Современные способы борьбы с перегревом в солнечных коллекторах. Эффективность солнечных коллекторов
Солнечные коллекторы для отопления дома: преимущества, недостатки и эффективность
Содержание:
- Для чего нужны солнечные коллекторы
- Преимущества использования солнечного излучения:
- Плюсы коллекторов:
- У солнечных коллекторов есть и недостатки:
- Эффективность солнечных коллекторов
- Виды солнечных коллекторов
- Подводя итог
Солнечные коллекторы для отопления дома - это устройства, преобразующие энергию Солнца (видимый свет и инфракрасное излучение) в тепловую энергию.
Каждый день на нашу Землю опускается гигантская доза солнечного излучения. Работа коллектора как раз состоит в том, чтобы поглотить его и преобразовать в энергию для использования человеком: для обеспечения тепла и подогрева воды. Учитывая теперешний стремительный рост цен на природный газ, владельцы газовых котлов стали всё чаще задумываться о новом способе экономии.
Оглянитесь: наверняка, у кого-то из ваших соседей уже установлен коллектор.
Для чего нужны солнечные коллекторы
Солнечное излучение является одним из доступнейших и популярных альтернативных источников тепла, в то время, как солнечный коллектор - самое простое приспособление для преобразования этой энергии. Всё больше людей решают обзавестись этим чудом для частного дома для дополнительного источника энергии. С помощью коллектора солнечную энергию можно преобразовать в тепловую энергию и электрическую.
Энергия Солнца является не только бесплатной, но и в разы чище для экологии, чем любой созданный человеком тип энергии. Только за 8 минут эта звезда вырабатывает такое количество излучения, сколько людям хватит использовать целый год. Если собрать всю энергию, которую Земля получит от Солнца за один день, потребность новой энергии возникнет через двести лет.
Преимущества использования солнечного излучения:
- экономия на оплате коммунальных услуг;
- круглогодичная доступность;
- безопасность для природы;
- независимость от повышения цен государством.
Плюсы коллекторов:
- Вы экономите газ: летом при помощи солнечного коллектора вы совсем сведете на нет необходимость частного дома в горячей воде. Весной и осенью он снизит нагрузку газового котла, что, как следствие, приведет к сокращению потребления газа. Зимой же коллекторы работают менее эффективно.
- Вы станете энергонезависимы: отапливая свой дом при помощи солнечного коллектора, вы максимально снижаете личную зависимость от газа, поставляемого государством. При этом в летнее время, получая горячую воду, не используя газ, вы фактически получаете ее бесплатно.
- Установить солнечный коллектор - задача простая и доступная всем: для установки не нужно бегать по всевозможным инстанциям за разрешениями. Вам потребуется лишь найти хороший магазин, где опытный консультант объяснит вам все тонкости и сантехник, который всё установит.
- Долгосрочность: приятный бонус коллектора - он прослужит не меньше пятнадцати лет.
У солнечных коллекторов есть и недостатки:
- Довольно высокая стоимость: цены на домашние солнечные коллекторы варьируются от 500 до 1000 долларов за единицу. Система же из двух коллекторов обойдется вам в 2500 долларов. То есть, окупится она где-то через 7 лет.
- Солнечный коллектор нельзя рассматривать как один источник энергии. Человек, к сожалению, не научился управлять погодой и солнце по заказу не светит.
- Периодическое обслуживание: со временем накапливаются пыль и грязь, которую нужно убирать.
- Дополнительные затраты для покупки бака-накопителя. Без него солнечному коллектору просто не будет места, куда сбывать выработанную энергию.
Эффективность солнечных коллекторов
Данная характеристика целиком и полностью зависит от региона установки. Соответственно, чем южнее, а следовательно, жарче регион, тем эффективнее работает коллектор. Таким образом, если вы раздумываете над покупкой такого альтернативного источника тепла, советуем проанализировать, как часто в вашем регионе светит Солнце.
Также максимально внимательно изучайте технические характеристики, которые указаны в паспорте. Наиболее важными значениями являются коэффициенты полезного действия, тепловых потерь, а также площадь устройства. Эти параметры позволят спрогнозировать будущую эффективность работы.
Виды солнечных коллекторов
Сейчас на рынке большое изобилие солнечных коллекторов. Они имеют ряд различий, отличаясь предназначением, своим внешним видом, принципом функционирования и т.п.
- Классификация по внешнему виду: трубчатые вакуумные и плоские.
- По назначению: для отопления дома и нагрева воды.
- По принципу работы: самотечные (совершенно не требуют электроэнергию и идеально подходят для дачных участков) и с принудительной циркуляцией (подключается к общей системе отопления).
- По сезонности работы: круглогодичные и сезонные (которые используют только летом и в межсезонье, зимой же они не работают).
Подводя итог
Солнечные коллекторы являются наиболее популярными альтернативными источниками тепла для частного дома. Это своеобразная инвестиция в свою энергонезависимость. Наиболее эффективны они в южных регионах, где солнечная активность довольно высока.
Присоединяйтесь к нам и получайте новые идеи по экономии. Вдохновляйтесь новыми советами каждый день!
Подписаться на рассылку
Подписатьсяekobatarei.ru
Современные способы борьбы с закипанием теплоносителя в солнечных коллекторах | Блог SolarSoul
В этой статье пойдёт речь о современных технологиях, позволяющих предотвратить возникновение стагнации в солнечных коллекторах.Мы уже писали о стагнации и о том, каким образом она влияет на компоненты гелиосистемы в этой статье: solarsoul.net/stagnaciya-geliosistem
Так же мы упомянули основные технические решения, снижающие негативное влияние на отдельные компоненты гелиосистемы. Однако при этом сам процесс стагнации все же может возникать. Полностью избавится от стагнации возможно, применив один из нижеперечисленных методов, или сочетание нескольких из них.
Функция обратного охлаждения
При достижении максимального значения в баке аккумуляторе в конце дня, контроллер запускает насос гелиоконтура в ночное время. Благодаря циркуляции, солнечные коллекторы рассевают тепло из бака в атмосферу и бак аккумулятор остывает. К утру следующего дня бак готов получать тепло.
Функция обратного охлаждения гелиосистемы в ночное время
Эта функция хорошо применима при длительном отсутствии водоразбора, к примеру когда вся семья уехала в отпуск и т.д. Так же, эта функция не подойдет для трубчатых вакуумных коллекторов, из-за низких тепловых потерь в самом коллекторе.
Преимущества: нет дополнительного оборудования или компонентов.Недостатки: возможен недостаток теплой воды при утреннем водоразборе.
Функция старт-стоп
В контроллере гелиосистеме заложен следующий алгоритм: если бак ГВС прогрет до максимальной заданной температуры (рекомендованное значении 60-65 ºС) а температура в солнечном коллекторе близка к закипанию (110-120 ºС) то запускается насос гелиоконтура. При этом температура в коллекторе падает на несколько градусов и закипание не происходит. Затем процесс повторяется и снова откладывает стагнацию за счет более холодного бака аккумулятора и теплопотерь в трубах. Таким образом, происходит как бы тактование насоса не позволяющее теплоносителю закипеть.
Пример работы функции старт-стоп в контроллере гелиосистемы
При этом вода в баке так же немного нагревается. Для этого в контроллере есть настройка максимально возможной температуры в баке (80-95 ºС) при которой насос больше не запустится. Как правило, этого будет достаточно, чтобы гелиосистема не перешла в режим стагнации за целый день. Важно что бы гелиосистема была оснащена термостатическим клапаном от ошпаривания.
Преимущества: нет дополнительного оборудования или компонентов.Недостатки: функция не может полностью предотвратить закипание теплоносителя, а лишь отсрочить его на день-два при длительном отсутствии водоразбора. Данная функция будет значительно эффективней в сочетании с опцией ночного обратно охлаждения.
Система Drain back
При отключенном насосе гелиоконтура, солнечные коллекторы заполнены воздухом, а весь теплоноситель находится ниже их уровня в трубопроводах, теплообменнике и/или специальном приемном бачке. При повышении температуры солнечных коллекторов до рабочего значения, насос включается. Далее теплоноситель заполняет солнечные коллекторы, вытесняя воздух.
Пример работы системы drain back в гелиосистеме auroSTEP от компании Vaillant
Затем прогретая жидкость поступает в теплообменник, где отдает тепло воде в баке аккумуляторе. Когда работа заканчивается, насос останавливается, и теплоноситель под собственным весом стекает вниз из коллекторов, которые снова заполняются воздухом.
Преимущества: полностью решается возможность возникновения стагнации.Недостатки: при монтаже необходимо соблюдать ряд жестких требований (уклон трубопровода, ограничение по длине гелиоконтура и т.д.). Иногда необходимо дооснащать систему специальными приёмными бачками.
Вода вместо пропиленгликоля
По сути, использование пропиленгликолевой смеси в качестве теплоносителя является своего рода компромиссом для защиты от замерзания гелиосистем. Вода является идеальным теплоносителем для всех систем теплоснабжения и поэтому её применение было бы куда эффективнее. Однако из-за риска замерзания и разрушения гелиоконтура, производители вынуждены использовать гликоль.Вода при закипании безопасна для всех компонентов системы при правильном подборе оборудовании гелиосистемы. Каким же образом, возможно избежать замерзания теплоносителя в ночное время зимой?
Пример реализации системы с водой в качестве теплоносителя от компании Paradigma
Что бы вода не замёрзла, контроллер гелиосистемы активирует функцию антизамерзания запуская насос гелиоконтура. Это происходит при достижении температуры воды +3 ºС. Забирая тепло из бака аккумулятора, контроллер поддерживает температуру в солнечных коллекторах на уровне +5 ºС.
При этом циркуляция насоса происходит на минимальных оборотах. Затраченное тепло компенсируется за счет лучшей эффективности благодаря теплофизическим свойствам воды. Такая система подходит для вакуумных коллекторов с прямоточным тепловым каналом, поскольку они имеют низкий уровень теплопотерь.
Подробнее о типах вакуумных трубчатых солнечных коллекторах: solarsoul.net/tipy-vakuumnyx-trubchatyx-solnechnyx-kollektorov
Преимущества: лучшая эффективность солнечных коллекторов. Повышается срок службы отдельных компонентов гелиосистемы.Недостатки: риск заморозки системы при перебоях в электроснабжении.
Защитный клапан в тепловом канале
Так же есть и решение для вакуумных солнечных коллекторов с тепловой трубой. При достижении критической температуры в конденсаторе вакуумной трубке срабатывает биметаллический клапан, который блокирует попадание перегретой жидкости в монифолд коллектора. Тем самым температура теплоносителя не будет привышать 90 ºС даже в самом солнечном коллекторе.
Работа биметаллического клапана в тепловой трубке Heat pipe в солнечном коллекторе King Span
При остывании вакуумной трубки, клапан открывается, и гелиосистема выходит в рабочий режим.
Преимущества: полностью решается возможность возникновения стагнации.Недостатки: удорожание системы за счет применения клапанов в каждой трубке гелиоколллектора.
Система Thermal Protect
При достижении высокой температуры, солнечный коллектор перестаёт поглощать тепловую солнечную энергию, благодаря особому селективному покрытию. При температуре абсорбера +75 ºС в слоях абсорбирующего напыления происходит изменение кристаллической решетки, из-за этого отражение солнечных лучей значительно увеличивается. Благодаря этому при дальнейшем нагреве температура теплоносителя увеличивается незначительно и не закипает.
Температура абсорбера в плоском солнечном коллекторе c технологией Thermal Protect от Viessmann
При остывании абсорбера ниже +75 ºС структура кристаллов возвращается в первоначальное положение. В рабочем состоянии абсорбер имеет максимальную эффективность, как в стандартных солнечных коллекторах.
Преимущества: полностью решается возможность возникновения стагнации.Недостатки: ухудшение эффективности солнечного коллектора при высоких температурах на обсорбере. Необходимость установки повышенного давления теплоносителя в гелиоконтуре.
Многие из вышеперечисленных методов уже давно удачно используются для решения проблем стагнации ключевыми производителями. Следует понимать, что для каждой индивидуальной гелиосистемы лучше подходит тот или иной метод. Зачастую комбинация из нескольких вариантов является наилучшим решением.
Поделиться "Современные способы борьбы с перегревом в солнечных коллекторах"
Рекомендуемые статьи
solarsoul.net
Солнечный коллектор. Устройство, расчет и рассуждения на тему эффективности.
Целью данной статьи является не пропаганда солнечных коллекторов и не их уничижение, а попытка найти какую то более-менее объективную оценку их эффективности.
Является фактом следующее: В Российском Нечерноземье (где автор и имеет усадьбу) на каждый квадратный метр горизонтальной поверхности в среднем падает около 2,5-3 квт энергии в сутки. Так же является фактом то, что на 1 квадратный метр поверхности, установленный перпендикулярно солнечным лучам падает около 0,8 Квт энергии в час (в ясную солнечную погоду).
Для обогрева нормально утепленного дома достаточна мощность 0,1 квт час на каждый метр площади дома.
Т.е. теоретически, солнечный коллектор сможет отапливать дом, если уметь получать и накапливать солнечную энергию, и иметь достаточную площадь солнечного коллектора.
Рассмотрим, какие процессы происходят в солнечном коллекторе. Солнечные лучи, проникая через стекло, нагревают теплоноситель. Теплоноситель под действием конвекционных сил или перекачивающего насоса выходит из коллектора, а на его место поступает новая порция теплоносителя.
Что бы коллектор работал максимально эффективно, необходимо, что бы он своей рабочей поверхность располагался строго перпендикулярно падающим солнечным лучам и имел 100% поглощение энергии ( Нулевое отражение). Однако на неподвижном коллекторе такое невозможно. Поэтому рассмотрим, что происходит с условным солнечным коллектором площадью в 1 кв. метр, установленным строго на юг и перпендикулярно лучам солнца в данное время года. На самом деле угол наклона Солнца для 56 гр. северной широты (средняя широта Нечерноземья) меняется от 80 градусов летом (конец июня) до 15 градусов зимой.
Земля оборачивается вокруг своей оси за 24 часа, соответственно, за 1 час поворачивается на 15 градусов. Совершенно очевидно, что неподвижный коллектор не может работать более 12 часов в сутки принципиально (180 градусов). Но и в эти 12 часов лучи падают на него не под углом 90 градусов, а под постоянно меняющимся углом от 0 градусов до 90 и затем снова до нуля по синусоидальному закону. Это значит что и эффективная поверхность нагревания (и количество получаемой энергии, соответственно) так же меняется по синусоиде.
Построим простейшую таблицу. За 0 отметку возьмем время, когда солнце светит строго вдоль поверхности коллектора. Нулевой и 12 час отбрасываем сразу, так как там нулевые показатели.
Время ч. 1___ 2___ 3___ 4___ 5___ 6___ 7___ 8___ 9___ 10___ 11
Угол ос. 15__ 30__ 45__ 60__ 75__ 90__ 75__ 60__ 45__ 30__ 15
Коэф.S 0,26 0,50 0,70 0,86 0,97 1.00 0,97 0,86 0,70 0,50 0,26
Эф. Эн. 200_ 400_ 560_ 690_ 780_ 800_ 780_ 690_ 560_ 400_ 200
Как видим, наиболее эффективно неподвижный солнечный коллектор в 1 кв. метр за все время работы получит 6000 Ватт энергии. Причем наиболее эффективно будет работать в секторе 90 градусов от перпендикуляра на солнце. Получит он при этом 4,8 КВт энергии ( более 80% энергии).
Для сравнения — солнечный коллектор отслеживающий движение солнца (т.е. постоянно повернутый так, что бы рабочая поверхность находилась перпендикулярно к лучам) получит за 12 часов 9,6 КВт энергии. Выигрыш очевиден, но такая гелиостатическая система весьма сложна и используется только на концентрирующих энергию коллекторах.
В подавляющем большинстве случаев передняя часть коллектора представляет собой стекло. Но стекло тоже не идеальная среда. Свет (солнечные лучи) и преломляются в нем, и рассеиваются и частично отражаются. Кроме того, при определенных обстоятельствах наступает полное внутреннее отражение света от внутренней границы стекла
Для стекла мы находим следующие параметры:
Угол падения 0 20 30 40 50 60 70 80 89 90
света (гр)
Коэффициент 4,7 4,7 4,9 5,3 6,6 9,8 18 39 91 100
Отражения %
Таким образом, стекло коллектора отнимет у нас около 5% энергии в наиболее эффективном секторе работы. А угол падения света на коллектор более 70 градусов (от перпендикуляра) практически «выводит его из строя».
Наиболее продвинутые коллекторы имеют т.н. «просветляющее» покрытие, значительно уменьшающее отражение. Но это идет борьба за проценты. Серьезного увеличения эффективности коллектора это не влечет.
Кроме отражения от передней поверхности стекла следует учитывать отражение и от его внутренней поверхности. При переходе лучей из стекла в теплоноситель (в воздух). С учетом коэффициента преломления стекла (~ 1,5), при падении света на стекло под углом ок. 70 градусов, свет падает на внутреннюю поверхность под углом ок 40 градусов и при этом наступает полное внутреннее отражение света.
К счастью, процент отраженного света в «рабочем секторе углов» коллектора не так велик и составляет ок. 5 %.
Как видим, с неподвижно установленного коллектора площадью в 1 квадратный метр не удастся снять более 4 КВт энергии в сутки даже в идеальных условиях (отсутствие теплопотерь, абсолютно ясное небо и т.д.). Для сравнеия — в гелиоориентированном коллекторе потери на стекле уменьшаются з счет того, что угол падения всегда близок к 90 градусам и он становится эффективнее неподвижного уже почти в 2 раза.
Стационарный коллектор не удастся установить так, что бы он был постоянно перпендикулярно лучам солнца. Как сломанные стрелочные часы, которые дважды в сутки показывают точное время, так и солнечный коллектор, будет в идеальных условиях всего лишь несколько часов в году. Во все остальное время он будет получать солнечную энергию в той или иной пропорции, в зависимости от угла падения солнечных лучей.
Но к счастью, «рабочий сектор» коллектора достаточно велик ( это фактически пространственный сектор 120 х 120 градусов.)
Поэтому для получения необходимого количества энергии нужно сделать коллектор необходимой площади и соответствующим образом сориентировать его в пространстве. Но это не всегда возможно сделать.
Солнечный коллектор достаточно большого размера (если не строить его специально) можно устроить либо на стене дома, или на его крыше (что удобнее).
При этом надо учитывать, что угол падения солнечных лучей меняется от 80 градусов (к поверхности земли) в июне, с длительностью светового дня 17 часов, до 15 градусов в декабре с продолжительностью дня 6 часов.
По отношению к вертикально расположенному коллектору (например на стене дома) это будет соответственно от 10 градусов до 75.
В дни равноденствия (22 марта и 22 сентября) угол наклона солнца составляет примерно 66 градусов, а продолжительность дня составляет 12 часов.
Учтем так же, что летом тепло не столь необходимо, как зимой. А зимой (особенно в период с середины ноября и до середины января — самая пасмурная погода в году и солнце скорее исключение, чем правило. Да и продолжительность дня в это время не более 7-8 часов.
Поэтому расположение коллектора на крыше с углом наклона примерно 35-40 градусов, ориентированной на юг можно считать оптимальным. В этом случае коллектор будет расположен практически перпендикулярно к лучам солнца еще в отопительный сезон (в марте, апреле, сентябре и октябре), и находиться практически в центре рабочего пространственного сектора. Лучи будут падать перпендикулярно на коллектор тогда, когда будет находиться над горизонтом с углом наклона в 55 градусов.
Поскольку его «раствор» 120 градусов, он будет достаточно эффективно работать при всех реально возможных углах наклона солнца.
В «критические» дни, когда солнце либо почти в зените, либо едва над горизонтом, он будет снижать свою эффективность всего на 20%. В первом случае эти потери с лихвой компенсируются теплой погодой и длинным днем. А во втором — на солнце и так рассчитывать не приходится ввиду короткого дня и пасмурной погоды. Но даже если в эти дни случится солнце, коллектор будет работать на 50-70% своей мощности, что весьма не плохо, особенно если заложить эти потери мощности в площадь коллектора и достаточно емкий теплоаакумулятор. С учетом того, что на горизонтальную поверхность площадью в 1 кв. метр падает в год по 2-3 квт энергии в сутки.
Константин Тимошенко.
dom.delaysam.ru
Эффективность солнечного коллектора на практике
В предыдущей статье мы уже упоминали о производительности солнечного коллектора, однако есть еще некоторые факторы, которые влияют на работоспособность солнечных коллекторов в гелиосистеме.
Как уже упоминалось, основными параметрами для оценки эффективности солнечных коллекторов являются паспортные данные, как правило, указанные в сертификатах, а именно: оптический коэффициент полезного действия (ηo) и коэффициенты тепловых потерь (а1 и а2).
η - КПД солнечного коллектора;
∆Т – разность температуры окружающего воздуха и абсорбера солнечного коллектора;
Е – интенсивность солнечного излучения;
По данной формуле обычно производятся приблизительные расчеты производительности гелиосистемы. Расчеты не всегда отображают полную картину, однако с их помощью можно довольно точно судить о средней выработке тепла солнечными коллекторами за выбранный период времени.
Эффективность солнечных коллекторов на практике
На практике же дело может обстоять немного иначе. Одним из факторов влияющим на производительность является объемный расход теплоносителя в солнечных коллекторах. Значение оптического КПД и коэффициента тепловых потерь солнечного коллектора приведенное в сертификатах соответствует определенному расходу теплоносителя в коллекторе. Например, по данным сертификационной лаборатории SPF солнечный коллектор торговой марки Viessmann Vitosol 200-F (номер сертификата C513) имеет расход теплоносителя при испытании равный 200 л/ч. При пересчета на 1 м2 апертурной площади расход равен 40,6 л/ч м2. При этом есть существенная разница между этим значением и рекомендуемым значением производителя 25 л/ч м2. В некоторых случаях, разница между этими показателями может отличатся в 3-4 раза.
Безусловно, такие различия в скорости потока, играют важную роль в эффективности солнечного коллектора при работе в реальных условиях. Снижение скорости потока теплоносителя влияет на температуру теплоносителя на выходе их коллекторов. Чем ниже скорость теплоносителя, тем выше температура теплоносителя. Более высокая температура на выходе из коллектора часто ошибочно воспринимается, как абсолютный показатель эффективности гелиосистемы. В данный момент среди производителей прослеживается тенденция к уменьшению скорости протока теплоносителя. Сейчас оптимальное значение в большинстве рекомендаций производителей составляет 25-30 л/ч м2 в отличие от рекомендаций 5-ти летней давности 40-60 л/ч м2. Это дает возможность снизить гидравлическое соединение и позволяет использовать менее мощные насосы и меньшие диаметры труб в гелиосистеме.
Однако, при снижении значения объемного расхода теплоносителя увеличивается и температура абсорбера солнечного коллектора, что в свою очередь увеличивает тепловые потери солнечного коллектора в окружающую среду. Таким образом, часть полезного тепла просто теряется, не доходя до бака аккумулятора. Поэтому, более высокая температура на выходе из коллекторов не является показателем высокой эффективности солнечного коллектора.
Для примера рассмотрим эффективность солнечных коллекторов в зависимости от скорости потока теплоносителя. Для исследования были выбраны солнечные коллекторы: А — HEWALEX KS 2000 TP и В – VIESSMANN Vitosol 200-F. Расчеты приведены исходя их значения солнечной интенсивности 800 Вт/м2.
Эффективность солнечных коллекторов в зависимости от скорости потока теплоносителя и конструкции абсорбера
При расходе большем расходе теплоносителя (60 л/ч м2) производительность солнечного коллектора выше на 5%.
В случае с вакуумными коллекторами картина примерно такая же. Причем в некоторых случаях выработка тепловой энергии при низком объемном расходе теплоносителя, даже меньше чем для плоских коллекторов.
Разница в производительности вакуумных трубчатых коллекторов
Возможно, причиной занижения скорости потока жидкости является желание показать как бы более эффективную работу коллекторов, вводя тем самым в заблуждения пользователей, ошибочно считающих более высокую температуру как показатель работоспособности.
Второй фактор, которому зачастую, не придают значение, это способ соединения коллекторных групп. Рассмотрим на примере подключения группы из трех солнечных коллекторов с различной конструкцией абсорбера и при различной скорости потока теплоносителя.
Зависимость выработки тепловой энергии от подключения солнечных коллекторов в группу
В первом варианте абсорберы подключены как бы последовательно и поэтому температура теплоносителя в каждом следующем коллекторе выше. Во втором случае температура распределена равномерно. При подключении еще большего числа коллекторов разница становится еще очевидней.
Солнечные коллекторы с абсорбером типа меандр
Коллектора с конструкцией типа «меандр» не рекомендуется устанавливать в один ряд более 5 штук. Таким образом, эффективность солнечного коллектора на практике может значительно отличатся от расчетных величин. Следует учитывать такие параметры как расход теплоносителя и подключение коллекторных групп, а так же некоторые другие рекомендации.
Источник: http://solarsoul.net/
journal.esco.co.ua
Мифы и Правда. Солнечные коллекторы
Когда производители рассказывают об очередной чудо-технике, то обычно рассказывать только о достоинствах и, в основном умалчивают о недостатках.
В кратком обзоре, ниже, мы постараемся развеять мифы и рассказать о достоинствах нескольких типов коллекторов, основываясь на практическом опыте различных проектов. Что поможет Вам при выборе солнечного коллектора.
Миф первый: плоские коллекторы прочнее вакуумных
Качественные плоские коллекторы немецкого производства являются довольно прочными и легко выдерживают град и тому подобные внешние воздействия. Но при желании, конечно, разбить их можно. То же самое можно сказать и о качественных вакуумных коллекторах. На практике замена стеклянных трубок на установленных вакуумных коллекторов применяется довольно редко, поскольку качественные трубки являются очень прочными и рассчитаны на долгий срок службы.
Обратите внимание на видео ниже, где показано испытание вакуумной трубки на прочность куском льда, имитирующем град. Это показательный пример.
А вот такой же пример с использованием стального шарика.
Также следует помнить, что в случае повреждения плоского коллектора его обычно следует менять, что является дорогостоящей и сложной задачей. При повреждении нескольких стеклянных трубок вакуумного коллектора, он все равно продолжит работать, а трубки в последующем можно заменить. Обычно при установке вакуумных коллекторов предусматривается каким образом будет проводиться замена трубок в случае их повреждения и завершения обычного срока службы (15 лет).
Миф второй: на плоских коллекторах не задерживается снег, а вакуумные покрываются толстым слоем снега и из-за этого не работают
Рациональное объяснение таково: поверхность плоского солнечного коллектора нагревается на солнце и снег тает и скатывается вниз. У вакуумного коллектора стеклянные трубки двойные и теплоизолированы вакуумом, поэтому на солнце их внешняя поверхность остается холодной. Снег не тает а задерживается.
На самом деле если вакуумные солнечные коллекторы установлены под углом более 45 градусов на раме, то снег на них вообще не задерживается, а скатывается или сдувается ветром практически сразу. На плоских коллекторах независимо от места установки всегда ложится плотный слой снега, который сходит лишь частично с появлением солнца и требуется еще два-три дня, чтобы снег сошел окончательно. Таким образом что касается снега, то установке на раме вакуумные коллекторы его выдерживают лучше чем плоские.
На фото ниже показаны плоские коллекторы, установленные под углом 45 градусов. К концу следующего дня после снегопада они оттаяли лишь частично и по прежнему наполовину занесены снегом.
На следующем фото показаны другие плоские коллекторы. Снимок сделан через два дня после снегопада. Солнечные коллекторы в целом оттаяли, но в нижней части еще сохранился снег и изморозь.
Следующие два фото ниже с вакуумными коллекторами были сделаны во время выпадения снега. Коллекторы установлены на деревянной раме под углом 60 градусов. Как видно падающий снег не задерживается на стеклянных трубках, а проваливается между трубками и скатывается сразу вниз. Снег идет, но не накапливается на трубках. В отличие от плоских установленные на раме вакуумные коллекторы не имеют сплошной плоской поверхности и малейший ветер сдувает снег.
А этот снимок ниже с вакуумными коллекторами был сделан на следующий день после снегопада. Эти коллекторы установлены на металлической раме и тоже под углом 60 градусов. Как мы видим следов снега нет вообще. Таким образом существующее якобы преимущество плоских коллекторов перед вакуумными при выпадении снега просто миф.
Другое дело, когда солнечные коллекторы установлены на земле или непосредственно на пологой крыше. В этом случае многоснежной зимой коллекторы покрываются снегом от плоскости крыши или от уровня земли. В защищенном от ветра месте снег может оставаться и на трубках. В этом случае снег необходимо счищать вручную, но это в равной степени относится как к плоским так и к вакуумным коллекторам. Общее же правило таково - чем больше угол наклона, тем меньше будет задерживаться снег на коллекторах. Например, если угол наклона более 55 градусов, то это обеспечит максимальную эффективность зимой и минимум проблем со снегом. А вакуумные коллекторы, установленные на раме, даже имеют преимущество перед плоскими по устойчивости к снегопадам.
Миф третий: во влажном климате трубки вакуумных коллекторов зимой покрываются изморозью и не работают, а у плоских коллекторов таких проблем нет
В действительности изморозью могут покрываться и плоские и вакуумных солнечные коллекторы и в обоих случаях на эффективность их работы это сильно не влияет. С появлением солнца изморозь исчезает с поверхности коллекторов. Влажность климата особенно ни причем. Появление изморози обычно связано с выпадением осадков накануне или таянии снега на крыше. На фото вакуумных коллекторов выше хорошо видно, что никакой изморози или снега на трубках нет. Причем никакой очистки поверхности вручную не производилось. Так что очевидно плоские коллекторы в плане изморози и снега никаких преимуществ перед вакуумными не имеют.
Миф четвертый: плоские солнечные коллекторы хорошо подходят для систем отопления
По сравнению с летом зимой система солнечных коллекторов тратит большее время утром на нагрев теплоносителя и проводящего контура до требуемой высокой температуры. Помимо этого эффективность плоских коллекторов зимой сильно снижается, поскольку они теряют большое количество энергии за счет теплообмена с морозным воздухом. У вакуумных солнечных коллекторов эффективность зимой незначительно отличается от летней, поскольку вакуум является хорошим теплоизолятором и уменьшает потери энергии. Таким образом, хотя теоретически использовать для отопления можно оба типа коллекторов, но на одну и ту же расчетную мощность плоских коллекторов потребуется в два-три раза больше.
Миф пятый: плоские солнечные коллекторы лучше для горячего водоснабжения
Происхождение этого мифа установить сложно. На практике вакуумные солнечные коллекторы более эффективны чем плоские как для отопления, так и для горячего водоснабжения. Например, в облачную погоду за счет минимального теплообмена с окружающей средой вакуумные коллекторы обеспечивают нагрев воды, в то время как плоские коллекторы в облачную погоду либо не дают достаточно энергии, либо их роль в нагреве воды несущественна.
Миф шестой: плоские солнечные коллекторы дешевле вакуумных
Сразу можно отметить, что плоские коллекторы европейского производства (Италия, Германия) дороже чем вакуумные коллекторы самых дорогих марок в Китае. Плоские коллекторы российского или китайского производства действительно дешевле, если сопоставлять их по номинальной мощности и тепловоспринимающей поверхности. Но, как уже было отмечено выше, эффективность вакуумных значительно выше зимой и в облачную погоду, поэтому в итоге цена вакуумных и качественных плоских на единицу реальной мощности оказывается сопоставимой.
Миф седьмой: вакуумные солнечные коллекторы сложнее устанавливать, чем плоские
Сложность установки не зависит от типа коллектора. Плоский устанавливается как единое целое: с одной стороны это просто, а с другой необходимо аккуратно поставить на место довольно тяжелый агрегат. У вакуумного сначала устанавливается основная часть, а потом стеклянные трубки, что разделяет вес конструкции и облегчает работу.
Миф восьмой: вакуумные солнечные коллекторы теряют эффективность со временем
Обычно это заявление обосновывают тем, что резиновые прокладки соединений стеклянных трубок или трубок теплообмена вакуумных коллекторов со временем изнашиваются и пропускают тепло. На самом деле, например в вакуумных солнечных коллекторах последнего поколения с U-трубками, медные трубки теплообмена впаяны в общий блок, что обеспечивает долговечное прочное соединение. Это выполняется на заводе и не зависит от установки оборудования на месте. Стеклянная же трубка плотно прилегает к полиуретановой теплоизоляции верхнего блока коллектора и не имеет дополнительных материалов соединений. То есть нет никаких предпосылок для потери эффективности со временем. Это подтверждается и практикой эсплуатации вакуумных солнечных коллекторов Himin Solar в течение длительного времени.
Основная рекомендация
Если Вам нужно только горячее водоснабжение - можно выбрать как плоский так и вакуумный солнечный коллектор. У вакуумного коллектора только будет выше эффективность зимой и в пасмурную погоду.
Для отопления в российском климате следует использовать только вакуумные коллекторы.
Помните, что волшебства не бывает и независимо от типа коллектора требуется дополнительный источник энергии на случай длительной пасмурной погоды.
Информация с сайта http://svetdv.ru/
energi-nsk.ru
