Солнечный коллектор для отопления дома: Вакуумный солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения —

горячее водоснабжение и отопление с вакуумными солнечными коллекторами

• 1 Преимущества и области использования вакуумных солнечных коллекторов
• 2 Немного технической информации
  • 2.1 Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде
  • 2.2 Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде и встроенным теплообменником
  • 2.3 Вакуумный коллектор с термотрубками

В вакуумном водонагревателе-коллекторе объем, в котором находится темная поверхность, поглощающая солнечное излучение, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет практически полностью устранять потери теплоты в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции. Потери на излучение в значительной степени подавляются за счет применения селективного покрытия.

Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе мал, теплоноситель в нем можно нагреть до температур 120—160°С. Солнечный вакуумный коллектор обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, практически вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии таких коллекторов, при степени вакуума 10^-5…10^-6, составляет 98 %. Изоляция в виде вакуума позволяет избежать потерь тепла в самих трубках. Конечно, в реальных установках потери есть и они зависят от температуры окружающей среда, и эти потери имеют место через утепленную верхнюю часть. Вследствие этих потерь коэффициент полезного действия вакуумного коллектора составляет 65-70%, эти цифры подтверждаются сертификационными испытаниями независимых лабораторий. Эти цифры не учитывают потерь в трубопроводах от солнечного коллектора до накопительного бака — в этих элементах системы потери могут варьироваться в широком диапазоне.

Преимущества и области использования вакуумных солнечных коллекторов

Вакуумные солнечные коллекторы

Благодаря высокой теплоизоляции вакуумные солнечные коллекторы работают очень эффективно при низких температурах окружающей среды. Преимущество вакуумных коллекторов перед плоскими начинает проявляться при температуре воздуха ниже 15 градусов Цельсия. При отрицательных температурах воздуха вакуумным коллекторам альтернативы нет.

Солнечные тепловые установки на основе вакуумных коллекторов могут применяться как для горячего водоснабжения, так и для отопления дома. При этом в летнее время можно полностью получать горячую воду от солнечного нагревателя. В остальное время года за счет энергии солнца можно получать до 60% горячей воды.
Часто возникает вопрос: насколько реально отапливать дом за счет энергии солнца? К сожалению, в европейской части России о значительной доле солнечного отопления в тепловом балансе говорить не приходится. Однако, солнечная отопительная установка на основе вакуумных солнечных коллекторов может с успехом справляться с задачей поддержания минимальной заданной температуры дома весной и осенью.

В зимнее время тоже можно рассчитывать на некоторую добавку тепловой энергии для отопления. Но она будет незначительна в декабре и январе. Поэтому обычно солнечную отопительную систему рассчитывают на работу в весенне-осенний период, а зимой она будет помогать вашей основной системе отопления (на газу, дровах, биотопливе, солярке и т.п.). Также, необходимо учитывать, что система отопления в доме в этом случае должна быть низкотемпературной (теплые полы). Бетонная стяжка теплых полов также используются как теплоаккумулятор системы отопления, поэтому нет необходимости устанавливать большие теплоаккумуляторные баки.

Немного технической информации

Зависимость КПД коллекторов от разности температур теплоносителя и окружающей среды

Конструкция стеклянных вакуумных труб похожа на конструкцию термоса: одна трубка вставлена в другую, с бОльшим диаметром. Между ними вакуум, который представляет совершенную теплоизоляцию. Конвективные потери и потери на излучение, особенно ощутимые зимой, а также при высоких температурах нагреваемой воды, очень низкие. Благодаря цилиндрической форме трубок солнечные лучи падают на постоянную поверхность перпендикулярно к оси трубки. Это приводит к получению большей энергии с единицы теплоприемной поверхности, даже если солнце и светит под «неудобным» углом, во время захода и восхода солнца, например, и при разных поворотах коллектора. Вакуумными трубками используется и так называемый диффузионный свет, когда солнце закрыто облаками. Эти коллекторы с цилиндрической абсорбционной поверхностью имеют ряд неоспоримых преимуществ перед плоскими солнечными коллекторами. В любое время дня под прямым солнечным излучением постоянно находится часть абсорбирующего вещества вакуумной трубки; это как бы плоский коллектор, поворачивающийся за солнцем. При устройстве специальных отражателей эффективная воспринимающая площадь коллектора может быть в разы больше аналогичной площади плоского солнечного коллектора.

Существуют 3 основных типа вакуумных солнечных коллекторов — с заполнением внутреннего пространства теплоносителем, с тепловыми трубками и с U-образными трубками.

Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде

Это самый простой тип вакуумных коллекторов. Изготавливаются только в Китае. Вакуумные трубки расположены под определенным углом и соединены с накопительным баком. Из него вода контура теплообменника течёт прямо в трубки, нагревается и возвращается обратно. К преимуществам этой системы относится непосредственная передача тепла воде без участия других элементов. Существуют также коллекторы такого типа без накопительного бака. Термосифонные системы работают на принципе явления естественной конвекции, когда теплая вода стремится вверх. В термосифонных системах бак должен быть расположен выше коллектора. Когда вода в трубках коллектора нагревается, она становится легче и естественно поднимается в верхнюю часть бака. Более прохладная вода в баке течет вниз в трубки, таким образом обеспечивается циркуляция во всей системе. В дешевых системах бак объединен с коллектором и не рассчитан на магистральное давление, поэтому термосифонные системы нужно использовать либо с подачей воды из вышерасположенной емкости, либо через уменьшающие давление редукторы. Имеет минимальное гидравлическое сопротивление. Система обязательно должна быть безнапорной (с открытым расширительным баком), чтобы на трубки не могло действовать давление. Минусом можно считать несколько больший объем воды контура теплообменника (60-200 литров). Если трубка разобьется, происходит утечка воды. Но основным преимуществом остается низкая стоимость со всеми выгодами коллектора с вакуумными трубками.

Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде и встроенным теплообменником

Такой коллектор имеет все преимущества и особенности предыдущего типа коллекторов. Отличием является наличие встроенного в бак эффективного теплообменника, что позволяет подсоединить коллектор с баком к напорной сети водоснабжения. При этом в трубках по-прежнему практически нет давления. Одним из преимуществ также является возможность заполнения водонагревательного контура незамерзающей жидкостью, что позволяет использовать его и при небольших минусовых температурах (до минус 5-10 градусов). Другим преимуществом является то, что в коллекторе не откладываются соли жесткости и другие загрязнения, так как объем теплоносителя один и тот же, а расходуемая вода проходит только по внутреннему медному теплообменнику.

В последнее время такая конструкция используется редко, т.к. имеет тот же недостаток, что и предыдущая — безнапорный бак и опасность его опорожнения при нарушении прочности и герметичности соединения между вакуумными трубками и баком, а также при повреждении одной из вакуумных трубок. Сейчас в основном используются баки с гильзами, в которые вставляются тепловые трубки. Гильзы позволяют сделать бак напорным, а его герметичность больше не зависит от уплотнительных резинок и сальников. В нашем ассортименте такие коллекторы есть — см. модели STH.

Вакуумный коллектор с термотрубками

Это более сложный и более дорогой тип коллектора. Термотрубка – это закрытая медная труба с небольшим содержанием легкокипящей жидкости. Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки.

Пары поднимаются в верхнюю часть – головку, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура водопотребления или незамерзающей жидкости отопительного контура. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова. Приемник солнечного коллектора медный с полиуретановой изоляцией, закрыт нержавеющим листом. Передача тепла происходит через медную „гильзу“ приемника. Благодаря этому отопительный контур отделен от трубок, при повреждении одной трубки коллектор продолжает работать. Процедура замены трубок очень проста, при этом нет необходимости сливать незамерзающую смесь из контура теплообменника.

Другим важным преимуществом коллекторов с тепловыми трубками является их способность работать при температурах до -35°С (полностью стеклянные коллекторы с тепловыми трубками) или даже до -50°С (коллекторы с металлическими тепловыми трубками).

Обычно испарение начинается при температуре трубки более 30°С, таким образом при низких температурах трубка как бы «запирается» и не происходит потерь тепла через коллектор (например ночью или в пасмурную погоду).

При этом коллектор помещается снаружи помещения, а все остальное оборудование — внутри дома, что способствует минимизации теплопотерь. (См. описание схемы системы с активной циркуляцией теплоносителя)

Спецификация стеклянных вакуумированных трубчатых коллекторов

• Различия селективных покрытий вакуумных трубок 1)Строение: стеклянная двойная трубка
• 2)Материал: боросиликатное стекло
• 3)Коэффициент поглощения абсорбера: более 0.92
• 4)Коэффициент излучения абсорбера: менее 0.08 (80ºС)
• 5)Давление: <5*10-3 Па
• 6)Коэффициент температуры стагнации >230 м²*ºС/кВт
• 7)Коэффициент теплопотерь: менее 0,8 Вт/м²*ºС
• 8)Срок службы: более 15 лет

Спецификация:

• Коллектор (внутри): медь
• Коллектор (снаружи): сплав алюминия
• Параметры стеклянных трубок: 58мм*1.8мм/47мм*1.5мм
• Суточная эффективность: более 55% (более 42% зимой)
• Сопротивление: 25 мм
• Максимальное давление: 12 Бар
• Покрытие вакуумных трубок: ALN/AIN-SS/CU
• Тепловые трубки работают при температуре более 35ºС

Из предлагаемых нашей компанией коллекторов такой тип имеют вакуумный коллектор с тепловыми трубками.

«Ваш Солнечный Дом» разрабатывает, комплектует и поставляет готовые системы солнечного теплоснабжения, как с пассивной, так и с активной циркуляцией теплоносителя. Описание этих систем вы можете найти в соответствующих разделах нашего сайта. Заказ и покупка осуществляется через Интернет-магазин.

Эта статья прочитана 18886 раз(а)!

• Солнечные коллекторы: правда и мифы

  76

  Плоские и вакуумные солнечные коллекторы: правда и мифы Источник: svetdv.ru — сейчас уже не работает Когда нам рассказывают об очередной чудо-технологии, то обычно во всех красках расписывают достоинства и деликатно умалчивают о недостатках. Также очень часто потребителям дают нелестные отзывы…

• Видео о солнечных коллекторах

  75

  Интересные ссылки по солнечным коллекторам Солнечные коллекторы: правда и мифы. Приведено сравнение плоских и вакуумных коллекторов. Написано все, на удивление, правильно, видно что писал не журналист, а практик.

  Видео о солнечных коллекторах https://youtu.be/Bm-hgBhgwL0 Процесс кипячения воды в вакуумной трубке Испытания…

• Конструкция вакуумного солнечного коллектора

  73

  Как работает и как устроен солнечный коллектор на вакуумных трубках Принцип работы Солнечный вакуумный коллектор (преобразователь тепловой энергии солнца) обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии таких коллекторов, при степени вакуума 10ֿ,…

• Расчеты систем ГВС

  71

  Расчеты систем солнечного горячего водоснабжения Нагреть 1 кг воды на 1 градус можно, затратив 1,16 Вт*ч. Значит, нагреть тонну воды на 30 градусов (от 20 до 50) можно, затратив 1,16х1000х30=34800 Вт*ч. Считается, что минимальная мощность, при которой еще более-менее будет…

• Солнечное теплоснабжение

  71

  Солнечное тепло: горячее водоснабжение и отопление В среднем по году, в зависимости от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в…

• Вакуумный коллектор с баком Suntask STH

  69

  Интегрированная система с вакуумным коллектором и баком Suntask STH Интегрированные системы, в которых солнечные вакуумные трубки входят прямо в бак-накопитель тепла, дешевле сплит-систем.   Подробное описание особенностей, преимуществ и недостатков интегрированных систем солнечных коллекторов описано в статье «Вакуумные коллекторы с баком».…

Солнечные коллекторы для отопления дома: виды и типы

Для начала разберемся с понятиями. Автономная установка солнечных коллекторов предполагает, что только они буду источником тепла для обогрева дома. Даже при подключении к электросети расход электроэнергии будет столь незначительным, что его не берут в расчет. Созависимая установка предполагает, что вместе с солнечными коллекторами в отоплении участвуют традиционные котлы: электрические, газовые, твердотопливные.

