градусов. Минимальный угол наклона необходим для обеспечения циркуляции теплоносителя Срок службы вакуумных коллекторов — не менее 20 лет.
Резервуар-теплообменник представляет собой автоматизированную систему преобразования, поддержания и сохранения тепла, полученного от энергии солнца, а также и от других источников энергии (например, традиционный водонагреватель, работающий на электричестве, газе или дизтопливе), которые страхуют систему при недостаточном количестве солнечной энергии. Нагретая таким образом вода поступает из теплообменника внутреннего блока в радиаторы системы отопления, а вода из резервуара используется для горячего водоснабжения.
Блок управления предназначен для контроля температуры в солнечном коллекторе и резервуаре-теплообменнике, а также для выбора, в зависимости от величины этих температур, оптимального режима работы системы в течение суток. При этом контроллер регулирует поток теплоносителя через теплообменник, определяет направление подачи тепла (на ГВС или на отопление). В ночное время автоматика системы обеспечивает минимально необходимое привлечение дополнительной энергии для поддержания заданной температуры внутри помещения. Система обладает малой инерционностью, быстрым выходом на рабочий режим и позволяет обеспечить:
- Круглогодичное горячее водоснабжение;
- Сезонное отопление с экономией традиционных источников тепловой энергии до 80% (в зависимости от географической широты и климатических условий).
Конструкция элементов
вакуумный коллектор
Конструкция коллекторов с вакуумными трубами состоит из параллельных рядов прозрачных трубчатых профилей. Используются трубы типа ”стекло-стекло”. Внутренняя труба покрыта специальным селективным слоем, который хорошо абсорбирует солнечную энергию и препятствует потерям тепла. Такие трубы функционируют и в пасмурную погоду, и при отрицательной температуре, они преобразуют прямые и рассеянные солнечные лучи в тепло. Инфракрасное излучение, которое проходит сквозь облака, также поглощается и преобразуется в тепло. Трубки обычно выполнены из боросиликатного стекла.
Конструкция вакуумных труб похожа на конструкцию термоса: одна трубка вставлена в другую с большим диаметром. Между ними вакуум, который представляет совершенную термоизоляцию. Для всесезонных систем в коллекторах применяются вакуумные трубы с встроенными термотрубками (тепловыми трубками). Термотрубка – это закрытая медная труба с небольшим содержанием легкокипящей жидкости. Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть – наконечник, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура водопотребления или незамерзающей жидкости отопительного контура. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова.
Приемник солнечного коллектора медный с полиуретановой изоляцией, закрыт нержавеющим листом. Передача тепла происходит через медную „гильзу“ приемника. Благодаря этому отопительный контур отделен от трубок, при повреждении одной трубки коллектор продолжает работать. Процедура замены трубок очень проста, при этом нет необходимости сливать незамерзающую смесь из контура теплообменника.
Резервуар-теплообменник
Конструктивно выполнен в виде бойлера-накопителя. Предназначен для накопления и сохранения тепла, и обычно включает в себя одну или две внутренние теплообменные спирали. Остальное оборудование системы обычно включает насос, манометр, клапан давления, вентили, кран регулировки налива воды, соединители, манометр, вентиль безопасности на 6 атм., набор для безопасного подсоединения к отопительной системе. Как опция бак может оснащаться электронагревателем мощностью от 1 до 3 кВт.
При одновременной потребности в горячей воде и отоплении, солнечная энергия распределяется между нагревом главного котла и горячим водоснабжением. При достижении заданной температуры, автоматика переключает подачу тепла на отопительный контур. Такая последовательность работы системы может быть изменена на прямо противоположную, в зависимости от климатической зоны или времени года. Система сконструирована таким образом, что к ней легко могут подсоединяться другие нагревательные системы.
Системный контроллер для солнечных водонагревательных систем
Контроллер предназначен для контроля температуры в солнечном коллекторе, в резервуаре-теплообменнике и выбора, в зависимости от величины этих температур, оптимального режима работы системы в течение суток.
Контроллер выполняет следующие основные функции:
- Индикацию температуры коллектора;
- Индикацию температуры в резервуаре;
- Индикацию температуры обратного потока теплоносителя;
- Установка температуры включения принудительной циркуляции теплоносителя;
- Установка времени включения и выключения системы отопления;
- Установка температуры и времени дополнительного подогрева;
- Установка температуры «антизамерзания»;
- Индикацию повреждения датчиков.
Типы гелиосистем
Различают два типа гелиосистем: сезонные и круглогодичные (всесезонные)
К сезонным системам относятся вакуумные коллекторы с прямой теплопередачей солнечной энергии воде. В таких системах вакуумные трубки расположены под определенным углом и соединены с накопительным баком. Из него вода протекает прямо в трубки, нагревается и возвращается обратно.
К преимуществам этой системы относится непосредственная передача тепла воде без участия других элементов. Минусом можно считать несколько больший объем воды контура теплообменника (60-200 литров). Основным преимуществом остается низкая стоимость и высокий КПД, до 98 %.
К всесезонным системам относятся вакуумные коллекторы с термотрубками. Принцип действия таких коллекторов прост и припоминает работу установки центрального отопления. Это закрытая система, в которой, через верхнюю часть коллектора и змеевик протекает, незамерзающая жидкость. Эта жидкость забирает тепло из медных наконечников, а затем горячая жидкость перекачивается через змеевик бака-аккумулятора и нагревает воду в баке. Цикл передачи тепла из коллектора к аккумулятору длится до тех пор, пока длится день (и температура на выходе коллектора выше температуры в баке на уровне теплообменника). Работу насоса контролирует электронный контроллер. Датчики контроллера находятся в коллекторе и в баке-аккумуляторе. Они измеряют температуру в системе. Кроме того, расширительный бак предохраняет систему от слишком высокого давления, возникающего при возрастании температуры и не использовании воды потребителями.
Область применения
- Обеспечение горячим водоснабжением жилых домов, коттеджей, дачных домиков, гостиниц, ресторанов, теплиц, бассейнов и т.д.;
- Отопление помещений в весенне-осенний период и экономия энергоносителей системы отопления в зимний период до 50%.
- Поддерживающее отопление помещений при применении с технологией «теплый пол»
Продолжить чтение
Солнечное тепло: горячее водоснабжение и отопление с вакуумными солнечными коллекторами В вакуумном водонагревателе-коллекторе объем, в котором находится темная поверхность, поглощающая солнечное излучение, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет практически полностью устранять потери теплоты в окружающую среду за счет…
Комплект для солнечного теплоснабжения с вакуумными коллекторами и аккумулирующим баком Водонагревательная система c активной циркуляцией. Для холодного климата России наиболее подходят системы солнечного горячего водоснабжения, в которых теплоаккумулирующий бак находится в теплом доме. Коллекторы размещаются на крыше или на отдельной…
Интегрированная система с вакуумным коллектором и баком Suntask STH Интегрированные системы, в которых солнечные вакуумные трубки входят прямо в бак-накопитель тепла, дешевле сплит-систем. Подробное описание особенностей, преимуществ и недостатков интегрированных систем солнечных коллекторов описано в статье "Вакуумные коллекторы с баком".…
Устройство состоит из двух частей: собственно сам солнечный коллектор и теплообменный аккумулятор . Внутри замкнутой системы циркулирует антифриз(теплоноситель), который нагревается на солнечном свете и отдает свое тепло через специальный теплообменник, вмонтированный в бак с водой. В этом баке вода находится до тех пор, покуда её не используют, затем заливается холодная вода, вместо использованной горячей и циркуляция возобновляется. В баке-аккумуляторе может быть установлен электрический нагревательный элемент для дополнительного подогрева, в случае если вода очень активно используется а также, если небо заволокли тучи. Как правило нет необходимости часто использовать нагрев электричеством.Структура вакуумных труб для нагрева очень похожа на конструкцию обычного термоса: одна труба вставлена в другую, между ними вакуумная полость, которая создает идеальную теплоизоляцию. Из-за цилиндрической формы трубок солнечные лучи постоянно попадают перпендикулярно и передают максимум тепловой энергии. Это позволяет значительно повысить КПД для устройства.
