Обзор типов солнечных коллекторов для организации отопления и горячего водоснабжения дома

kollectorСейчас  много разговоров идет об экологии, сбережении ресурсов. Но, пожалуй, главная причина того, что большинство людей стараются изыскать любую возможность минимизировать энергопотребление – удорожание жизни, чему в немалой степени способствует постоянное повышение тарифов. Наше ЖКХ словно специально подталкивает к этому. Один из вариантов экономии – на отоплении и ГВС. Как это можно сделать с помощью солнечного коллектора, который используется для горячего водоснабжения и отопления, и будет рассказано в статье на нашем сайте better-house.ru. 

Смысл в том, чтобы вместо традиционных источников использовать солнечную энергию, которая, как известно, совершенно бесплатна. Для этого предназначено устройство, называемое гелиоколлектором (солнечным). Оно может быть составной частью как систем горячего водоснабжения, так и контуров отопления.

Не следует его путать с изделием, имеющим созвучное название – солнечная батарея (о них читайте здесь). Принципиальное отличие в том, что от АКБ Потребитель получает энергию электрическую, а от коллектора – тепловую. Не вдаваясь в тонкости физических процессов, коротко можно сказать так – солнечная излучение трансформируется в тепло, которое и используется для повышения температуры теплоносителя.

Схема довольно простая: гелиоколлектор – накопительный бак. Между ними непрерывно циркулирует теплоноситель. Предусмотрена установка и различных дополнительных устройств, в основном, электроники, что делает эксплуатацию более удобной. Обо всех возможностях конкретного изделия можно узнать из сопроводительной документации.

otoplenie-solnechnymi-kollektorami

Типы солнечных коллекторов. Их существует несколько. Для нас интересны лишь те, которые можно без особых сложностей использовать в быту, для обеспечения своего дома тепловой энергией.

Модели «вакуумные»

Абсорбер (элемент, который поглощает и аккумулирует солнечную энергию – «черная» панель) находится в вакууме. Он окружает его со всех сторон, тем самым надежно изолируя от окружающей среды. Дополнительно этому способствует селективное покрытие абсорбера, за что он и получил свое второе название. Такое инженерное решение позволяет сократить теплопотери до минимума.

Конструктивно отдельный элемент представляет собой 2 трубки (одна в другой). Это напоминает обыкновенный термос. В пространстве между ними и находится вакуум. Форма цилиндра обеспечивает хорошее поглощение энергии солнца при любом его местоположении на небосводе, будь то раннее утро, полдень или закат. Его лучи всегда падают перпендикулярно продольной оси элемента, что способствует максимальному поглощению радиации.

vakum

Прямая теплоотдача

Все элементы соединены с накопительной емкостью системы. Жидкость из нее поступает в трубки (они расположены с наклоном), нагревается и возвращается обратно в бак. В некоторых конструкциях его может и не быть (непрерывная циркуляция). Достоинство такого решения – отсутствие «посредников» в процессе теплообмена.

С теплообменником

Отличие в том, что в накопительном резервуаре находится теплообменник (как правило, медный). На его основе можно монтировать второй контур – ГВС, если первый работает на отопление. При этом можно пользоваться разными теплоносителями. Для ГВС, естественно, вода, для отопительной системы, кроме нее, и антифриз или другая низкозамерзающая жидкость. Это позволяет эксплуатировать установку в холодное время (при «минусе» на улице).

koll

С трубками (тепловыми)

Модели самые эффективные, но и стоят дорого. Конструктивно панель состоит из запаянных трубок (медных), заполненных легкокипящей жидкостью. При нагреве происходит образование пара, который в верхней части конденсирует и стекает вниз. Непрерывно повторяющийся процесс. Температура парообразования известна, поэтому нет смысла объяснять, насколько оригинально такое решение.

Даже при минимальном освещении панели можно получить достаточно тепловой энергии. При отсутствии разбора теплоносителя (ГВС) температура нагрева может достигать +300 ºС.

Все элементы соединены с общей трубой (приемником), по которой проходит теплоноситель.

solnechie-kollektor

Плюсы:

  1. Возможность надежной работы и при температурах ниже нуля.
  2. По эффективности превосходят «плоские» аналоги на 45 – 50%.
  3. Универсальность, так как выпускаются в нескольких модификациях.
  4. Хорошая ремонтопригодность.
  5. Отдельные модели отлично функционируют при температурах до -45 0С (с трубками из металла).
  6. Выход одного элемента из строя незначительно отражается на работе коллектора.

Минусы:

  1. Высокая стоимость.

«Плоские» модели солнечных коллекторов

Они функционируют на основе парникового эффекта. Такой гелиоколлектор состоит из 3-х основных частей – поглощающего солнечные лучи элемента (абсорбера), теплоизолятора и прозрачного покрытия. Излучение светила свободно проникает внутрь устройства и там аккумулируется. Теплоноситель, который циркулирует по системе и проходит через коллектор, нагревается за счет накопленной тепловой энергии. В статическом режиме (без водоразбора) панель может нагреть жидкость до +200 0С.

plosk

Плюсы:

  • Простая конструкция.
  • Дешевле вакуумных моделей.

Минусы:

  • По КПД им значительно уступают.
  • Большая зависимость от освещенности.
  • При отрицательных температурах эффективность резко падает.
  • Ограничение в использовании. Более подходят для южных регионов, а в средних широтах и севернее – малоэффективны.

Разброс цен настолько большой, что имеет смысл остановиться только на отдельных примерах.

  • Коллектор 1,84 м2 (Чехия) обойдется в 5 150 рублей. Это с учетом стоимости всех комплектующих для установки. Такая же модель на 3,6 м2 – 8 250 рублей.
  • Немецкий «Logasol» вертикального монтажа – 29 340 рублей (2 026 х 1 032). Изделие с габаритами 2 070 х 1 145 стоит уже 43 000 рублей.

Остается добавить, что окупаемость таких устройств – не более 5 лет. А если учесть гарантированный эксплуатационный период (до 30 лет), то становится понятно, сколько можно пользоваться тепловой энергией абсолютно бесплатно.

Выводы

  1. Более высокая стоимость обустройства коллекторных конструкций – кажущаяся. По оценкам специалистов, затраты на все соответствующие мероприятия вполне сопоставимы с расходами на монтаж автономных систем, работающих на традиционных видах топлива, например газовых котлов.
  2. Эффективность работы схемы обеспечивается не в последнюю очередь качеством теплоизоляции магистрали, и это нужно иметь в виду.
  3. Если учитывать цены на основные энергоносители (газ, твердые или жидкие виды топлива, то же электричество), то экономия получается весьма существенная, особенно для частного дома, на приусадебном участке которого расположено несколько строений. Нужно понимать, что гелиоколлектор может работать круглый год, главное, чтобы солнце не было закрыто тучами. Причем он аккумулирует излучение не только в том спектре, который для нас видимый. Так что целесообразность монтажа такой конструкции очевидна. Конечно, многое определяется и потребностями конкретного дома. Но даже если панель (или сборка) и не заменит полностью обычные системы, то экономию даст значительную. Кроме того, это и неплохой аварийный вариант (запасной источник энергии).
  4. Солнечные коллекторы можно использовать в любой точке планеты, независимо от особенностей климата. Главное – выбрать оптимальную модель и правильно спроектировать схему. В нашей стране целесообразно монтировать вакуумные солнечные коллекторы. Плоские рекомендовано использовать только в южных регионах.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: