Вакуумный солнечный коллектор: рабочий принцип + как собрать самому
На горячее водообеспечение и теплоснабжение помещений расходуются большие средства. Но есть экологически чистый источник энергии – вакуумный солнечный коллектор. Слыхали о таком? Он дает возможность значительно уменьшить денежные расходы на поддержание комфорта и обеспечивает самый большой греющий эффект при самых небольших теплопотерях.
Данный прибор можно приобрести у изготовителей домашнего оборудования или собрать своими руками дома. А для того чтобы подобрать идеальную модель, предстоит выучить немало информации. Мы поможем вам определиться с главными характерностями подбора.
Благодаря этому, в публикации речь пойдёт о рабочем принципе и устройстве вакуумного коллектора, мы вам расскажем об особенностях конструкции разных моделей. Нами рассмотрим все минусы и плюсы данных устройств. Материал сопровождается видеороликами, из которых вы будете знать о главных особенностях и принципах работы вакуумных коллекторов.
Рабочий принцип вакуумного агрегата
От обыкновенных гелиосистем вакуумный солнечный коллектор выделяется способом переработки энергии солнца. Традиционная батарея просто принимает свет и превращает его в электричество. Коллектор же состоит из трубок из стекла с воссозданным изнутри вакуумом. В единую систему они соединяются при помощи специализированных соединительных узлов.
Изнутри каждой трубки размещается канал из одного или 2-ух медных стержней с тепловым носителем. Улавливая лучи солнца, работающий компонент нагревает материал-теплоноситель, этим способом обеспечивая работу коллектора.
За счёт подобной конструкции уровень энергоотдачи существенно увеличивается, а потеря тепла значительно уменьшается, так как вакуумная прослойка дает возможность сохранить около 95 % улавливаемой энергии солнца.
Более того, уменьшается зависимость продуктивности коллектора от сезонности, температуры воздуха и самых разных условий погоды, как то: порывы ветра, переменная облачность, выпадение осадков и др.
Как устроен коллектор вакуумного типа?
Современные вакуумные приборы, обеспечивающие помещения теплом и горячей водой за счёт энергии солнца, технологически несколько различаются и делятся на такие разновидности, как:
- трубчатый без стеклянного покрытия для защиты;
- модуль с редуцированной конверсией;
- типовый плоский вариант;
- устройство с прозрачной тепловой изоляцией;
- воздушный аппарат;
- плоский вакуумный коллектор.
Они все имеют общее конструктивное сходство, так состоят из:
- внешней прозрачной трубы, откуда полностью выкачан воздух;
- нагреваемого отрезка трубы, размещенного в большой трубе, где передвигается жидкий или газообразный тепловой носитель;
- одного или 2-ух сборных распределителей, к которым подсоединяются трубы большего калибра и входит циркуляционный контур тонких, расположенных изнутри, трубок.
Полностью конструкция напоминает чем-то термос с прозрачными стенками, в котором выдержан беспрецедентно большой уровень теплоизоляции. Благодаря данной специфики корпус внутренней трубки получает способность качественно разогреваться и полностью отдавать энергетический ресурс циркулирующему изнутри тепловому носителю.
Конструкционные невидимые моменты и классификация
Коллекторы вакуумного типа делят по виду трубок из стекла, установленных в конструкции, либо по свойствам тепловых каналов. Трубки как правило бывают коаксиальными и перьевыми, а тепловые каналы – U-образными прямоточными и heat pipe типа. .
Характеристика коаксиальных трубок
Коаксиальные трубки собой представляют двойную стеклянную колбу-термос с искусственно созданным между стенками вакуумным пространством. Поверхность внутри трубки имеет слой специализированного теплопоглащающего покрытия, благодаря этому практическая теплопередача происходит конкретно от стенок колбы из стекла.
В качестве поглощающего элемента в трубку из стекла впаивают медную трубку, содержащую эфирный состав. В процессе нагревания он выветривается, хорошо отдает собственное тепло, конденсируется и течет на низ трубки. После цикл повторяется, создавая подобным образом постоянный процесс теплопередачи.
Специфики перьевых трубок
Вакуумные перьевые трубки имеют большую толщину стенок, чем коаксиальные, и состоят не из 2-ух, а из одной колбы. Внутренний поглощательный компонент из меди снабжается по всей длине крепким усилителем — гофрированной пластиной с высокоуровневым энергопоглощающим напылением.
Благодаря подобной особенности конструкции вакуум размещается конкретно в тепловом канале, часть которого одновременно с абсорбентом интегрируется конкретно в колбу.
Коллекторы, сделанные на основе перьевых вакуумных трубок, считаются самыми эффективными в собственном классе, прекрасно справляются с установленными задачами и надежно служат на протяжении многих лет.
Рабочий принцип теплового канала heat pipe
Тепловые каналы heat pipe состоят из закрытых трубок, содержащих легко испаряющийся жидкий состав. Под лучами солнца он нагревается, переходит в верхнюю область канала и сосредотачивается там в специализированном теплосборнике (manifold).
Рабочая жидкость в данный момент отдает все собранное тепло и опять опускается вниз для восстановления процесса.
Гильза трубного змеевика heat-pipe совмещается с теплообменным аппаратом manifold’а при помощи специализированного гнезда, впаянного в сам в 1-трубный теплообменный аппарат, либо огибается 2-трубным теплообменным аппаратом.
Отмеченную энергию из теплового резервуара забирает тепловой носитель и переносит ее дальше по системе, обеспечивая этим способом наличие горячей воды в кранах и теплоснабжения в батареях. Система heat pipe легко устанавливается и показывает большую эффективность во время работы.
В случае неполадки или выхода из строя без разных трудностей есть возможность сменить испортившийся узел на новый, не прибегая к реконструкции всей системы.
Работы по ремонту можно не прилагая больших усилий выполнить непосредственно на месте размещения коллектора, не разбирая аппарат и не прикладуя к работе лишних усилий.
Описание U-образного прямоточного трубного змеевика
Трубка прямоточного трубного змеевика имеет форму буквы U. Изнутри течет вода или рабочий тепловой носитель греющей системы. Одна часть элемента предназначен для холодного носителя тепла, а вторая правильно отводит уже нагретый.
При накаливании работающий состав становится шире и поступает в бачок собирания, создавая подобным образом гравитационную циркуляцию жидкости в системе. Особое селективное покрытие, нанесённое на внутренние стены, повышает теплопоглощающую способность и увеличивает результативность системы в общем.
Трубки U-типа показывают высокую продуктивность и дают солидную отдачу тепла, однако при этом имеют один серьёзный недостаток. Они составляют одну целостную конструкцию с manifold’ом и всегда устанавливаются одновременно с ним.
Сменить отдельную одиночную трубку, вышедшую из строя, не выйдет. Для работ по ремонту понадобится демонтировать весь комплекс полностью и на его место установить новый.
Модификационные специфики приборов
Во время изготовления гелиоагрегатов тепловые каналы и вакуумные трубки из стекла для солнечных коллекторов сочетают во всевозможных комбинированиях.
Самой огромной популярностью у потребителей пользуются коаксиальные модели с тепловым каналом heat pipe. Потребителей влечет лояльная цена приборов и очень обычное, более дешевое обслуживание на протяжении всего эксплуатационного периода.
Вакуумные приборы с каналами heat pipe показывают большую надежность и не имеют никаких ограничений по применению даже в высоконапорных гелиотермальных комплексах.
Приборы с коаксильной колбой, содержащей прямоточные U-образные каналы, тоже входят в список популярных. Их определяют эти параметры, как невысокая потеря тепла и КПД от 70% и выше.
Ситуацию несколько искажают трудоёмкий процесс ремонта, своеобразное обслуживание во время эксплуатации и невозможность сменить отдельный испортившийся узел. Если с прибором что-нибудь произошло, его разбирают и на место ставят довольно новый коллектор.
