Солнечный коллектор для отопления

Альтернативные источники энергии позволяют реально экономить на электричестве и других полезных ресурсах. Сейчас большой популярностью пользуются солнечные коллекторы для отопления, действующие по принципу гелиосистемы. В основе её работы лежит тепловой обмен между источником, то есть солнцем, и потребителями.

Многие рассматривают солнечный коллектор, как довольно затратный метод получения тепла. Однако с развитием производства и внедрением современных инженерных технологий востребованность солнечных коллекторов растёт. Как они устроены, какие бывают и главное – оправдана ли такая высокая цена, читайте в нашей очередной статье.

Содержание

1. Особенности солнечных коллекторов отопления

2. Как происходит теплообмен в солнечном коллекторе

3. Виды солнечных коллекторов

• Воздушный коллектор
• Плоский коллектор
• Трубчатый (вакуумный) коллектор

4. Солнечные коллекторы: за и против

5. Выводы

Особенности солнечных коллекторов отопления

Европейцы давно оценили преимущества солнечного отопления. Это безопасно, экологично и относительно дёшево. Поэтому сегодня практически никого не удивляют необычные конструкции, расположенные на крышах загородных домов где-нибудь в пригороде Парижа или Лондона.

В России к солнечным коллекторам относятся с недоверием. Как такая штука будет греть целый дом? И вообще у нас коттедж половину дня в тени? Вопросов и предубеждений много. Расхожее мнение о том, что солнечный коллектор бесполезен в регионах с малой освещённостью, вызывает сомнения. Проверено и доказано, что данный тип коллекторов будет исправно отдавать тепло даже в самый пасмурный день. Всё благодаря высокой поглощающей способности. О ней поговорим далее.

Как происходит теплообмен в солнечном коллекторе

Строение солнечного коллектора напрямую зависит от используемого теплоносителя. Это может быть воздух, вода, вода с антифризом или другая жидкость, способная легко принимать и отдавать тепло. Всё происходит следующим образом.

Сначала теплоноситель нагревается, затем срабатывает циркуляционный насос, после чего жидкость транспортируется по коллектору и попадает в подготовленный резервуар, откуда идёт дальше в трубы и краны. Наиболее предпочтительной является разводка с циркуляционным насосом, так как доставка носителя будет осуществляться по контуру и с заданной скоростью. Однако и простой вариант, предполагающий естественную циркуляцию, тоже приемлем. В этом случае нужно учесть, что температура в коллекторе и накопительном баке должна отличаться.

Виды солнечных коллекторов

Понять строение, разобраться в преимуществах и принципах работы солнечных коллекторов невозможно без знакомства с основными видами этих устройств.

Воздушный коллектор

Из названия понятно, такой солнечный коллектор использует в качестве нагревательного вещества воздух. Стандартная модель представляет собой две пластины, между которыми располагается система лабиринтов-труб и канальцев. По ним и проходит воздух. Прежде он холодный, а попадая в наружную пластину и проходя по лабиринту, нагревается и через подготовленное отверстие в стене, соединяющее улицу и помещение, проходит внутрь. 

Работать коллектор может как с вентилятором, так и без него. Обычно его монтируют на южной стороне (здесь воздушные потоки теплее) или на крыше.

Производительность данных устройств невысокая, но её компенсирует простота сборки. Если вы не хотите делать сложную систему и вас уже есть страхующий источник, то выбирайте воздушный коллектор. Его можно доработать и наклеить на одну из пластин специальный материал или изоляцию. Также следует помнить, что КПД воздуха значительно меньше воды, да и максимальная температура в прогретом помещении будет только 13-17 градусов выше уличной.

Плоский коллектор

Плоский коллектор для отопления состоит из металлической рамы с закреплёнными пластинами, теплоизоляции, поглотителя, прозрачной крышки из стекла или поликарбоната, патрубков входа и выхода. Также в конструкции может присутствовать отражающий слой.

Открытые плоские коллекторы продаются без крышки, пожалуй, это единственное их достоинство. В остальном они проигрывают своим «коллегам». Отсутствие равномерного абсорбционного покрытия (крышки-то нет) снижает эксплуатационные способности устройства. Поэтому такие коллекторы чаще всего заказывают для обогрева бассейнов или душа. В отоплении дома они бесполезны.

Закрытые плоские коллекторы более функциональны. Лучи солнца проходят через прозрачную крышку и нагревают поглотитель. Излучение происходит, но лучи не отражаются наружу,  тепло аккумулируется в одном месте, за счёт чего происходит быстрый обмен.

Сначала греются медные трубки, от них тепло получает и носитель. Предельная температура, которую выдерживает металл, составляет 190 градусов. Для улучшения отражающих свойств возможна установка особых оптических конструкций. Чем больше коллектор забирает света, тем качественнее и быстрее происходит нагрев.

Трубчатый коллектор

Солнечные коллекторы трубчатого типа часто называют вакуумными, так как именно в этом состоянии тепло сохраняется максимально долго. Изолированную систему различают по типу каналов и разновидности трубок.

Коаксиальная, труба в трубе, схожа по строению с обычным походным термосом. Колбы аккуратно совмещены и спаяны. Внутри – разряженное пространство. Корпус одного из резервуаров обклеен особым поглотительным материалом, забирающим лучи.

Перьевая трубка имеет очень толстые стенки. Конструкция предусматривает наличие теплового канала, он в свою очередь оснащён адсорбирующим материалом.  Готовая трубка запаивается, в ней также поддерживается герметичная среда.

С точки зрения эффективности коллекторы с перьевыми трубками более производительны, соответственно их цена выше.

Солнечные коллекторы: за и против

Выше мы упоминали, в Европе солнечные коллекторы покупают чаще, чем у нас. Согласно данным опросов, проведённых одним из социологических центров, в средине 2000-х годов доля солнечных коллекторов на рынке отопительного оборудования превышает 20 процентов, а общая площадь покрытия составила более 14 миллионов м3.

В нашей стране ситуация менее обнадёживающая. Во-первых, сказывается разница климатических поясов. Во-вторых, рентабельность. К примеру, вероятность того, что в сутки удастся прогреть сто литров воды составляет 80 процентов. Для одного человека это норма, а вот для семьи из трёх человек – слишком мало. Это объясняется не только возможностями системы, но и разной степенью солнечного излучения. В связи с этим коллекторы солнечной энергии чаще заказывают жители Сибири, Приморья и Забайкалья.

Номером один в списке предпочтений россиян остаются стальные коллекторы для отопления, адаптированные для использования с электрическими и газовыми котлами. Продуманная конструкция с выходами для устройств-потребителей, отлично показала себя в реальных испытаниях.

Соединительные размеры соответствуют условным проходам стандартных фитингов, применяемых в монтаже сантехнической или модульной разводки. Теплоноситель распределяется по контурам, а своевременный подмес обратки в подачу компенсирует разницу температур, что гарантирует сохранность всех элементов модуля.

Выводы

Солнечные коллекторы только начинают завоёвывать отечественный рынок. Интерес к ним подогревает и то, что производители постоянно расширяют ассортимент. Плюс к этому солнечное отопление считается самым чистым способом обогрева помещения.

Но есть один нюанс, который наводит на резонные размышления. Полностью отапливать загородный дом солнечными коллекторами не надёжно, по крайне мере, пока не надёжно. Кроме того, следует помнить, что стоимость солнечных коллекторов в сборе с расходомерами и необходимой автоматикой довольно высока. Если вы планируете покупку, то обязательно посоветуйтесь со специалистами и произведите подробные расчёты, так вы сможете увидеть общую картину, расставить приоритеты и продумать бюджет.