Солнечные Коллекторы. Как Это Работает

Как работает солнечный коллектор, основные принципы работы солнечного коллектора на вакуумных трубках

Помимо стоимости и сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу, достоинством солнечной системы горячего водоснабжения или попросту солнечного коллектора является его относительная простота и долговечность!

Есть два типа коллекторов, используемых для получения горячей воды:

плоские пластинчатые коллекторы и коллекторы на вакуумных трубках (более эффективны и отлично подходит для морозных районов)

Плоские солнечные коллекторы

Плоские коллекторы изготовлены из медных трубок с припаянными к ним радиаторами с селективным покрытием, закрытых в светопрозрачный кожух, часто соединены с резервуаром для хранения горячей воды. Солнце нагревает радиаторы и припаянные к ним медные трубки, через которые подается теплоноситель. Нагретый теплоноситель циркулирует через теплообменник, расположенный в накопительном баке с водой, тем самым подогревая воду. Полученная горячая вода используется на бытовые нужды.

Коллекторы с вакуумными трубками: состоят из тепловых трубок и приёмника тепла, накопительного бака, либо специального элемента - теплосъёмника, находящегося в верхней части коллектора. Вакуумные трубки представляют собой полый медный стержень, запаянный с обоих торцов и расширяющийся к верхней части. Внутри него под разряжением, находится солёная вода, содержащая медную крошку.

При нагревании воды выше температуры кипения (благодаря низкому давлению внутри стержня, температура закипания примерно 60°C) её пары поднимаются в верхнюю часть – наконечник, температура внутри которого может достигать 250 °С, конденсируясь там, отдаёт тепло. Конденсируясь, стекает вниз по стенкам трубки, и процесс начинается снова. Стержень помещен в колбу с двойной стенкой (между стенками вакуум), легко вынимается, что удобно при замене колб, треснувших в процессе эксплуатации.

В связи с тем, что между стенками стеклянной колбы находится вакуум, не происходит потерь тепла в окружающую среду. Общая эффективность солнечного коллектора на вакуумных трубках выше, он имеет более высокую производительность, когда солнце не под оптимальным углом - например, когда утро или в конце дня.

Солнечные коллекторы на вакуумных трубках могут быть подключены к накопительному баку по той же схеме что и плоские, или иметь свой встроенный расширитель. Применение коллекторов со встроенным накопительным баком целесообразно только для дачного летнего душа, при эксплуатации зимой они не пригодны.

Резервуар для воды со встроенным медным теплообменником

Применяется для передачи тепла от теплоносителя воде и накопления горячей воды. Оснащен клапаном аварийного сброса давления, на случай закипания воды. Магистраль по которой циркулирует теплоноситель дополнительно снабжена расширительным баком, который компенсирует избыточное давление теплоносителя.

Циркуляционный насос, входящий в состав системы, обеспечивает циркуляцию теплоносителя между накопительным баком и солнечным коллектором. Вся система управляется контроллером, который отслеживая температуру в разных частях накопительного бака, и на солнечном коллекторе, выбирает оптимальный режим работы насоса. В ночное время или когда солнечного света не достаточно, чтобы обеспечить работу системы насос отключается, тем самым экономя электроэнергию. Для полной автономности, вся система может быть подключена к массиву солнечных батарей.

Накопительный бак дополнительно может комплектоваться электрическими или газовыми нагревателями.

Когда солнце не может обеспечить достаточное количество энергии, чтобы предоставить вам необходимое количество горячей, периоды облачности, ночное время, резкое увеличение расхода горячей воды, в накопительный бак устанавливаются ТЭНы или газовая колонка. Управление работой нагревателя осуществляет контроллер, включая или выключая дополнительный подогрев, в зависимости от температуры воды в баке.

Правильно спроектированная и установленная система солнечного горячего водоснабжения будет обеспечивать вас горячей водой не завися от температуры на улице, в течении многих лет, требуя минимального контроля и ухода.

Источник: Sunlight Ural