Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой: Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

Содержание

Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

Солнечные коллекторы традиционно используют для получения горячей воды на бытовые нужды. Но рано или поздно возникает желание пустить ее на обогрев. И тогда возникает вопрос: Насколько оправданно использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой?

Однозначного ответа нет, все зависит от многих факторов. В этой статье мы разберем их и развеем некоторые заблуждения относительно использования трубчатых коллекторов.

Эффективность вакуумного коллектора зимой

КПД вакуумных трубок зависит не от температуры, а от количества солнечного света, это исходит из его принципа работы. Зимой дни короче, а солнце не так высоко поднимается над горизонтом, поэтому вакуумный коллектор не даст столько тепловой энергии, сколько летом.

Есть два способа решения вопроса – увеличение количества вакуумных коллекторов и уменьшение энергопотерь дома. Снизить тепловые потери можно двумя способами – утеплив здание и установив эффективную систему отопления. Сейчас наиболее эффективными являются теплые полы и теплые плинтусы.

Неплохой вариант – использовать спаренный тепловой насос и вакуумный коллектор для отопления дома. Так можно добиться максимальной эффективности, хотя общая стоимость оборудования будет высока.

Так выглядит система, в которую последовательно включены вакуумный солнечный коллектор и водяной тепловой насос.

Особенности эксплуатации

Основная проблема для всех типов солнечного оборудования в холодное время года – осадки. Если трубки покрыты снегом или инеем, их эффективность снижается. Но стоит учитывать следующее:

Если вы собираетесь использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой, значит он будет установлен под большим углом чтобы уловить максимум солнечного света. Соответственно, снег и вода будет просто соскальзывать с него.

Небольшая площадь трубок не позволит снегу «зацепиться» за них, в отличие от того, как это происходит с плоскими солнечными коллекторами. Практика показывает, что ветер скоростью 3 м/с сдувает снег с коллекторов.

Большую опасность вызывает наледь. Она образуется, когда днем плюсовая температура, а ночью – отрицательная. Лед хоть и прозрачен, но рассеивает часть солнечного света. Образование ледяной корки несколько снижает эффективность работы солнечного вакуумного коллектора.

Избавиться от нее просто – достаточно пролить замерзший участок теплой водой. Скалывать наледь с вакуумных трубок не рекомендуется – есть риск повредить стекло и нарушить герметичность.

Окупаемость и цена вакуумных коллекторов

Противники зеленой энергетики убеждают всех, что вакуумные солнечные коллектора не окупаются, а если это и происходит, то за очень долгий срок. Отчасти это так, но только если ваш дом уже подключен к газу или электричеству. А если учесть стоимость подключения?

Если сравнивать стоимость подключения к газопроводу и установки коллекторов – они вполне соизмеримы. Но газ это расходная статья бюджета, тогда как на работу вакуумного коллектора требуется минимум электроэнергии, да и то, только на прокачку теплоносителя. Практика показывает, что для отопления дома зимой вакуумный солнечный коллектор гораздо выгоднее других источников тепла.

Еще один момент который касается окупаемости – срок службы оборудования. В отопительной системе, основанной на трубчатых солнечных коллекторах, нет сложных деталей или частей, которые подвержены износу. При периодической профилактике такая система прослужит десятки лет.

Мифы и заблуждения

Некоторые считают, что плоские солнечные коллекторы более эффективны чем вакуумные. Отчасти это правда, но если идет об обогреве дома в зимний период, то последние однозначно выигрывают.

Вакуумные трубки хоть и сделаны из стекла, но отлично держат удар. В приведенном ниже видео проводят испытания с помощью железного шара, который почти в 8 раз тяжелее льда. Соответственно, удары града они выдерживают с легкостью.

Источник: Youtube

А в этом видеоролике вакуумную трубку испытывают на прочность куском льда. Согласитесь, что такой град большая редкость, но и его вакуумный коллектор сможет выдержать.

Источник: Youtube

Считается, что китайские вакуумные коллекторы хуже европейских или американских. На деле это не так – большинство именитых производителей заказывают комплектующие в Поднебесной и максимум что делают на своих производствах – собирают их. К тому же, Китай давно вышел из эпохи ширпотреба, их производства следят за уровнем качества чтобы быть конкурентоспособными на европейском и американском рынках.

Есть мнение, что со временем вакуумные солнечные коллекторы теряют эффективность. Отчасти это правда, но только в том случае, если не проводить профилактику. Если использовать вакуумные солнечные коллекторы для обогрева дома зимой, в них будут большие перепады температур.

Из-за этого уплотнители со временем загрубеют и начнут пропускать теплоноситель. Если их периодически менять (раз в 2-3 года), такого не произойдет, а цена уплотнителя просто копеечная.

Вакуумные трубки со временем теряют герметичность – да, такое происходит, но не со временем, а из-за повреждений. Если стекло некачественное или во время производства появились дефекты, такое может произойти. Разгерметизация может случиться из-за механического повреждения или во время эксплуатации, когда трубка меняет размеры под влиянием перепада температур.

При определенных условиях вакуумные трубки покрываются инеем и становится видно, какие из них потеряли герметичность

Стоит ли использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой?

Когда у вас есть другие источники тепловой энергии, например – тепловой насос, газовый котел и т.д., то использовать вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой не слишком целесообразно. Если же вы отапливаете здание электричеством, обогрев за счет солнечной энергии будет отличным решением.

Если дом не подключен к газу или электричеству, то солнечные вакуумные коллекторы – оптимальное решение для организации отопления в доме. При одинаковых начальных затратах на оборудование вы получите практически бесплатное тепло.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Солнечное отопление частного дома: обзор лучших конструкций

Использование “зеленой” энергии, поставляемой природными стихиями, позволяет существенно сокращать коммунальные расходы.

К примеру, устроив солнечное отопление частного дома, вы будете снабжать фактически бесплатным теплоносителем низкотемпературные радиаторы и системы теплых полов. Согласитесь, это уже экономия.

Все о “зеленых технологиях” вы узнаете из предложенной нами статьи. С нашей помощью вы запросто разберетесь в разновидностях солнечных установок, способах их устройства и специфике эксплуатации. Наверняка заинтересуетесь одним из популярных вариантов, интенсивно работающих в мире, но не слишком пока востребованных у нас.

В представленном вашему вниманию обзоре разобраны конструктивные особенности систем, детально описаны схемы подключения. Приведен пример расчета солнечного отопительного контура для оценки реалий его сооружения. В помощь самостоятельным мастерам прилагаются фото-подборки и видео.

Содержание статьи:

“Зеленые” технологии получения тепла

В среднем 1 м2 поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье.

Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года.

В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.

Современные гелиосистемы способны эффективно работать в пасмурную и холодную погоду до -30°С

Задача использования с максимальным КПД решается двумя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные фотоэлектрические батареи. Солнечные батареи вначале преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, затем передают через специальную систему потребителям, например электрокотлу.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей нагревают теплоноситель систем отопления и горячего водоснабжения.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные коллекторы - основные поставщики подготовленного к использованию теплоносителя в системы отопления загородных домов

Коллектор представляет собой систему трубок, незакрытых или закрытых темной, усиливающей эффект поглощения солнечных лучей поверхностью

Трубки открытых солнечных приборов изнутри покрыты составом, привлекающим к себе солнечные лучи и усиливающим действие

Трубчатые разновидности коллекторов применяются в подогреве всех видов теплоносителей, задействованных в системах отопления

В наших широтах тепла, поступающего в результате переработки солнечной энергии, недостаточно для полноценной работы отопления. Повысить производительность поможет концентрическая форма и крупногабаритная лупа

Модификации солнечных коллекторов, позволяющие привлечь наибольшее количество солнечных лучей, выпускаются в виде вогнутых концентраторов с зеркальным отражателем

Модели, используемые для получения переработанной солнечной энергии в больших масштабах, оснащают устройствами "слежения" за движением солнца

Усиливают производительность системы не только с помощью изменения формы и использования устройств движения. В основном повышают, увеличивая приемную площадь

Солнечный коллектор на крыше дома

Прибор с поглощающей поверхностью

Открытый вакуумный солнечный коллектор

Для воздушного и парового отопления

Линза для повышения производительности прибора

Коллектор концентратор с отражателем

Промышленная модель с устройством движения

Мощная группа коллекторов-концентраторов

Тепловые коллекторы бывают нескольких видов, в числе которых открытые и закрытые системы, плоские и сферические конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и многие другие варианты. Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов используется для нагревания горячей воды или теплоносителя системы отопления.

Промышленность в широком ассортименте производит коллекторные системы для включения в независимую отопительную сеть. Однако простейший вариант для дачи несложно сделать собственноручно:

Галерея изображений

Фото из

Самодельный закрытый солнечный коллектор

Простейшая конструкция

Змеевик коллектора из медных трубок

Методы усиления эффективности

Использование жестких водопроводных труб и фитингов

Пластиковые бутылки в изготовлении коллекторов

Воздушный солнечный коллектор из металлических банок

Полимерные трубы в самостоятельном производстве

Несмотря на явный прогресс в разработке решений по собиранию, аккумулированию и использованию солнечной энергии, существуют достоинства и недостатки.

Эффективное использование энергии солнца

Самым очевидным плюсом использования энергии солнца является ее общедоступность. На самом деле даже в самую хмурую и облачную погоду солнечная энергия может быть собрана и использована.

Второй плюс – это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.

Эффективность солнечного отопления в наших широтах довольно низка, что объясняется недостаточным количеством солнечных дней для регулярной работы системы (+)

Недостатки, связанные с использованием энергии солнца, заключаются в непостоянстве освещенности. В темное время суток становится нечего собирать, ситуация усугубляется тем, что пик отопительного сезона приходится на самые короткие световые дни в году. Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Кроме того, нельзя сказать, что эксплуатация системы на солнечной энергии обходится полностью бесплатно, существуют постоянные затраты на амортизацию оборудования, работу циркуляционного насоса и управляющей электроники.