Известно, что в европейской части России зимой солнечные коллекторы способны обогреть 30-40% от общей площади помещения. Чтобы дойти до показателя в 100% придется задействовать «сторонние силы» — электроэнергию или тепло от сгорания дров. При высокой облачности и низкой температуре окружающего воздуха солнечный коллектор способен впитывать тепло только для нагрева теплоносителя внутри комплекта, а за дальнейшее прогревание отопительной системы отвечает установленный в доме котел. Чтобы повысить КПД солнечного коллектора в зимний период, рекомендуется выбирать гелиосистему с принудительной циркуляцией, куда входит насос и встроенные вентиляторы. Однако в этом случае часть энергии будет тратиться на их работу. Система же с естественной циркуляцией функционирует за счет разницы температур в коллекторе и накопительном баке.

Обычно зимой солнечный коллектор нагревает теплоноситель (воду) в накопительном баке до 30°C. Но температура может быть и ниже, это зависит от температуры окружающего воздуха и мощности самого коллектора. В практике российских пользователей отмечается прогрев теплоносителя всего лишь до 15°C при минус 17°C за окном и повышенной облачности. Понятно, что ни того, ни другого показателя для комфортного уровня тепла в доме недостаточно.

Тем не менее, использование солнечных коллекторов в зимний период имеет свои плюсы. Во-первых, гарантировано, что не произойдет замерзание теплоносителя, ведь в накопительном баке всегда поддерживается плюсовая температура.

Во-вторых, для нагрева теплоносителя от 30 до 60-70°C требуется значительно меньше энергии, что все равно ведет к экономии и меньшим ежемесячным тратам.

В теплое время года, т.е. примерно 6 месяцев в году солнечные коллекторы обладают неоспоримыми преимуществами:

• Преобразуют до 75% солнечной энергии, что делает домохозяйство полностью независимым от подачи электричества, доступности топлива и тарификации
• Бесперебойное горячее водоснабжение
• КПД установок 95%
• Отсутствие техобслуживания и профилактических работ

Летом солнечные коллекторы, как отмечают многие пользователи, работают с избытком, что напрямую связано с уровнем инсоляции. Вырабатывается энергии столько, что встает вопрос, как ее расходовать. Один из вариантов — обеспечить горячей водой дополнительные постройки и системы, включая баню, бассейны, систему полива и т.д.

Среди общих преимуществ всегда актуальны:

• Срок службы коллекторов не менее 30 лет
• Срок окупаемости при правильном расчете системы — 3-4 года
• Интеграция в любую установленную ранее отопительную систему
• Индивидуальная разработка проекта гелиосистемы с учетом площади помещения, потребности в тепле, особенностей придомового участка, количества дополнительных строений

Типы солнечных коллекторов

Плоский коллектор — конструктивно самый простой и на сегодняшний день доступный по цене. Представляет собой панель, нижний слой которой покрыт теплоизоляционным материалом, сверху проложены медные или полиэтиленовые трубы (по ним движется теплоноситель), а сверху помещен светопоглощающий элемент, защищенный закаленным стеклом. Плоский коллектор прост в установке, не занимает много места и смотрится аккуратно. Прост в использовании, однако ремонту подлежит с трудом. При выходе из строя одного конструктивного элемента коллектор перестает выполнять свои функции и чаще всего подлежит замене.

Вакуумный коллектор. В его основе — сеть медных трубок, которые проложены одна в одной. Т.е. трубка меньшего диаметра помещена в колбу большего диаметра. Между стенками трубок создается вакуум, выступающий одновременно и теплоизолятором и проводником тепла.

