АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
ТЕПЛОВОЙ НАСОС
СОЛНЕЧНЫЙ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕКТОР
- История вопроса
- Применение солнечных коллекторов
- Почему мы «ЗА» солнечный коллектор
- Почему ВАМ НУЖЕН солнечный коллектор
- Как работает СК
- Оборудование для солнечного коллектора
- Типы солнечных коллекторов и нагревательных систем
- Расчет солнечной водонагревательной системы
- Наши объекты
- Цены на солнечные водонагревательные комплекты
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ (Фотоэлектрические модули)
ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ
АВТОНОМНОЕ ГАЗОСНАБЖЕНИЕ
ЭЛЕКТРОПАНЕЛИ «OWEL»
Типы солнечных коллекторов и водонагревательных систем

                Плоские солнечные  коллектора

Плоский Солнечный коллектор предназначен для нагрева жидкости-теплоносителя для применения в системах солнечного нагрева воды. Может использоваться как основной или дополнительный нагреватель в системе горячего водоснабжения. Для нагрева жидкости используется энергия прямого солнечного излучения. Может применяться в системах как с естественной (термосифонного типа) или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Поглощающий элемент называется абсорбером; он связан с теплопроводящей системой. Прозрачный элемент (стекло) обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов.
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. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности
Области применения
- солнечные установки горячего водоснабжения и отопления индивидуального использования (частный дом, коттедж, дача и др.);
- солнечные системы горячего водоснабжения бытового, коммунального, производственного и сельскохозяйственного назначения (гостиницы, пансионаты, объекты общественного питания, прачечные, животноводческие фермы и т.д.).

Особенности и преимущества
В конструкции солнечного коллектора (корпус, поглощающая панель) применяются специальные профили из корозионно- стойкого алюминиевого сплава. Корпус солнечного коллектора окрашивается в любой цвет методом нанесения полиэфирных порошков в электростатическом поле. На тепловоспринимающую панель солнечного коллектора методом вакуумного напыления нанесено селективное поглощающее покрытие, имеющее высокую эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую.

 

               Вакуумные солнечные коллектора

В вакуумном водонагревателе-коллекторе объем, в котором находится темная поверхность, поглощающая солнечное излучение, отделен от окружающей среды вакуумированным пространством, что позволяет практически полностью устранять потери теплоты в окружающую среду за счет теплопроводности и конвекции. Потери на излучение в значительной степени подавляются за счет применения селективного покрытия. Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе мал, теплоноситель в нем можно нагреть до температур 120—160°С .Солнечный вакуумный коллектор обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, практически вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии таких коллекторов, при степени вакуума 10-5¸ 10-6, составляет 98 %. Изоляция в виде вакуума позволяет избежать потерь тепла.
Преимущества и области использования вакуумных солнечных коллекторов
Благодаря высокой теплоизоляции вакуумные солнечные коллекторы работают очень эффективно при низких температурах окружающей среды. Преимущество вакуумных коллекторов перед плоскими начинает проявляться при температуре воздуха ниже 15 градусов Цельсия. При отрицательных температурах воздуха вакуумным коллекторам альтернативы нет.
Солнечные тепловые установки на основе вакуумных коллекторов могут применяться как для целей горячего водоснабжения, так и для отопления дома. При этом в летнее время можно полностью получать горячую воду от солнечного нагревателя. В остальное время года за счет энергии солнца можно получать до 80% горячей воды.
Часто возникает вопрос, насколько реально отапливать дом за счет энергии солнца. К сожалению, в европейской части России о значительной доле солнечного отопления в тепловом балансе говорить не приходится. Однако, солнечная отопительная установка на основе вакуумных солнечных коллекторов может с успехом справляться с задачей поддержания минимальной заданной температуры дома весной и осенью.
В зимнее время тоже можно рассчитывать на некоторую добавку тепловой энергии для отопления. Но она будет незначительна в декабре и январе. Поэтому обычно солнечную отопительную систему рассчитывают на работу в весенне-осенний период, а зимой она будет помогать вашей основной системе отопления (на газу, дровах, биотопливе, солярке и т.п.).
Конструкция стеклянных вакуумных труб похожа на конструкцию термоса: одна трубка вставлена в другую, с большим диаметром. Между ними вакуум, который представляет совершенную теплоизоляцию. Конвективные потери и потери на излучение, особенно ощутимые зимой, а также при высоких температурах нагреваемой воды, очень низкие. Благодаря цилиндрической форме трубок солнечные лучи падают на постоянную поверхность перпендикулярно к оси трубки. Это приводит к получению большей энергии с единицы теплоприемной поверхности, даже если солнце и светит под «неудобным» углом, во время захода и восхода солнца, например, и при разных поворотах коллектора. Вакуумными трубками используется и так называемый диффузионный свет, когда солнце закрыто облаками. Эти коллекторы с цилиндрической абсорбционной поверхностью имеют ряд неоспоримых преимуществ перед плоскими солнечными коллекторами. В любое время дня под прямым солнечным излучением постоянно находится часть абсорбирующего вещества вакуумной трубки; это как бы плоский коллектор, поворачивающийся за солнцем. При устройстве специальных отражателей эффективная воспринимающая площадь коллектора может быть в разы больше аналогичной площади плоского солнечного коллектора.
Существуют 3 основных типа вакуумных солнечных коллекторов - с заполнением внутреннего пространства теплоносителем, с тепловыми трубками и с U-образными трубками.


 

Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде

Это самый простой тип вакуумных коллекторов.  Вакуумные трубки расположены под определенным углом и соединены с накопительным баком. Из него вода контура теплообменника течёт прямо в трубки, нагревается и возвращается обратно. К преимуществам этой системы относится непосредственная передача тепла воде без участия других элементов.

 


Существуют также коллекторы такого типа без накопительного бака Термосифонные системы работают на принципе явления естественной конвекции, когда теплая вода стремится вверх. В термосифонных системах бак должен быть расположен выше коллектора. Когда вода в трубках коллектора нагревается, она становится легче и естественно поднимается в верхнюю часть бака. Более прохладная вода в баке течет вниз в трубки, таким образом обеспечивается циркуляция во всей системе. В дешевых системах бак объединен с коллектором и не рассчитан на магистральное давление, поэтому термосифонные системы нужно использовать либо с подачей воды из выше расположенной емкости, либо через уменьшающие давление редукторы. Имеет минимальное гидравлическое сопротивление. Система обязательно должна быть безнапорной (с открытым расширительным баком), чтобы на трубки не могло действовать давление. Минусом можно считать несколько больший объем воды контура теплообменника (60-200 литров). Если трубка разобьется, происходит утечка воды. Но основным преимуществом остается низкая стоимость со всеми выгодами коллектора с вакуумными трубками.

 

 

 

Вакуумный коллектор с прямой теплопередачей воде и встроенным теплообменником

Такой коллектор имеет все преимущества и особенности предыдущего типа коллекторов. Отличием является наличие встроенного в бак эффективного теплообменника, что позволяет подсоединить коллектор с баком к напорной сети водоснабжения. При этом в трубках по-прежнему практически нет давления. Одним из преимуществ также является возможность заполнения водонагревательного контура незамерзающей жидкостью, что позволяет использовать его и при небольших минусовых температурах (до минус 5-10 градусов). Другим преимуществом является то, что в коллекторе не откладываются соли жесткости и другие загрязнения, так как объем теплоносителя один и тот же, а расходуемая вода проходит только по внутреннему медному теплообменнику.

 

 

Вакуумный коллектор с термо-трубками

Это более сложный и более дорогой тип коллектора. Термотрубка – это закрытая медная труба с небольшим содержанием легкокипящей жидкости. Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть – головку, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура водопотребления или незамерзающей жидкости отопительного контура. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова. Приемник солнечного коллектора медный с полиуретановой изоляцией, закрыт нержавеющим листом. Передача тепла происходит через медную „гильзу“ приемника. Благодаря этому отопительный контур отделен от трубок, при повреждении одной трубки коллектор продолжает работать. Процедура замены трубок очень проста, при этом нет необходимости сливать незамерзающую смесь из контура теплообменника.


Другим важным преимуществом коллекторов с тепловыми трубками является их способность работать при температурах до -35°С (полностью стеклянные коллекторы с тепловыми трубками) или даже до -50°С (коллекторы с металлическими тепловыми трубками).
Обычно испарение начинается при температуре трубки более 30°С, таким образом при низких температурах трубка как бы "запирается" и не происходит потерь тепла через коллектор (например ночью или в пасмурную погоду).
При этом коллектор помещается снаружи помещения, а все остальное оборудование - внутри дома, что способствует минимизации теплопотерь. (См. описание схемы системы с активной циркуляцией теплоносителя) .

 

Вакуумный солнечный коллектор с U-образными трубками

 Рабочий принцип:
В вакуумной трубке/разряженной трубке солнечного водонагревателя, покрытой абсорбером, солнечный свет трансформируется в тепловую энергию, затем пластина и U-образные медные трубки передают нагретую жидкость в рабочую среду/теплообменник. Нагретая жидкость затем циркулирует по теплообменнику и отдает свое тепло воде в баке-накопителе.
 Краткая характеристика:
1. Без воды в вакуумной трубке, трубы не разрываются зимой.
2. Легко монтируемый, может идеально сочетаться с архитектурой.
3. Интерференциальная пленка, покрывающая вакуумную трубку с уровнем абсорбции от 94% до 96%, со степенью вакуума 5×10-4 МПа, может работать более 15 лет.
4. Получил сертификат Ключевой марки Солнечной энергии и Сертификат СЕ, отвечает стандарту EN12975.
 

 

 

Активные системы водонагрева

Активные системы используют электрические насосы, клапаны и контроллеры, для циркуляции теплоносителя через коллектор. Они обычно более дорогие, чем пассивные системы, но и более эффективны. Активные системы часто более легко модифицируются, чем пассивные системы, потому что их баки не должны быть установлены выше или близко к коллекторам. По опыту эксплуатации  установлено, что при совместном использовании с солнечными панелями (для получения электричества) для питания циркуляционного насоса, активная система может даже длительное время работать при отключении электричества.

Активные системы с открытым контуром
Активные системы с открытым контуром используют насосы для циркуляции воды через коллекторы. Этот система эффективна и понижает эксплуатационные расходы, но не является подходящей, если ваша вода имеет большое количество солей или кислая, потому что отложения и коррозия постепенно выведут систему из строя. Активные системы с открытым контуром являются популярными в регионах с положительными температурами или при сезонном использовании, хотя системы с вакуумными трубками способны противостоять умеренным отрицательным температурам без опасения повреждения до температур -20 °С или -25 °С.

 


Активные cистемы с закрытым контуром

Наиболее эффективные и распространенные солнечные водонагреватели. Легко встраивается в существующие системы отопления или горячего водоснабжения. Подходят для всех типов климата и рекомендуются для районов с низкими температурами (до -50°С) и низкими значениями солнечной радиации. Оснащенный контроллером, коллектор автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает заданную температуру. При не достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.