Существенный недостаток отопления, основанного на применении солнечных коллекторов, заключается в отсутствии возможности накапливать тепловую энергию. В схему включен только расширительный бак (+)

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор представляет собой незащищенную от внешних воздействий систему трубок, по которым циркулирует нагреваемый непосредственно солнцем теплоноситель.

В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.

Солнечные коллекторы открытого типа не способны справиться с отоплением частного дома. Из-за отсутствия изоляции теплоноситель быстро остывает. Их используют в летнее время в основном для нагрева воды в душевых или бассейнах

У открытых коллекторов нет обычно никакой изоляции. Конструкция очень простая, поэтому имеет невысокую стоимость и часто изготавливается самостоятельно.

Ввиду отсутствия изоляции практически не сохраняют полученную от солнца энергию, отличаются низким КПД.  Применяются их преимущественно в летний период для подогрева воды в бассейнах или летних душевых.

Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.

Самый простой солнечный коллектор с теплоприемником, сделанным из бухты полимерных труб, обеспечит поставку подогретой воды на даче для полива и бытовых нужд

Трубчатые коллекторные разновидности

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.

Трубчатый коллектор имеет модульную структуру. Основным элементом является вакуумная трубка, количество трубок варьируется от 18 до 30, что позволяет точно подобрать мощность системы

Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.

Специальное многослойное покрытие создает своего рода оптическую ловушку для солнечных лучей. На схеме частично показана внешняя стенка вакуумной колбы отражающая лучи на стенки внутренней колбы (+)

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.

При цилиндрической форме трубки солнечные лучи всегда падают перпендикулярно поверхности

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

Свое название система получила от перьевого абсорбера, который плотно обхватывает тепловой канал из теплопроводящего металла

Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe). Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Поскольку легкоиспаряющаяся жидкость естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол наклона составляет 20° С

Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении. В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.

При прямоточном подключении давление в системе не может быть высоким, так как внутри колбы технический вакуум

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель. Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

Достоинства:

  • низкие теплопотери;
  • способность работать при температуре до -30⁰С;
  • эффективная производительность в течение всего светового дня;
  • хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
  • низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
  • возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность.

Обладает следующими недостатками:

  • не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
  • высокая стоимость.

Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.

Трубчатые коллекторы относятся к гелиоустановкам открытого типа, потому не подходят для круглогодичного использования в системах отопления (+)

Плоские закрытые системы

Плоский коллектор состоит из алюминиевого каркаса, специального поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и утеплителя.

В качестве абсорбера применяют зачерненную листовую медь, отличающуюся идеальной для создания гелиосистем теплопроводностью. При поглощении солнечной энергии абсорбером происходит передача полученной им солнечной энергии теплоносителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.

С наружной стороны закрытая панель защищена прозрачным покрытием. Оно изготовлено из противоударного закаленного стекла, имеющего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На такой диапазон приходится максимум солнечного излучения. Противоударное стекло служит хорошей защитой от града. С тыльной стороны вся панель надежно утеплена.

Плоские солнечные коллекторы отличаются максимальной производительностью и простой конструкцией. КПД их увеличен за счет применения абсорбера. Они способны улавливать рассеянное и прямое солнечное излучение

В перечне преимуществ закрытых плоских панелей числятся:

  • простота конструкции;
  • хорошая производительность в регионах с теплым климатом;
  • возможность установки под любым углом при наличии приспособлений для изменения угла наклона;
  • способность самоочищаться от снега и инея;
  • низкая цена.

Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их применение запланировано еще на стадии проектирования. Срок службы у качественных изделий составляет 50 лет.

К недостаткам можно отнести:

  • высокие теплопотери;
  • большой вес;
  • высокая парусность при расположении панелей под углом к горизонту;
  • ограничения в производительности при перепадах температуры более 40°С.

Сфера применения закрытых коллекторов значительно шире, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они способны полностью удовлетворить потребность в горячей воде. В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный период, они могут поработать вместо газовых и электрообогревателей.

Желающим собственными руками для устройства отопления на даче предлагаем ознакомиться с проверенными на практике схемами и пошаговыми инструкциями по сборке.

Сравнение характеристик солнечных коллекторов

Самым главным показателем солнечного коллектора является КПД. Полезная производительность разных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур. При этом плоские коллекторы значительно дешевле трубчатых.

Значения КПД зависят от качества изготовления солнечного коллектора. Цель графика показать эффективность применения разных систем в зависимости от разницы температуры

При выборе солнечного коллектора стоит обратить внимание на ряд параметров показывающих эффективность и мощность прибора.

Для солнечных коллекторов есть несколько важных характеристики:

  • коэффициент адсорбции – показывает отношение поглощенной энергии к общей;
  • коэффициент эмиссии – показывает отношение переданной энергии к поглощенной;
  • общая и апертурная площадь;
  • КПД.

Апертурная площадь – это рабочая площадь солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна. Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема с водяным коллектором

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

  1. Летний вариант для горячего водоснабжения
  2. Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения

Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без , используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Зимой при отрицательных температурах прямой нагрев воды не возможен. По закрытому контуру циркулирует специальный антифриз, обеспечивая перенос тепла от коллектора к теплообменнику в баке

Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор. Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.

Чтобы ночью коллектор не превратился в радиатор охлаждения необходимо прекращать циркуляцию воды принудительно

По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй – на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора.

Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе. В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Новым словом и эффективной альтернативой солнечным коллекторам с теплоносителем стали системы с , с принципом действия и устройства которых мы предлагаем ознакомиться.

Схема с солнечной батареей

Было бы заманчиво применить схожую к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.

При снижении мощности электрического тока от солнечной батареи блок АВР (автоматическое включение резерва) обеспечивает подключение потребителей к общей элетросети

С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные электростанции в отоплении дома

Процесс установки солнечных панелей на кровлю

Самостоятельный монтаж прибора на крышу гаража

Самодельный электроприбор для солнечного отопления

Все о вариантах организации отопления частного дома на солнечных батареях вы найдете .

Пример расчета необходимой мощности

При расчете необходимой мощности солнечного коллектора очень часто ошибочно производят вычисления, исходя из поступающей солнечной энергии в самые холодные месяцы года.

Дело в том, что в остальные месяцы года вся система будет постоянно перегреваться. Температура теплоносителя летом на выходе из солнечного коллектора может достигать 200°С при нагреве пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды. Если теплоноситель закипит, он частично испариться. В результате его придется заменить.

Компании производители рекомендуют исходить из таких цифр:

  • обеспечение горячего водоснабжения не более 70%;
  • обеспечение отопительной системы не более 30%.

Остальное необходимое тепло должно вырабатывать стандартное отопительное оборудование. Тем не менее при таких показателях в год экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.

Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического местоположения. Показатель солнечной энергии падающей в год на 1 м2 земли называется инсоляцией.

Зная длину и диаметр трубки, можно высчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Пример расчета:

Стандартная длина трубки составляет 1800 мм, эффективная – 1600 мм. Диаметр 58 мм. Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Таким образом площадь прямоугольника тени составит:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928м2

КПД средней трубки составляет 80%, солнечная инсоляция для Москвы составляет около 1170 кВт*ч/м2 в год. Таким образом одна трубка выработает в год:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86кВт*ч

Необходимо отметить, что это очень приблизительный расчет. Количество вырабатываемой энергии зависит от ориентирования установки, угла, среднегодовой температуры и т.д.

С всеми видами и способами их использования вы сможете ознакомиться в представленной статье.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Демонстрация действия солнечного коллектора в зимнее время:

Видео #2. Сравнение разных моделей солнечных коллекторов:

На протяжении всего собственного существования человечество с каждым годом потребляется все больше энергии. Попытки использовать бесплатное солнечное излучение предпринимались давно, но только в последнее время стало возможным эффективно использовать солнце в наших широтах. Несомненно, что за гелиосистемами будущее.

Хотите сообщить об интересных особенностях в организации солнечного отопления загородного дома или дачи? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос, оставить фото с демонстрацией процесса сборки системы, поделиться полезными сведениями.

Вакуумный солнечный коллектор. Принцип работы и оценка эффективности.

Вакуумный солнечный коллектор — оборудование, предназначенное для нагрева воды с помощью солнечной энергии.

Основным нагревательным элементом солнечного коллектора является вакуумная трубка с селективным покрытием. В простых термосифонных коллекторах процесс нагрева воды происходит непосредственно в самой трубке. За счет явления конвекции, нагретая вода перемещается вверх, холодная вниз.

Нулевая теплопроводность вакуума между внутренней и внешней трубкой обеспечивает сохранность тепла. Эффективность такой системы в теплое время года наиболее высокая. Так за один солнечный августовский день термосифонный водонагреватель нагревает 200 литров воды до 84°С.

   

Безупречная эффективность термосифонного водонагревателя в теплое время года оборачивается проблемой в холода: несмотря на 50мм теплоизоляцию бака-накопителя теплопотери в холодную ночь могут достигать 20-25°С.

Если же морозы продержатся несколько дней, а солнце не сумеет пробиться через плотный слой облаков, вода в трубках превратится в лед, а это может привести к разрыву внутренней трубки и выходу из строя всего коллектора.

Кроме того, замена даже одной трубки, требует слива всей воды в баке, что очень трудозатратно.

Для решения проблемы «сезонности», широко применяется в нашем климате вакуумная трубка Heat Pipe или так называемая «сухая трубка».

В стеклянную трубку вставлена медная трубка в алюминиевом рефлекторе, который выполняет роль мостика тепла. Процесс конвекции протекает уже внутри медной трубки HP.  