Вакуумный коллекторы относятся к классу высокопроизводительного оборудования, перерабатывают до 95% солнечной энергии, подходят для работы при низких температурах окружающего воздуха и облачности. Отличаются высокой ценой, но подлежат несложному ремонту. Если какая-то деталь коллектора сломается, ее достаточно будет просто заменить.

Воздушные коллекторы. В качестве теплоносителя в них используется воздух, который при нагреве поступает внутрь дома через систему естественной вентиляции или кондиционирования. Этот тип коллекторов однозначно можно назвать дополнительным в системе отопления дома. Используют их, если мощности основной системы не хватает или нужно тщательнее прогреть помещение. В целом, воздушные установки гораздо долговечнее и надежнее всех остальных за счет того, что снижен риск коррозийного воздействия.

При выборе типа коллектора самостоятельных расчетов и знаний работы отопительной системы, увы, не хватает. Подбор, расчет и монтаж гелиосистемы разумнее доверить профессионалам. Специалисты учтут массу нюансов, о которых обыватель даже не догадывается. Так, при установке коллектора принципиальное значение имеет форма крыши дома, наличие рядом деревьев, других домов, рекламных баннеров и иных конструкций, которые могут помещать попаданию прямых солнечных лучей на поверхность коллектора.

Солнечные термальные водонагреватели — Ecohome

Ecohome Обновлено: 11 сентября 2019 г.

Майк Рейнольдс

Что такое солнечный тепловой коллектор?

Фотогальванический (PV) солнечный коллектор преобразует солнечное излучение в электричество, но солнечный тепловой коллектор намного проще. Это относится к устройству, которое собирает тепло непосредственно от солнечного излучения. Это может быть так же просто и рудиментарно, как вода, прокачиваемая через черную трубу, лежащую на солнце. В Интернете можно найти бесчисленное множество конструкций солнечных панелей, сделанных своими руками, но есть коммерчески доступные солнечные тепловые панели, которые можно использовать для нагрева воды и отопления помещений.

Тепловой солнечный коллектор в теплом климате может иметь воду, протекающую через его панели, но в холодном климате мы используем гликоль, чтобы предотвратить замерзание панелей.

Схема солнечного коллектора с вакуумными трубками 

Эффективны ли солнечные тепловые коллекторы?

Мощность и эффективность панели частично определяются скоростью ее поглощения и частично ее коэффициентом излучения; это означает не только то, сколько тепла он может собрать, но и то, сколько он излучает (или теряет) до того, как будет доставлен к месту назначения.

Предыдущие модели имели высокий коэффициент поглощения в диапазоне 90–95 % (эффективность поглощения солнечного излучения), но они также имели коэффициент излучения в диапазоне 55–95 % (излучаемая энергия в виде теплового излучения). собранное тепло было потеряно до того, как оно покинуло панель. В этих моделях также использовалась стандартная черная краска для печей, тогда как панели теперь имеют покрытия, разработанные специально для поглощения и удержания тепла.

Несмотря на то, что современное поколение тепловых коллекторов на рынке сейчас очень эффективно, их фотоэлектрическая «конкуренция» в солнечной промышленности опережает достижения в области тепловой солнечной энергии и влияет на окупаемость инвестиций. Это не означает, что качество и эффективность солнечных тепловых панелей каким-то образом ухудшаются, просто существует мнение, что ваши солнечные доллары лучше инвестировать в покупку фотоэлектрических солнечных панелей и использование энергии, которую они генерируют, для нагрева воды. традиционный водонагреватель.

Это связано с постоянным развитием технологий и снижением затрат в фотогальванической промышленности, в то время как технология и стоимость сбора солнечного тепла оставались практически неизменными в течение того же периода. Они по-прежнему хороши, проблема в том, что конкуренция становится все лучше (ярким примером этого является то, что Tesla теперь предлагает солнечные панели в аренду, что делает фотоэлектрические солнечные системы гораздо более доступными для домовладельцев).

