Гелиоколлектор для отопления: Вакуумный солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения —

виды, плюсы и минусы, подключение

0

Солнечный коллектор для отопления дома зимой

5 (100%) голосов: 3

В настоящее время все большей популярностью начинают пользоваться альтернативные источники энергии. Одними из наиболее простых считаются солнечные коллекторы.

• Принцип работы
• Отопление зимой
• Что представляет собой солнечный коллектор и как осуществляется его подключение к отопительной системе
• Разновидности
• Плоскопластинчатые
• org/ListItem»> Вакуумные
• Достоинства и недостатки

В этой статье мы расскажем, что представляет собой солнечный коллектор для отопления дома, отметим его ключевые особенности и рассмотрим разновидности.

Принцип работы

Обычно гелиосистемы функционируют на обычной воде или антифризе. Если температура в нижней части ниже, чем в коллекторе, то включается обогрев. Вода циркулирует по системе посредством циркуляционного насоса.

Нагрев воды в накопителе осуществляется через теплообменник, коллекторы обычно нагреваются только до определенного температурного режима. При необходимости, направление воды в системе меняется благодаря смесителю.

В итоге, теплая и холодная вода время от времени сменяют друг друга. Из-за расширения теплой воды жидкость в системах с естественной циркуляцией заменяется.

В процессе нагрева теплая вода поднимается вверх, а холодная вытесняется в нагревательный бак. Важно, чтобы был обеспечен теплоизоляционный слой, толщиной 25-30 см.

Если не соблюсти это требование, систем будет функционировать нестабильно. Резервуар лучше использовать прямоугольной формы, это поспособствует равномерному распределению воды по всем имеющимся участкам.

Солнечный коллектор для отопления дома

Отопление зимой

По статистике на 1 тысячу россиян приходится около 0,2 м² используемых у нас солнечных коллекторов, в то время как в Германии этот показатель равен 140 м², а в Австрии — 450 м² на 1 тысячу жителей.

Некоторое отставание России в этом плане обусловлено сравнительно низкими доходами жителей, наличием собственных крупных газовых месторождений, что способствует доступности голубого топлива.

Немаловажную роль отыгрывает и то, что многие потенциальные пользователи с недоверием относятся к отоплению с помощью солнечных коллекторов, полагая, что установка подобного оборудования будет нецелесообразной.

В любом случае, каждый для себя решает сам, И для того, чтобы определиться в том, подходит ли такой источник обогрева для вас, необходимо узнать об устройстве и разновидностях солнечных коллекторов.

Что представляет собой солнечный коллектор и как осуществляется его подключение к отопительной системе

Очень часто владельцы отдают предпочтение солнечным коллекторам, выбирая их как вспомогательный источник обогрева. В качестве автономного отопления они также выступают, однако, здесь важно, чтобы теплоизоляция помещения была выполнена верно, согласно требованиям.

Естественная циркуляция воды посредством конвекционных потоков — это один из принципов, согласно которому может быть организована гелиосистема. Из-за пассивного движения воды такой вариант считается наименее эффективным в сравнении с другими. Бак обязательно соединен с коллектором, но располагается выше его.

Вспомогательные электрические циркуляционные насосы нашли свое применение в системах с принудительной циркуляцией. Здесь коллекторы становятся наиболее эффективными, т.к.вода используется более эффективно. Однако стоит сказать, что и в обслуживании такие агрегаты более требовательны, все зависит от электроэнергии, благодаря которой все функционирует.

В зависимости от типа циркуляции, используемой в системе, будет и зависеть то, каким образом осуществляется подключение к системе отопления. Наиболее доступным и нетрудоемким способом считается подсоединение к системе с естественной циркуляцией. Здесь ключевой принцип — нагрев воды в отопительной системе.

Выше уровня коллектора подсоединяется накопительный бак. Верхний вывод должен подсоединяться ко входу горячей воды в систему, а нижний — к обратке. Используя такой вариант подключения, нужно быть готовым к тому, что на входе в солнечный коллектор могут возникнуть воздушные пробки. Этим обусловлена более низкая стоимость таких систем, по сравнению с теми, где применяются насосы.

Зачем нужен и как работает теплоаккумулятор?

Применяя автоматику можно подсоединить солнечный коллектор к системе с принудительной циркуляцией, которая имеет свои характерные черты:

1. Контроллер управляет насосом исходя из показаний, появляющихся на специальных датчиках.
2. В момент, когда по датчикам температурный режим доходит до заданного значения, обогрев прекратится.
3. Бак-накопитель, обратка и выход коллектора — это участки, где обязательно монтируется данные датчики.
4. Совместно с такой системой лучше применять вспомогательные источники тепла. Например, можно установить твердотопливный и газовый котел.

На степень нагрева воды оказывает влияние то, в каком месте размещен коллектор по отношению к солнцу, а также уровень его наклона. Оптимально изначально устанавливать коллекторы таким образом, чтобы под прямыми лучами солнца они располагались как можно дольше на протяжении дня. Если вы не собираетесь подключать вспомогательные источники обогрева, то объем бака в зимний период следует выбирать около 40 м³.

Выполнить расчет солнечного коллектора для отопления достаточно трудно. Чтобы выявить сколько квадратных метров требуется нужно для конкретной коллекторной системы, важно учесть не только наклон крыши и сторону, также следует принимать во внимание на уровень солнечной радиации в конкретном регионе, объем накопителя.

Чтобы не допустить погрешностей, лучше расчет доверить специалистам.

Схема подключения вакуумного коллектора к системе отопления дома

Разновидности

Сегодня используются плоскопластинчатые и вакуумные типы гелиоустановок.

Плоскопластинчатые

Такие приборы отличаются простой конструкцией и дешевизной. Конструкция их следующая: пластина, которая улавливает солнечное излучение (абсорбера), прозрачное покрытие, теплоизоляция. На ту поверхность, которая находится на солнечной стороне, наносится черная краска или особое покрытие, например из оксида титана или черного никеля. Такой вид покрытия называется селективным.

Светопропускающее покрытие изготавливается из специального профильного поликарбонатного листа или закаленного стекла, которое практически полностью очищено от примесей из металла. Все зазоры и просветы между корпусом коллектора и прозрачной крышкой герметизируются, что приводит к снижению теплопотерь вследствие конвекции.

В воздушных коллекторах воздух, выступающий в качестве теплоносителя, омывает непосредственно абсорбер — с одной или двух сторон. В приборах, которые работают на жидкостном теплоносителе (воде, масле, антифризе), к абсоберу могут быть прикреплены медные или алюминиевые трубки, в которые этот теплоноситель подается.

Если не отбирать накапливаемое плоскопластинчатым коллектором тепло, то он сможет осуществить нагрев воды до температуры 190-210°С.

Для того, чтобы эффективность таких установок была выше, используются покрытия из особых материалов, не излучающих тепло в виде инфракрасных волн.

Вакуумные

В качестве абсорбера в таком коллекторе отыгрывает поверхность трубки, по которой протекает теплоноситель. При этом сама она помещена в круглый прозрачный кожух, из которого выкачан воздух. Получается, что каждая трубка с теплоносителем окружена вакуумом.

По цене вакуумные коллекторы дороже, но и эффективность их выше. Посредством такого устройства можно осуществить нагрев воды до 250-300°С.

У солнечных коллекторов имеется ряд плюсов:

• высокая производительность, их КПД намного выше по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами;
• энергия, которую они усваивают — полностью бесплатна;
• функционируют они без вреда для окружающей среды.

Минусы:

• высокая стоимость;
• из-за переменчивости погоды, производительность солнечного коллектора не может похвастаться стабильностью.

Отзывы пользователей, установивших у себя в доме солнечные коллекторы, свидетельствуют о высокой эффективности таких приборов. Одни считают, что цена для них — завышена, другие же считают ее абсолютно оправданной. В среднем, стоимость такого оборудования окупается за 7-10 лет.

Теги: экономичное отопление

Солнечный коллектор для отопления — виды и технические особенности

Установка для прямого преобразования энергии

В европейских странах уже давно для отопления применяют гелиосистемы, что позволяет экономить на обогреве жилого сектора. Проблемы с энергосбережением становятся все острее, поэтому многие наши соотечественники тоже задумываются о солнечном коллекторе для отопления как об альтернативном источнике тепла. На сегодняшний день это самый чистый и экологически выгодный биоресурс.

Гелиосистемой называют установку, преобразующую солнечное тепло в любой вид энергии. Сегодня все чаще можно увидеть и большие солнечные электростанции, и специальные солнечные коллекторы для отопления, поглощающие солнечную энергию и преобразующие ее в тепло.

Содержание

1. Устройство и принцип работы
2. Виды коллекторов
3. Плоские установки
4. Вакуумные приборы
5. Достоинства и недостатки вакуумных коллекторов
6. Коллекторно-концентратные приборы
7. Воздушно-солнечный коллектор
8. Обобщение по теме

Устройство и принцип работы

Еще каких-нибудь 50 лет назад у каждого на крыше загородного дома стоял большой бак, в который летом заливалась вода. За день она хорошо прогревалась, поэтому вечером можно было принимать теплый душ. Подобная система и стала прототипом солнечного коллектора.

Принцип действия остался тем же, преобразилась только установка. Она подверглась модернизации и полному техническому переоснащению. Ученые предложили модель, позволяющую пользоваться солнечной энергией для обогрева воды круглый год. Летом при помощи установки можно полностью перейти на нагрев воды для нужд дома, а в остальные дни, отапливая помещение, снизить затраты энергии ровно наполовину.

Отопление солнечными коллекторами работает и в пасмурную погоду. Ведь система способна поглощать энергию солнца даже через облака. А автоматическое управление позволяет при необходимости переключаться на другие источники энергии, когда это необходимо.

В отличие от солнечных батарей, коллекторы не производят электричество. Они лишь нагревают теплоноситель, поэтому применяются для горячего водоснабжения и отопления жилого помещения.

Виды коллекторов

Существует несколько модификаций солнечных коллекторов. Они бывают:

1. Плоскими.
2. Вакуумными.
3. Коллекторно-концентратными.
4. Воздушными.

Отличаются они друг от друга устройством и принципом действия.

Плоские установки

Плоские установки

Плоские модели представляют собой панели, поглощающие солнечное тепло. Они имеют прозрачное покрытие из закаленного стекла или рифленого поликарбоната. Задняя его часть покрыта специальным теплоизоляционным материалом. Панель связана с теплопроводящей системой трубками из сшитого полиэтилена.

Увеличить КПД установки помогают специальные оптические покрытия. Они обеспечивают полную передачу инфракрасного излучения теплоносителю, который благодаря инновационным разработкам может прогреваться до 200 градусов по Цельсию.

Есть у плоских коллекторов и достоинства, и недостатки. Плюсы их в том, что:

• Во-первых, конструкция устроена таким образом, что сама может очищаться от снега. Поэтому в зимнее время не придется каждый раз лазить на крышу, чтобы извлечь ее из-под сугроба.
• Во-вторых, летом установка демонстрирует высокую производительность.
• В-третьих, плоский коллектор можно устанавливать под любым углом. Он имеет наименьшую изначальную стоимость и показывает хорошее соотношение цены и качества. Но специалисты рекомендуют ставить плоские коллекторы только в южных широтах с преимущественно теплым климатом.

К недостаткам устройства можно отнести следующее обстоятельство. Конструкция плоских коллекторов не может предотвратить большие теплопотери, поэтому в холодное время года она демонстрирует низкую работоспособность.

Обратите внимание! Устанавливать плоский коллектор на крышу можно только в собранном виде, а это заметно усложняет процесс монтажа. Эффективно эксплуатировать установку также мешает высокая парусность.

Производителям удалось создать гелиосистемы, лишенные практически всех этих недостатков. Это вакуумные коллекторы.

Вакуумные приборы

Вакуумный коллектор 10-30 трубок с рамой

Вакуумные солнечные коллекторы работают по такому же принципу, как и панельные. Однако они еще больше прогревают теплоноситель, доводя его до температуры 300 градусов. В данном случае тепловые потери практически отсутствуют. Вакуумным коллектор называют потому, что стеклянное покрытие из нескольких слоев создает внутри системы вакуум.