  

Температура на конце трубки может достигать 250-280ºС. Существует два основных способа передачи этого тепла к потребителю:

1. Греем воду непосредственно в баке (система под давлением). Эта система проста и компактна, но за счет того, что бак расположен на улице, в зимнее время эффективность такой системы тоже имеет ряд ограничений.  

 

2. Передаем тепло теплоносителю и греем воду в баке косвенного нагрева, расположенному в помещении. Поговорим более подробно о солнечном вакуумном коллекторе:

Такая система универсальна. Она может быть интегрирована в систему отопления и существенно сократить расходы на топливо.

Но не стоит рассматривать солнечный коллектор как единственный источник тепла в Вашем доме. Законы физики неумолимы! Когда светит солнце — коллектор работает. Когда солнца нет — не работает!

Рассчитать эффективность солнечного вакуумного коллектора для горячего водоснабжения в первом приближении поможет следующая методика:

  • Шаг 1. Определить, на сколько градусов должна повыситься температура воды и ее объем. Семья - 4 человека (2 взрослых и 2 ребенка). В среднем на одного человека расходуется в день 50 литров воды. Соответственно 50*4=200 л.  Средняя температура водопроводной воды = 15°С. Она должна быть нагрета до 50°С. 50-15=35°С.
  • Шаг 2. Определить количество энергии необходимой для нагревания этого объема воды. Для нагрева одного литра воды на один градус надо затратить энергию равную 1 ккал. 200 л x 35°C = 7000 ккал. Для перевода данной энергии в кВт*ч воспользуемся следующей формулой 7000 / 859,8 = 8,14 кВт*ч (1 кВт*ч = 859,8 ккал)
  • Шаг 3. Определить количество энергии, которая может быть преобразована в тепло солнечным коллектором. Рассмотрим вариант расположения солнечной установки в Краснодаре. Значение солнечной радиации на поверхность, наклоненную к горизонту на 45° с ориентацией на юг, по данным за последние 22 года наблюдений:  в июле  на 1 м² составляет 5,44 кВт*ч/день, а в декабре  1,74 кВт*ч/день.  Эффективность вакуумного солнечного коллектора традиционно принимают за 80%. Это не совсем верно, так как на КПД влияют многие факторы, мы поговорим о них ниже. Но для предварительного расчета примем эту цифру. Значение передачи поглощенной энергии вакуумными трубками  равно 5,44 x 0,8 = 4,35 кВт*ч/день площади поглощения коллектора для июля. Значение передачи поглощенной энергии вакуумными трубками  равно 1,74 x 0,8 = 1,39 кВт*ч/день площади поглощения коллектора для декабря. Площадь абсорбции вакуумной трубки диаметром 58 и длиной 1800 мм составляет 0,0937 м². Несложно подсчитать, что одна трубка способна получать и передавать солнечное тепло в размере 0,4075 кВт*ч и 0,13 кВт*ч соответственно в июле и  декабре.
  • Шаг 4. Определить необходимое число трубок. Используя значение, вычисленное выше, определяем количество трубок, которое надо установить. Энергия, которую необходимо затратить на нагрев нужного количества воды, составляет 8,14 кВт*ч. Энергия, которую может передать одна вакуумная трубка, в зависимости от месяца составляет 0,4075 кВт*ч и 0,130 кВт*ч.

Июль – 8,14 / 0,4075 = 20 трубок. Декабрь – 8,14 / 0,130= 63 трубки.

Оптимальным выбором будет два 20-ти трубочных коллектора и бак на 220 литров с одним теплообменником. 

Для наглядности приведем таблицу эффективности коллекторного поля из 40 трубок ориентированного на юг.

Угол наклона трубок к горизонту 45º, выраженную в кВт*ч в день тепловой энергии, опираясь на данные Национального Управления по Воздухоплаванию и Исследованию Космического Пространства (NASA), получаем следующий график:

Чтобы эти цифры обрели прикладное значение, давайте попробуем рассчитать, на какую температуру в баке накопителе мы можем рассчитывать? 

Возьмем для примера рекомендованный из расчета бак на 220 литров.

Температура воды в баке на начало дня равна температуре в бойлерной, где он располагается и равна, предположим, 20ºС. 

Сначала переводим кВт*ч в килокалории:

Теперь, определим, на сколько градусов нагреет воду в баке наш коллектор за один СРЕДНИЙ  декабрьский день:

  • Pккал (мощность коллектора в ккал)
  • Vбака (Объем воды в баке): 220л
  • Δt искомая величина (значение температуры, на которое нагреется вода в баке за день).

Δt = Pккал/Vбака 

Несмотря на хорошую теплоизоляцию теплопровода, мы потеряем часть тепла по пути до бака. Сам бак тоже обладает не 100% теплоизоляцией.

Так же процесс теплообмена между концом трубки Heat Pipe и теплоносителем и теплообмен в змеевике бойлера снижает общую эффективность системы. Так что можно смело списывать еще 10% для зимы, 5% для  ноября и марта, 2% для апреля с октябрем. Летом можно принять этот вид потерь за ноль.

Δt= Pккал/Vбака*0,9 

Δt дек=4486/220*0,9=18ºС 

 Казалось бы все ясно и понятно. НО! Мы опираемся на данные среднемесячных наблюдений. А это значит, что В СРЕДНЕМ по декабрю мы получим такую величину Δt.  Давайте попытаемся понять, что значит это самое СРЕДНЕЕ: По данным портала: russia.pogoda360.ru солнечных дней в Краснодаре в декабре 31%, облачных 34%, пасмурных: 34%

В пасмурную погоду эффективность солнечного коллектора близка к нулю. Нет солнца — нет тепла.

Конечно какую-то энергию рассеянного солнечного излучения вакуумные трубки соберут, но при передаче ее воде бака естественные потери в теплотрассе и самом баке ее обнулят. Да и циркуляционный насос качающий теплоноситель не включится, если разность температур в коллекторе и баке не превысит хотя бы 10ºС.

Таким образом все те крохи тепла, что соберет коллектор просто развеятся. В такие дни поддержкой температуры в баке занимается электрический ТЭН, который предусмотрен во всех буферных емкостях. Если ТЭНа нет или он отключен, теплопотери бака ничем не компенсируются. Температура воды в баке сравняется с температурой воздуха в бойлерной.

Скорость с которой остынет вода, зависит от теплоизоляции бака и температуры внутри помещения. По эмпирическим данным потеря тепла составляет порядка 5-8ºС за 12 часов (ночь) при разнице температур в баке и помещении около 25ºС .
Если за сутки плотные тучи так и не рассеялись, наш бак остынет на 10-16 градусов. А за два дня потеряет все накопленное тепло.

В облачную погоду мы уже можем на что-то рассчитывать. Но опять же. Насколько она «облачна»? Сколько конкретно кВт*ч солнечного излучения приходит на нашу солнечную установку?  В лучшем случае нам удастся компенсировать естественное остывание бака...

Рассчитать точное значение мощности солнечного коллектора в каждый день можно, но для этого нужно иметь  данные инсоляции по каждому дню. Знать истинные цифры теплопотерь на конкретном объекте. Температуру воздуха и пр. Это имеет скорее научное, чем прикладное значение. Нам же надо понять принцип работы и возможности, которые предоставляет нам использование этого оборудования.  

Итак, мы имеем среднее значение Δt=18ºС.  Это значит, что в СРЕДНЕМ в декабре мы получим 38ºС в баке за один день. За ночь наш бак остынет, и если нам повезет и день снова будет СРЕДНИМ ( 🙂 ), к вечеру мы можем рассчитывать на 38-5+15=51ºС. Не учитывая потерь бака, о которых мы говорили выше. Но достаточно двух подряд пасмурных дней, чтобы вода в баке остыла до температуры окружающей среды. При этом, за два солнечных дня мы увидим 60-70 градусов на термометре бака, если не будет водоразбора. Где же этому предел? И почему мы так редко наблюдаем кипящую воду в баке зимой? Все дело снова в потерях! Чем выше разница между температурой в баке и воздухом в бойлерной, тем интенсивней идет теплообмен.

Так все-таки работает ли солнечный коллектор зимой или нет!?

Ответ: ДА работает! Но мы не можем рассматривать коллектор как единственный источник тепла. Лишь, как помощь основному источнику.

В среднем использование солнечного коллектора может экономить:

  • В зимний период от 20 до 40% энергии на отопление и ГВС.
  • В период с апреля по октябрь наши потребности в отоплении значительно ниже, а солнца больше. Здесь мы говорим о 60-70% на отопление и до 90% на ГВС.
  • С мая по сентябрь солнца много, потребности в отоплении нет совсем и мы закрываем 100%+ потребности в ГВС!

Вернемся снова к нашему расчету. Копнув чуть глубже мы выяснили, что не все так прямолинейно. И если расчет для ИЮЛЯ остается практически неизменным, то для февраля мы должны учесть потери как минимум 10%. Тогда наша формула будет выглядеть так:
Июль – 8,14 / 0,4075 = 20 трубок. Декабрь – 8,14 / (0,130*0,9)= 70 трубок. 
Поэтому,  нашей рекомендацией будет установка коллектора на 20 и 30 трубок, соединенных в группу на 50 трубок.  И установка электроТЭНа на 2 кВт в бак накопитель.

Куда же девать излишки тепла летом?  Решение зависит от конкретного объекта. Если есть бассейн — греем бассейн. Если нет — ставим тепловентилятор, который работает по принципу печки в автомобиле. Сбросом тепла управляет контроллер гелеосистемы. Все автоматизировано и не требует  участия человека. 

    

ИБП для гелиоустановки: Контроллер управления, циркуляционные насосы гелеосистемы и тепловентилятора работают от сети 220в 50Гц. В случае отключения электропитания в солнечный летний день, и остановки циркуляции теплоносителя ,температура в коллекторе достигнет предельных значений за считанные секунды.

Это может привести к аварии и дорогому ремонту оборудования.  Поэтому, верным решением будет обеспечить их работу источником бесперебойного питания, состоящего из небольшого инвертора с зарядным устройством и аккумуляторной гелевой батареи.

Специалисты нашей компании имеют богатый практический опыт в проектировании и установке солнечного оборудования. А прямые поставки с заводов изготовителей, гарантируют лучшие цены на рынке.

Мы предлагаем нашим клиентам не просто оборудование, а комплексное решение задач отопления и горячего водоснабжения. 

виды, плюсы и минусы, подключение

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

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

Солнечный коллектор для отопления дома

Отопление зимой

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Чтобы не допустить погрешностей, лучше расчет доверить специалистам.

Схема подключения вакуумного коллектора к системе отопления дома

Разновидности

Сегодня используются плоскопластинчатые и вакуумные типы гелиоустановок.

Плоскопластинчатые

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

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

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

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

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

Вакуумные

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

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

Достоинства и недостатки

У солнечных коллекторов имеется ряд плюсов:

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

Минусы:

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

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

Солнечный коллектор - плоский или вакуумный?

Плоский или вакуумный солнечный коллектор — плюсы и минусы

Добрый день, дорогие читатели. Зеленая планета продолжает раскрывать тему — альтернативные источники энергии.  Сегодня мы переходим от теоретической части (что такое солнечные коллекторы), к практической. Мы рассмотрим два основные вида солнечных коллекторов, проанализируем и сравним их характеристики, целесообразность и эффективность использования, с целью выяснить — какой солнечный коллектор лучше вакуумный или плоский.

Для начала, еще раз напомним общий принцип действия солнечного коллектора. С помощью данного устройства можно нагревать воду или отапливать здание. Лишь потратив деньги на его установку, вы будете получать экологически чистое тепло, а не покупать много киловатт электричества или использовать исчерпаемые ресурсы земли, такие как жидкое, газообразное или твердое топливо.

Сравнение плоских и вакуумных солнечных коллекторов.

Чтобы лучше разбираться в плюсах и минусах свойств плоских и вакуумных коллекторов, нужно обладать некоторыми знаниями, которыми мы и собираемся поделиться с нашими читателями, оценив и сравнив некоторые характеристики солнечных коллекторов.

Еще раз напомним, как выглядят солнечные коллекторы:

Плоский солнечный коллектор

Вакуумный солнечный коллектор

1. Прочность солнечных коллекторов

Существует мнение, что плоские солнечные коллекторы по своей конструкции куда прочнее вакуумных, и этому есть объяснение, плоский коллектор состоит из единой панели, и в отличии от вакуумного коллектора, с виду и по физическим данным выглядит прочнее. Но даже импортные плоские солнечные коллекторы вполне можно повредить. С другой стороны, случаи сильной непогоды, крупного града, ураганов или падения летательных аппаратов, которые способны повредить солнечные коллекторы, не так уж часто происходят в обычной среднестатистической местности.

С практической точки зрения, вакуумные коллекторы использовать удобнее, ведь такой коллектор состоит из множества стеклянных трубок. Если с коллектором что-то случится, то, возможно, повреждения коснуться одной или нескольких трубок, которые, во-первых, можно заменить, а во-вторых, можно сделать это не сразу, ведь остальные трубки останутся работоспособными. В случае повреждения плоского коллектора, он может целиком выйти из строя, и замена всей панели обойдется явно дороже замены одной или нескольких трубок вакуумного коллектора.

2. Снег и изморось для солнечных коллекторов

Для наших широт актуальность использования солнечных коллекторов в холодное время года не менее важна, поэтому важно знать некоторые особенности их зимней эксплуатации. Например, актуальный вопрос, как быть со снегом, который может скопиться на коллекторе и мешать его нормальной работе.

Следуя логике можно подумать, что на плоском коллекторе, установленном под углом 45 градусов, не задерживается снег, так как наклонная плоскость нагревается, и он будет лучше работать, без надобности его отчищать от снега. На практике, снег действительно подтаивает на солнце и сползает в нижнюю половину или треть коллектора, где может превращаться в снежно-ледяную корку. Вакуумные коллекторы, расположенные под углом 55-60 градусов, даже при небольшом ветре, легко обдуваются от снега естественным образом, если только они не установлены на земле, где намело сугробы.

Если же, и плоские и вакуумные коллекторы установлены на крыше или на земле, где собирается снег, то и тот и другой придется отчищать для нормальной работоспособности. Общее правило — чем больше угол наклона коллектора, тем меньше на нем будет собираться снег. Вакуумные коллекторы, установленные под углом от 55 градусов и выше, имеют еще одно преимущество перед плоскими коллекторами — они обладают повышенной устойчивостью к обильным снегопадам.

Также, существует мнение, что солнечные коллекторы покрываясь изморозью перестают нормально работать, на самом деле, изморозь не сильно влияет на работоспособность коллекторов. Изморозь обычно появляется после обильных осадков при повышенной влажности, как только выходит солнце, изморозь превращается в воду. Перед изморозью нет преимуществ ни у вакуумных, ни у плоских коллекторов.

3. Какой из солнечных коллекторов лучше подходит для систем отопления?

Продолжая тему использования солнечных коллекторов в холодное время хорошо бы выяснить, какой солнечный коллектор вакуумный или плоский лучше подходит для отопления зданий в зимний период. В холодное время года, системе солнечных коллекторов требуется большее время утром для нагрева теплоносителя и привода всей системы отопления в рабочее состояние, по сравнению с теплым периодом года.

Внешние части системы солнечных коллекторов соприкасаются с холодной окружающей средой, и теряют на этом какую-то часть тепла. Плоские коллекторы очень сильно теряют свою эффективность зимой, а вакуумные коллекторы за счет хорошей теплоизоляции, работают практически так же эффективно, как и летом.

Получается, что для отопления можно использовать оба типа коллекторов, для здания определенной площади эффективнее использовать вакуумные коллекторы, ведь если использовать плоские коллекторы, то понадобится в несколько раз больше самих коллекторов для поддержания той же мощности. Этот факт понижает экономическую целесообразность использования плоских солнечных коллекторов в системе отопления, в холодное время года.

Также стоит отметить, что для обеспечения горячим водоснабжением эффективнее использовать вакуумные коллекторы, так как в облачную и пасмурную погоду, за счет минимального теплообмена с окружающей средой, они дают достаточно тепла для нагрева воды, в то время, как плоские коллекторы могут гораздо хуже справляться с данной задачей, перекладывая ее на резервную систему подогрева воды.

4. Стоимость солнечных коллекторов.

Стоимость солнечных коллекторов зависит в первую очередь от производителя. Скажем, плоские коллекторы, сделанные в европейских странах, будут дороже вакуумных солнечных коллекторов, выпущенных в Китае. С другой стороны, российские или китайские плоские коллекторы могут быть в разы дешевле вакуумных коллекторов.

Как показывает практика, искать самые дешевые варианты не имеет смысла, так как во-первых, эффективность плоских коллекторов, особенно в странах с холодным климатом, куда ниже использования вакуумных коллекторов, во-вторых, КПД и сроки эксплуатации дешевых солнечных коллекторов могут быть в разы меньше, чем у более дорогих и качественных.

Плоские солнечные коллекторы производятся в Европе, Китае и России, они отличаются размерами, мощность можно рассчитать стандартно — по площади коллектора.

Европейские плоские коллекторы можно найти по высоким ценам, обычно предлагаются качественные плоские коллекторы с максимальной эффективностью для данного вида.

Российские плоские коллекторы по качеству уступают европейским, в основном зависит от производителя, лучше образцы практически сравнимы по показателям с европейскими, худшие — сопоставимы с дешевыми китайскими аналогами, цены средние.

Китайские плоские коллекторы — лучшие сопоставимы с российскими, остальные, особенно выпускаемые без бренда, могут быть очень неэффективными, с нарицательным — товары из Китая, но по низким ценам.

Вакуумные солнечные коллекторы, в большинстве своем, производятся в Китае, и надо сказать, здесь китайские разработчики преуспели. Качество коллекторов зависит от крупности производства, есть признанные лидеры производства вакуумных коллекторов, например — Himin Solar, а также, на рынке можно встретить предложения совсем кустарных компаний, которые будут заметно уступать в качестве продукции брендовым производствам.

Выводы: Какой тип солнечного коллектора лучше выбрать для России?

Для обеспечения объекта горячим водоснабжением можно выбрать, как плоский, так и вакуумный солнечный коллектор. Единственное, что нужно помнить, что вакуумный коллектор имеет гораздо более высокие показатели эффективности в облачную или пасмурную погоду, а также, в холодное время года.

Для отопления в нашем климате подходит использование вакуумного коллектора, самый эффективный с U-образным нагревательным элементом.

Естественно, нужно позаботится о резервной системе отопления и нагрева воды, ведь в ночное время, пасмурные и облачные дни, солнечные коллекторы не могут в полной мере осуществлять свои функции.

И не стоит экономить на покупке качественных солнечных коллекторов. Выбирая вакуумный коллектор, придется обратить свой взор к китайским фирмам, но здесь лучше присмотреться только к известным брендам и не покупать «китайские» товары.

Чтобы представить масштабы развития китайской технологии — достаточно взглянуть на огромный комплекс компании Himin Solar, который обслуживает свои нужды в отоплении и электроснабжении собственной выпущенной продукцией.

Огромный комплекс использующий альтернативные источники энергии.

Системы солнечных коллекторов для нагрева воды

  1. Дом и сад
  2. Green Living
  3. Источники энергии
  4. Системы солнечных коллекторов для нагрева воды

Рик ДеГюнтер

Для нагрева воды солнцем, широкий диапазон Имеются конструкции солнечных коллекторов. Некоторые системы представляют собой не что иное, как солнечные коллекторы. Например, накрывая бассейн солнечным одеялом, вы просто плаваете им прямо над водой.Когда вы хотите плавать, вы снимаете одеяло.

Эффективность коллектора - это мера того, насколько хорошо он преобразует излучение в полезное тепло. Пропуск большего количества жидкости через коллектор (или более быстрый запуск жидкостей) не приводит к большему накоплению тепла, потому что это определяется доступным излучением. Однако пропускание большего количества жидкости обычно сохраняет коллектор более холодным, что означает меньшие потери тепла окружающей среды и, следовательно, лучшую эффективность.

Срок службы коллектора важен при принятии решения.Некоторые из них не выдерживают более пары лет при полном пребывании на солнце. Остальные имеют гарантию более десяти лет.

Интегральный коллектор накопительный коллектор для бассейнов

Прямые, встроенные коллектор-накопители (ICS), такие как коллекторы бассейнов и периодические коллекторы, обычно заполняются водой, которая нагревается. Самый простой и дешевый коллектор на рынке - это гибкая формованная пластиковая решетка, подходящая для бассейнов.

Коллекторы

ICS доступны в большинстве магазинов товаров для бассейнов.Ожидайте, что вы потратите около 230 долларов на 80 квадратных футов для простейших моделей. Для типа, который вы устанавливаете на крышу, дополнительная целостность (срок службы) и производительность обходятся дороже.

Пластиковые каналы коллектора плавательного бассейна устойчивы к ветру и дождю.

Коллекторы периодического действия

Коллекторы периодического действия, другой тип коллекторов ICS, могут быть очень простыми: просто поставьте резервуар с водой на солнце и дайте ему нагреться. Если вы покрасите резервуар в черный цвет, он будет поглощать больше тепла. Если вы используете какой-нибудь светоотражающий материал, например, алюминиевую фольгу, чтобы направить еще больше солнечного света на резервуар, он работает еще лучше.Если вы запечатаете его в закрытом контейнере с застекленным окном, вы получите наилучшие результаты.

Коллекторы периодического действия хорошо работают без насосов и систем управления, поэтому они являются хорошими кандидатами в удаленных местах. Коллекторы периодического действия могут весить много, более 1000 фунтов, когда они наполнены водой, поэтому вам необходимо убедиться, что место установки выдержит такой вес.

Коллектор партии можно сделать из барабана емкостью 55 галлонов, выкрашенного в черный цвет, и в некоторых частях мира это стандартная рабочая процедура.

Плоские солнечные коллекторы

Плоский солнечный коллектор состоит из прямоугольной коробки 2 фута. или 4 фута. в ширину на 4 фута. до 12 футов. длиной и толщиной 8 дюймов. Пластина из меди или алюминия на дне коробки имеет черный цвет, чтобы поглощать максимальное количество солнечного света. Ряды трубок циркуляции жидкости находятся в непосредственном контакте с пластиной абсорбера; когда солнечный свет нагревает пластину, тепло передается циркуляционным трубкам и жидкости. Пластина-поглотитель изолирована от корпуса, а стеклянная или пластиковая крышка изолирует блок и пропускает максимальное количество солнечного света с минимальными потерями тепла.Качественные блоки имеют застекленное окно из кремнистого стекла с низким содержанием железа.

Плоские солнечные коллекторы являются наиболее распространенным типом коллекторов.

Они очень эффективно нагревают воду, и у них нет движущихся частей или требований к техническому обслуживанию, кроме очистки окна от мусора. Они хорошо работают при ветре и дожде, хорошо проливают снег и переносят кратковременные морозы. Вот несколько вопросов безопасности и обслуживания, которые следует учитывать:

  • Плоский солнечный коллектор может немного весить.Монтаж обычно требует большой помощи.

  • Всегда покупайте монтажное оборудование вместе с коллектором, чтобы исключить возможность появления разнородных металлов и гальванических реакций.

Коллекторы вакуумные

Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы представляют собой ряд стеклянных колпаков (трубок), в которых отсутствует воздух, что создает вакуум и обеспечивает отличную изоляцию. Медные стержни внутри трубок соединены с массивной медной трубкой внутри закрытого коллектора, по которой течет вода.Медные стержни очень сильно нагреваются в солнечный день, и тепло перемещается прямо в медную массу в коллекторе, а оттуда в жидкость. Когда отражатели расположены за трубками или вокруг них, эти коллекторы еще более эффективны.

Эти коллекторы устойчивы к морозам и работают очень хорошо, даже когда температура воздуха опускается ниже нуля. Однако они более дорогие.

Вакуумные трубчатые коллекторы хорошо работают в ветреную и влажную погоду.

Эти коллекторы работают лучше, чем другие типы коллекторов в пасмурные дни, а в солнечные дни они работают большую часть светового дня, так как трубки всегда перпендикулярны солнцу.

Вакуумные трубчатые коллекторы хрупкие; если уплотнение сломается, производительность будет плохой из-за нарушения вакуума и плохой изоляции. С другой стороны, очень легко заменить один элемент, если он сломается. Для большинства коллекторов поломка означает снятие и замену всего коллектора.

Об авторе книги
Рик ДеГюнтер - основатель Efficient Homes, энергетической аудиторской и консалтинговой фирмы.Он имеет степень бакалавра инженерной физики и двойную степень магистра прикладной физики и инженерно-экономических систем. Рик также является автором книг Energy Efficient Homes For Dummies и Alternative Energy For Dummies .

Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Солнечные водонагреватели, также называемые солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть экономичным способом получения горячей воды для вашего дома. Их можно использовать в любом климате, а топливо, которое они используют - солнечный свет - бесплатное.

Как они работают

Солнечные водонагревательные системы включают резервуары для хранения и солнечные коллекторы. Есть два типа солнечных водонагревательных систем: активные, у которых есть циркуляционные насосы и средства управления, и пассивные, у которых нет.

Активные солнечные водонагревательные системы

Существуют два типа активных солнечных водонагревательных систем:

  • Системы прямой циркуляции
    Насосы обеспечивают циркуляцию бытовой воды через коллекторы в дом.Они хорошо работают в климате, где редко замерзает.
  • Системы косвенной циркуляции
    Насосы обеспечивают циркуляцию незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Это нагревает воду, которая затем течет в дом. Они популярны в климате, склонном к отрицательным температурам.
Пассивные солнечные водонагревательные системы

Пассивные солнечные водонагревательные системы обычно дешевле, чем активные системы, но обычно не так эффективны.Однако пассивные системы могут быть более надежными и могут прослужить дольше. Существует два основных типа пассивных систем:

  • Пассивные системы со встроенным накопителем и накопителем
    Они лучше всего работают в областях, где температура редко опускается ниже нуля. Они также хорошо работают в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде.
  • Системы Thermosyphon
    Вода течет через систему, когда теплая вода поднимается, а более холодная вода опускается. Коллектор необходимо установить под накопительной емкостью, чтобы в емкость поднималась теплая вода.Эти системы надежны, но подрядчики должны уделять особое внимание конструкции крыши из-за тяжелого резервуара для хранения. Обычно они дороже интегральных пассивных систем коллектор-накопитель.

Резервуары для хранения и солнечные коллекторы

Для большинства солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный резервуар. Резервуары для хранения солнечной энергии имеют дополнительный выход и вход, соединенные с коллектором и от него. В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду до того, как она поступает в обычный водонагреватель.В системах с одним резервуаром резервный нагреватель объединен с накопителем солнечной энергии в одном резервуаре.

Для жилых помещений используются три типа солнечных коллекторов:

  • Плоский коллектор
    Стеклянные плоские коллекторы - изолированные, защищенные от атмосферных воздействий коробки, которые содержат темную абсорбирующую пластину под одной или несколькими крышками из стекла или пластика (полимера) . Плоские неглазурованные коллекторы, обычно используемые для солнечного обогрева бассейнов, имеют темную пластину абсорбера, сделанную из металла или полимера, без крышки или корпуса.
  • Интегральные коллекторно-накопительные системы
    Также известные как системы ICS или партии , они имеют один или несколько черных резервуаров или трубок в изолированном остекленном ящике. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду. Затем вода поступает в обычный резервный водонагреватель, обеспечивая надежный источник горячей воды. Их следует устанавливать только в условиях умеренно-морозного климата, поскольку наружные трубы могут замерзнуть в суровую и холодную погоду.
  • Солнечные коллекторы с вакуумными трубками
    Они представляют собой параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую трубку-поглотитель, прикрепленную к ребру. Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует тепловым потерям. Эти коллекторы чаще используются для коммерческих приложений в США.

Солнечные водонагревательные системы почти всегда нуждаются в резервной системе в пасмурные дни и в периоды повышенного спроса. Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резервное копирование и могут уже быть частью солнечной системы.Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами. Поскольку система накопления со встроенным коллектором уже накапливает горячую воду в дополнение к сбору солнечного тепла, она может быть укомплектована водонагревателем без резервуара или водонагревателем по запросу в качестве резервного.

Выбор солнечного водонагревателя

Перед покупкой и установкой солнечной водонагревательной системы необходимо сделать следующее:

Также необходимо изучить различные компоненты, необходимые для солнечных водонагревательных систем, в том числе следующие:

Установка и обслуживание Система

Правильная установка солнечных водонагревателей зависит от многих факторов.Эти факторы включают солнечные ресурсы, климат, местные строительные нормы и правила и вопросы безопасности; поэтому лучше всего обратиться к квалифицированному подрядчику по установке солнечных тепловых систем.

После установки правильное обслуживание вашей системы обеспечит ее бесперебойную работу. Пассивные системы не требуют особого обслуживания. Для активных систем обсудите требования к техническому обслуживанию со своим поставщиком системы и обратитесь к руководству пользователя системы. Сантехника и другие традиционные компоненты водяного отопления требуют того же обслуживания, что и обычные системы.Стекло может потребоваться в сухом климате, где дождевая вода не обеспечивает естественного ополаскивания.

Регулярное обслуживание простых систем может проводиться не чаще, чем каждые 3–5 лет, предпочтительно подрядчиком по солнечной энергии. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены детали или двух через 10 лет. Узнайте больше об обслуживании и ремонте солнечных водонагревательных систем.

При отборе потенциальных подрядчиков для установки и / или технического обслуживания задайте следующие вопросы:

  • Есть ли у вашей компании опыт установки и обслуживания солнечных водонагревательных систем?
    Выберите компанию, у которой есть опыт установки системы нужного вам типа и обслуживания выбранных вами приложений.
  • Сколько лет ваша компания имеет опыт монтажа и обслуживания солнечного отопления?
    Чем больше опыта, тем лучше. Запросите список прошлых клиентов, которые могут предоставить рекомендации.
  • Имеет ли ваша компания лицензию или сертификат?
    В некоторых штатах требуется наличие действующей лицензии сантехника и / или подрядчика по солнечной энергии. Свяжитесь с вашим городом и округом для получения дополнительной информации. Подтвердите лицензирование с советом по лицензированию подрядчиков вашего штата.Совет по лицензированию также может сообщить вам о любых жалобах на подрядчиков, получивших государственную лицензию.
Повышение энергоэффективности

После того, как ваш водонагреватель правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить ваши счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы более экономически выгодно устанавливать вместе с водонагревателем.

Другие варианты водонагревателей

1 комплект солнечного коллектора солнечного водонагревателя, 10 вакуумных трубок, вакуумные трубки с тепловыми трубками, новые | вакуумные трубки с тепловыми трубками | набор солнечных коллекторов из

Этот список включает в себя: 1 комплект солнечного коллектора солнечного водонагревателя (длина трубки: 0.5 метров, внешний диаметр трубки: φ58 мм, 10 трубок), в том числе:

1). 10 шт. Вакуумных трубок с тепловой трубкой

2). 1 шт. Коллектора (10 отверстий)

3). Держатель трубки 10 шт.

4). 1 комплект алюминиевого кронштейна с болтами и гайками.

(Примечание: из-за сложности отправки после сборки, мы должны отправить вам до сборки.)

Технический параметр:

1).Длина трубки: 0,5 метра

2). Наружный диаметр трубки: φ58 мм

3). Кол-во трубок: 10

4). Коллектор: внешняя оболочка: алюминиевый сплав, толщина: 1,8 мм; изоляционный слой: в целом минеральная вата

5). Тепловая трубка: красная медь ТУ1 + вода; мощность передачи:> = 150 Вт; рабочее давление: 4 МПа; давление сварки: 4 МПа

6). Пылезащитная резина: EPDM

7). трубка с тремя мишенями: с высоким содержанием бора и кремния 3,3; Состав: Постепенное изменение AL-N / AL селективно поглощающее покрытие; Степень вакуума: P <= 5 * 10-4;

8).Кронштейн: алюминиевый сплав

9). Держатель трубки: ABS, черный

Применение: Его можно использовать в качестве солнечного коллектора для солнечной системы водяного отопления, для учебного проекта или демонтажа, или в качестве небольшого солнечного коллектора для системы водяного отопления дома. и т.п.

Платеж

· Пожалуйста, оплатите в течение 3 дней после аукциона.

· Пожалуйста, свяжитесь с нами для оплаты, если у вас возникли проблемы.

Условия продажи

· Положительный отзыв - это наша жизнь. Прежде чем оставить нейтральный или отрицательный отзыв, пожалуйста, сначала свяжитесь с нами, чтобы получить лучшее решение. Мы заботимся о наших уважаемых клиентах. Так что если у вас возникнут проблемы, немедленно свяжитесь с нами. Пожалуйста, дайте нам возможность решить проблему. Мы понимаем, что у вас могут быть проблемы и разочарования, и делаем все возможное, чтобы решить эти проблемы. Оставление нейтральной или отрицательной обратной связи не может решить проблемы.

Детали доставки

· Ваш товар будет отправлен в течение 48 часов в рабочие дни, если оплата заказа будет произведена до 20:00 по тихоокеанскому стандартному времени ежедневно (кроме субботы, воскресенья и праздничных дней). Если будет исключение, мы сообщим вам.

· Покупатель, как импортер, несет ответственность за оплату стоимости таможенного оформления или соответствующего налога.

О нас

· Добро пожаловать в наш магазин.Мы специализируемся на энергосберегающей электронике: солнечные водонагреватели и контроллеры, насосные станции, солнечные контроллеры заряда, инверторы, солнечные лампы и т. Д. Пожалуйста, приезжайте к нам почаще. Нам приятно работать с вами!

Свяжитесь с нами

· Все общение осуществляется через электронную почту и сообщения ALI. Мы стремимся отвечать на все электронные письма как можно быстрее.

- Системы горячего водоснабжения и отопления на базе солнечных вакуумных коллекторов

Фотогалерея Системы горячего водоснабжения и отопления на базе солнечных вакуумных коллекторов

1. Переуступка .

Система на основе вакуумных солнечных коллекторов предназначена для производства горячей воды заданной температуры путем поглощения солнечного излучения, преобразования его в тепло, аккумулирования и передачи потребителю.

Система состоит из двух основных элементов:

  • Коллекторы солнечные вакуумные наружные блочные;
  • Внутренний блочный бак теплообменника

Солнечный вакуумный коллектор поглощает солнечное излучение в любую погоду, вне зависимости от температуры на улице.Коэффициент энергии поглощения таких коллекторов составляет 98% при коэффициенте уровня 10 -5 ¸ 10 -6 . Солнечные батареи устанавливаются на крышах зданий таким образом, чтобы наиболее эффективно использовать площадь крыши для поглощения энергии. Коллекторы устанавливаются под любым углом, от 0 до 90 градусов. Срок службы вакуумных коллекторов не менее 15 лет.

Бак теплообменника - это компьютерная система преобразования, поддержания и сохранения тепла, полученного от солнечной энергии, а также от других источников энергии, например (традиционный обогреватель, работающий от электричества, газа или масла), которая обеспечивает система, если солнечного излучения недостаточно.Нагретая таким образом вода поступает из блочного теплообменника в радиаторы системы отопления, а вода из бака используется для горячего водоснабжения.

Блок управления на базе микропроцессора предназначен для регулирования температуры в солнечном коллекторе и баке теплообменника, а также для выбора оптимального режима работы в течение суток. При этом регулятор регулирует поток теплоносителя через теплообменник.

В ночное время автоматическая система потребляет минимум дополнительной энергии для поддержания заданной температуры в доме.Система имеет небольшую инертность и быстрый выход в рабочий режим.

2. Динамика работы системы (рис.1.)

В начальном состоянии вода в баке (8) холодная, трехходовая крышка (2) находится справа - сверху, теплоноситель (пропиленгликоль), циркулирующий в коллекторе (1), также холодный, теплоноситель в системе отопления холодный, котел только заработал, насосы (4), (7) включены, насос (9) выключен.Включен электрический нагреватель (10) 3 кВт, встроенный в бак. Желаемая температура указывается на контроллере (6)

Когда светит солнце, теплообменник в коллекторе нагревается очень быстро. Контроллер включает насос (9) и передает тепло через нижний теплообменник бака и нагревает воду для горячего водоснабжения. Одновременно работающий котел нагревает систему отопления и нагревает воду для горячего водоснабжения через верхний теплообменник.

Когда температура воды в баке сравняется, например, 55 , контроллер переключает трехходовой верх (2) в положение сверху вниз. Таким образом, горячий теплоноситель от солнечных коллекторов поступает в пластинчатый теплообменник, установленный на дне бака, передавая тепло в тепловую систему. Когда температура в системе отопления достигает установленного значения, основной котел отключается и система отопления продолжает работать только от солнечной энергии.Если при очень интенсивном расходе горячей воды из системы горячего водоснабжения температура в баке опускается ниже 55 , контроллер снова переключает трехходовую крышку (2) в положение вверху справа для поддержания заданной температуры. Электронагреватель (10) работает независимо от контроллера. Температура его отключения задается на отдельном блоке управления, который находится в нижней части передней панели бака.

3.Системные элементы.

3.1. Солнечные вакуумные коллекторы.

Солнечные коллекторы Thermomax преобразуют прямые солнечные лучи в тепло. Инфракрасное излучение, которое проходит сквозь облака, также поглощается и превращается в тепло.

Система Solamax представляет собой солнечный коллектор с прямым потоком. Сфера применения - горячее водоснабжение, теплоснабжение в частных и коммерческих зданиях. Теплоотдача от стержня коллектора идет к теплоизолированному коллектору по медной трубке; внутри которого циркулирует теплопередающий материал.Конструкция этой трубки представляет собой конфигурацию отдельных каналов, разделяющих потоки циркулирующего теплоносителя по трубкам солнечного коллектора. Высокое качество изоляции НКТ обеспечивает минимальные тепловые потери. Система устанавливается на крыше здания под углом горизонта, равном широте места. Для плоской кровли используются специальные регулирующие стойки из нержавеющей стали. Каждая вакуумная трубка может поворачиваться в любую сторону на угол 30 .

Поставляем два типа коллекторов - 20 или 30 трубок (2 м 2 или 3 м 2 ).

Коллектор СОЛ20

Коллектор SOL30

Площадь поверхности поглотителей

2 м 2

3 м 2

Габаритные размеры

1500x2040 мм

2210x2040 мм

Диаметр трубки

4,0 литра

6,0 литров

Масса (без теплоносителя)

62 кг

89 кг

Поглощение

Не менее 96%

Эффективность

n o = 0,82, k 1 = 1,5, k 2 = 0,005 Вт / м 2 K

Уровень вакуума

Не менее 10 -5 мбар

3.2. Штанга теплообменника для накопления и сохранения тепла.

Включает в себя две внутренние теплообменные спирали, автоматизированные механизмы управления нагревом SMT300 (контроллер), насосный блок с перепуском давления, насос, электронагреватель 1 или 3 кВт, клапаны, верхнюю часть для контроля заливки воды, разъемы, манометр, предохранительный клапан 6 атм., комплект для безопасного подключения к системе отопления, верх трехходовой, теплообменник пластиковый для системы отопления

Когда требуется горячая вода и отопление одновременно, солнечная энергия выделяется как на отопление основного котла, так и на горячее водоснабжение.При достижении заданной температуры автоматические механизмы переключают подачу тепла в теплопровод. Последовательность работы таких систем может быть изменена на обратную в зависимости от климатической зоны или сезона. Система спроектирована таким образом, что к ней можно легко подключить любые другие системы отопления.

Модель

D3099

D3077

Объем бака

255 л

160 л

Высота, мм

1820

1820

Ширина, мм

600

460

Длина, мм

600

460

Масса, кг

150

100

Рабочее давление котла

1,5 - 4,5

1,5

Электрическое отопление

1000 Вт / 230 В 3000 Вт / 400

3.3. Микропроцессорный контроллер SMT300.

Контроллер SMT300 предназначен для регулирования температуры в солнечном коллекторе, в баке теплообменника, а также для выбора оптимального режима работы системы в течение 24 часов.

Контроллер выполняет следующие функции:

  • Индикация температуры коллекторов
  • Индикация температуры в баке;
  • Индикация резервной температуры подающей линии теплообменника;
  • Установка минимальной температуры коллектора;
  • Установка температуры в баке;
  • Установка температуры незамерзания;
  • Установка температуры Дельта Т »;
  • Запоминание мин.и макс. температура;
  • Блокировка клавиатуры контроллеров;
  • Индикация повреждений датчиков

3.4. Комплект периферийного оборудования. (Используется, когда бак теплообменника для аккумуляции тепла не требуется).

Насосный блок с контроллером SMT 300, трехходовой крышкой, разъемами, манометром, предохранительным клапаном 6 атм. Это компактное устройство, которое используется для подключения солнечного коллектора к ранее существовавшему резервуару или системе отопления через дополнительный теплообменник.

Солнечный вакуумный коллектор

обеспечивает солнечное излучение в любую погоду, вне зависимости от температуры на улице и уровня солнечной радиации. Коэффициент поглощения энергии 98%. Коллектор устанавливается на крыше здания под углом от 0 до 90 градусов, чтобы наиболее эффективно использовать площадь крыши для поглощения энергии. Срок службы вакуумных коллекторов не менее 15 лет.

348685 102 Solamax 2 2 , 1 коллектор 20 + 20 пробирок (D2150)

348685103 Solamax 3 2 , 1 коллектор 30 + 30 пробирок (D2150)

Солнечный коллектор

Тип SK500N - вертикальный, 2,57 м 2 , В * Ш * Г: 2079 * 1239 * 100 мм, вес 49 кг
Ширина (W) разъемов 1257мм

Тип SK500L - горизонтальный, 2,57 м 2 , В * Ш * Г: 1239 * 2079 * 100 мм, вес 49 кг
ширина (W) разъемов мм 2098

Резервуар для сохранения солнечного тепла 255 литров

Высота 1820 мм, длина 600 мм, ширина 600
6 вариантов комплектации.

3 48868257 TS 255 литров (D3099) с двумя спиралями и контроллером

348868 258 TS 255 литров (D3074) с двумя спиралями, контроллером, электронагревателем,

348868 259 TS 255 литров (D3099) с двумя спиралями, контроллером и пластинчатым теплообменником

348868 260 TS 255 литров (D3074) с двумя спиралями, контроллером, пластинчатым теплообменником и электронагревателем

Бак для сохранения солнечного тепла 300 и 400 и 500 литров

ELB300R2E 300 литров, круглый изолированный бак с двумя спиралями и с двойной антикоррозийной поверхностью, высота 1834 мм, диаметр 600 мм, верхняя спираль 0,81 м 2 / нижняя спираль 1,49 м 2 , вес 115 кг

ELB400R2E 400 литров, круглый изолированный бак с двумя спиралями и с двойной антикоррозионной поверхностью, высота 1631 мм, диаметр 700 мм, верхняя спираль 1,0 м 2 / нижняя спираль 1,83 м 2 , вес 135 кг

ELB500R2E 500 литров, круглый изолированный бак с двумя спиралями и с двойной антикоррозийной поверхностью, высота 1961 мм, диаметр 700 мм, верхняя спираль 1,28 м 2 / нижняя спираль 2,11 м 2 , вес 150 кг

Стандартные комплекты солнечных систем отопления и горячего водоснабжения

1 .

S 255 литров (D3074) с двумя спиралями, (верхняя спираль предназначена для подключения к существующей системе отопления), устройство для регулирования температуры SMT300 (контроллер), насосный блок с ограничением давления, насос, электронагреватель, 1 или 3 , клапаны, трехходовой верх, коннекторы, манометр, предохранительные клапаны 6 атм., комплект для безопасного подключения к системам отопления, пластиковый теплообменник для системы отопления и избавления от лишнего тепла.

Вакуумный гелиоколлектор Solamax 6 м 2 (коллекторный блок 2шт, вакуумные трубки 60шт.), теплообменник пропиленгликоль 15 л.

2 .

S 255 литров (D3074) с двумя спиралями, (верхняя спираль предназначена для подключения к существующей системе отопления), устройство для регулирования температуры SMT300 (контроллер), насосный блок с ограничением давления, насос, электронагреватель, 1 или 3 , клапаны, трехходовой верх, коннекторы, манометр, предохранительные клапаны 6 атм., комплект для безопасного подключения к системам отопления, пластиковый теплообменник для системы отопления и избавления от лишнего тепла.

Солнечный коллектор вакуумный Solamax 6 м 2 (коллекторный блок 3шт, вакуумные трубки 90 шт.), Теплоноситель пропиленгликоль 20 литров.

Коллектор откачанных труб | Учебники по альтернативной энергии

Вакуумный трубчатый коллектор Статья Учебники по альтернативной энергии 18.06.2010 08.02.2020 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Солнечные вакуумные трубчатые коллекторы для солнечной горячей воды

В предыдущем уроке мы рассмотрели плоские солнечные коллекторы и увидели, что они состоят из почерневшей металлической поглощающей пластины и водопроводных труб, заключенных в герметичный застекленный и изолированный металлический (или деревянный) ящик.Трубы, называемые стояком, припаяны к пластине абсорбера, переносят жидкость, которая нагревается солнцем, а в системе прямого нагрева вода нагревается, когда она циркулирует через панели в резервуар для хранения. В непрямых системах энергия солнца нагревает смесь гликоля и воды, которая не может замерзнуть и которая, в свою очередь, нагревает воду в резервуаре.

Хотя этот тип солнечных систем горячего водоснабжения дешев и прост в установке, проблема с плоскими пластинчатыми коллекторами заключается в том, что они «плоские». Это приводит к ограничению их эффективности, поскольку они могут работать с максимальной эффективностью только тогда, когда солнце находится прямо над головой в полдень.В других случаях солнечные лучи падают на коллектор под разными углами, отражаясь от материала остекления, что снижает их эффективность.

Солнечные системы горячего водоснабжения, в которых используются вакуумные трубчатые коллекторы в качестве источника тепла, преодолевают эту проблему, поскольку в солнечных коллекторах используются отдельные закругленные трубы, которые всегда перпендикулярны солнечным лучам большую часть дня. Это позволяет солнечной системе горячего водоснабжения, использующей вакуумный трубчатый коллектор , работать с гораздо более высокой эффективностью и температурой в течение гораздо более длительного периода времени, чем обычная система с установленным одним плоским коллектором.Кроме того, еще одним преимуществом технологии солнечных вакуумных трубок является то, что проблемы веса и конструкции крыши, вызываемые стандартными системами плоских пластин, устраняются, поскольку солнечные трубки не заполнены большим количеством тяжелой воды.

Коллектор вакуумный

Коллектор откачанных труб

Вакуумный трубчатый коллектор состоит из ряда рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, подключенных к коллекторной трубе и используемых вместо почерневшей теплопоглощающей пластины, которую мы видели в предыдущем плоском пластинчатом коллекторе.

Эти стеклянные трубки имеют цилиндрическую форму. Следовательно, угол падения солнечного света всегда перпендикулярен теплопоглощающим трубкам, что позволяет этим коллекторам хорошо работать даже при слабом солнечном свете, например, когда он ранним утром или поздно днем, или когда он затенен облаками. Вакуумные трубчатые коллекторы особенно полезны в регионах с холодной, пасмурной и зимней погодой.

Итак, как работают солнечные вакуумные трубчатые коллекторы ?. Вакуумные трубчатые коллекторы состоят из одного или нескольких рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, поддерживаемых на раме.Каждая отдельная трубка имеет диаметр от 1 дюйма (25 мм) до 3 дюймов (75 мм) и от 5 футов (1500 мм) до 8 футов (2400 мм) в длину в зависимости от производителя. Каждая трубка состоит из толстой стеклянной внешней трубки и более тонкой внутренней стеклянной трубки (называемой «двойной стеклянной трубкой») или «трубки термоса», покрытой специальным покрытием, поглощающим солнечную энергию, но препятствующим потерям тепла. Трубки изготовлены из боросиликатного или натриево-кальциевого стекла, которое является прочным, устойчивым к высоким температурам и имеет высокий коэффициент пропускания солнечного излучения.

В отличие от плоских коллекторов, вакуумные трубчатые коллекторы не нагревают воду непосредственно внутри труб. Вместо этого воздух удаляется или откачивается из пространства между двумя трубками, образуя вакуум (отсюда и название вакуумные трубки ). Этот вакуум действует как изолятор, значительно снижая любые потери тепла в окружающую атмосферу за счет конвекции или излучения, делая коллектор намного более эффективным, чем внутренняя изоляция, которую могут предложить плоские пластинчатые коллекторы.С помощью этого вакуума вакуумные трубчатые коллекторы обычно производят более высокие температуры жидкости, чем их аналоги с плоскими пластинами, поэтому летом они могут сильно нагреваться.

