0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Солнечный коллектор для отопления дома

Солнечный коллектор для отопления дома

Солнечный коллектор – это техническое устройство, служащее для преобразования солнечной энергии в тепловую. По типу теплоносителя, солнечные коллекторы подразделяются на воздушные и жидкостные, в которых теплоносителем служит вода или иное жидкое вещество (антифриз, этиленгликоль и подобные). По конструкции, данные устройства, бывают плоские и вакуумные.

Что такое солнечный коллектор и зачем он нужен

Ежедневно на землю падает огромное количество солнечного излучения большая часть которого не используется. Задача коллектора — «впитать» в себя определенную долю этого излучения и преобразовать его в пригодную для человеческих потребностей энергию.

При этом важно отличать: солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.

  1. Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.
  2. Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.

Существует также комбинированная технология. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

Принцип работы и особенности устройства

Главным элементом гелиоколлектора является адсорбер. Он представляет собой медную пластину с присоединенной к ней трубой. При поглощении энергии воздействующих на гелиосистему прямых солнечных лучей, адсорбирующий элемент моментально нагревается, передавая тепло циркулирующему по трубопроводу теплоносителю.

От типа поверхности коллектора зависит его способность отражать или поглощать солнечные лучи. Так, например, устройство с зеркальной поверхностью превосходно отражает свет и тепло, в то время как черная пластина полностью поглощает их. Следовательно, для наибольшей эффективности медную пластину адсорбера чаще всего покрывают черной краской.

Чтобы также повысить количество излучаемой от солнца тепловой энергии, необходимо грамотно выбрать прикрывающее адсорбер стекло. Для солнечных коллекторов применяют специальное стекло с антибликовым покрытием и минимальным процентом содержащегося в нем железа. Такое стекло отличается от обыкновенного не только сниженной долей отражаемого света, но и увеличивает прозрачность.

Кроме того, для предотвращения загрязнения стекла, что тоже снижает эффективность работы гелиоустановки, корпус коллектора полностью герметизируют, либо наполняют инертным газом.

При всем этом часть получаемой тепловой энергии пластина адсорбера отдает в окружающую среду, нагревая взаимодействующий с гелиосистемой воздух. Для снижения теплопотерь адсорбирующий элемент следует изолировать. Поиски максимально эффективных способов теплоизоляции и привели к появлению множества разновидностей солнечных коллекторов. Одними из распространенных видов являются плоские и трубчатые, или вакуумные.

Основные виды коллекторов

Чтобы понимать, какой коллекторный агрегат вам нужен, стоит разобраться в том, какими они бывают.

Виды коллекторов:

  1. Радиаторные – самый востребованный тип, который можно подключать различными методами: сверху, снизу, по диагонали и сбоку. Чаще всего используют нижний способ, так как в этом случае контуры не так бросаются в глаза, а экономический расчет подтверждает эффективность такого подключения.
  2. Гидрострелки – представляют собой стоящую вертикально трубу с заглушками. Использование такого разделителя помогает избежать резких температурных скачков, сохранять постоянный поток теплоносителя, экономить электрическую энергию и топливо.
  3. Солнечные – используются, как правило, в тех регионах, где высокий уровень солнечного излучения. Распределитель, впитывающий лучи солнца, выглядит как плоский ящичек с пластиной, аккумулирующей тепло, которое затем передается теплоносителю.

Чаще всего люди используют радиаторный вид коллекторов, а реже – солнечный, используя его в качестве дополнительного источника отопления или ГВС в районах с отсутствием газа и хорошим уровнем излучения солнца.

Устройство коллектора и принцип работы

Коллектор предназначен для равномерного распределения тепла. Благодаря устройству температура центрального теплоносителя грамотно заполняет все элементы отопительной системы.

Функциональная гребенка может быть дополнена вспомогательными отводами. На коллектор устанавливают счетчики тепловой энергии, клапаны, предназначенные для выпуска воздуха, слива воды. Также на выводы крепят краны, позволяющие отсекать полностью или частично водный поток, циркулирующий по системе.

Коллектор, предназначенный для водяной отопительной системы, работает по упрощенному принципу. Тепловой носитель, дойдя до определенной температуры внутри котла, двигается по направлению в подающую гребенку, и поступает в нее, в дальнейшем распределяясь по всем подключенным приборам. Присоединяются они благодаря трубопроводу.

Читать еще:  Как сделать грязевики для систем отопления

После того как вода охладилась внутри радиаторов, она возвращается через гребенку в котел и снова подогревается до необходимой температуры. Из-за коллектора каждый отопительный прибор системы, подключенный к гребенке индивидуально, получает равную долю тепла и отдает ее равномерно, что позволяет экономить на отоплении недвижимости и получать максимальное количество тепла в любое время года.