Конструкция похожа на привычный для нас термос. С одной лишь разницей. Вместо светонепроницаемой колбы у отдельных элементов коллектора поверхность прозрачная, что позволяет забирать солнечное тепло. А на внутреннюю секцию нанесено специальное покрытие, увеличивающее поглощающие способности. Вакуум создается между двумя слоями трубки, внутри которой находится медный тепловой стержень. Именно он сохраняет до 96% забранного у солнца тепла.

Вакуумная установка эффективно работает даже при максимально низких температурах. Тепловая трубка не требует дополнительного заполнения. Внутри каждой находится жидкость, которая после нагрева превращается в газ и перемещается в конденсатор, где и нагревается теплоноситель. Вода поглощает тепловую энергию, температура снижается, и газ снова превращается в воду. По наклонным трубкам она спускается вниз на дно тепловой трубы, и весь процесс возобновляется. Так что передача солнечного тепла продолжается непрерывно.

Так как жидкость постоянно находится за стенками, защищенными вакуумом, она не замерзает даже при температуре минус 30. Тот же вакуум позволяет «запирать» тепло в ночное время суток, поэтому любые теплопотери исключены. Бесперебойная циркуляция прекращается лишь тогда, когда температура трубок внутри коллектора падает до 22 градусов.

Достоинства и недостатки вакуумных коллекторов

Установка из вакуумных моделей

Технические особенности и достоинства вакуумных коллекторов таковы:

1. Они обеспечивают высокую степень нагрева — температура в тепловой трубке может достигать 250-300 градусов.
2. Тепловые трубки выполнены из красной меди, эффективно нагревающей теплопроводную жидкость.
3. Внутри трубок нет воды, поэтому они не замерзают при низких температурах.
4. Основа коллектора выполнена из алюминия, так что установка имеет привлекательный дизайн, легко вписывающийся в концепцию современного экстерьера.
5. Конструкция способна выдержать высокое рабочее давление.
6. Модульные секции легко установить.

Однако у подобных устройств есть и недостатки. При обильном снегопаде придется вручную расчищать прибор от снега. Вакуумные коллекторы в отличие от плоских моделей имеют относительно высокую стоимость. Устанавливать их просто, но необходимо четко вымерить угол наклона. Он должен быть не менее 20 градусов. А еще лучше этот процесс доверить профессиональным специалистам.

Коллекторно-концентратные приборы

Солнечные концентраторы работают немного иначе, чем плоские и вакуумные коллекторы. Они представляют собой стационарные неподвижные установки, которые улавливают солнечные лучи, падающие на поверхность прибора под разными углами. Именно поэтому эффект нагревания не всегда максимален. Но производители легко устранили подобную проблему, установив устройства слежения за солнцем. Это помогло значительно увеличить КПД прибора.

Главный элемент этих установок — параболоцилиндрический отражатель. Он вмонтирован под плоскую прозрачную поверхность. Коллекторно-концентратные приборы прогревают не теплоноситель, а воздух в помещении.

Воздушно-солнечный коллектор

Воздушно-солнечный коллектор

Еще одна гелиосистема — воздушный солнечный коллектор. Его используют только для отопления внутренних помещений или для сушки сельскохозяйственной продукции. Конструкция прибора проста. Внешний блок похож на большой ящик, дно которого покрыто специальной черной светопоглощающей краской.

Сверху ящик закрыт стеклянной плитой или любым другим прозрачным листом. Сквозь такую крышку легко проходят лучи солнца. При этом черное дно усиливает их поглощение и прогревает воздух внутри ящика. При помощи вентилятора прогретый воздух подается в помещение.

Преимущество подобной установки в том, что воздушная система отопления намного практичнее водяной. Ведь здесь полностью отсутствуют трубопроводы, да и сама установка стоит намного дешевле плоских и вакуумных коллекторов.

Внутри воздушного солнечного коллектора нет теплоносителя, поэтому отсутствует риск его промерзания. Это исключает возможность протечки прибора. Монтируется установка просто, быстро и даже самостоятельно, без привлечения специалистов. Поэтому все чаще потребители обращают внимание именно на такие альтернативные источники тепла.

Главный недостаток описываемых систем — низкий КПД. Поэтому пока установку используют только как дополнительный источник тепла.

Обобщение по теме

Теперь вы знаете основные виды гелиоустановок для промышленного и бытового отопления помещений, для горячего водоснабжения и подогрева бассейнов. Преимущества использования солнечных коллекторов очевидны. Они помогают снизить коммунальные расходы, сэкономить на органических видах топлива и сократить вредные выбросы в атмосферу. Поэтому они активно внедряются в нашу жизнь.

Читайте далее:

Солнечный коллектор для отопления дома цена

Содержание

1. Отопление частного дома солнечным коллектором
2. Технология солнечного коллектора
3. Достоинства солнечного коллектора
4. Недостатки солнечных коллекторов
5. Виды солнечных коллекторов
6. Плоские коллекторы
7. Вакуумный коллектор
8. Коллекторно-концентратный солнечный коллектор
9. Воздушно-солнечный коллектор
10. Расчет мощности солнечного коллектора
11. Где купить солнечный коллектор, а так же основные, производители коллекторов на рынке России
12. Цены на солнечные коллекторы
13. Купить или сделать самому солнечный коллектор?
14. Инструкция как сделать солнечный коллектор для дома своими руками

Солнечный коллектор представляет собой особую разновидность климатической техники. В последние годы использование солнечного коллектора стало довольно распространенным. Солнечная энергия, используемая в коллекторе, является неисчерпаемой. Так же коллекторы являются абсолютно безопасными для всей окружающей среды.

Отопление частного дома солнечным коллектором

При покупке солнечного коллектора для отопления частного дома или загородной дачи, основным является правильно его установить. При максимально удачном и правильном монтаже солнечный коллектор способен сократить затраты на отопления дома в 80%. Активным периодом обогрева дома с помощью солнечного коллектора является весна и осень, но это не означает, что зимой он не греет. Коллектор способен работать в любое время года.

Перед покупкой коллектора для частного дома необходимо знать некоторые правила при его выборе, а именно площадь гелиосистемы, а так же количество той тепловой энергии, которое он сможет отдавать. Так же при покупке стоит учитывать то, в какое время года вы будите с помощью коллектора отапливать дом.

Большинство солнечных коллекторов выполняют только дополнительную функцию в системе отопления дома, то есть не являются основным и единственным источником тепла. Если изначальная изоляция дома выполнена правильно, то возможно коллектор сделать основным и автономным отопительным прибором для вашего дома.

Технология солнечного коллектора

Бак с водой обязательно должен примыкать к самому коллектору. Подключения солнечного коллектора к системе может осуществляться несколькими способами, это напрямую зависит от типа циркуляции воды. Одним из самых простых типов подключений, это подключение с естественной циркуляцией. В таком типе основным и самым главным является сам нагрев воды в системе, которая впоследствии будет обогревать помещение.

Бак в такой упрощенной системе ставится выше, нежели расположен сам коллектор, верхний выход из бака подключается к входу в отопительную систему, а непосредственно нижний к обратке. На входе к коллектору не редко возникают пробки, это и объясняется более низкой стоимостью такой системы.

При желании можно подключить к солнечному коллектору насосы, которые будут принудительно циркулировать воду по системе отопления. Основными преимуществами таких насосов является контроль, а именно обогрев прекращается, когда будет достигнута необходимая температура. С такой системой отопления частного дома лучше всего использовать параллельно отопительные котлы, к примеру, работающие от газа.

Перед установкой солнечного коллектора необходимо максимально качественно выбрать место, где он будет стоять. Выгодно устанавливать коллекторы, так что бы они большую часть дня находились под прямыми солнечными лучами. В среднем размер бака с водой не должен превышать 40 см3, так как в холодное время года и пасмурную и без солнечную погоду обогрев дома может сойти на нет. Это в том случае если не планируется автономное отопление только солнечным коллектором.

Перед покупкой солнечного коллектора для своего дома стоит обязательно проконсультироваться со специалистом, который хорошо разбирается в этой области и может подсказать и дать дельный совет по выбору коллектора.

Без помощи специалиста можно ошибиться с выбором коллектора и тем самым не только потратить не маленькую сумму денег, но и остаться в холодное время года без отопления своего жилья.

В последнее время на рынке появилось масса разнообразных солнечных коллекторов, которые отличаются своей формой, характеристиками, а так же производителями. При покупке стоит обязательно обратить внимание на производительность того или иного коллектора, у каждого коллектора она разная, поэтому нужно определиться какая производительность будет максимально полезна именно для вашего дома.

Достоинства солнечного коллектора

Одним из наиболее весомых достоинств солнечного коллектора является относительно не высокая стоимость, а так же простота в его использовании. Так же при наличии подручных материалов, возможно, изготовить такого рода коллектор своими руками.

Вторым весомым достоинством коллектора в отличие от солнечных батарей, является то, что они способны поглощать да 90% солнечных лучей. Солнечный коллектор способен принимать лучи солнца не только при максимально солнечном дне, но и в слегка облачную погоду.

Недостатки солнечных коллекторов

В ветреную погоду, даже если будет сильно светить солнце, коллектор не будет греть в полную силу. Если при отоплении дома вы не установили насос для принудительного прогона воды в отопительных трубах, то при даже малейших заморозках возникший в трубах лед может их разорвать.

По сравнению с иными отопительными приборами коллектор значительно уступает им в нагреве воды. Котлы способны нагревать воду в трубах до 100 градусов, а солнечный коллектор не более чем до 60 градусов.

Виды солнечных коллекторов

В последнее время на рынке встречается несколько основных видов солнечных коллекторов, а именно плоские, вакуумные, коллекторно-концентратные и воздушные коллекторы. Все эти коллекторы отличаются друг от друга особенность устройства, а так же принципом действия.

Плоские коллекторы

Такие коллекторы имеют вид панелей, которые в свою очередь занимаются поглощением солнечной энергии. Такие панели внешне покрыты прозрачным стеклом или же рифленым поликарбонатом. На задней части панели располагается теплоизоляционный материал. Максимально увеличить коэффициент полезного действия таким коллекторам помогают специализированные оптические покрытия. С помощью такого покрытия плоские коллекторы способны нагреваться до 200 градусов по Цельсию.

К плюсам плоских коллекторов можно отнести — высочайшую производительность. Такой коллектор можно установить под любым удобным для вас углом, а так же благодаря своей форме он способен самостоятельно отчищаться от снега в зимнее время года. К недостаткам такой модели относится не большая производительность в холодное время года, поэтому такие коллекторы наиболее эффективно устанавливать как дополнительный источник тепла.

Вакуумный коллектор

По принципу работы практически идентичен плоскому солнечному коллектору. Только вакуумный коллектор является более продуктивным, а именно он способен нагреваться до 300 градусов Цельсия. Название вакуумный коллектор возникло из-за вакуума находящегося внутри стеклянного покрытия, сделанного из нескольких слоев. Такого рода коллектор способен работать и производить тепло даже при максимально низких температурах, так же он может работать как источник центрального автономного отопления.

Современный дизайн такого коллектора с легкостью впишется в дизайн любого дома, а так же его установка не отнимет у вас много времени. К недостаткам можно отнести значительную разницу в цене, а именно вакуумный коллектор дороже, нежели плоский, так же при больших снегопадах такой коллектор требует регулярной чистки от снега.

Коллекторно-концентратный солнечный коллектор

В отличие от вакуумного, или плоского имеет абсолютно иную тактику в работе.Такого рода коллекторы не способны нагреваться максимально, как это делают предыдущие коллекторы, так же принцип их действия заключается не в нагреве теплового носителя, а обогреве непосредственного воздуха внутри помещения.

Воздушно-солнечный коллектор

Зачастую используют только для сушки сельскохозяйственной продукции и реже для обогрева внутренних помещений. Такого рода коллектор не такой дорогой, а так же прост в использовании, так как не имеет трубопровода. В таком коллекторе в сравнении с предыдущими моделями очень низкий коэффициент полезного действия, поэтому его используют только как дополнение к основному источнику отопления здания.

