Солнечное отопление
Солнечный коллектор (гелиосистема) собирает тепловую энергию Солнца и передает ее теплоносителю путем нагрева. Гелиоустановки широко применяются в системах снабжения горячей водой и отопления помещений.
Основные направления использования солнечных коллекторов:
1. Получение горячей воды;
2. Отопление помещений;
3. Подогрев воды в бассейне;
4. Отопления теплиц;
5. Сушка продукции.
Солнечные тепловые коллекторы условно делят на плоские коллекторы и вакуумные коллекторы.
Плоский солнечный коллектор
Плоский солнечный коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием для повышения эффективности. Прозрачный элемент выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом. Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой и герметичной.
Вакуумный солнечный коллектор
Вакуумный солнечный коллектор это фактически солнечная тепловая труба схожая с бытовыми термосами. Внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.
В вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору.
|
Вакуумные трубчатые |
Плоские высокоселективные |
|---|---|
| Преимущества | Преимущества |
| Низкие теплопотери | Способность очищаться от снега и инея |
| Работоспособность в холодное время года до −30С | Высокая производительность летом |
| Способность генерировать высокие температуры | Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и тёплого климата |
| Длительный период работы в течение суток | Возможность установки под любым углом |
| Удобство монтажа | Меньшая начальная стоимость |
| Низкая парусность | |
| Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата | |
| Недостатки | Недостатки |
| Неспособность к самоочистке от снега | Высокие теплопотери |
| Относительно высокая начальная стоимость проекта | Низкая работоспособность в холодное время года |
| Рабочий угол наклона не менее 20° | Сложность монтажа, связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора |
Системы на основе солнечных коллекторов
Система альтернативного отопление дома собирается на основе солнечных коллекторов объединенных в один тепловой блок требуемой мощности. При увеличении площади покрытия возможен практически бесконечный рост производительности систем солнечного отопления.
Нагретый теплоноситель из коллекторов закачивается в бойлер косвенного нагрева, из которого производится забор горячей воды потребителями. При коротком отопительном контуре возможна естественная циркуляция воды в магистрали, что дополнительно повышает общий КПД гелиосистемы отопления. В более сложных системах солнечного теплоснабжения циркуляционные потоки создаёт насос.
Традиционное солнечное теплоснабжение реализуется в двух вариантах систем:
• Одноконтурные системы, в которых вода непосредственно из коллекторов поступает в тепловую магистраль;
• Двухконтурные системы, где в контуре коллекторов циркулирует теплоноситель, отдающий в теплообменнике энергию водяному контуру.
Двухконтурные системы солнечного теплоснабжения хороши тем, что в условиях низких температур расположенный вне здания первый контур с коллекторами может быть заполнен незамерзающей жидкостью. В этом случае ночные холода системе не страшны.
Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.