На фото:
Устройство и типы
Что это такое? В России принято считать, что солнечные коллекторы — это устройства, преобразующие лучистую энергию в тепловую. Проще говоря, солнце нагревает теплоноситель (воду или воду с антифризом) в трубах, которая затем используется для отопления дома. Не будем касаться так называемых фотовольтаических коллекторов — по сути, это батареи, преобразующие солнечную энергию в электрическую. Рассмотрим классические конструкции: плоские и трубчатые.
Плоские коллекторы. Короб, накрытый стеклом, внутри которого находится абсорбер (теплообменник) — медные трубки с приваренными к ним пластинами. Пластины нагреваются солнцем и передают тепло циркулирующей в трубках жидкости. Корпус коллектора герметизируют (а иногда и закачивают внутрь аргон), чтобы снизить потери энергии, предохранить от пыли, влаги, образования конденсата. На пластины наносят специальное покрытие, которое пропускает инфракрасное излучение только в одном направлении — внутрь. Для покрытия короба используется закаленное оптическое стекло с минимальным содержанием металлов и коэффициентом светопропускания свыше 90%. Все же такая конструкция не самая эффективная: со снижением температуры воздуха появляется конденсат и растут конвекционные потери.
Трубчатые коллекторы. Модуль из двух или нескольких стеклянных трубок, вставленных друг в друга. Наружная трубка прозрачна, внутренняя покрыта абсорбирующим слоем, между трубками создается вакуум. Прямой и рассеянный солнечный свет собирается зеркалами и направляется на трубки. Такая конструкция собирает тепла в 1,2-1,4 раза больше, чем плоский коллектор и может работать в пасмурную погоду. Вакуумные коллекторы могут быть прямоточными или работать по принципу «тепловой трубы» («Heatpipe»). В таких моделях перенос тепла происходит при помощи легкоиспаряющейся под действием солнечного нагрева жидкости, которая затем конденсируется в верхней части трубки, отдавая тепло в нагревательную систему. Эта конструкция более эффективна и действует даже в морозы, для этого в качестве теплоносителя используют антифризы. Менять их достаточно раз в 5-7 лет.
Как добиться максимальной эффективности
Подключение. Солнечные коллекторы в нашем климате все же не могут быть единственным источником тепловой энергии. Поэтому накопительный бак подключается к традиционной системе отопления. Для поддержания нужного уровня давления в системе и ее долгой службы необходимо соблюдать ряд требований.
- Впускной патрубок для воды, нагретой в коллекторе, должен находиться рядом с верхним краем накопительного бака. Если в баке есть ТЭН, патрубок располагается ниже него.
- Патрубок разбора горячей воды из накопительного бака — выше впускного патрубка для нагретой воды из коллектора.
- Патрубок подачи воды из накопительного бака в коллектор и патрубок подачи холодной воды должны располагаться как можно ниже.
- Дополнительные устройства. Качественный накопительный бак должен быть теплоизолирован и оборудован автоматической системой контроля и управления. Иногда их оснащают дополнительными источниками подогрева — ТЭНом или несколькими контурами, работающими от котла или насоса при любой температуре воздуха.
Когда окупится?
В перспективе. Даже в холодный сезон солнечные коллекторы экономят не менее 15% отопительной энергии. Но это оборудование потребует серьезных начальных вложений: коллектор, рассчитанный только на подогрев воды, стоит 4-5 тыс. евро, на отопление — до 10 тыс. евро. Но и прослужит не одно десятилетие.
В статье использованы изображения: buderus.ru