Расчет мощности солнечного коллектора

Исходя из вышеперечисленных характеристик, разных типов солнечных коллекторов можно понять, что они обладают разной мощностью, поэтому выбирать коллектор необходимо из определенных расчетов, а именно площади частного дома, на котором будет установлен коллектор.

Так же при покупке коллектора стоит учитывать географическое расположение данного сооружения и конечно попадание солнечного света на данный коллектор. Каждый коллектор в зависимости от своего типа устройства обладает свойственным, для него коэффициентом полезного действия, поэтому перед его покупкой определитесь, будет ли данный коллектор основным источником тепла в доме или же вспомогательным.

Где купить солнечный коллектор, а так же основные, производители коллекторов на рынке России

Солнечные коллекторы в наше время можно приобрести не только в специализированных магазинах, но и интернет магазина. Покупка солнечного коллектора через интернет предполагает доставку коллектора к вам домой, что очень практично, только в такой покупке есть один недостаток. Коллектор, купленный в интернете, можно увидеть только после непосредственной доставки к вам домой, вы не сможете заранее осмотреть его и проверить.

Основными странами, лидирующими по производству солнечных, а именно солнечных вакуумных коллекторов считаются Китай, а так же Индия. Не малой популярностью среди производителей такого типа коллекторов пользуется украинская компания «СтарЭнерджи», которая не уступает по качеству иностранным разработкам. Что касаемо Европы, то на рынке солнечных коллекторов производителей напротив уменьшилось, такая ситуация может быть связана с мировым кризисом.

Цены на солнечные коллекторы

Цены на солнечные коллекторы могут значительно варьироваться, это зависит напрямую от степени нагрева коллектора, его универсальности, а так же площади которую он способен обогреть. Чем универсальнее коллектор, тем выше его цена, то же самое можно и сказать о площади здания, чем ее масштабы больше, тем мощнее необходим и коллектор для его обогрева.

Купить или сделать самому солнечный коллектор?

При желании и минимальных строительных навыков можно самому изготовить солнечный коллектор, к тому же на его изготовление у вас уйдет немного времени, и по совокупной цене будет стоить меньше, нежели если купить его в магазине. Если вы не рассчитываете свободным временем, то в этом случае вам поможет интернет магазин, покупая в нем вам не нужно тратить большое количества времени.

Инструкция как сделать солнечный коллектор для дома своими руками

Если вы все же решили изготовить солнечный коллектор своими руками, то коллектор с парниковым эффектом будет отличным вариантом для этого. Нам необходима коробка, которая изолируется со всех сторон при помощи пенопласта. Особенно плотно изолируется дно, куда над изоляцией укладывается лист оцинкованного кровельного железа, на который непосредственно устанавливается радиатор, закрепленный хомутами.

Металлический лист и радиатор покрываются чёрной не глянцевой краской, а коробка со всех сторон, помимо стеклянной крышки, красится в белый цвет. Стекло следует максимально герметизировать. Накопителем же самого тепла может участвовать бочка из металла, помещённая в коробку из фанеры, полость которой заполняется сухими опилками или песком.

Не зависимо приобретаете вы солнечный коллектор в специальном магазине, интернет сайте или же изготавливаете собственноручно, перед этим обязательно нужно проконсультироваться со специалистом в этой области, который детально проконсультирует вас по всем интересующим вопросам и подскажет какую модель коллектора, максимально продуктивно будет установить именно в вашем доме.

 

 

Как сделать систему обогрева дома от солнечных коллекторов: выбор гелиоколлектора

Способы получения «зелёной» энергии становятся с каждым годом всё более популярными. Геотермальное отопление, ветровые и солнечные электростанции позволяют экономить немалое количество денежных знаков при оплате коммуналки. Отопление от солнечных коллекторов также является одним из способов обеспечения теплом домовладение, без использования традиционных энергоносителей. В этой статье будут рассмотрены разновидности этого оборудования, критерии выбора, установки и расчета мощности.

Содержание статьи:

• 1 Отопление от солнечных коллекторов: назначение, эффективность, где можно использовать
  • 1.1 Можно ли установить в частном доме
  • 1.2 Эффективность работы
• 2 Типы оборудования
  • 2.1 Плоский светопоглощающий
  • 2.2 Воздушный
  • 2.3 Вакуумный
• 3 Обзор популярных моделей
• 4 Критерии выбора гелиоколлектора
• 5 Расчёт мощности и этапы монтажа
  • 5.1 Нужен ли тепловой насос
• 6 Советы и рекомендации

Отопление от солнечных коллекторов: назначение, эффективность, где можно использовать

Использовать тепловой коллектор эффективно, можно только при наличии определённых условий, среди которых доступ к открытой площадке является обязательным.

Можно ли установить в частном доме

Частный дом более всего подходит для монтажа солнечного обогрева. Гелиоколлектор для отопления таких строений может устанавливаться на крыше, что позволяет минимизировать расстояние от устройства, собирающего тепловую энергию к радиаторов отопления.

 

 

Как правило, к частному домовладению примыкает земельный участок, который представляет собой открытую для солнечного света площадку.

Обратите внимание! Если по тем или иным причинам гелиоколлектор невозможно установить на кровле, то в непосредственной близости от частного дома такая установка может быть размещена на специальных опорах.

Эффективность работы

Эффективность отопления стационарными солнечными коллекторами зависит от многих факторов. Прежде всего, необходимо учитывать следующие обстоятельства при размещении такого типа оборудования:

• Количество солнечных дней в году (следует определить продолжительность беспасмурного периода в период отопления, наличие полярной ночи либо слишком короткого светового дня в зимний период являются «противопоказаниями» к установки гелиоколлектора).
• Отсутствие вместе размещения многоэтажных строений, высоких деревьев и других препятствий солнечным лучам.
• Ориентация поверхности (при размещении коллекторов на крыше).

Все перечисленные факторы очень важны, ведь при отсутствии солнечного света, в независимости от причины, эффективность такой системы будет равна нулю.

Типы оборудования

Солнечные коллекторы можно изготовить своими руками, но существует достаточно большое количество готовых моделей, которые достаточно приобрести и установить на любой подходящей для этой цели поверхности. Оборудование этого типа может существенно отличаться по мощности и принципу накопления тепловой энергии, поэтому вначале следует ознакомиться с основными разновидностями, прежде чем принять решение о покупке.

Плоский светопоглощающий

Конструкция плоского светопоглощающего коллектора является самой простой. Такая установка состоит из металлического короба, внутренняя часть которого защищена прозрачным стеклом. Такое устройство хорошо функционирует весной или в осеннее время, но, по причине большой передачи тепла от накопителя к стеклу, в зимнее время года становится крайне неэффективным.

Обратите внимание! Основное достоинство плоского солнечного коллектора заключается в относительно невысокой стоимости.

Воздушный

Воздушный солнечный коллектор также не обладает высокими показателями трансформации солнечной энергии в тепло, но в таком устройстве потери не так велики, как в плоском приборе. Основной принцип работы такого изделия заключается в парниковом эффекте. В воздушных солнечных системах отопления применяется поликарбонат, который пропускает инфракрасное излучение только в одну сторону.

Обратите внимание! Благодаря парниковому эффекту даже в пасмурную погоду может накапливаться значительное количество тепла.

Вакуумный

Вакуумный прибор солнечного отопления является одним из самых совершенных, но в тоже время сложных и дорогих устройств.

Состоит такое изделия из множества стеклянных трубок, по которым циркулирует теплоноситель. Такие элементы накопления тепла находятся в коробе, в котором практически отсутствует газовая среда. Благодаря этому, тепловые потери минимальны и устройство может быть эффективно использовано даже в зимнее время года.

Обзор популярных моделей

Обзор популярных моделей позволит получить представление об установках, которые пользуются спросом у населения. Обычно, востребованность является несомненным признаком качества. Наиболее часто покупаются коллекторы следующих моделей:

• ЯSolar VU-20 — вакуумный солнечный коллектор отечественного производства. Устройство идеально подходит для установки на кровле частного дома, ведь работоспособность изделия сохраняется практически под любым углом размещения.
• Flex — система используется в небольших помещениях. Принцип работы коллектора основан на нагреве солнечными лучами предметов чёрного цвета.
• AuroStep Plus — установка используется в качестве водонагревателя, но, при необходимости, может быть переделана для применения в системе отопления.

Перечисленные модели являются наиболее популярными гелиоколлекторами, но на рынке также могут появиться новые устройства, в которых могут применять более совершенные технологии.

Критерии выбора гелиоколлектора

При выборе теплового коллектора для отопления частного дома следует обращать внимание на следующие критерии:

• Отапливаемая площадь;
• Уровень теплопотерь;
• Площадь солнечного коллектора;
• Стоимость.

Все перечисленные критерии очень важны, поэтому, например, при наличии небольшой стоимости следует обязательно убедиться в том, что устройство имеет достаточную для обогрева помещения мощность.

Расчёт мощности и этапы монтажа

Для расчёта необходимой мощности потребуется знать величину инсоляции в регионе, где будет устанавливаться тепловое оборудование.

Среднее значение мощности установки рассчитывается умножением суммы площадей всех теплообменных трубок на величину инсоляции и КПД установки.

Установка солнечного коллектора осуществляется в такой последовательности:

• Подобрать место установки (идеально подойдёт южный скат крыши).
• Собрать солнечный коллектор (если устройство поставляется в разобранном виде).
• Произвести крепление каркаса к крыше в наиболее прочных местах.
• Закрепить на каркасе коллекторную панель.
• Подключить к выпускному и впускному патрубкам трубы контура системы отопления.
• Проверить работоспособность установки.

Если при монтаже не было допущено грубых ошибок, то качественный коллектор сразу начнёт производить тепло (при наличии солнечного света).

Нужен ли тепловой насос

Установка теплового насоса позволит наиболее эффективно использовать солнечный коллектор зимой. Такая система позволяет обогреть помещение даже при очень низких температурах окружающей среды, ведь устройство позволяет переносить тепловую энергию от менее нагретых тел с увеличением температуры. При этом расход электроэнергии будет меньше в 3 — 4 раза, чем при использовании электрокотла.

Советы и рекомендации

Советы и рекомендации помогут установить коллектор, если нет опыта выполнения подобных работ.

• Монтаж коллектора следует осуществлять только в пасмурную погоду.
• Отправляясь в отпуск, рабочую поверхность рекомендуется закрывать специальным экраном.
• Металлические трубы, подключаемые к коллектору, должны быть дополнительно изолированы.

Если есть сомнения в собственных силах, то монтаж системы солнечных коллекторов следует доверить профессиональным мастерам.

Солнечный коллектор может являться отличным источником тепла, но только при наличии достаточного уровня инсоляции в регионе. В противном случае, следует рассмотреть альтернативные способы получения тепла, например, геотермальное отопление.

принцип работы и способы применения.

Солнечные коллекторы для дома :: SYL.ru

Ежедневно от нашей ближайшей звезды на землю поступает столько энергии, сколько все человечество тратит в течение года в пересчете на ее ископаемые виды. Тепловая энергия переносится видимым светом и инфракрасным излучением.

Одной из попыток приручить неиссякаемый поток тепла и света из космоса является гелиосистема теплообмена. Медленно, но уверенно солнечные коллекторы для отопления дома приобретают популярность у потребителей и вытесняют традиционные источники отопления. А для набирающей обороты концепции умного дома это и вовсе неотъемлемая часть инженерного оборудования. В его широкой доступности играет роль повышение технологичности производства и, как следствие, снижение стоимости. Около 70 % мирового рынка использования гелиосистем приходится на Китай. В южных регионах этой страны едва ли не на каждой крыше можно увидеть солнечный коллектор. Цена изделий нашего восточного соседа гораздо ниже европейских, качество довольно приемлемое.

Сомнения прочь

В странах Средиземноморья, где количество солнечных дней — более 300 в году, солнечный коллектор для отопления и нагрева воды можно встретить практически на каждой крыше. Не вызывает сомнения эффективность использования этого источника тепла в южных регионах России. Климат средней полосы считается неблагоприятным для таких энергетических установок. Однако исследования и эксперименты доказывают целесообразность применения гелиосистем. Специальная работа была проведена в институте высоких температур Российской академии наук. Средние показатели интенсивности солнечного потока в зависимости от климатической зоны составляют 150-300 Вт/кв. м. Пиковые показатели достигают 1000 Вт/кв. м.

