Солнечный коллектор для отопления: инструкция по установке Особенности и монтаж солнечных коллекторов

Солнечный коллектор как источник теплоснабжения дома

Солнечный свет является одним из самых мощных и легкодоступных источников энергии на нашей планете. С древних времен человечество, обожествляя дневное светило, пыталось использовать его энергию в своих практичных целях. В условиях современного развития энергосберегающих технологий солнечную энергию намного чаще, чем ранее, стали использовать в качестве источника теплоснабжения зданий и сооружений.

Применение солнечных коллекторов

Устройство, преобразующее энергию солнечного света в тепловую энергию, называют солнечным коллекторам. Солнечный коллектор может применяться как в отопительной системе здания, так и в системе горячего водоснабжения. Согласно расчетным данным, применение данных устройств в системах теплофикации зданий и сооружений дает в среднем от 30% до 60% экономии энергоносителей (газ, электричество) ежегодно, а значит, удешевляет эксплуатацию здания. Расчетная самоокупаемость систем, использующих солнечную энергию, составляет в среднем от двух до пяти лет, в зависимости от цен на энергоносители.

Солнечный коллектор для отопления дома включается в систему теплоснабжения, являясь, по сути, подогревающим теплоноситель элементом, в то время как основные источники теплофикации (газовые или электрические котлы) круглосуточно поддерживают температуру подогретого солнечным коллектором теплоносителя на уровне, необходимом по технологическим или санитарным условиям.
КПД систем альтернативного теплоснабжения выше в регионах с высокой солнечной активностью и в светлое время суток. Карта суммарной годовой солнечной радиации приведена на рисунке ниже.

Виды и различия солнечных коллекторов

На сегодняшний день распространение среди промышленно изготавливаемых солнечных коллекторов получили два вида систем:

• плоские солнечные панели;
• вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы.

Плоская солнечная панель

Является распространенным типом солнечного коллектора, используемого в современных системах гелиоэнергетики. Широкое распространение данный тип получил вследствие относительной дешевизны и простоты, как устройства, так и эксплуатации. Недостатком плоских солнечных коллекторов является значительное (до двух раз) понижение КПД в условиях отрицательных температур наружного воздуха.

Конструкция плоского солнечного коллектора.

Конструктивно представляет собой панель с площадью поглощающей поверхности 2-2,5 м2, выполненную из алюминиевых или стальных сплавов. Лицевая часть выполнена в виде листа специального гелиостекла, что обеспечивает максимальное поглощение энергии солнечного света и минимальные потери энергии с отраженными и рассеянными лучами. Непосредственно под гелиостеклом расположен поглотитель, выполняемый в виде плоской трубки из медных или алюминиевых сплавов, имеющих высокий коэффициент теплопередачи.

Трубка, как правило, имеет радиальное оребрение, что значительно повышает коэффициент теплопередачи поглотителя. На поглотитель наносится покрытие с высоким коэффициентом поглощения в спектрах теплового излучения, что повышает общий КПД коллектора. Под поглотителем располагается слой тепловой изоляции, уменьшающий тепловые потери системы в окружающую среду. Необходимая тепловая мощность солнечного коллектора достигается включением нескольких панелей в единую солнечную батарею или коллектор.

Вакуумный (вакууммированный) трубчатый коллектор

Дорогостоящий вид солнечного коллектора вследствие сложного изготовления и ряда преимуществ перед плоскими солнечными панелями. Конструктивно представляет собой ряд парных стеклянных труб, спаянных между собой, из пространства между которыми откачан воздух. Вакуум в пространстве между трубками является прекрасным тепловым изолятором и предотвращает тепловые потери в окружающую среду от теплоносителя. В меньшую трубу вводится медная, алюминиевая или стеклянная трубка поглотителя. Трубы верхней частью вводятся в распределитель, в котором циркулирует теплоноситель. Вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы по типу распределителя подразделяются на два типа: с плоской тепловой трубой и прямоточные.

Коллекторы с плоской трубой

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с плоской тепловой трубой – конструкция.

Представляют собой рекуперативный теплообменник, расположенный в распределителе. В этом случае теплопередача от нагретого теплоносителя вакуумной трубы к теплоносителю циркуляционного контура теплоснабжения здания происходит через стенку и теплоносители этих контуров не смешиваются. Преимущества перед прямоточными коллекторами состоят в сохранении высоких показателей работы при температуре окружающей среды до -45оС, возможности замены отдельной вакуумной трубки, вышедшей из строя, без разбора коллектора и прекращения его работы, а также в возможности регулирования угла установки каждой вакуумной трубки в пределах одного коллектора.

Прямоточные коллекторы

Прямоточный вакуумный трубчатый солнечный коллектор – конструкция.

Объединяют циркуляционный и обогревающийся контур. В распределителе проходят подающий и циркуляционный трубопроводы, к которым непосредственно присоединяются вакуумные трубки. Теплоноситель подается в распределитель по подающему трубопроводу, из которого попадает в вакуумную трубку, где проходит обогрев. Нагретый теплоноситель возвращается в обратный трубопровод и уходит непосредственно на нужды теплоснабжения. Преимущества прямоточных коллекторов перед вакуумными состоят в отсутствии промежуточной стенки между теплоносителями, что снижает тепловые потери и в возможности устанавливать коллектор на любых поверхностях под любыми углами, поскольку циркуляция теплоносителя в пределах всего коллектора будет осуществляться насосом.

Принципиальные схемы и монтаж гелиосистем

Гелиосистемы могут использоваться в качестве самостоятельного источника теплоснабжения дома в регионах с высокой солнечной активностью. В регионах с более умеренным климатом необходимо предусматривать дублирующие теплогенерирующие устройства. Кроме того, солнечная энергия может использоваться на нужды горячего водоснабжения, отопления и в качестве совмещенной схемы промежуточного догрева теплоносителей. Исходя из этого, в статье представлены несколько видов принципиальных монтажных схем.

Схема с промежуточным догревом для горячего водоснабжения

В этой схеме, как и во всех последующих, имеется контур первичного нагрева холодной воды в баке-аккумуляторе (бак-накопитель 6) от солнечного коллектора 1. Рекуперативный теплообменник 8 закрытой системы первичного нагрева расположен в нижней части бака-аккумулятора, где температура нагреваемой воды наименьшая. По отношению к нагреваемой воде система работает по типу «противоток», как наиболее экономичному. В верхней части бака вода догревается до температуры, необходимой по санитарным нормам, с помощью электрического ТЭНа 7. Управление системой в целом производится через контроллер 5, на который сведены данные от датчиков температуры Т1 и Т2, позволяющие через рабочую станцию 3 в автоматическом режиме регулировать проток теплоносителя через солнечный коллектор и напряжение, а, соответственно, и температуру на электронагревателе.

Следует отметить, что вместо электронагревателя можно использовать любой другой теплогенератор (газовый, жидкотопливный или твердотопливный). Но при этом необходимо обратить внимание на максимальную синхронизацию работы гелиосистемы и теплогенератора. Бак сброса избыточного давления 4 позволяет без участия человека и разгерметизации системы компенсировать тепловое расширение теплоносителя, а автоматический воздухоодводчик 2 автоматически удаляет из первичного контура пузырьки газа.

Такие устройства, как автоматический воздухоотводчик, рабочая станция, бак сброса излишнего давления, котроллер с датчиками температуры и теплообменник являются наиболее традиционным комплектом рабочего оборудования гелиосистем.

Закрытая схема отопления с солнечным коллектором

В такой схеме гелиосистема через бак накопитель обогревает теплоноситель в обратном коллекторе отопительной системы перед подачей теплоносителя в отопительный котел. Нужно отметить, что такие схемы в средних широтах применяются достаточно редко ввиду того, что температура в обратном трубопроводе во время отопительного сезона зачастую бывает выше той, которую способен выдавать солнечный коллектор в зимнее время. Как следствие, такая схема имеет крайне низкий КПД.

Совмещенная схема теплоснабжения

В данной схеме нагрев теплоносителя как для отопления, так и для горячего водоснабжения, осуществляется в пределах одного бака-накопителя. Фактически данная схема состоит из трех контуров:

1. Контур гелиосистемы. Представляет собой рекуперативный теплообменник, на который подается нагретый теплоноситель от солнечного коллектора. Располагается в нижней части бака-накопителя.
2. Контур отопительной системы. Это закрытая, без потерь теплоносителя, система, в которую в качестве дополнительного источника теплоснабжения, введен теплообменник гелиосистемы. Отопительный котел подключается к системе отопления через бак накопитель и догревает теплоноситель до необходимой по санитарным нормам температуры.
3. Контур горячего водоснабжения. Представляет собой открытую систему с накопительным бойлером, расположенным в верхней части бака-накопителя. Обогрев воды производится от нагретого отопительным котлом и гелиосистемой теплоносителя через стенку бойлера.

Монтаж гелиосистем может производиться на крышах,

или на уровне земли.

При монтаже на существующих строительных конструкциях необходимо уделять особое внимание нагрузкам на стены и перекрытия, которые увеличатся после монтажа и заполнения гелиосистемы. При необходимости чердачные перекрытия усиливаются дополнительными конструкциями, под расположенные на стене солнечные коллекторы подводят дополнительные опоры. Сопутствующее оборудование гелиосистем располагают, как правило, в помещении, где установлен отопительный котел.

Монтаж непосредственно коллектора необходимо производить так, чтобы он максимально облучался солнечным светом в течение дня в любое время года. Коллектор монтируется в местах, на которые не падает тень от окружающих предметов, ориентируясь по линии «запад-восток». Угол наклона коллектора к горизонтали составляет, как правило, 50-60 градусов.

Рекомендуемый угол наклона солнечного коллектора для монтажа.

Более точное значение угла наклона рассчитывают исходя из данных о наибольшей и наименьшей высоте Солнца над горизонтом в течение года в конкретной местности. Установка производится с расчетом, что угол падения солнечных лучей на коллектор будет максимально приближен к 90 градусам.

Теплоносители для гелиосистем

Основным теплоносителем для систем теплоснабжения является вода. Однако ее применение в гелиосистемах ограничено температурой кристаллизации, составляющей 0оС, а значит применение воды в роли теплоносителя ограничивается климатическими зонами, где не бывает отрицательных температур. Кроме того, содержащиеся в воде соли засоряют поверхности нагрева накипью, а коррозионный агент – кислород – повреждает металлические части систем теплоснабжения и способствует разложению теплоносителя на составляющие элементы. Поэтому для гелиосистем был разработан вид теплоносителя, лишенный вышеперечисленных недостатков.

Основой такого теплоносителя является пропиленгликоль, смешанный с водой, прошедшей водоподготовку в виде деминерализации.

Кроме того, для уменьшения коррозирующего и разлагающего воздействия кислорода, в теплоноситель добавляют антиокислительные присадки, образование пузырьков газа в жидкости уменьшается добавлением пеногасителей, а стабилизаторы, добавленные в теплоноситель, помогают сохранять раствор химически однородным. Как правило, теплоносители для гелиосистем продаются уже в готовом виде. Концентрация пропиленгликогеля в них составляет от 40% и выше, что соответствует температуре кристаллизации от -30оС и ниже. Показатель кислотно-щелочного баланса (рН) для готового теплоносителя поддерживается в щелочной зоне (≥ 7,0) для уменьшения коррозирующего действия.

При эксплуатации теплоносителей гелиосистем не следует смешивать теплоносители от разных производителей, так как разные как по количественным, так и по качественным свойствам составы могут вступить в химическую реакцию, приведя гелиосистему в негодность.

Солнечная энергетика в условиях современного энергетического и экономического кризиса является одним из перспективнейших направлений технологий, направленных на сохранение невосполнимых ресурсов нашей планеты.

Статьи по теме:

Как задекорировать трубу отопления самостоятельно

Отопительные магистрали нелегко внедрить в дизайн интерьера, не зная, как задекорировать трубу отопления. Между тем, существуют эффектные и.

Терморегуляторы для отопления – роскошь или экономия

Системой отопления нужно управлять, для этого существуют терморегуляторы. На данный момент их множество, поговорим сегодня обо всех имеющихся видах.

Дымоходы сэндвич из нержавеющей стали – достоинства и недостатки

Дымоход для современной печи или котла: сэндвич дымоход из нержавеющей стали. Основные достоинства и недостатки. Правила расчета диаметра и длины.

Трехфазный циркуляционный насос отопления: меняем направление вращения

Из статьи вы узнаете, как определить направление вращения ротора циркуляционного насоса и как, при необходимости, заставить его вращаться в.

Коаксиальный дымоход для газового котла: выбор и особенности монтажа

Коаксиальный дымоход для газового котла позволяет совместить каналы подвода наружного воздуха и дымоотвода, разместив их по принципу «труба в.

Солнечный коллектор – инструкция как сделать, установить и подключить своими руками с максимальным КПД для отопления частного дома

Солнце является неиссякаемым источником энергии. Весьма заманчивым является его использование для нагрева воды и отопления помещений, так как при этом нет необходимости платить за энергоносители. В этом обзоре подробно описано то, как работают различные конструкции солнечных коллекторов, их достоинства и недостатки и области применения.

Краткое содержимое статьи:

Назначение

Солнечные коллекторы предназначены для улавливания энергии солнца. Принцип их действия достаточно прост. Он заключается в том, что поступающее излучение нагревает теплоноситель. Посмотрев на фото солнечных коллекторов можно увидеть, что все они имеют внешнее сходство. Они состоят из панелей с трубками, которые под действием солнца нагреваются.

Полученное тепло может использоваться для нагрева воды в хозяйственных нуждах или для отопления помещений. Нагретый теплоноситель поступает в накопительный бак. В нем может быть установлен дополнительный нагреватель, который повышает температуру теплоносителя до необходимого значения при недостаточной интенсивности солнечного излучения.

Нагрев может быть осуществлен с помощью электронагревателя или с использованием более совершенного теплового насоса. Кроме того, этот аппарат может передавать тепло в систему отопления, дополняя её с целью экономии.

Использование коллекторов позволяет или полностью отказаться от нагревательных приборов или существенно сократить их использование и дать дополнительную экономию электроэнергии или газа.

Принцип действия

В большинстве случаев такие солнечные коллекторы используются для нагрева воды в теплое время года. Они собираются из металлических трубок, которые нагреваются на солнце и передают его тепло воде. Такие приборы могут быть разной формы и размера, но по сути представляют собой систему из металлических труб, по которым движется теплоноситель, а сами трубки нагреваются солнцем. Нагретая вода поступает в накопитель.

Более сложными являются устройства, которые предназначены для использования в холодное время года. Их особенностью является способность улавливать и сохранять тепло при низких температурах окружающей среды. При этом внутренняя часть системы должна разогреваться достаточно сильно, чтобы была возможность отапливать помещение.

В таких приборах необходимо одновременно изолировать теплоноситель от окружающей среды для сохранения полученного тепла и оставлять его прозрачным для солнечных лучей. Поэтому приборы, предназначенные для зимнего периода, имеют более сложную конструкцию.

Трубки представляют собой стеклянные термосы из достаточно толстого стекла. Внешняя поверхность трубки прозрачна. Внутренняя стенка покрыта черной краской. Из пространства между двух стенок полностью откачан воздух. В вакууме солнечные лучи без препятствий достигают внутренней темной стенки. Энергия не может выйти наружу в виде тепловых лучей, так как вакуум обладает крайне низкой теплопроводностью.

Солнечные коллекторы для отопления дома существенно дороже обычных солнечных водонагревателей, используемых в летнее время на даче. Используются они в дополнение с действующей отопительной системой для того, чтобы снизить нагрузку на неё и дать дополнительную экономию денежных средств.

Недостатки

Основными недостатками этого оборудования является зависимость от погодных условий. В ночное время эти устройства естественно не работают. В это время можно только использовать накопленное за день тепло. Также работоспособность зависит от температуры окружающей среды и наличия яркого солнца. Чем выше температура и ярче солнце, тем лучше работает оборудование.

Для холодного времени года используются специальные инновационные устройства. Главным недостатком таких приборов является их крайне высокая стоимость и хрупкость. Кроме того, такие солнечные коллекторы нельзя сделать своими руками.

Выпускаемые модели обладают разной ремонтопригодностью. Большинство моделей легко ремонтируется с помощью простой замены вышедшей из строя стеклянной колбы.

Классические металлические солнечные коллекторы широко используются для нагрева воды в теплое время года в регионах с высокой температурой и большим числом солнечных дней в году. В этом случае их конструкция может быть максимально простой и обладать низкой ценой. Вакуумные нагреватели используются значительно реже.

Эффективность

В первую очередь следует разграничить два понятия: эффективность и окупаемость. Эффективность характеризует то, какая доля тепла превращается в тепло, которое можно с пользой использовать. Рассматриваемые приборы никогда не обладают абсолютной эффективностью, потому что часть тепла рассеивается в атмосферу.

В независимости от конструкции эффективность солнечных коллекторов снижается с усилением ветра и понижением температуры окружающей среды. Ветер и низкие температуры сильно увеличивают отвод тепла в атмосферу.

Для того чтобы снизить потерю тепла на оборудование устанавливают дополнительную прозрачную защиту от ветра, выполненную из стекла или пластика. Для компенсации возможных потерь требуется устанавливать оборудование с большей производительностью по теплу.

Окупаемость характеризует период времени, за который вернутся потраченные средства по сравнению с альтернативными способами. Например, нагревать воду для душа можно вместо электронагревателя с помощью коллектора. При этом нужно оценить годовые расходы на электроэнергию. Если поделить цену коллектора на годовую стоимость сэкономленной электроэнергии, то будет получен срок окупаемости.

Если его использовать в регионе с теплым климатом, то окупаемость наступит очень быстро. При использовании в регионе с умеренным климатом окупаемость будет более долгой, так как для того чтобы получить такое же количество горячей воды, необходимо будет приобрести аппарат большего размера и соответственно большей стоимости, либо применять дополнительный нагрев электричеством. Либо окупаемость может вообще не наступить, так как этим аппаратом будет неудобно пользоваться.

Простые и недорогие аппараты для нагрева воды в летний сезон для мытья окупаются достаточно быстро. Окупаемость инновационных вакуумных приборов для отопления может достигать десятков лет особенно в сравнении с современными отопителями, работающими по принципу теплового насоса.

Именно от окупаемости зависит распространенность этих изделий. Солнечные коллекторы со сложным устройством стоят существенно дороже и поэтому существенно менее распространены. Очень популярны простые летние водонагреватели и очень редки такие системы для зимнего обогрева помещений.

Фото солнечных коллекторов

Читайте здесь! Преобразователь с 12 на 220: принцип действия, особенности подключения и эксплуатации. 120 фото лучших моделей

Вакуумный солнечный коллектор: монтаж, подключение, эксплуатация

На сегодняшний день наиболее рациональный способ использования солнечной энергии — вакуумные коллекторы системы ГВС. Наш обзор ответит на основные вопросы по особенностям работы гелиоустановок, их монтажу и использованию для бытовых нужд частного дома.

Как устроен вакуумный коллектор

В отличие от плоского панельного коллектора, где происходит нагрев массивного радиатора, в котором заключён теплообменник с водой, вакуумные гелиоустановки работают иначе. В них теплоноситель циркулирует по тонким трубкам, заключённым в прозрачные колбы, поднимаясь из нижней части в верхнюю под действием конвекции, которой сопровождается нагрев. Опционально вакуумный коллектор может иметь следующие конструктивные особенности:

• Зеркальное дно колбы, фокусирующее световой поток на трубке.
• Наличие радиаторов на внутренних трубках, что способствует более эффективному поглощению тепла.
• Нанесение на внутренние трубки специального покрытия в аналогичных целях.
• Использование вместо трубок с теплоносителем тепловых трубок, заполненных веществом с низкой температурой кипения.
• Заполнение колб вакуумом и многослойная стеклянная оболочка для снижения обратных теплопотерь.

Устройство вакуумной трубки солнечного коллектора: 1 — вход охлаждённого теплоносителя; 2 — теплообменник (коллектор); 3 — корпус теплосъёмника; 4 — теплоизоляция; 5 — конденсатор тепловой трубки; 6 — выход нагретого теплоносителя; 7 — герметичная пробка; 8 — рабочая жидкость; 9 — тепловая трубка; 10 — алюминиевая пластина (абсорбер); 11 — вакуумная трубка;

Внедрение подобных решений увеличивает стоимость коллектора, но чем выше цена, тем больше солнечной энергии установка способна собрать и направить на нагрев воды. Это особенно важно в условиях российского климата, где малая продолжительность светового дня и низкий уровень освещённости делают возможным использование только высокоэффективных установок. Производительность коллектора определяется его паспортными данными в соответствии с потребностями системы ГВС.

Сборка и установка коллектора на крышу

Одно из главных отличий вакуумного коллектора в том, что он не требует подъёма на крышу и установки в сборе. Монтаж можно проводить отдельными узлами, что сильно облегчает самостоятельное выполнение работ.

Первоначально собирается несущая рама. Она достаточно объёмная, но при этом лёгкая, поэтому сборку проще провести на земле. Основным несущим элементом рамы являются боковые продольные рейлинги, которые имеют квадратный или П-образный профиль. В верхней части рейлинги крепятся к манифольду — сборному коллектору, к которому подключаются нагревательные колбы. Внизу профили соединяются распорной рейкой, на которой закреплена планка с углублениями — держатель вакуумных трубок. Дополнительно рейлинги соединяются в средней части одной или двумя распорками, которые могут иметь амортизирующие накладки сверху.

По углам к бокам рамы крепятся косынки с радиальными пазами. К ним болтовыми соединениями прикручиваются ноги: длинные со стороны манифольда и короткие в нижней части. За счёт возможности наклонного крепления к косынкам обеспечивается регулировка угла установки, однако сразу нужно затянуть только осевые винты с втулками, фиксаторы затягивают при завершении монтажа. Задние ноги во многих коллекторах соединяются между собой стальными растяжками. В нижней части к ногам прикручиваются наклонные лапы для крепления к кровле.

После предварительной сборки рама поднимается на крышу и размещается на скате, обращённом к южной стороне. Сначала коллектор крепится в нижней части, затем смещением или регулировкой длины задних ног регулируется положение установки. Крепление ног осуществляется в обрешётку сквозь покрытие кровли, под лапами устанавливаются специальные уплотнения из комплекта поставки. Располагать коллектор на крыше нужно таким образом, чтобы ноги опирались на гребни рельефного покрытия. При необходимости на крышу монтируют промежуточные рейки или используют в качестве таковых трубчатые снегозадержатели.

Считается, что оптимальный угол наклона равен географической широте, на которой расположен коллектор, однако в зависимости от времени года и особенностей конструкции могут иметься коррективы, обозначенные производителем в инструкции по монтажу. У некоторых коллекторов задние лапы закреплены в продольных пазах для возможности изменения наклона в разное время года. Также отметим, что на крутых скатах передние и задние ноги могут меняться местами для соблюдения требуемого угла установки.

Монтаж теплового аккумулятора

Поглощаемое трубками коллектора тепло передается в систему горячего водоснабжения, однако работа в проточном режиме невозможна из-за недостаточной мгновенной мощности. Нагреваемая вода накапливается в тепловом аккумуляторе, откуда затем поступает в точки водоразбора. Вариантов размещения аккумулятора существует два.

Солнечный вакуумный коллектор с баком-накопителем

Первый — в верхней части коллектора, при этом бак совмещён с манифольдом и тепло от трубок коллектора поглощается непосредственно водой. Такое размещение аккумулятора выгодно только с той точки зрения, что его не придётся устанавливать в доме, расходуя полезное пространство. Однако несмотря на наличие теплоизоляции, потери тепла достаточно высоки, что допускает применение внешних аккумуляторов только в регионах с умеренным климатом. Поскольку в гелиоконтуре используется вода, внутри бака устанавливается ТЭН, не допускающий замерзания теплоносителя во время простоя, либо реализуется система обратного нагрева путём ограниченной циркуляции гелиоконтура.

Гелиосистема для подогрева воды от солнца: 1 — подача холодной воды; 2 — теплообменник; 3 — бойлер косвенного нагрева (теплоаккумулятор); 4 — датчик температуры; 5 — контур теплоносителя; 6 — насосная станция; 7 — контроллер; 8 — расширительный бак; 9 — горячая вода; 10 — трёхходовой кран; 11 — солнечный коллектор

Теплоаккумулятор, размещённый внутри дома, способен удерживать тепло нагретой воды всю ночь вне зависимости от наружной температуры, к тому же объём запасаемой воды практически не ограничен. Как правило, в этих целях используют бойлеры косвенного нагрева, в качестве теплоносителя во внешнем контуре применяется раствор пропиленгликоля для систем отопления.

Прокладка трубопроводов

Одна из самых сложных задач при монтаже коллектора — соединить его с внутренней сантехникой. Трубопровод должен не только быть устойчивым к перепадам температур, но также иметь качественное утепление. Самым оптимальным вариантом для этих целей считаются трубы PEX с системой надвижных фитингов, которые применяются в системах горячего водоснабжения.

В идеале протяжённость труб должна быть минимальной, особенно во внешней части магистрали. Поэтому коллекторы принято монтировать в самой низкой части ската, заводя соединительные трубы под покрытие в области мауэрлата. Такое размещение не всегда приемлемо из-за затенения места установки, что вынуждает поднимать коллектор вверх, выполняя проход труб через кровлю с применением специальных герметизирующих вводов. Внешняя часть трубопроводов должна облачаться в теплоизоляционную скорлупу из вспененного полиизоцианурата или каучука, способных выдерживать температуру свыше 150 °С. Теплоизоляция должна иметь наружную защитную оболочку, устойчивую к ультрафиолету. Внутренние части магистрали также обязательно должны иметь теплоизоляцию.

Обвязка и дополнительные устройства

Наиболее интересная техническая задача при монтаже солнечного коллектора — взаимосвязать его с прочими сантехническими системами и обеспечить корректную работу, решив при этом ряд детских болезней гелиоустановки. Наиболее просто выполняется подключение при внешнем расположении аккумулятора: к его нижнему патрубку подводится холодная вода, от верхнего ведётся забор горячей, перемещение жидкости выполняется под рабочим давлением водопроводной системы.

Подключение внутреннего аккумулятора к манифольду коллектора выполняется двумя параллельными трубками, при этом в разрыв холодной устанавливается циркуляционный насос с мокрым ротором и специальной гидравлической схемой для гелиосистем. Паспортом насоса должна быть предусмотрена возможность работы в системах с пропиленгликолем.

Одна из главных проблем, возникающих при эксплуатации солнечного коллектора — стагнация, когда температура в обоих контурах достигает практического максимума и теплоноситель начинает кипеть в манифольде или самих трубках коллектора. Данное явление в основном наблюдается за несколько часов до полудня из-за того, что к наиболее активному периоду нагрева вода в аккумуляторе не успела полностью остыть. Самое примитивное решение проблемы — включение активной циркуляции за несколько часов до светового дня для полного охлаждения аккумулятора, что не решает проблемы полностью и также не вполне удобно для жильцов.

Альтернативный вариант — включение при перегреве дополнительного контура. Это решение реализуется установкой в точке подключения к манифольду пары трёхходовых кранов с сервоприводами, соединённых трубкой протяжённостью 3–4 метра. При достижении в первичном контуре максимальной температуры контроллер открывает краны, за счёт чего магистраль удлиняется и происходит дополнительное охлаждения теплоносителя, поступающего в манифольд.

Другой, более рациональный вариант — подключение теплового аккумулятора к системе отопления. При наступлении стагнации основной тепловой узел останавливается и часть воды из обратки направляется в третий теплообменник бойлера косвенного нагрева, охлаждая его содержимое. Конструктивно такое решение сложнее и к тому же дороже в реализации, но при этом гораздо более выгодное с точки зрения энергоэффективности. Все описанные способы плохо работают в тёплое время года, поэтому обезопасить коллектор от перегрева можно только его искусственным затенением.

Монтаж и сборка солнечного коллектора Универсал

Монтаж и сборка солнечного вакуумного коллектора «Универсал» модель CP-II

Установка солнечного водонагревателя.

Солнечный водонагреватель СР-II представляет собой активную систему под давлением, которая устанавливается на открытом воздухе.

Место установки солнечного водонагревателя:

• крыша дома и других строений (плоская или скатная);
• балконы, архитектурные выступы здания;
• земля (открытая для солнца местность).

Варианты монтажа солнечного коллектора

Рекомендации по месту установки

Важной частью солнечного нагревателя является поддерживающая вакуумные трубки рама. Она обеспечивает правильный угол наклона, а также необходимую жесткость конструкции. Количество вырабатываемой солнечной системой тепловой энергии зависит от целого ряда факторов.
К поддающимся изменению относят: угол наклона относительно горизонтали и ориентацию солнечного водонагревателя (следовательно, и самой рамы) к сторонам света. Критерием ориентации является азимут.

Угол наклона солнечного коллектора.

Угол наклона – это угол между горизонталью и солнечным водонагревателем (опорной рамой с вакуумными трубками). При установке системы на скатной крыше угол наклона задается скатом кровли. Наибольшее количество энергии воспринимается рамой с вакуумными трубками при расположении ее под прямым углом к на-правлению инсоляции. Поскольку угол инсоляции зависит от времени суток и года, ориентацию гелиоустановки следует выполнять в соответствии с высотой Солнца в период поступления наибольшего количества солнечной энергии.

Азимут описывает отклонение гелиоустановки от направления на юг; если солнечная система ориентирована на юг, то азимут = 0°. Чем меньше отклонение от направления на юг, тем лучше. В идеале следовало бы учитывать режим потребления тепловой энергии (если больше потребляется утром, то лучше ориентировать на юго-восток и т.д.), но не всегда это четко понятно.

Установка солнечного водонагревателя должна быть выполнена таким образом, чтобы незначительным было воздействие дающих тень соседних зданий, деревьев, линий электропередач и т.п.

Сборка солнечного коллектора.

Рекомендуется до установки солнечного водонагревателя убедиться в целостности и работоспособности гидравлической системы, в которой он будет монтироваться, а также проверить отсутствие утечек и правильность подсоединения водопроводной сети.

Установка солнечного водонагревателя производится в соответствии с маркировкой, указанной на корпусе. Рекомендуется устанавливать солнечный водонагреватель максимально близко от места использования горячей воды, чтобы сократить потери тепла в трубах магистрали.

Структура солнечного коллектора.

Рис. Структура солнечного коллектора

1 – бак для воды; 2 – наружный слой бака; 3 – внутренний слой бака; 4 – вакуумные трубки; 5 – медные тепловые трубки, установленные внутри вакуумной стеклянной трубки; 6 – подпорная рама, материал – сталь с гальваническим покрытием; 7 – отражающая пластина – дополнительная опция; 8 – резиновое уплотнение; 9 – предохранительный клапан; 10 – датчик контроллера; 11 – выход горячей воды; 12 – крепеж для установки вакуумных трубок на раме.

Монтаж солнечного водонагревателя.

Монтаж компактного солнечного нагревателя производите в прохладную погоду либо в прохладное время суток. Не допускайте нагрева вакуумных трубок на солнце при монтаже.

Внимание: даже нагретые на солнце снаружи исправные вакуумные трубки всегда остаются холодными. По окончании монтажа системы заполните бак водой и проверьте систему на герметичность.

Инструменты и материалы, которые потребуются во время монтажа солнечного нагревателя:

• тканевые перчатки,
• металлические соединительные детали,
• гаечный ключ,
• жидкое мыло/мыльный раствор и т. д.

После визуальной проверки комплектности оборудования, перейдите к сборке опорной конструкции. Сборка опорной рамы производится согласно фотографиям и рисункам, включенным в инструкцию, с помощью болтов и гаек, прилагаемых к комплекту рамы – каркаса.

После того, как конструкция рамы будет жестко закреплена, снимайте гайки с нижней части бака для воды и установите его наверху рамы. Затем поставьте гайки на место, постепенно затягивая их в нижней части водонагревателя. Полностью затянуть гайки нужно будет после установки вакуумных трубок на раму.

Установите черные круглые пластиковые кольца для крепления вакуумных трубок на горизонтальную планку с отверстиями для крепежа, расположенную в нижней части рамы.

Перед установкой вакуумных трубок наденьте на стеклянную трубку черное силиконовое кольцо; для эффективности теплопередачи медный наконечник теп-ловой трубки, выступающий из вакуумной трубки, смажьте термопастой, а для удобства монтажа верхнюю часть стеклянной трубки (примерно на 5-7 см) смажьте жидким мылом.

Осторожно вставьте трубу в бак, медленно и мягко, чтобы не повредить трубу, поворачивайте ее в направлении по часовой стрелке, держа вакуумную трубку за среднюю и нижнюю часть до проникновения медного наконечника в бак. После этого установите черное силиконовое уплотнительное кольцо в место соединения трубки с баком.

Когда вакуумная трубка будет установлена в бак, в пластиковое кольцо, установленное в нижней части рамы, завинтите поддерживающую трубку черную пластиковую чашечку.
Таким образом, установите поочередно все вакуумные трубки.

Общая схема соединений.

Важно ознакомиться с предлагаемой схемой с целью правильного расположения внешних компонентов монтажа системы и их размещения в баке аккумуляторе.

При установке этой системы подсоедините подачу воды к трубе, находящейся внизу бака (с меткой входа подачи холодной воды). Плотно затяните предохранительный клапан наверху бака. После завершения монтажа соединений, откройте дренажное отверстие предохранительного клапана, чтобы сбросить давление из бака. Закройте отверстие после того, как бак будет заполнен водой.

Основные устройства и материалы, требуемые для установки.

Клапаны：для выполнения монтажа данной солнечной системы потребуется шесть клапанов:

• один одноходовой клапан (включенный в комплект поставки системы);
• один предохранительный клапан (включенный в комплект поставки системы);
• один смесительный кран (на каждую точку разбора воды, чтобы смешивать холодную и горячую воду до комфортной температуры);
• три шаровых крана (два для трубы с холодной водной, один для трубы горячей воды);
• рекомендуется: смеситель/смесители с терморегуляторами (устанавливаются в точках разбора воды для комфорта и безопасности использования горячей воды стабильной температуры).

Труба: Медная труба для подачи холодной воды в бак-гидроаккумулятор. Подводящая часть трубы (место соединения трубы и бака-гидроаккумулятора) должна быть изолирована водонепроницаемым эластичным уплотнительным кольцом из неопрена или другой разновидности каучука толщиной 3/8” (≈ 1см).
В случае использования трубы, изготовленной только из поливинилхлорида, трубопровод и соединительные детали должны иметь высокие показатели прочности, теплостойкости, стойкости к воздействию ультрафиолетового излучения, максимальное рабочее давление должно быть равно 6 кг/см2.

Труба должна быть установлена с минимальным количеством изгибов и колен.

Количество соединений и длина труб зависит от конкретных условий установки.

Солнечные коллекторы для отопления дома: особенности устройства

Солнечные коллекторы являются на сегодняшний день наиболее эффективными устройствами, использующими энергию солнца. Для примера, коэффициент полезного действия фотоэлектрических панелей составляет всего около 14-18%, тогда как на солнечных коллекторах эффективно используется приблизительно 80-95% поглощенной солнечной энергии.

Рассмотрим, каков принцип действия солнечных коллекторов, какие их виды существуют и для каких целей используются.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Принцип работы солнечных коллекторов

Если кратко, то солнечные коллекторы направлены на захват тепловой солнечной энергии, ее концентрацию и последующее направление на человеческие нужды.

Рассмотрим, из чего состоит солнечный коллектор:

• Коллекторная система состоит, собственно, из коллектора, контура для теплообмена и теплового аккумулятора (обычного водяного бака).
• По солнечному коллектору происходит циркуляция теплоносителя (жидкости). В нем теплоноситель нагревается от солнечной энергии.
  Затем передают добытую энергию посредством теплообменника, вмонтированного в бак-аккумулятор, воде в баке.

Так выглядит простейшая схема устройства бытовых солнечных коллекторов

• В баке нагретая вода хранится вплоть до ее использования, к примеру, на отопление дома солнечными коллекторами, а также другие хозяйственные нужды.
  Для более продолжительного сохранения воды в нагретом состоянии, бак должен обладать качественной теплоизоляцией.
• Циркуляция воды в солнечном коллекторе может производиться как естественным, так и принудительным способом.
• В бак-аккумулятор также может быть вмонтирован дублирующий электронагреватель, который при необходимости будет автоматически включаться, чтобы нагреть воду до заданной температуры при устоявшейся пасмурной погоде либо непродолжительном солнцестоянии в зимний период.

Виды солнечных коллекторов

Если вы планируете установить в своем доме солнечный коллектор для отопления своими руками, следует для начала определиться с подходящим типом конструкции.

Основных видов солнечных коллекторов существует два – вакуумные и плоские. Также имеется менее используемая альтернатива – воздушные коллекторы.

Особенности солнечных коллекторов различных типов

Рассмотрим особенности каждого вида более подробно:

Плоский коллектор наиболее схож по принципу действия с выше описанной моделью. Он представляет собой плоскую коробку, закрытую стеклом и содержащую особый слой, абсорбирующий тепло.
Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя, в роли которого, как правило, выступает пропилен-гликоль.

Схема плоского солнечного коллектора

Схема вакуумного солнечного коллектора

Схема воздушного солнечного коллектора

Совет!

При использовании систем с принудительной подачей воздуха потребность в энергии на работу вентилятора понизит эффективность воздушных коллекторов еще больше.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

Однозначного ответа на данный вопрос нет, поскольку каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками:

• Например, плоские коллекторы считают более прочными и надежными благодаря более простой конструкции, тогда вакуумные солнечные коллекторы для отопления потенциально более хрупки.
• Несмотря на то, что воздушный коллектор обладает меньшим КПД, он более прост в управлении и не боится проблем, связанных с замерзанием теплоносителя и воды.
• Если плоский коллектор выходит из строя, то замене подлежит вся абсорбирующая система. При повреждении коллектора вакуумного типа, необходимо заменить лишь вышедшие из строя трубки.

Отопление солнечными коллекторами зачастую имеет следующую принципиальную схему работы

• Эффективность плоских коллекторов выше при необходимости нагрева воды на 20-40 градусов свыше температуры наружного воздуха, тогда как вакуумные коллекторы эффективней справляются с задачей нагрева до более высоких температур, что весьма актуально, если преимущественно используется солнечный коллектор зимой для отопления.
• Также вакуумные коллекторы вырабатывают больше энергии при пасмурной погоде и меньше ее теряют в зимний период от контактов с холодным окружающим воздухом.
• Если средний срок службы коллекторов составляет около 15-30лет, то этот показатель отдельно для вакуумных систем несколько ниже.

Дополнительные особенности выбора вакуумных коллекторов

Необходимо знать, что величины трубок вакуумных коллекторов напрямую влияют на показатель выработки энергии. Так, чем они тоньше и меньше, тем меньше тепловой энергии сможет приносить такая система. Нормальным считается диаметр трубок в 58 мм при длине 1,2-2,1 м.

Кроме того, такие коллекторы могут быть с обычными медными нагревательными трубками, передающими тепло, и с U-образными трубками, образующими миниконтуры передачи тепла в внутри каждой стеклянной трубки. Именно последние считаются наиболее продвинутыми в технологическом плане на сегодняшний день.

U-образная трубка вакуумного коллектора

Совет!

Установить солнечный коллектор своими руками для отопления достаточно сложно, однако намного дешевле, чем с привлечением сторонних специалистов.

Обычно при покупке комплекта оборудования прилагается подробная инструкция по монтажу системы и по выбору места монтажа.

Подробное следование инструкции несколько упростит задачу.

Мы рассмотрели особенности различных видов солнечных коллекторов отопления и надеемся, что наши рекомендации позволят вам существенно сэкономить на использовании природных теплоносителей. Смело используйте альтернативные источники энергии, поскольку именно за ними наше будущее.

Но если Вы сторонник традиционных систем отопления. то см. газовые котлы отопления для частного дома.

Типы
источника нагрева

Типы теплоносителя

Циркуляция

Разводка

Где

Операции

Элементы

Котлы

2013, Otoplenie-Gid.ru
Ваш гид по отоплению своими руками
Карта сайта
Реклама на сайте
Связь с администрацией: info@Otoplenie-Gid.ru

Солнечные коллекторы для отопления дома: принцип работы, плюсы и минусы плоских или вакуумных конструкций для отопления

Это оборудование представляет собой гелиосистему, выступающую в качестве альтернативного источника энергии. Наибольшую популярность оно получило для отопления домов в частном секторе. Оборудование преобразует энергию солнца в тепловую энергию и может быть использовано в системах, обеспечивающих дом горячей водой.

Применение таких высокотехнологичных устройств позволяет существенно сократить потребление таких основных энергоносителей, как электрическая энергия и газ. Это, в свою очередь, сокращает расходы на эксплуатацию жилого помещения.

Примечательно, что наибольшей эффективностью данные системы обладают в южных регионах, для которых характерна высокая солнечная активность.

Содержимое обзора

Назначение солнечного коллектора

Современные солнечные коллекторы, не смотря на свою недешёвую стоимость, популярны во всём мире и, в особенности, в европейских странах. Они позволяют частично снизить затраты на оплату газа и угля, стоимость которых во многих странах непомерно высока.

Гелиосистемы являются универсальными и применяются в качестве нагревательных элементов для воды, а также с целью отопления дома.

• Примечательно, что солнечные коллекторы проявляют большую эффективность в качестве систем для нагрева воды (до 90%).
• Это говорит о том, что гелиосистемы способны полностью снабдить жилое помещение горячей водой.
• В свою очередь, в качестве отопительных систем солнечные коллекторы эффективны лишь на 30%, вследствие чего применяются лишь как дополнительные источники тепла.

Принцип работы

В настоящее время существуют разные виды солнечных коллекторов, отличающихся своей конструкцией, производителем и видом теплоносителя. Однако объединяет их похожий принцип действия.

Работа современной гелиосистемы основана на свойстве определённых материалов аккумулировать в себе энергию, выделяемую солнцем. Скорость движения молекул внутри материала увеличивается, вследствие чего он нагревается и передаёт свою энергию теплоносителю.

В качестве поглощающих тепло материалов обычно используют изделия из стекла и меди, которые обладают большой теплоёмкостью. Для увеличения количества поглощаемой ими энергии материалы дополнительно окрашивают в цвета тёмных оттенков.

На фото солнечных коллекторов видно, что устройство гелиосистемы представляет собой систему трубок, которые соединяются друг с другом последовательным образом.

Солнечный коллектор снабжён двумя магистралями: входного и выходного типа. По трубам циркулирует теплоноситель. В зависимости от вида коллектора в качестве него используется газ или вода.

• Устройство солнечных коллекторов подразумевает наличие специального бака, предназначенного для хранения нагретой от солнечных батарей воды.
• Он предусмотрительно обшит теплоизоляционными материалами, чтобы вода не остывала.
• Также ёмкость бака снабжена электрическим нагревателем, который автоматически включается при недостаточном поступлении тепла от внешнего аккумулятора.

Детали корпуса солнечного коллектора делают стеклянными и избегают применения пластика, так как он обладает плохой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и может навредить герметичности системы.

Разновидности солнечных коллекторов

В настоящее время распространение в использовании получили такие виды солнечных коллекторов, как воздушные, водяные и плоские устройства. Постепенно входит в эксплуатацию вакуумный отопительный коллектор.

Принцип работы воздушных солнечных коллекторов основан на нагреве потоков воздуха, которые поступают в теплообменное устройство. Эксплуатация такого оборудования обладает меньшей эффективностью по сравнению с водяными коллекторами, так как газ отличается меньшей теплопроводностью.

Однако преимуществом конструкции является простота в управлении и в эксплуатации.

• Водяные солнечные коллекторы в своей конструкции содержат располагаемые под углом трубки, внутри которых находится жидкость.
• Преимуществом устройства является простота монтажа, а также возможность работы без бака.
• Однако в холодное время года, когда температура на улице опускается ниже отметки в -10ºС, водяные коллекторы нуждаются в замене воды на незамерзающую жидкость.

Плоские солнечные коллекторы являются самыми популярными видами гелиосистем благодаря простоте установки и относительно невысокой стоимости.

Они представляют собой металлические панели, которые для увеличения эффективности системы дополнительно покрывают гелиостеклом. Под стеклом монтируют медные или алюминиевые плоские трубки, также повышающие КПД устройства.

Самыми высокотехнологичными и максимально эффективными являются вакуумные солнечные коллекторы. Вакуум в системе выполняет функцию теплоизолятора, вследствие чего потери энергии оказываются минимальными. Гелиосистема обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, но является дорогостоящим видом солнечных коллекторов.

Преимущества использования

Правильно подобранный в соответствии с индивидуальными особенностями дома и с учётом климатической зоны его расположения, солнечный коллектор для отопления дома прослужит долго и позволит сократить расходы на оплату таких теплоносителей, как газ и электричество.

Современные гелиосистемы отличаются своей надёжностью и бесперебойной работой. Они позволяют существенно снизить нагрузки, которые испытывает отопительная система в частном доме.

• Системы отопления, работающие от солнечной энергии, являются доступными и экологически безопасными устройствами.
• В процессе их работы не происходит выделение никаких токсических веществ, благодаря чему это самые безвредные для экологии отопительные приборы.
• Они совершенно бесшумны в работе, обладают простой и понятной конструкцией.
• Солнечный коллектор для нагрева воды особенно незаменим в летнее время года, когда необходимо нагреть воду в душе или в бассейне.

В свою очередь, в период межсезонья такие обогревательные приборы полностью заменяют электрические обогреватели, которыми пользуется большинство людей до начала отопительного сезона.

При отсутствии холодов энергии, вырабатываемой солнечными коллекторами, оказывается вполне достаточно для поддержания температуры в доме на уровне нормы.

Примечательно, что для установки дома таких высокотехнологичных приборов не нужно получать никаких разрешений. Единственной рекомендацией от производителей солнечных коллекторов является отказ от варианта монтажа системы своими руками.

В процессе установки потребуются определённые знания и опыт в области электрики, а также работы сантехнического оборудования. Поэтому такую ответственную задачу лучше доверить квалифицированным специалистам.

Выгода от использования

Не смотря на то, что применение солнечных коллекторов не избавит вас от необходимости использовать газовое оборудование в зимнее время года, с их помощью можно существенно сократить потребление основных энергоносителей.

Это прекрасный источник для дополнительного обогрева дома, и, если на улице выдался солнечный день, установка сработает с большей эффективностью и полностью обеспечит дом не только горячей водой, но и теплом.

Для тех, кто любит и может мастерить, а также обладает достаточными для этого знаниями, существует видео о том, как сделать солнечный коллектор своими руками.

Солнечные коллекторы имеют сравнительно небольшой срок окупаемости, который в среднем составляет от 5-ти до 8-ми лет в зависимости от вида и конструкции установки.

Солнечный коллектор для отопления: инструкция по установке Особенности и монтаж солнечных коллекторов

Интересно то, что многие люди, которые планируют произвести кладку плитки на пол.

Системы теплого пола состоят из разных компонентов: у каждого из которых свое.

Солнечный коллектор для отопления: инструкция по установке

В современных условиях необходимо все больше внимания уделять альтернативным источникам получения энергии. Конечно же, пока что это все это для многих людей может показаться чем-то невероятным, однако во многих странах люди активно используют альтернативные источники получения энергии, и при этом экономят огромные деньги. Стоит иметь в виду, что на рынке существует достаточное количество установок, с помощью которых можно стать энергетически независимым, однако далеко не все эти варианты показывают себя с лучшей стороны.

В данном случае мы рассмотрим солнечный коллектор, который позволяет обеспечить отоплением и теплой водой большой частный дом. Конечно же, это не пустые слова. Во многих европейских странах солнечные коллекторы успешно используют на протяжении нескольких лет. Самое главное, что необходимо при использовании этого коллектора – это солнечная погода, которая и обеспечивает жилище необходимым объемом энергии.

Но при этом не стоит думать, что в пасмурную погоду коллектор тут же перестает функционировать. Современные модели аккумулируют некоторое количество энергии, а отдельные установки и вовсе способны собирать энергию через облачный слой.

В этой статье мы постараемся полностью проанализировать возможности и основные характеристики современных солнечных коллекторов. Также разберемся с процессом монтажа этих установок. При помощи нашей инструкции каждый хозяин сможет произвести установку коллектора своими руками.

Особенности солнечного коллектора

Важнее всего отметить, что солнечный коллектор не производит электричество, как многие другие установки, функционирующие на основе солнечных батарей. В данном случае мы имеем аппаратуру, которая нагревает теплоноситель. Соответственно, солнечный коллектор пригоден исключительно для отопления жилища, а также для превращения холодной воды в горячую.

Солнечный коллектор одинаково эффективен и в летний период, и в зимний. К примеру, летом установка обеспечивает полноценный нагрев воды, а зимой коллектор можно полностью перевести на отопление жилища. Очевидно, что многое зависит и от возможностей коллектора. В продаже можно найти различные модели, которые предусмотрены для крупных и небольших помещений.

Что касается ценового вопроса, то с каждым годом солнечные коллекторы становятся доступнее. Соответственно, это отличное решение, которое полностью заменяет традиционные средства отопления. Также можно легко отказаться от газоснабжения, и при этом сэкономить деньги.

Стоит отметить, что в продаже можно найти несколько типов солнечных коллекторов:

• Плоский коллектор. Это, скорее всего, самый распространенный тип солнечных коллекторов. Такие установки имеют специальные элементы, успешно поглощающие солнечное излучение. Кроме того, данная аппаратура имеет защитное стекло. Плоский коллектор также оборудован медными трубками, по которым распространяется теплоноситель. Данная конструкция должна быть полностью герметичной, поэтому все отверстия и зазоры заполняются силиконом. Плоский коллектор способен нагреть воду до 200 градусов по Цельсию. Это отличный результат, который достигается за короткие сроки. Конечно же, эффективность установки повышается вместе с увеличением количества падающей энергии (солнечного излучения). При этом можно повышать эффективность установки использованием оптических покрытий.
• Вакуумный коллектор. Как можно понять из названия, эффективность данного коллектора обеспечивается за счет созданного вакуума. Установка состоит из труб, внутри которых еще более узкие трубы. Соответственно, между ними создается вакуум, благодаря которому сохраняется большое количество улавливаемой энергии. Также в качестве проводника тепла в вакуумных коллекторах присутствуют тепловые трубки. Таким образом, жидкость, присутствующая в нижней части трубки, поддается нагреву и превращается в пар. Далее пар поднимается вверх и передает тепло коллектору. Стоит сказать, что такие установки особенно эффективно показывают себя в домашних условиях. Суть в том, что вакуумные коллекторы способны поддавать воду кипению даже в том случае, если за окном слишком низкая температура.
• Бытовой коллектор. В данном случае теплоноситель нагревается, а позже тепловая энергия передается в бак, который исполняет функцию аккумулятора, накапливающий горячую воду. Зачастую используются коллекторы, которые основываются на простом принципе работы. Его суть заключается в циркуляции воды по причине разности температур в коллекторе и баке. Можно также найти другие варианты бытовых коллекторов, которые также имеют дополнительный электрический нагревательный элемент, с помощью которого можно существенно повысить эффективность установки.
• Коллекторы-концентраторы. Данные установки имеют специальные отражатели, которые существенно повышают эффективность системы. Также нередко используются устройства слежения за солнцем, расположение которых зависит от положения источника энергии. Конечно же, такие установки существенно дороже аналогов, но для крупных помещений это неплохой вариант.
• Воздушные коллекторы. Это плоские установки, которые зачастую используются для отопления небольших жилых помещений. Стоит отметить, что данная установка проводит тепло хуже, чем жидкий теплоноситель, и это нужно обязательно иметь в виду. Воздушные коллекторы иногда используют для просушивания сельскохозяйственной продукции. В некоторых случаях это действительно эффективный вариант. Многих хозяев подобные установки привлекают особой простотой конструкции. Соответственно, в данном случае нет необходимости в сложной настройке. Однако данное преимущество перекрывается невысокой эффективностью.

Применение коллекторов

Как уже говорилось, чаще всего солнечные коллекторы используются в частных домах, а также на объектах сельскохозяйственных производств. Однако нередко при помощи этих установок проводится опреснение соленой морской воды. Соответственно, с развитием данной отрасли существенно удешевляется процесс опреснения воды, а также отопления жилища и нагрев воды.

Имеет смысл использовать большое количество солнечных коллекторов на фермах, где имеется достаточно пространства для их размещения. Соответственно, таким образом, мы получаем энергию практически из ничего. Некоторые сельскохозяйственные объединения таким путем переходят на самообеспечение теплой водой и отоплением.

Достоинства и недостатки плоских и вакуумных коллекторов

Имеет смысл рассмотреть главные положительные и негативные стороны самых популярных солнечных коллекторов.

Среди достоинства плоских коллекторов:

• Высокий КПД, который позволяет обеспечивать теплом и теплой водой большие жилые помещения. При этом не стоит забывать, что многое зависит непосредственно от конкретной модели коллектора.
• Коллектор можно устанавливать под различными углами, что существенно упрощает настройку эффективного режима работы.
• Это самый недорогой вариант из существующих на рынке солнечных коллекторов. При этом плоские установки имеют высокую надежность и долговечность.

Что касается негативных сторон, то у плоского коллектора один существенный недостаток, который заключается в потери теплоресурсов. Это связано со специфической конструкцией коллектора. При таком раскладе не самая высокая эффективность установки будет давать о себе знать в зимний период.

Положительные стороны вакуумных коллекторов:

• Высокие температуры нагрева. Большинство вакуумных коллекторов без проблем прогревают тепловые трубки до 300 градусов. Это очень неплохой результат, особенно для использования установки в пределах частного дома.
• Практичная конструкция. Благодаря действительно удачной конструкции вакуумный коллектор эффективно нагревает теплопроводную жидкость. Более того, данная жидкость не замерзает в прохладные времена года, и это однозначно плюс.
• Простота установки позволяет произвести монтаж вакуумного коллектора даже новичку, который ранее ничем подобным не занимался.

К негативной стороне вакуумной установки можно отнести высокую стоимость. Таким образом, приобрести данный коллектор смогут далеко не все, поэтому, несмотря на множество положительных сторон, многие люди будут отдавать предпочтение более дешевым вариантам.

Особенности монтажа солнечных коллекторов

Нужно иметь в виду, что работоспособность и эффективность солнечного коллектора – очень тонкое дело. Вся суть заключается в том, что установку коллектора нужно проводить в зависимости от положения жилища, а также от расположения солнца.

Очевидно, что чаще всего солнечные коллекторы устанавливаются на крупных частных домах. Соответственно, в таких условиях может быть достаточно много вариантов для установки системы. Лучше всего предварительно проконсультироваться со специалистами, которые дадут свою оценку ситуации. Зачастую существует два варианта расположения солнечного коллектора на крыше:

• Установка на скатной крыше. В данном случае установка коллекторов происходит параллельно поверхности крыши. При этом нужно установить систему таким образом, чтобы она была направлена на южную сторону. Это наиболее эффективный сценарий. Однако можно допускать и небольшие отклонения: до 20° на восток, а также до 30° на запад. Примерно такого же результата нужно добиться и при установке на другие типы крыш.
• Установка на плоской крыше. Полностью горизонтально можно устанавливать вакуумные трубчатые коллекторы, при этом трубы присоединяются с небольшим уклоном. Что касается коллекторов с тепловой трубой, то устанавливать такие системы горизонтально нельзя. Необходимо обеспечить хотя бы небольшой наклон. Конечно же, при помощи специальных стоек можно обеспечить оптимальный наклон коллектора и на горизонтальной крыше.

В некоторых случаях коллекторы устанавливаются на стены жилища, однако нужно иметь в виду, что при таком раскладе доступ к солнечному излучению может быть существенно ограничен. Поэтому такие решения все же необходимо предварительно обсуждать со специалистами.

Если солнечный коллектор имеет слишком большую площадь, то установку следует проводить прямо на участке. Здесь также нужно следить за тем, чтобы солнечное излучение беспрепятственно попадало на систему.

Особое внимание следует уделять затенению коллекторов. Конечно же, подобных вещей допускать нельзя, иначе эффективность установки будет стремительно падать. Источниками тени могут быть деревья, соседние здания либо сам дом, на котором установлен коллектор. Необходимо предварительно оценить все угрозы, связанные с затенением, и уже после этого производить монтаж коллектора.

Остальные детали монтажа:

• Остекление коллектора необходимо затенять, причем это нужно проводить до того момента, пока установка не будет заполнена теплоносителем. Конечно же, без теплоносителя система будет подвергаться сухому перегреву, что, в свою очередь, может привести в негодность весь коллектор.
• Движение теплоносителя в системе должно происходить снизу вверх.
• В один ряд следует устанавливать не более 3-х коллекторов, однако это только в том случае, если не произведен монтаж компенсаторов.

• Стоит иметь в виду, что крепления коллекторов должны быть надежными, и при этом стойкими к действию коррозии. В противном случае придется регулярно менять крепления, а также производить непростой монтаж системы.
• Чтобы в процессе эксплуатации повысить эффективность установки, следует поддать теплоизоляции все трубопроводы, а также фитинги. Это особенно важно, если коллектор используется в прохладное время года.
• Большинство коллекторов не требуют регулярного обслуживания. Соответственно, это существенно упрощает использование установок в пределах частых домов. Однако периодически все же имеет смысл проводить визуальный осмотр, который позволит определить возникающие проблемы.