Как вода нагревается зимой?
При отрицательной температуре окружающей среды используются вакуумные коллекторы , которые изолированы от холода окружающей среды и могут нагревать воду до температур 100-160 градусов Цельсия. Вакуумные могут применяться как для нагрева воды так и для отопления дома, что позволяет получить бесплатную чистую энергию.Есть три типа таких коллекторов: с U-образными трубами, с тепловыми трубами и с внутренним теплоносителем. Однако такие солнечные установки реально могут справиться с поддержанием тепла в доме только в переходные сезоны(весна-осень), в лютый мороз все-равно придется использовать дополнительно основное отопление(газ, уголь, теплосеть)
Выгодно ли использовать коллекторы?
Энергия солнца полностью бесплатна (на генераторы есть небольшой налог). Мы получаем нагрев обычной воды до 80 градусов Цельсия в объеме от 200 до 500 литров, в зависимости от типа установки. Солнечный коллектор работает круглый год , даже в пасмурную погоду он нагревает воду(около 15-25% от своей мощности). Нагретая вода в бойлере практически не остывает, этому способствует специальная теплоизоляция. Система может работать совместно с котлом, камином, электронагревателем в автоматическом режиме.
Самое важное:
- коллектор дает энергетическую независимость
- экономию
с первых дней запуска системы
- чистая бесконечная
энергия(пока не погаснет солнце)
Правильно рассчитанная система даст 100% горячей воды 7 месяцев в году. В остальные месяцы необходимо будет использовать дополнительную энергию
Монтаж солнечного коллектора
Процесс установки
включает в себя необходимые расчеты по оптимизации солнечной энергии, которая доступна в данном регионе, эти параметры зависят от ширины, долготы, особенностей климата и условий использования системы.
Самые важные факторы
, которые мы можем изменить - это солнечного коллектора и ориентация установки(азимут). При установке коллектора на крышу дома угол наклона будет задан кровлей крыши. Наибольшее количество энергии впитывается под углом в 45 градусов
, поэтому необходимо ориентироваться на угол наклона солнца относительно горизонта в вашей местности. Для наших широт оптимальными являются углы наклона между 30 и 45 градусами. Очень важной частью является поддерживающая установка - именно она будет нести опору для солнечного коллектора, она должна выдерживать порывы ветра
и надежно фиксировать гелиосистему.
Типичные способы установки солнечных коллекторов:
Наклонный (на крышу с углом ската)
Горизонтальный (на плоскую крышу);
Свободностоящий (с опорной структурой)
В завершение можно сказать, что независимые энергетические системы быстро набирают популярность. А солнечные коллекторы, как элемент энергонезависимой структуры дома удачно вписывается в «зеленые» технологии и бесплатные источники энергии .
| < Предыдущая |
|---|
На горячее водоснабжение и отопление помещений тратятся немалые средства. Но существует альтернативный источник энергии – вакуумный солнечный коллектор. Слышали о таком? Он позволяет существенно снизить финансовые затраты на поддержание комфорта, обеспечивая максимальный греющий эффект при минимальных теплопотерях.
Этот прибор можно купить у производителей бытового оборудования или собрать самостоятельно в домашних условиях. Чтобы выбрать подходящую модель, предстоит изучить немало информации. Мы поможем вам определиться с основными критериями покупки.
В статье речь пойдет о принципе работы и устройстве вакуумного коллектора. Мы расскажем о конструкционных особенностях различных моделей, рассмотрим плюсы и минусы этих установок. Кроме того, подробно опишем, как сделать и установить вакуумный солнечный коллектор самостоятельно.
Материал сопровождается видеороликами, из которых вы узнаете о важных особенностях и принципах работы вакуумных коллекторов.