Исходными данными для расчета эффективности гелиосистемы было выбрано отношение поверхности в 2 кв. м коллектора к 100-литровому объему бака-накопителя. Вероятность ежедневного нагрева воды в системе оценивается следующими показателями:

• до температуры +37 °С — 50-90 %;
• до температуры +45 °С — 30-70 %;
• до температуры +55 °С — 20-60 %.

Эти сухие цифры говорят о том, что в холодный период года солнечный коллектор даже при наименьшем количестве солнечных дней позволяет экономить до 60 % энергии для отопления дома.

Виды преобразователей солнечной энергии

Солнечный коллектор предназначен для преобразования энергии дневного светила в тепловую энергию. Применяемые материалы и конструктивные решения направлены на максимальное поглощение энергии солнца, преобразование ее в тепловую и эффективную передачу для дальнейшего использования. В качестве теплоносителя используется как специальная незамерзающая жидкость, так и атмосферный воздух. Циркуляция теплоносителя бывает принудительной и естественной. В том случае если применяется естественная, конвекционная, система теплообмена, солнечный коллектор должен располагаться ниже бака-аккумулятора, например на прилегающем земельном участке. Такая схема применяется при необходимости отопления небольших или временных помещений. Объемные системы требуют использования насоса для циркуляции жидкости. Такую схему можно использовать и для устройства системы горячего водоснабжения.

Схема гелиоустановки

Система отопления состоит из следующих компонентов:

• Солнечный коллектор преобразует энергию солнца в тепловую.
• Подающая магистраль доставляет теплоноситель в бак-накопитель.
• Электронасос осуществляет циркуляцию жидкости-теплоносителя.

В баке-накопителе происходит передача тепла от контура гелиоустановки контуру паровой системы отопления дома. В этой емкости может быть размещен дублирующий нагревательный элемент, который автоматически включается, если погодные условия не способствуют нагреву теплоносителя до заданных параметров. Жидкость гелиоустановки соответствует противоречивым требованиям. Она должна быть морозоустойчивой, но в то же время не испаряться при высокой температуре и не быть токсичной. В большинстве установок используется теплоноситель, состоящий из 60 % дистиллированной воды и 40 % гликоля. Автоматика позволяет без участия человека поддерживать нужную температуру внутри помещения и не допускать перегрева теплоносителя.

Вакуумный солнечный коллектор

Вакуумные системы имеют довольно сложное устройство. Основным рабочим элементом является дорогостоящая светопоглащающая трубка особой конструкции. В основу положен принцип термоса. Поверхность вакуумной трубки прозрачная. Она пропускает солнечный свет на внутреннюю трубку. Из пространства между ними откачан воздух, отсутствие газа позволяет сохранять до 97 % тепла.

В нижней части внутренней трубки находится теплоноситель – жидкость, которая при нагревании быстро переходит в газообразное состояние. В верхней части трубки происходит передача тепла коллектору, при этом теплоноситель охлаждается и, конденсируясь, возвращается в изначальное состояние. Системы с использованием вакуумных трубок обладают довольно высоким КПД при температуре ниже -37 °С и плохой освещенности. Это оборудование требует своевременной очистки от снега и монтажа строго под определенным углом. Также периодически прозрачные сегменты следует очищать от загрязнения. Вакуумный солнечный коллектор специально разрабатывался для северных широт. Он эффективно работает при отсутствии прямых солнечных лучей.

Плоский гелиопреобразователь

Плоский солнечный коллектор представляет собой автономную панель, состоит из трех компонентов:

• Поглотитель солнечного излучения. Его красят черной краской или наносят специальное покрытие.
• Верхнее прозрачное покрытие. Изготавливается из закаленного стекла или поликарбоната.
• Система трубок, посредством которой прогревается циркулирующий в ней теплоноситель. Как правило, делается из меди.

Задняя сторона панели имеет эффективное теплоизоляционное покрытие. Одна или несколько таких панелей подключаются к подающей линии бака-аккумулятора. Этот вид системы имеет сравнительно низкую стоимость и хорошую производительность в теплые сезоны. Минусом является низкая эффективность при отрицательных температурах и ощутимые теплопотери.

Коллектор-концентратор

В южных широтах, где наибольшее количество ясных дней, получил распространение так называемый концентратор. Он представляет собой систему параболических отражателей, расположенных на одной криволинейной поверхности и концентрирующих солнечный свет в определенной точке. Для наибольшей эффективности требуется изменение положения в двух плоскостях вслед за движением солнца по небосводу в течение дня. Солнечные коллекторы для отопления дома такой конструкции не применяются.

В быту и на работе

Применение гелиоустановок решает проблемы с отоплением при ограниченном доступе к газу или электричеству, при недостаточной мощности центрального электроснабжения; в качестве вспомогательной системы отопления, горячего водоснабжения дома, коттеджа, дачи, бассейна позволяет сэкономить значительные средства владельцам. Область применения самая различная:

• отопление производственных помещений;
• отопление и горячее водоснабжение жилых зданий, предназначенных для постоянного и временного проживания.
• отопление учреждений здравоохранения, туристических баз, спортивных комплексов, небольших автономных магазинов.
• обогрев открытых и закрытых бассейнов;
• отопление и горячее водоснабжение временных жилых и рабочих помещений.

Воздушная гелиосистема

Отопительная система может в качестве теплоносителя использовать не только жидкость, но и атмосферный воздух. Воздушный солнечный коллектор применяется для обогрева всех типов помещений и в зависимости от конструкции бывает трех типов:

• Плоский имеет схожие принципы с подобной жидкостной конструкцией.
• Пирамидальный использует сложную систему отражающих поверхностей.
• Венецианские жалюзи располагаются между переплетами стекла и направляют теплый воздух в помещение. Применяется при ленточном остеклении зданий.

В отличие от жидкостных устройств воздушный солнечный коллектор может быть изготовлен из неметаллических материалов.

Солнечная система для горячего водоснабжения

Систему горячего водоснабжения можно подключить к баку-аккумулятору. Бак, таким образом, будет играть роль бойлера, в котором, в свою очередь, роль электрического тэна будет играть теплообменная спираль, включенная в контур системы обогрева. Посредством спирали теплоноситель начнет нагревать воду в баке. Таким образом, схема водоснабжения будет накопительной или проточно-накопительной.

Солнечный коллектор своими руками

Простейший солнечный преобразователь предусматривает непосредственную передачу тепла солнечного света циркулирующий внутри системы труб воде. Подобную продукцию производила отечественная промышленность в начале этого века. Солнечные коллекторы для дома изготавливались из медной трубки диаметром до 20 мм. Для удобства монтажа и использования она закручивалась в плоскую спираль, имеющую на обоих концах штуцер для подсоединения магистрального трубопровода либо просто садового шланга. Такую спираль можно было разместить на скате крыши дачного домика. Объема горячей воды вполне хватало, чтобы принять душ в конце дня и помыть посуду. Подобный солнечный коллектор своими руками можно сделать из черной пластиковой трубы. Плоский гелиопреобразователь изготавливается с помощью теплообменника от старого холодильника.

Установка коллектора

Сложность эксплуатации солнечной системы в том, что эффективность зависит от высоты солнца над горизонтом, времени года и суток, наличия облачности, влажности и температуры окружающего воздуха. Солнечный коллектор для отопления помещения в горизонтальной плоскости должен быть ориентирован строго на юг. Отклонения в сторону запада или востока допускаются в пределах 40°. При этом эффективность установки снизится примерно до 20 %. Важную роль играет угол наклона, который должен составлять от 35 до 45°.

Самым разумным вариантом является на стадии проектирования нового жилища предусмотреть, что на крышу будет установлен солнечный коллектор. Цена на подобное оборудование значительно выше, чем на привычное паровое отопление. Но затраты с лихвой оправдаются последующей эксплуатацией. Срок окупаемости, если дом утеплен в соответствии со всеми нормами и правилами, в среднем составляет пять лет.

устройство, виды и как сделать своими руками

Солнечные гелиоколлекторы – это устройства, позволяющие с помощью солнечной энергии нагревать теплоноситель, тем самым отапливая помещение и/или нагревая воду для бытовых нужд. Использовать их можно в качестве основного источника тепла или дополнительного в комплекте с другим обогревателем. Они могут работать как в ясную, так и в пасмурную погоду.

Содержание

1. Устройство солнечных гелиосистем
2. Как работают
3. Виды солнечных коллекторов
4. Вакуумные
5. Плоские
6. Нюансы по использованию коллекторов для отопления или для нагрева воды
7. Как сделать своими руками
8. Цена и окупаемость

Устройство солнечных гелиосистем

Гелиосистема – это полный комплект оборудования для преобразования из солнечного света тепловой энергии.

В неё входят следующие элементы:

• солнечные коллекторы;
• бак-аккумулятор;
• насос;
• контроллер управления.

Схема и принцип работы гелиоколлектора

Бак-аккумулятор содержит внутри себя теплообменник. Через него происходит передача тепла от теплоносителя воде, которая находится в бачке. Также во время монтажа бака-аккумулятора учитывается возможность дополнительно нагревания воды до нужной температуры, например с помощью газового котла. Это необходимо на тот случай, если погода пасмурная и холодная и не хватает мощности коллектора.

Насос используется для создания циркуляции теплоносителя от гелиоколлектора до бака и обратно. Контролер управления необходим для контроля над работой всех частей системы, в том числе для защиты от перегревания.

Обратите внимание! Дополнительно рекомендуется установить источник бесперебойного питания, на случай отключения от основной сети.

В конструкцию солнечного коллектора входит медная панель, которая покрыта высокоселективным материалом. Корпус чаще всего выполнен из алюминия. Стекло используется только ударопрочное и с малым содержанием металла.

Как работают

Панель солнечного коллектора преобразует инфракрасное излучение в тепловую энергию. Полученное тепло, передаётся теплоносителю, который по трубам протекает в бак-аккумулятор. Там он передаёт тепло воде, тем самым нагревая её. Остывший теплоноситель обратно возвращается в солнечный коллектор, и всё повторяется снова.

Обратите внимание! От того насколько эффективно работает гелиоколлектор, зависит производительность всей системы. Чем больше энергии он поглотит и чем меньше потеряет, тем выше будет КПД системы.

Виды солнечных коллекторов

Наиболее распространёнными считаются плоские и вакуумные гелиоколлекторы.

Вакуумные

Главным элементом вакуумного устройства является тепловая труба. Внешне представляет собой ряд, состоящий из стеклянных трубок, заключённых в алюминиевом каркасе. Каждая трубка состоит из двух трубок разных диаметров, а между ними находится вакуум. Благодаря нему теплоноситель внутри неё намного лучше защищён от воздействия температуры окружающей среды.

Устройство вакуумного гелиоколлектора

Медная труба с меньшим диаметром содержит внутри себя специальную нетоксичную жидкость. При нагревании она испаряется. Пар поднимается к самому верху трубки – к наконечнику. Там он отдаёт тепло теплоносителю, находящемуся в теплопроводе.

Обратите внимание! Нетоксичная жидкость испаряется даже при температуре на улице -30°С, благодаря вакууму между трубками.

Конденсируясь на стенках трубы, жидкость обратно стекает вниз. Далее процесс снова повторяется. Все трубы расположены параллельно. Угол наклона зависит от места монтажа системы и географической широты объекта. Панель должна быть направлена на юг.

Устройство водонагревательной системы с использованием вакуумного гелиоколлектора

Солнечный гелиоколлектор отлично работает даже в пасмурную погоду, так как вакуумные трубки хорошо поглощают инфракрасное излучение, проходящее сквозь тучи. В отличие от плоских устройств на вакуумные оказывает меньшее влияние низкая температура на улице и ветер, благодаря изоляционным свойствам вакуума. Системы с солнечными гелиоколлекторами этого типа могут функционировать до -35°C.

 

Чтобы внутри трубок как можно дольше сохранялся вакуум, один их конец покрыт толстым слоем бария. Он поглощает различные газы, которые появляются во время эксплуатации и хранения устройства. Также барий является своеобразным индикатором. Если он изменил цвет с серебристого на белый, значит, вакуума в трубке уже нет и её следует заменить на новую.