Коллектор вакуумный

Внутри каждой стеклянной трубки плоское или изогнутое алюминиевое или медное ребро прикреплено к металлической тепловой трубке, проходящей через внутреннюю трубку. Ребро покрыто селективным покрытием, которое передает тепло жидкости, циркулирующей по трубе. Эта герметичная медная тепловая трубка передает солнечное тепло посредством конвекции своего внутреннего теплоносителя к «горячей лампе», которая косвенно нагревает медный коллектор внутри резервуара.Все эти медные трубы подключены к общему коллектору, который затем подключается к резервуару для хранения, таким образом нагревая горячую воду в течение дня. Затем горячую воду можно использовать ночью или на следующий день из-за изоляционных свойств бака.

Изоляционные свойства вакуума настолько хороши, что, хотя температура внутренней трубки может достигать 150–90–305 ° C, внешняя трубка холоднее на ощупь. Это означает, что водонагреватели с вакуумными трубками могут работать хорошо и могут нагревать воду до довольно высоких температур даже в холодную погоду, когда плоские коллекторы работают плохо из-за потерь тепла.

Однако недостатком использования вакуумированных трубок является то, что панель может быть намного дороже по сравнению со стандартными плоскими коллекторами или солнечными коллекторами периодического действия. Солнечные коллекторы с вакуумированными трубками хорошо подходят для коммерческого и промышленного нагрева горячей воды и могут быть эффективной альтернативой плоским пластинчатым коллекторам для отопления жилых помещений, особенно в областях, где часто бывает облачно.

Вакуумные трубчатые коллекторы в целом более современные и более эффективные по сравнению со стандартными плоскими коллекторами, поскольку они могут извлекать тепло из воздуха во влажные пасмурные дни и не нуждаются в прямом солнечном свете для работы.Из-за вакуума внутри стеклянной трубки общий КПД во всех областях выше и производительность лучше, даже когда солнце находится под неоптимальным углом. Для этих типов солнечных панелей для горячей воды действительно важна конфигурация вакуумной трубки. Существует несколько различных конфигураций вакуумных трубок, одностенных, двустенных, прямоточных или тепловых трубок, и эти различия могут определять, как жидкость циркулирует вокруг солнечной панели для горячего водоснабжения.

Вакуумные коллекторы с тепловыми трубками

В вакуумных трубчатых коллекторах с тепловыми трубками герметичная тепловая трубка, обычно сделанная из меди для повышения эффективности коллектора при низких температурах, прикреплена к теплоотражающей пластине внутри вакуумной герметичной трубки.Из полой медной тепловой трубки внутри трубки откачивается воздух, но она содержит небольшое количество жидкости спирт / вода низкого давления, а также некоторые дополнительные добавки для предотвращения коррозии или окисления.

Этот вакуум позволяет жидкости испаряться при очень более низких температурах, чем обычно при атмосферном давлении. Когда солнечный свет в форме солнечного излучения попадает на поверхность пластины поглотителя внутри трубки, жидкость в тепловой трубке быстро превращается в горячий газ типа пара из-за наличия вакуума.Поскольку теперь этот газовый пар стал легче, он поднимается вверх к верхней части трубы, нагревая его до очень высокой температуры.

Верхняя часть тепловой трубки и, следовательно, откачиваемая трубка соединены с медным теплообменником, называемым «коллектором». Когда горячие пары, все еще находящиеся внутри герметичной тепловой трубки, попадают в коллектор, тепловая энергия пара передается воде или гликолевой жидкости, протекающей через соединительный коллектор. По мере того как горячий пар теряет энергию и охлаждается, он снова конденсируется из газа в жидкость, стекающую обратно по тепловой трубе для повторного нагрева.

Тепловая труба и, следовательно, вакуумные трубчатые коллекторы должны быть установлены таким образом, чтобы иметь минимальный угол наклона (около 30 o ), чтобы внутренняя жидкость тепловой трубы возвращалась обратно вниз к горячей пластине абсорбера. в нижней части трубки. Этот процесс преобразования жидкости в газ и обратно в жидкость снова продолжается внутри герметичной тепловой трубы, пока светит солнце.

Основным преимуществом коллекторов с вакуумной трубкой является то, что между пластиной абсорбера и коллектором имеется «сухое» соединение, что значительно упрощает установку по сравнению с прямоточными коллекторами.Кроме того, в случае растрескивания или разрушения откачиваемой трубки и потери вакуума, отдельную трубку можно заменить без опорожнения или демонтажа всей системы. Такая гибкость делает солнечные водонагреватели с вакуумными трубками с тепловыми трубками идеальными для солнечных батарей с замкнутым контуром, поскольку модульная сборка обеспечивает легкую установку и возможность простого расширения за счет добавления любого количества трубок.

Коллектор с прямыми вакуумированными трубками

Вакуумные трубчатые коллекторы с прямым потоком, также известные как U-образные трубчатые коллекторы, отличаются от предыдущих тем, что они имеют две тепловые трубки, проходящие через центр трубки.Одна труба действует как подающая труба, а другая - как обратная труба. Обе трубы соединяются вместе в нижней части трубы с помощью U-образного изгиба, отсюда и название. Теплопоглощающая отражающая пластина действует как разделительная полоса, разделяющая подающую и обратную трубы через трубы солнечного коллектора. Пластина абсорбера и трубка теплопередачи также герметично закрыты стеклянной трубкой, что обеспечивает исключительные изоляционные свойства.

Полые тепловые трубки и плоская или изогнутая пластина отражателя изготовлены из меди с селективным покрытием для повышения общей эффективности коллектора.Эта конкретная конфигурация вакуумной трубки аналогична работе плоских пластинчатых коллекторов, за исключением вакуума, создаваемого внешней трубкой.

Поскольку теплоноситель течет в каждую трубку и из нее, вакуумные трубчатые коллекторы прямого потока не так гибки, как тепловые трубки. Если трубка треснула или сломалась, ее нелегко заменить. Система потребует слива, так как между трубкой и коллектором имеется «влажное» соединение.

Многие специалисты в области солнечной энергетики считают, что конструкции с прямоточными вакуумными трубками более энергоэффективны, чем конструкции с тепловыми трубками, потому что при прямом потоке не происходит теплообмена между жидкостями.Кроме того, в цельностеклянной конструкции с прямым потоком две тепловые трубки размещены одна внутри другой, так что нагретая жидкость проходит по середине внутренней трубки, а затем обратно вверх через внешнюю абсорбирующую трубку.

Вакуумируемые трубки с прямым потоком могут собирать как прямое, так и рассеянное излучение и не требуют отслеживания солнечного излучения. Тем не менее, отражатели различной формы, расположенные за трубками, иногда используются для полезного сбора части солнечной энергии, которая в противном случае может быть потеряна, обеспечивая тем самым небольшое количество солнечной концентрации.

Другие соображения при использовании вакуумных трубчатых коллекторов

Вследствие герметичного вакуума в конструкции вакуумные трубчатые коллекторы могут сильно нагреваться, превышая температуру кипения воды в жаркие летние месяцы. Эти высокие температуры могут вызвать серьезные проблемы в существующей бытовой солнечной системе горячего водоснабжения, такие как перегрев и растрескивание вакуумированных стеклянных трубок.

Чтобы предотвратить это в жарком летнем климате, используются перепускные клапаны и большие теплообменники для «сброса» избыточного тепла, а также смесительные клапаны, которые смешивают обычную (прохладную) воду с горячей водой, чтобы обеспечить температуру и давление. уровни никогда не превышают заранее установленный предел.

Кроме того, коллекторы с тепловыми трубками никогда не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей без протекания теплоносителя через теплообменник. Это приведет к тому, что пустой теплообменник станет очень горячим и может треснуть из-за внезапного удара, когда через него начнет течь холодная вода.

Несмотря на то, что вакуумные трубчатые коллекторы могут нагревать воду до +50 градусов Цельсия зимой, внешняя стеклянная трубка вакуумной трубки не нагревается, как обычные плоские солнечные коллекторы при использовании.Это происходит из-за внутренних изоляционных свойств вакуума внутри трубки, который предотвращает охлаждение внешней тепловой трубки за счет внешней температуры окружающей среды, которая может быть значительно ниже точки замерзания.

Таким образом, в более холодные зимние месяцы эти типы коллекторов не могут растопить большое количество снега, который падает на них за один раз, что означает, что ежедневная очистка стеклянных трубок от снега и льда может быть проблемой, не ломая их.

Даже если будет очень снег или очень холодно, через них пройдет достаточно солнечного света, чтобы трубы оставались намного выше нуля, и при этом можно было подогреть воду, которую затем можно было нагреть с помощью стандартного электрического погружного нагревателя или газовой горелки, что снижает затраты на подогрев воды зимой.

Вакуумные трубчатые коллекторы - очень эффективный способ нагрева большей части используемой вами горячей воды, просто используя энергию солнца. Они могут достигать очень высоких температур, но они более хрупкие, чем другие типы солнечных коллекторов, и их установка намного дороже. Их можно использовать как в активной системе горячего водоснабжения с открытым контуром (без теплообменника), так и в активной замкнутой системе горячего водоснабжения (с теплообменником), но требуется насос для циркуляции теплоносителя от коллектора к накопителю с целью остановки. это от перегрева.

В нашем следующем руководстве по солнечному отоплению мы рассмотрим другой способ нагрева воды с использованием типа коллектора периодического действия, известного как интегральная система хранения коллектора или ICS, и посмотрим, как их можно использовать как для выработки, так и для хранения солнечного тепла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *