Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

Как установить солнечные коллекторы для отапливания – от выбора до монтажа гелиосистемы

Многие хозяева недвижимого имущества думают про то, как можно сэкономить, так как постоянно увеличиваются цены на горячее водообеспечение и теплоснабжение. Добавочное применение солнечной энергии дает возможность уменьшать затраты, а порой и свести их практически до нуля. Солнечные отопительные коллекторы являются источником чистой в экологическом плане энергии.

Что такое солнечные коллекторы

Эти приборы также называют гелиосистемами. Они предназначены для аккумулирования солнечной энергии, применяемой для подогрева воды. Использование солнечных коллекторов дает возможность получения добавочного обогревания. В результате их владельцы имеют горячее водообеспечение и отопление.

Солнечные коллекторы для отапливания являются несложными установками, которые чтобы нагреть воду задействуют заметный свет, и ИК излучение от небесного светила. Принцип их функционирования построен на поглощении энергии тепла поверхностью, имеющей невысокую способность к отражению.

Выделяются коллекторы от фотоэлектрических фотоэлектрических панелей более большой эффективностью. А дело все в том, что фотоэлектрические детали способны изменить в электричество всего 15% солнечной энергии, а коллекторы утилизируют около 80%.

Основной сложностью, которая мешает их применению в качестве основного источника энергии тепла для жилья, считается переменчивая мощность этих устройств, что поясняется:

1. Суточными изменением степени освещенности, ведь ночью выработка энергии тепла уменьшается до нулевой метки. Помимо прочего, для поддержки плюсовой температуры жидкости, перемещающейся через коллектор, необходимы внеочередные затраты тепла.
2. Разными атмосферными условиями. Если встречается плотная облачность, тепловая продуктивность устройств понижается.

В холодные месяцы, когда приходит отопительный период, погода по большей части пасмурная. Даже в ясные дни в зимний период солнечный коллектор формирует тепла меньше приблизительно на четверть, что поясняется изменением угла падения солнца.

Разновидности устройств

В продаже встречаются два варианта установок, способных перерабатывать энергию солнца:

1. Плоский прибор. Изготавливается в форме прямоугольного предмета, содержащего защитное прозрачное стекло и подложку, зачерненную для оснащения самой большой степени поглощения радиации солнца.
2. Вакуумное устройство. Снаружи напоминает несколько колб, которые соединяет единый конденсатор.

Плоские приборы

Их хорошее решение более обычное, чем у вакуумных устройств, и в тоже время они практически не эффективны. Вода нагревается, когда двигается через трубки, прикрепленные к теплопроводной подложке, являющейся медный или лист алюминия — абсорбер.

Снизу подложку теплоизолируют, а поверх ее оберегает пропускающий свет материал, пропускающий радиацию – поликарбонатный материал или стекло закаленное с незначительным добавлением металла.

Самой большой эффективностью выделяется плоское устройство с медными трубками, которые припаяны к формованной подложке из меди. Коллектор, оснащенный трубками, сделанными из шитого полимерного этилена, поглощает меньше тепла, так как они имеют довольно невысокую проводимость тепла.

Плоские устройства обладают следующими параметрами:

1. Их рабочая среда нагревается максимум до 200 – 210 градусов.
2. Поглощение энергии солнца составляет до 70%.
3. Небольшое снижение эффективности теплоснабжения в зимний период у солнечного коллектора в снежную погоду. Пропускающий свет лист, служащий охраной для подложки с трубками, в процессе функционирования нагревается, благодаря чему снежный покров быстро тает.
4. Имеют место потери тепла. Они появляются в результате контакта воздуха, нагретого в устройстве, с защитным стеклом, однако они не превышают 30%. По мере снижения температуры на улице у прибора начинается увеличение теплопотери. Он прекращает работать при -20 °С и ниже.
5. Высокая парусность. Данное свойство может стать препятствием для установки плоского коллектора в регионах, где в зимний период дуют крепкие ветра.
6. Их устанавливают под угол к горизонту таким образом, чтобы размещение обеспечивало им самую большую освещенность в течении светового дня.

Вакуумные устройства

Этот вид коллекторов имеет несколько трубок, которые называются термосами. В них есть внутренняя колба с нанесённым высокоселективным покрытием, способствующим самому большому поглощению тепла. При этом наружная колба полна прозрачная. Так как между колбами есть вакуум, потери тепла в случае контакта с воздухом не превышают 5%.

Вода нагревается быстро, так как тепло подается соответственно с принципом тепловой трубки. Жидкость выветривается внизу колбы и дальше в виде пара двигается вверх в конденсатор. Там тепловой носитель возвращается в состояние для работы и в тоже время отдает накопившуюся энергию тепла, после этого самостоятельно течет вниз.

Вакуумные приборы выделяются от плоских устройств:

1. Температура жидкости может достигать 300 градусов.
2. Большая степень эффективности поясняется самым большим поглощением (до 80%) энергии тепла адсорбирующим слоем, имеющимся на стенках внутри колб, и наличием вакуума между стенками, исключающим конвекционный перенос энергии.
3. В снежную погоду в зимний период у вакуумных солнечных коллекторов для отапливания дома встречается падение эффективности. Это можно объяснить тем, что у данных устройств самые маленькие потери тепла и поверхность колб не нагревается.
4. Их устанавливают под угол к горизонту, который равён не меньше 15-20 градусов. Если выполнить Наклон меньше, колбы не будут исполнять роль тепловых трубок из-за причины того, что конденсирующая жидкость прекратит самостоятельно передвигаться в их нижнюю часть.
5. Самая маленькая парусность позволяет ставить их в регионах, где преобладают крепкие ветра.