Чтобы провести замену, не нужно останавливать всю систему. Также, если одна из трубок вышла из строя, то коллекторы всё равно продолжат работать как прежде. В случае необходимости в систему можно добавить трубки или снять лишние.

Преимущества вакуумных гелиоколлекторов:

• удобный монтаж;
• простое обслуживание;
• низкие теплопотери;
• длительный период работы.

К недостаткам относят невозможность самостоятельной очистки от снежных наносов, а также минимальный угол наклона должен быть не менее 20°.

Плоские

Внешне плоские солнечные гелиоколлектора представляют собой прямоугольную панель. Корпус выполнен из алюминия. Для подачи и вывода теплоносителя имеются 2 патрубка. Боковые стороны и одна стена утеплены теплоизолятором толщиной 3-4 см. Это позволяет значительно сократить теплопотери устройства.

Главная часть всего гелиоколлектора – это абсорбер, соединенный с теплопроводом. Именно он поглощает инфракрасное излучение. Сверху он закрыт закалённым стеклом с низким уровнем металла. Чаще всего поглощающий элемент делается из меди, так как она имеет высокую теплопроводность.

Устройство плоского солнечного гелиоколлектора

Принцип действия коллектора следующий: солнечные лучи проникают сквозь стекло и попадают на абсорбер. Он нагревается и передаёт тепло теплоносителю. В отличие от вакуумных систем, плоские коллектора могут самостоятельно очиститься от снега. Их монтаж можно провести под любым углом. Но по сравнению с вакуумными устройствами, у них больше теплопотери, и устанавливать их нужно только в полностью собранном виде. Еще один недостаток – в случае повреждения придётся менять всю панель. Но по сравнению с вакуумными, они более надёжные и простые.

Нюансы по использованию коллекторов для отопления или для нагрева воды

Количество устройств определяется в зависимости от потребностей. Солнечные гелиоколлектора можно объединять в группы. Объём и температура нагретой воды при этом зависят сразу от многих факторов, в том числе от температуры и погоды на улице, количества используемой воды и так далее. Поэтому температура нагрева воды будет разной каждый день.

Обратите внимание! В качестве теплоносителя внутрь солнечных коллекторов рекомендуется заливать нетоксичные антифризы. Это поможет использовать систему в холодных условиях, а также продлит срок её эксплуатации.

Перед тем как купить коллектор, следует точно определить цель использования и где он будет расположен. Чтобы правильно подобрать модель и количество.

Как сделать своими руками

Перед тем как приступить к сборке солнечного коллектора, следует сделать расчёты, чтобы устройство получилось качественным.

Схема сборки

Пошаговая инструкция:

1. Сначала собирается короб. Для этого используются доски толщиной 3 см и шириной 12 см. Дно делается из фанеры или текстолита. Для прочности устанавливаются ребра жёсткости. Чтобы древесина не гнила, её обрабатывают антисептиком.
2. На дно укладывается слой теплоизоляции (минваты). После чего её закрывают оцинкованным металлом.
3. Для создания теплообменника понадобятся 2 трубы с диаметром 1″ и длиной 70 см, 15 труб с диаметром 0,5″, длиной 160 см.
4. В трубах большего диаметра с шагом до 4,5 см проделываются отверстия для труб меньшего размера.
5. После чего всю конструкцию сваривают. При этом патрубки для входа и выхода теплоносителя должны находиться диагонально. Для входа внизу, для выхода сверху.
6. Готовый радиатор монтируют внутрь ранее сделанного короба. Крепится ко дну короба с помощью хомутов или полосок металла. Для максимальной передачи тепла, нужно закрепить его как можно плотнее.
7. Стыки тщательно заделываются герметиком. Дно короба и трубы окрашивается в чёрный цвет жаростойкой краской, тогда они будут поглощать больше тепла. Внешние детали окрашиваются белым, чтобы было меньше теплопотерь.
8. После того как краска высохла, короб закрывается стеклом (4 мм), но так, чтобы расстояние между ним и радиатором было не менее 1,2 см. Можно использовать стеклопакет, это повысит эффективность устройства.

Цена и окупаемость

С финансовой точки зрения солнечные гелиоколлектора необходимо считать инвестициями. Срок окупаемости может быть разным – от нескольких месяцев до нескольких лет. Зависит он от того, когда и сколько раз будет использоваться система.Срок службы солнечных гелиоколлекторов может быть более 30 лет. Но они в любом случае окупятся, учитывая, что они практически не требуют обслуживания.

5 Различные типы солнечных тепловых коллекторов

5 Различные типы солнечных тепловых коллекторов

Фото: Александр Симонов / Adobe Stock

Основные моменты

4 подогрейте воздух и воду в вашем доме.

В большинстве домов используются неконцентрированные солнечные тепловые коллекторы, тогда как в промышленных условиях используются более мощные концентрированные коллекторы.

Плоские тарелки и солнечные чаши собирают солнечные лучи, а системы горячего водоснабжения и панели обогревают ваш дом, улавливая окружающий воздух.

Получите предложения от трех профессионалов!

Введите почтовый индекс ниже и найдите лучших профессионалов рядом с вами.

От нагревания горячей воды до отопления вашего дома, тепло составляет большую часть счетов за электроэнергию. Улавливая естественное солнечное тепло, домовладельцы могут использовать один или несколько различных типов солнечных тепловых коллекторов для преобразования солнечного излучения в энергию, питающую их дома.

Однако компоненты, используемые для достижения этой цели, могут различаться, как и детали, размер и форма устройства. Давайте разберем различные используемые солнечные тепловые системы, чтобы вы могли решить, что подходит для вашего дома.

Концентрирующие и неконцентрирующие солнечные тепловые коллекторы

Одно из различий, которое следует изучить в первую очередь в солнечных тепловых коллекторах, заключается в том, что они концентрируют солнечные тепловые коллекторы по сравнению с неконцентрирующими.

• Неконцентрирующие солнечные тепловые коллекторы используют один (или несколько) углов для поглощения солнечного излучения. Как правило, они устанавливаются в фиксированном положении, а это означает, что количество часов в день, в течение которых они могут собирать солнечный свет, ограничено.

• Концентрирующие тепловые коллекторы используют зеркала и датчики для оптимизации количества солнечного излучения, собираемого в течение дня, и, вообще говоря, намного мощнее.

В большинстве случаев в домах используются решения на основе неконцентрированной солнечной энергии. Промышленные и коммунальные установки чаще всего требуют концентрированных продуктов.

1. Плоские солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы, характеризующиеся плоской коллекторной пластиной с закрепленной на ней изолирующей крышкой, являются одними из самых старых конструкций и существуют уже более 75 лет.

По сути, плоская солнечная панель устанавливается на крыше и нагревается солнцем в течение нескольких часов, когда она находится на открытом воздухе, а затем преобразует эту энергию в тепло, которое используется для воды и воздуха в доме. Солнечные панели, подобные этой, обычно устанавливаются под южным углом вашего дома, чтобы обеспечить максимальное освещение.

В целом установка солнечных панелей имеет много преимуществ . Стоимость для установки солнечных панелей в вашем доме обычно составляет от 17 000 до 32 000 долларов, хотя аренда солнечных панелей может помочь вам установить их в рамках бюджета.

2. Термодинамические панели

Фото: manfredxy / iStock / Getty Images Plus / Getty Images

Новый продукт, термодинамические панели предлагают уникальное преимущество сбора тепла из двух источников: солнца и воздуха. Это означает, что в теплые пасмурные дни термодинамические панели все еще могут работать и собирать природную энергию для вашего дома. Это может также свести на нет необходимость удалить деревья, чтобы установить солнечные батареи , чтобы увеличить освещенность.

Из-за этого термодинамические панели часто классифицируются как один из различных типов солнечных панелей или как тепловые насосы, которые вы можете установить в своем доме и которые могут продаваться как таковые.

3. Солнечные коллекторы

Одним из самых доступных вариантов солнечного теплового оборудования является солнечный коллектор, который, закрепленный в фиксированном положении на крыше, может помочь сохранить установку солнечной панели стоит недорого.

Параболическая зеркальная форма чаши для солнечных батарей помогает направлять солнечные лучи в одну концентрированную область чаши. Трубы, присоединенные к устройству, передают эти высокие концентрации тепла через жидкий раствор, который затем используется для обогрева вашего дома.

4. Системы горячего водоснабжения

Солнечные водонагреватели более разнообразны по размеру и форме. Фактически, некоторые из более новых моделей могут использовать в основном воду для обогрева вашего дома, но использовать любые другие типы солнечных тепловых коллекторов, упомянутых в этой статье. Как и термодинамические панели, они являются экономичным способом обогрева жилых помещений.

Независимо от того, установлены ли в вашем доме панели, чаши или плоская плита, они нагревают резервуар с водой (обычно вмещающий от 40 до 80 галлонов ), которая затем преобразуется в энергию,

Единственный недостаток или вещь по крайней мере учитывать, что системам горячего водоснабжения почти всегда требуется (или настоятельно рекомендуется) резервный механизм для пасмурных и прохладных дней. Домохозяйствам с высоким спросом может потребоваться более мощная система.

Коллекторы ETC с вакуумными трубками облицованы стеклянными трубками, содержащими медь, которая может похвастаться впечатляющим сочетанием высокой естественной теплопроводности и доступности, особенно по сравнению с другими металлами, такими как серебро.

Коллекторы ETC считаются более эффективными, чем плоские коллекторы, поскольку они могут лучше удерживать тепло от ранее более теплых дней, чем плоские пластины, что удобно во время холодного периода или ряда дней с высоким потреблением энергии.

Вы можете запросить у местной компании по производству солнечных панелей ценовое предложение или информацию о типах продуктов, на которых они специализируются.

Нужна профессиональная помощь в вашем проекте?

Получите цитаты от профессионалов с самым высоким рейтингом.

Рекомендуемые статьи

• Узнайте о возможностях финансирования солнечных батарей

  Автор D. P. Тейлор • 12 мая 2022 г.

• Как установить солнечные панели на крыше

  Элли Оглетри • 15 августа 2022 г.

• Как платить за солнечные панели

  Марк Дюрренбергер, Нью-Энергия Июль, Новая Англия 30, 2015

Тепловой насос с использованием солнечного коллектора с фотоэлектрическими модулями на поверхности | Дж. Сол. Энергия инж.

Пропустить пункт назначения навигации

Научно-исследовательские работы

Садасуке Ито,

Накацу Миура,

Цзинь Ци Ван,

Мивако Нисикава

Информация об авторе и статье

Дж. Сол. Энергия Eng . Май 1997 г., 119(2): 147-151 (5 страниц)

https://doi. org/10.1115/1.2887894

Опубликовано в Интернете: 1 мая 1997 г.

История статьи

Получено:

1 июня 1995 г.

Пересмотрено:

1 октября 1996 г.

Онлайн:

14 февраля 2008 г. Просмотры

• Содержание артикула
• Рисунки и таблицы
• Видео
• Аудио
• Дополнительные данные
• Экспертная оценка

Делиться

• MailTo
• Твиттер
• LinkedIn

Иконка Цитировать Цитировать

Разрешения

Поиск по сайту

Citation

Ито С. , Миура Н., Ван Дж. К. и Нисикава М. (1 мая 1997 г.). «Тепловой насос с использованием солнечного коллектора с фотоэлектрическими модулями на поверхности». КАК Я. Дж. Сол. Энергия Eng . май 1997 г.; 119(2): 147–151. https://doi.org/10.1115/1.2887894

Скачать файл цитаты:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс
• Процит
• Медларс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

Известно, что чем выше температура испарения, тем выше КПД теплового насоса для горячего водоснабжения. Плоские солнечные коллекторы, которые были изолированы с обратной стороны и соединены с гибкими фотоэлектрическими модулями типа поликристаллического кремния на верхних поверхностях, использовались в системе теплового насоса в качестве испарителя для увеличения коэффициента полезного действия и выработки электроэнергии. Общая площадь коллекторов составила 3,24 м 9 .0260 2 , а фотоэлектрические модули покрыли 76 процентов площади. Характеристики фотогальванического массива и тепловые характеристики теплового насоса были изучены экспериментально. Результаты показали, что коэффициент полезного действия (КПД) теплового насоса до шести может быть получен при температуре воды на входе в конденсатор 40°C в дневное время в зимний период. Пиковая вырабатываемая электрическая мощность составила 120 Вт. Было обнаружено, что фотоэлектрические модули на коллекторах не оказывали заметного влияния на производительность теплового насоса. Когда солнечного излучения было мало, КПД теплового насоса становился равным двум, что было очень низким. Этот недостаток был устранен за счет использования испарителя с высоким коэффициентом конвективной теплоотдачи, расположенного параллельно пластинчатым коллекторам.

Раздел выпуска:

Исследовательские статьи

Темы:

Тепловые насосы, Солнечные коллекторы, Конденсаторы (паровая установка), конвекция, Производство электроэнергии, Электричество (физика), Испарение, Плоские пластины, Горячая вода, Кремний, Солнечные батареи, Солнечная радиация, Температура, Температура воды

1.

Чартер, WWS, и Тейлор, И.Е., 1976, «Некоторые рабочие характеристики солнечного теплового насоса», Proceedings of I.I.R. Конференция , Мельбурн, Австралия, с. 641.

2.

Сервантес, Дж. Г., Торрес, Э., и Бальтазар, Дж. К., 1991, «Испытание производительности солнечного теплового насоса», Труды ISES Solar World Congress , Денвер, Колорадо, с. 1649.

3.

Хино, Т., 1989, «Последние достижения в системе тепловых насосов Sol-Air», Протоколы ISES Solar World Congress , Кобе, Япония, с. 1691.

4.

Ито, С., и Миура, Н., 1991, «Сравнение систем тепловых насосов с использованием различных типов солнечных коллекторов прямого расширения», Труды ISES Solar World Congress , Денвер, Колорадо. , п. 1655.

5.

Ито, С., Миура, Н., и Ван Дж. К., 1993 г., «Системы тепловых насосов с использованием солнечных коллекторов прямого испарения», Материалы Первой международной конференции по новым энергетическим системам и преобразованиям . Йокогама, Япония, с. 429.

6.

Iwanaga, S., et al., 1985, «Солнечное водонагревание с использованием теплового насоса с коллектором прямого испарения», Proceedings of Int. Симп. Тепловое применение солнечной энергии , Хаконе, Япония, с. 53.

7.

Мацуки К. и др., 1985 г., «Экспериментальное исследование системы солнечного теплового насоса», Труды 20-й конференции Intesoc Energy Convers Eng. Conf ., Майами, Флорида.

8.

Нисикава М., Соне Т. и Ито С., 19 лет93, «Тепловой насос, использующий солнечные гибридные панели в качестве испарителя», Материалы ISES Solar World Congress , Будапешт, Венгрия, Vol. 4, с. 461.

9.

Sutphin, S.E., 1994, Тепловые насосы: установка и поиск и устранение неисправностей , издательство Fairmount Press, США.

10.

Shinobu

Y.

,

Matsuki

K.

, and

Yoshikawa

M.

,

1987

, “

Прототип системы солнечного теплового насоса прямого испарения

”,

ASHRAE Trans.

, Том.

93

, часть 1, с.

615

615

.

11.

Strub, F., 1982, «Исследование и эксперимент нового типа испарителя в тепловом насосе с солнечным двигателем», Sol World Forum , Vol. 1, с. 397.

Этот контент доступен только в формате PDF.

В настоящее время у вас нет доступа к этому содержимому.

25,00 $

Покупка

Товар добавлен в корзину.

Проверить Продолжить просмотр Закрыть модальный

Солнечный коллектор с тепловыми трубками, Солнечный коллектор с вакуумными трубками

Солнечный коллектор с тепловыми трубками, Солнечный коллектор с вакуумными трубками

Солнечный коллектор ONOSI: Солнечные тепловые коллекторы, заводская цена в Китае,
Солнечный коллектор с вакуумной трубкой, Солнечный коллектор с вакуумной трубкой, Солнечный коллектор CPC, Составной параболический коллектор
ISO9001:2018 / TUV / SPF / SOLAR KEYMARK / SRCC / CE / ROHS

ONOSI Контроль температуры Солнечный коллектор с тепловой трубой сочетает в себе запатентованные пять -размерная технология теплопередачи, использующая рабочую жидкость собственной разработки и инновационные технологии, чтобы прорваться через разработку нового типа коллектора солнечной тепловой трубы с регулируемой температурой с производительностью тепловой трубы из сверхмедной воды. Она обеспечивает революционное решение для крупномасштабных продвижение солнечных коллекторов с металлическими тепловыми трубками и вакуумными трубками.

Тепловая трубка для контроля температуры Солнечный коллектор

Высокая производительность

Солнечная тепловая трубка ONOSI с регулируемой температурой использует другой режим теплопередачи по сравнению с традиционной медно-водяной тепловой трубой. Мощность теплопередачи одной тепловой трубки не ограничена, что может удовлетворить большие требования к теплопередаче. солнечных коллекторов КТК.

Долгий срок службы

Внутреннее давление солнечной тепловой трубы с регулируемой температурой ONOSI является положительным давлением (то есть выше атмосферного давления), нет проблем со сроком службы, вызванных пониженным вакуумом, эффективный срок службы продукта превышает 15 лет. годы.

Интеллектуальный контроль температуры

Традиционная гравитационная солнечная тепловая труба не имеет механизма контроля температуры и не может решить проблему перегрева системы на уровне инженерных приложений.
Таким образом, в реальных инженерных приложениях, когда тепло чрезмерное, давление может быть сброшено только через клапан сброса давления, или площадь сбора тепла искусственно уменьшена путем покрытия.

Солнечная тепловая трубка ONOSI имеет интеллектуальную функцию контроля температуры. Максимальная температура горячей воды в водяном баке солнечной системы может контролироваться на уровне 80 ℃.

Без ограничения угла установки

Солнечный коллектор с тепловыми трубками ONOSI не имеет ограничений по углу установки. Угол наклона тепловой трубы составляет от 0 ° до 180 ° и может быть проведен без препятствий. Солнечный коллектор может быть установлен различными способами, такими как вертикальный и горизонтальный, может заменить солнечный коллектор с U-образной трубкой и горизонтальный солнечный коллектор с тепловыми трубками.

Что такое солнечный коллектор с тепловыми трубками?

Солнечный коллектор с тепловыми трубками всегда подключен к существующему водонагревателю. Селективное абсорбирующее покрытие на внутренней крышке вакуумных трубок поглощает солнечную энергию, затем преобразует солнечную энергию в тепловую и передает тепловую энергию на тепловую трубку с помощью алюминиевого ребра. Нагретая жидкость внутри тепловой трубы превращается в пар, который поднимается к верхнему конденсатору, затем жидкость, передающая тепловую энергию, проходит через теплообменник, и охлажденный пар становится жидким, возвращаясь к основанию тепловой трубы.
Тепловая энергия передается для передачи жидкости по медной трубе. Эта передача тепла жидкости создает непрерывную циркуляцию, пока коллектор нагревается солнцем.

Знакомство с солнечным коллектором с вакуумной трубкой

Солнечный коллектор с вакуумной трубкой по конструкции аналогичен термосу. Он состоит из двух слоев стекла с вакуумом между слоями. Внешний слой солнечной трубки выполнен из боросиликатного стекла с очень низким содержанием железа и пропускает 9проходит 8% световой энергии. На второй внутренний слой нанесено очень специальное покрытие.

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор состоит из нескольких рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, соединенных с напорной трубой, где теплоноситель (обычно 50% пропиленгликоль) циркулирует и поглощает тепло, выделяемое трубками. Эти стеклянные трубки имеют цилиндрическую форму. Таким образом, угол солнечного света всегда перпендикулярен теплопоглощающим трубкам, что позволяет этим коллекторам хорошо работать даже при слабом солнечном свете, например, рано утром или поздно днем, или в тени облаков. Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы особенно полезны в районах с холодной, пасмурной зимней погодой (большая часть северной части Европы).

Солнечная система горячего водоснабжения с вакуумными трубами

Системы с вакуумными трубами более эффективны, чем системы с плоскими пластинами, особенно в холодные месяцы и в пасмурные дни. Это частично связано с вакуумной изоляцией (которая минимизирует потери тепла), а частично с тем, что изогнутая поверхность труб позволяет солнечным лучам падать перпендикулярно воде большую часть дня. Системы с вакуумными трубками весят намного меньше, чем системы с плоскими пластинами, но стоят значительно дороже. Отдельные трубки могут быть заменены в случае повреждения, что делает долгосрочное обслуживание потенциально менее дорогостоящим. При правильном обслуживании солнечные тепловые коллекторы должны пережить срок службы резервуара для хранения. Когда резервуар нуждается в замене, существующие коллекторы могут быть подключены к новому резервуару.

ONOSI Солнечный коллектор с тепловыми трубками

CPC Солнечный коллектор с тепловыми трубками

Солнечный коллектор с тепловыми трубками

Воздушный солнечный коллектор дефлекторного типа

Солнечное тепловое отопление

Солнечное тепловое отопление

Основы технологии
опубликовано в Renewable Energy World 02/2004 стр. 95-99

Огромный рынок в Китае, амбициозные цели в ЕС… но что? основы солнечного нагрева воды? Фолькер Квашнинг описывает принципы и технология использования солнечной энергии для нагрева воды, и внешний вид при применении для горячего водоснабжения и отопления помещений.

История применения солнечных батарей уходит своими корнями в далекое прошлое. вплоть до использования Архимедом вогнутого зеркала для нагрева воды в 214 г. до н.э. Как термин, «солнечная тепловая энергия» охватывает все тепловые виды использования солнечной энергии и представляет собой ряд различные варианты техники. В этой статье речь пойдет о неконцентрирующем солнечном коллекторе. системы, используемые для нагрева воды для бытовых нужд (концентрационные коллекторные системы были опубликовано в РЭН, ноябрь–декабрь 2003 г.).

Солнечные коллекторы

Сердцем солнечной тепловой системы является солнечный коллектор. Он поглощает солнечное излучение, преобразует его в тепло и передает полезное тепло в солнечную систему. Есть ряд различных дизайнерских концепций для коллекторов: помимо простых поглотителей, используемых для плавания подогревом бассейнов, более сложные системы также были разработаны для более высоких температуры, такие как встроенные системы накопительных коллекторов, плоские коллекторы, вакуумные плоские коллекторы и вакуумные трубчатые коллекторы. Несмотря на то что коммерческие встроенные накопительные коллекторы существуют, значительное количество не было продано, и поэтому они не описаны подробно здесь.

Плоские коллекторы

Большинство солнечных коллекторов, продаваемых во многих странах, представляют собой плоские коллекторы. Основными их компонентами являются прозрачная передняя крышка, корпус коллектора и поглотитель. Поглотитель внутри корпуса плоского коллектора преобразует солнечный свет в тепло и передает его воде в трубках абсорбера. Как коллектор может достичь стагнации температуре до 200 °C (т. е. когда вода не протекает), все используемые материалы должны быть способен выдержать такую ​​жару. Поэтому поглотитель обычно изготавливают из металлических материалов. таких как медь, сталь или алюминий. Корпус коллектора может быть изготовлен из пластика, металла или дерева, а стеклянная передняя крышка должна быть герметизирована, чтобы тепло не выхода, а грязь, насекомые или влага не попадут в сам коллектор. Многие коллекционеры также имеют контролируемую вентиляцию, чтобы избежать конденсации внутри стеклянной передней части покрытие. Корпус коллектора хорошо изолирован сзади и по бокам, сохраняя тепло. потери низкие. Тем не менее, все еще существуют некоторые потери тепла в коллекторах, в основном из-за разница температур между абсорбером и окружающим воздухом, и они подразделяются на конвекционные и радиационные потери. Первые вызваны движением воздуха, а вторые обусловлены теплообменом излучением между поглотителем и Окружающая среда.

Лист стекла закрывает коллектор, обращенный к солнцу, что помогает предотвратить большинство конвекционных потерь. Кроме того, он уменьшает тепловое излучение от поглотителя в окружающую среду так же, как это делает теплица. Однако и стекло отражает небольшую часть солнечного света, который затем вообще не достигает поглотителя. На рис. 1 показаны процессы, происходящие на плоском коллекторе.

РИСУНОК 1. Процессы на плоском коллекторе

Селективные поглотители

Черные материалы очень хорошо поглощают солнечный свет и в результате нагреваются. Так как металлик материалы не имеют естественной черной поверхности, они должны быть покрыты для селективного поглощение. Для этой цели может служить черный термостойкий лак, но есть гораздо лучшие материалы для покрытия абсорбера. Если черная поверхность нагревается, она излучает часть тепловая энергия снова превращается в тепловое излучение, как это можно показать на электрических конфорках: когда конфорка включена, тепловое излучение можно ощутить на коже, не касаясь самой конфорки. Черный лакированный поглотитель показывает тот же эффект, передавая только часть поглощенного тепло к воде, которая течет через трубки поглотителя, излучая при этом некоторое количество тепла обратно в окружающую среду.

Так называемые селективные покрытия поглощают солнечный свет почти так же хорошо, как черный лак поверхности, и переизлучают гораздо меньшее количество теплового излучения. В процессе нанесения покрытия нужные для этих материалов сложнее, чем для лакировки, это компенсируется гораздо более высоким КПД. В результате сегодня многие поглотители имеют селективные покрытия с использованием материалов, включая черный хром, черный никель или TiNOX.

Вакуумно-трубчатые коллекторы

Конвекционные потери тепла из-за движения воздуха внутри коллектора могут быть значительно снижается за счет поддержания вакуума между передней крышкой и поглотителем плоской пластины коллекционер. Поскольку давление окружающего воздуха будет прижимать переднюю крышку к поглотителя необходимо использовать небольшие опоры между задней частью коллектора и крышку, чтобы сохранить форму самой крышки. Трудно поддерживать вакуум в течение длительный период времени, так как окружающий воздух всегда найдет путь между стеклом и стеклом. корпус, чтобы попасть в коллектор, поэтому вакуумированный плоский коллектор должен эвакуировать время от времени. Этих недостатков можно избежать с вакуумно-трубчатыми коллекторами. Высокий (почти полный) вакуум внутри закрытая стеклянная трубка вакуумно-трубчатого коллектора более стабильна в течение длительного времени. время, чем в вакуумном плоском коллекторе. Благодаря своей форме стеклянные трубки лучше сопротивляться давлению окружающего воздуха, и поэтому между задней частью не требуются опоры. и передние стороны.

Вакуумно-трубчатый коллектор представляет собой закрытую стеклянную трубку, внутри которой находится металлическая лист поглотителя с тепловой трубкой посередине, содержащий чувствительный к температуре среда, такая как метанол. Солнце нагревает и испаряет эту жидкость из тепловых трубок. затем пар поднимается в конденсатор и теплообменник в конце трубы. Там, пар конденсируется, и передает тепло теплоносителю солнечного цикла, воде с средство антифриз. Сконденсированная жидкость стекает обратно в нижнюю часть тепловой трубы, где солнце снова начинает его нагревать. Для правильной работы трубы должны иметь минимальную угол наклона, чтобы пар поднимался, а жидкость текла обратно. Поперечное сечение вакуумно-трубчатого коллектора и принцип его работы показан на рисунке 2. В некоторых коллекторах с вакуумными трубками тепловая трубка проходит через конец коллектора. стеклянная трубка, так что теплоноситель солнечного цикла может протекать прямо через нее. С этим типом коллектора теплообменник не нужен, и коллектор не должны быть установлены под минимальным углом наклона.

РИСУНОК 2. Принцип вакуумного трубчатого коллектора с тепловой трубой; вид сверху

С вакуумными трубчатыми коллекторами можно получить значительно больший прирост энергии, особенно в холодные месяцы года. Таким образом, солнечная система с использованием вакуумных труб коллекторам требуется меньшая площадь коллектора, чем при использовании стандартных плоских пластин. коллекционеры.

С другой стороны, удельная цена коллекторов с вакуумными трубками выше, чем для плоских систем. Еще одно соображение заключается в том, что трубчатые коллекторы не могут интегрированы в крышу, поэтому их всегда следует устанавливать поверх нее, что снижает архитектурные возможности.

ФОТО. Подключения вакуумных труб к солнечному циклу

Эффективность коллектора

Для сравнения коллекторов испытательные учреждения обычно оценивают кривые эффективности на основе измерений производительности коллектора. Эти кривые даны для разная освещенность E и разная разница температур между коллекторами T _C и окружающий воздух T _A . Обычно используемое эмпирическое уравнение для эффективности коллектора эта _C это:

eta _C  =  eta ₀ -( a ₁ ·( T _C — T _A )+ a ₂ ·( T _C — T _A )²)/E

Три параметра eta ₀ , a ₁ и a ₂ оценивается по контрольным измерениям коллектора; эта ₀ также называется оптической эффективностью. На рис. 3 показана типичная эффективность коллектора. для плоского коллектора. Тепловые потери увеличиваются по мере увеличения разницы температур между коллектор и окружающий воздух поднимаются вверх. При малом солнечном освещении эффективность снижается на более быстрый темп; например, при солнечном излучении всего 200 Вт/м² мощность на Рисунке 3 пробоотборник становится нулевым даже при меньшем перепаде температур (около 40 °C).

РИСУНОК 3. Эффективность коллектора при разной освещенности и разнице температур

Методы нагрева воды

Термосифонные системы

Для хранения воды на ночь или в пасмурные дни необходим накопительный бак. очень просто способ сделать это, используя гравитацию, показан на рисунке 4 — термосифон система. Принцип термосифонной системы заключается в том, что холодная вода имеет более высокую удельная плотность больше, чем у теплой воды, поэтому тяжелее будет тонуть. Следовательно коллектор всегда монтируется ниже резервуара для хранения воды, чтобы холодная вода из бак попадает в коллектор по нисходящему водопроводу. Если коллектор нагревается воды, вода снова поднимается и достигает резервуара по восходящей водопроводной трубе в верхний конец коллектора. Цикл бак-водопровод-коллектор обеспечивает нагревается до достижения равновесной температуры. Тогда потребитель может сделать использование горячей воды из верхней части бака, при этом любая используемая вода заменяется холодной вода на дне. Затем коллектор снова нагревает холодную воду. Из-за более высокого разница температур при более высокой солнечной радиации, теплая вода поднимается быстрее, чем она делает при более низкой освещенности. Поэтому циркуляция воды приспосабливается почти идеально соответствует уровню солнечного излучения. Накопительный бак термосифонной системы должен располагаться значительно выше коллектора, в противном случае цикл может работать в обратном направлении. ночью и вся вода остынет. Кроме того, цикл не работает правильно при очень малых перепадах высот. В регионах с высокой солнечной радиацией и плоской крышей архитектуре накопительные баки обычно устанавливаются на крыше.

Термосифонные системы очень экономичны в качестве нагрева воды для бытовых нужд. системы, и принцип прост, не требует ни насоса, ни управления. Однако, термосифонные системы обычно не подходят для больших систем, т. более 10 м ² поверхности коллектора. Кроме того, трудно разместить бак над коллектором в зданиях со скатной крышей и одноконтурным термосифоном системы подходят только для безморозных регионов.

РИСУНОК 4. Термосифонная система

Системы с принудительной циркуляцией

В отличие от термосифонных систем для перемещения воды можно использовать электрический насос через солнечный цикл системы с принудительной циркуляцией. Коллектор и накопительный бак могут затем устанавливается независимо, и нет разницы в высоте между баком и коллектором является необходимым. На рис. 5 показана система с принудительной циркуляцией с обычным бойлером. для резервного отопления.

Два датчика температуры контролируют температуру в солнечном коллекторе и резервуар. Если температура коллектора выше температуры резервуара на определенное количество, система управления запускает насос, который перемещает теплоноситель в гелиоустановке. цикл; Разница температур «включения» обычно составляет от 5 °C до 10 °C. Если разница температур снижается ниже второго порога, система управления выключает насос снова.

В регионах, где есть опасность заморозков, обычно используется двухконтурная система. Питьевая вода хранится внутри резервуара для хранения, в то время как вода в солнечном цикле смешанный с антифризом. Теплообменник передает тепло солнечной цикл в резервуар для хранения и держит питьевую воду отдельно от антифриза смесь.

Системы с принудительной циркуляцией могут использоваться для отопления помещений, а также бытовых нужд. водяное отопление. При этом коллекторы и накопительные баки должны быть значительно больше, чем при простые системы водяного отопления бытового назначения, где поверхность коллектора около 4 м ² есть достаточно для большинства домохозяйств. Более крупные системы также были успешно реализованы с двумя и более накопительными баками.

РИСУНОК 5. Двухконтурная система с принудительной циркуляцией с обычным котлом для резервного отопления система централизованного теплоснабжения (см. рис. 6). Коллекторы либо распределены по дома или заменены большим центральным солнечным коллектором. Затем коллекторы нагревают большой центральный накопительный бак, из которого большая часть тепла распределяется обратно в дома. отношение поверхности к объему центрального резервуара-накопителя намного лучше, чем у распределенного системы хранения, поэтому потери при хранении намного ниже, и даже позволяют сезонное тепло хранилище. Солнечное централизованное отопление также является вариантом, если отопление помещений должно покрываться за счет солнечная энергия. Потери в трубопроводе с центральным баком выше, но некоторые солнечные районы демонстрационные системы обогрева уже прошли успешные испытания.

РИСУНОК 6. Солнечная система централизованного теплоснабжения

Рынок солнечных коллекторов

Китай на сегодняшний день является крупнейшим в мире производителем и потребителем систем солнечного нагрева воды. К концу 2002 года общая установленная площадь солнечных систем горячего водоснабжения было около 40 млн м ² ; годовой объем производства и продаж достиг около 8 миллионов м ² в 2002 году. В настоящее время более 1000 производителей производят и продажи солнечных тепловых систем, а общий оборот составил более 1 миллиарда евро. достигнуто. Вакуумные трубчатые коллекторы доминируют на внутреннем и экспортном рынках Китая. рынки.

В других местах к 2001 г. в США было установлено около 1 миллиона м поверхности коллектора; почти все это было сделано из неглазурованных поглотителей, используемых для обогрева плавательных бассейнов. В Европе к 2002 г. было установлено около 1,1 млн м 90 260 2 90 261 площади коллекторов, а плоские коллектор доминирует над инсталляциями. Около половины этих установок реализовано в Германии. Рынок солнечных коллекторов в основном зависит от политических условий в конкретной стране. стране, а в Германии, например, рынок коллекционеров упал на 40 % в 2002 г. из-за неопределенных политических условий, хотя в 2003 г. он снова восстановился. имеет очень амбициозные цели по установке коллекторов, с целью 100 миллионов м ² к 2010 году. Тогда солнечные тепловые системы будут играть важную роль в борьбе с глобальное потепление.

Volker Quaschning

Объяснение эффективности солнечного коллектора | Солнечные водонагреватели Статьи

•  +1(800) 317-9054
• Свяжитесь с нами

Все солнечные коллекторы, вакуумные трубы, плоские коллекторы и неглазурованные нагреватели для бассейнов имеют различную эффективность. Вот почему никто не может сказать, что вакуумные трубки всегда лучше, чем плоские коллекторы. Это зависит от их применения.

Расчет эффективности коллектора сложен, и его нелегко сделать без компьютера, и не все отчеты коллекторов содержат график, подобный приведенному ниже.

На приведенном выше графике показано, что чем больше разница температур между температурой коллектора (Tm) и температурой наружного воздуха (Ta), тем менее эффективен коллектор.

Максимальный КПД в этом случае приходится на ось X = 0 (т.е. коллекторы чуть теплее наружной температуры, максимальная мощность (Вт) равна 1762. Справа, при X = 100, выходная мощность падает до около 1180.

Однако учтите, что даже при больших перепадах температур коллекторы работают исправно. В вышеописанном случае, если на улице -40 градусов, а вода +60, то коллекторы еще хорошо работают.

Наклон графика показывает, насколько хорошо коллектор сохраняет тепло, т.е. насколько хорошо он изолирован. Если бы она была изолирована на 100% и не теряла тепло, линия была бы горизонтальной, и коллекторы работали бы так же хорошо в любых условиях. Ничто не изолировано на 100%, поэтому все коллекторы будут терять тепло. Чем больше тепла они теряют, тем круче становится линия.

Сравните график выше с графиком ниже.

Источник графика https://www.phcppros.com/- декабрь 2008 г.

Об этом графике следует отметить несколько моментов.

Слева: чем выше линия пересекает ось Y, тем лучше коллектор улавливает солнечный свет в идеальных условиях.

Это показывает, что неглазурованные коллекторы для подогрева бассейна очень хорошо улавливают солнечный свет. т.е. они черные и не имеют стекла, которое мешало бы солнечному свету нагревать резиновые коллекторы бассейна. Однако посмотрите, насколько крута черная линия. Да, они очень эффективны, когда на улице тепло, но как только перепад температур увеличивается (движемся вправо по графику), эффективность тут же падает камнем (крутая черная линия).

Это означает, что они прекрасно нагревают воду в вашем бассейне, когда вы живете в жарком месте или летом, но когда разница температур увеличивается (на улице становится холоднее) и у вас меньше солнечного света, они не работают должным образом. все.

Средняя линия, плоские коллекторы, не так эффективны, как бассейновые коллекторы, но линия не такая крутая. В них есть некоторая изоляция (остекление), которая помогает предотвратить кражу тепла из коллектора ветром и холодным климатом.

Белая линия показывает вакуумный трубчатый коллектор. Они не так эффективны, как резиновые коллекторы для бассейнов или плоские коллекторы при низких температурах, когда на улице тепло, но они очень хорошо изолированы, поэтому они остаются очень эффективными, даже когда температура снаружи падает до очень холодных условий, обычных для Канады. .

Вакуумные трубы не так эффективны летом, но на практике это редко имеет значение. Летом вы можете оставить черное ведро с водой на солнце, и оно станет горячим, нагреть воду летом легко, сложнее всего нагреть воду, когда на улице холодно и облачно, именно здесь вакуумные трубы работают лучше всего.

Если у вас где-то в лесу есть отдельно стоящая хижина, и вы используете ее только летом, то вам наверняка подойдет коллектор Flat Plate. Только теперь вы должны спросить, какова цена коллектора? Летом почти каждый день один из наших 30 трубчатых коллекторов нагревает 80-галлонный резервуар практически до точки кипения. Вам нужно сравнить стоимость за BTU.

Обратите внимание, что и линия коллекторов бассейна, и плоских стеклянных коллекторов пересекаются с осью x. На практике это показывает, что они оба имеют максимальный перепад температур, при котором они больше НЕ будут нагревать воду, т.е. они становятся НУЛЕВЫМИ КПД.

Вот почему в холодных и пасмурных условиях Канады в зимние месяцы вы не можете нагреть бассейн с помощью неглазурованного резинового солнечного коллектора, а производительность плоских стеклянных коллекторов для бассейнов так плоха в зимние месяцы.

Хорошо, теперь я понял, это означает, что я хочу обогреть свой дом солнечными батареями, мне нужны вакуумные трубы?

Да, если вы хотите отапливать свой дом или нагревать воду для бытовых нужд зимой в Канаде, когда на улице -40 градусов, то вакуумные трубы работают очень хорошо. Отчеты об испытаниях SRCC показывают, что в холодных и пасмурных условиях вакуумные трубчатые коллекторы могут производить на 1100% (да, на 1100%) больше тепла, чем плоские коллекторы. Подробнее см. здесь.

123ZeroEnergy в сочетании с Northern Lights Solar Solutions снабжает консерваторию Enmax, расположенную в Калгари, штат Альберта, Канада, 16 высокопроизводительными солнечными вакуумными коллекторами. Солнечные вакуумные трубки Sun Rain считаются одними из самых эффективных коллекторов в мире.

Подробнее

Northern Lights Solar Solutions (NLSS) заключила партнерское соглашение с канадской компанией Latitude 51 Solar. Это партнерство позволит Latitude 51 продолжить распространение продуктов Northern Lights Solar Thermal в Канаде.

Подробнее

Посмотрите это замечательное видео о системах солнечного нагрева воды.

PopularItems

Мониторинг в реальном времени

Посмотреть солнечные системы горячего водоснабжения в Калгари и Ванкувере можно здесь.

Фотогалерея

Изображение некоторых жилых и коммерческих проектов солнечного водонагрева.

Интернет-магазин

Купить солнечные системы для самостоятельной установки, цены и технические детали можно найти здесь.

Схемы проектирования солнечного отопления

Ознакомьтесь с некоторыми из наших самых популярных готовых комплектов солнечного водонагрева для горячего водоснабжения, отопления помещений и бассейнов.

Солнечное водонагреваниеАртикулы

Запрос дополнительной информации

Имя *

Пожалуйста, введите имя.

Фамилия *

Пожалуйста, введите фамилию.

Телефон *

Пожалуйста, введите номер телефона.

Почтовый индекс *

Пожалуйста, введите действительный почтовый индекс.

Страна *

SelectCanadaMexicoUnited States

Пожалуйста, выберите правильный вариант страны.

Интерес

Солнечное отопление бассейна

Солнечное отопление джакузи

Бытовое солнечное водонагревание

Солнечное тепло для дома или магазина

Проект коммерческого солнечного отопления

Солнечные фотоэлектрические системы (электрические)

Неверный ввод

0011

Капча *

Подтвердить капчу

Бесплатное моделирование солнечного отопления

Коммерческое проектирование солнечной энергии

Свяжитесь с нами для получения бесплатных коммерческих услуг по моделированию солнечного отопления 1 800 759 8990

Солнечные водонагревателиПроекты

солнечных тепловых и солнечных фотоэлектрических систем: что лучше?

Автор: Сотрудники Управления солнечной энергетики

Существует два распространенных способа получения солнечной энергии. Один из них заключается в использовании теплового солнечного коллектора для сбора солнечного тепла, а другой — в использовании фотоэлектрической (PV) батареи, которая преобразует солнечную энергию в электричество. Как лучше?

В случае солнечной тепловой эффективности эффективность преобразования намного выше, чем у фотоэлектрической. Вы можете извлекать до 70% солнечной энергии с помощью солнечного коллектора, что достигается за счет циркуляции жидкости через коллектор солнечной панели и улавливания подъема тепла, который естественным образом возникает, когда солнце светит на коллектор. С другой стороны, фотоэлектрический коллектор в среднем преобразует только около 12% солнечного света в электрическую энергию. Общее эмпирическое правило заключается в том, что энергия, доступная от солнца, составляет около 1 кВт на квадратный метр. Это соответствует примерно 3400 БТЕ/час на квадратный метр. Если вы можете получить 70% этого тепла с помощью теплового солнечного коллектора, то вам потребуется всего около 42 квадратных метров (450 квадратных футов), чтобы вырабатывать столько же тепла, сколько обычная домашняя газовая печь (100 000 БТЕ/ч). Еще одним преимуществом является то, что солнечные тепловые панели стоят лишь небольшую часть (около 20%) от стоимости фотоэлектрических панелей за квадратный метр. Когда вы сочетаете 6-кратную эффективность с 5-кратной лучшей ценой, вы получаете что-то в 30 раз лучше, верно? Ну, не совсем так.

Печь на сегодняшний день является крупнейшим потребителем энергии в типичном домашнем хозяйстве в Северной Америке, потребляя в 10 раз больше энергии, когда она работает, чем средний дом использует электричество. В моем собственном доме в Колорадо, взглянув на свой счет за газ, я подсчитал, что в прошлом декабре моя печь работала около 30% времени. Таким образом, средняя тепловая нагрузка составила 33 000 БТЕ/ч. Это эквивалентно 9,7 кВт, или примерно в 10 раз больше моего среднего потребления электроэнергии за тот же месяц. Я также должен упомянуть, что природный газ стоит примерно на 1/3 меньше за БТЕ, чем электрический нагрев. Таким образом, мой счет за газ был не в 10 раз больше, а почти в 3 раза больше, чем мой счет за электричество за этот месяц.

Если солнечная тепловая энергия намного более эффективна и менее затратна, а мои потребности в отоплении требуют в 10 раз больше энергии, чем мои потребности в электричестве, то почему в наши дни солнечное тепловое отопление не вызывает такого же интереса, как фотоэлектрические солнечные панели? ?

На это есть несколько причин. Во-первых, тепло очень трудно хранить и распределять. Единственный способ аккумулировать тепло — это термическая масса. В пассивных солнечных домах, то есть в домах с солнечными системами, в которых нет движущихся частей или жидкостей, обычно используется кирпичная кладка для хранения и выделения тепла для достижения комфортного температурного равновесия. Это достигается путем построения дома таким образом, чтобы он имел большое окно, выходящее на юг, и большую тепловую массу, такую ​​как толстые каменные стены и полы, для удержания тепла. Но дом, как правило, с самого начала должен проектироваться с пассивным солнечным коллектором. Было бы сложно добавить пассивный солнечный коллектор в существующий дом. Чаще всего для модернизации существующего дома солнечным теплом используется активная солнечная система с жидкостью для извлечения, хранения и последующего распределения тепла, а для этого требуется большой изолированный резервуар для хранения воды в доме для удержания тепла. Если вы хотите накопить достаточно тепла для обогрева моего дома в течение всего дня в холодный зимний день (33 000 БТЕ/ч x 24 часа), вам потребуется бак, вмещающий 2500 галлонов воды (при разнице температур в 40 градусов). Под дельтой температуры я подразумеваю, насколько может измениться температура, прежде чем горячая вода перестанет быть эффективной для обогрева дома. По моим оценкам, вода в резервуаре будет нагреваться примерно до 160 градусов, а когда она опустится ниже 120 градусов, она потеряет свою эффективность в излучении тепла.

В качестве примечания, солнечная тепловая энергия может быть использована для лучистого обогрева пола, но для этого применения вам нужна более низкая температура воды, обычно около 85-120F, и поэтому вы не можете нагреть воду до очень высокой температуры, и, таким образом, вы d нужен еще больший резервуар для хранения эквивалентной энергии. Тем не менее, я могу представить себе систему, в которой используются радиаторы (для которых требуется вода при температуре 120-160F) и лучистое отопление пола, которое использует воду, когда она опускается ниже 120F. Если бы вы могли это сделать, то угол deltaT можно было бы расширить до 75 градусов, что позволило бы использовать накопительный бак меньшего размера на 1300 галлонов. Излишне говорить, что это значительно усложнило бы систему и, вероятно, должно было бы быть спроектировано в доме до начала строительства, потому что полы с лучистым подогревом довольно сложно модернизировать в существующем доме.

В сценарии, о котором я упоминал ранее, где размер солнечного коллектора должен быть около 450 квадратных футов, чтобы соответствовать размеру домашней печи, я не учел, что солнце светит не все время. Зимой в Колорадо солнце светит в среднем около 4 часов полной интенсивности в день. Это около 17% рабочего цикла, а мой дом требует до 33% рабочего цикла от моей газовой печи в самые холодные месяцы. Поэтому мне пришлось бы удвоить размер коллектора до 900 квадратных футов, чтобы компенсировать этот недостаток.

Иногда бывает пасмурная погода несколько дней подряд, поэтому мне нужна резервная система, например, газовый обогреватель, который сработает, когда температура воды упадет ниже 120 градусов и больше не сможет отапливать дом. Чтобы помочь принять все решения о том, когда циркулировать жидкость к солнечному коллектору, перекачивать жидкость в различные зоны в доме и включать газовый нагреватель, когда необходимо резервное копирование, потребуется компьютеризированный контроллер.

Если сложить все расходы на насосы, бак, контроллер, сантехнику, радиаторы и установку, экономия топлива займет много времени, чтобы окупить систему. Возможно, именно поэтому, несмотря на значительное преимущество стоимости и эффективности панелей солнечных коллекторов по сравнению с фотоэлектрическими системами, системы теплового солнечного отопления не получили широкого распространения.

No related posts.