Перьевые трубки конструкционно собой представляют одинарный цилиндр из стекла с утолщенными крепкими стенками (в зависимости от изготовителя от 2,5 мм и выше). Содержащаяся изнутри вставка из перьевого абсорбента плотно облегает рабочий канал, сделанный из теплопроводящего металла.
Практически безупречную изоляцию выполняет вакуумное пространство изнутри емкости из стекла. Абсорбент передает поглощенное тепло без потерь и обеспечивает системе КПД до 77%.
Модели с перьевым элементом стоят вдвое-втрое дороже, чем коаксиальные, однако за счёт большей эффективности предоставляют настоящий уют в помещении и окупится очень и очень быстро.
Самыми эффективными и производительными являются перьевые колбы с внутренними прямоточными каналами. Их практический КПД иногда может достигать рекордных показателей в 80%.
Стоимость изделий очень большая, а при ремонте в первую очередь требуется сливать из системы весь тепловой носитель и лишь потом приступить к устранению поломок.
Каким обязан быть теплосборник?
Теплосборник – еще 1 важнейший рабочий компонент вакуумного коллектора. При помощи этого узла выполняется передача накопленного тепла от трубок к тепловому носителю.
Теплосборник размещают в верхней части прибора. Один из его элементов, медный сердечник, принимает энергию и передает ее ключевому тепловому носителю, циркулирующему в замкнутой системе «теплообменный аппарат бака-коллектор».
Корректную циркуляцию гарантирует подключенный к системе маленький насос. Управляющая греющим комплексом автоматика четко наблюдает за уровнем температуры в каналах и, в случае ее падения ниже возможного критического минимума (к примеру, ночью), задерживает работу насоса.
Это дает возможность избежать обратного прогрева, когда тепловой носитель начинает забирать тепло горячей воды, собравшейся в накопительном баке.
Минусы и плюсы коллекторов вакуумного типа
Основным положительным качеством агрегатов называют почти что полное отсутствие потерь тепла во время эксплуатации. Это обеспечивает вакуумная среда, являющаяся одним из наиболее высококачественных природных изоляторов. Но на этом перечень положительных качеств не кончается. Устройства имеют и иные четко выраженная плюсы, к примеру:
- рабочую эффективность при невысоких температурных показателях (до -30 °С);
- способность к аккумулированию температуры до 300°С;
- максимальное возможное поглощение энергии тепла, включая незаметный спектр;
- эксплуатационная стойкость;
- невысокая чувствительность к агрессивным атмосферным проявлениям;
- небольшая парусность, обусловленная особенностями конструкции трубчатых систем, способных пропускать сквозь себя массы воздуха различной плотности;
- большой уровень эффективности в регионах с умеренным и прохладным климатом с малым количеством ясных и солнечных деньков;
- долговечность при воплощении основных эксплуатационных правил;
- доступность для работ по ремонту и возможность менять не всю систему, а исключительно один вышедший из строя фрагмент.
К минусам относят неспособность коллекторов к самоочистке от инея, льда, снега и большую цену деталей деталей, нужных для сбора агрегата дома.
Как собственными руками собрать аппарат?
Сборочный процесс вакуумного коллектора начинают с изготовления рамы-подложки для рабочих компонентов. Ее устанавливают сразу в том месте, которое выделено под аппарат.
Размер и размеры рамы полностью и целиком зависят от модели, которую предполагается выполнить, и в большинстве случаев прописываются в инструкции, находящейся среди сопроводительных документов к компонентам.
Места примыкания рамы к поверхности крыши дополнительно фиксирую герметиком, чтобы в дальнейшем через отверстия в дом не попадала вода. После к объекту монтажа доставляют накопительный бачок и саморезами прикрепляют его на верхней части рамы.
На другом шаге собирают Нагревательный элемент трубчатого типа, датчик температуры и автоматический воздухоотвод. Все дополнительные узлы и сопутствующие детали устанавливают на идущие в наборе смягчающие прокладки. Для крепежа датчика тепла применяют торцевой ключ.
Дальше обустраивают подвод водопроводных коммуникаций. Для данной цели берут трубы из любых материалов, стойкого к невысоким показателям температуры и способного держать до 95 градусов тепла.
Подключив водомерный узел, накопительный бачок наполняют водой и тестируют на непроницаемость. Если на протяжении 3-4 часов где нибудь обнаружились утечки, их ликвидируют.
В конце устанавливают греющие детали. Для этого медную трубку обертывают металлическим листом и помещают в вакуумную стеклянную трубку. Снизу на колбу одевают фиксирующую чашку и пыльник из прочной, пластичной резины.
Верхний медный наконечник трубки до конца вдвигают в латунный конденсатор. Вязкую термоконтактную смазку с труб не убирают. Защелкивают фиксирующий механизм на кронштейне и с таким же принципом устанавливают все оставшиеся трубки из стекла.
На конструкцию ставят монтажный блок, подводят к нему электрическое питание в 220 вольт и присоединяют к системе три добавочных блока – Нагревательный элемент трубчатого типа, воздухоотвод и датчик температуры.
Заключительным подсоединяют контроллер, который предназначен для корректного управления комплексом. В меню контроллера вносят необходимые параметры работы и запускают систему в типовом режиме.
Как правильно поставить прибор?
Чтобы вакуумный коллектор мог полностью работать и хорошо обеспечивал помещение для жилья нужной энергетикой, для него следует найти самое лучшее место и правильно сориентировать прибор относительно частей света.
Для пунктов проживания северного полушария важно поставить коллектор со стороны юга крыши дома или с солнечной стороны участка. Неплохо бы обеспечить для плоскости прибора малейшее отклонение.
Если возможности направить поверхность на юг нет, необходимо выбрать среди запада и востока максимально яркий ракурс на пространстве открытого типа.
Энергетический солнечный комплекс не должны закрывать дымоотводы, фрагменты с элементами декора покрытия кровли, раскидистые ветки деревьев и высокие жилые или технические сооружения. Это уменьшит рабочую эффективность и уменьшит уровень прогрева действующих компонентов.
Если аппарат размещен правильно, он обеспечит почти что одинаковую отдачу тепла на протяжении круглого года, независимо от сезона.
Если широкого опыта выполнения непростых ремонтно-монтажных и слесарных работ нет, делать дома вакуумирование трубок нецелесообразно. Данный процесс достаточно сложный и просит наличия специализированных знаний и профильного оборудования.
Более того, детали вакуумного типа, созданные собственными силами, имеют намного более невысокий уровень КПД, чем фабричные детали. Благодаря этому разумнее всего купить продукцию у профильного изготовителя, а потом уже дома испробовать собрать несколько секций.
Выводы и нужное видео по теме
Детальное, подробное описание вакуумной трубки, принципа ее работы и свойств функционирования солнечного коллектора в общем. Автор рассказывает о некоторых интересных нюансах и демонстрирует, что установка может стать настоящей альтернативой газовому водогрею.
Познавательная информация о работе солнечного коллектора зимой.
Как правильно установить вакуумный солнечный коллектор собственными руками дома. Все тонкости процесса, советы и ценные рекомендации.
Зная базисный рабочий принцип трубчатого вакуумного солнечного коллектора, без особых проблем собрать собственными руками аппарат, абсолютно подходящий личным индивидуальным требования и нуждам. Это не очень трудное занятие, однако оно просит очень высокого внимания, скрупулезности и конкретных способностей, иначе риск повредить целость колбы и нарушить ее непроницаемость существенно увеличивается.
Рабочий принцип солнечных коллекторов
Солнечные коллекторы сегодня являются самыми эффективными устройствами, которые применяют солнечную энергию. Например, КПД солнечных батарей составляет всего около 14-18%, в то время как на солнечных коллекторах хорошо применяется примерно 80-95% поглощенной энергии солнца.
Рассмотрим, каков рабочий принцип солнечных коллекторов, какие их виды есть и для какой цели применяются.
Система обогрева на основе солнечного коллектора вакуумного типа
Если коротко, то солнечные коллекторы направлены на захват тепловой энергии солнца, ее концентрацию и дальнейшее направление на нужды человека.
Рассмотрим, из чего складывается солнечный коллектор:
- Коллекторная система состоит, собственно, из коллектора, контура для теплопередачи и аккумулятора тепла (обыкновенного водяного бачка).
- По солнечному коллектору происходит циркуляция носителя тепла (жидкости). В нем тепловой носитель нагревается от энергии солнца.
После передают добытую энергию при помощи трубного змеевика, вмонтированного в бак-аккумулятор, воде в бачке.
Так смотрится самая простая схема устройства бытовых солнечных коллекторов
-
В бачке вода которая нагрелась хранится аж до ее применения, например, на домашнее отопление солнечными коллекторами, и также прочие хознужды.
Для более длительного сохранения воды в нагретом состоянии, бачок должен владеть хорошей тепловой изоляцией.
Виды солнечных коллекторов
Если Вы запланировали установить в собственном доме солнечный коллектор для отапливания собственными руками, необходимо в первую очередь определиться с подходящим типом конструкции.
Главных видов солнечных коллекторов есть два – вакуумные и плоские. Также есть менее применяемая замена – воздушные коллекторы.
Специфики солнечных коллекторов разных типов
Рассмотрим специфики каждого вида более детально:
-
Плоский коллектор наиболее похож по принципу действия с выше описанной моделью. Он собой представляет плоскую коробку, закрытую стеклом и содержащую особенный слой, абсорбирующий тепло.
Данный слой объединен с трубками, по которой проводится циркуляция носителя тепла, в роли которого, в основном, выступает пропилен-гликоль.
Схема плоского солнечного коллектора
-
Вакуумный коллектор взамен одной коробки, покрытой стеклом, владеет рядом больших пустотелых трубок, сделанных из стекла.
Изнутри них размещаются одна или несколько трубок небольших размеров, содержащих абсорбер энергии тепла.
Внутренние трубки сообщаются с магистралью носителя тепла, в то время как в пространстве между наружной и внутренними трубками находится вакуум, выступающий в роли утеплителя.
Схема вакуумного солнечного коллектора
-
Воздушный солнечный коллектор для отапливания используют не так часто, потому как воздух по сравнению с жидкостями хуже пропускает тепло, благодаря этому КПД подобных коллекторов в большинстве случаев ниже.
Такой коллектор (батарея) для отапливания дома очень часто представляет собой плоскую конструкцию, в которой воздух, контактируя с поглотителем энергии солнца, нагревается и по настоящему либо с помощью вентилятора подается в помещение которое отапливается.
Схема воздушного солнечного коллектора
При эксплуатации систем с принудительной подачей воздуха необходимость в энергии на работу вентилятора уменьшит результативность воздушных коллекторов намного больше.
Какой солнечный коллектор лучше подобрать
Правильного ответа на такой вопрос нет, потому как любой из них обладает собственными положительными качествами и минусами:
- К примеру, плоские коллекторы считают более надежными и прочными благодаря более обычной конструкции, тогда вакуумные солнечные коллекторы для отапливания потенциально более хрупки.
- Не обращая внимания на то, что воздушный коллектор обладает меньшим КПД, он более прост в управлении и не боится проблем, которые связаны с замерзанием носителя тепла и воды.
- Если плоский коллектор выходит из строя, то замене подлежит вся абсорбирующая система. При повреждении коллектора вакуумного типа, нужно сменить лишь вышедшие из строя трубки.
