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.
Из статьи Вы узнаете:
Виды коллекторов.
[youtube]pBvnzgHdH9Q[/youtube]
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.
[youtube]p5iVuJswMFs[/youtube]
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.
[youtube]9wARCaPxpfc[/youtube]
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.
[youtube]zh6E9XhqkXI[/youtube]
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.