От обычных гелиосистем вакуумный солнечный коллектор отличается способом . Классическая батарея просто принимает свет и преобразовывает его в электричество. Коллектор же состоит из стеклянных трубок с воссозданным внутри вакуумом. В единую систему они объединяются посредством специальных стыковочных узлов.
Внутри каждой трубки располагается канал из одного или двух медных стержней с теплоносителем. Улавливая солнечные лучи, действующий элемент нагревает материал-теплоноситель, таким способом обеспечивая работу коллектора.
Вакуумный солнечный коллектор, размещенный на крыше частного дома, будет обеспечивать горячей водой жильцов на протяжении всего года, а в сезон холодов позволит комфортно отапливать помещение, не затрачивая на это больших финансовых средств
За счет такой конструкции уровень энергоотдачи значительно возрастает, а теплопотери существенно снижаются, так как вакуумная прослойка позволяет сохранить около 95 % улавливаемой солнечной энергии.
Кроме того, уменьшается зависимость производительности коллектора от сезонности, температуры окружающей среды и различных погодных условий, как то: порывы ветра, переменная облачность, выпадение осадков и пр.
Как устроен коллектор вакуумного типа?
Современные вакуумные приборы, обеспечивающие помещения теплом и горячей водой за счет солнечной энергии, технологически разнятся.
Коллекторы подразделяют на такие виды:
- трубчатый без стеклянного защитного покрытия;
- модуль с редуцированной конверсией;
- стандартный плоский вариант;
- устройство с прозрачной теплоизоляцией;
- воздушный агрегат;
- плоский вакуумный коллектор.
Все они имеют общее конструктивное сходство, так состоят из:
- внешней прозрачной трубы , откуда полностью выкачан воздух;
- нагреваемого патрубка , расположенного в большой трубе, где перемещается жидкий или газообразный теплоноситель;
- одного или двух сборных распределителей , к которым присоединяются трубы большего калибра и входит циркуляционный контур тонких, размещенных внутри, трубок.
Целиком конструкция чем-то напоминает термос с прозрачными стенками, в котором выдержан беспрецедентно высокий уровень тепловой изоляции. Благодаря этой особенности корпус внутренней трубки приобретает способность качественно прогреваться и полноценно отдавать энергетический ресурс циркулирующему внутри теплоносителю.
Конструкционные нюансы и классификация
Коллекторы вакуумного типа классифицируют по виду стеклянных трубок, установленных в конструкции, либо по характеристикам тепловых каналов. Трубки обычно бывают коаксиальными и перьевыми, а тепловые каналы – U-образными прямоточными и heat pipe типа. .
Характеристика коаксиальных трубок
Коаксиальные трубки представляют собой двойную стеклянную колбу-термос с искусственно созданным между стенками вакуумным пространством. Внутренняя поверхность трубки имеет слой специального теплопоглащающего покрытия, поэтому фактическая передача тепла происходит непосредственно от стенок стеклянной колбы.
Коаксильные трубки делают из высокопрочного стекла на основе боросиликатов, обладающего высокой светопропускной способностью. Элементы, в зависимости от производителя, имеют до трех слоев магнетронного напыления, демонстрируют отличную прочность и устойчивость к различным атмосферным проявлениям (дождь, град и пр.), выдерживают давление в 1 Mpa и надежно служат в течение 15 лет
В качестве поглощающего элемента в стеклянную трубку впаивают медную трубку, содержащую эфирный состав. В процессе нагревания он испаряется, эффективно отдает свое тепло, конденсируется и стекает на нижнюю часть трубки. Затем цикл повторяется, создавая таким образом непрерывный процесс теплообмена.
Особенности перьевых трубок
Вакуумные перьевые трубки имеют большую толщину стенок, нежели коаксиальные, и состоят не из двух, а из одной колбы. Внутренний абсорбционный элемент из меди снабжается по всей длине прочным усилителем – гофрированной пластиной с высокоуровневым энергопоглощающим напылением.
Благодаря такой конструкционной особенности вакуум располагается непосредственно в тепловом канале, часть которого вместе с абсорбентом интегрируется непосредственно в колбу.