Характеристики определенных моделей коллекторов

Данные устройства отлично известны на рынке нашей страны:

1. ЯSOLAR (Российская Федерация). Абсорбер делается из меди. Поверхностную площадь поглощающей свет составляет два «квадрата» при габаритах 2065х1073х105 миллиметров. Внутренний объем равён 1,4 литра. Пустой коллектор весит 37 килограммов. Тепловая номинальная мощность — 1,5 кВт при условиях интенсивности освещения 900 Вт/кв. м. и температуре на улице 20 °С. Применяется антибликовое стекло толщиной 3,2 миллиметра, имеющее светопрозрачность 92%. Высота слоя теплоизоляции –60 миллиметров.
2. СОКОЛ-ЭФФЕКТ-А. Материалом изготовления абсорбера считается алюминий. Размер поглощающей поверхности 2,06 «квадрата». Теплопроизводительность — 1,5 кВт при интенсивности освещения 900 Вт/кв.м. и температуре на улице 20 °С. Параметры прибора 1093 х 2008 х 76,7 миллиметра при внутреннем объеме, равном 1,4 литра. Масса пустого устройства – 32 килограмма. Применяется антибликовое стекло толщиной 3,2 миллиметра.
3. KAIROS VT 15B. Прибор размером 1910 х 1840 миллиметров весит 51 килограмм и исчисляет 15 трубок, у которых наружный диаметр 70 миллиметров. Рабочее давление равно 6 атмосферам. Внутренний объем составляет 4,6 литра. Нагрев заканчивается при температуре 206 °С. Площадь поглощающей поверхности 1,5 «квадрата».

Изготовление устройств собственными руками

Можно оборудовать горячее водообеспечение и теплоснабжение с помощью солнечных коллекторов, выполненных собственноручно. Их самая простая конструкция будет состоять из трубы полиэтиленовой для водообеспечения, уложенной в форме спирали, которую помещают в раму из дерева и накрывают полиэтиленовой пленкой.

Но подобный рукодельный коллектор имеет недостатков:

• маленькой КПД из-за причины того, что трубный змеевик не имеет контакта по всей территории подложки, благодаря чему много тепла тратится бесполезно;
• энергозависимость;
• неудовлетворительная безопасность от влияния ветра и повреждений механического типа.

Если есть желание собрать прибор, который будет служить долгое время и обеспечит домашнее отопление солнечными коллекторами в зимний период, воспользоваться можно пошаговой инструкцией:

1. Каналы для нагретой жидкости сваривают с верхним и нижним коллектором. Чтобы это сделать лучше всего использовать профильную трубную продукцию, имеющую размер от 20 х 20 миллиметров – она за счёт плоской кромки может гарантировать тепловой контакт с подложкой абсорбера. К коллекторам приваривают отрезки трубы с резьбой 1/2-3/4 дюйма, предназначающиеся для вывода жидкости.
2. К трубкам способом сварки крепят подложку из стального 3-миллиметрового листа стали. Зазор между прихватками не должен быть больше 20 сантиметров. Подобное расстояние дает возможность исключить прогиб листа и избежать нарушение контакта с трубками.
3. Вокруг абсорбера строят раму из дерева. Между листом абсорбера и краями рамки оставляют зазоры, которые нужны для установки стекла и укладки материала для теплоизоляции. Древесину необходимо заранее обработать антисептиком.
4. В раме сверлят отверстия под отрезки трубы, выводящие тепловой носитель.
5. Абсорбер утепляют минеральной ватой с обратной стороны. Потом утеплительный материал зашивают досками, фанерными листами или ОСП.
6. Дальше абсорбер красят черной кремнийорганической жароустойчивой краской, так как традиционные красящие составы для применения снаружи в данных эксплуатационных условиях начинают шелушиться. Кромки рамы после чего проклеивают резиновым оконным уплотнителем и накрывают традиционным 4-миллиметровым стеклом. Если застекление сформировывается из нескольких листов, тогда необходимо покрывать герметиком стыки с помощью герметика на основе силикона.
7. Стекло прижимают к раме, применяя металлический или оцинкованный уголок, заблаговременно проклеив его фронтальную сторону уплотнителем для окон.

Подключение коллектора к системе отопления

Тепло скапливается благодаря применению теплоаккумулятора или буферной емкости, являющейся большой утепленный бачок, насыщенный водой. В теплоснабжающей системе обустраивают 2 контура:

• между солнечным коллектором и буферной емкостью;
• между тепловым аккумулятором и отопительными приборами.

На протяжении дня тепло, получаемое гелиосистемой, используется для нагрева носителя тепла в буферной емкости, а ночью или в плохую погоду его задействуют для поддержки режима температур в доме. Для систем с горячим водоснабжением задействуют косвеник.

Поэтапно вода в теплоаккумуляторе начинает остывать и вот тогда в батарее уменьшается температура. Поддерживать ее постоянный режим температур способен узел смешивания, в его состав входит трехходовой автоматический клапан для радиатора и добавочный циркулярный насос.

Экономность солнечных коллекторов для отапливания

До того, как выполнить окончательный выбор, нужно выяснить насколько рентабельным считается обогрев солнечными коллекторами. К примеру, отапливаемая площадь дома, находящегося на юге государства, составляет 155 кв. м. С учетом тёплого климата и хорошего утепления для обогревания вполне достаточно мощности системы для отопления, равной 15 кВт, а это означает, суточное потребление энергии равно 15х24=360 кВт/ч.

В первую очередь, необходимо узнать площадь коллекторов. Известно, что метр квадратный поверхности Земли на этой широте получает около 5 кВт/ч тепла в день. В холодные месяцы инсоляция понижается до 4 кВт·ч/кв.м.