Теплоснабжение солнечными коллекторами очень часто имеет следующую важную схему работы
- Результативность плоских коллекторов выше если понадобится водонагрева на 20-40 градусов более температуры воздуха снаружи, в то время как вакуумные коллекторы эффективнее справляются с задачей нагрева до более больших температур, что очень важно, если как правило применяется солнечный коллектор во время зимы для отапливания.
- Также вакуумные коллекторы вырабатывают больше энергии при ненастной погоде и меньше ее теряют зимой от контактов с холодным находящимся вокруг воздухом.
- Если усредненный служебный срок коллекторов будет примерно 15-30лет, то данный показатель отдельно для вакуумных систем немного ниже.
Добавочные важные факторы подбора вакуумных коллекторов
Важно знать, что величины трубок вакуумных коллекторов прямо влияют на показатель выработки энергии. Так, чем они меньше и тоньше, тем меньше энергии тепла сумеет нести подобная система. Нормальным считается диаметр трубок в 58 мм при длине 1,2-2,1 м.
Также, подобные коллекторы могут быть с обыкновенными медными нагревательными трубками, передающими тепло, и с U-образными трубками, образующими миниконтуры теплопередачи в изнутри каждой трубки из стекла. Собственно последние считаются наиболее продвинутыми в инновационном проекте на данное время.
U-образная трубка вакуумного коллектора
Установить солнечный коллектор собственными руками для отапливания очень тяжело, однако существенно дешевле, чем с привлечением посторонних профессионалов.
В большинстве случаев во время покупки комплекта оборудования прилагается подробнейшая инструкция по процессу установки системы и по выбору места процесса установки.
Детальное следование инструкции несколько упростит задачу.
Мы посмотрели специфики разных видов солнечных коллекторов теплоснабжения и надеемся, что наши советы дадут вам возможность значительно сэкономить на применении природных тепловых носителей. Смело применяйте экологически чистые источники энергии, потому как собственно за ними наше грядущее.
Однако если Вы приверженец классических отопительных систем. то см. газовые отопительные котлы для приватного дома.
Солнечный коллектор: рабочий принцип и способы использования. Солнечные коллекторы для дома
Каждый день от нашей ближайшей звезды на землю поступает столько энергии, сколько все человечество тратит на протяжении 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 считается гелиосистема теплопередачи. Неторопливо, но смело солнечные коллекторы для отапливания дома приобретают востребовательность у потребителей и вытесняют классические отопительные источники. А для набирающей обороты концепции умного дома это и совсем важная часть инженерного оборудования. В его широкой общедоступности роль играет увеличение технологичности производства и, как последствие, снижение стоимости. Около 70 % мирового рынка применения гелиосистем приходится на КНР. На юге данной страны едва ли не на любой крыше можно заметить солнечный коллектор. Стоимость изделий нашего восточного соседа намного меньше европейских, качество довольно подходящее.
Подозрения прочь
В государствах Средиземного моря, где кол-во солнечных деньков — более 300 в году, солнечный коллектор для отапливания и водонагрева можно повстречать почти что на любой крыше. Сомнений не вызывает результативность применения этого теплового источника на юге России. Климат средней полосы считается неблагоприятным для этих энергетических установок. Однако исследования и эксперименты доказывают правильность использования гелиосистем. Специализированная работа была проведена в институте больших температур Российской академии наук. Средние показатели интенсивности солнечного потока в зависимости от зоны климата составляют 150-300 Вт/кв. м. Пиковые показатели могут достигать 1000 Вт/кв. м.
Отправными данными для расчета эффективности гелиосистемы было подобрано отношение поверхности в 2 кв. м коллектора к 100-литровому объему бака-накопителя. Вероятность повседневного водонагрева в системе ценится следующими показателями:
- до температуры +37 °С — 50-90 %;
- до температуры +45 °С — 30-70 %;
- до температуры +55 °С — 20-60 %.
Эти сухие цифры говорят про то, что в холодное время года солнечный коллектор даже при наименьшем количестве солнечных деньков дает возможность экономить до 60 % энергии для отапливания дома.
Виды преобразователей энергии солнца
Солнечный коллектор предназначается для изменения энергии дневного светила в энергию тепла. Используемые материалы и конструктивные решения направлены на максимальное поглощение солнечные энергии, переустройство ее в тепловую и эффективную передачу для последующего применения. В виде теплоносителя применяется как специализированная незамерзающая жидкость, так и погодный воздух. Циркуляция носителя тепла бывает принудительной и естественной. В том варианте если применяется натуральная, конвекционная, система теплопередачи, солнечный коллектор должен находиться ниже бака-аккумулятора, к примеру на прилегающем земельном наделе. Подобная схема применяется если понадобится теплоснабжения маленьких или не постоянных помещений. Объемные системы просят применения насоса для циркуляции жидкости. Такую схему можно применять и для устройства системы горячего водообеспечения.
Схема гелиоустановки
Система обогрева состоит из таких элементов:
- Солнечный коллектор видоизменяет солнечную энергию в тепловую.
- Подающая магистраль доставляет тепловой носитель в бак-накопитель.
- Электронасос выполняет циркуляцию жидкости-теплоносителя.
В баке-накопителе происходит теплопередача от контура гелиоустановки контуру паровой системы обогрева дома. В данной емкости может быть размещен дублирующий ТЕН, который автоматично включается, если условия погоды не помогают нагреву носителя тепла до заданных показателей. Жидкость гелиоустановки отвечает противоречивым требованиям. Она обязана быть устойчивой к морозам, но одновременно не испаряться при большой температуре и не быть токсичной. Во множестве установок применяется тепловой носитель, который состоит из 60 % дистиллированной воды и 40 % гликоля. Автоматика позволяет без человеческого участия поддерживать необходимую температуру в середине помещения и не позволять перегрева носителя тепла.
Вакуумный солнечный коллектор
Вакуумные системы имеют достаточно непростое устройство. Ключевым рабочим элементом считается дорогая светопоглащающая трубка особенной конструкции. В основу лежит тезис термоса. Поверхность вакуумной трубки прозрачная. Она пропускает солнце на внутреннюю трубку. Из пространства между ними откачан воздух, отсутствие газа дает возможность сберегать до 97 % тепла.
Снизу внутренней трубки находится тепловой носитель – жидкость, которая при нагреве быстро переходит в газообразное состояние. Сверху трубки происходит теплопередача коллектору, при этом тепловой носитель охлаждается и, конденсируясь, идет назад в изначальное состояние. Системы с применением вакуумных трубок обладают очень высоким КПД при температуре меньше -37 °С и недостаточной освещенности. Это оборудование просит своевременной чистки от снега и процесса установки строго под конкретным углом. Также иногда просвечивающиеся участки следует чистить от грязи. Вакуумный солнечный коллектор именно разрабатывался для северных широт. Он хорошо не прекращает работу при отсутствии прямых лучей солнца.
Плоский гелиопреобразователь
Плоский солнечный коллектор собой представляет независимую панель, состоит из трех элементов:
- Поглотитель излучения солнца. Его покрывают краской черной краской или наносят особое покрытие.
- Верхнее прозрачное покрытие. Делается из сталинита или поликарбонатного материала.
- Система трубок, при помощи которой нагревается циркулирующий в ней тепловой носитель. В основном, выполняется из меди.
Задняя сторона панели имеет эффектное утеплительное покрытие. Одна или несколько подобных панелей подсоединяются к подающей линии бака-аккумулятора. Такой вид системы имеет сравнительно небольшую цену и хорошую продуктивность в тёплые сезоны. Недостатком считается невысокая результативность при минусовых температурах и ощутимые потери тепла.
Коллектор-концентратор
На юге, где самое большое кол-во ясных дней, распространение получил говоря иначе концентратор. Он собой представляет систему параболических отражателей, размещенных на одной криволинейной поверхности и концентрирующих солнце в установленной точке. Для самой большой эффективности требуется изменение положения в 2-ух плоскостях вслед за движением солнечного света по небосводу на протяжении дня. Солнечные коллекторы для отапливания дома подобной конструкции не используются.
В обиходе и на работе
Использование гелиоустановок разрешает проблему с теплоснабжением при ограниченном доступе к газу или электричеству, при недостаточной мощности центрального электрического снабжения; в качестве дополнительной системы обогрева, горячего водообеспечения дома, загородного дома, дачи, бассейна дает возможность сэкономить немалые средства хозяевам. Область использования самая различная:
- теплоснабжение помещений на производстве;
- теплоснабжение и горячее водообеспечение зданий жилого фонда, которые предназначены для непрерывного и непостоянного проживания.
- теплоснабжение учреждений здравоохранения, туристических баз, комплексов для занятий спортом, маленьких независимых магазинов.
- обогрев открытых и закрытых бассейнов;
- теплоснабжение и горячее водообеспечение не постоянных жилых и помещений для работы.
Воздушная гелиосистема
Система отопления может в виде теплоносителя задействовать не только жидкость, но и погодный воздух. Воздушный солнечный коллектор используется для обогрева различных типов помещений и в зависимости от конструкции бывает трех типов:
- Плоский имеет похожие принципы с аналогичной жидкостной конструкцией.
- Пирамидальный применяет непростую систему отражающих поверхностей.
- Деревянные жалюзи размещаются между переплетами стекла и направляют тёплый воздух в пространство помещения. Используется при ленточном остеклении строений.
В отличии от жидкостных устройств воздушный солнечный коллектор может быть сделан из неметаллических материалов.
Солнечная система для систем с горячим водоснабжением
Систему горячего водообеспечения можно присоединить к баку-аккумулятору. Бачок, подобным образом, будет играть роль электрического водонагревателя, в котором, со своей стороны, роль электрического трубчатого нагревателя будет играть теплообменная спираль, включенная в контур системы отопления. При помощи спирали тепловой носитель начнет подогревать воду в бачке. Подобным образом, схема водообеспечения будет накопительной или проточно-накопительной.
Солнечный коллектор собственными руками
Самый простой солнечный преобразователь учитывает непосредственную теплопередачу солнца циркулирующий изнутри системы труб воде. Аналогичную продукцию производила наша промышленность в начале этого столетия. Солнечные коллекторы для дома изготавливались из медной трубки диаметром до 20 мм. Для комфорта процесса установки и применения она закручивалась в плоскую спираль, имеющую на двоих концах патрубок для соединения для подключения магистрального трубопровода либо просто садового шланга. Такую спираль можно было поставить на скате крыши домика на даче. Объема горячей воды вполне хватало, чтобы принять душ в конце дня и вымыть посуду. Аналогичный солнечный коллектор собственными руками можно создать из черной пластиковой трубы. Плоский гелиопреобразователь делается при помощи трубного змеевика от старого холодильника.
Установка коллектора
Сложность эксплуатации солнечной системы в том, что результативность зависит от высоты солнечного света над горизонтом, периода года и суток, наличия облачности, влаги и температуры окружающего воздуха. Солнечный коллектор для отапливания помещения в горизонтальном положении обязан быть направлен строго на юг. Отклонения в сторону запада или востока допустимы в границах 40°. При этом результативность установки уменьшится ориентировочно до 20 %. Значимую роль играет наклонный угол, который должен составлять от 35 до 45°.
Самым правильным вариантом считается на стадии проектирования нового дома учесть, что на крышу будет поставлен солнечный коллектор. Стоимость на аналогичное оборудование намного выше, чем на обыкновенное паровое теплоснабжение. Но расходы с избытком оправдаются следующей эксплуатацией. Срок окупаемости, если например дом утеплён соответственно со всеми регламентами и правилами, примерно составляет 5 лет.