Предпосылкой этой философии является то, что в те времена, когда горячая вода не нужна, панель не остается без дела и не представляет никакой ценности. Если бы ваша солнечная установка была фотоэлектрической, а не тепловой, солнечное излучение всегда поглощалось бы для того или иного использования; для питания других устройств, храниться в батареях или возвращаться в сеть для кредита. Трудно отрицать логику этого; однако бывают ситуации, когда тепловая солнечная энергия полезна, поэтому мы опишем варианты.

Солнечные тепловые коллекторы с вакуумными трубками:

Солнечные тепловые коллекторы © Viessmann

Это наиболее распространенный тип солнечных тепловых коллекторов, который вы, вероятно, увидите на крыше дома. Сама панель коллектора чаще всего состоит из стеклянных трубок, в сердцевине которых находятся медные трубы, с затемненной пластиной, покрывающей трубу для поглощения тепла. Стеклянные трубки герметически запечатаны, оголено лишь медное крепление, и каждая трубка вставляется в коллектор отдельно.

Это позволяет легко заменить трубку, если вакуумное уплотнение нарушено; это также может предложить преимущество для установки. Вместо того, чтобы транспортировать один тяжелый блок на крышу, поскольку это модульная система, ее можно поднимать по частям.

Герметичный воздуховод обеспечивает отличную изоляцию и делает коллектор практически нечувствительным к температуре наружного воздуха зимой. Даже в летнюю жару к трубкам можно было прикоснуться голой рукой, хотя трубка внутри моментально ругалась.

Плоские солнечные коллекторы:

Схема плоского коллектора из учебных пособий по альтернативным источникам энергии металлическая поглощающая пластина и прозрачная крышка. Холодная жидкость прокачивается по медной трубке под пластиной коллектора и при этом нагревается. Как в плоских, так и в вакуумных трубчатых коллекторах используется гликолевая смесь, поэтому им обоим нужны специальные резервуары для хранения со змеевиками теплопередачи.

Плоские солнечные коллекторы и солнечные коллекторы с вакуумными трубками

Каждый солнечный коллектор имеет свои преимущества и недостатки. Воздух внутри герметично закрытых стеклянных труб вакуумных трубчатых коллекторов обеспечивает гораздо лучшую изоляцию, чем плоские коллекторы, но часть вашего потенциального солнечного урожая теряется, когда он проходит через промежутки между трубками.

Плоский коллектор будет терять больше тепла, чем панель с вакуумными трубками, но он способен собрать больше энергии, так как вся площадь поверхности черного коллектора. Таким образом, при отсутствии других факторов плоская пластина будет производить летом больше энергии, чем конструкция с вакуумной трубкой, потому что она имеет большую площадь поверхности коллектора, а температура окружающего воздуха не представляет проблемы.

И наоборот, зимой температура воздуха вызывает гораздо большие потери энергии при использовании плоского коллектора, чем при использовании панели с вакуумными трубками, поэтому конструкция с вакуумными трубками будет более эффективной.

Выбор дизайна, который принесет вам наибольшую пользу, зависит от вашего использования. Если вы хотите сократить расходы на отопление дома круглый год, то вам, вероятно, будет полезен плоский коллектор. Если вы намерены использовать его вместе с котлом для обогрева помещений зимой, то вам будет больше выгоды от конструкции с вакуумными трубами, поскольку зимой они работают лучше, чем плоские коллекторы.

Теплопередача:

Схема солнечного теплового теплообменника © Viessmann

В гликолевых системах вам понадобится теплообменник для нагрева воды для бытовых нужд, отопления помещений или того и другого. Нагретая жидкость от солнечных панелей нагревает воду, проходя через змеевик в резервуаре для хранения. Дополнительный змеевик, работающий на газе или электричестве, в баке будет нагревать воду, если солнечная панель не может поддерживать желаемую температуру или удовлетворять спрос.

Техническое обслуживание и долговечность:

Опять же, еще одним признаком защиты от солнечного тепла в холодном климате является гликоль. В то время как это необходимо зимой, летом температура пластинчатого коллектора может достигать 200°C (39°C).5°F), а трубчатые коллекторы могут нагреваться до 295°C (563°F).

При таких температурах гликоль разлагается и становится кислым, что может привести к образованию отложений и коррозии компонентов системы. Поэтому важно, чтобы панели имели какой-либо компонент охлаждения, встроенный в их конструкцию, будь то ручной или автоматический.

Каким бы разумным ни было использование солнечного света для прямого нагрева воды, потребность в гликоле в качестве теплоносителя и проблемы, которые он приносит с собой, являются значительной частью того, почему вы не видите больше таких систем в мире. Канада.

Чтобы узнать больше о солнечных водонагревателях, прочитайте о новом концептуальном доме EcoHome с лучистым полом, подогреваемым солнечным воздухом, в котором в летние месяцы подается вода, нагретая за счет солнечной энергии. Это и все, что вам нужно знать о высокоэффективном домостроении, можно найти на страницах Руководства по экологическому строительству EcoHome

.

Солнечный тепловой коллектор | Определение, типы и как это может помочь вам сэкономить

Солнечный тепловой коллектор: обзор

Солнечный тепловой коллектор накапливает солнечное излучение в виде тепла. Тепло может быть использовано для горячего водоснабжения, отопления или охлаждения помещений.

Солнечные тепловые коллекторы классифицируются Управлением энергетической информации США (EIA) в соответствии с методом, используемым для передачи солнечной энергии рабочему телу.

Существует два типа солнечных тепловых коллекторов:

– те, которые используют солнечное излучение для непосредственного нагрева жидкости, и

– те, которые концентрируют солнечное излучение для получения высоких температур.

Солнечный тепловой коллектор: Компоненты

Солнечный тепловой коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение, жидкого теплоносителя (HTF) и изолированного корпуса.

Элемент, поглощающий солнечное излучение, обычно представляет собой пластину или трубку темного цвета. HTF представляет собой жидкость, которая передает тепло от абсорбера к резервуару-накопителю или теплообменнику.

Элемент, поглощающий солнечное излучение, и теплоноситель заключены в изолированный корпус. Корпус может быть застеклен, чтобы пропустить солнечное излучение, но свести к минимуму потери тепла.

Солнечный коллектор: Типы

Различные типы солнечных коллекторов:

Плоские солнечные коллекторы

Это наиболее распространенный тип солнечных тепловых коллекторов. Они используются в солнечных системах горячего водоснабжения. Они состоят из плоской поглощающей пластины, обычно покрытой черным или селективным покрытием, смонтированной в изолированной раме.

Одна или несколько прозрачных крышек помещаются поверх пластины поглотителя для уменьшения потерь тепла. Жидкий теплоноситель (HTF) циркулирует через пластину поглотителя для сбора солнечного тепла.

Концентрирующие солнечные коллекторы

В концентрирующих солнечных коллекторах используются зеркала или линзы для концентрации солнечного излучения на небольшой поглощающей поверхности.

Используются на солнечных электростанциях для выработки электроэнергии.

Концентрированное солнечное излучение нагревает жидкость или солнечный приемник, который производит пар для привода турбины, вырабатывающей электричество.

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками представляют собой тип солнечного теплового коллектора, который состоит из ряда параллельных теплопроводных трубок.

Трубки расположены в изолированном корпусе. Пространство между внешней трубой и внутренней трубой откачивается (т. е. удаляется воздух). Солнечное излучение входит в трубку и попадает на внутреннюю трубку. Солнечное излучение поглощается внутренней трубой и передает тепло теплоносителю.

Параболические солнечные коллекторы

Параболический солнечный коллектор — это тип солнечного теплового коллектора, в котором используются зеркала для концентрации солнечного излучения на поглотителе.

Солнечное излучение поглощается поглотителем и передает тепло теплоносителю.

Параболические солнечные коллекторы используются на солнечных электростанциях для выработки электроэнергии.

Солнечный коллектор или солнечная панель

Солнечные коллекторы иногда путают с солнечными панелями. Они обычно используются взаимозаменяемо в области энергетики.

