Солнечные коллекторы для отопления дома. Виды. Преимущества и недостатки

Здоровье человека напрямую зависит от чистоты окружающей среды. Учеными уже давно разработана система теплоснабжения, позволяющая без особых затрат (как экологических, так и финансовых) использовать энергию солнца. Это – солнечные коллекторы. О принципах их работы, преимуществах и недостатках, читайте далее

Для преобразования энергии солнца в тепло используются специальные устройства, называемые солнечными коллекторами. Полученная тепловая энергия может быть использована для отопления промышленных и жилых зданий, а также для получения воды для горячего водоснабжения.

Виды коллекторов.

Солнечный коллектор. Общая информация.

Выпускается много разных видов солнечных коллекторов. В основе их работы лежит один принцип – нагрев теплоносителя солнечной энергией. Различные по виду коллекторы различаются конструктивными особенностями и имеют различный коэффициент эффективности преобразования, который зависит от конструкции и схемы работы коллектора.

Из многообразия существующих коллекторов выделяются такие типы: поглотители; плоские коллекторы; вакуумированные коллекторы; коллекторы с линейной фокусировкой.

Солнечные поглотители.

Солнечные поглотители (теплонакопители).

Этот тип коллекторов имеет простую конструкцию, состоящую из распределительной трубы и собирающей трубы. Между ними проходит большое число трубок небольшого диаметра. Конструкция очень похожа на обыкновенный автомобильный радиатор. Изготавливаются поглотители из качественной резины, не теряющей своих свойств в температурном диапазоне от 50 до 120.

Такие поглотители устанавливаются на крышах домов, на земле, применяются для нагрева воды до температуры +50ºС.

Как подключить солнечный коллектор. Видеосюжет.

Плоские коллекторы.

Фото плоского коллектора в разрезе.

По конструкции жидкостной схемы похожи на поглотители. Только нагрев здесь происходит за счет световой энергии падающих лучей. Внешняя поверхность коллектора закрыта безосколочным стеклом с высоким коэффициентом светопропускания. Лучи света, проникая через прозрачное стекло, нагревают замкнутый воздушный объем до высокой температуры, эта температура передается теплоносителю, циркулирующему в трубках между входным и выходным коллекторами.

Вакуумированные коллекторы.

Вакуумированный солнечный коллектор.

Эти коллекторы, как и плоские, превращают солнечную энергию в тепло. Особенностью этих коллекторов является то, что трубка, поглощающая солнечную энергию, находится в прозрачной вакуумной «рубашке». По сути – это теплообменник «труба в трубе», только вакуумная оболочка здесь является тепловым изолятором. Преобразование же энергии в тепло происходит во внутренней трубке, там энергия передается прокачиваемому через коллектор теплоносителю. Эффективность преобразования энергии вакуумированных коллекторов выше, чем плоских коллекторов, за счет отсутствия тепловых потерь трубок теплообмена.

Работа трубочного солнечного коллектора зимой.

Коллекторы с концентраторами энергии.

Солнечные коллекторы с концентраторами энергии.

Для повышения температуры теплоносителя до более высокой температуры применяются коллекторы, имеющие в своей конструкции линейнофокусные установки. Коллектор работает как плоский коллектор, только в нем стоят параболические линейные отражатели, фокусирующие энергию на трубках теплообмена.

Водонагревательные установки.

Водонагревательные установки.

Солнечные коллекторы используют сезонно. Начинается эксплуатация весной и заканчивается поздной осенью. Все водонагревательные установки имеют в своем составе: солнечные коллекторы, теплообменник-аккумулятор и нагреватель-дублер. В контуре теплообменника и солнечного коллектора циркулирует незамерзающая жидкость – антифриз.

В установках небольшой мощности происходит естественная циркуляция антифриза. Для повышения производительности установки, в контур встраивается насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию антифриза в контуре.

Теплообменник-аккумулятор имеет теплоизоляцию и хранит запас нагретой воды. При отборе горячей воды, из водопроводной сети поступает дополнительная порция.

Съем тепла.

Дом с оборудованный солнечными коллекторами на крыше.

По исследованиям ученых, солнечные коллекторы являются очень эффективными преобразователями энергии световой в тепловую. Например, в теплый период (с марта по сентябрь) в России дневная мощность излучения достигает 5 кВт*час/м кв. Небольшие по площади солнечные коллекторы и простые по конструкции нагревательные установки полностью обеспечивают потребности в горячем водоснабжении загородного дома, коттеджа, дачи. Тепло вырабатывается с использованием экологически чистого процесса, стоимость тепла – минимальна. Температура нагрева – 50-55ºС является достаточной для бытовых нужд.

Области применения.

Солнечные коллекторы уже сейчас применяют в схемах:

• горячего водоснабжения в бытовых и промышленных целях;
• отопления жилых и промышленных помещений;
• опреснения морской воды.

Путешествие по крыше загородного дома с установленными солнечными коллекторами.

Преимущества и недостатки.

Коллекторы имеют ряд неоспоримых достоинств: небольшие габариты; удобство монтажа; экономичность; высокая эффективность преобразования энергии; отсутствие эксплуатационных затрат.

К недостаткам коллекторов и систем водоснабжения на их основе можно отнести высокую стоимость первоначальных затрат и сезонный характер работы.