Если исходить из КПД коллектора с одного «квадрата» его площади можно получить в день максимум 4х0,8=3,2 кВт·ч энергии. Это значит, что площадь коллекторов не может быть меньше 360:3,2=112,5 кв. м.

Так как цена одного источника энергии солнца более высокая, расчет солнечного коллектора для отапливания демонстрирует, что приобретение данного оборудования обойдется в большую сумму. Помимо прочего, не забывайте, что приобретение теплоаккумулятора, узла смешивания и процесс установки разводки также стоит наличных средств.

Подобные теплосети энергозависимы, ведь оборудование насоса регулярно расходует электричество. Плюс к этому, в сильные морозы ночью без добавочных водогрейных котлов, например как, электро- или тт котел вряд ли можно обойтись. Они не дадут подмерзнуть тепловому носителю.

Период окупаемости гелиосистемы

Понять, как окупится очень и очень быстро дорогие солнечные коллекторы, сможет помочь простой расчет. К примеру, это будет плоское устройство площадью 2 «квадрата» суточной работоспособностью 6,4 кВт·ч тепла.

Когда основным источником энергии тепла считается электрический бойлер, то выработанный им киловатт-час обойдется в 5 рублей (согласно ценам 2017 года), а это значит, что ежесуточно экономия на электропитании при эксплуатировании плоского устройства будет составлять 6,4х5=32 рубля, а срок окупаемости при цене устройства 20 тысяч – 625 дней (20000:32=625).

Когда главный тепловой источник – агрегат работающий на газе, киловатт-час энергии будет стоить 0,7 рубля, а суточная экономия — 6,4х0,7 = 4,48 рубля. Период окупаемости становится больше до 4464 дней или 12 лет. Если взять во внимание, что усредненный эксплуатационный период коллектора составляет меньше 15 лет, то делаем вывод, что в этом случае гелиосистема не оправдается никогда.

Подведение итогов

С учетом эффективности солнечных коллекторов становится ясно, что обогрев дома лишь с их применением, будет стоить недешево если сравнивать с другими способами отопления жилья. Больше выгодным выйдет теплоснабжение с использованием кондиционеров с инвертором, например как тепловые насосы, которые на каждый киловатт мощности способны перекачать в здание около 5 киловатт тепла.

Энергетическими источниками для них являются грунт, воздух на улице и вода из никогда не замерзающих прудов. Можно применить солнечный коллектор в качестве оборудования для отопления при отсутствии централизованного газоснабжения.

Домашнее отопление в зимнее время солнечными коллекторами

С удорожанием ресурсов природы, применяемых на освещение и обогрев дома, очень часто необходимо искать им замену – появляются альтернативные источники. Одним из подобных вариантов для отапливания домов стали солнечные коллекторы.

Их работа основывается на поглощении излучения солнечного света и переработки её в тепло. Применение их летом в ясную погоду ясно. А как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период, давайте попытаемся разобраться вместе.

Разновидности коллекторов

Пользуются большой популярностью два варианта батарей: плоские пластинчатые и вакуумные.

Плоский пластинчатый коллектор

Устройство состоит из пластины (абсорбера), которая улавливает излучение, прозрачного покрытия, пропускающего свет, и слоя теплоизоляции. Внешняя часть пластины покрывается черной краской, так как тёмный цвет лучше притягивает солнечные лучи. Это может быть также специализированное покрытие – к примеру, оксид титана или чёрный никель. Самые производительные абсорберы делают медными.

Прозрачное покрытие делают из прозрачного пластика, гладкого или рифлёного, либо из укреплённого стекла, у которого содержание металла очень невысокое.

Тепловая изоляция состоит из трубок, сделанных из меди или полиэтилена сшитого типа. По ним разносится тепловой носитель. В середине панели образовывается вакуум, чтобы не было теплопотерь. Если не отбирать тепло, то воду накапливателя можно подогреть до температуры 190–210 градусов.

Вакуумные коллекторы

Трубка данного устройства, по которой течёт тепловой носитель, считается абсорбером. Она помещается в вакуумный сосуд из прозрачного закалённого стекла.

Подобная модель дороже пластинчатого прибора, однако она более продуктивна. Тут можно подогреть воду уже до 250–300 градусов.

Использование коллекторов

Не обращая внимания на большую цену, использование гелиосистем особенно популярно как в промышленности, так и в бытовых задачах и целях.

Хозяева гелиосистем применяют солнечные коллекторы не только для отапливания домов. Они плодотворно работают чтобы нагреть воду в душе, подогревания бассейнов.

Для производственных целей применение данных устройств более популярно. При их помощи обогревают гостиницы и рестораны. Парогенераторы, которые работают на принципе фотоэлектрических панелей, приводят в движение разнообразные агрегаты. Опреснители воды тоже изготавливают на основе гелиосистем.

Рабочая производительность гелиосистем в зимний период

Применение экосистем летом ни у кого не вызывает сомнений. А вот как работают фотоэлектрические панели в зимний период, остаётся больным вопросом у клиентов.

Можно с точностью заявить, что солнечные коллекторы в зимний период работают. Конечно, результативность их уменьшается, и требуется добавочный источник обогревания. Ведь в зимний период солнце тоже ясно светит, а в пасмурные дни абсорбер собирает отражённый свет солнца, проходящий сквозь тучи.

Продуктивность батареи зависит и от наклонного угла её в отношении к горизонту. Его выставляют таким образом, чтобы максимально задействовать свет на протяжении короткого зимнего дня.

Снегопады существенно ухудшают работу коллектора, благодаря этому очистка его от налипания снега – главное эксплуатационное условие в зимний период. Снег – недруг для плоского устройства. Вакуумные батареи обладают свойством обогревать всю колбу и самоочищаться. Но порой и их приходится очищать принудительно.

Плюсы и минусы коллектора

Важное преимущество гелиосистемы – чистота в экологическом плане.

• При выработке тепла в фотоэлектрических панелях не появляются никакие вещества которые вредны. Он полностью не вреден как для человека, так же и для природы.
• Очень экономичная установка. Расходы на приобретение и монтирование системы возвращаются на протяжении определенного времени. В дальнейшие годы батарея не прекращает работу только в плюс, экономя расходы на обогрев помещения и нагрев воды.
• Применение системы целый год. В зимний период солнце светит не так ярко, однако даже сквозь тучи к нам доходит до 75% излучения солнца, что даёт возможность применять гелиосистему не зависимо от времени года. Не обращая внимания на то что в зимнее время рабочую эффективность уменьшается, установка формирует до 50% нужной энергии.

Одним минусом коллектора считается его большая цена. Не каждый может себе позволить подобную роскошь.

Заключение

Фотоэлектрические панели работают не от прямых лучей солнца, а от самого света. Даже когда на панели лежит снег, она продолжает работать и генерировать энергию, пускай и в меньших количествах. А в солнечные морозные дни воду можно подогреть до кипения.

Перед тем как установить у себя гелиосистему, тщательно изучите специфики погоды в вашей територии, правильно установите наклонный угол, и солнечный коллектор не подведёт ни летом, ни в зимний период.

Солнечный коллектор в зимний период

Как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период – результативность, проблемы и их решение

Как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период – данный вопрос волнует любого, кто надумал собраться установить гелиосистему. И он на самом деле важен. Ведь вкладывая собственные средства вы обязаны знать, чего ждать от купленного оборудования.

В данной заметке мы будем рассматривать специфики работы вакуумных и плоских коллекторов, их продуктивность и маленькие детали эксплуатации.

Осадки и наморозь

Когда у коллектора нет доступа к прямому солнцу, он перестает работать. Вакуумные коллекторы могут обогревать воду или тепловой носитель от мягкого света, однако их результативность при этом уменьшается. Плоским панелям необходимо прямое солнце, по другому они греют воду гораздо хуже вакуумных трубок. Плоские фотоэлектрические батареи лучше работают летом, а рабочий принцип вакуумного трубчатого коллектора дает возможность более эффективно подогревать воду в зимний период.

Когда поверхность панели или трубок засыпает снегом, результативность вакуумного солнечного коллектора падает до 10-15% от номинальной, а плоских панелей – до 0%. Это же касается инея.

Например если на коллекторе возникает наледь, он продолжает работать, так как она практически прозрачная и свет попадает на принимающую поверхность.

Еще одно отличие 2-ух типов коллекторов в том, насколько они удерживают снег. С плоских панелей он легко сползает, а на вакуумных трубках задерживается, так как площадь сцепки с поверхностью больше и сама их форма этому помогает.

На вакуумные трубки часто намерзает иней и налипает снег, благодаря этому у них есть потребность регулярной очистке.

Колебания температур

Высококачественные вакуумные трубки с напылением не отдают тепло, лицевой слой не нагревается, благодаря этому от температуры окружающей среды их результативность не зависит. Плоский солнечный коллектор отдает маленькое количество тепла в атмосферу, но оно не будет больше 5% для высококачественных изделий.

Потери тепла двоих типов гелиосистем настолько малы, что ими можно пренебречь. Благодаря этому рабочую эффективность коллекторов не зависит от температуры.

Обслуживание солнечных коллекторов в зимний период.

Плоские фотоэлектрические батареи

Чтобы солнечный коллектор работал прекрасно, его необходимо очищать от снега, инея и наледи. С плоским коллектором все просто – его можно почистить специализированным скребком или пролить тёплой водой.

Большинство производителей рекомендуют панели с системой оттаивания. Она может быть воплощена по-разному, но практически всегда это добавочный контур, через который если понадобится прокачивается горячая вода. Это маленькие затраты на энергию, но при помощи подобной системы нет отпадет необходимость ручным способом очищать панели.

Снег забивается между трубок, благодаря этому почистить их труднее, чем поверхность плоского коллектора. На стенки по бокам приходится до 20% поглощения солнца, а если коллектор с отражателем (рефлектором), то до 50%.

Ручным способом очищать вакуумные трубки труднее чем ровную поверхность. Чтобы упростить данный процесс, можно закрыть коллектор корпусом с крепким стеклом – так можно облегчить его чистку не потеряв продуктивность. Можно проливать его тёплой водой, но никогда не забывайте что из-за температурного перепада трубка может лопнуть.

Как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период с точки зрения эффективности?

Если сравнивать с летом, в зимний период рабочую эффективность вакуумного солнечного коллектора падает на 10-15%. Плоские панели работают хуже на 25-40%. Для наглядности приводим сравнительный график, на котором показано как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период и в летнюю пору в зависимости от его типа.

Сравнительный график, на котором показана результативность плоских панелей и трубчатых вакуумных коллекторов в зависимости от периода года.

КПД работы солнечного коллектора зависит от уровня облачности. Если на улице солнечная погода, уровень инсоляции составляет 0,5-1 кВт/кв.м., при легкой облачности он падает до 0,1-0,2 кВт/кв.м., когда на небе темные тучи, до поверхности доходит 0,01-0,05 кВт/кв.м.

Огромную роль играет длительность дня – в зимний период она меньше практически вдвое, чем летом. Естественно, при самой замечательной погоде любой коллектор сумеет только 50% того тепла, какое дал бы летом.