Важно знать, что коллектор может быть установлен практически на любую систему водяного отопления. В многоквартирных домах такие устройства целесообразно монтировать на каждом этаже. Таким образом, создаются системы с регулировкой автономного типа, а также отопительные контуры всего на несколько квартир, которые находятся на этаже.

Коллектор в многоэтажном доме удобен, практичен и востребован. Можно отключить от питания один или несколько подключенных приборов, произвести их замену, ремонт, не лишая всех жителей дома тепла.

Особенный вариант распределения тепла никак не отражается на общей отопительной системе здания. К коллектору можно подключить расходомер, устройства, предназначенные для фиксации показателя напора или, к примеру, температуры. Именно благодаря этому факту увеличивается эффективность работы всего оборудования, связанного с отопительной системой недвижимости.

моДуЛьныЙ КоЛЛеКТоР

TiSUN® предлагает модульные и солнечные коллекторы, которые предназначены для максимально эффективного использования солнечной энергии. Модульные коллекторы серии FM-S и FM-W проверены Keymark и, следовательно, гарантируют Вам высокое качество и долговечность. Модульный коллектор TiSUN® — это специально разработанный солнечный коллектор, который может быть использован как модульная система для вмонтирования и установки на крыше, а также на любой поверхности, что делает его универсальным в применении. Краткое описание преимуществ продукции:

  • различные способы установки
  • возможность самостоятельного монтажа
  • вмонтирование, установка на крыше и на любой другой поверхности
  • долговечность

Большие коллекторы Этот коллектор подходит для установки на крыше или на земле. Гарантированно высокое качество и длительный срок службы.

Фасадные коллекторы

Этот коллектор установливается на стене или на фасаде. Это часто может предоставить возможности для привлекательных архитектурных особенностей в конструкцию фасада.

Коллектор с большой площадью покрытия различных параметров для быстрого и независящего от погоды монтажа при помощи крана — грузовика. Благодаря индивидуальному размеру и подбору цвета коллектор FF оптимально подойдёт для любого дома. Изготавливается под размеры заказчика.

Двухконтурная система управления Duplex

Электронный регулятор температуры для двухконтурной системы отопления и накопления солнечной энергии, графический экран с подсветкой для отображения температуры, состояния работы и баланса энергии, различные операционные системы с дополнительными функциями, простая система управления меню 4 кнопками, постоянное сохранение данных, гнездо для флеш-карты SD для передачи сохранённых данных энергетического баланса на компьютер, 6 входов для тепературного зонда Pt 1000, сенсоры VFS, 2 выхода с регулированием скорости для насосов – дополнительно с ШИМ выходным сигналом для высокоэффективных насосов, фиксатором для насоса, выходом для вентиля с интегрированным конденсатором, автоматическая проверка сенсоров. Они просты в эксплуатации и готовы к использованию сразу же. Данные могут хранится до 200 дней. Они могут гибко использоваться с различными системами солнечными и отопления.

Солнечные станции

специально предназначены для TiSUN солнечной системы. Они просты в эксплуатации и готовы к использованию сразу. TiSUN представлены три различные модели, высокого качества, но с разными техническими возможностями. Все три модели можно отличить по их компактным дизайном, удобством обращения и немедленной оперативной готовности.

> Солнечная станция с расходомером SF
> Солнечная станция с солнечными блоком управления и датчиком ССР
> Солнечная станция с солнечными блок управления, датчик и высокоэффективный солнечной SSRH насос

Оснащение

Термостатический смесительный клапан – автоматически управляет температурой в помещении за счет смешивания горячего и холодного носителя тепла. Работает в паре с термоголовкой или сервоприводом.

Расходомеры – измеряют затраты теплоносителя на обогрев и позволяют регулировать его подачу. Также обеспечивают более равномерное распределение нагревательной жидкости по контурам отопительной системы.

Регулировочные вентили – открывают, закрывают и изменяют подачу теплоносителя.

Шаровые краны – открывают или закрывают подачу теплоносителя.

Водовыпускной клапан – предназначен для отведения воды из отопительной системы после завершения ее использования.

Читать еще:  Какой бесперебойник выбрать для насоса отопления?

Воздуховыпускной клапан – служит для отведения воздуха из системы отопления при ее опорожнении или заполнении теплоносителем. Во многих моделях вместо такого клапана используется кран Маевского.

Сервопривод – автоматически регулирует подачу теплоносителя и температуру. Используется в тандеме с комнатным термостатом (контроллером).

Гидрострелка – разделяет потоки теплоносителя на два контура, что предотвращает резкие перепады температур и давления в трубах. Тем самым продлевается срок службы отопительной системы.

Циркуляционный насос – ускоряет движение теплоносителя по контуру, не позволяя ему сильно остыть. Подобное оборудование обеспечивает равномерное распределение нагревательной жидкости, имеющей одинаковую температуру.

РАЗНОВИДНОСТИ

Солнечная энергия, используемая для отопления, может преобразовываться двумя видами оборудования:

  • батареи – производят электрический ток, который далее поступает на электрическое оборудование;
  • коллекторы – в них происходит нагревание теплоносителя (жидкости), который отдает свое тепло.

Солнечный коллектор для отопления может быть подключен к действующей системе подачи тепла. Еще таким приспособлением можно нагревать воду.

Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой.

В последнее время альтернативные источники энергии вызывают все более живой интерес со стороны наших соотечественников. Наиболее простыми из них в устройстве являются солнечные коллекторы, благодаря чему их доля в нетрадиционной энергетике, особенно бытовой, чрезвычайно велика. Данная статья поможет найти ответ на вопрос: насколько эффективным является солнечный коллектор зимой?

Как свидетельствует статистика (данные приведены в Википедии), на 1 тыс. россиян приходится примерно 0,2 кв. м применяемых у нас солнечных коллекторов, тогда как в Германии этот показатель составляет 140 кв. м, а в Австрии – целых 450 кв. м. на 1 тыс. жителей.

Столь значительную разницу нельзя объяснить одними только климатическими условиями. Ведь на большей части России за день поверхности земли достигает такое же количество солнечной энергии, как и на юге Германии – в теплое время эта величина составляет от 4 до 5 кВт*ч/кв. м.

Чем же вызвано наше отставание? Отчасти оно обусловлено сравнительно низкими доходами россиян (гелиоустановки являются пока довольно дорогим удовольствием), отчасти – наличием собственных крупных газовых месторождений и, как следствие, доступностью голубого топлива.

Но немалую роль сыграло и предвзятое отношение со стороны многих потенциальных пользователей, считающих установку солнечного коллектора нецелесообразной. Дескать, летом и так тепло, а зимой от подобной системы мало проку.

Вот какие аргументы выдвигают скептики касательно эксплуатации гелиоустановок зимой:

Установку постоянно засыпает снегом, так что солнечное излучение достигает её не так уж часто. Если, конечно, владелец не дежурит постоянно на крыше с веником или щеткой.

Холодный морозный воздух отбирает почти все тепло, накапливаемое коллектором.

Часто упоминают и всесезонный поражающий фактор – град, который может разнести гелиоустановку вдребезги.

Чтобы понять, насколько справедливы эти доводы, рассмотрим устройство различных видов солнечных коллекторов.

Устройство и область применения в быту.

На сегодняшний день наибольшее распространение нашли плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурат). Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметикой.

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть теплоноситель до 190—210°C. Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре, эффективность которого может составлять около 95%. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности, поскольку применение меди против алюминия даёт выигрыш 4 % (хотя теплопроводность алюминия вдвое меньше, что означает значительное превышение «запаса мощности» по теплопередаче), что незначительно в сравнении с ценой). Также высокая эффективность достигается увеличением площади контакта трубки и медного листа: у формованного листа и паянного соединение она максимальна, у соединения ультразвуковой сваркой — меньше. Используется также алюминиевый экран.

Читать еще:  Как устранить воздушную пробку в системе отопления?

Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.

Фактически солнечная вакуумная труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.

Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение медные тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При воздействии на коллектор солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору.

Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности.

Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.

В быту гелиоустановки применяются для приготовления горячей воды, в том числе для бань, подогрева бассейна либо в качестве дополнительного источника тепла для системы отопления.

В промышленности сфера применения таких систем является более широкой: на их основе сооружают опреснители воды, парогенераторы (пар приводит в движение различные машины) и даже электростанции.

Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой? Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

Засыпание панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.

Из-за того, что коллектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.

Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. Посмотрите видеоролик, снятый во время испытаний вакуумной трубки на ударную прочность.

Трубка выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла которое выдерживает удары града который падает со скоростью 18 м/с и имеет 35 мм диаметре.

Плюсы и минусы гелиосистемы

Им присущ более высокий КПД по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами.

Усваиваемая с их помощью энергия является абсолютно бесплатной.

Работа солнечного коллектора полностью безвредна для экологии: используемый ресурс – солнечное тепло — является неисчерпаемым и усваивается напрямую, без сжигания чего-либо и загрязнения окружающей среды.

Теперь укажем слабые места гелиоустановок:

Коллекторы стоят пока сравнительно дорого

Из-за переменчивости погодных условий производительность коллектора не стабильна.

Систему приходится оснащать довольно вместительным баком-накопителем с хорошей теплоизоляцией.

Отзыв владельца о работе солнечного коллектора зимой.

Видео о работе солнечной сплит-системы SH-200-24 торговой марки «АНДИ Групп»

Предлагаем Вашему вниманию всесезонные солнечные коллекторы торговой марки АНДИ Групп

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 200 до 1000л)

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 100 до 500л)

Количество трубок в коллекторе: 12,15,18,20,24,30 (в зависимости о модели)

Количество трубок в коллекторе: 15,20,24,30 (в зависимости о модели)

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector