Обзор солнечных коллекторов вакуумного типа

Автономный характер работы имеет солнечный коллектор, который преобразует в тепловую поглощенную солнечную энергию, переносимую видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В качестве абсорбера в трубчатом типе оборудования выступает медная трубка, изолированная в стеклянном сосуде посредством вакуума. Это эффективный теплоизолирующий материал, благодаря которому вакуумный солнечный коллектор улавливает максимальное количество тепла с применением проводимости и конвекции.

Оглавление:

Устройство и применение

Даже при эксплуатации в отрицательных температурах и при рассеянном солнечном свете, устройство обладает стабильным и высоким КПД. Следовательно, его работа носит внесезонный характер. Разновидностью является солнечный вакуумный плоский коллектор, однако он менее распространен в силу следующих обстоятельств:

  • из-за объемной конструкции корпуса сложно сохранить герметичность и удержать вакуум;
  • возможен прогиб стекла;
  • обычно используют дополнительные стойки, что приводит к лишнему затенению.

Некоторые потребители решают приобрести вакуумный солнечный отопительный коллектор для получения горячей воды и тепла как в частном, так и в индустриальном секторе. Его устанавливают в домах, коттеджах, дачах, банях, гостиницах, предприятиях общепита и торговли, на автозаправках и других автономных объектах. Он также востребован для прогрева воды в бассейне и устройства теплого пола. В последнем случае уровень КПД значительно увеличивается.


Классификация

Выделяют несколько видов конструкций солнечного коллектора с вакуумной трубкой. В связи с этим, различаются их характеристики, показатели эффективности и условия целевого использования. Классификация основывается на конструктивных отличиях:

  • по строению стеклянной трубки (перьевая или коаксиальная);
  • по типу теплового канала (прямоточный или «Heat Pipe»).

1. Коаксиальные трубки.

Наглядным пособием для изучения может стать термос. Коаксиальные трубки состоят из двойной стеклянной колбы, между стенками которой находится вакуум. На поверхность внутренней нанесено высокоселективное поглощающее покрытие. То есть передается солнечное тепло напрямую от колбы. В качестве абсорбера выступает медная трубка со специальной жидкостью внутри, которая нагревается под действием солнечной энергии, а образовавшиеся пары поднимаются вверх и при конденсации отдают тепло коллектору.

2. Перьевые трубки.

В отличие от коаксиальной, перьевая представлена в виде одностенной колбы с утолщенными стенками (в среднем от 2,5 мм). Вакуум располагается непосредственно в пространстве теплового канала, часть которого интегрирована вместе с абсорбционной трубкой из меди в колбу. Согласно отзывам использование перьевого типа коллекторов позволяет достичь максимально возможного среднегодового КПД.

3. Прямоточный тепловой канал.

Это устройство представляет собой две соединенные трубки (U-формы), расположенные в стеклянной колбе. Как правило, металлом для выполнения такого коллектора служит медь. Жидкость циркулирует внутри трубок. Она нагревается под действием Солнца, поднимается в теплосборник, отдает энергию основному теплоносителю, охлаждается и спускается обратно.

4. Heat Pipe (или тепловая труба).

Эта технология очень эффективна, а потому востребована. Выполненная из меди или алюминия, тепловая трубка содержит легкоиспаряющуюся жидкость, которая, нагреваясь от Солнца, превращается в пар, поднимается к теплосборнику и там конденсируется. Затем тепло передается теплоносителю, а жидкость вновь стекает вниз и цикл повторяется. В этом случае трубка в коллекторе устанавливается под углом.

Особенности монтажа

Эффективность работы гелиосистемы зависит от различных условий и факторов, а потому важно соблюдать порядок ее установки:

  1. Во-первых, следует определиться с местом размещения. Это может быть прямая или скатная крыша, открытое для Солнца пространство на земле, балкон и различные архитектурные выступы зданий.
  2. Ориентация солнечного коллектора должна быть строго на ЮГ в северном полушарии (критерием является азимут, который в идеале равняется 0 ?).
  3. При устройстве учитывается расположение предметов, способных затенить гелиоустановку (деревьев, крыш соседних зданий и так далее).
  4. Устанавливать оборудование желательно таким образом, чтобы инсоляция (облучение контактной области солнечным светом) проходила под прямым углом к поверхности коллектора. Но так как на угол падения лучей влияет время года и суток, то располагать систему рекомендуется в зависимости от высоты Солнца для получения максимального количества энергии в конкретный момент.

Обзор брендов

Среди европейских стран-производителей выделяются: Германия, Италия, Польша. Особой прочностью и качеством отличается коллектор, работающий на энергии Солнца, немецкой компании Vaillant. Покупателю предлагается вариант из высокопрочного стекла, защищенного от сколов и других механических повреждений. Цена одного плоского коллектора находится в пределах 30 000 рублей. Но порой он дополнительно комплектуется, в том числе, нагревательным баком.

На азиатском рынке солнечной тепловой промышленности господствует Китай. В среднем, цены на коллекторы компании Sunrain составляют 13 000–40 000 рублей, в зависимости от комплектации. Стоимость вполне доступная, однако качество с европейским не сравнить, хотя эксплуатационные особенности практически идентичны. Итальянский производитель Ariston Thermo Group предлагает надежные солнечные коллекторные устройства Kairos и широкий спектр дополнительного оборудования. Он легко монтируется и предоставляет возможность интегрирования в существующие системы отопления и ГВС. Устанавливается как на ровной поверхности, так и на склоне, а также можно встроить его в конструкцию кровли.

К инновационным техническим характеристикам солнечных коллекторов Solar относится функция принудительного оттаивания. По заверениям отечественного производителя — в -21 ?С одна установка способна нагреть 200 л воды до 30 ?С. Стоимость 1 коллектора составляет приблизительно 20 000 рублей. Так, качество устройства и его цена находятся в среднем соотношении, по сравнению с европейскими и дешевыми китайскими вариантами.

Отзывы

«В нашем случае солнечный коллектор как альтернативный метод получения тепла окупился моментально! Приобрели дачу за городом, а электричества там не было. За замену трансформатора и протяжку проводов попросили 350 000 рублей! Конечно, выгоднее было приобрести коллектор. Очень порадовала прочность стекла — после сильного града не обнаружил ни одной трещины!».

Анатолий Сергеев, Воронеж.

«Долго думали, стоит ли покупать, окупит ли он себя, так как цены на систему приличные. Но живем мы на юге, Солнца тут достаточно. Подобрали оптимальный китайский вариант, специалисты высчитали направление, угол, быстро смонтировали. Благодаря коллектору тепло в доме даже зимой. Используем 3-й год, проблем не было. Производитель гарантирует 15–20 лет службы, посмотрим».

Анастасия, Ростов-на-Дону.

«Так как живем за городом, решили купить солнечный внесезонный вакуумный коллектор с тепловой трубкой. В целом — остался доволен. Подключил установку к отопительному баку, теперь тепло и горячая вода есть всегда. Однако нашел пока что единственный маленький минус — зимой иногда приходится коллектор от снега очищать. Если образуется небольшая ледяная корочка на поверхности, он цепляется и частично закрывает трубки».

Сергей Найденов, Нижний Новгород.

«В Омске у нас апрель прохладный, в среднем 6–9 ?С. Коллектор работает часов по 8, но 160 л воды до 50 ?С нагревает стабильно. В доме проживает 4 человека; воду используем и на стирку, и на уборку, и на мытье посуды. Несмотря на такой большой расход, жидкость успевает прогреваться до 45–50 ?С и недостатка в ней мы не ощущаем».

По материалам сайта: http://termoguru.ru