Чтобы сделать лучше показатель энергетические эффективности солнечного коллектора, пожно оиспользовать его в паре с добавочным оборудованием:

• Тепловые насосы,
• Газовые водогреи,
• Котлы, работающие на твёрдом топливе,
• Электрообогреватели.

А для энергонезависимости будет полезно установить альтернативные источники электрической энергии — фотоэлектрические панели и ветрогенератор.

Как можно заметить, работа солнечных коллекторов в зимний период связана с некоторыми трудностями. Однако это не означает что они неэффективны. Просто, чтобы обеспечить домашнее отопление вакуумными коллекторами или фотоэлектрическими батареями, необходимо с умом подойти к расчету системы.

Не забывайте поделиться статьёй в социальных сетях!

Как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период – результативность, проблемы и их решение
Как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период — общие вопросы, результативность, проблемы в обслуживании и варианты решения. Какой вид коллектора лучше применять.

Солнечный коллектор для отапливания дома

Солнечный коллектор — что это?

В силу удорожания ресурсов природы и привычных источников энергии, например как газ, уголь и электричество, все больше владельцев дома подумывают о пока еще диковинной отопительной системе с применением энергии солнца. Сооружение называемых по другому «энергосберегающих домов» с применением гелиосистем становится все актуальнее, и эта технология не быстро, но правильно переходит из разряда новинок техники в категорию очень дорогих, но продуктивных экологически чистых источников энергии.

Схема подсоединения солнечного коллектора.

Что же из себя представляет гелиосистема и насколько хорошо ее применение для отапливания дома в зимний период? Если припомнить законы физики, то каждый знает, что лучи солнца крепче концентрируются на поверхностях в темном цвете и намного интенсивнее их греют, в отличии от ярких. В народе с давних времен научились использовать эту характерность отдачи энергии солнца, и практически примитивные гелиосистемы применяются везде при устройстве парников, теплиц, летних душевых и так дальше.

Появляется натуральный вопрос: почему, если энергия солнца так эффективна, ветвь такой технологии начала формироваться лишь не так давно и не вводится в эксплуатирование везде? Ответ на такой вопрос неоднозначен. Важное имеет значение размещение, часовой пояс, длина светового дня, ну, и обычная зависимость от погодных условий.

Схема плоского солнечного коллектора.

А поэтому применение гелиосистем в средней полосе не выделяется большой эффективностью, такой как в Средиземноморье, где эта технология введена в обиход везде и фактически сократила затраты электрической энергии вдвое.

В условиях короткого светового дня солнечный коллектор лучше задействовать как добавочный энергетический источник, и говорить о полном переходе на фотоэлектрические панели для теплогенерации пока еще рано. Однако как правило, исследования в данной области набирают обороты и в силу истощения ресурсов природы становятся все наиболее актуальны. А поэтому эта технология развивается, улучшается и занимает все более обширную нишу в индустрии теплоснабжения и энергообеспечения.

Устройство и сфера использования в бытовых задачах и целях

Солнечный коллектор благодаря собственной очень дорогой стоимости в первую очередь призван уменьшить расходы на домашнее отопление в зимний период.

Как добавочный тепловой источник гелиосистема способна сократить затраты на теплоснабжение в два раза, что очень значительно.

Коллектор формирует в среднем 600-800 кВт/ч на 1 кв.м собственной площади покрытия в течении года. Это будет примерно 40-60% необходимости дома в тепле. А это означает, что солнечными гелиосистемами в зимний период вполне возможно отопить треть площади жилья.

Практически коллектор применяется по принципу бытового водогрея с нагревом в отопительной системе воды или антифриза. Вся система нагрева выстроена на генерировании энергии солнца на ТЕН, а конкретно на сам солнечный коллектор, который из себя представляет панель для сбора энергии солнца размером в пару квадратных метров. Плоский коллектор абсорбирует солнце и переносит его на трубный змеевик, через который материал-носитель (вода, антифриз, воздух) двигается по отопительной системе. Эта система используется для отапливания и для нужд горячего водообеспечения дома.

Схема вакуумного солнечного коллектора.

Современные экосистемы сочетают в себе применение энергии солнца и электричества для более хорошего функционирования всей системы в общем. Например, при невысокой активности солнца в зимний период вся собранная энергия подается на нагрев системы обогрева дома, а циркуляция выполняется с помощью электричества, что позволяет при самых небольших добавочных энергетических затратах запустить на всю мощность всю гелиоустановку. Эта технология именуется циркуляцией принудительного типа и применяется, в основном, в больших гелиосистемах.

Если высчитать соотношение расходов по установке и обслуживанию солнечного коллектора для отапливания дома и конечную окупаемость, то данный этап учитывает от 2-ух до пяти лет. С учетом долгой работе можно высчитать, что окупаемость в конечном итоге довольно большая. Период окупаемости расходов зависит от погоды и колеблется в какую-то определенную сторону. И если уж говорить о ежегодном стабильном повышении расценок на энергию тепла, то установку солнечного коллектора для дома можно считать очень удачным вложением средств для последующей экономии бюджета.

Преимущества, и недостатки гелиосистемы

Рабочая схема гелиосистемы.

Если рассматривать по отдельности все хорошие моменты применения гелиоустановки, то необходимо выделить несколько решающих факторов. В первую очередь экологичность. Дома с применением системы энергии солнца не напрасно получили наименование «энергосберегающих домов». Коллектор, накапливающий энергию излучения солнца, полностью менее опасен для внешней среды. Из-за отсутствия технологии горения или отработки, свойственных всем прочим источникам теплогенерации, гелиосистема не создает никаких производственных отходов и выбросов в атмосферу, что выполняет данную систему неопасной и чистой в экологическом плане.

Следующим позитивным аргументом можно считать экономность такой установки. При больших начальных затратах на ее покупку и процесс установки, самоокупаемость происходит на протяжении определенного времени, а дальше вся система полностью направлена на сохранение расходуемых средств на теплоснабжение. С учетом надобности непрерывного использования довольно очень дорогих ресурсов для отопления (уголь, газ), энергия солнца бесплатна и не склонна тарификации.

И самый основной плюс — возможность круглогодичного применения данного энергетического источника, при условиях хотя бы очень маленького солнечного освещения. Даже сквозь тучи в пасмурные дни и в зимнее время к поверхности земли доходит до 70% излучения, а это означает, применение солнечного коллектора при правильной установке приемлемо не зависимо от времени года, пускай и с меньшей отдачей тепла.

Ну и, естественно, следует помнить о негативных моментах этой экосистемы. Самое основное — это высокая отпускная цена установки гелиосистемы. Разные варианты коллекторов в продаже по стоимости доходят до 10000 у.е., в зависимости от изготовителя и комплекта всей гелиоустановки. К этому стоит добавить цена монтажных работ, что тоже тянет на очень крупную сумму.

А поэтому на данное время установка гелиосистемы все еще остается дорогой и неповторимой технологией, пока что малодоступной традиционным обывателям.

Солнечный коллектор для отапливания дома
Очень часто владельцы дома думают о возможности задействовать солнечный коллектор для отапливания в зимний период. Каковы преимущества, и недостатки такой технологии и насколько она эффективна?

Солнечный коллектор в зимний период

Бесперебойная подача горячей воды для отапливания помещения или единого пользования независимость от эксплуатационных служб и сезонности, а основное – внезапное уменьшение ощутимых расходов в бюджете семьи на платежи по комунальным услугам– это все всем доступно с установкой солнечного коллектора.

Жарким летом, когда уровень излучения солнца наиболее большой, получившуюся энергию тепла можно тратить на ГВС, полностью (и бесплатно!) покрывая необходимость в горячей воде. Излишек энергии тепла легко направить на обогрев воды в бассейне закрытого и открытого типа. В намного прохладные сезоны, не считая централизованного отопления строения и ГВС, при помощи солнечного коллектора можно поддерживать необходимый климат в теплицах, обогревать бани и загородные дома. Справляется с собственными функциями солнечный коллектор и в зимний период.

Результативность гелиосистем в зимний период

Когда на улице холодно счёта за услуги ЖКХ становятся больше, как минимум, вдвое. Больше энергии, и поэтому, денежных средств, уходит на поддержание тепла в квартире, доме, офисе и любом промышленном помещении. При этом батареи иногда бывают еле тёплыми, а температура в помещении не дает комфорт и безопасное для здоровья проживание. Работа установки в зимний период дает возможность существенно снизить расходы на теплоснабжение и применение горячей воды.
Кол-во тепла, которое формируется когда на улице холодно, зависит от очень многих моментов, к примеру:
— общая продуктивная площадь поглощения коллекторов,
— наклонный угол коллекторов,
— расположение и специфики климата.
Кол-во осадков и количество пасмурных дней конкретно оказывают влияние на работу и результативность солнечных коллекторов в зимний период. Только при учете указанные выше факторы, можно собрать нужную гелиоколлекторную установку, которая максимально удовлетворит необходимость в тепле и горячей воде. Изучая отзывы на солнечные коллекторы в зимний период, можно с точностью заявить, что выбор и расчет оборудования стоит поручить специалистам DUALEX.

Эксплуатационную особенность солнечных коллекторов в зимний период

Чудес нет — когда на улице холодно, когда температура воздуха падает ниже 0°C, а погода не очень часто радует солнечными деньками, уменьшается и продуктивность коллекторов. Благодаря этому выбирая подобную установку нужно сразу иметь в виду эксплуатационная возможность и домашнего отопления солнечными коллекторами в зимний период во время небольшой активности солнечного света.
При низкой температуре вакуумные коллектора продолжают удачно работать. Это можно объяснить следующими факторами:
1. Форма в виде цилиндра трубок позволяет воспринимать лучи под различным градусом. Это значит, что коллектор не прекращает работу и утром, и на закате дня, неважно от того, проникают ли прямые лучи солнца на него под 90 о или нет. Они работают и в плохую погоду – коллектор улавливает рассеянные солнечные лучи.
2. Намного меньшие потери тепла (если сравнивать с плоскими коллекторами). Более 92% получившейся энергии преобразовывается и направляется в контур системы для отопления. При этом работать солнечный коллектор в зимний период может в условиях до -35°C.
3. Установка под хорошим наклонным углом содействует как повышению КПД, так и, при существенных осадках в зимний период, действует на самоочищение коллектора. Снег буквально сползает с трубок, оставляя поверхность их чистой.
Чтобы солнечный коллектор в зимний период работал очень эффективно, все расчеты, выбор оборудования, установку и подключение системы стоит поручить профессионалам DUALEX.

Бесплатное зимой тепло: миф или реальность?

Для заказа обратного звонка или связи с профессионалом воспользуйтесь формой ниже или звоните по телефону

+7 (495) 640-70-49, +7 (985) 923-35-37

Бесплатно произведем расчеты и дадим ответ на все Ваши вопросы.

Солнечный коллектор в зимний период
Солнечный коллектор в зимний период Бесперебойная подача горячей воды для отапливания помещения или единого пользования независимость от эксплуатационных служб и сезонности, а основное – внезапное уменьшение ощутимых

Домашнее отопление в зимнее время солнечными коллекторами

С удорожанием ресурсов природы, применяемых на освещение и обогрев дома, очень часто необходимо искать им замену – появляются альтернативные источники. Одним из подобных вариантов для отапливания домов стали солнечные коллекторы.

Их работа основывается на поглощении излучения солнечного света и переработки её в тепло. Применение их летом в ясную погоду ясно. А как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период, давайте попытаемся разобраться вместе.

Разновидности коллекторов

Пользуются большой популярностью два варианта батарей: плоские пластинчатые и вакуумные.

Плоский пластинчатый коллектор

Устройство состоит из пластины (абсорбера), которая улавливает излучение, прозрачного покрытия, пропускающего свет, и слоя теплоизоляции. Внешняя часть пластины покрывается черной краской, так как тёмный цвет лучше притягивает солнечные лучи. Это может быть также специализированное покрытие – к примеру, оксид титана или чёрный никель. Самые производительные абсорберы делают медными.

Прозрачное покрытие делают из прозрачного пластика, гладкого или рифлёного, либо из укреплённого стекла, у которого содержание металла очень невысокое.

Тепловая изоляция состоит из трубок, сделанных из меди или полиэтилена сшитого типа. По ним разносится тепловой носитель. В середине панели образовывается вакуум, чтобы не было теплопотерь. Если не отбирать тепло, то воду накапливателя можно подогреть до температуры 190–210 градусов.

Трубка данного устройства, по которой течёт тепловой носитель, считается абсорбером. Она помещается в вакуумный сосуд из прозрачного закалённого стекла.

Подобная модель дороже пластинчатого прибора, однако она более продуктивна. Тут можно подогреть воду уже до 250–300 градусов.

Использование коллекторов

Не обращая внимания на большую цену, использование гелиосистем особенно популярно как в промышленности, так и в бытовых задачах и целях.

Хозяева гелиосистем применяют солнечные коллекторы не только для отапливания домов. Они плодотворно работают чтобы нагреть воду в душе, подогревания бассейнов.

Для производственных целей применение данных устройств более популярно. При их помощи обогревают гостиницы и рестораны. Парогенераторы, которые работают на принципе фотоэлектрических панелей, приводят в движение разнообразные агрегаты. Опреснители воды тоже изготавливают на основе гелиосистем.

Рабочая производительность гелиосистем в зимний период

Применение экосистем летом ни у кого не вызывает сомнений. А вот как работают фотоэлектрические панели в зимний период, остаётся больным вопросом у клиентов.

Можно с точностью заявить, что солнечные коллекторы в зимний период работают. Конечно, результативность их уменьшается, и требуется добавочный источник обогревания. Ведь в зимний период солнце тоже ясно светит, а в пасмурные дни абсорбер собирает отражённый свет солнца, проходящий сквозь тучи.

Продуктивность батареи зависит и от наклонного угла её в отношении к горизонту. Его выставляют таким образом, чтобы максимально задействовать свет на протяжении короткого зимнего дня.

Снегопады существенно ухудшают работу коллектора, благодаря этому очистка его от налипания снега – главное эксплуатационное условие в зимний период. Снег – недруг для плоского устройства. Вакуумные батареи обладают свойством обогревать всю колбу и самоочищаться. Но порой и их приходится очищать принудительно.

Плюсы и минусы коллектора

Важное преимущество гелиосистемы – чистота в экологическом плане.

• При выработке тепла в фотоэлектрических панелях не появляются никакие вещества которые вредны. Он полностью не вреден как для человека, так же и для природы.
• Очень экономичная установка. Расходы на приобретение и монтирование системы возвращаются на протяжении определенного времени. В дальнейшие годы батарея не прекращает работу только в плюс, экономя расходы на обогрев помещения и нагрев воды.
• Применение системы целый год. В зимний период солнце светит не так ярко, однако даже сквозь тучи к нам доходит до 75% излучения солнца, что даёт возможность применять гелиосистему не зависимо от времени года. Не обращая внимания на то что в зимнее время рабочую эффективность уменьшается, установка формирует до 50% нужной энергии.

Одним минусом коллектора считается его большая цена. Не каждый может себе позволить подобную роскошь.

Заключение

Фотоэлектрические панели работают не от прямых лучей солнца, а от самого света. Даже когда на панели лежит снег, она продолжает работать и генерировать энергию, пускай и в меньших количествах. А в солнечные морозные дни воду можно подогреть до кипения.

Перед тем как установить у себя гелиосистему, тщательно изучите специфики погоды в вашей територии, правильно установите наклонный угол, и солнечный коллектор не подведёт ни летом, ни в зимний период.

Домашнее отопление в зимнее время солнечными коллекторами
Расскажем, как не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период, причины падения продуктивности, плюсы и минусы солнечного теплоснабжения

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Решая о полезности перехода на экологически чистые источники энергии и, в первую очередь, на очень доступный из них – энергию излучения солнца, Вы задаете себе следующие обычные и одновременно достаточно важные для принятия решения вопросы:
• Какая стоимость данного устройства, и через какое время оно оправдается?
• Насколько долговечный вакуумный солнечный коллектор, просит ли он техобслуживания?
• Насколько неопасна система такого типа, если нарушится цельность трубки из стекла? Что про-изойдет с тепловым коллектором? Какая жидкость используется в виде теплоносителя, насколько она неопасна?
• Как поддерживается температура в системе горячего водообеспечения строения ночью?
• Можно ли при помощи солнечного коллектора избавится от проблемы теплоснабжения строения и в каком объеме?
• Можно ли задействовать гелиосистему для оснащения строения электрической энергией?
• Настолько хорошо не прекращает работу гелиосистема в зимний период, нужен ли уход за системой в зимнее время?

Мы попытаемся в доступной широкому кругу читателей форме дать ответ на них в дальнейших статьях и аналогичным образом Вам помочь принять правильное и обоснованное решение! А сегодня дадим ответ на заключительный вопрос – настолько хорошо не прекращает работу гелиосистема в зимний период, нужен ли уход за системой в зимнее время?

Лабораторией технологических технологий УкрГГРИ на работающей гелиоустановке были сделаны измерения ключевых показателей системы на протяжении трех зимних месяцев 2009 – 2010 гг. Полученные измерительные результаты, проведенные расчеты и выполненные выводы мы приводим в сегодняшней статье.

Цель проводимого нами исследования заключался в том, чтобы экспериментально определить рабочую эффективность устройства чтобы нагреть воду в системе горячего водообеспечения строения, с применением энергии излучения солнца, зимой. Дать функциональные советы по повышению рабочие эффективности гелиосистемы в этот период года.

Эксперимент проводился на одной из 2-ух действующих гелиосистем для подогрева воды в системе горячего водообеспечения УкрГГРИ установленной стационарно. Конструктивно вся гелиосистема фирмы состоят из 2-ух независимых гелиосистем одной стационарной, другой установленной на поворотном устройстве. Суммарным объемом приготовления горячей воды 400 л в день, два бака-накопителя по 200 л. Ключевые и добавочные датчики установленные в контрольных точках системы дают возможность при помощи специально разработанного ПО и контроллера круглые сутки фиксировать рабочие параметры системы. Что дает возможность как прекрасно управлять работой системы, так и проводить научно исследовательскую работу, направленную на увеличение рабочие эффективности системы в общем.

Место проведения эксперимента – г. Киев (район площади Шевченко).
Дата проведения эксперимента 1 декабря 2009 года – 28 февраля 2010 года.
Солнечный коллектор IM-HP-O58-1800-30, установленый стационарно.
Наклонный угол двоих коллекторов – 45 градусов.
Бак-накопитель гелиосистемы № 1 – 200 л.
Тепловой носитель – пропиленгликоль 30 %.

Описание обретенных данных в ходе проведения исследования:

Период 1 декабря 2009 г. – 1 января 2010 г.
Средняя температура окружающей среды, tв = 5°С
Температура в среднем на выходе из бака-аккумулятора, tб = 23°С
Температура в среднем на выходе гелиоколлектора, tб = 17°С
Температура воды при входе в систему ГВС, tв = 7°С
Мощность гелиосистемы КВт/день в декабре, Qд = mc (tб – tв) / 3600

м – масса воды, кг,
с – теплоемкость воды, 4,183 кДж/(кг°С),
tб – температура воды в баке-накопителе после завершения нагрева, °С,
tв – температура воды в баке-накопителе до начала нагрева, °С,
Qд = 200 х 4,18 х 10 / 3600 = 2,32 КВт/день

Требуемая мощность чтобы нагреть воду до 60°С в системе ГВС
Q = mc (60 – 7) / 3600
Q = 200 х 4,18 х 53 / 3600 = 12,3 КВт/день

Покрытие нужной загрузки, Z = Qф х 100 / Q %
Z = 2,32 x 100 / 12,3 = 18,9 %

Период 1 января – 1 февраля 2010 г.
Средняя температура окружающей среды tв = 0°С
Температура в среднем на выходе из бака-акумулятора tб = 27°С
Температура в среднем на выходе гелиоколлектора tб = 36°С
Температура воды при входе в систему ГВС tв = 7°С
Мощность гелиосистемы КВт/день в январе Qя = mc (tб – tв) / 3600
Qя = 200 х 4,18 х 20 / 3600 = 4,64 КВт / день
Требуемая мощность чтобы нагреть воду до 60°С в системе ГВС
Q = mc (60 – 7) / 3600
Q = 200 х 4,18 х 53 / 3600 = 12,3 КВт/день
Покрытие нужной загрузки, Z = Qф х 100 / Q %
Z = 4,64 x 100 / 12,3 = 38 %

Период 1 февраля 2010 года –1 марта 2010 года
Средняя температура окружающей среды tв = 0°С
Температура в среднем на выходе из бака-аккумулятора tб = 35°С
Температура в среднем на выходе гелиоколлектора tб = 40°С
Температура воды при входе в систему ГВС tв = 7°С
Мощность гелиосистемы КВт/день в феврале Qф = mc (tб – tв) / 3600
Qф = 200 х 4,18 х 28 / 3600 = 6,50 КВт/день
Требуемая мощность чтобы нагреть воду до 60°С в системе ГВС
Q = mc (60 – 7) / 3600
Q = 200 х 4,18 х 53 / 3600 = 12,3 КВт/день
Покрытие нужной загрузки, Z = Qф х 100 / Q %
Z = 6,50 x 100 / 12,3 = 52,8 %

Данные которые получены сведены в таблицу 1:

Эксплуатационными особенностями гелиосистемы зимой считаются:
1. Уменьшение полезной площади гелиоколлектора за счёт покрытия снегом и возникновения инея утром, рис. 6.
2. Увеличение теплопотерь за счёт добавочного охлаждения носителя тепла в коллекторе, в местах, где он проходит на участках открытого типа, рис. 7.

Выводы:
1. Гелиосистема в зимнее время не прекращает работу.
2. Экономия энергоносителей во время использования гелиосистемы в зимнее время составляет более 30 %.
3. Гелиосистема зимой эксплуатации просит ухода по очищению солнечного коллектора от снега.
4. Автоматика управления работой гелиосистемы должна быть приспособлена под эксплуатационные условия зимой.

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты
Сегодня дадим ответ на этот вопрос – настолько хорошо не прекращает работу солнечный коллектор в зимний период, нужен ли уход за солнечным коллектором в зимнее время?

Как работает солнечный коллектор ЗИМОЙ