Перьевая вакуумная трубка внутри содержит пластину, своей формой напоминающую перо. По уровню КПД превышает возможности своего коаксиального аналога, но имеет значительно более высокую стоимость и сложно заменяется в случае нарушения целостности колбы или выхода из строя греющего элемента
Коллекторы, изготовленные на основе перьевых вакуумных трубок, считаются наиболее эффективными в своем классе, отлично справляются с поставленными задачами и надежно служат в течение многих лет.
Принцип работы теплового канала heat pipe
Тепловые каналы heat pipe состоят из закрытых трубок, содержащих легко испаряющийся жидкий состав. Под воздействием солнечных лучей он прогревается, переходит в верхнюю область канала и сосредотачивается там в специальном теплосборнике (manifold).
Рабочая жидкость в этот момент отдает все накопленное тепло и снова опускается вниз для возобновления процесса.
Гильза теплообменника heat-pipe соединяется с теплообменником manifold’а посредством специального гнезда, впаянного в сам в 1-трубный теплообменник, либо огибается 2-трубным теплообменником.
Как правильно разместить прибор?
Чтобы вакуумный коллектор мог полноценно работать и эффективно обеспечивал жилое помещение необходимой энергией, для него необходимо найти наиболее удачное место и правильно сориентировать прибор относительно частей света.
Солнечные коллекторы вакуумного типа намного практичней своих плоских аналогов. Когда какая-то из рабочих трубок получает повреждения и выходит из строя, ее очень легко заменить на новую. После этого система продолжит функционировать в прежнем режиме. Если сразу возможности поставить новый элемент на место испорченного нет, не беда. Агрегат сможет исполнять свои «обязанности», даже имея в наличии узел с поврежденным элементом
Для населенных пунктов северного полушария актуально разместить коллектор в южной части крыши дома или на солнечной стороне участка. Желательно обеспечить для плоскости прибора минимальное отклонение.
Если возможности направить поверхность на юг нет, стоит выбрать среди запада и востока максимально светлый ракурс на открытом пространстве.
Высокая рабочая эффективность коллектора вакуумного типа обусловлена еще и тем, что он действует по принципу зеркала и выравнивает свою тепловую мощность исходя из текущей высоты солнца
Энергетический солнечный комплекс не должны закрывать дымоходы, декоративные фрагменты кровельного покрытия, раскидистые ветви деревьев и высокие жилые или технические строения. Это понизит эффективность работы и уменьшит уровень прогрева действующих элементов.
Если агрегат расположен правильно, он обеспечит практически одинаковую теплоотдачу в течение всего года, независимо от сезона.
Если большого опыта осуществления сложных ремонтно-монтажных и слесарных работ нет, делать в домашних условиях вакуумирование трубок нерационально. Этот процесс очень трудоемкий и требует наличия специальных знаний и профильного оборудования.
Как правильно смонтировать вакуумный солнечный коллектор своими руками в домашних условиях. Все нюансы процесса, рекомендации и полезные советы.
Зная базовый принцип работы трубчатого вакуумного солнечного коллектора, можно собрать агрегат собственноручно. Установка будет полностью соответствовать личным индивидуальным требованиям и нуждам.
Это не слишком трудное занятие, однако оно требует повышенного внимания, скрупулезности и определенных навыков, иначе риск повредить целостность колбы и нарушить ее герметичность значительно возрастает.
Всем заинтересованным в вопросе выбора, установки или самостоятельной сборки солнечного коллектора предлагаем оставлять комментарии и задавать вопросы. Форма для связи расположена в нижнем блоке.
Использование солнечной энергии давно уже не новшество. Использовать ее можно для местного нагрева воды, например, на даче. Применить такой нагрев можно и для отопления, но стоимость дополнительного оборудования выйдет довольно высокой. Соорудить солнечный коллектор своими руками - не фантастика!
Для использования энергии солнца применяют специальные коллекторы. Для применения в разных целях существуют несколько вариантов устройств. Существуют такие типы элементов:
- плоский;
- трубчатый.