Солнечный коллектор — это общий термин, включающий солнечные панели и другие типы солнечных коллекторов. Солнечная панель относится к определенному типу солнечного коллектора.

Основное различие между солнечными коллекторами и солнечными панелями заключается в том, что солнечный коллектор поглощает солнечную энергию, а солнечная панель преобразует ее в электричество.

Солнечный тепловой коллектор: Использование

Солнечная тепловая энергия является возобновляемым и устойчивым ресурсом, который можно использовать для удовлетворения различных потребностей в энергии.

Солнечные тепловые коллекторы могут использоваться для различных целей, в том числе:

– Горячее водоснабжение: Солнечная тепловая энергия может использоваться для нагрева воды для бытовых нужд. Это можно сделать с помощью солнечного водонагревателя.

– Отопление помещений: Солнечные тепловые коллекторы могут использоваться для нагрева воздуха или жидкости для обогрева помещений. Это можно сделать с помощью солнечного нагревателя воздуха или системы солнечного лучистого пола.

– Охлаждение: Солнечная тепловая энергия также может использоваться для охлаждения. Это можно сделать с помощью солнечной системы охлаждения.

Солнечный тепловой коллектор: факторы, влияющие на производительность

Существует ряд факторов, которые могут повлиять на производительность солнечных тепловых коллекторов. К ним относятся:

Интенсивность солнечного излучения: Количество солнечного излучения, попадающего на солнечный коллектор, является основным фактором, влияющим на его работу. Интенсивность солнечного излучения измеряется в солнечной инсоляции. Чем выше солнечная инсоляция, тем больше солнечного излучения может быть поглощено солнечным коллектором.

Угол падения солнечного излучения: Угол, под которым солнечное излучение падает на солнечный коллектор, оказывает влияние.

Ориентация коллектора: Наиболее распространенная ориентация солнечных коллекторов — горизонтальная и обращенная на юг.

Угол наклона коллектора: Наиболее распространенные углы наклона солнечного коллектора: 0° (по горизонтали), 15°, 30°, 45° и 60°.

Температура окружающей среды: Температура окружающей среды также имеет последствия.

Скорость ветра: Скорость ветра, при которой работает солнечный коллектор, является еще одним фактором.

Bottom Line

Солнечные тепловые коллекторы — это тип технологии солнечной энергии, которая используется для сбора солнечного излучения и преобразования его в солнечное тепло.

Существуют различные типы солнечных тепловых коллекторов, в том числе плоские солнечные коллекторы, концентрирующие солнечные коллекторы, солнечные коллекторы с вакуумными трубками и параболические солнечные коллекторы.

Солнечные тепловые коллекторы могут использоваться для горячего водоснабжения, отопления и охлаждения помещений. Солнечная тепловая энергия является возобновляемым и устойчивым ресурсом, который можно использовать для удовлетворения различных энергетических потребностей.

Часто задаваемые вопросы

1. Как работают солнечные коллекторы?

Солнечные тепловые коллекторы работают, поглощая солнечное излучение и преобразовывая его в солнечное тепло. Солнечное излучение поглощается поглотителем и передает тепло теплоносителю. Затем HTF циркулирует через коллектор для передачи солнечного тепла в накопительный бак или теплообменник.

2. Влияют ли солнечные тепловые коллекторы на окружающую среду?

Нет, солнечные тепловые коллекторы не влияют на окружающую среду. Солнечная тепловая энергия является возобновляемым и устойчивым ресурсом, который можно использовать для удовлетворения различных энергетических потребностей.

3. Какой тип солнечного теплового коллектора является наиболее распространенным?

Наиболее распространенным типом солнечного теплового коллектора являются плоские солнечные коллекторы, поскольку они являются наиболее эффективным типом солнечного теплового коллектора.

4. Дороги ли солнечные коллекторы?

Солнечные тепловые коллекторы могут различаться по стоимости. Самыми дорогими солнечными коллекторами являются плоские солнечные коллекторы. Его цена колеблется от 400 до 2500 долларов.