Разновидности солнечных коллекторов

Практически во всех сферах деятельности современного человека наблюдается постоянный рост энергопотребления. Именно поэтому уделяется особое внимание вопросам энергосбережения и рационального природопользования.

Отдельным направлением в данной сфере выступает производство альтернативных видов энергии. Ветрогенераторы, солнечные батареи, тепловые насосы плотно входят в нашу повседневную жизнь, и вскоре без их существования не сможет обойтись ни одно производство. Наиболее производительным устройством для обработки возобновляемой энергии является солнечный или тепловой коллектор.

Это связано с тем, что здесь исключено промежуточное звено, и процесс преобразования солнечной энергии в тепловую происходит напрямую. Именно поэтому солнечные коллекторы имеют весьма внушительный КПД и высокую производительность.

Функционально солнечные коллекторы принято использовать для обеспечения нужд горячего водоснабжения и систем отопления в сооружениях различной направленности. Конструктивно же коллекторы представляют из себя нагревательные элементы, источником тепла в которых выступает солнечное излучение. На сегодняшний день успешно применяют три основных типа солнечных коллекторов:

• вакуумные;
• плоские;
• воздушные.

Виды коллекторов

Плоский солнечный коллектор

Конструкция плоских коллекторов, выполненная таким образом, что в качестве нагревательного элемента здесь выступает специальная панель. Она состоит из облегченного металлического корпуса, в который вмонтирована поглощающая пластина (зачастую медная или алюминиевая) с отводящими трубками, установленная на слой качественного теплоизолятора и покрытая ударопрочным стеклом.

Поглощающая пластина выполнена таким образом, что в ней может циркулировать теплоноситель, перенося тепловую энергию от внешнего источника к потребителям. Достоинствами такого нагревателя являются низкая стоимость, простота монтажа и эксплуатации, а к недостаткам можно отнести явную зависимость производительности от внешних факторов (время года, суточный период, облачность и т.д.);

Вакуумный солнечный коллектор

Вакуумные системы имеют весомое преимущество перед своими аналогами. Это связано с их уникальными конструктивными особенностями.

1. Во-первых, подобного типа техногенные коллекторы представляют из себя прочнейшие рамы из металла, на которые могут набираться параллельно элементы специального нагревателя – вакуумные трубки.
2. Во-вторых, конструкция подобных мини-трубопроводов выполнена весьма практичным  образом, — система трубопроводов представляет собою своеобразный термос, состоящий из двух стеклянных колб с селективным покрытием, уложенных друг в друга.

Причем одна сторона таких элементов герметично запаивается, а со второй стороны в полученный термос устанавливается тепловая трубка (изготовленная из меди), по которой впоследствии циркулирует теплоноситель.

Для обеспечения высоких теплоизоляционных свойств в пространстве между стеклянными колбами создается вакуум, а вся тепловая трубка соединяется с общим теплообменником, установленным на раме. Естественно, подобные коллекторы имеют более высокую цену, но при этом обладают весьма существенными достоинствами. Так, конструкция нагревательных элементов позволяет минимизировать тепловые потери, что дает возможность применять вакуумные коллекторы даже при минусовых температурах окружающего воздуха.

Вдобавок, за счет цилиндрического исполнения колб, практически исключается зависимость нагрева от времени дня, то есть солнечные лучи падают на элемент всегда под прямым углом. К тому же такие системы способны извлекать тепло даже в пасмурную погоду и при больших порывах ветра. Помимо этого следует отметить высокую ремонтопригодность вакуумных коллекторов.

При выходе из строя элементы могут заменяться даже без отключения системы от работы.

Воздушный солнечный коллектор

Воздушные коллекторы имеют небольшое распространение в виду сезонности использования. Они представляют собой пластиковый прозрачный короб, в котором циркулирует воздушная смесь. После нагрева воздух поступает внутрь объекта и отапливает его. Наиболее часто воздушные солнечные коллекторы используются для обогрева теплиц, зимних садов и парников.

При этом, какому бы типу солнечных коллекторов не было отдано предпочтение, для их оптимального использования требуется проведение расчетных, проектировочных и монтажных мероприятий, в том числе — необходимо составить продуманный план-проект по установке систем вентиляции  и кондиционирования в помещениях (сплит систем).