Плоский коллектор
Им можно назвать солнечную панель. Плоский солнечный коллектор своими руками создать выгодно и несложно. В центре данного устройства расположена панель поглотителя. Выполнена такая панель из металлов, которые хорошо проводят тепло, чаще всего это медь или алюминий.Чтобы коллектор хорошо выполнял свою функцию, а именно максимально поглощал солнечную энергию и с минимальными потерями преобразовывал ее в тепловую, на его поверхность должен быть нанесен специальный состав. Его поверхность защищает стекло с минимальным содержанием в своем составе железа. Такое стекло обладает хорошей пропускной способностью, минимальным отражением света и является хорошей защитой от воздействий внешней среды. По периметру поглотитель имеет корпус для защиты от механических воздействий, выполнен он обычно из стали или алюминия. Корпус и нижняя часть коллектора имеют теплоизоляцию. Плоский элемент способен передавать тепло тому теплоносителю, который в нем расположен. Это может быть простая вода или антифриз.
Расположить плоский коллектор можно в любом положении. Обычно его закрепляют на крыше, но и в другом месте он будет работать не хуже. Соорудить такой солнечный коллектор своими руками можно без больших вложений.
Если говорить о заводских элементах, то плоские могут быть стандартных размеров, площадью до 2,5 м 2 .
Если требуется большая мощность, можно устанавливать несколько стандартных панелей вместе. Они будут составлять единую систему солнечного тепла.
У плоских коллекторов есть преимущество – они дешевле аналогов вакуумных. Но при низких температурах окружающей среды такие коллекторы теряют много энергии и уровень КПД снижается. Поэтому для применения в летний период достаточно будет плоского коллектора, а вот зимой он уступит вакуумному коллектору почти в два раза.
Вакуумный
Такой коллектор состоит из трубок, внутри них вакуум. Устройство каждой трубки напоминает устройство термоса, в основе которого стержень из меди, оболочка такого термоса - колба из дойного стекла, как раз между ними вакуум. Внутренняя оболочка трубки покрыта специальной черной краской, а внешнее стекло прозрачное. Трубки объединяются при помощи соединительного модуля.
Ценовая категория такого типа коллекторов выше аналогов плоских моделей, но преимущество определяется их выгодой использования в зимний период. Своими руками для дома солнечные коллекторы сделать можно из подручных материалов. Они могут быть от других устройств, например, от холодильника. В ремонте устройств вакуумного типа сложностей возникнуть не должно. Если одна из трубок выйдет из строя, сам коллектор продолжит работу. Но выход тепла будет меньше.
Типы
Вакуумные элементы можно подразделить на:
- прямоточные;
- с тепловой трубой.
Вакуумный солнечный коллектор своими руками смонтировать сложнее, чем плоский. Выйдет это немного дороже, но надо оценить преимущества вакуумного перед его установкой.
Солнечный коллектор своими руками соорудить не так сложно. Но стоит помнить, что он не будет также эффективен, как аналогичный произведенный в промышленных условиях. Необходимо сделать соответствующий расчет выгоды и эффективности данного устройства.
Как изготовить солнечный коллектор своими руками?
Для того чтобы приступить к устройству такого солнечного накопителя тепла, нужно самостоятельно совершить следующие действия:
- подготовить основу будущего коллектора;
- подготовить для установки радиатор;
- подготовить накопитель тепла;
- произвести монтаж непосредственно коллектора.
Основой устройства может служить обрезная доска с размерами от 25-100 мм до 35-135 мм. Из них следует сделать коробку походящего размера, ее дно изолировать и положить утеплитель (подойдет обычная стекловата), сверху укрыть оцинкованным листом.
Теплообменник изготавливается следующим образом:
- Следует приобрести металлические трубки: тонкостенные и толстостенные.
- В толстостенных трубках надо сделать отверстия по диаметру тонких труб с шагом не более 45 мм. Сверлятся они по одной стороне. Конечно, солнечный коллектор, своими руками сделанный, потребует времени на подготовку не только необходимого материала, но и инструмента.
- На этом этапе следует надежно укрепить трубки в отверстиях и закрепить их сваркой.
- Сооруженная конструкция закрепляется на оцинкованном листе, находящемся на коробе.
- Следующим этапом будет покраска коробки коллектора в черный цвет. Желательно только дно покрасить темным, а остальные части оставить светлыми, так как именно днище будет поглощать солнечные лучи.
- Затем устанавливается стекло покрова, соблюдая расстояние между ним и трубками не менее 1 см.
- Накопителем для коллектора может служить любая герметичная емкость. Объем ее может достигать 400 литров (минимум 150 литров).
- Следующий этап - изготовление аванкамеры. Это может быть емкость до 40 литров, на ней устанавливают кран, именно это устройство будет подавать воду.
- Чтобы избежать потерь тепла, надо основательно изолировать бак и сам коллектор.
Сборка устройства
Теперь нужно окончательно собрать его в единое целое. Сборка производится в несколько этапов:
- Установка накопителя и аванкамеры. Важное условие - жидкость в накопителе обязательно должна быть ниже уровня в аванкамере на 80 мм.
- Размещение коллектора в подготовленном месте. Можно это сделать на крыше. Надо соблюсти угол наклона в 35-40 градусов, установив элемент при этом с южной стороны.
- Чтобы минимизировать потери тепла, следует соблюсти расстояние не меньше 50 см между теплообменником и накопителем.
- Накопитель должен располагаться выше коллектора и ниже аванкамеры.
Остается самый ответственный этап – подключение к системе.
Для этого нужно заполнить систему водой, отрегулировать ее количество, убедиться в отсутствии протечек. Если соблюдены все условия, таким коллектором можно пользоваться ежедневно.
Такой сделанный солнечный коллектор для отопления своими руками сбережет немало средств. Водонагревательные системы, в основе которых лежит солнечный коллектор, можно разделить по типу циркуляции воды.
Естественная циркуляция воды
При такой системе циркуляции бак-накопитель располагается выше коллектора. По естественным законам, вода нагревается и поступает вверх в бак. При этом происходит вытеснение холодной воды, она уход вниз и поступает в коллектор. Там она нагревается и снова поднимается. Бак такой конструкции можно оснастить только двумя шлангами: для подачи холодной воды и отведения горячей. Подойдет такая система для небольших дачных нужд – летней кухни или душа.
Принудительная
Такая система не зависит от того, где располагается коллектор или накопительный бак. Вода циркулирует в такой системе благодаря дополнительно поставленному насосу. Из-за того, что требуется установка электронасоса, стоимость коллектора возрастает. При этом повышается производительность.
Наряду с плоскими и вакуумными устройствами существует возможность создать воздушный солнечный коллектор своими руками. Устройство его намного проще, чем водяного, но и главный недостаток существенен - он не может передать все накопленное тепло. Воздух - проводник тепла намного хуже, чем вода.
Выбор
Однозначно сказать, какой коллектор лучше выбрать - нельзя. Все будет зависеть от того, где он будет применен и какой уровень КПД нужен в конкретном случае. Но поможет сделать выбор сравнение положительных качеств и недостатков каждого из видов по следующим параметрам:
Выгода от солнечного элемента
Преимущества установки коллектора есть, но в каждом индивидуальном случае их будет больше или меньше. Основные общие плюсы:
- Экономия ресурсов, выработанных искусственным путем.
- Отказ от искусственных ресурсов полностью. Это можно осуществить, если речь идет о небольшом потреблении.
- Экономия на покупке готового оборудования, при возможности монтажа коллектора собственноручно из доступных материалов.
- Независимость от общих сетей отопления. Если нет возможности подключения к центральной магистрали, солнечные коллекторы - удачная замена.
Если дом большой и проживает в нем достаточное количество человек, полный отказ от искусственных ресурсов невозможен, но их сокращение и экономия на этом - вполне реально выполнимая задача.
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.
Принцип работы солнечных коллекторов
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:
- 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:
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.
- 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.
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 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. .
